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Title:
METHOD OF COMMUNICATION BETWEEN SMART CARDS OPERATING IN A CONTACTLESS MANNER AND CARD TERMINALS, AND COMMUNICATION SYSTEM THEREFOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/010364
Kind Code:
A1
Abstract:
Contactfree smart cards which are produced by different manufacturers and can be combined to form a card group having comparable technical properties can be operated at different terminals. The invention concerns a method by means of which terminals can identify different card types by emitting sequential information. The invention also concerns adaptively operating terminals.

Inventors:
KREFT HANS-DIEDRICH (DE)
Application Number:
PCT/DE1997/001918
Publication Date:
March 12, 1998
Filing Date:
September 01, 1997
Export Citation:
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Assignee:
ANGEWANDTE DIGITAL ELEKTRONIK (DE)
KREFT HANS DIEDRICH (DE)
International Classes:
G06K7/00; (IPC1-7): G06K7/00
Foreign References:
US5349355A1994-09-20
EP0694887A11996-01-31
US5235326A1993-08-10
Attorney, Agent or Firm:
Mierswa, Klaus (Mannheim, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Verfahren zur Kommunikation zwischen berührungslos arbeitenden Chip¬ karten (RCCCs) und Kartenendgeräten (RCDs), wie Terminals, unter Ver wendung mindestens eines Kartenendgerätes (RCD) mit Einrichtungen, wie Spulen, Kondensatoren, Schwingkreise, Optokoppler, zur Ausstrahlung von elektromagnetischen Wellen zur nichtgalvanischen, elektromagnetischen Kopplung mit einer Anzahl von Chipkarten (RCCCs), welche ebenso Ein¬ richtungen, wie Spulen, Kondensatoren, Schwingkreise, Optokoppler, zur nichtgalvanischen Energie und/oder Datenübertragung aufweisen, so daß die Chipkarten bidirektional mit den Kartenendgeräten (RCDs) Energie und/oder Daten übertragen, wobei die Chipkarten (RCCCs) zu Gruppen (RCCCL, RCCCM, RCCCN, u.s.w.) mit gleichen Modulationsverfahren für die Kommunikation zusammengefasst werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn der Kommunikation zwischen einem Terminal (RCD) und mehreren Chipkarten (RCCCs) in zwei Schritten, nämlich Schritt FPI und Schritt SPI, abläuft, wobei im ersten Schritt FPI: a) der Terminal (RCD) kontinuierlich ein elektromagnetisches Feld mit einer vorgegebenen Trägerfrequenz (fc) abstrahlt, b) der Energieinhalt des Feldes mit dieser Trägerfrequenz (fc) ausreicht, eine Anzahl von mehreren Chipkarten (RCCCs), welche dem Terminal (RCD) angenähert werden, mit eingekoppelter Energie zur Aufrechterhaltung ihrer elektronischen Funktion zu versorgen, c) der Terminal (RSD) kontinuierlich wenigstens eine zusätzliche vorgegebene Unterfrequenz (fsi,fs2>fs...) abstrahlt, welche eine geringere Energiedichte als die Trägerfrequenz (fc) hat, d) die Unterfrequenz (fsi,fs2,fs...) proportional zu dieser Trägerfrequenz (fc) geteilt durch eine Zahl n ist, e) der Unterfrequenz (fsi,fs2»fs...) eine bestimmte Zahl n unterschiedlich codierter Signalsequenzen (TSEQ1,TSEQ2,..., TSEQn) aufmoduliert sind und diese fortdauernd und in gleicher Reihenfolge wiederholt vom Terminal (RCD) abgestrahlt werden, f) jede Signalsequenz (TSEQl,TSEQ2,...,TSEQn) in einem ersten Teil eines Zeitfensters (WTn) beginnt und innerhalb dieses ersten Teils dieses Zeitfensters (WTn) endet, g) wobei so viele Zeitfenster (WT) wie unterschiedliche Signalsequenzen (TSEQ1, TSEQ2,..., TSEQn) vorhanden sind, und im zweiten Schritt SPI: h) eine Anzahl von Chipkarten (RCCCs) durch diese Trägerfrequenz (fc) zum Empfang der Signalsequenzen (TSEQ 1.TSEQ2,..., TSEQn) aktiviert sind, i) eine der Gruppen (RCCCn) aus der Anzahl von Chipkarten (RCCCs) aus den Signalsequenzen (TSEQ1.TSEQ2, ...,TSEQn) eine bestimmte Signalsequenz als ihre Identifikation decodiert, indem eine Kennung in der Signalsequenz (TSEQ1.TSEQ2,.. „TSEQn) mit einer in der Chipkarte vor liegenden Kennung übereinstimmt und diese Chipkarten zur Gruppe der identifizierten und aktiven Chipkarten (IRCn), mit denen eine Kommuni¬ kation aufgebaut werden soll, zusammengefasst werden, k) die identifizierten Chipkarten (IRCn) ein synchronisiertes, gleiches Signal (CSEQn) zu einem bestimmten Zeitpunkt (RTS) absenden, 1) dieser Zeitpunkt (RTS) im zweiten und späteren Teil, nämlich dem Antwort¬ fenster (RT), des Zeitfensters (WT) liegt, m) der Terminal (RCD) nach Empfang der Sequenz (CSEQn) zu einem bestimmten Kommunikationsprozess n umschaltet, der der Signalsequenz (TSEQn) zugeordnet ist, n) und die wiederholte Aussendung der Sequenzen (TSEC) endet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulation ohne Verwendung einer Unterfrequenz auf der Träger¬ frequenz (fc) geschieht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Modulationsverfahren, wie Frequenz, Phasen oder Amplitudenmodulation, einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Terminal (RCD) die Trägerfrequenz und/oder die Unterfrequenzen für eine bestimmte vorgegebene Zeitspanne ausschaltet und nach dieser Zeitspanne Trägerfrequenz und/oder Unterfrequenz wieder eingeschaltet werden, wobei in dieser Zeitspanne der nicht übertragenen Frequenzen die Chipkarten (RCCCs) jegliche Sendungen, wie Modulationen von Frequenzen, einstellen und in einen Anfangszustand gesetzt werden, der ihnen das Funktionieren gemäß dem Verfahren des Anspruchs 1 gestattet und anschliessend ihre Sendungen wieder einschaltet, wobei der Terminal (RCD) wieder mit dem Verfahren der Aussendung der Signalsequenzen (TSEQl,TSEQ2,...,TSEQn) beginnt, o .
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende eines Kommunikationsprozesses zwischen einer Chipkarte und einem Terminal dadurch spezifiziert ist, indem die Chipkarte abschliessend eine Abschlusssequenz [(FSEQ) = Finitosequenz] zum Terminal sendet und 0 sich selbst von der weiteren Kommunikation für eine Mindestzeitspanne ausblendet, der Terminal nach einer Abschlusssequenz (FSEQ) wieder mit dem Sendeverfahren der Trägerfrequenz (fc) sowie der wenigstens einen Unterfrequenz (fsi,fs2»fs...) (gemäß Anspruch 1) beginnt, jedoch diejenige Sequenz (SEQn) derjenigen Chipkarte nicht sendet, welche eine 5 Abschlusssequenz (FSEQ) gesendet hat, und somit eine unvollständige (inkomplette) Sequenzfolge sendet, wobei der Terminal solange inkomplette Sequenzfolgen wiederholt, bis über eine bestimmte Zeit keine Abschluss¬ sequenz (FSEQ) mehr von einer beliebigen Chipkarte gesendet wird und anschließend wieder mit dem Senden der kompletten Sequenzfolge in Form 0 der Trägerfrequenz (fc) sowie der wenigstens einen Unterfrequenz (fsl.fs2.fs...) sowie der darauf aufmodulierten Signalsequenzen (TSEQl, TSEQ2 TSEQn) beginnt.
6. Kommunikationssystem zwischen berührungslos arbeitenden Chipkarten 5 (RCCCs) und Kartenendgeräten (RCDs), wie Terminals, bestehend aus mindestens einem Kartenendgerät (RCD) mit Einrichtungen, wie Spulen, Kondensatoren, Schwingkreise, Optokoppler, zur Ausstrahlung von elektro¬ magnetischen Wellen zur nichtgalvanischen, elektromagnetischen Kopplung mit einer Anzahl von Chipkarten (RCCCs), welche ebenso Einrichtungen, wie Spulen, Kondensatoren, Schwingkreise, Optokoppler, zur nichtgalvanischen Energie und/oder Datenübertragung aufweisen, so daß die Chipkarten bidirektional mit den Kartenendgeräten (RCDs) Energie und/oder Daten über¬ tragen, wobei die Chipkarten (RCCCs) zu Gruppen (RCCCL, RCCCM, RCCCN, u.s.w.) mit gleichen Modulationsverfahren für die Kommunikation 5 zusammengefasst werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn der Kommunikation zwischen einem Terminal (RCD) und mehreren Chipkarten (RCCCs) in zwei Schritten, nämlich Schritt FPI und Schritt SPI, abläuft, wobei im ersten Schritt FPI: a) der Terminal (RCD) kontinuierlich ein elektromagnetisches Feld mit einer vorgegebenen Trägerfrequenz (fc) abstrahlt, b) der Energieinhalt des Feldes mit dieser Trägerfrequenz (fc) ausreicht, eine Anzahl von mehreren Chipkarten (RCCCs), welche dem Terminal (RCD) angenähert werden, mit eingekoppelter Energie zur Aufrechterhaltung ihrer elektronischen Funktion zu versorgen, c) der Terminal (RSD) kontinuierlich wenigstens eine zusätzliche vorgegebene Unterfrequenz (fsi,fs2»fs...) abstrahlt, welche eine geringere Energiedichte als die Trägerfrequenz (f ) hat, d) die Unterfrequenz (fsi,fs2,fs...) proportional zu dieser Trägerfrequenz (fc) geteilt durch eine Zahl n ist, e) der Unterfrequenz (fsl,fs2.fs...) eine bestimmte Zahl n unterschiedlich codierter Signalsequenzen (TSEQ1/TSEQ2,... , TSEQn) aufmoduliert sind und diese fortdauernd und in gleicher Reihenfolge wiederholt vom Terminal (RCD) abgestrahlt werden, 0 jede Signalsequenz (TSEQ1,TSEQ2,.. „TSEQn) in einem ersten Teil eines Zeitfensters (WTn) beginnt und innerhalb dieses ersten Teils dieses Zeitfensters (WTn) endet, g) wobei so viele Zeitfenster (WT) wie unterschiedliche Signalsequenzen (TSEQ1, TSEQ2,..., TSEQn) vorhanden sind, und im zweiten Schritt SPI: h) eine Anzahl von Chipkarten (RCCCs) durch diese Trägerfrequenz (fc) zum Empfang der Signal Sequenzen (TSEQ1.TSEQ2 TSEQn) aktiviert sind, i) eine der Gruppen (RCCCn) aus der Anzahl von Chipkarten (RCCCs) aus den Signalsequenzen (TSEQ1,TSEQ2, .... TSEQn) eine bestimmte Signalsequenz als ihre Identifikation decodiert, indem eine Kennung in der Signalsequenz (TSEQ1,TSEQ2,.. „TSEQn) mit einer in der Chipkarte vorliegenden Kennung übereinstimmt und diese Chipkarten zur Gruppe der identifizierten und aktiven Chipkarten (IRCn), mit denen eine Kommunikation aufgebaut werden soll, zusammengefasst werden, k) die identifizierten Chipkarten (IRCn) ein synchronisiertes, gleiches Signal (CSEQn) zu einem bestimmten Zeitpunkt (RTS) absenden, 1) dieser Zeitpunkt (RTS) im zweiten und späteren Teil, nämlich dem Antwort¬ fenster (RT), des Zeitfensters (WT) liegt, m) der Terminal (RCD) nach Empfang der Sequenz (CSEQn) zu einem bestimmten Kommunikationsprozess n umschaltet, der der Signalsequenz (TSEQn) zugeordnet ist, n) und die wiederholte Aussendung der Sequenzen (TSEC) endet.
Description:
Verfahren zur Kommunikation zwischen berührungrslos arbeitenden Chipkarten und Kartenendgeräten und Kommunikationssvstem hierzu

Technisches Gebiet: Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kommunikation zwischen berüh¬ rungslos arbeitenden Chipkarten (RCCCs) und Kartenendgeräten (RCDs), wie Terminals, bestehend aus mindestens einem Kartenendgerät (RCD) mit Einrichtungen, wie Spulen, Kondensatoren, Schwingkreise, Optokoppler, zur Ausstrahlung von elektromagnetischen Wellen zur nichtgalvanischen, elektromagnetischen Kopplung mit einer Anzahl von Chipkarten (RCCCs), welche ebenso Einrichtungen, wie Spulen, Kondensatoren, Schwingkreise, Optokoppler, zur nichtgalvanischen Energie- und/oder Datenübertragung aufweisen, so daß die Chipkarten bidirektional mit den Kartenendgeräten (RCDs) Energie und/oder Daten übertragen, und wobei die Chipkarten (RCCCs) zu Gruppen (RCCCL, RCCCM, RCCCN, u.s.w.) mit gleichen Modu¬ lationsverfahren für die Kommunikation zusammengefaßt werden, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Kommunikationssystem hierzu gemäß dem Oberbegriff des .Anspruchs 6.

Problemstellung und Stand der Technik:

Verschiedene im Einsatz befindliche, kontaktfrei arbeitende Chipkarten nutzen unterschiedliche Verfahren der Kommunikation zwischen einem Schreib/ Lesegerät, nämlich Terminal, und der Chipkarte. Weit verbreitet sind Verfahren, bei denen Terminals und Chipkarten eine bestimmte Frequenz, z.B. 13.57 MHz, nutzen, da diese Frequenz für die industrielle Nutzung international postalisch freigegeben ist. Es können dabei nur diejenigen Karten mit Terminals kommunizieren, bei denen in der Karte und in den Terminals das gleiche Kommunikations verfahren genutzt wird.

Kommen mehrere Karten in die Nähe eines Terminals und senden ohne Zeit¬ verzögerung ihre Kennung aus, kann es zu Überlagerungen elektromag¬ netischer Felder kommen, womit die einzelnen Karten nicht mehr identifizierbar sind. Erschwerend kommt hinzu, daß z.B. mehrere Karten in einem Portemonnaie in die Nähe eines Terminals gehalten werden können und die Karten zu verschiedenen Gruppen mit unterschiedlicher technischer Spezifikation gehören. In einem solchen Fall können sich die Karten im Feld eines Terminals stören, so daß eine Kommunikation nicht möglich ist.

Durch HEGENBARTH, M: KONTAKTLOSE CHIPKARTEN - STATE-OF-THE- ART; in: Tagungsband GMD-SmartCard Workshop, Darmstadt, 31. Jan./ 01. Febr. 1995, Seiten 1-16, Herausgeber Bruno Struif, GMD, Gesellschaft für Mathematik und Datenverarbeitung mbH Institut für Telekooperations- technik, DE-642895 Darmstadt, ist eine Zusammenfassimg des Standes der Technik zu den kontaktlosen Chipkarten und der vorgesehenen Normung der Funktionen bekannt geworden. Aus dieser Literaturstelle ist es bekannt.

Technische Aufgabe: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Gattung so auszubilden, daß mehrere Chipkarten RCCCs aus technisch unterschiedlichen Gruppen L,M,N von Chipkarten bei Annäherung an das elektromagnetische Feld eines Terminals RCD mit dem Terminal kommuni¬ zieren können. Insbesondere soll ermöglicht werden, daß mehrere Karten, die in die Nähe eines Terminals gebracht werden, sich nicht stören und der Terminal genau eine Karte oder eine Kartengruppe veranlassen kann, mit dem Terminal in Kommunikation zu treten. Dabei sollen Karten und Terminals, welche vorwiegend in den Bereichen von Frequenzen arbeiten, die zur industriellen Nutzung postalisch freigegeben sind (z.B. 13.56 MHz) miteinander kompatibel, nämlich kommunikationsfähig, gemacht werden.

Von besonderer Bedeutung ist dabei der Beginn der Kommunikation. Es ist von Vorteil, wenn die Karten bei Annäherung an ein Terminal zunächst keine Signale senden, um gegenseitige Störungen, wie Überlagerungen der elektromagnetischen Wellen, zu vermeiden. Es ist deshalb ein weiteres Ziel der Erfindung, daß nach Abschluß des Einschaltverfahrens Chipkarten, die zu einer Gruppe mit einem bestimmten Signalmuster gehören, sich nicht gegenseitig in ihrem Betrieb stören - wobei die marktverbreitete Bezeichnung für den störungsfreien Betrieb einer Kartengruppe "Antikolli sion" ist - und eventuell abgeschaltet werden und es so zwischen Terminal und einer bestimmten Karte aus einer bestimmten Gruppe zu einem ungestörten Betrieb kommen kann.

Offenbarung der Erfindung und deren Vorteile: Die Lösung der Aufgabe besteht bei dem eingangs genannten Verfahren darin, daß der Beginn der Kommunikation zwischen einem Terminal (RCD) und mehreren Chipkarten (RCCCs) in zwei Schritten, nämlich Schritt FPI

und Schritt SPI, abläuft, wobei im ersten Schritt FPI: a) der Terminal (RCD) kontinuierlich ein elektromagnetisches Feld mit einer vorgegebenen Träger¬ frequenz (f c ) abstrahlt, b) der Energieinhalt des Feldes mit dieser Träger¬ frequenz (fc) ausreicht, eine Anzahl von mehreren Chipkarten (RCCCs), welche dem Terminal (RCD) angenähert werden, mit eingekoppelter Energie zur Aufrechterhaltung ihrer elektronischen Funktion zu versorgen, c) der Terminal (RSD) kontinuierlich wenigstens eine zusätzliche vorgegebene Unterfrequenz (fsi,fs2,fs...) abstrahlt, welche eine geringere Energiedichte als die Trägerfrequenz (f c ) hat, d) die Unterfrequenz (fsi,fs2,fs...) proportional zu dieser Trägerfrequenz (f c ) geteilt durch eine Zahl n ist, e) der Unterfrequenz (fsi,fs2 > fs...) eine bestimmte Zahl n unterschiedlich kodierter Signalsequenzen (TSEQl,TSEQ2,...,TSEQn) aufmoduliert sind und diese fortdauernd und in gleicher Reihenfolge wiederholt vom Terminal (RCD) abgestrahlt werden, f) jede Signalsequenz (TSEQl,TSEQ2,...,TSEQn) in einem ersten Teil eines Zeit- fensters (WT-n) beginnt und innerhalb dieses ersten Teils dieses Zeitfensters (WT-n) endet, g) wobei so viele Zeitfenster (WT) wie unterschiedliche Signalse¬ quenzen (TSEQ1, TSEQ2,..., TSEQn) vorhanden sind, und im zweiten Schritt SPI: h) eine Anzahl von Chipkarten (RCCCs) durch diese Trägerfrequenz (f c ) zum Empfang der Signalsequenzen (TSEQl,TSEQ2,...,TSEQn) aktiviert sind, i) eine der Gruppen (RCCCn) aus der Anzahl von Chipkarten (RCCCs) aus den Signalsequenzen (TSEQ1,TSEQ2, ...,TSEQn) eine bestimmte Signalsequenz als ihre Identifikation dekodiert, indem eine Kennung in der Signalsequenz (TSEQ1,TSEQ2, ...,TSEQn) mit einer in der Chipkarte vorliegenden Kennung übereinstimmt und diese Chipkarten zur Gruppe der identifizierten und aktiven Chipkarten (IRCn), mit denen eine Kommunikation aufgebaut werden soll, zusammengefaßt werden, k) die identifizierten Chipkarten (IRCn) ein synchronisiertes, gleiches Signal (CSEQn) zu einem bestimmten Zeitpunkt (RTS) absenden, 1) dieser Zeitpunkt (RTS) im zweiten und späteren Teil, nämlich dem Antwortfenster (RT), des Zeitfensters (WT) liegt, m) der Terminal (RCD) nach Empfang der Sequenz (CSEQn) zu einem bestimmten Kommunikationsprozess n umschaltet, der der Signalsequenz (TSEQn) zugeordnet ist, n) und die wiederholte Aussendung der Sequenzen (TSEC) endet.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren handelt sich um die Kommunikation zwischen Chipkarten RCCCs und Terminals, Kartenendgeräten, RCDs, wobei in das elektromagnetische Feld eines Kartenendgerätes RCD mehrere

Karten RCCCs, welche zum Datenempfang Spulen oder andere geeignete Empfängereinrichtungen für elektromagnetische Wellen enthalten, zwecks berührungsloser, nichtgalvanischer, elektromagnetischen Kopplung gebracht werden. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es, Chipkarten unterschiedlicher Hersteller und technischer Ausführung, wie L,M,N.., welche sich zu Karten mit vergleichbaren technischen Eigenschaften zusammenfassen lassen, gleichzeitig in die Nähe von Terminals RCDs der beschriebenen Art zu bringen und dort zu identifizieren, womit sie für den nachfolgenden Betrieb, nämlich die Kommunikation, selektiert sind.

Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens läuft der Beginn der Kommunikation zwischen einem Terminal RCD und mehreren Chipkarten RCCCs, die mit unterschiedlichen technischen Eigenschaften mit den Indizes L,M,N bezeichnet werden, in zwei Schritten FPI und SPI ab. In einem ersten Schritt FPI werden die folgenden Funktionen erfüllt:

1. Das Terminal RCD strahlt kontinuierlich ein elektromagnetisches Feld mit der Trägerfrequenz f c ab. Dies geschieht üblicherweise durch eine elektroni¬ sche Schaltung im Terminal, die eine elektromagnetische Schwingung an einer Spule oder einem anderen Antennenelement erzeugt. 2. Die Abstrahlung des Feldes muß geeignet sein, mehrere Karten mit

Energie so zu versorgen, daß diese ihre kartenübliche Funktion aufnehmen können. Der Energieinhalt des Feldes mit der Trägerfrequenz f c muss ausreichen, eine Gruppe von mehreren Chipkarten RCCCs, welche dem Terminal angenähert werden, mit eingekoppelter Energie zur Aufrechter- haltung ihrer Funktion zu versorgen. Die Karten dürfen während der Zeit ihrer ersten Aktivierung nicht mit der Aussendung eigener Signale beginnen, da dann mehrere Kartenaussendungen sich elektromagnetisch überlagern können und einzelne Karten vom Terminal nicht identifizierbar sind. 3. Da die Aussendung von elektromagnetischen Schwingungen gesetzlich limitiert ist, und die Energiedichten und Bandbreiten gesetzlich vorgegeben sind, wird die vom Terminal abgesandte Frequenz in eine Trägerfrequenz für die Energieübertragung und eine Unterfrequenz, nämlich Sub- oder Neben¬ frequenz, für die Datenkommunikation aufgeteilt. Aus diesem Grunde strahlt der Terminal RSD kontinuierlich eine oder mehrere zusätzliche Unterfre¬ quenzen f g ^, f g 2 ab, welche geringere Energiedichte(n) als die Trägerfrequenz f c aufweisen und damit gesetzlich in erlaubten Bereichen liegen.

4. Die Unterfrequenz f s steht in einer bestimmten vorgegebenen Beziehung zur Trägerfrequenz f c . Zur einfachen elektronischen Verarbeitung z.B. in Schieberegistern ist die Unterfrequenz f s proportional der Trägerfrequenz f c geteilt durch eine natürliche, ganze Zahl (Integer) n. 5. Das Terminal sendet die f g mit unterschiedlich aufmodulierten, vorzugs¬ weise Amplitudenmodulation, wobei auch andere Verfahren wie Frequenz¬ oder Phasenmodulation genutzt werden können, kodierten Signalsequenzen SEQ1, SEQ2... SEQn ab. Diese Sequenzen werden fortdauernd und somit konti¬ nuierlich vom Terminal RCD und wiederholt abgestrahlt. 6. Jede Signalsequenz SEQn beginnt in einem ersten Teil WT eines Zeitfens¬ ters und endet innerhalb dieses ersten Teils. Damit ist gewährleistet, daß in einem zweiten Teil RT des Zeitfensters WT keine Sequenzen vom Terminal ausgesendet werden; in diesem Teil des Zeitfensters können Karten ungestört senden. 7. Es sind so viele Zeitfenster vorhanden, wie unterschiedliche Sequenzen TSEQ für Karten zugelassen sind.

In einem zweiten Schritt SPI werden Karten RCCCs in das Feld des Terminals RCD gebracht. Die Karten zählen zu unterschiedlichen Gruppen L,M, N. Jede Gruppe ist dadurch gekennzeichnet, daß sie genau auf eine Sequenz TSEQx des Terminals reagieren kann:

1. Mehrere Gruppen von Chipkarten RCCCs sind durch die Trägerfrequenz f c zum Empfang der Signalsequenzen TSEQ1; TSEQn aktiviert. Damit ist bestimmt, daß alle Chipkarten die Trägerfrequenz f c zur Gewinnung von Energie zur Aufrechterhaltung der Funktion ihrer elektronischen Bauteile nutzen können.

2. Einige Chipkarten können aus den Signalsequenzen TSEQl; TSEQn ein Signal TSEQx als ihre Identifikation dekodieren. Dies geschieht, indem das vom Terminal vorgegebene Modulationsverfahren von den Karten zur Decodierung von Information verwendet werden kann. Aus der Decodierung ergibt sich eine für die TSEQx charakteristische Information bzw. Identifikation, welche die Karten beispielsweise mit einer in ihrem Speicher abgelegten Information vergleichen können. Einige Karte erkennen, ob der Terminal eine Information aussendet, welche mit der in ihrem Speicher liegenden übereinstimmt. Nicht alle Karten in der Nähe des Terminals bzw. im Terminalfeld müssen dieselbe Information gespeichert haben. Einige können eine Information passend zur Sequenz SEQy gespeichert haben und

können evtl. nach Verlauf einer bestimmten Zeit abgeschaltet werden, wobei die Abschaltung nach einer bestimmten Zählung von empfangenen Frequenzen erfolgen kann. Es lassen sich alle Karten mit einer bestimmten Information zur Gruppe der identifizierten und weiterhin aktiven Chipkarten (IRCs) zusammenfassen.

3. Die identifizierten Chipkarten IRCs können ein synchronisiertes, gleiches Signal zu einem bestimmten Zeitpunkt RTS absenden, indem sie sich auf die Trägerfrequenz fc oder die Unterfrequenz fs synchronisieren. Dies geschieht beispielsweise indem am Ende einer Signalsequenz SEQx eine Schaltung in den Chipkarten RCCCs die empfangene Schwingung der Trägerfrequenz mitzählt und alle identifizierten Karten IRCs bei demselben Zählerstand anfangen, ihre gleichcodierte Antwort, d.h. in der gleichen Form moduliert und mit dem gleichen Muster kodiert, CSEQx auszusenden.

4. Um keine Überlagerung von Signalen des Terminals mit den Kartenaus- Sendungen zuzulassen, ist der Sendezeitpunkt RTS im zweiten Teil des Zeit¬ fensters WT gelegen. Das ist der Teil, in dem nicht vom Terminal gesendet wird.

5. Das Terminal RCD erhält die Signale der Karten RCCCL und kann nun zu dem bestimmten Kommunikationsprozeß L umschalten, der der Signalse- quenz SEQL der identifizierten Chipkarten IRCs entspricht. Hersteller, die die Chipkarten vom Typ CSEQL in den Markt bringen, können ihre besonderen Programme ablaufen lassen, welche nur für ihre Chipkarten geeignet sind, ohne von Chipkarten anderer Hersteller gestört zu werden. Alle anderen im Feld befindlichen Chipkarten erhalten keine passende Signal sequenz, um als IRCs aktiv zu bleiben.

Von besonderer Bedeutung ist dabei der Beginn der Kommunikation. Vorteil¬ hafterweise können die Chipkarten bei Annäherung an ein Terminal zunächst keine Signale aussenden, um gegenseitige Störungen, wie Überla- gerungen der elektromagnetischen Wellen, zu vermeiden. Wenn zum Beispiel mehrere Kartengruppen L,M,N - siehe Figur 3 - von verschiedenen Herstellern im Markt sind, wobei die Gruppe L Signalmuster der Form SEQ1 und die Gruppe N Signalmuster der Form SEQn verarbeiten kann, so stören sich nach Abschluß des Einschaltverfahrens Chipkarten, die zu einer Gruppe mit dem Signalmuster SEQx gehören, sich nicht gegenseitig in ihrem Betrieb, so daß es zwischen Terminal und einer bestimmten Karte aus der Gruppe N zu einem ungestörten Betrieb kommt.

In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung geschieht die Modulation ohne Verwendung einer Unterfrequenz auf der Trägerfrequenz. Das Verfahren ist somit auch anwendbar, wenn keine Unterfrequenzen verwendet werden und die Modulation auf der Trägerfrequenz geschieht. Es können verfahrensgemäß unterschiedliche Modulationsverfahren, wie Frequenz-, Phasen- oder Amplitudenmodulation, einzeln oder in Kombination miteinander, auf der Trägerfrequenz oder auf der Unterfrequenz, verwendet werden.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahren schaltet ein Terminal die Träger¬ frequenz und/oder die Unterfrequenzen für eine bestimmte vorgegebene Zeit¬ spanne aus, wonach nach dieser Zeitspanne Trägerfrequenz und oder Unter¬ frequenz wieder eingeschaltet werden, wobei in dieser Zeitspanne der nicht übertragenen Frequenzen die Chipkarten jegliche Sendungen, wie Modulatio- nen von Frequenzen, einstellen und in einen .Anfangszustand gesetzt werden, der ihnen das Funktionieren gemäß dem Verfahren des Anspruchs 1 gestattet und anschließend ihre Sendungen wieder einschaltet, wobei der Terminal wieder mit dem Verfahren der Aussendung der Signalsequenzen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren beginnt.

Es ist hierzu in der Praxis möglich, daß in der verfahrensgemäßen Kom¬ munikation Fehler aufgetaucht sind und es zu Überlagerungen von Modu¬ lationen bzw. Sequenzen zwischen RCD und RCCCs kommt. Ein definierter Beginn ist möglich, wenn folgendermaßen verfahren wird: 1. Das Terminal RCD schaltet die Trägerfrequenz und/oder die Unterfre¬ quenzen für eine bestimmte vorgegebene Zeitspanne aus, womit die Karten RCCCs entweder keine Energie und/oder keine modulierten Daten mehr erhalten. Beide Fälle können von Karten für einen definierten Neustart bzw. Reset ihrer Elektronik genutzt werden. 2. Nach der Zeitspanne werden Trägerfrequenz und/oder Unterfrequenz vom Terminal wieder eingeschaltet, d.h. die Karten werden wieder mit Energie und/oder Daten versorgt.

3. Zweck des Abschaltens ist, daß in der Zeitspanne der nicht übertragenen Frequenzen die RCCCs jegliche Sendungen, d.i. die Modulationen von Frequenzen, einstellen. Damit sind die Störungen wie Übersprechen beseitigt. Die Karten können sich in einen Anfangs zustand setzen, der ihnen das einwandfreie Funktionieren gemäß Anspruch 1 gestattet.

4. Nach dieser Zeitspanne kann der Terminal RCD wieder mit dem erfin¬ dungsgemäßen Verfahren der Sequenzaussendung gemäß Anspruch 1 beginnen.

Des Weiteren ist das Ende eines Kommunikationsprozesses zwischen einer Chipkarte und einem Terminal dadurch spezifiziert, indem die Chipkarte abschließend eine Abschlusssequenz [(FSEQ) = Finitosequenz] zum Terminal sendet und sich selbst von der weiteren Kommunikation für eine Mindest¬ zeitspanne ausblendet. Der Terminal beginnt nach einer Abschlusssequenz wieder mit dem Sendeverfahren der Trägerfrequenz sowie der wenigstens einen Unterfrequenz gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, sendet jedoch diejenige Sequenz derjenigen Chipkarte nicht, welche eine Abschluss¬ sequenz gesendet hat, womit eine unvollständige (inkomplette) Sequenzfolge gesendet wird; der Terminal wiederholt dabei solange inkomplette Sequenz- folgen, bis über eine bestimmte Zeit keine Abschlusssequenz mehr von einer beliebigen Chipkarte gesendet wird und beginnt anschließend wieder mit dem Senden der kompletten Sequenzfolge in Form der Trägerfrequenz sowie der wenigstens einen Unterfrequenz sowie der darauf aufmodulierten Signal¬ sequenzen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren (gemäß Anspruch 1).

Zur Erläuterung ist hierzu auszuführen, daß gemäß dem erfindungsge¬ mäßen Verfahren Karten einer Gruppe N, welche eine Kommunikation mit dem Terminal aufgebaut haben, die Kommunikation mit anderen Karten einer Gruppe L blockieren könnten. Es würden diejenigen Karten einen Vor- teil in der Bedienung durch der Terminal haben, welche ihre Sequenz SEQn zeitlich vor anderen Karten erkannt haben. Dies wird ausgeschlossen, indem:

1. Das Ende eines Kommunikationsprozesses zwischen einer Karte und einem Terminal spezifiziert ist, indem die Karte abschliessend eine Abschlusssequenz (FSEQ = Finitosequenz) zum Terminal sendet (Folge 4 in Figur 4) und sich selbst von der weiteren Kommunikation für eine Mindestzeitspanne ausblendet. Mit diesem Ausblenden können andere Karten aktiv gemacht werden.

2. Das Terminal kann nach Erhalt einer FSEQ wieder mit dem Sendeverfahren beginnen (Folge 7 in Figur 4). Sofern die Sequenz SEQn der Karte nicht gesendet wird, welche eine FSEQ gesendet hat, werden nun die Gruppen von Karten gemäss Anspruch 1 selektiert, welche noch keine FSEQ

gesendet haben. Das Terminal sendet nach Erhalt einer FSEQ eine unvoll¬ ständige bzw. inkomplette Sequenzfolge (siehe Folge 6 in Figur 4). 3. Das Terminal sendet wiederholt (z.B. drei mal) und solange inkomplette Sequenzfolgen, bis über eine bestimmte Zeit keine FSEQ mehr von einer beliebigen Karte gesendet wird und anschließend wieder mit dem Senden der kompletten Sequenzfolge gemäss Anspruch 1 begonnen werden kann.

Ein Kommunikationssystem zwischen berührungslos arbeitenden Chip¬ karten RCCCs und Kartenendgeräten RCDs, wie Terminals, bestehend aus mindestens einem Kartenendgerät RCD mit Einrichtungen, wie Spulen, Kondensatoren, Schwingkreise, Optokoppler, zur Ausstrahlung von elektro¬ magnetischen Wellen zur nichtgalvanischen, elektromagnetischen Kopplung mit einer Anzahl von Chipkarten RCCCs, welche ebenso Einrichtungen, wie Spulen, Kondensatoren, Schwingkreise, Optokoppler, zur nichtgalvanischen Energie- und/oder Datenübertragung aufweisen, so daß die Chipkarten bidirektional mit den Kartenendgeräten RCDs Energie und/oder Daten über¬ tragen, wobei die Chipkarten RCCCs zu Gruppen RCCCL, RCCCM, RCCCN, u.s.w. mit gleichen Modulationsverfahren für die Kommunikation zusammengefasst werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn der Kommunikation zwischen einem Terminal RCD und mehreren Chipkarten RCCCs in zwei Schritten, nämlich Schritt FPI und Schritt SPI, abläuft, wobei im ersten Schritt FPI: a) der Terminal RCD kontinuierlich ein elektromag¬ netisches Feld mit einer vorgegebenen Trägerfrequenz f c abstrahlt, b) der Energieinhalt des Feldes mit dieser Trägerfrequenz fc ausreicht, eine Anzahl von mehreren Chipkarten RCCCs, welche dem Terminal RCD angenähert werden, mit eingekoppelter Energie zur Aufrechterhaltung ihrer elektroni¬ schen Funktion zu versorgen, c) der Terminal RSD kontinuierlich wenigstens eine zusätzliche vorgegebene Unterfrequenz fsi,fs2»fs... abstrahlt, welche eine geringere Energiedichte als die Trägerfrequenz f c hat, d) die Unterfrequenz fs l ,fs2»fs... proportional zu dieser Trägerfrequenz f c geteilt durch eine Zahl n ist, e) der Unterfrequenz fsi,fs2»fs... eine bestimmte Zahl n unterschiedlich codierter Signal Sequenzen TSEQ1,TSEQ2, ..., TSEQn aufmoduliert sind und diese fortdauernd und in gleicher Reihenfolge wiederholt vom Terminal RCD abgestrahlt werden, f) jede Signalsequenz TSEQ1,TSEQ2,..., TSEQn in einem ersten Teil eines Zeitfensters WT-n beginnt und innerhalb dieses ersten Teils dieses Zeitfensters WT-n endet, g) wobei so viele Zeitfenster WT wie unterschiedliche Signalsequenzen TSEQ1, TSEQ2,..., TSEQn vorhanden sind,

und im zweiten Schritt SPI: h) eine Anzahl von Chipkarten RCCCs durch diese Trägerfrequenz fc zum Empfang der Signalsequenzen TSEQ1, TSEQ2, ..., TSEQn aktiviert sind, i) eine der Gruppen RCCCn aus der Anzahl von Chipkarten RCCCs aus den Signalsequenzen TSEQ1,TSEQ2, ..., TSEQn eine bestimmte Signalsequenz als ihre Identifikation decodiert, indem eine Ken¬ nung in der Signalsequenz TSEQ1,TSEQ2,.. „TSEQn mit einer in der Chip¬ karte vorliegenden Kennung übereinstimmt und diese Chipkarten zur Gruppe der identifizierten und aktiven Chipkarten IRCn, mit denen eine Kommunikation aufgebaut werden soll, zusammengefasst werden, k) die identifizierten Chipkarten IRCn ein synchronisiertes, gleiches Signal CSEQn zu einem bestimmten Zeitpunkt RTS absenden, 1) dieser Zeitpunkt RTS im zweiten und späteren Teil, nämlich dem Antwortfenster RT, des Zeitfensters WT liegt, m) der Terminal RCD nach Empfang der Sequenz CSEQn zu einem bestimmten Kommunikationsprozess n umschaltet, der der Signalsequenz TSEQn zugeordnet ist, und n) die wiederholte Aussendung der Sequenzen TSEC endet.

Kurzbezeichnung der Zeichnung, in der zeigen: Figur 1 symbolisch die erste Phase der Interaktion FPI Figur 2 symbolisch neben FPI auch die zweite Phase der Interaktion SPI

Figur 3 symbolisch den Terminal RCD und

Figur 4 symbolisch die Folge der Signalsequenzen zwischen Terminal

RCD und Karten RCCCs in sieben Folgen.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung:

In Figur 1 ist symbolisch die erste Phase der Interaktion FPI dargestellt. Das Terminal RCD sendet wiederholt Signalsequenzen TSEQ zu Karten RCCCs im Feld des Terminals. In einem ersten Teil der festgelegten Zeitfenster WT-1, WT-2, WT-n werden die Signal Sequenzen TSEQ1, TSEQ2, TSEQn vom RCD ausgesandt. Im zweiten Teil der WT-x sendet RCD keine Sequenzen. Diese Zeitfenster RT-X sind frei für das Senden von Antwortsequenzen CSEQx der Karten zum Terminal. In den Kästchen der TSEQ1, TSEQ2 sind unter¬ schiedliche Modulationen, wie Amplitudenmodulation, angedeutet. In TSEQ1 ist eine 100% Amplitudenmodulation, d.h. eine Amplitudenunter- drückung während einer Zeitspanne dargestellt (Expertensprachgebrauch OOK: für On Off Keying), in TSEQ2 ist eine nicht vollständige teilweise Ampli¬ tudenunterdrückung dargestellt. Beide Arten von Amplitudenmodulation

werden als ASK für "Amplitude Shift Keying" bezeichnet. Der Vorgang der Aussendung der TSEQ wiederholt sich in Reihenfolge der TSEQ fortlaufend.

In Figur 2 ist symbolisch neben der FPI auch die zweite Phase der Interaktion SPI dargestellt. In der SPI sendet eine oder mehrere Karte(n) RCCCs, welche beispielsweise die TSEQ2 identifizieren konnte(n), ihre Antwortsequenz(en) CSEQ2 zum Terminal zurück. Diese Rücksendung beginnt im zweiten Teil des Zeitfensters WT-2 in der Zeit RT-2, in dem der Terminal keine Frequenzen sendet. Senden mehrere Karten RCCCn, senden sie ihre Sequenzen CSEQn synchron. Dies geschieht, indem sie eine Codierung in der TSEQ2 erkennen, von der ab sie die Frequenz des Terminals als Basis (Zählbasis) für eine Zeittaktsynchronisation verwenden. Erhält der Terminal eine CSEQ2 von Karten schaltet es automatisch in den Betrieb um, der durch die Sequenz der identifizierten Karten CSEQ2 bestimmt ist.

In Figur 3 ist symbolisch der Terminal RCD dargestellt, und es sind jeweils einige Karten RCCCs der Typen L, M, N dargestellt, welche sich im Nahbereich eines Terminals befinden.

In Figur 4 ist symbolisch die Folge der Signalsequenzen zwischen Terminal RCD und Karten RCCCs in 7 Folgen unterteilt. In Folge 1 ist angedeutet, dass ein Terminal zu Karten die Sequenzkette TSEQ sendet, welche in Folge 2 vollständig angegeben sind. In Folge 3 reagiert eine Karte RCCC2 und es wird eine Kommunikation zwischen Terminal und identifizierter Karte aufgebaut. In Folge 3 sendet Karte und/oder Terminal eine FINITOSEQ, was zur Folge hat, dass in Folge 5 der Terminal RCD wieder mit dem Senden einer Signal¬ sequenzfolge beginnt. Diese Signalsequenzfolge ist nicht vollständig, da ihr die TSEQ-2 fehlt. Die nicht vollständige Signalsequenz wird in Folge 6 einige Male gesendet und in Folge 7 wird wieder in die vollständige Folge 2 geschaltet.

Gewerbliche Anwendbarkeit:

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung sind zur berüh¬ rungslosen Kommunikation zwischen berührungslos arbeitenden Chipkarten Terminals gewerblich anwendbar, wobei solche Chipkarten heute in wach- senden Umfang von Banken oder von Chipkarten ausgebenden Institutionen ausgegeben werden. Die Nützlichkeit der Erfindung besteht darin, daß kontaktfreie Chipkarten unterschiedlicher Hersteller, welche sich zu einer

Kartengruppe mit vergleichbaren technischen Eigenschaften zusammen¬ fassen lassen, an unterschiedlichen Terminals bedient werden können. Terminals können durch Aussenden sequentieller Information unter¬ schiedliche Kartentypen identifizieren, womit adaptiv arbeitende Terminals vorliegen und beschrieben sind.