JP4720899B2

JP4720899B2 - 通信装置、通信方法、プログラム、および通信システム

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Description

本発明は、通信装置、通信方法、プログラム、および通信システムに関し、特に、消費電力を低減させることができるようにする通信装置、通信方法、プログラム、および通信システムに関する。

IC(Integrated Circuit)カードを用いて、近距離で非接触により無線通信を行う近距離無線通信システムが広く利用されている。例えば、電子乗車券や、電子マネーとしての利用がよく知られている。また、最近では、電子乗車券や電子マネーの機能を備えた携帯電話が広く普及してきている。

近距離無線通信システムには、ISO/IEC 14443として規定される近接型のICカードシステム、ISO/IEC 15693として規定される近傍型のICカードシステム、およびISO/IEC 18092として規定されるNFC（Near Field Communication）などがある。なお、ISO/IEC 18092は、NFCIP(Near Field Communication Interface and Protocol)-1の規格である。

ISO/IEC 18092による近距離無線通信には、アクティブモードとパッシブモードとがある。アクティブモードは、データを送受信する複数の通信装置のそれぞれにおいて、電磁波を出力し、その電磁波を変調することによりデータの送信を行う通信モードである。パッシブモードは、複数の通信装置のうちの１の通信装置（イニシエータ）が、電磁波を出力し、その電磁波を変調することによりデータの送信を行う。複数の通信装置のうちの他の通信装置（ターゲット）は、イニシエータが出力する電磁波を負荷変調することによりデータの送信を行う。

ISO/IEC 14443のリーダライタであるPCD(Proximity Coupling Device)、ISO/IEC 15693のリーダライタであるVCD(Vicinity Coupling Device)、およびISO/IEC 18092のパッシブモードにおけるイニシエータは、電磁波を発生することにより、いわゆるRF(Radio Frequency)フィールド（磁界）を形成する。ISO/IEC 14443のICカード（PICC）、ISO/IEC 15693のICカード（VICC）、ISO/IEC 18092のターゲットは、リーダライタまたはイニシエータに近づくと、電磁誘導によって、電源の供給を受け、リーダライタまたはイニシエータとの間でデータ伝送を行うことができる。

従って、ISO/IEC 14443およびISO/IEC 15693のリーダライタおよびISO/IEC 18092のパッシブモードにおけるイニシエータは、ICカードまたはターゲットへの電源の供給を主たる目的として、長い時間、電磁波を発生し続ける必要がある。そのため、リーダライタおよびイニシエータは、電力の消耗が早くなってしまうという問題がある。例えば、リーダライタまたはイニシエータの機能を有する携帯電話に、上述の電磁波出力を行わせた場合、通常の待ち受け状態のみでは200時間ないし600時間程度である動作可能時間が、10分の１以下となってしまう。

消費電力を低減する技術については、これまでも、様々な検討がされている（例えば、特許文献１乃至３参照）。

特表２００８−５３３６０４号公報特開平１１−１２６２４０号公報特開平１１−３３８９８４号公報

しかしながら、特に、近距離無線通信機能が携帯電話などのバッテリ駆動する電子機器に内蔵される場合においては、節電の要請は依然強く、さらなる消費電力の低減が求められている。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、消費電力を低減させることができるようにするものである。

本発明の第１の側面の通信装置は、電磁波を出力する電磁波発生手段と、前記電磁波をデータにしたがって変調することにより、データを送信し、また、前記電磁波発生手段が出力した電磁波を通信相手である相手装置が変調した電磁波を復調することにより、前記相手装置から送信されるデータを受信する送受信手段とを備え、前記送受信手段は、前記データとして、前記電磁波を出力する一定の期間を示す情報である出力オン期間と、前記出力オン期間後に前記電磁波の出力をオフする一定の期間を示す情報である出力オフ期間を少なくとも含む第１の属性情報を送信し、また、前記相手装置の通信能力を表す第２の属性情報を受信し、前記電磁波発生手段は、前記第２の属性情報に基づいて、１の前記データの送信または受信に対して、前記出力オン期間と前記出力オフ期間に応じた前記電磁波の出力のオンおよびオフを行う。

前記相手装置の通信能力を表す前記第２の属性情報には、前記出力オン期間と前記出力オフ期間に応じて前記電磁波の出力をオンオフする通信モードである間欠送信モードを有しているか否かの情報を含むようにさせることができる。
前記通信装置には、前記出力オン期間と前記出力オフ期間に応じて前記電磁波の出力をオンオフする通信モードが解除されるまで、前記電磁波の出力オフの時間が、データの送受信を開始しようとする装置が電磁波が出力されていないことを確認しなければならない最低限の時間である初期遅延時間より大であっても、データの送受信を開始しようとする他の装置からの電磁波の出力には応答しないようにさせることができる。

本発明の第１の側面の通信方法は、電磁波を出力する電磁波発生手段と、前記電磁波をデータにしたがって変調することにより、データを送信し、また、前記電磁波発生手段が出力した電磁波を通信相手である相手装置が変調した電磁波を復調することにより、前記相手装置から送信されるデータを受信する送受信手段とを備える通信装置の、前記送受信手段が、前記データとして、前記電磁波を出力する一定の期間を示す情報である出力オン期間と、前記出力オン期間後に前記電磁波の出力をオフする一定の期間を示す情報である出力オフ期間を少なくとも含む第１の属性情報を送信し、また、前記相手装置の通信能力を表す第２の属性情報を受信し、前記電磁波発生手段が、前記第２の属性情報に基づいて、１の前記データの送信または受信に対して、前記出力オン期間と前記出力オフ期間に応じた前記電磁波の出力のオンおよびオフを行うステップを含む。

本発明の第１の側面のプログラムは、コンピュータに、電磁波発生手段が出力した電磁波をデータにしたがって変調することにより、データを送信し、また、前記電磁波発生手段が出力した電磁波を通信相手である相手装置が変調した電磁波を復調することにより、前記相手装置から送信されるデータを受信する送受信手段が、前記送受信手段が、前記データとして、前記電磁波を出力する一定の期間を示す情報である出力オン期間と、前記出力オン期間後に前記電磁波の出力をオフする一定の期間を示す情報である出力オフ期間を少なくとも含む第１の属性情報を送信し、また、前記相手装置の通信能力を表す第２の属性情報を受信し、前記電磁波発生手段が、前記第２の属性情報に基づいて、１の前記データの送信または受信に対して、前記出力オン期間と前記出力オフ期間に応じた前記電磁波の出力のオンおよびオフを行う処理を実行させる。
本発明の第１の側面においては、データとして、電磁波を出力する一定の期間を示す情報である出力オン期間と、出力オン期間後に電磁波の出力をオフする一定の期間を示す情報である出力オフ期間を少なくとも含む第１の属性情報が送信されるとともに、相手装置の通信能力を表す第２の属性情報が受信され、受信された第２の属性情報に基づいて、１のデータを送信または受信が、出力オン期間と出力オフ期間に応じた電磁波の出力およびオフにより行われる。

本発明の第２の側面の通信装置は、他の通信装置が出力する電磁波を復調することにより、前記他の通信装置が送信したデータを受信し、また、前記他の通信装置が出力する前記電磁波を変調することにより、前記他の通信装置にデータを送信する送受信手段を備え、前記送受信手段は、前記データとして、前記電磁波を出力する一定の期間を示す情報である出力オン期間と、前記出力オン期間後に前記電磁波の出力をオフする一定の期間を示す情報である出力オフ期間を少なくとも含む第１の属性情報を受信し、また、自身の通信能力を表す第２の属性情報を送信し、前記第２の属性情報送信後における１の前記データの送信または受信は、前記出力オン期間と前記出力オフ期間に応じて出力のオンおよびオフが行われる前記電磁波を用いて行われる。

前記自身の通信能力を表す前記第２の属性情報には、前記出力オン期間と前記出力オフ期間に応じて前記電磁波の出力をオンオフする通信モードである間欠送信モードを有しているか否かの情報を含むようにさせることができる。
前記通信装置には、前記出力オフ期間に基づく前記電磁波の出力オフの期間は、前記電磁波の検出処理を停止させることができる。

本発明の第２の側面においては、データとして、電磁波を出力する一定の期間を示す情報である出力オン期間と、出力オン期間後に電磁波の出力をオフする一定の期間を示す情報である出力オフ期間を少なくとも含む第１の属性情報が受信されるとともに、自身の通信能力を表す第２の属性情報が送信され、第２の属性情報送信後における１のデータを送信または受信は、出力オン期間と出力オフ期間に応じて出力のオンおよびオフが行われる電磁波を用いて行われる。

本発明の第３の側面の通信システムは、第１の通信装置と、その通信相手である第２の通信装置とからなり、前記第１の通信装置は、電磁波を出力する電磁波発生手段と、前記電磁波をデータにしたがって変調することにより、データを送信し、また、前記電磁波発生手段が出力した電磁波を前記第２の通信装置が変調した電磁波を復調することにより、前記第２の通信装置から送信されるデータを受信する第１の送受信手段とを備え、前記第１の送受信手段は、前記データとして、前記電磁波の出力を出力する一定の期間を示す情報である出力オン期間と、前記出力オン期間後に前記電磁波の出力をオフする一定の期間を示す情報である出力オフ期間を少なくとも含む第１の属性情報を送信し、また、前記第２の通信装置の通信能力を表す第２の属性情報を受信し、前記電磁波発生手段は、前記第２の属性情報に基づいて、１の前記データの送信または受信に対して、前記出力オン期間と前記出力オフ期間に応じた前記電磁波の出力のオンおよびオフにより行い、前記第２の通信装置は、前記第１の通信装置が出力した電磁波を復調することにより、前記第１の通信装置から送信されるデータを受信するとともに、前記第１の通信装置が出力した電磁波をデータにしたがって変調することにより、データを送信する第２の送受信手段とを備え、前記第２の送受信手段は、前記データとして、前記第１の属性情報を受信し、また、前記第２の属性情報を送信する。

本発明の第３の側面の第１の通信装置においては、データとして、電磁波を出力する一定の期間を示す情報である出力オン期間と、出力オン期間後に電磁波の出力をオフする一定の期間を示す情報である出力オフ期間を少なくとも含む属性情報が送信されるとともに、第２の通信装置の通信能力を表す第２の属性情報が受信され、受信された第２の属性情報に基づいて、１のデータを送信または受信が、出力オン期間と出力オフ期間に応じた電磁波の出力およびオフにより行われる。また、第２の通信装置においては、データとして、出力オン期間と出力オフ期間を含む第１の属性情報が受信されるとともに、第２の通信装置の通信能力を表す第２の属性情報が送信される。

なお、プログラムは、伝送媒体を介して伝送することにより、又は、記録媒体に記録して、提供することができる。

通信装置は、独立した装置であっても良いし、１つの装置を構成している内部ブロックであっても良い。

本発明の第１および第２の側面によれば、消費電力を低減させることができる。

［本発明を適用した通信システムの構成例］
図１は、本発明を適用した通信システム（システムとは、複数の装置が論理的に結合したもの物をいい、各構成の装置が同一筐体中にあるか否かは問わない）の一実施の形態の構成例を示している。

図１においては、通信システムは、３つのNFC通信装置１，２，３から構成されている。NFC通信装置１乃至３それぞれは、他のNFC通信装置との間で、単一の周波数の搬送波を使用した、電磁誘導による近接通信（NFC(Near Field Communication)）を行うことができるようになっている。

ここで、NFC通信装置１乃至３が使用する搬送波の周波数としては、例えば、ISM(Industrial Scientific Medical)バンドの13.56MHzなどを採用することができる。

また、近接通信とは、通信する装置どうしの距離が、数10cm以内となって可能となる通信を意味し、通信する装置どうし（の筐体）が接触して行う通信も含まれる。

なお、図１の通信システムは、NFC通信装置１乃至３のうちの１以上をリーダライタとするとともに、他の１以上をICカードとするICカードシステムとして採用することができる。即ち、NFC通信装置１乃至３は、近接通信を行う装置であり、ICカードシステムのICカードやリーダライタまたはNFC規格に従った通信装置のいずれかに限定されるものではない。また、NFC通信装置１乃至３それぞれを、PDA(Personal Digital Assistant)、PC（Personal Computer）、携帯電話、腕時計、ペン等の通信システムとして採用することも可能である。

［パッシブモードとアクティブモードについての説明］
NFC通信装置１乃至３は、パッシブモードとアクティブモードの２つの通信モードによる通信が可能である。例えば、NFC通信装置１乃至３のうちの、NFC通信装置１とNFC通信装置２の間の通信に注目する。パッシブモードでは、NFC通信装置１とNFC通信装置２のうちの一方のNFC通信装置である、例えば、NFC通信装置１は、自身が発生する電磁波（に対応する搬送波）を変調することにより、他方のNFC通信装置であるNFC通信装置２にデータを送信する。NFC通信装置２は、NFC通信装置１が発生する電磁波（に対応する搬送波）を負荷変調することにより、NFC通信装置１にデータを送信する。これは、ISO/IEC 14443およびISO/IEC 15693のICカードシステムと同様である。

一方、アクティブモードでは、NFC通信装置１とNFC通信装置２のいずれも、自身が発生する電磁波（に対応する搬送波）を変調することにより、データを送信する。

ここで、電磁誘導による近接通信を行う場合、最初に電磁波を出力して通信を開始し、いわば通信の主導権を握る装置を、イニシエータと呼ぶ。イニシエータは、通信相手にコマンドを送信し、その通信相手は、そのコマンドに対するレスポンスを返す形で、近接通信が行われるが、イニシエータからのコマンドに対するレスポンスを返す通信相手を、ターゲットと呼ぶ。

例えば、いま、NFC通信装置１が電磁波の出力を開始して、NFC通信装置２との通信を開始したとすると、図２および図３に示すように、NFC通信装置１がイニシエータとなり、NFC通信装置２がターゲットとなる。

そして、パッシブモードでは、図２に示すように、イニシエータであるNFC通信装置１が電磁波を出力し続け、NFC通信装置１は、自身が出力している電磁波を変調することにより、ターゲットであるNFC通信装置２に、データを送信する。NFC通信装置２は、イニシエータであるNFC通信装置１が出力している電磁波を負荷変調することにより、NFC通信装置１に、データを送信する。

一方、アクティブモードでは、図３に示すように、イニシエータであるNFC通信装置１は、自身がデータを送信する場合に、自身で電磁波の出力を開始し、その電磁波を変調することにより、ターゲットであるNFC通信装置２に、データを送信する。そして、NFC通信装置１は、データの送信終了後は、電磁波の出力を停止する。ターゲットであるNFC通信装置２も、自身がデータを送信する場合に、自身で電磁波の出力を開始し、その電磁波を変調することにより、ターゲットであるNFC通信装置２に、データを送信する。そして、NFC通信装置２は、データの送信終了後は、電磁波の出力を停止する。

なお、図１では、３つのNFC通信装置１乃至３によって、通信システムが構成されているが、通信システムを構成するNFC通信装置は、３つに限定されるものではなく、２または４以上であっても良い。さらに、通信システムは、NFC通信装置の他、例えば、ISO/IEC 14443およびISO/IEC 15693のICカードシステムを構成するICカードやリーダライタなどを含めて構成することも可能である。

［NFC通信装置１の構成例］
図４は、図１のNFC通信装置１の構成例を示している。なお、図１の他のNFC通信装置２およびNFC通信装置３も、図４のNFC通信装置１と同様に構成されるため、その説明は、省略する。

アンテナ１１は、閉ループのコイルを構成しており、このコイルに流れる電流が変化することで、電磁波を出力する。また、アンテナ１１としてのコイルを通る磁束が変化することで、アンテナ１１に電流が流れる。

受信部１２は、アンテナ１１に流れる電流を受信し、同調と検波を行い、復調部１３に出力する。復調部１３は、受信部１２から供給される信号を復調し、デコード部１４に供給する。デコード部１４は、復調部１３から供給される信号としての、例えばマンチェスタ符号などをデコードし、そのデコードの結果得られるデータを、データ処理部１５に供給する。

データ処理部１５は、デコード部１４から供給されるデータに基づき、所定の処理を行う。また、データ処理部１５は、他の装置に送信すべきデータを、エンコード部１６に供給する。

エンコード部１６は、データ処理部１５から供給されるデータを、例えば、マンチェスタ符号などにエンコードし、選択部１７に供給する。選択部１７は、変調部１９または負荷変調部２０のうちのいずれか一方を選択し、その選択した方に、エンコード部１６から供給される信号を出力する。

ここで、選択部１７は、制御部２１の制御にしたがって、変調部１９または負荷変調部２０を選択する。制御部２１は、通信モードがパッシブモードであり、NFC通信装置１がターゲットとなっている場合は、選択部１７に負荷変調部２０を選択させる。また、制御部２１は、通信モードがアクティブモードである場合、または通信モードがパッシブモードであり、かつ、NFC通信装置１がイニシエータとなっている場合は、選択部１７に変調部１９を選択させる。従って、エンコード部１６が出力する信号は、通信モードがパッシブモードであり、NFC通信装置１がターゲットとなっているケースでは、選択部１７を介して、負荷変調部２０に供給されるが、他のケースでは、選択部１７を介して、変調部１９に供給される。

電磁波出力部１８は、アンテナ１１から、所定の単一の周波数の搬送波（の電磁波）を放射させるための電流を、アンテナ１１に流す。変調部１９は、電磁波出力部１８がアンテナ１１に流す電流としての搬送波を、選択部１７から供給される信号にしたがって変調する。これにより、アンテナ１１からは、データ処理部１５がエンコード部１６に出力したデータにしたがって搬送波を変調した電磁波が放射される。

負荷変調部２０は、外部からアンテナ１１としてのコイルを見たときのインピーダンスを、選択部１７から供給される信号にしたがって変化させる。他の装置が搬送波としての電磁波を出力することにより、アンテナ１１の周囲にRFフィールド（磁界）が形成されている場合、アンテナ１１としてのコイルを見たときのインピーダンスが変化することにより、アンテナ１１の周囲のRFフィールドも変化する。これにより、他の装置が出力している電磁波としての搬送波が、選択部１７から供給される信号にしたがって変調（負荷変調）され、データ処理部１５がエンコード部１６に出力したデータが、電磁波を出力している他の装置に送信される。

ここで、変調部１９および負荷変調部２０における変調方式としては、例えば、振幅変調(ASK(Amplitude Shift Keying))を採用することができる。但し、変調部１９および負荷変調部２０における変調方式は、ASKに限定されるものではなく、PSK(Phase Shift Keying)やQAM(Quadrature Amplitude Modulation)その他を採用することが可能である。また、振幅の変調度についても8％から30％、50％、100％等数値に限定されることはなく、好適なものを選択すれば良い。

制御部２１は、NFC通信装置１を構成する各ブロックの制御等を行う。即ち、制御部２１は、例えば、CPU(Central Processing Unit)２１Ａや、EEPROM(Electrically and Erasable Programmable Read Only Memory)２１Ｂ、その他図示せぬRAM(Random Access Memory)などで構成される。CPU２１Ａは、EEPROM２１Ｂに記憶されているプログラムを実行し、これにより、NFC通信装置１を構成する各ブロックの制御、その他の各種の処理を行う。EEPROM２１Ｂは、CPU２１Ａが実行すべきプログラムや、CPU２１Ａの動作上必要なデータを記憶する。

なお、CPU２１Ａがプログラムを実行することにより行う一連の処理は、CPU２１Ａに代えて専用のハードウェアを設けて、その専用のハードウェアによって行うことが可能である。また、CPU２１Ａに実行させるプログラムは、EEPROM２１Ｂにあらかじめインストールしておく他、フレキシブルディスク、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)，MO(Magneto Optical)ディスク，DVD(Digital Versatile Disc)、磁気ディスク、半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体に、一時的あるいは永続的に格納（記録）し、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することができる。さらに、プログラムは、近接通信によって、NFC通信装置１に送信し、EEPROM２１Ｂにインストールすることができる。

電源部２２は、NFC通信装置１を構成する各ブロックに、必要な電源を供給する。なお、図４では、制御部２１がNFC通信装置１を構成する各ブロックを制御することを表す線の図示は、図が煩雑になるため、省略してある。また、電源部２２がNFC通信装置１を構成する各ブロックに電源を供給することを表す線の図示も同様に省略してある。なお、電源部２２は、電池（バッテリ）を内蔵していても良いし、電池を内蔵せずに、アンテナ１１に流れる電流から電源となる電力を得るものであっても良い。但し、後者の場合には、NFC通信装置１は、パッシブモードのターゲットとしてのみ動作する。

ここで、上述の場合には、デコード部１４およびエンコード部１６は、マンチェスタ符号を処理するようにした。しかしながら、デコード部１４およびエンコード部１６では、マンチェスタ符号だけでなく、例えば、モディファイドミラーや、NRZ(Non Return to Zero)などの複数種類の符号の中から１つを選択して処理するようにすることが可能である。

［RFCA処理の説明］
NFC通信装置１乃至３は、いずれも、最初に電磁波を出力して通信を開始するイニシエータになり得る。さらに、アクティブモードでは、NFC通信装置１乃至３は、イニシエータとなる場合でも、ターゲットとなる場合でも、自身で電磁波を出力する。

従って、NFC通信装置１乃至３が近接している状態で、そのうちの２以上が同時に電磁波を出力した場合には、コリジョン(collision)が生じ、通信を行うことができなくなる。

そこで、NFC通信装置１乃至３それぞれは、他の装置からの電磁波（によるRFフィールド）が存在するか否かを検出し、存在しない場合にのみ、電磁波の出力を開始し、これにより、コリジョンを防止するようになっている。ここで、このように、他の装置からの電磁波が存在するか否かを検出し、存在しない場合にのみ、電磁波の出力を開始する処理を、コリジョンを防止するという目的から、RFCA(RF Collision Avoidance)処理という。

RFCA処理には、イニシエータとなろうとするNFC通信装置（図１では、NFC通信装置１乃至３のうちの１以上）が最初に行う初期RFCA処理と、アクティブモードでの通信中において、電磁波の出力を開始するNFC通信装置が、その開始をしようとするごとに行うレスポンスRFCA処理との２つがある。初期RFCA処理であっても、レスポンスRFCA処理であっても、電磁波の出力を開始する前に、他の装置による電磁波が存在するか否かを検出し、存在しない場合にのみ、電磁波の出力を開始するという点は同一である。但し、初期RFCA処理とレスポンスRFCA処理とでは、他の装置による電磁波の存在が検出されなくなってから、電磁波の出力を開始しなければならないタイミングまでの時間等が異なる。

［初期RFCA処理の説明］
そこで、まず図５を参照して、初期RFCA処理について説明する。

図５は、初期RFCA処理によって出力が開始される電磁波を示している。なお、図５において（後述する図６も同様）、横軸は時間を表し、縦軸は、NFC通信装置が出力する電磁波のパワー（レベル）を表す。

イニシエータとなろうとするNFC通信装置は、常時、他の装置による電磁波の検出を行っており、他の装置による電磁波が、時間Ｔ_IDT＋ｎ×Ｔ_RFWだけ連続して検出されなかった場合、電磁波の出力を開始する。NFCIP-1では、イニシエータは、1.5 A/mから7.5A/mのパワーで電磁波を出力することが規定されている。即ち、イニシエータは、少なくとも1.5 A/m以上のパワーで、電磁波を出力することが必要とされている。

そして、イニシエータとなろうとするNFC通信装置は、電磁波の出力開始から時間Ｔ_IRFGだけ経過した後に、データ（コマンドを含む）の送信(Send Request)を開始する。

ここで、時間Ｔ_IDT＋ｎ×Ｔ_RFWにおけるＴ_IDTは、イニシエータとしてデータの送受信を開始しようとするNFC通信装置が電磁波が出力されていないことを確認しなければならない最低限の時間であり、初期遅延時間と呼ばれる。初期遅延時間搬送波の周波数をｆ_cで表すこととすると、例えば、４０９６／ｆ_cより大の値が採用される。ｎは、例えば、０以上３以下の整数で、乱数を用いて生成される。Ｔ_RFWは、RF待ち時間と呼ばれ、例えば、５１２／ｆ_cが採用される。時間Ｔ_IRFGは、初期ガードタイムと呼ばれ、例えば、５msより大の値が採用される。

なお、電磁波が検出されてはならない時間Ｔ_IDT＋ｎ×Ｔ_RFWに、乱数であるｎを採用することにより、複数のNFC通信装置が同一のタイミングで、電磁波の出力を開始してしまう可能性の低減が図られている。

NFC通信装置が、初期RFCA処理によって、電磁波の出力を開始した場合、そのNFC通信装置は、イニシエータとなる。そして、通信モードとして、アクティブモードが設定されたときには、イニシエータとなったNFC通信装置は、自身のデータの送信を終了した後、電磁波の出力を停止する。一方、通信モードとして、パッシブモードが設定されたときには、イニシエータとなったNFC通信装置は、ターゲットとの通信が完全に完了するまで、初期RFCA処理によって開始した電磁波の出力を、そのまま続行する。

［レスポンスRFCA処理の説明］
次に、図６を参照して、レスポンスRFCA処理について説明する。

図６は、レスポンスRFCA処理によって出力が開始される電磁波を示している。

アクティブモードにおいて電磁波を出力しようとするNFC通信装置は、他の装置による電磁波の検出を行い、他の装置による電磁波が、時間Ｔ_ADT＋ｎ×Ｔ_RFWだけ連続して検出されなかった場合、電磁波の出力を開始し、その出力から時間Ｔ_ARFGだけ経過した後に、データの送信(Send Responsese)を開始する。

ここで、時間Ｔ_ADT＋ｎ×Ｔ_RFWにおけるｎとＴ_RFWは、図５の初期RFCA処理における場合と同一のものである。また、時間Ｔ_ADT＋ｎ×Ｔ_RFWにおけるＴ_ADTは、アクティブディレイタイムと呼ばれ、例えば、７６８／ｆ_c以上２５５９／ｆ_c以下の値が採用される。時間Ｔ_ARFGは、アクティブガードタイムと呼ばれ、例えば、１０２４／ｆ_cより大の値が採用される。

図５と図６から明らかなように、初期RFCA処理によって電磁波の出力を開始するには、少なくとも初期遅延時間Ｔ_IDTの間、電磁波が存在してはならない。また、レスポンスRFCA処理によって電磁波の出力を開始するには、少なくともアクティブディレイタイムＴ_ADTの間、電磁波が存在してはならない。

そして、初期遅延時間Ｔ_IDTは、４０９６／ｆ_cより大の値であるのに対して、アクティブディレイタイムＴ_ADTは、７６８／ｆ_c以上２５５９／ｆ_c以下の値であることから、NFC通信装置がイニシエータになろうとする場合には、アクティブモードでの通信中において電磁波を出力しようとする場合よりも、電磁波が存在しない状態が長時間必要である。逆に言えば、NFC通信装置がアクティブモードでの通信中において電磁波を出力しようとする場合には、イニシエータになろうとする場合よりも、電磁波が存在しない状態になってから、それほど間をおかずに、電磁波を出力しなければならない。これは、次のような理由による。

即ち、NFC通信装置がアクティブモードで通信を行う場合、一方のNFC通信装置は、自身で電磁波を出力してデータを送信し、その後、電磁波の出力を停止する。そして、他方のNFC通信装置が電磁波の出力を開始し、データを送信する。従って、アクティブモードの通信では、いずれのNFC通信装置も、電磁波の出力を停止していることがある。このため、NFC通信装置がイニシエータになろうとする場合には、そのNFC通信装置の周囲でアクティブモードの通信が行われていないことを確認するために、イニシエータになろうとしているNFC通信装置の周囲で、他の装置が電磁波を出力していないことを、十分な時間確認する必要がある。

これに対して、アクティブモードでは、上述したように、イニシエータが電磁波を出力することにより、ターゲットにデータを送信する。そして、ターゲットは、イニシエータが電磁波の出力を停止してから、電磁波の出力を開始することにより、イニシエータにデータを送信する。その後、イニシエータは、ターゲットが電磁波の出力を停止してから、電磁波の出力を開始することにより、ターゲットにデータを送信し、以下、同様にして、イニシエータとターゲットの間でデータがやりとりされる。

従って、アクティブモードの通信を行っているイニシエータとターゲットの周囲に、イニシエータとなろうとするNFC通信装置が存在する場合に、アクティブモードの通信を行っているイニシエータとターゲットのうちの一方が電磁波の出力を停止してから、他方が電磁波の出力を開始するまでの時間が長いと、その間は電磁波が存在しないため、イニシエータとなろうとするNFC通信装置が、初期RFCA処理によって電磁波の出力を開始する。この場合、先に行われていたアクティブモードの通信が妨げられることになる。

このため、アクティブモードの通信中に行われるレスポンスRFCA処理では、電磁波が存在しない状態になってから、それほど間をおかずに、電磁波を出力しなければならないようにしている。

［通信開始時のターゲットの認識について］
イニシエータになろうとするNFC通信装置は、図５で説明したように、初期RFCA処理によって電磁波の出力を開始し、その後、データの送信を行う。イニシエータになろうとするNFC通信装置は、電磁波の出力を開始することで、イニシエータとなり、そのイニシエータに近接する位置に存在するNFC通信装置はターゲットとなる。

ここで、イニシエータが、ターゲットとデータのやりとりをするには、そのデータをやりとりするターゲットを特定しなければならない。このため、イニシエータは、初期RFCA処理によって電磁波の出力を開始した後に、そのイニシエータに近接する位置に存在する１以上のターゲットに対して、各ターゲットを特定する情報としての、例えば、乱数などによって決定されるNFCID(NFC Identification)を要求する。そして、イニシエータに近接する位置に存在するターゲットは、イニシエータからの要求に応じて、自身を特定するNFCIDを、イニシエータに送信する。

イニシエータは、以上のようにしてターゲットから送信されてくるNFCIDによってターゲットを特定し、その特定したターゲットとの間で、データのやりとりを行う。

アクティブモードでは、イニシエータが、後述するコマンド（リクエスト）ATR_REQを、そこに自身を特定するNFCIDを含めて送信する。そのATR_REQに対して、１のターゲットが、コマンドATR_REQに対する後述するレスポンスATR_RESを、そこに自身を特定するNFCIDを含めて返す（送信する）。これにより、イニシエータとターゲットとが、互いのNFCIDを認識し、互いを特定する。

一方、パッシブモードでは、イニシエータは、SDD(Single Device Detection)処理と呼ばれる処理を行うことによって、その周囲（近接する位置）に存在するターゲットを、そのNFCIDによって特定する。

イニシエータは、SDD処理において、ターゲットのNFCIDを要求するが、この要求は、イニシエータが、ポーリングリクエストフレームと呼ばれるフレームを送信することによって行われる。ターゲットは、ポーリングリクエストフレームを受信すると、例えば、自身のNFCIDを乱数によって決定し、そのNFCIDを配置したポーリングレスポンスフレームと呼ばれるフレームを送信する。イニシエータは、ターゲットから送信されてくるポーリングレスポンスフレームを受信することで、ターゲットのNFCIDを認識する。

ところで、パッシブモードのターゲットは、負荷変調によりデータを送信するから、RFCA処理を行わない。従って、SDD処理において、イニシエータが、その周囲のターゲットに対してNFCIDを要求した場合、イニシエータの周囲に、複数のターゲットが存在するときには、その複数のターゲットの２以上から、同時に、NFCIDが送信されてくることがあり得る。この場合、その２以上のターゲットから送信されてくるNFCIDがコリジョンし、イニシエータは、そのコリジョンしたNFCIDを認識することができない。

そこで、SDD処理は、NFCIDのコリジョンをなるべく避けるために、例えば、タイムスロットを用いた方法で行われる。タイムスロットを用いた方法とは、送信されてきたポーリングコマンドを受信したターゲットは、自分で発生した乱数により返信のコマンドを送信するタイミングを決定し、そのタイミングに従い、NFCIDを格納した返信のコマンドを送信する方法である。

なお、上述したように、NFC通信装置は、ISO/IEC 14443およびISO/IEC 15693のICカードシステムを構成するICカードやリーダライタとの間でも、そのICカードやリーダライタが採用している伝送レートで、データのやりとりを行うことができる。いま、ターゲットが、例えば、ISO/IEC 14443およびISO/IEC 15693のICカードシステムのICカードである場合、SDD処理は、例えば、次のようにして行われる。

即ち、イニシエータは、初期RFCA処理により、電磁波の出力を開始し、ターゲットであるICカードは、その電磁波から電源を得て、処理を開始する。つまり、いまの場合、ターゲットは、既存のICカードシステムのICカードであるから、動作するための電源を、イニシエータが出力する電磁波から生成する。

ターゲットは、電源を得て、動作可能な状態になってから、例えば、最長でも２秒以内に、ポーリングリクエストフレームを受信する準備を行い、イニシエータからポーリングリクエストフレームが送信されてくるのを待つ。

一方、イニシエータは、ターゲットにおいてポーリングリクエストフレームを受信する準備が整ったか否かに関係なく、ポーリングリクエストフレームを送信することができる。

ターゲットは、イニシエータからのポーリングリクエストフレームを受信した場合、上述したように、乱数により決定された返信タイミングで、ポーリングレスポンスフレームを、イニシエータに送信する。イニシエータは、ターゲットからのポーリングレスポンスフレームを正常受信することができた場合、上述したように、そのターゲットのNFCIDを認識する。一方、イニシエータは、ターゲットからのポーリングレスポンスフレームを正常受信することができなかった場合、ポーリングリクエストフレームを、再度送信することができる。

［ISO/IEC 18092で規定されるコマンドセット］
NFC通信装置では、イニシエータがターゲットにコマンドを送信し、ターゲットが、イニシエータからのコマンドに対するレスポンスを送信する（返す）ことで、通信が行われる。

そこで、次に、ISO/IEC 18092で規定されているコマンドセットについて説明する。

図７は、ISO/IEC 18092で規定されているコマンドセットであり、イニシエータがターゲットに送信するリクエストのコマンドと、ターゲットがイニシエータに送信するレスポンスのコマンドとを示している。

図７において、アンダーバー(_)の後にREQの文字が記述されているコマンドは、リクエストを表し、アンダーバー(_)の後にRESの文字が記述されているコマンドは、レスポンスを表す。ISO/IEC 18092では、リクエストとして、ATR_REQ，WUP_REQ，PSL_REQ，DEP_REQ，DSL_REQ，RLS_REQの６種類が用意されている。また、リクエストに対するレスポンスとしては、リクエストと同様に、ATR_RES，WUP_RES，PSL_RES，DEP_RES，DSL_RES，RLS_RESの６種類が用意されている。上述したように、イニシエータは、リクエストをターゲットに送信し、ターゲットは、そのリクエストに対応するレスポンスをイニシエータに送信する。従って、リクエストは、イニシエータによって送信され、レスポンスは、ターゲットによって送信される。

各リクエストおよびレスポンスは、１バイトのCMD0フィールドとCMD１フィールドとで構成される計２バイトの命令バイトによって識別される。即ち、命令バイトのCMD0フィールドには、リクエストまたはレスポンスを識別する値が格納される。具体的には、そのコマンドがリクエストである場合には、CMD0フィールドに“D4”が格納され、コマンドがレスポンスである場合には、CMD0フィールドに“D5”が格納される。

命令バイトのCMD１フィールドには、各リクエストおよびレスポンスを識別する値が格納される。具体的には、ATR_REQ，ATR_RES，WUP_REQ，WUP_RES，PSL_REQ，PSL_RES，DEP_REQ，DEP_RES，DSL_REQ，DSL_RES，RLS_REQ，RLS_RESのCMD１フィールドには、それぞれ、“00”，“01”，“02”，“03”，“04”，“05”，“06”，“07”，“08”，“09”，“0A”，“0B”が格納される。

コマンドATR_REQは、イニシエータが、ターゲットに対して、自身の属性情報（仕様）を知らせるとともに、ターゲットの属性情報を要求するときに、ターゲットに送信される。ここで、イニシエータまたはターゲットの属性情報としては、そのイニシエータまたはターゲットが送受信することのできるデータの伝送レートなどがある。なお、コマンドATR_REQには、イニシエータの属性情報の他、そのイニシエータを特定するNFCIDなどが配置され、ターゲットは、コマンドATR_REQを受信することにより、イニシエータの属性情報とNFCIDを認識する。

コマンドATR_RESは、ターゲットが、コマンドATR_REQを受信した場合に、そのコマンドATR_REQに対するレスポンスとして、イニシエータに送信される。コマンドATR_RESには、ターゲットの属性情報やNFCIDなどが配置される。

なお、コマンドATR_REQやコマンドATR_RESに配置される属性情報としての伝送レートの情報には、イニシエータやターゲットが送受信することのできるデータの伝送レートすべてを含めることができる。この場合、イニシエータとターゲットとの間で、コマンドATR_REQとレスポンスとしてのコマンドATR_RESのやりとりが１度行われるだけで、イニシエータは、ターゲットが送受信可能な伝送レートを認識することができ、ターゲットも、イニシエータが送受信可能な伝送レートを認識することができる。

コマンドWUP_REQは、イニシエータが、通信するターゲットを選択するときに送信される。即ち、後述するように、コマンドDSL_REQを、イニシエータからターゲットに送信することにより、ターゲットを、ディセレクト(deselect)状態（イニシエータへのデータの送信（レスポンス）を禁止した状態）とすることができる。コマンドWUP_REQは、そのディセレクト状態を解いて、ターゲットを、イニシエータへのデータの送信を可能にする状態とする場合に送信される。なお、コマンドWUP_REQには、ディセレクト状態を解くターゲットのNFCIDが配置される。そして、コマンドWUP_REQを受信したターゲットのうち、そのコマンドWUP_REQに配置されているNFCIDによって特定されるターゲットが、ディセレクト状態を解く。

コマンドWUP_RESは、コマンドWUP_REQを受信したターゲットのうち、そのコマンドWUP_REQに配置されているNFCIDによって特定されるターゲットが、ディセレクト状態を解いた場合にコマンドWUP_REQに対するレスポンスとして送信される。

なお、コマンドWUP_REQは、イニシエータがアクティブモード時にのみ送信し、コマンドWUP_RESは、ターゲットがアクティブモード時にのみ送信する。

コマンドPSL_REQは、イニシエータが、ターゲットとの通信に関する通信パラメータを変更（設定）するときに送信される。ここで、通信パラメータとしては、例えば、イニシエータとターゲットとの間でやりとりするデータの伝送レートなどがある。

コマンドPSL_REQは、イニシエータからターゲットに送信される。コマンドPSL_REQには、変更後の通信パラメータの値が配置される。ターゲットは、コマンドPSL_REQを受信し、そこに配置されている通信パラメータの値にしたがって、通信パラメータを変更する。さらに、ターゲットは、コマンドPSL_REQに対するレスポンスとしてコマンドPSL_RESを送信する。

コマンドDEP_REQは、イニシエータが、データ（いわゆる実データ）の送受信（ターゲットとの間のデータ交換）を行うときに送信され、そこには、ターゲットに送信すべきデータが配置される。コマンドDEP_RESは、ターゲットが、コマンドDEP_REQに対するレスポンスとして送信し、そこには、イニシエータに送信すべきデータが配置される。従って、コマンドDEP_REQによって、イニシエータからターゲットにデータが送信され、そのコマンドDEP_REQに対するレスポンスであるコマンドDEP_RESによって、ターゲットからイニシエータにデータが送信される。

コマンドDSL_REQは、イニシエータが、ターゲットをディセレクト状態とするときに送信される。コマンドDSL_REQを受信したターゲットは、そのコマンドDSL_REQに対するレスポンスとしてコマンドDSL_RESを送信してディセレクト状態となり、以後、コマンドWUP_REQ以外のコマンドには反応しなくなる（レスポンスを返さなくなる）。

コマンドRLS_REQは、イニシエータが、ターゲットとの通信を完全に終了するときに送信される。コマンドRLS_REQを受信したターゲットは、そのコマンドRLS_REQに対するレスポンスとしてコマンドRLS_RESを送信し、イニシエータとの通信を完全に終了する。

ここで、コマンドDSL_REQとRLS_REQは、いずれも、ターゲットを、イニシエータとの通信の対象から解放する点で共通する。しかしながら、コマンドDSL_REQによって解放されたターゲットは、コマンドWUP_REQによって、再び、イニシエータと通信可能な状態となるが、コマンドRLS_REQによって解放されたターゲットは、イニシエータが初期RFCA処理から処理をやり直さないと、イニシエータと通信可能な状態とならない。かかる点で、コマンドDSL_REQとRLS_REQは、異なる。

なお、以下では、イニシエータからのコマンドと、ターゲットからレスポンスとして返されるコマンドの区別を容易にするため、例えば、コマンドATR_REQに対するレスポンスのコマンドATR_RESをレスポンスATR_RESと称する。その他のターゲットが送信するコマンドについても同様である。

ところで、NFC通信装置（図１のNFC通信装置１乃至３それぞれ）は、ISO/IEC 18092としてのNFCIP-1にしたがった通信を行うことができる他、後述するように、拡張された機能としての、省電力モードによる通信も行うことができる。

そこで、最初に、図８乃至図１０を参照して、基本となるNFCIP-1に従った通信処理について説明する。

［ISO/IEC 18092に従った通信処理］
図８は、NFCIP-1に従った通信処理の概要を説明するフローチャートである。

最初に、ステップＳ１において、イニシエータとなるNFC通信装置は、初期RFCA処理を行う。ステップＳ２では、イニシエータとなるNFC通信装置は、ステップＳ１の初期RFCA処理により、RFフィールドを検出したか否かを判定する。ステップＳ２において、RFフィールドを検出したと判定された場合、ステップＳ１に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。即ち、イニシエータとなるNFC通信装置は、RFフィールドを検出している間は、そのRFフィールドを形成している他のNFC通信装置による通信の妨げとならないように、RFフィールドを形成しない。

一方、ステップＳ２において、RFフィールドを検出していないと判定された場合、NFC通信装置は、ステップＳ３において、アクティブモードとパッシブモードのうちのいずれかの通信モードを選択し、イニシエータとなって伝送レートの選択等を行う。

即ち、NFCIP-1では、例えば、106kbpsや、212kbps，424kbps等の複数の伝送レートの中から、実際の通信に使用する伝送レートを選択することが可能である。そこで、ステップＳ３では、イニシエータとなったNFC通信装置は、伝送レートの選択を行う。

具体的には、パッシブモードの通信を行う場合、処理はステップＳ２から、ステップＳ３を構成するステップＳ３−１とＳ３−２のうちのステップＳ３−１に進む。そして、NFC通信装置は、イニシエータとなって、通信モードをパッシブモードに移行させ、伝送レートを選択する。さらに、ステップＳ３−１では、イニシエータとなったNFC通信装置は、所定の初期化処理とSDD処理を行う。その後、処理は、ステップＳ４を構成するステップＳ４−１とＳ４−２のうちのステップＳ４−１に進む。

ステップＳ４−１では、NFC通信装置は、パッシブモードでアクティベーション（活性化）（起動）し、パッシブモードのターゲットとの間で、コマンドATR_REQとレスポンスATR_RESをやりとりする。

一方、アクティブモードの通信を行う場合、処理は、ステップＳ２から、ステップＳ３を構成するステップＳ３−１とＳ３−２のうちのステップＳ３−２に進む。そして、NFC通信装置は、イニシエータとなって、通信モードをアクティブモードに移行させ、伝送レートを選択する。その後、処理は、ステップＳ４を構成するステップＳ４−１とＳ４−２のうちのステップＳ４−２に進む。

ステップＳ４−２では、NFC通信装置は、アクティブモードでアクティベーションし、ターゲットとの間で、コマンドATR_REQとレスポンスATR_RESをやりとりする。

ステップＳ４−１またはステップＳ４−２の後、ステップＳ５において、NFC通信装置は、通信に必要な通信パラメータ（例えば、伝送レートなど）を、現在の通信パラメータから変更する必要がある場合には、その通信パラメータを選択する。そして、NFC通信装置は、選択した通信パラメータ等を配置したコマンドPSL_REQとレスポンスPSL_RESを、ターゲットとの間でやりとりして、通信パラメータを変更する。

ステップＳ６では、NFC通信装置は、ステップＳ５で選択した通信パラメータにしたがって、コマンドDEP_REQとレスポンスDEP_RESを、ターゲットとの間でやりとりして、データ交換プロトコルによるデータ交換（通信）を行う。

ステップＳ７では、NFC通信装置は、コマンドDSL_REQとレスポンスDSL_RES、またはコマンドRSL_REQとレスポンスRSL_RESを、ターゲットとの間でやりとりして、非活性化（ディアクティベーション）し、トランザクションを終了する。

NFC通信装置は、例えば、デフォルトで、ターゲットとなるように設定することができる。デフォルトでターゲットに設定されているNFC通信装置は、RFフィールドを形成することはせず、イニシエータからコマンドが送信されてくるまで（イニシエータがRFフィールドを形成するまで）、待ち状態となる。

また、NFC通信装置は、例えば、アプリケーションからの要求に応じて、イニシエータとなることができる。さらに、例えば、アプリケーションでは、通信モードをアクティブモードまたはパッシブモードのうちのいずれにするかや伝送レートを選択（決定）することができる。

また、イニシエータとなったNFC通信装置は、外部にRFフィールドが形成されていなければ、RFフィールドを形成し、ターゲットは、イニシエータによって形成されたRFフィールドによって活性化する。

その後、イニシエータは、選択された通信モードと伝送レートで、コマンドを送信し、ターゲットは、イニシエータと同一の通信モードと伝送レートで、レスポンスのコマンドを返す（送信する）。

［パッシブモードにおける詳細な通信処理］
次に、図９のフローチャートを参照して、パッシブモードでのデータ交換を行うのに、NFC通信装置で行われる処理を説明する。

最初に、ステップＳ１１において、イニシエータは、初期RFCA処理を行い、ステップＳ１２に進み、通信モードをパッシブモードとする。そして、ステップＳ１３において、イニシエータは、初期化処理とSDD処理を行って、伝送レートを選択する。

ステップＳ１１の処理が、図８のステップＳ１およびＳ２の処理に対応し、ステップＳ１２およびＳ１３の処理が、図８のステップＳ３（Ｓ３−１）の処理に対応する。

その後、ステップＳ１４に進み、イニシエータは、ターゲットに属性情報を要求するか否かを判定する。ここで、属性情報とは、NFC通信装置の通信能力を規定した情報で、例えば、NFC通信装置が対応することができる伝送レートの情報などがある。

ステップＳ１４において、ターゲットに属性情報を要求しないと判定された場合、ステップＳ１５において、イニシエータは、ターゲットとの通信を、独自プロトコルにしたがって行う。ステップＳ１５の後、処理はステップＳ１４に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。

一方、ステップＳ１４において、ターゲットに属性情報を要求すると判定された場合、処理はステップＳ１６に進み、イニシエータは、コマンドATR_REQを送信し、これにより、ターゲットに属性情報を要求する。そして、イニシエータは、ターゲットからコマンドATR_REQに対するレスポンスATR_RESが送信されてくるのを待って、ステップＳ１７において、そのレスポンスATR_RESを受信する。

ステップＳ１６およびＳ１７の処理は、図８のステップＳ４（Ｓ４−１）の処理に対応する。

ステップＳ１８では、イニシエータは、ステップＳ１７でターゲットから受信したレスポンスATR_RESに基づき、通信パラメータ、即ち、例えば、伝送レートを変更することができるか否かを判定する。ステップＳ１８において、伝送レートを変更することができないと判定された場合、処理は、ステップＳ１９乃至Ｓ２１をスキップして、ステップＳ２２に進む。

一方、ステップＳ１８において、伝送レートを変更することができると判定された場合、ステップＳ１９に進み、イニシエータは、コマンドPSL_REQを送信し、これにより、ターゲットに伝送レートの変更を要求する。そして、イニシエータは、コマンドPSL_REQに対するレスポンスPSL_RESがターゲットから送信されてくるのを待って、ステップＳ２０において、そのレスポンスPSL_RESを受信する。ステップＳ２１では、イニシエータは、ステップＳ２０で受信したレスポンスPSL_RESにしたがい、通信パラメータ、例えば、伝送レートを変更する。

ステップＳ１８乃至Ｓ２１の処理は、図８のステップＳ５の処理に対応する。

ステップＳ２２では、イニシエータは、データ交換プロトコルにしたがい、ターゲットとの間でデータ交換を行う。即ち、コマンドDEP_REQとレスポンスDEP_RESのやりとりが行われる。ステップＳ２２の処理は、図８のステップＳ６の処理に対応する。

ステップＳ２２においてデータ変換が行われた後は、イニシエータは、必要に応じて、ステップＳ２３またはＳ２５に進む。

即ち、イニシエータがターゲットをディセレクト状態にする場合、処理はステップＳ２２からＳ２３に進み、イニシエータは、コマンドDSL_REQを送信する。そして、イニシエータは、コマンドDSL_REQに対するレスポンスDSL_RESがターゲットから送信されてくるのを待って、ステップＳ２４において、そのレスポンスDSL_RESを受信する。ステップＳ２４の後、処理はステップＳ１４に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。

一方、イニシエータがターゲットとの通信を完全に終了する場合、処理はステップＳ２２からＳ２５に進み、イニシエータは、コマンドRLS_REQを送信する。そして、イニシエータは、コマンドRLS_REQに対するレスポンスRLS_RESがターゲットから送信されてくるのを待って、ステップＳ２６において、そのレスポンスRLS_RESを受信する。ステップＳ２６の後、処理はステップＳ１１に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。

ステップＳ２３とＳ２４の処理や、ステップＳ２５とＳ２６の処理は、図８のステップＳ７の処理に対応する。

［アクティブモードにおける詳細な通信処理］
次に、図１０のフローチャートを参照して、アクティブモードでのデータ交換を行うのに、NFC通信装置で行われる処理を説明する。

最初に、ステップＳ３１において、イニシエータは、初期RFCA処理を行い、ステップＳ３２に進み、通信モードをアクティブモードとして、伝送レートを選択する。

ステップＳ３１の処理は、図８のステップＳ１およびＳ２の処理に対応し、ステップＳ３２の処理は、ステップＳ３（Ｓ３−２）の処理に対応する。

その後、ステップＳ３３乃至Ｓ３９において、図９のステップＳ１６乃至Ｓ２２における場合とそれぞれ同様の処理が行われる。

即ち、ステップＳ３３では、イニシエータは、コマンドATR_REQを送信し、これにより、ターゲットに属性情報を要求する。そして、イニシエータは、ターゲットからコマンドATR_REQに対するレスポンスATR_RESが送信されてくるのを待って、ステップＳ３４において、そのレスポンスATR_RESを受信する。

ステップＳ３５では、イニシエータは、ステップＳ３４でターゲットから受信したレスポンスATR_RESに基づき、通信パラメータ、例えば、伝送レートを変更することができるか否かを判定する。ステップＳ３５において、通信パラメータを変更することができないと判定された場合、処理は、ステップＳ３６乃至Ｓ３８をスキップして、ステップＳ３９に進む。

一方、ステップＳ３５において、通信パラメータを変更することができると判定された場合、処理はステップＳ３６に進み、イニシエータは、コマンドPSL_REQを送信し、これにより、ターゲットに通信パラメータの変更（設定）を要求する。そして、イニシエータは、コマンドPSL_REQに対するレスポンスPSL_RESがターゲットから送信されてくるのを待って、ステップＳ３７において、そのレスポンスPSL_RESを受信する。ステップＳ３８では、イニシエータは、ステップＳ３７で受信したレスポンスPSL_RESにしたがい、通信パラメータ、例えば、伝送レートを変更する。

ステップＳ３９では、イニシエータは、データ交換プロトコルにしたがい、ターゲットとの間でデータ交換を行う。即ち、コマンドDEP_REQとレスポンスDEP_RESのやりとりが行われる。

ステップＳ３３およびＳ３４の処理は、図８のステップＳ４（Ｓ４−２）の処理に対応し、ステップＳ３５乃至Ｓ３８の処理は、図８のステップＳ５の処理に対応する。また、ステップＳ３９の処理は、図８のステップＳ６の処理に対応する。

ステップＳ３９におけるデータ変換の後は、必要に応じて、ステップＳ４０またはＳ４４に進む。

即ち、イニシエータが、いま通信を行っているターゲットをディセレクト状態にし、既にディセレクト状態になっているターゲットのうちのいずれかをウエイクアップさせる場合、処理はステップＳ３９からＳ４０に進む。ステップＳ４０では、イニシエータは、ディセレクト状態にするターゲット宛に、コマンドDSL_REQを送信する。そして、イニシエータは、コマンドDSL_REQに対するレスポンスDSL_RESがターゲットから送信されてくるのを待って、ステップＳ４１において、そのレスポンスDSL_RESを受信する。レスポンスDSL_RESを送信してきたターゲットは、ディセレクト状態になる。

その後、処理はステップＳ４１からＳ４２に進み、イニシエータは、ウエイクアップさせるターゲット宛に、コマンドWUP_REQを送信する。そして、イニシエータは、コマンドWUP_REQに対するレスポンスWUP_RESがターゲットから送信されてくるのを待って、ステップＳ４３において、そのレスポンスWUP_RESを受信する。レスポンスWUP_RESを送信してきたターゲットはウエイクアップし、そのウエイクアップしたターゲットが、イニシエータがその後に行うステップＳ３５以降の処理の対象となる。

一方、イニシエータがターゲットとの通信を完全に終了する場合、処理はステップＳ３９からＳ４４に進む。ステップＳ４４では、イニシエータは、コマンドRLS_REQを送信する。そして、イニシエータは、コマンドRLS_REQに対するレスポンスRLS_RESがターゲットから送信されてくるのを待って、ステップＳ４５において、そのレスポンスRLS_RESを受信する。ステップＳ４５の後、処理はステップＳ３１に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。

ステップＳ４０乃至４３の処理や、ステップＳ４４とＳ４５の処理は、図８のステップＳ７の処理に対応する。

以上、図８乃至図１０を参照して、NFCIP-1に従った通信処理について説明した。

［省電力モードでの通信機能の説明］
次に、図１の通信システムのNFC通信装置が、拡張された機能として行うことができる省電力モードの通信について、図１１および図１２を参照して説明する。なお、以下では、NFC通信装置がパッシブモードによる通信を行うものとして説明する。アクティブモードによる通信については、パッシブモードによる通信の説明中において、違う部分について補足的に説明する。

NFC通信装置は、省電力モードの通信機能として、図１１に示される低RF出力通信機能と、図１２に示される間欠RF出力通信機能を有する。

低RF出力通信機能とは、図１１に示されるように、イニシエータが出力する電磁波のパワー（磁界強度：単位A/m）を、NFCIP-1で規定される値よりも低くした値で通信する機能である。

図５を参照して説明したように、NFCIP-1では、イニシエータは、1.5A/mから7.5A/mのパワーで電磁波を出力することが規定されている。

一方、低RF出力通信機能を有するNFC通信装置は、電磁波のパワーが少なくとも0.3A/mあれば、通信することが可能である。即ち、低RF出力通信機能では、イニシエータは、0.3A/mから7.5A/mのパワーで電磁波を出力することができる。

従って、電磁波のパワーをNFCIP-1で規定されている値よりも低くして通信が可能であるので、電磁波を出力し続けるイニシエータの消費電力を低減させることができる。

次に、間欠RF出力通信機能について説明する。

間欠RF出力通信機能とは、イニシエータが一定期間電磁波を出力した後に、一定期間電磁波の出力を停止する期間を設け、電磁波の出力のオンおよびオフを繰り返しつつ、通信を行う機能である。即ち、図１２に示されるように、イニシエータは、時間Ｔ_IDT＋ｎ×Ｔ_RFW経過した後の電磁波の出力開始から一定期間（図１２においてON time periodで示されるRF出力オン期間）、所定のパワーで電磁波を出力する。このRF出力オン期間は、データ（コマンドを含む）の送信(Send Request)が終了するまでの時間に所定の余裕時間を持った時間である。その後、イニシエータは、一定期間（図１２においてOFF time periodで示されるRF出力オフ期間）、電磁波の出力を停止（オフ）する。それ以降も、イニシエータは、RF出力オン期間とRF出力オフ期間の電磁波出力のオンおよびオフを繰り返す。

NFCIP-1に従った通信と比較すると、図１２を参照して明らかなように、電磁波の出力を停止することができる期間があるので、イニシエータの消費電力を低減させることができる。

なお、NFC通信装置は、低RF出力通信機能と間欠RF出力通信機能のいずれか一方を有するものでもよいし、低RF出力通信機能と間欠RF出力通信機能の両方を有するものでもよい。低RF出力通信機能と間欠RF出力通信機能の両方が実行された場合、例えば、イニシエータとなろうとするNFC通信装置は、時間Ｔ_IDT＋ｎ×Ｔ_RFW経過した後、0.3A/mのパワーで電磁波を出力する。そして、イニシエータとなろうとするNFC通信装置は、電磁波の出力開始からRF出力オン期間経過後から、RF出力オフ期間については、電磁波の出力を停止する。その後、イニシエータとなろうとするNFC通信装置は、再び、0.3A/mのパワーによる電磁波の出力を開始する。

次に、上述した省電力モードでの通信処理を行うため、NFC通信装置が、NFCIP-1で規定されたもの以外に有しているコマンドまたはパラメータについて説明する。

［拡張されたコマンドセットの説明］
図１３は、NFC通信装置が、図７に示したコマンドセット以外に追加的に有するコマンドセットを示している。

即ち、省電力モードを有するNFC通信装置は、図７に示したコマンドセット以外に、図１３に示されるコマンドPSL2_REQと、それに対応するレスポンスのコマンドPSL2_RESをさらにやりとりすることができる。

コマンドPSL2_REQは、CMD0フィールドに“D4”が格納され、CMD1フィールドに“0C”が格納されることにより識別される。レスポンスPSL2_RESは、CMD0フィールドに“D5”が格納され、CMD1フィールドに“0D”が格納されることにより識別される。

コマンドPSL2_REQは、イニシエータがターゲットとの通信に関する拡張された通信パラメータ（拡張通信パラメータ）を変更（設定）するとき、イニシエータからターゲットに送信される。コマンドPSL2_REQには、変更後の拡張通信パラメータの値が配置される。ターゲットは、コマンドPSL2_REQを受信し、そこに配置されている拡張通信パラメータの値にしたがって、通信パラメータを変更する。さらに、ターゲットは、コマンドPSL2_REQに対するレスポンスとしてコマンドPSL2_RESを送信する。

次に、省電力モードでの通信処理を行うための各コマンドの詳細な内容について説明する。

［コマンドATR_REQの説明］
図１４は、コマンドATR_REQの構造を示している。

コマンドATR_REQは、先頭から（図中左から）、CMD0フィールド、CMD1フィールド、および、Byte0乃至Byten+14フィールド（nは０以上の整数値）から構成されている。

CMD0フィールドとCMD1フィールドには、上述したように、このコマンドがコマンドATR_REQであることを示す値“D4”と“00”が格納される。

Byte0乃至Byte9フィールドには、このコマンドATR_REQを送信するNFC通信装置、即ち、イニシエータを特定するNFCIDが格納される。

Byte10フィールドには、このコマンドATR_REQを送信するイニシエータのデバイスIDであるDIDiが設定される。そこで、以下、Byte10フィールドを、DIDiフィールドとも呼ぶ。

Byte11フィールドには、このコマンドATR_REQを送信するイニシエータがデータを送信する際のビットレート（伝送レート）BSiが設定される。

Byte12フィールドには、このコマンドATR_REQを送信するイニシエータがデータを受信する際のビットレート（伝送レート）BRiが設定される。

Byte13フィールドには、このコマンドATR_REQを送信するイニシエータについてのオプションパラメータPPiが設定される。なお、以下、Byte13フィールドを、PPiフィールドとも呼ぶ。PPiフィールドの詳細については、図１５を参照して後述する。

Byte14乃至Byte14+nフィールドのそれぞれは、設計者等により指定される各種情報が設定されるフィールドであって、オプションとして用意されているフィールドである。値ｎは、設計者等により可変可能とされており、０以上の整数値となる。この値ｎは、後述するように、PPiフィールドに設定される。以下、ｎ個のGiフィールドのそれぞれを、その配置順に（図１４中左から順に）、Gi[0]乃至Gi[n] フィールドと呼ぶ。

［PPiフィールドの詳細］
図１５は、PPiフィールドの構造を示している。

PPiフィールドは、図１５に示されるように、ビット0乃至ビット7（bit0乃至bit7）から構成される。

PPiフィールドは、ビット７が“0”以外に、“１”の値を取りうる点以外は、NFCIP-1と同一である。換言すれば、ビット７が“0”である場合、PPiフィールドは、NFCIP-1で規定されるPPiフィールドそのものである。

NFCIP-1では、ビット７を“0”とすることが決められているが、図１の通信システムでは、ビット７を“1”とすることが可能に拡張されている。ビット７が“１”である場合、イニシエータが省電力モードの通信機能を有していることを表す。

ビット6、ビット3、ビット2には“０”が設定される。

ビット4、ビット5には、データの有効長を指定するための情報LRiであって、図１４を参照して上述した値ｎが設定される。

ビット１には、Gi[0]乃至Gi[n] フィールドが配置されているか否か（存在するか否か）を示す情報Giが設定される。情報Giは“０”または“１”となるので、例えば、“０”が配置されていない（存在しない）ことを示し、“１”が配置されている（存在する）ことを示すとする。

ビット0には、NAD（Node Address）を使用するか否かを示す情報（０または１）が設定される。NADとは、上述した図１４のByte10フィールド、即ち、DIDiフィールドに設定される、コマンドATR_REQを送信するイニシエータのデバイスIDのサブアドレスをいう。ひとつのデバイスIDに対して、１６個のサブアドレスを持つことが可能であることが、NFCIP-1で規定されている。

このビット0において、例えば、“０”が使用しないことを示し、“１”が使用することを示すとすると、ビット0に“０”が設定されていることは、このコマンドATR_REQを送信するイニシエータがサブアドレスを使用しないことを意味する。これに対して、ビット0に“１”が設定されていることは、このコマンドATR_REQを送信するイニシエータがサブアドレスを使用することを意味する。

以上のように、コマンドATR_REQのPPiフィールドが持つ値が拡張され、省電力モードによる通信機能の有無を、イニシエータからターゲットに送信することができる。

［コマンドATR_RESの説明］
図１６は、コマンドATR_RESの構造を示している。

図１６に示されるように、コマンドATR_RESには、先頭から（図中左から）、CMD0フィールド、CMD1フィールド、および、Byte0乃至Byten+15フィールド（nは０以上の整数値）から構成されている。

CMD0フィールドとCMD1フィールドには、上述したように、このコマンドがコマンドATR_RESであることを示す値“D5”と“01”が格納される。

Byte0乃至Byte12フィールドには、コマンドATR_REQのByte0乃至Byte12フィールドと同様のデータが設定される。

即ち、Byte0乃至Byte9フィールドには、このコマンドATR_RESを送信するNFC通信装置、即ち、ターゲットを特定するNFCIDが格納される。

Byte10フィールドには、このコマンドATR_RESを送信するターゲットのデバイスIDであるDIDtが設定される。そこで、以下、Byte10フィールドを、DIDtフィールドとも呼ぶ。

Byte11フィールドには、このコマンドATR_RESを送信するターゲットがデータを送信する際のビットレート（伝送レート）BStが設定される。

Byte12フィールドには、このコマンドATR_RESを送信するターゲットがデータを受信する際のビットレート（伝送レート）BRtが設定される。

Byte13フィールドには、ターゲットのタイムアウトの値TOが設定される。

Byte14フィールドは、コマンドATR_REQのByte13フィールドと同様である。即ち、Byte14フィールドには、このコマンドATR_RESを送信するターゲットについてのオプションパラメータPPtが設定される。なお、以下、コマンドATR_RESのByte14フィールドを、PPtフィールドとも呼ぶ。PPtフィールドの詳細については、図１７を参照して後述する。

Byte15乃至Byte15+nフィールドは、コマンドATR_REQのByte14乃至Byte14+nフィールドとそれぞれ同様である。即ち、Byte15乃至Byte15+nフィールドは、設計者等により指定される各種情報が設定されるフィールドであって、オプションとして用意されているフィールドである。値ｎは、設計者等により可変可能とされており、０以上の整数値となる。この値ｎは、後述するように、PPtフィールドに設定される。以下、ｎ個のGtフィールドのそれぞれを、その配置順に（図１６中左から順に）、Gt[0]乃至Gt[n] フィールドと呼ぶ。

［PPtフィールドの詳細］
図１７は、PPtフィールドの構造を示している。

図１７に示されるように、PPtフィールドは、コマンドATR_REQのPPiフィールドと同様に構成されている。

即ち、PPtフィールドは、ビット７が“0”以外に、“１”の値を取りうる点以外は、NFCIP-1と同一である。換言すれば、ビット７が“0”である場合、PPtフィールドは、NFCIP-1で規定されるPPtフィールドそのものである。

NFCIP-1では、ビット７を“0”とすることが決められているが、図１の通信システムでは、ビット７を“1”とすることが可能に拡張されている。ビット７が“１”である場合、ターゲットが省電力モードの通信機能を有していることを表す。

ビット6、ビット3、ビット2には“０”が設定される。

ビット4、ビット5には、データの有効長を指定するための情報LRtであって、図１６を参照して上述した値ｎが設定される。

ビット１には、Gt[0]乃至Gt[n] フィールドが配置されているか否か（存在するか否か）を示す情報Gtが設定される。情報Gtは０または１となるので、例えば、０が配置されていない（存在しない）ことを示し、１が配置されている（存在する）ことを示すとする。

ビット0には、NAD（Node Address）を使用するか否かを示す情報（０または１）が設定される。NADとは、上述した図１６のByte10フィールド、即ち、DIDtフィールドに設定される、コマンドATR_RESを送信するターゲットのデバイスIDのサブアドレスをいう。ひとつのデバイスIDに対して、１６個のサブアドレスを持つことが可能であることが、NFCIP-1で規定されている。

このビット0において、例えば、“０”が使用しないことを示し、“１”が使用することを示すとすると、ビット0に“０”が設定されていることは、このコマンドATR_RESを送信するターゲットがサブアドレスを使用しないことを意味する。これに対して、ビット0に“１”が設定されていることは、このコマンドATR_RESを送信するターゲットがサブアドレスを使用することを意味する。

以上のように、レスポンスATR_RESのPPtフィールドが持つ値が拡張され、省電力モードによる通信機能の有無を、ターゲットからイニシエータに返信することができる。

次に、図１３に示したコマンドPSL2_REQと、それに対応するレスポンスPSL2_RESについて説明する。

［コマンドPSL2_REQの説明］
図１８は、コマンドPSL2_REQの構造を示している。

コマンドPSL2_REQは、先頭から（図中左から）、CMD0フィールド、CMD1フィールド、および、Byte0乃至Byte7フィールドから構成されている。

CMD0フィールドとCMD1フィールドには、上述したように、このコマンドがコマンドPSL2_REQであることを示す値“D4”と“0C”が格納される。

Byte0フィールドには、図１９を参照して後述するように、Byte1フィールドおよびByte4乃至Byte7フィールドの有効又は無効を示すフラグFLAGが格納される。なお、以下、Byte0フィールドをFLAGフィールドとも呼ぶ。

Byte1フィールドには、イニシエータが発する電磁波の磁界強度（パワー）が設定される。NFCIP-1では、イニシエータは、1.5A/mを下限値（Hmin）、7.5A/mを上限値（Hmax）として、1.5乃至7.5A/mの範囲内で電磁波を出力することが規定されている。Byte1フィールドに、“00”が設定されているとき、イニシエータはNFCIP-1で規定された1.5乃至7.5A/mの範囲内で電磁波を出力することを表す。一方、Byte1フィールドに、“01”が設定されているとき、イニシエータは下限値を0.3A/mとして、0.3乃至7.5A/mの範囲内で電磁波を出力できることを表す。

換言すれば、Byte1フィールドに“00”が設定されているとき、イニシエータが図５を参照して示したNFCIP-1の規格の範囲内の通信を行うことを表す。一方、Byte1フィールドに“01”が設定されているとき、イニシエータが図１１を参照して説明した低RF出力通信機能を用いた通信が可能であることを表す。

なお、本実施の形態では、パッシブモードによる通信を行うものとしているので、設定された磁界強度の電磁波を出力するのはイニシエータのみであるが、アクティブモードによる通信が選択された場合には、Byte1フィールドで設定された磁界強度の範囲内の電磁波を、イニシエータとターゲットそれぞれが出力する。

Byte2およびByte3フィールドは、将来の使用のため確保されており（RFU : Reserved For Future Use）、そこには、例えば、“0”が格納される。

Byte4およびByte5フィールドの２バイトには、図１２を参照して説明した間欠RF出力通信機能におけるRF出力オン期間（ON time period）が、例えば、符号なし整数のバイナリ値で設定される。Byte4およびByte5フィールドに設定される値の単位は、例えば、ミリ秒（msec）である。

Byte6およびByte7フィールドの２バイトには、図１２を参照して説明した間欠RF出力通信機能におけるRF出力オフ期間（OFF time period）が、例えば、符号なし整数のバイナリ値で設定される。Byte6およびByte7フィールドに設定される値の単位は、例えば、ミリ秒（msec）である。

［FLAGフィールドの詳細］
図１９は、FLAGフィールドの構造を示している。

FLAGフィールドは、図１９に示されるように、ビット0乃至ビット7（bit0乃至bit7）から構成される。

ビット７には、コマンドPSL2_REQのByte1フィールドに設定されている電磁波の磁界強度の有効または無効を示すフラグが格納される。例えば、ビット７が“０”である場合、Byte1フィールドに設定されている電磁波の磁界強度が無効であることを表し、ビット７が“１”である場合、Byte1フィールドに設定されている電磁波の磁界強度が有効であることを表す。

ビット６には、コマンドPSL2_REQのByte4およびByte5フィールドに設定されているRF出力オン期間の有効または無効を示すフラグが格納される。例えば、ビット６が“０”である場合、RF出力オン期間が無効であることを表し、ビット６が“１”である場合、RF出力オン期間が有効であることを表す。

ビット５には、コマンドPSL2_REQのByte6およびByte7フィールドに設定されているRF出力オフ期間の有効または無効を示すフラグが格納される。例えば、ビット５が“０”である場合、RF出力オフ期間が無効であることを表し、ビット５が“１”である場合、RF出力オフ期間が有効であることを表す。

ビット４には、パッシブモードへの移行の有無を示すフラグが格納される。例えば、ビット４が“０”である場合、パッシブモードへの移行が無いことを表し、ビット４が“１”である場合、パッシブモードへの移行が有ることを表す。詳細については、図２２及び図２３を参照して後述するが、省電力モードによる通信では、パッシブモードで通信を行う場合、最初にNFCIP-1で規定されるアクティブモードの流れに沿った通信を行った後、パッシブモードへ移行する。従って、ビット４のフラグの“１”は、パッシブモードによる通信を行うことを意味し、ビット４のフラグの“０”は、アクティブモードによる通信を行うことを意味する。

［コマンドPSL2_RESの説明］
図２０は、コマンドPSL2_RESの構造を示している。

CMD0フィールドとCMD1フィールドには、上述したように、このコマンドがコマンドPSL2_RESであることを示す値“D5”と“0D”が格納される。

Byte0フィールドには、図２１を参照して後述するように、コマンドPSL2_REQ に対するターゲットの返答を表すメッセージMSGが格納される。なお、以下、Byte0フィールドをMSGフィールドとも呼ぶ。

Byte1乃至Byte7フィールドは、将来の使用のため確保されている（RFU : Reserved For Future Use）。Byte1乃至Byte7フィールドには、例えば、“0”が格納される。

［MSGフィールドの詳細］
図２１は、MSGフィールドの構造を示している。

MSGフィールドは、図２１に示されるように、ビット0乃至ビット7（bit0乃至bit7）から構成される。

ビット７には、低RF出力通信機能を用いた省電力モードへの対応の可否を表す応答メッセージ（フラグ）が格納される。例えば、ビット７が“０”である場合、0.3乃至7.5A/mの範囲内のパワーで動作する状態に設定したことを表し、ビット７が“１”である場合、0.3乃至7.5A/mの範囲内のパワーで動作する能力を有していないことを表す。以下、MSGフィールドのビット７を低RF出力OKビットとも呼ぶ。

ビット６には、間欠RF出力通信機能を用いた省電力モードへの対応の可否を表す応答メッセージが格納される。例えば、ビット６が“０”である場合、コマンドPSL2_REQのByte4乃至Byte7フィールドで設定されたRF出力オン期間及びRF出力オフ期間の電磁波のオンオフに対応して動作する状態に設定したことを表す。一方、ビット６が“１”である場合、電磁波のオンオフに対応して動作する能力を有していないことを表す。以下、MSGフィールドのビット６を間欠出力OKビットとも呼ぶ。

なお、アクティブモードでは、ターゲットが低RF出力OKビットを“０”にして返信した場合、ターゲットも低RF出力で、電磁波を出力してコマンドを送信する。同様に、ターゲットが間欠出力OKビットを“０”にして返信した場合、ターゲットもイニシエータから受信したRF出力オン期間及びRF出力オフ期間で電磁波を出力してコマンドを送信する。

ビット５には、パッシブモードへの移行の動作状態を示す応答メッセージが格納される。例えば、ビット５が“１”である場合、コマンドPSL2_REQで指定されたパラメータの設定を完了し、パッシブモードへの移行を完了した（パッシブモードで待機している）ことを表す。一方、ビット５が“０”である場合、パッシブモードへの移行をしないことを表す。以下、MSGフィールドのビット５をパッシブOKビットとも呼ぶ。

ビット４乃至ビット０は、将来の使用のため確保されている。

以上のようなパラメータを有するコマンドPSL2_REQと、それに対応するレスポンスPSL2_RESが、省電力モードの実行の可否を確認するため、イニシエータとターゲットとの間でやりとりされる。

［省電力モードも可能な通信処理］
そこで、次に、図２２及び図２３を参照して、省電力モードでの通信を行う場合の通信処理について説明する。

最初に、最終的な通信モードがアクティブモードであるかまたはパッシブモードであるかにかかわらず、イニシエータは、アクティブモードにおける場合と同様の処理で通信処理を開始する。

従って、図２２のステップＳ１０１乃至Ｓ１０５の処理は、図１０のステップＳ３１乃至Ｓ３５の処理と、それぞれ同様である。但し、図２２のステップＳ１０３およびＳ１０４における、コマンドATR_REQの送信と、そのレスポンスATR_RESの受信では、PPiフィールドおよびPPtフィールドのビット７において、“0”以外に、“１”の値を取りうる点は異なる。

ステップＳ１０５において、レスポンスATR_RESに基づき、通信パラメータを変更することができると判定された場合、処理はステップＳ１０６に進み、イニシエータは、ターゲットが省電力モードの通信機能を有しているかを判定する。

ステップＳ１０６において、ターゲットが省電力モードの通信機能を有していないと判定された場合、即ち、レスポンスATR_RESのPPtフィールドのビット７が“０”である場合、処理はステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７乃至Ｓ１０９の処理は、図１０のステップＳ３６乃至Ｓ３８の処理とそれぞれ同様である。

ステップＳ１０７乃至Ｓ１０９の処理が実行された後、処理はステップＳ１１４に進む。その結果、ステップＳ１０７乃至Ｓ１０９の処理が実行された場合、イニシエータとターゲットは、図１０を参照して説明した処理と同様の、NFCIP-1に従ったアクティブモードでの通信（データ交換）を行う。

一方、ステップＳ１０６において、ターゲットが省電力モードの通信機能を有していると判定された場合、即ち、レスポンスATR_RESのPPtフィールドのビット７が“１”である場合、処理はステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０では、イニシエータは、コマンドPSL_REQ及びPSL2_REQを送信し、これにより、ターゲットに通信パラメータ及び拡張通信パラメータの変更を要求する。すると、コマンドPSL_REQに対するレスポンスPSL_RESと、コマンドPSL2_REQに対するレスポンスPSL2_RESがターゲットから送信されてくる。イニシエータは、ステップＳ１１１において、レスポンスPSL_RES及びPSL2_RESを受信する。そして、ステップＳ１１２において、イニシエータは、ステップＳ１１１で受信したレスポンスPSL_RES及びPSL2_RESにしたがい、通信パラメータと拡張通信パラメータを変更する。

ステップＳ１１３では、イニシエータは、ターゲットがパッシブモードへの移行を完了しているか否かを判定する。即ち、ステップＳ１１３では、イニシエータは、ターゲットから返信されてきたレスポンスPSL2_RESのパッシブOKビットが“１”であるか否かを判定する。ステップＳ１１３において、ターゲットがパッシブモードへの移行を完了していないと判定された場合、即ち、パッシブOKビットが“０”である場合、処理はステップＳ１１４に進む。

ステップＳ１１４では、イニシエータとターゲットは、図１０を参照して説明した処理と同様のアクティブモードでの通信（データ交換）を行う。但し、イニシエータとターゲットは、コマンドPSL2_REQとPSL2_RESにより、省電力モードでの合意がとれているので、ステップＳ１１４以降の処理では、省電力モードによるアクティブモードの通信を行う。

即ち、イニシエータがターゲットから受信したMSGフィールドの低RF出力OKビットが“０”である場合、低RF出力による通信が行われる。また、イニシエータがターゲットから受信したMSGフィールドの間欠出力OKビットが“０”である場合、間欠RF出力による通信が行われる。さらに、MSGフィールドの低RF出力OKビット及び間欠出力OKビットが“０”である場合、低RF出力かつ間欠RF出力による通信が行われる。

図２２のステップＳ１１５乃至Ｓ１２０の処理は、図１０のステップＳ４０乃至Ｓ４５における場合と、それぞれ同様であるので、その説明は省略する。

一方、ステップＳ１１３において、ターゲットがパッシブモードへの移行を完了していると判定された場合、即ち、パッシブOKビットが“１”である場合、処理は、図２３のステップＳ１２１に進む。

ステップＳ１２１以降の処理は、基本的に、図９を参照して説明したパッシブモードにおける場合と同様である。即ち、図２３のステップＳ１２１乃至Ｓ１３４の処理は、図９のステップＳ１３乃至Ｓ２６の処理と、それぞれ同様である。ただし、イニシエータとターゲットは、コマンドPSL2_REQとPSL2_RESの送受信により合意がとれている、低RF出力モード若しくは間欠RF出力モード、またはその両方で、ステップＳ１２１以降の処理を行う。

以上のようにして、NFC通信装置は、低RF出力の省電力モード（低RF出力モード）または間欠RF出力の省電力モード（間欠RF出力モード）の動作を行うことができる。

低RF出力モードでは、パッシブモードおよびアクティブモードのいずれにおいても、出力する電磁波のパワーが異なるのみである。従って、イニシエータとターゲットは、NFCIP-1における場合と同様の通信を行うことができる。

間欠RF出力モードについては、パッシブモードでは、搬送波（の電磁波）を出力するのはイニシエータのみであり、ターゲットは、イニシエータが出力する搬送波を負荷変調することによりデータを送信する。従って、間欠RF出力モードにおけるターゲットは、イニシエータが搬送波を出力しているタイミングで負荷変調（データを送信）すればよいので、間欠RF出力モードでも通信が正常に成立する。コマンドPSL2_REQ及びPSL2_RESをやりとりすることで、ターゲットは、どの期間でイニシエータが搬送波の出力を停止するのかわかるので、例えば、その期間は電磁波検出の処理を停止させるなどの対応を行うこともできる。

一方、アクティブモードでは、イニシエータおよびターゲットのいずれもが自身で搬送波を出力してデータを送信し、データの送信後、搬送波の出力を停止する。従って、図６を参照して説明したように、アクティブモードの通信中、イニシエータもターゲットも搬送波の出力を停止している状態がある。そのため、イニシエータとなろうとする他のNFC通信装置が初期RFCAによって搬送波の出力を開始して、アクティブモードの通信が妨げられるおそれがあるが、これに対しては、次のようにすることができる。

上述したように、イニシエータとなろうとする他のNFC通信装置は、初期RFCA処理として、少なくとも初期遅延時間Ｔ_IDTは、電磁波が出力されていないことを確認することが決められている。逆に言うと、電磁波が出力されていない時間が初期遅延時間Ｔ_IDT以内であれば、イニシエータとなろうとする他のNFC通信装置が電磁波を出力することはない。従って、間欠RF出力モードのアクティブモードでは、RF出力オフ期間を初期遅延時間Ｔ_IDT以内、即ち、RF出力オフ期間を４０９６／ｆ_c以内とすれば、アクティブモードの通信が妨げられることを確実に回避することができる。

しかしながら、RF出力オフ期間を初期遅延時間Ｔ_IDT以内と制限した場合には、消費電力の低減にも限界がある。

そこで、RF出力オフ期間を初期遅延時間Ｔ_IDTより大とした場合について説明する。RF出力オフ期間を初期遅延時間Ｔ_IDTより大とした場合には、イニシエータとなろうとする他のNFC通信装置が電磁波を出力することが有り得る。

しかしながら、上述したように、通信（トランザクション）の最初には、コマンドATR_REQ，ATR_RES，PSL2_REQ、及びPSL2_RESをやりとりし、間欠RF出力モードで動作する場合には、このコマンドATR_REQのPPtフィールドのビット７が“１”となっている。即ち、NFC通信装置（イニシエータとターゲット）は、コマンドATR_REQのPPtフィールドのビット７が“１”となって開始された通信は、間欠RF出力モードであることを認識することができる。従って、通信を開始したNFC通信装置は、PPtフィールドのビット７が“１”とされた後の通信においては、次にPPtフィールドのビット７が“０”とされる（間欠RF出力モードが解除される）まで、イニシエータとなろうとする他のNFC通信装置からの電磁波出力に応答しないようにすることができる。これにより、RF出力オフ期間が初期遅延時間Ｔ_IDTより大である場合であっても、アクティブモードの通信が妨げられることを確実に回避することができる。なお、PPiフィールドおよびPPtフィールドのビット７を“１”とするか否かは、アプリケーションが決定するが、そのアプリケーションは、CPU２１Ａ（図４）で実行されるものでも、NFC通信装置が組み込んだ装置で実行されるものでもよい。

従って、RF出力オフ期間を初期遅延時間Ｔ_IDTより大とした場合であっても、アクティブモードの通信が妨げられることはない。即ち、RF出力オフ期間およびRF出力オン期間はイニシエータとターゲットの間で任意に決定することができる。

なお、イニシエータとなろうとするNFC通信装置が、一連の通信のやりとり（トランザクション）が終了した後、次に初期RFCA処理を実行する場合の初期遅延時間Ｔ_IDTには、その前のトランザクションの最後のRF出力オフ期間を、初期遅延時間Ｔ_IDTの一部としてカウントすることができる。

本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

例えば、上述した実施の形態では、目的とする通信モードがアクティブモードおよびパッシブモードのいずれであっても、最初にNFCIP-1のアクティブモードによる処理フローで、処理を開始し、パッシブモードへの移行が合意された場合に、パッシブモードに変更するようにした。この処理フローには、パッシブモードの処理フローを変更する必要がないという利点がある。従って、パッシブモードの通信処理の互換性を優先しない場合には、図９に示した処理と同様の処理フローを実行し、そのステップＳ１９およびＳ２０で、コマンドPSL_REQとPSL_RESに加えて、コマンドPSL2_REQとPSL2_RESを行うことで、省電力モードを実行してもよい。

また、上述した実施の形態では、レスポンスPSL2_RESを受信するまでは、ターゲットが省電力モードでの動作が可能か不明であるので、NFCIP-1にしたがった通信、即ち、1.5 A/m以上の電磁波出力を行うようになされている。しかしながら、例えば、通信の目的に応じて、省電力モードで動作するターゲットのみとの通信が前提であるような場合には、換言すれば、省電力モードではないターゲットとは通信しなくてもよいような場合には、最初から（ステップＳ１０１の処理から）、低RF出力モードで電磁波を出力してもよい。

さらに、上述した実施の形態では、RF出力オン期間及びRF出力オフ期間は、イニシエータが決定する（決定した値をターゲットに送信する）ようにしたが、イニシエータとターゲットでネゴシエーションしてRF出力オン期間及びRF出力オフ期間を決定してもよい。例えば、ターゲットが、RF出力オン期間及びRF出力オフ期間を、イニシエータから送信された値よりも長く（または短く）したい場合には、所望の値を送信するなどとすることができる。

また、上述した実施の形態では、Byte4およびByte5フィールド、Byte6およびByte7フィールドに、それぞれ、RF出力オン期間、RF出力オフ期間となる値を設定し、その有効または無効についてはFLAGフィールドのビット６およびビット５で設定した。これに代えて、Byte4およびByte5フィールド、Byte6およびByte7フィールドに設定する値で、有効または無効を設定してもよい。例えば、Byte4およびByte5フィールド、Byte6およびByte7フィールドの値が、“FFFF”または“0000”であるときは間欠出力モードが無効であることなどを意味するようにしてもよい。また、トランザクションが終了したら電磁波出力をオフにしたままにして、次にアプリケーションにより起動されるまでオフのままにしてもよい。低RF出力OKビットやパッシブOKビットについても、イニシエータとターゲットでネゴシエーション（相談）して決定するようにしてもよい。

本発明のポイントは、低RFモードまたは間欠RF出力モードが可能であるか否かについての情報をイニシエータとターゲットとの間で交換することができ、合意のとれた低RFモードまたは間欠RF出力モードで通信を行うことである。従って、どのようなコマンドまたはパラメータを使って低RFモードおよび間欠RF出力モード機能の有無並びに動作パラメータをやりとりするかは任意である。

［節電効果の検証］
次に、上述したNFC通信装置が携帯電話の一部として組み込まれている場合を想定して、携帯電話に組み込まれたNFC通信装置がイニシエータとなって動作した場合の省電力モードによる節電効果を検証する。

図２４は、NFC通信装置が組み込まれている携帯電話の構成例を示すブロック図である。

携帯電話５１は、携帯電話電子回路６１、電池（バッテリ）６２、NFC回路６３、およびNFCアンテナ６４により構成されている。

携帯電話電子回路６１は、携帯電話５１の音声通信機能を実現する電子回路である。電池６２は、例えば、リチウム電池で構成され、携帯電話電子回路６１とNFC回路６３の両方に電源を供給する。電池６２は、携帯電話に一般的なものであって、例えば、供給電圧３．７［V］で800［ｍAh］程度の能力を有しているものとする。

NFC回路６３およびNFCアンテナ６４は、図４に示したNFC通信装置１の各構成に対応する。即ち、NFC回路６３が受信部１２乃至制御部２１に対応し、NFCアンテナ６４がアンテナ１１に対応する。なお、電源は電池６２から供給されるため、図４の電源部２２はNFC回路６３には含まれない。

最初に、携帯電話５１のNFC回路６３が、NFCIP-1に従ったイニシエータとしての動作を行う場合に、NFCアンテナ６４に流す電流を求める。

磁束密度B(ｚ)［μT］と磁界の強さH［A/m］は、次の関係が成り立つ。

ここで、μ₀は変換定数であり、μ₀＝４π10^-7［T/A/m］である。

また、図２５に示されるように、半径G［m］の円形コイルに電流C［A］を流したとき、円形コイルの中心からの距離W［m］における磁束密度（円形コイルの垂直成分）B(ｚ)［μT］は、次式（２）で表すことができる。

そこで、式（１）と式（２）から、式（３）が成り立つ。

左辺がCだけとなるように式（３）を変形した後、右辺のμ₀を約分すると、式（４）が得られる。

従って、式（４）に、携帯電話５１のNFC回路６３が、NFCIP-1に従ったイニシエータとしての動作を行う場合の条件を代入することで、NFCアンテナ６４に流す電流が求められる。

NFCIP-1では、1.5［A/m］から7.5［A/m］の範囲内のパワーで電磁波を出力することが規定されているが、できるだけ電池６２の寿命を長く持たせたいので、イニシエータは、下限値の1.5［A/m］のパワーで電磁波を出力するものとする。また、携帯電話という限られた実装空間なので、動作範囲（近接距離）は３［cm］（以内）とする。携帯電話５１のNFCアンテナ６４は、円形（円状）に１回巻くこととし、円の半径は1.5［cm］であるとする。

従って、式（４）に、W=0.03［m］、G=0.015［m］、μ₀＝４π10^-7［T/A/m］、および、H=1.5［A/m］が、それぞれ代入される。

その結果、

となる。即ち、携帯電話５１がイニシエータとして電磁波を出力する場合、NFC回路６３がNFCアンテナ６４に0.5［A］の電流を連続して流すことで、NFCアンテナ６４から３［cm］離れた位置で、1.5［A/m］の磁界強度を保証することができる。

次に、NFCアンテナ６４に0.5［A］（500 ［ｍA］）の電流を連続して流した場合の電池６２の寿命時間を、電子回路の効率を30％として計算する。この場合、60×800／500＝96［min］、96×0.3＝28.8［min］となり、寿命時間は、28.8分となる。

次に、同様の条件で、低RF出力モードによる通信を行った場合の寿命時間を計算する。

低RF出力モードでは、電磁波のパワーが0.3 ［A/m］でよいので、式（４）に、H＝0.3［A/m］，W=0.03［m］，G=0.015［m］を代入して、NFCアンテナ６４の中心から3cm離れた位置において磁界強度H=1.5 ［A/m］を満たす電流Cを求めると、0.167［A］が得られる。

そして、上述の場合と同様に、電子回路の効率を30％として寿命時間を計算すると、60×800／167＝287［min］、287×0.3＝86.2［min］となり、寿命時間は、86.2分となる。

以上より、86.2／28.8＝2.99となり、低RF出力モードでイニシエータとしての動作を行うと、電池６２の持ちを約３倍に延ばすことができる。即ち、低RF出力モードによれば、消費電力を低減させることができる。

間欠RF出力モードでは、確保するRF出力オフ期間に比例して、電池６２の持ち（寿命時間）を延ばすことができる。従って、間欠RF出力モードによっても、消費電力を低減させることができる。

なお、上述した例では、低RF出力モードにおける電磁波のパワーの下限値を０．３［A/m］として説明したが、下限値は必ずしも０．３［A/m］である必要はない。例えば、ISO/IEC 15693に規定される０．１５［A/m］などでもよいし、その他の値でも勿論よい。

本明細書において、フローチャートに記述されたステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。

本発明を適用した通信システムの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。パッシブモードを説明する図である。アクティブモードを説明する図である。 NFC通信装置の構成例を示すブロック図である。初期RFCA処理を説明するタイミングチャートである。レスポンスRFCA処理を説明するタイミングチャートである。 ISO/IEC 18092で規定されるコマンドセットを示す図である。 NFCIP-1に従った通信処理の概要を説明するフローチャートである。パッシブモードでのデータ交換を行うのに、NFC通信装置で行われる処理を説明するフローチャートである。アクティブモードでのデータ交換を行うのに、NFC通信装置で行われる処理を説明するフローチャートである。省電力モードの通信について説明する図である。省電力モードの通信について説明する図である。拡張されたコマンドセットを示す図である。コマンドATR_REQの構造を示す図である。 PPiフィールドの構造を示す図である。コマンドATR_RESの構造を示す図である。 PPtフィールドの構造を示す図である。コマンドPSL2_REQの構造を示す図である。 FLAGフィールドの構造を示す図である。コマンドPSL2_RESの構造を示す図である。 MSGフィールドの構造を示す図である。省電力モードでの通信を行う場合の通信処理を説明するフローチャートである。省電力モードでの通信を行う場合の通信処理を説明するフローチャートである。 NFC通信装置が組み込まれている携帯電話の構成例を示すブロック図である。磁束密度の関係式を説明する図である。

符号の説明

１乃至３ NFC通信装置，１１アンテナ，１２受信部，１３復調部，１４デコード部，１５データ処理部，１６エンコード部，１７選択部，１８電磁波出力部，１９変調部，２０負荷変調部，２１制御部，２１Ａ CPU，２１Ｂ EEPROM，２２電源部

Claims

電磁波を出力する電磁波発生手段と、
前記電磁波をデータにしたがって変調することにより、データを送信し、また、前記電磁波発生手段が出力した電磁波を通信相手である相手装置が変調した電磁波を復調することにより、前記相手装置から送信されるデータを受信する送受信手段と
を備え、
前記送受信手段は、前記データとして、前記電磁波を出力する一定の期間を示す情報である出力オン期間と、前記出力オン期間後に前記電磁波の出力をオフする一定の期間を示す情報である出力オフ期間を少なくとも含む第１の属性情報を送信し、また、前記相手装置の通信能力を表す第２の属性情報を受信し、
前記電磁波発生手段は、前記第２の属性情報に基づいて、１の前記データの送信または受信に対して、前記出力オン期間と前記出力オフ期間に応じた前記電磁波の出力のオンおよびオフを行う
通信装置。
前記相手装置の通信能力を表す前記第２の属性情報には、前記出力オン期間と前記出力オフ期間に応じて前記電磁波の出力をオンオフする通信モードである間欠送信モードを有しているか否かの情報を含む
請求項１に記載の通信装置。
前記通信装置は、前記出力オン期間と前記出力オフ期間に応じて前記電磁波の出力をオンオフする通信モードが解除されるまで、前記電磁波の出力オフの時間が、データの送受信を開始しようとする装置が電磁波が出力されていないことを確認しなければならない最低限の時間である初期遅延時間より大であっても、データの送受信を開始しようとする他の装置からの電磁波の出力には応答しない
請求項１に記載の通信装置。
電磁波を出力する電磁波発生手段と、前記電磁波をデータにしたがって変調することにより、データを送信し、また、前記電磁波発生手段が出力した電磁波を通信相手である相手装置が変調した電磁波を復調することにより、前記相手装置から送信されるデータを受信する送受信手段とを備える通信装置の、
前記送受信手段が、前記データとして、前記電磁波を出力する一定の期間を示す情報である出力オン期間と、前記出力オン期間後に前記電磁波の出力をオフする一定の期間を示す情報である出力オフ期間を少なくとも含む第１の属性情報を送信し、また、前記相手装置の通信能力を表す第２の属性情報を受信し、
前記電磁波発生手段が、前記第２の属性情報に基づいて、１の前記データの送信または受信に対して、前記出力オン期間と前記出力オフ期間に応じた前記電磁波の出力のオンおよびオフを行う
ステップを含む通信方法。
コンピュータに、
電磁波発生手段が出力した電磁波をデータにしたがって変調することにより、データを送信し、また、前記電磁波発生手段が出力した電磁波を通信相手である相手装置が変調した電磁波を復調することにより、前記相手装置から送信されるデータを受信する送受信手段が、前記データとして、前記電磁波を出力する一定の期間を示す情報である出力オン期間と、前記出力オン期間後に前記電磁波の出力をオフする一定の期間を示す情報である出力オフ期間を少なくとも含む第１の属性情報を送信し、また、前記相手装置の通信能力を表す第２の属性情報を受信し、
前記電磁波発生手段が、前記第２の属性情報に基づいて、１の前記データの送信または受信に対して、前記出力オン期間と前記出力オフ期間に応じた前記電磁波の出力のオンおよびオフを行う
処理を実行させるプログラム。
他の通信装置が出力する電磁波を復調することにより、前記他の通信装置が送信したデータを受信し、また、前記他の通信装置が出力する前記電磁波を変調することにより、前記他の通信装置にデータを送信する送受信手段を備え、
前記送受信手段は、前記データとして、前記電磁波を出力する一定の期間を示す情報である出力オン期間と、前記出力オン期間後に前記電磁波の出力をオフする一定の期間を示す情報である出力オフ期間を少なくとも含む第１の属性情報を受信し、また、自身の通信能力を表す第２の属性情報を送信し、
前記第２の属性情報送信後における１の前記データの送信または受信は、前記出力オン期間と前記出力オフ期間に応じて出力のオンおよびオフが行われる前記電磁波を用いて行われる
通信装置。
前記自身の通信能力を表す前記第２の属性情報には、前記出力オン期間と前記出力オフ期間に応じて前記電磁波の出力をオンオフする通信モードである間欠送信モードを有しているか否かの情報を含む
請求項６に記載の通信装置。
前記通信装置は、前記出力オフ期間に基づく前記電磁波の出力オフの期間は、前記電磁波の検出処理を停止する
請求項６に記載の通信装置。
第１の通信装置と、その通信相手である第２の通信装置とからなり、
前記第１の通信装置は、
電磁波を出力する電磁波発生手段と、
前記電磁波をデータにしたがって変調することにより、データを送信し、また、前記電磁波発生手段が出力した電磁波を前記第２の通信装置が変調した電磁波を復調することにより、前記第２の通信装置から送信されるデータを受信する第１の送受信手段と
を備え、
前記第１の送受信手段は、前記データとして、前記電磁波を出力する一定の期間を示す情報である出力オン期間と、前記出力オン期間後に前記電磁波の出力をオフする一定の期間を示す情報である出力オフ期間を少なくとも含む第１の属性情報を送信し、また、前記第２の通信装置の通信能力を表す第２の属性情報を受信し、
前記電磁波発生手段は、前記第２の属性情報に基づいて、１の前記データの送信または受信に対して、前記出力オン期間と前記出力オフ期間に応じた前記電磁波の出力のオンおよびオフを行う
前記第２の通信装置は、
前記第１の通信装置が出力した電磁波を復調することにより、前記第１の通信装置から送信されるデータを受信するとともに、前記第１の通信装置が出力した電磁波をデータにしたがって変調することにより、データを送信する第２の送受信手段と
を備え、
前記第２の送受信手段は、前記データとして、前記第１の属性情報を受信し、また、前記第２の属性情報を送信する
通信システム。