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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verhinderung
einer falschen Benutzung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, wie
z. B. einer Vorauszahlungskarte, die allgemein als Prepaid Card
bezeichnet wird.
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Karten
(Magnetkarten), auf denen mit Hilfe eines magnetischen Aufzeichnungssystems
Information aufgezeichnet wird, wurden für unterschiedliche Anwendungen
benutzt. So sind z. B. in einer Prepaid Card (Vorauszahlungskarte)
für öffentliche
Telefonapparate und Ticket-Verkaufsautomaten
verschiedene Informationsstücke
aufgezeichnet, wie die zur Verfügung
stehenden Gebührentaktraten
und eine Information über
den der Zahlung äquivalenten
Geldbetrag. Durch den Erwerb dieser Prepaid Card können mit
Hilfe der Prepaid Card Telefongespräche geführt und Tickets gekauft werden,
ohne Kleingeld zu benutzen.
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In
diesem Fall werden die in der Prepaid Card aufgezeichnete verfügbare Gebührentaktrate und
die Geldbetraginformation bei jeder Benutzung der Prepaid Card auf
die letztgültige
Information aktualisiert.
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Ein
solcher Aktualisierungsprozeß wird
z. B. mit Hilfe eines Prepaid-Card-(Magnetkarten)-Aktualisierungsgeräts vorgenommen,
wie es in 1 der anliegenden Zeichnungen
dargestellt ist. Dieses Aktualisierungsgerät ist in der Vorrichtung montiert,
in der eine Prepaid Card benutzt werden kann, z. B. einem öffentlichen
Telefonapparat, einem Ticket-Verkaufsautomaten usw.
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Wie 1 zeigt,
wird ein auf der Magnetkarte 50 aufgezeichnetes Signal
(Information) von einer Leseeinrichtung 1 ausgelesen und
dann einer Informations-Extrahiereinrichtung 2 zugeführt. Die
Informations-Extrahiereinrichtung 2 extrahiert aus dem zugeführten Signal
eine digitale Information, die die zur Verfügung stehende Gebührentaktrate
und die Geldbetraginformation repräsentiert, und liefert diese digitale
Information dann an eine Informationsaktualisierungseinrichtung 3.
Die Informationsaktualisierungseinrichtung 3 gibt die detektierte
Information z. B. an eine (nicht dargestellte) Anzeigeeinrichtung aus
und nimmt außerdem
die der Benutzung entsprechende Aktualisierungsinformation auf.
Bei der für das öffentliche
Telefongerät
verwendeten Prepaid Card gibt die Informationsaktualisierungseinrichtung 3 z.
B. eine aus der Magnetkarte ausgelesene Gebührentaktrateninformation aus
und nimmt die Aktualisierungsinformation, wie die Gebührentaktrate oder
die Reduktionsmenge der Gebührentaktrate auf,
nachdem durch das Telefongespräch
die verbrauchte Gebührentaktrate
subtrahiert wurde.
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Als
Nächstes
erzeugt die Informationsaktualisierungseinrichtung 3 die
aktualisierte Information in Abhängigkeit
von der aufgenommenen Aktualisierungsinformation und liefert diese
aktualisierte Information an eine Einrichtung 4 zur Erzeugung
einer Aufzeichnungsinformation. Die Einrichtung 4 zur Erzeugung
der Aufzeichnungsinformation generiert eine Aufzeichnungsinformation
unter Hinzufügung
eines Headers und eines Fehlerkorrekturcodes und gibt dann diese
Aufzeichnungsinformation an eine Signalaufzeichnungseinrichtung 5 aus.
Die Signalaufzeichnungseinrichtung 5 schreibt die Information
erneut in die Magnetkarte 50 ein.
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Wie
oben erläutert
wurde, kann der Benutzer bei der Prepaid Card z. B. in Abhängigkeit
von der in der Prepaid Card aufgezeichneten Information verschiedene
Dienste, wie Telefonanrufe von öffentlichen
Telefongeräten
und Einkaufen, in Anspruch nehmen, wobei er die diese Prepaid Card
benutzt.
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Bei
einer Magnetkarte, wie der oben erläuterten Prepaid Card, wird
die Informationsaktualisierungseinrichtung 3 des in 1 dargestellten
Aktualisierungsgeräts
häufig
durch Software gesteuert. Deshalb kann die Information, wie die
zur Verfügung stehende
Gebührentaktrate
und die Geldbetraginformation leicht geändert werden, indem man einfach das
Aktualisierungsgerät
in Anspruch nimmt und dann das in der Informationsaktualisierungseinrichtung 3 installierte
Programm neu programmiert.
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Darüber hinaus
ist auch ohne Bezug auf das oben erläuterte Aktualisierungsgerät davon
auszugehen, daß die
Magnetkarte durch das Detektieren des auf der Magnetkarte aufgezeichneten
Informationsformats gegen unautorisiertes Überschreiben der Information
anfällig
ist, so daß sie
illegal benutzt werden kann.
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In
jüngerer
Zeit nimmt auch der Einsatz verschiedenen Arten von Prepaid Cards
stark zu, die nicht nur für öffentliche
Telefonen und Ticket-Verkaufsautomaten, sondern auch an Spielstätten oder in
normalen Verkaufsläden
benutzt werden können. Darüber hinaus
werden verschiedene Magnetkarten in unterschiedlichen Anwendungsfeldern,
z. B. als Mitgliedskarte, verwendet, in der persönliche Informationen aufgezeichnet
sind, oder als Schlüsselkarten,
die in Hotels benutzt werden.
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Es
ist deshalb ein sehr wichtiges Problem, die Änderung der in dem Aufzeichnungsmedium,
z. B. einer Magnetkarte, aufgezeichneten Information zum Zwecke
einer rechtswidrigen Verwendung wirksam zu verhindern.
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EP-A
0 778 556, die nur gemäß Artikel
54(3) EPÜ relevant
ist, beschreibt ein Synthesesignal, das von einem Wiedergabegerät reproduziert
und in ein analoges Signal umgewandelt wurde, das ein analoges Informationssignal
und einen Kopiersteuercode enthält.
Der Kopiersteuercode ist mit einem Spreizspektrum moduliert. Eine
Codeleseeinheit des Aufzeichnungsgeräts extrahiert mit Hilfe eines
inversen Spreizspektrums einen Kopiersteuercode. Eine Codeänderungseinheit ändert den
Kopiersteuercode durch ein Spreizspektrum, falls dies notwendig
ist. Das Ausgangssignal der Codeänderungseinheit
wird in ein digitales Signal umgewandelt. Das digitale Signal wird
den für
die Aufzeichnung erforderlichen Prozessen unterzogen und dann auf
einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet.
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Zur
Lösung
der oben erläuterten
Probleme ist ein Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsverfahren
vorgesehen mit den Verfahrensschritten
Auslesen eines in einem
Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten Signals,
Detektieren einer
Spektrumspreizinformation aus dem durch den Leseschritt ausgelesenen
Signal,
Aktualisieren der in dem Detektierungsschritt detektierten
Information,
Erzeugen eines Spreizspektrumsignals, das der
in dem Aktualisierungsschritt aktualisierten Information entspricht,
Überlagern
des in dem Schritt zum Erzeugen des Spreizspektrumsignals erzeugten
Spreizspektrumsignals über
das durch den Leseschritt ausgelesenen Signal und
Aufzeichnen
des durch den Überlagerungsprozeß des Überlagerungsschritts
gebildeten Signals in dem Aufzeichnungsmedium.
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Nach
einem bevorzugten Aspekt der Erfindung wird eine Initialisierungsinformation,
die nur mit Hilfe eines Initialisierungsgeräts eingeschrieben werden kann,
bei der Initialisierung von dem Initialisierungsgerät in dem
Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet.
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Nach
einem bevorzugten Aspekt der Erfindung wird das Aufzeichnungsmedium
in Abhängigkeit
von der aus der in dem Detektierungsschritt detektierten Information
gewonnenen Aktualisierungshistorie als reguläres Medium oder irreguläres Medium
bewertet und es wird ein Schritt zum Sperren der Benutzung des Aufzeichnungsmediums
durchgeführt,
wenn das Medium als irreguläres
Medium bewertet wird.
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Nach
einem bevorzugten Aspekt der Erfindung wird ein Schritt zum Sperren
der Benutzung des Aufzeichnungsmediums durchgeführt, wenn die Initialisierungsinformation
in dem Detektierungsschritt nicht detektiert wird.
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Darüber hinaus
wird nach einem anderen bevorzugten Aspekt der Erfindung der Leistungspegel des
Spreizspektrumsignals, das in dem Schritt zur Erzeugung des Spreizspektrumsignals
erzeugt wird, unter Verwendung einer beliebigen Zufallszahl geändert.
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Nach
einem anderen bevorzugten Aspekt der Erfindung wird ein Zeitsteuersignal
erzeugt, das die Zeitlage für
den Beginn der Erzeugung des Spreizsignals angibt, das für die Detektierung
des Spreizspektrumsignals benutzt wird, wobei dieses Zeitsteuersignal
einem in dem Aufzeichnungsmedium aufzuzeichnenden Signal überlagert
wird.
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Bei
einem Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsverfahren gemäß der Erfindung
wird die von dem Aufzeichnungsmedium ausgelesene und aktualisierte
Information einer Spektrumspreizung unterzogen. Das Spreizspektrumsignal
wird der in dem Leseschritt ausgelesenen Information überlagert
und dann auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet.
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Da
die neu aktualisierte Spreizspektruminformation der zuvor in dem
Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten Information überlagert und aufgezeichnet
wird, wird die alte Information nie gelöscht. Deshalb kann die neueste
Information zusammen mit der Historie in der Vergangenheit aufgezeichnet
werden.
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Darüber hinaus
wird das Spektrum der in dem Aufzeichnungsmedium aufzuzeichnenden
Information gespreizt. Wenn die Spreizspektruminformation für die Benutzung
geändert
werden soll, wird die Spreizspektruminformation durch Rückspreizen
detektiert und einmal gelöscht,
und dann wird die falsche Information durch die Spektrumspreizung
aufgezeichnet, um die Information zu ändern. Es wird deshalb zu schwierig,
die in dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnete Information zu ändern.
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Bei
dem Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsverfahren gemäß der Erfindung
wird in dem Aufzeichnungsmedium eine Spreizspektrum-Initialisierungsinformation
aufgezeichnet, die nur mit dem Initialisierungsgerät aufgezeichnet
werden kann.
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Da
das Spektrum der Initialisierungsinformation gespreizt ist, ist
es schwierig, diese Information zu ändern. Wenn ein Informationssignal,
wie oben erläutert,
aktualisiert werden soll, wird darüber hinaus das Spektrum der
aktualisierten Information gespreizt und diese anschließend der
aus dem Aufzeichnungsmedium ausgelesenen Information überlagert
und dann auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet. Das heißt, es wird
nur die aktualisierte Information in dem Aufzeichnungsmedium nicht überlagert.
Deshalb wird die Initialisierungsinformation bei normaler Benutzung
niemals gelöscht.
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Bei
einem Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgerät gemäß der Erfindung
wird die aktualisierte Information spektral gespreizt und so, wie
sie ist, der alten Information überlagert
und in dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet. Deshalb kann auf der
Basis der Aktualisierungshistorie, die aus der in dem Detektierungsschritt
detektierten Information gewonnen wird, erkannt werden, ob das Aufzeichnungsmedium
regulär
oder irregulär
ist. Wenn z. B. in der Vergangenheit bei der Historie eine fehlende Übereinstimmung
erzeugt wurde, kann die Information, die in dem relevanten Aufzeichnungsmedium
aufgezeichnet wird, als eine Information erkannt werden, die wahrscheinlich
geändert
wurde.
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Wenn
das Aufzeichnungsmedium als irreguläres Medium erkannt wird, wird
der Prozeß zum Sperren
der Benutzung eines solchen Aufzeichnungsmediums in der Weise durchgeführt, daß der Aktualisierungsprozeß unterbrochen
wird, ein solches Aufzeichnungsmedium eingezogen wird oder ein Alarmton
oder eine Alarmnachricht ausgegeben wird.
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Dadurch
kann die Benutzung des Aufzeichnungsmediums, bei dem die aufgezeichnete
Information geändert
sein kann, effektiv verhindert werden.
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Bei
dem Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsverfahren gemäß der Erfindung
ist darüber
hinaus die Initialisierungsinformation bei normalem Gebrauch solange,
wie die Information auf dem Aufzeichnungsmedium nicht überschrieben wird,
gegen Löschen
geschützt.
Außerdem
kann die Initialisierungsinformation nur mit dem Initialisierungsgerät eingeschrieben
werden. Wenn die Initialisierungsinformation, die auf dem Aufzeichnungsmedium
aufgezeichnet werden soll, nicht detektiert wird, wird deshalb entschieden,
daß die
in dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnete Information bereits geändert ist,
und der Prozeß zum
Sperren der Benutzung des Aufzeichnungsmediums wird so durchgeführt, daß der Aktualisierungsprozeß unterbrochen wird,
das relevante Aufzeichnungsmedium eingezogen und ein Alarm ausgegeben
wird.
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Dadurch
läßt sich
die Benutzung des Aufzeichnungsmediums, in dem die aufgezeichnete
Information geändert
sein kann, sicher und effektiv verhindern.
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Darüber hinaus
wird bei dem Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgerät gemäß der Erfindung
der Leistungspegel des in dem Schritt zur Erzeugung des Spreizspektrumsignals
erzeugten Spreizspektrumsignals durch Benutzung einer beliebigen
Zufallszahl geändert.
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Deshalb
wird die Signalerzeugung zum Löschen
des Spreizspektrumsignals gesperrt, um die Änderung der Information, wie
das Löschen
des jüngsten
Spreizspektrumsignals, wirksam zu verhindern.
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Darüber hinaus
wird bei dem Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsverfahren
gemäß der Erfindung
ein Zeitsignal, das die Zeitlage für den Beginn der Erzeugung
eines Spreizcodes angibt, der für
die Detektierung des Spreizspektrumsignals benutzt wird, in der
Weise in dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet, daß es dem
Spreizspektrumsignal überlagert
wird.
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Deshalb
kann bei der Detektierung der Spreizspektruminformation, die in
dem relevanten Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet ist, der Spreizcode
in der Zeitlage erzeugt werden, die fast die gleiche ist wie bei
dem Spreizcode, der durch Spektrumspreizen der Information gewonnen
wird, indem der Spreizcode auf der Basis dieses Zeitsteuersignals
erzeugt wird.
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Dadurch
kann der für
das Spektrumspreizen benutzte Spreizcode leicht detektiert werden,
und die Spreizspektruminformation kann schnell detektiert werden.
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Die
Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel
unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
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1 zeigt
ein Blockdiagramm zur Erläuterung
eines Beispiels für
ein Magnetkarten-Aktualisierungsgerät nach dem Stand der Technik,
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2 zeigt
ein Blockdiagramm zur Erläuterung
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
eines Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgeräts gemäß der Erfindung,
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3 zeigt
ein Blockdiagramm zur Erläuterung
eines Ausführungsbeispiels
eines Geräts
zum Einstellen der Initialisierungsinformation,
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4 zeigt
ein Blockdiagramm zur Erläuterung
einer Spreizspektrumsignal-Detektoreinrichtung in einem Informationsaufzeichnungs-
und -aktualisierungsgerät,
das in 1 dargestellt ist,
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5A und 5B zeigen
Diagramme zur Erläuterung
der Beziehung zwischen einem Zeitsteuersignal und einem PN-Codestrom,
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6A bis 6C zeigen
Diagramme zur Erläuterung
eines PN-Code-Detektierungsbereichs,
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7A bis 7C zeigen
Diagramme zur Erläuterung
des Prozesses beim Einstellen des PN-Code-Detektierungsbereichs,
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8A bis 8E zeigen
Diagramme zur Erläuterung
der PN-Codeströme
in verschiedenen Phasen,
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9 zeigt
ein Diagramm zur Erläuterung des
Zustands der Information, die von dem Informationsaufzeichnungs-
und -aktualisierungsgerät
gemäß der Erfindung
in der Magnetkarte aufgezeichnet wird,
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10 zeigt
ein Flußdiagramm
zur Erläuterung
der Operationen des Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgeräts von 1,
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11 zeigt
ein Blockdiagramm zur Erläuterung
eines Beispiels der Spreizspektrumsignal-Generatoreinrichtung bei der Änderung
des Pegels des Spreizspektrumsignals,
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12A und 12B zeigen
Diagramme zur Erläuterung
des Verfahrensschritts zum Ändern der
Leistung des Spreizspektrumsignals nach einer Zufallsfolge.
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Anhand
der anliegenden Zeichnungen werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
des Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsverfahrens, des
Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgeräts und des
Geräts
zur Initialisierung des Aufzeichnungsmediums beschrieben.
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2 zeigt
ein Blockdiagramm zur Erläuterung
des Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgeräts 10 gemäß der Erfindung.
Das in 2 dargestellte Informationsaufzeichnungs- und
-aktualisierungsgerät 10 aktualisiert
die in einer Magnetkarte 100 aufgezeichnete Information
jedesmal, wenn die Magnetkarte benutzt wird, spreizt das Spektrum der
aktualisierten Information unter Verwendung des PN-(Pseudozufallsrauschen)-Codestroms
als Spreizcode und zeichnet die aktualisierte Information durch Überlagerung
der Information über
die alte Information in der Magnetkarte 100 auf.
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3 zeigt
ein Blockdiagramm zur Erläuterung
eines Geräts
zur Initialisierung des Aufzeichnungsmediums. Das Gerät 10 zur
Initialisierung des Aufzeichnungsmediums zeichnet den Anfangswert
in einer Magnetkarte auf, um eine in dem Informationsaufzeichnungs-
und -aktualisierungsgerät 10 von 2 benutzbare
Magnetkarte zu erzeugen.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist die als Aufzeichnungsmedium benutzte Magnetkarte 100 eine
Prepaid Card, und es ist angenommen, daß als Informationssignal die
Geldbetraginformation aufgezeichnet werden soll, die bei jeder Benutzung
der Karte aktualisiert wird.
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Zunächst wird
anhand von 3 das Gerät 20 zur Initialisierung
des Aufzeichnungsmediums für die
Erzeugung einer Magnetkarte erläutert,
die in dem Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgerät von 2 benutzbar
ist.
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Das
Aufzeichnungsmedium-Initialisierungsgerät 20 umfaßt, wie
in 3 dargestellt, eine Spreizspektrumsignal-Generatoreinrichtung 21, 22, eine
Zeitsteuersignal-Generatoreinrichtung 23, eine Addiereinrichtung 24 und
eine Signalaufzeichnungseinrichtung 25.
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Die
Spreizspektrumsignal-Generatoreinrichtung 21 erzeugt den
PN-Codestrom, der nur in diesem Aufzeichnungsmedium-Initialisierungsgerät 20 geschrieben
werden kann. In diesem Fall ist der von der Spreizspektrumsignal-Generatoreinrichtung 21 erzeugte
PN-Codestrom eine (im folgenden als Initialisierungsinformation
bezeichnete) Information, die nur bei der Initialisierung des Geräts zur Initialisierung
des Aufzeichnungsmediums geschrieben werden kann. Der erzeugte PN-Codestrom
wird der Addiereinrichtung 24 als das der Initialisierungsinformation
entsprechende Spreizspektrumsignal S21 zugeführt.
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Als
Spreizspektrumsignal S21 wird z. B. der PN-Codestrom mit Nullphase
für das
weiter unten erläuterte
Zeitsteuersignal als PN-Codestrom benutzt, und die Information wird
nicht durch diesen PN-Codestrom gespreizt. Mit anderen Worten, es kann
keine Information gewonnen werden, wenn der PN-Codestrom mit Nullphase
rückgespreizt
wird. Das heißt,
wenn der PN-Codestrom mit Nullphase, der die Information nicht enthält, detektiert
wird, kann die Initialisierungsinformation detektiert werden.
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In
dem weiter unten erläuterten
Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgerät wird das Spektrum
der aktualisierten Information durch den PN-Code gespreizt, und
die Information kann immer aufgezeichnet werden. In diesem Sinne
kann der PN-Codestrom mit der speziellen Phase, der keinerlei Information
enthält,
nur von diesem Aufzeichnungsmedium-Initialisierungsgerät 20 aufgezeichnet werden.
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Die
Spreizspektrumsignal-Generatoreinrichtung 22 erzeugt ein
Spreizspektrumsignal, das dem Anfangswert der Geldbetraginformation
entspricht, der in der Magnetkarte 100 aufgezeichnet werden soll.
Das Spektrum der Geldbetraginformation wird durch den PN-Codestrom
gespreizt, um ein Spreizspektrumsignal S22 zu erzeugen.
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Der
in der Spreizspektrumsignal-Generatoreinrichtung 22 benutzte
PN-Codestrom stimmt in der Serie mit dem PN-Codestrom überein,
der in der Spreizspektrumsignal-Generatoreinrichtung 21 benutzt
wird, unterscheidet sich von diesem jedoch in der Phase. Das erzeugte
Spreizspektrumsignal S22 wird dann der Addiereinrichtung 24 zugeführt.
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Die
Zeitsteuersignal-Generatoreinrichtung 23 erzeugt ein Zeitsteuersignal
S23, das die Startzeit für
die Erzeugung des PN-Codestroms anzeigt, der dann benutzt wird,
wenn das in der Spreizspektrumsignal-Generatoreinrichtung 21, 22 erzeugte
Spreizspektrumsignal benutzt wird. Das heißt, das Zeitsteuersignal S23
kennzeichnet die Zeitlage für
den Beginn der Erzeugung des PN-Codestroms von dessen Kopf-Code
an, der das vorbestimmte Codemuster besitzt, das für das Spreizen
des Spektrums benutzt wird.
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Für die Detektierung
des Spreizspektrumsignals ist ein Rückspreizen erforderlich, wobei
der für das
Spektrumspreizen benutzte PN-Codestrom und der PN-Codestrom für das Rückspreizen
des gleichen, in derselben Zeitlage erzeugten Codemusters benutzt
wird. Wenn der Spreizkoeffizient des Spektrumspreizens auf einen
sehr großen
Wert gesetzt wird, wird es sehr schwierig, den für das Spektrumspreizen benutzten
PN-Codestrom zu detektieren.
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Deshalb
wird das von der Zeitsignal-Generatoreinrichtung 23 erzeugte
Zeitsteuersignal S23 für das
schnelle Starten des inversen Spektrumspreizens als Synchronisiersignal
für die
Synchronisation des für
das Spektrumspreizen benutzten PN-Codestroms und des für das inverse
Spektrumspreizen benutzten PN-Codestroms verwendet. Das Zeitsteuersignal
S23 wird der Addiereinrichtung 24 zugeführt.
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Die
Addiereinrichtung 24 erzeugt ein Signal S24, in dem das
Spreizspektrumsignal S21, das Spreizspektrumsignal S22 und das Zeitsteuersignal S23 überlagert
sind und liefert dieses Signal S23 an die Signalaufzeichnungseinrichtung 25.
Die Signalaufzeichnungseinrichtung 25 zeichnet das Signal S24
in der Magnetkarte 100 auf.
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Wie
oben erläutert
wurde, erzeugt das Aufzeichnungsmedium-Initialisierungsgerät 20 eine
benutzbare Magnetkarte 100, indem darin das Signal S24
aufgezeichnet wird, in dem das der Initialisierungsinformation entsprechende
Spreizspektrumsignal S21, das dem Anfangswert der Geldbetraginformation
entsprechende Spreizspektrumsignal S22 und das Zeitsteuersignal
S23 überlagert
sind.
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Die
Initialisierungsinformation und die Geldbetraginformation werden,
wie oben erläutert,
in der Magnetkarte 100 aufgezeichnet, indem die Spreizspektrumsignale
S21, S22 überlagert
werden, die unter Verwendung der PN-Codeströme in den verschiedenen Phasen überlagert
sind. Da das Spektrum jeder Information gespreizt ist, kann umgekehrt
eine solche Information nicht extrahiert werden, wenn kein Spektrumspreizen
durchgeführt
wird. Deshalb kann die Geldbetraginformation nicht ohne weiteres
ausgelesen werden, so daß die
Geheimhaltung der Information verbessert werden kann, und eine Änderung der
Geldbetraginformation schwierig wird, wie dies oben erläutert wurde.
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Außerdem wird
das Spreizspektrumsignal S21 unter Verwendung des PN-Codestroms
erzeugt, der nur in dem Aufzeichnungsmedium-Initialisierungsgerät 20 eingeschrieben
werden kann. Deshalb wird die Initialisierungsinformation durch
die neue Aufzeichnungsinformation gelöscht, wenn die Geldbetraginformation
in betrügerischer
Weise durch Überschreiben
der geänderten
Geldbetraginformation in der Magnetkarte 100 aktualisiert
wird. Falls das der Initialisierungsinformation entsprechende Spreizspektrumsignal
S21 bei der Aktualisierung der Daten in dem in 2 dargestellten
Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgerät 10 nicht
detektiert wird, wird deshalb, wie weiter unten beschrieben, die Benutzung
der Magnetkarte gesperrt, um z. B. die Benutzung der Magnetkarte
zu verhindern, deren Information in betrügerischer Weise geändert wurde.
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Als
Nächstes
wird anhand von 2 das Informationsaufzeichnungs-
und -aktualisierungsgerät 10 zur
Durchführung
des Aktualisierungsprozesses an der durch das Aufzeichnungsmedium-Initialisierungsgerät von 3 erzeugten
Magnetkarte 100 erläutert.
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Das
Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgerät 10 von 2 führt ein
Spektrumspreizen für
die aktualisierte Geldbetraginformation durch und überlagert
die aktualisierte Geldbetraginformation der in der Magnetkarte 100 aufgezeichneten
Information, um die jüngste
aktualisierte Geldbetraginformation zusammen mit der Initialisierungsinformation und
der Geldbetraginformation vor der Aktualisierung in der Magnetkarte
aufzuzeichnen.
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Wie 2 zeigt,
umfaßt
das Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgerät 10 eine
Leseeinrichtung 11, eine Spreizspektrumsignal-Detektoreinrichtung 12,
eine Informationsextrahiereinrichtung 13, eine Informationsaktualsierungseinrichtung 14,
eine Aufzeichnungsinformation-Generatoreinrichtung 15,
eine Spreizspektrumsignal-Generatoreinrichtung 16, eine
Addiereinrichtung 17 und eine Signalaufzeichnungseinrichtung 18.
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Die
Leseeinrichtung 11 liest die in der Magnetkarte 11 aufgezeichneten
Signale aus und liefert diese Signale dann an die Spreizspektrumsignal-Detektoreinrichtung 12 und
an die Addiereinrichtung 17.
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Die
Spreizspektrumsignal-Detektoreinrichtung 12 detektiert
das Spreizspektrumsignal in den zugeführten Signalen. 4 zeigt
ein Diagramm zur Erläuterung
einer exemplarischen Struktur der Spreizspektrumsignal-Detektoreinrichtung 12.
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Die
Spreizspektrumsignal-Detektoreinrichtung 12 umfaßt, wie
in 4 dargestellt, eine Zeitsignal-Detektoreinrichtung 121,
eine PN-Code-Detektoreinrichtung 122, eine Informations-Demodulatoreinrichtung 123 und
eine Steuereinrichtung 124. Die der Spreizspektrumsignal-Detektoreinrichtung 12 zugeführten Signale
werden der Zeitsignal-Detektoreinrichtung 121, der PN-Code-Detektoreinrichtung 122 und
der Informations-Demodulatoreinrichtung 123 zugeführt.
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Die
Zeitsignal-Detektoreinrichtung 121 detektiert das den zugeführten Signalen überlagerte Zeitsteuersignal
und informiert dann die Steuereinrichtung 124 über das
Detektierungsergebnis. Die Steuereinrichtung 124 steuert
die PN-Code-Detektoreinrichtung 122, wenn das Detektierungsergebnis aus
der Zeitsignal-Detektoreinrichtung 121 das Signal ist,
welches anzeigt, daß das
Zeitsignal detektiert ist, und bewirkt, daß das Spreizspektrumsignal,
das dem der PN-Code-Detektoreinrichtung 122 zugeführten Signal überlagert
ist, den Spreizspektrum-PN-Codestrom detektiert.
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Als
PN-Code-Detektoreinrichtung 122 wird z. B. ein Gleitkorrelator
benutzt. Die PN-Code-Detektoreinrichtung 122 erzeugt den
PN-Codestrom auf der Basis des Steuersignals aus der Steuereinrichtung 124 und
detektiert den PN-Codestrom, der das Spektrum des Spreizspektrumsignals
in den zugeführten Signalen
spreizt. Das Detektierungsergebnis wird dann der Steuereinrichtung 124 zugeführt.
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Wenn
das Detektierungsergebnis aus der PN-Code-Detektoreinrichtung 122 zeigt,
daß der PN-Codestrom
in den der PN-Code-Detektoreinrichtung 22 zugeführten Signalen
detektiert ist, steuert die Steuereinrichtung 124 die Informations-Demodulatoreinrichtung 123,
so daß diese
die in dem Signal aus der Leseeinrichtung 11 überlagerte
Information demoduliert.
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Die
Informations-Demodulatoreinrichtung 123 erzeugt den PN-Codestrom
in Abhängigkeit
von der Steuerung aus der Steuereinrichtung 124 und führt ein
inverses Spektrumspreizen durch, um die Information zu demodulieren,
die den aus der Leseeinrichtung 11 zugeführten Signalen
als Spreizspektrumsignal überlagert
ist. Die demodulierte Information wird der Informations-Extrahiereinrichtung 13 zugeführt.
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Wie
oben erläutert
wurde, werden das der Initialisierungsinformation entsprechende
Spreizspektrumsignal und das der Geldbetraginformation entsprechende
Spreizspektrumsignal unter Verwendung der PN-Codeströme erzeugt,
die in der Serie gleich sind, sich in der Phase jedoch voneinander
unterscheiden. Deshalb erzeugt die Spreizspektrumsignal-Detektoreinrichtung 12 mehrere
PN-Codeströmen
in unterschiedlichen Phasen und führt die Detektierung des PN-Codes
und das inverse Spektrumspreizen unter Verwendung solcher PN-Codeströme durch,
um jede Information zu demodulieren, die durch das Überlagerungsverfahren
in der Magnetkarte 100 aufgezeichnet ist.
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Wenn
die PN-Codeströme überhaupt
nicht detektiert werden oder wenn derjenige PN-Codestrom nicht detektiert wird, der
der in dem oben beschriebenen Aufzeichnungsmedium-Initialisierungsgerät 20 aufgezeichneten
Initialisierungsinformation entspricht, wird die Magnetkarte 100 daraufhin
bewertet, ob sie eine Karte ist, die nicht von dem Aufzeichnungsmedium-Initialisierungsgerät 20 erzeugt wurde,
oder eine irreguläre
Magnetkarte, bei der die aufgezeichnete Information geändert wurde.
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In
diesem Fall führt
die Steuereinrichtung 124 z. B. den Prozeß durch,
mit dem die Benutzung der Magnetkarte 100 gesperrt wird,
indem z. B. die Information in der Informations-Demodulatoreinrichtung 123 nicht
demoduliert wird, um eine falsche Benutzung der Magnetkarte, bei
der die aufgezeichnete Information geändert wurde, zu verhindern.
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Darüber hinaus
detektiert die Spreizspektrumsignal-Detektoreinrichtung 12,
wie in 5A und 5B dargestellt,
das Zeitsteuersignal und erzeugt den PN-Codestrom für die PN-Code-Detektierung in Abhängigkeit
von dem Zeitsteuersignal. Wie oben erläutert wurde, bezeichnet das
Zeitsteuersignal die Zeit zum Starten der Erzeugung des PN-Codestroms,
der für
die Erzeugung des Spreizspektrumsignals in dem Aufzeichnungsmedium-Initialisierungsgerät 20 benutzt
wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird der PN-Codestrom (5B) unter Bezugnahme auf die
Abfallflanke des Zeitsteuersignals (5A) erzeugt.
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In
der Spreizspektrumsignal-Detektoreinrichtung 12 kann der
PN-Code für
die PN-Code-Detektierung fast in der gleichen Zeitlage erzeugt werden
wie der PN-Codestrom, der für
die Erzeugung des Spreizspektrumsignals benutzt wird, das dem aus der
Leseeinrichtung 11 zugeführten Signal überlagert ist.
Deshalb ist in dem Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgerät 10 der
Bereich für
die Rückgewinnung
der Zeitlage zum Starten der Erzeugung des PN-Codestroms für das Spektrumspreizen des
Spreizspektrumsignals auf einen engen Bereich beschränkt, um
dem PN-Codestrom zu detektieren, der das Spektrum des Spreizspektrumsignals spreizt.
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Das
heißt,
der Detektierungsbereich des PN-Codestroms, der für die Erzeugung
des Spreizspektrumsignals benutzt wird, wird in Bezug auf das Zeitsteuersignal
so eingestellt, wie dies in 6C dargestellt
ist, wobei berücksichtigt
ist, daß die
Zeitlage (6A) zum Starten der Erzeugung
des PN-Codestroms für
das Spreizen des Spektrums des Spreizspektrumsignals gegenüber der
Zeitlage (6B) zum Starten der Erzeugung
des PN-Codestroms für
die PN-Code-Detektierung einen kritischen Versatz aufweist.
-
Dieser
Detektierungsbereich ist so eingestellt, daß der Kopfcode des PN-Codestroms
sicher existiert, falls ein Versatz erzeugt wird. Der PN-Code-Detektierungsprozeß in der
PN-Code-Detektoreinrichtung 122 von 4 wird
für den
voreingestellten Detektierungsbereich durchgeführt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist der Detektierungsbereich so eingestellt, daß er in Bezug auf die Abfallflanke
des Zeitsteuersignals sowohl in Verzögerungsrichtung als auch in
Vorlaufrichtung gleiche zeitliche Breite hat, wie dies in 7A bis 7C dargestellt
ist.
-
Dadurch
kann der PN-Codestrom selbst dann schnell detektiert werden, wenn
der Kopfcode P1 des PN-Codestroms, der das Spektrum des Spreizspektrumsignals
spreizt, gegenüber
die Abfallflanke des von der PN-Code-Detektoreinrichtung 122 detektierten
Zeitsteuersignals in Verzögerungsrichtung
abweicht, wie dies in 7B dargestellt ist. In diesem
Fall wird der PN-Code-Detektierungsprozeß in Vorlaufrichtung innerhalb
des Detektierungsbereichs in Bezug auf die Anstiegsflanke des Zeitsteuersignals
durchgeführt,
wie dies in 7B dargestellt ist.
-
Wenn
der PN-Code in dem Detektierungsprozeß in Vorlaufrichtung nicht
detektiert wird, wird der PN-Code-Detektierungsprozeß in dem
voreingestellten Detektierungsbereich relativ zu der Abfallflanke
des Zeitsteuersignals in Verzögerungsrichtung durchgeführt.
-
Wenn
der PN-Code-Detektierungsprozeß in Bezug
auf die Abfallflanke des Zeitsteuersignals in Vorlaufrichtung durchgeführt wird,
ohne daß der PN-Code-Detektierungsbereich
so eingestellt ist, wie dies in 7C dargestellt
ist, läßt sich
die für
den PN-Code-Detektierungsprozeß erforderliche
Zeit gegenüber
der Zeit verkürzen,
die erforderlich ist, wenn der PN-Codestrom-Detektierungsprozeß durchgeführt wird,
bis der Kopf-Code des nächsten
PN-Codestroms detektiert wird.
-
Wenn
der Detektierungsbereich für
das Detektieren des PN-Codestroms in der oben beschriebenen Weise
eingestellt wird, kann der Detektierungsbereich unter dem Steuereinfluß der Steuereinrichtung 124 eingestellt
werden.
-
Wenn
der Detektierungsbereich in der oben beschriebenen Weise eingestellt
wird, läßt sich
die für
den Detektierungsprozeß benötigte Zeit
verkürzen,
weil der Detektierungsbereich erheblich schmaler sein kann, als
bei der Detektierung des PN-Codestroms während einer Periode des PN-Codestroms.
-
Die
Informationsextrahiereinrichtung 13 extrahiert aus der
zugeführten
Information die niedrigste Geldbetraginformation und liefert diese
Information an die Informations-Aktualisierungseinrichtung 14.
Darüber
hinaus sperrt die Informations-Extrahiereinrichtung 13 die
Benutzung der Magnetkarte 100, wenn die Geldbetraginformation
nicht extrahiert werden kann und wenn die extrahierte Geldbetraginformation
gleich Null ist.
-
In
Abhängigkeit
von der Benutzung gibt die Informations-Aktualisierungseinrichtung 14 die
ihr zugeführte
Geldbetraginformation aus und empfängt die aktualisierte Information.
Wenn in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die aus der Informations-Extrahiereinrichtung 13 zugeführte Geldbetraginformation
z. B. ¥ 3000
lautet, der für
den Kauf bezahlte Betrag ¥ 1200
ist, wird die Geldbetraginformation ¥ 1800 als aktualisierte Information
empfangen, und diese Information wird der Aufzeichnungsinformation-Generatoreinrichtung 15 zugeführt.
-
Die
Aufzeichnungsinformation-Generatoreinrichtung 15 erzeugt
eine Aufzeichnungsinformation, indem sie zu der zugeführten Geldbetraginformation
einen Header und einen Fehlerkorrekturcode hinzufügt. Die
erzeugte Aufzeichnungsinformation wird dann der Spreizspektrumsignal-Generatoreinrichtung 16 zugeführt.
-
Die
Spreizspektrumsignal-Generatoreinrichtung 16 erzeugt das
Spreizspektrumsignal in Abhängigkeit
von der Geldbetraginformation in der Aufzeichnungsinformation durch
Spektrumspreizen der Aufzeichnungsinformation. In diesem Fall hat
der für das
Spektrumspreizen in der Spreizspektrumsignal-Generatoreinrichtung 16 benutzte
PN-Codestrom die gleiche Serie, jedoch eine andere Phase als der PN-Codestrom,
der für
die Erzeugung des Spreizspektrumsignals benutzt wurde, das der Initialisierungsinformation
und der Geldbetraginformation entspricht, die zuvor in der Magnetkarte 100 aufgezeichnet
wurde.
-
Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird die Phase des für
das Spektrumspreizen benutzten PN-Codestroms z. B. in Abhängigkeit
von der Anzahl der Aktualisierungen geändert. Deshalb ist es nun für die Aufzeichnung
möglich,
das der aktualisierten Geldbetraginformation entsprechende Spreizspektrumsignal
dem Spreizspektrumsignal zu überlagern, das
zuvor in der Magnetkarte 100 aufgezeichnet war.
-
Wie 8A bis 8E zeigen,
wird nämlich der
in 8C gezeigte PN-Codestrom PS1 auf der Basis des
Zeitsteuersignals (8A) und des mit diesem Zeitsteuersignal
synchronisierten Taktsignals (8B) erzeugt.
Der PN-Codestrom PS2 wird durch Verschieben des PN-Codestroms PS1
um einen Takt erzeugt, und der PN-Codestrom PS3 wird durch weiteres
Verzögern
um einen Takt erzeugt. Wie oben erläutert wurde, können die
PN-Codeströme mit
verzögerten
Phasen erzeugt werden.
-
Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird z. B. das der Initialisierungsinformation entsprechende Spreizspektrumsignal
mit Hilfe des PN-Codestroms PS0 mit nicht verschobener Phase als
Initialisierungsinformation in dem Aufzeichnungsmedium-Initialisierungsgerät 20 erzeugt.
Das Spektrum des Anfangswerts der Geldbetraginformation wird mit
Hilfe des PN-Codestroms
PS1 gespreizt, der durch Phasenverschiebung des PN-Codestroms PS0
um einen Takt gewonnen wird, und wenn die Geldbetraginformation
aktualisiert wird, wird das Spektrum der aktualisierten Geldbetraginformation
unter Verwendung des PN-Codestroms nach dem PN-Codestrom PS2 gespreizt,
dessen Phase in Abhängigkeit
von der aktualisierten Geldbetraginformation weiter verschoben ist.
-
Als
Anzahl der Aktualisierungen wird die letzte Anzahl von Aktualisierungen
in Abhängigkeit
von der Phase des PN-Codes detektiert, der das Spektrum der aufgezeichneten
Geldbetraginformation spreizt, wenn das Spreizspektrumsignal der
Spreizspektrumsignal-Detektiereinrichtung 12, wie oben
erläutert,
detektiert wird, und diese jüngste
Information wird dann der Spreizspektrumsignal-Generatoreinrichtung 16 mitgeteilt.
Dadurch kann die Phase des PN-Codestroms
bestimmt werden, der für
das Spektrumspreizen in der Spreizspektrumsignal-Generatoreinrichtung 16 benutzt
wird.
-
Wie
oben erläutert
wurde, wird das von der aktualisierten Geldbetraginformation abhängige Spreizspektrumsignal,
das in der Spreizspektrumsignal-Generatoreinrichtung 16 erzeugt
wird, der Addiereinrichtung 17 zugeführt.
-
Die
Addiereinrichtung 17 überlagert
das in der Spreizspektrumsignal-Generatoreinrichtung 16 erzeugte
Spreizspektrumsignal dem Signal, das von der Leseeinrichtung 11 aus
der Magnetkarte 100 ausgelesen wird, und liefert das Signal
dann an die Signalaufzeichnungseinrichtung 18.
-
Die
Signalaufzeichnungseinrichtung 18 zeichnet das von der
Addiereinrichtung 17 zugeführte Signal auf der Magnetkarte 100 auf.
Dadurch werden, wie in 9 dargestellt, die Initialisierungsinformation,
die Geldbetraginformation als Anfangsinformation und die bei jeder
Benutzung der Magnetkarte 100 aktualisierte Geldbetraginformation
einer Spektrumspreizung unterzogen und als Spreizspektrumsignal überlagert,
um in der Aufzeichnungsregion der Magnetkarte 100 aufgezeichnet
zu werden.
-
Wie
erläutert
wurde, kann ein Signal, in dem eine Vielzahl von Informationsstücken überlagert sind,
durch Spektrumspreizen der Geldbetraginformation unter Verwendung
der PN-Codeströme in unterschiedlichen
Phasen und durch Überlagern
dieser Informationsstücke
gebildet werden. Dementsprechend kann die aktualisierte jüngste Information
akkumuliert und zusammen mit der alten Information aufgezeichnet
werden, ohne die zuvor in der Magnetkarte 100 aufgezeichnete
alte Information zu löschen.
-
Wenn
in dem Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgerät 10 nach
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
der Aktualisierungsprozeß an der
Magnetkarte 100 vorgenommen wird, werden das der Initialisierungsinformation
entsprechende Spreizspektrumsignal und die in der Magnetkarte aufgezeichnete
alte Aktualisierungshistorie in dem Aufzeichnungsmedium-Initialisierungsgerät 20 nicht gelöscht. Darüber hinaus
kann die Initialisierungsinformation, wie oben erwähnt, nur
in dem Aufzeichnungsmedium-Initialisierungsgerät aufgezeichnet werden und
kann nicht von dem Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgerät 10 oder
dem anderen Aktualisierungsgerät
eingeschrieben werden.
-
Wenn
die geänderte
Geldbetraginformation jedoch z. B. in dem Aufzeichnungsmedium überschrieben
wird, wird die Initialisierungsinformation durch die neu eingeschriebene
Information gelöscht. Deshalb
kann die Magnetkarte in Abhängigkeit
von dem Vorhandensein der Initialisierungsinformation daraufhin
bewertet werden, ob sie eine Karte ist, in der die Information geändert ist
oder nicht.
-
Da
bei der Magnetkarte, die nicht regulär von dem Aufzeichnungsmedium-Initialisierungsgerät 20 erzeugt
wird, und bei der Magnetkarte, bei der die aufgezeichnete Information
geändert
wurde, der Prozeß für eine Benutzungssperrung
durchgeführt
werden kann, kann die falsche Benutzung einer Magnetkarte, bei der
die Wahrscheinlichkeit einer Informationsänderung besteht, effektiv verhindert
werden.
-
Da
die alte Geldbetraginformation, die zuvor in der Magnetkarte 100 aufgezeichnet
war, wie oben erwähnt,
nicht gelöscht
wird, und die aktualisierten neuen Daten in der Magnetkarte 100 zusätzlich aufgezeichnet
werden, kann auch die Benutzungshistorie der Magnetkarte 100 extrahiert
werden. Da die alte Geldbetraginformation, wie erläutert, belassen wird,
ist eine Änderung
der Geldbetraginformation schwierig. Das heißt, selbst wenn die Geldbetraginformation
durch widerrechtliche Beschaffung des Informationsaufzeichnungs-
und -aktualisierungsgeräts
zur illegalen Änderung
der Software geändert wird,
kann die betreffende Magnetkarte als Karte bewertet werden, deren
Information geändert
wurde, wenn in der Aktualisierungshistorie fehlende Übereinstimmung
in der Vergangenheit detektiert wird.
-
In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird
z. B. jedesmal, wenn die Magnetkarte 100 benutzt und die
Geldbetraginformation aktualisiert wird, das Spektrum der Geldbetraginformation
durch die PN-Codeströme
gespreizt, die in Abhängigkeit
von der Anzahl der Aktualisierungen unterschiedliche Phasen haben.
-
Wenn
in diesem Fall z. B. in der aufgezeichneten Geldbetraginformation
fehlende Übereinstimmung
erzeugt wird, gibt es keine Geldbetraginformation, die aufgezeichnet
werden soll, oder die bei diesem Mal aktualisierte Geldbetraginformation
ist größer als
die Geldbetraginformation nach der vorangehenden Aktualisierung,
so daß die
in dieser Magnetkarte aufgezeichnete Information als geänderte Information
bewertet wird und der Prozeß zur
Benutzungsperre der betreffenden Magnetkarte durchgeführt werden
kann.
-
Der
Prozeß zur
Sperrung der Kartenbenutzung bedingt den Prozeß, mit dem die Benutzung der Magnetkarte
verhindert wird, bei der z. B. die Wahrscheinlichkeit einer Informationsänderung
gegeben ist, wobei nicht nur die Benutzung einer solchen Magnetkarte
durch Unterbrechung der Demodulation des Spreizspektrumsignals verhindert
wird, wie dies oben erläutert
wurde, sondern auch die in das Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgerät 10 eingeführte Magnetkarte
nicht zurückgegeben
und eingezogen, ein Alarmton erzeugt oder eine Alarmnachricht angezeigt
wird.
-
Erläuterung der Funktionen des
Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgeräts
-
Als
nächstes
werden die Funktionen des oben beschriebenen Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgeräts 10 anhand
des Flußdiagramms
von 10 erläutert.
Das Flußdiagramm von 10 dient
hauptsächlich
zur Erläuterung
der Funktionen der Spreizspektrumsignal-Detektoreinrichtung 12 des
Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgeräts 10.
-
Wenn
die Magnetkarte 100 in das Informationsaufzeichnungs- und
-aktualisierungsgerät 10 eingeführt wird,
werden die in der Magnetkarte 100 aufgezeichneten Signale
ausgelesen. Diese Signale werden dann der Spreizspektrumsignal-Detektoreinrichtung 12 zugeführt, und
die Spreizspektrumsignal-Detektoreinrichtung 12 startet
den in 10 dargestellten Prozeß.
-
Zunächst detektiert
die Spreizspektrumsignal-Detektoreinrichtung 12 das Zeitsteuersignal
aus dem zugeführten
Signal (Schritt S101). Als Nächstes wird
bewertet, ob das Zeitsteuersignal detektiert ist oder nicht (Schritt
S102).
-
Wenn
in dem Bewertungsprozeß von
Schritt S102 die Detektierung des Zeitsteuersignals festgestellt
wird, wird der PN-Codestrom auf der Basis des detektierten Zeitsteuersignals
erzeugt, und dieser PN-Code wird zur Detektierung des PN-Codestroms in
dem aus der Magnetkarte 100 ausgelesenen Materials benutzt
(Schritt S103).
-
In
dem Schritt S103 werden der PN-Codestrom als diejenige Initialisierungsinformation,
die bei der Initialisierung durch das Aufzeichnungsmedium-Initialisierungsgerät 20 eingeschrieben
wurde, sowie der PN-Codestrom, der das Spektrum der Geldbetraginformation
spreizt, detektiert. Geldbetraginformation bedeutet hier sowohl
die Geldbetraginformation, die von dem Aufzeichnungsmedium-Initialisierungsgerät 20 als
Anfangswert aufgezeichnet wird, als auch die aktualisierte Geldbetraginformation,
die von dem Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgerät 10 aufgezeichnet
wird.
-
Als
Nächstes
prüft die
Spreizspektrumsignal-Detektoreinrichtung 12, ob sowohl
der PN-Codestrom
als Initialisierungsinformation als auch der PN-Codestrom, der das
Spektrum der Geldbetraginformation spreizt, in dem Detektierungsprozeß des Schritts
S103 detektiert wurden oder nicht (Schritt S104).
-
Wenn
in dem Schritt S104 die Detektierung beider PN-Codeströme festgestellt
wird, wird unter Verwendung des auf der Basis des Zeitsignals erzeugten
PN-Codestroms die inverse Spektrumspreizung durchgeführt, um
die Information zu demodulieren, deren Spektrum gespreizt wurde
und die in der Magnetkarte 100 aufgezeichnet ist (Schritt
S105).
-
Bei
dem Informations-Demodulationsprozeß in dem Schritt S105 werden
alle Informationsstücke demoduliert
und detektiert, die in der Magnetkarte 100 als überlagerte
Spreizspektrumsignale aufgezeichnet sind, wie dies oben erläutert wurde.
-
Das
Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgerät 10 führt die üblichen
Prozesse durch (Schritt S106). Das heißt, sie extrahiert die niedrigste Geldbetraginformation
(die Geldbetraginformation, bei der die Anzahl der Aktualisierungen
am größten ist)
aus der detektierten Geldbetraginformation, wie dies oben erläutert wurde,
aktualisiert die Geldbetraginformation entsprechend der Benutzung,
erzeugt eine Aufzeichnungsinformation einschließlich der aktualisierten Geldbetraginformation
und führt
die Spektrumspreizung für
die Aufzeichnungsinformation durch, um die Aufzeichnungsinformation
einschließlich
der aktualisierten Geldbetraginformation auf der Magnetkarte 100 als
Spreizspektrumsignal aufzuzeichnen. Damit ist der in 10 dargestellte
Prozeß abgeschlossen.
-
Wenn
in dem Prozeß von
Schritt S102 festgestellt wird, daß das Zeitsteuersignal nicht
detektiert ist, und sowohl der der Initialisierungsinformation entsprechende
PN-Codestrom als auch der PN-Codestrom, der die Geldbetraginformation
spreizt, in dem Prozeß von
Schritt S104 nicht detektiert werden, wird die in das Informationsaufzeichnungs-
und -aktualisierungsgerät 10 eingeführte Magnetkarte 100 als eine
Karte bewertet, die nicht regulär
erzeugt wurde, oder als eine Karte, in der eine veränderte Information
aufgezeichnet ist, und der Prozeß zur Benutzungssperrung wird
durchgeführt,
indem ein Alarmton ausgegeben wird, um den Aktualisierungsprozeß zu unterbrechen.
Damit ist der in 10 dargestellte Prozeß abgeschlossen.
-
Wie
oben erläutert
wurde, kann durch die Benutzung des Informationsaufzeichnungs- und
-aktualisierungsgeräts 10 gemäß der Erfindung
die aktualisierte jüngste
Information überlagert
und in der Magnetkarte aufgezeichnet werden, ohne daß die in
der Karte aufgezeichnete alte Information gelöscht wird.
-
Da
die von dem Aufzeichnungsmedium-Initialisierungsgerät 20 aufgezeichnete
Initialisierungsinformation niemals gelöscht wird, kann in Abhängigkeit
von dem Vorhandensein der Initialisierungsinformation für die betreffende
Karte festgestellt werden, ob es die regulär erzeugte Karte ist oder eine
Karte, in der die veränderte
Information aufgezeichnet ist.
-
Darüber hinaus
detektiert die Spreizspektrumsignal-Detektoreinrichtung 12 des
Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgeräts 10 den
für die
Erzeugung des Spreizspektrumsignals benutzten PN-Code, um festzustellen,
ob in der zugeführten
Information das Spreizspektrumsignal enthalten ist oder nicht. Wenn
der PN-Codestrom in der gleichen Zeitlage erzeugt wird, wie der
PN-Codestrom, der für die
Erzeugung des Spreizspektrumsi gnals mit dem Zeitsteuersignal benutzt
wird, wird die Detektierung des PN-Codestroms nicht ausgeführt, und
es wird die inverse Spektrumspreizung durchgeführt, um die Information zu
demodulieren und in Abhängigkeit
von dem Vorhandensein der Zielinformation zu beurteilen, ob der
nachfolgende Prozeß ausgeführt werden sollte
oder nicht.
-
Bei
dem anhand von 10 erläuterten Prozeß wird in
Abhängigkeit
von dem Vorhandensein der Initialisierungsinformation und der Geldbetraginformation
geprüft,
ob die Magnetkarte benutzt werden kann oder nicht. Ob die Magnetkarte
benutzt werden kann oder nicht, kann jedoch auch, wie oben erläutert, durch
Detektierung einer fehlenden Übereinstimmung
in der Geldbetraginformation (Aktualisierungshistorie) ermittelt
werden, die zur zusätzlichen
Aufzeichnung überlagert
ist.
-
Modifiziertes
Beispiel
-
In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
werden die Initialisierungsinformation, der Anfangswert der Geldbetraginformation
und die aktualisierte Geldbetraginformation einer Spektrumspreizung
unterzogen, um das Spreizspektrumsignal zu erzeugen. Das Signal,
in dem eine Mehrzahl von Spreizspektrumsignalen überlagert sind, wird erzeugt
und dann in der Magnetkarte aufgezeichnet.
-
Wenn
der Pegel aller Spreizspektrumsignale jedoch konstant ist, ist davon
auszugehen, daß die Karte
falsch benutzt wird, indem das einem kleinen Geldbetrag (Restgeld)
entsprechende Spreizspektrumsignal nach wiederholten Aktualisierung
aus dem in der Magnetkarte aufgezeichneten Signal entfernt wurde.
-
Es
wird z. B. das Spreizspektrumsignal, das der Information des niedrigsten
Geldbetrags nach der wiederholten Aktualisierung entspricht, mit
Hilfe eines Gleitkorrelators detektiert, und ein Löschsignal erzeugt,
das den gleichen Pegel und die gleiche Phase hat wie das obige Signal.
Deshalb kann man es für möglich halten,
eine weitere aktualisierte Geldbetraginformation zu löschen, indem
das Löschsignal
von dem Signal subtrahiert wird, das in der Magnetkarte in einer
Form aufgezeichnet ist, bei der mehrere Spreizspektrumsignale überlagert
sind.
-
In
diesem modifizierten Beispiel wird deshalb der Leistungspegel des
Spreizspektrumsignals in einer Zufallsfolge verändert, um die Erzeugung des Löschsignals
zum Löschen
des in der Magnetkarte aufgezeichneten Spreizspektrumsignals zu
sperren.
-
11 zeigt
ein Blockdiagramm zur Erläuterung
eines Konstruktionsbeispiels für
die Spreizspektrumsignal-Generatoreinrichtung 22 des Aufzeichnungsmedium-Initialisierungsgeräts 20 und
der Spreizspektrumsignal-Generatoreinrichtung 16 des oben
beschriebenen Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgeräts 10.
-
Wie 11 zeigt,
besitzt die Spreizspektrumsignal-Generatoreinrichtung 16, 22 eine
Informationssignalstrom-Generatoreinrichtung 161, eine PN-Codestrom-Generatoreinrichtung 162,
eine Zufallszahlen-Generatoreinrichtung 163 und Multipliziereinrichtungen 164, 165.
-
Wie 11 zeigt,
werden der Informationssignalstrom-Generatoreinrichtung 161 ein
Taktsignal CLK, eine Geldbetraginformation KJ als Anfangswert und
ein Zeitsteuersignal TM zugeführt.
Das Zeitsteuersignal TM zeigt in diesem Fall z. B. die Trennzeit
in jedem einzelnen Bit der Geldbetraginformation KJ an. Die Informationssignalstrom-Generatoreinrichtung 161 gibt
in jedem einzelnen Bit die Geldbetraginformation KJ aus als die
vorbestimmte Zahl von Takten zur Erzeugung des Informationssignalstroms FS
und liefert dieses Signal an die Multipliziereinrichtung 165.
-
Der
PN-Codestrom-Generatoreinrichtung 162 werden ein Taktsignal
CLK, ein Aktivierungssignal EN und ein Rücksetzsignal RE zugeführt. Das
Aktivierungssignal EN aktiviert die PN-Codestrom-Generatoreinrichtung 162.
Dieses Aktivierungssignal EN wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel
erzeugt, wenn dem Aufzeichnungsmedium-Initialisierungsgerät 20 und
dem Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgerät 10 Strom
zugeführt
wird, und es wird dann der PN-Codestrom-Generatoreinrichtung 162 zugeführt. Das
Rücksetzsignal
RE ist das Zeitsteuersignal, das von seinem Kopfcode aus den PN-Codestrom
mit dem vorbestimmten Codemuster erzeugt.
-
Die
PN-Codestrom-Generatoreinrichtung 162 wird in Abhängigkeit
von dem Aktivierungssignal EN aktiviert. Die PN-Codestrom-Generatoreinrichtung 162 erzeugt
den PN-Codestrom PS auf der Basis des Taktsignals CLK in der Zeitlage,
in der das Rücksetzsignal
RE zugeführt
wird und liefert diesen PN-Codestrom PS dann an die Multipliziereinrichtung 164.
-
Bei
diesem Ausführungsbeispiel
erzeugt die PN-Codestrom-Generatoreinrichtung 162 einen M-Serien-Code,
der ohne Abweichung in dem Code "1" und dem Code "0" in einer Zufallsfolge generiert wird,
und konvertiert den Pegel des generierten Codes "0" in
den Code "–1", um den PN-Codestrom
PS (12A) zu erzeugen, der aus dem
Code "1" und dem Code "–1" besteht.
-
Die
Zufallszahlen-Generatoreinrichtung 163 erzeugt z. B. in
jeder gewünschten
Zeitlage eine durch zwei Bits ausgedrückte Zufallszahl RD und liefert
diese Zufallszahl dann an die Multipliziereinrichtung 165.
-
Die
Multipliziereinrichtung 165 benutzt die Zufallszahl RD
zur Erzeugung des PN-Codestroms PD (12B),
der durch zufällige Änderung
des Pegels des PN-Codestroms PS gewonnen wird und liefert diesen
Codestrom dann an die Multipliziereinrichtung 164. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel
besteht der PN-Codestrom PS, wie oben erläutert, aus dem Code "1" und dem Code "–1". Deshalb wird veranlaßt, daß der Code "1" seinen Pegel mit der Zufallszahl RD
in positiver Richtung und der Code "–1" seinen Pegel in
negativer Richtung ändert.
-
Die
Multipliziereinrichtung 164 unterzieht den Antiduplikations-Steuersignalstrom
FS einer Spektrumspreizung, wobei der PN-Codestrom PD benutzt wird,
dessen Pegel in einer Zufallsfolge geändert wird. Dadurch kann das
Spreizspektrumsignal erzeugt werden, das der Geldbetraginformation
entspricht, deren Pegel in einer Zufallsfolge geändert wird.
-
Wie
oben erläutert
wurde, wird der PN-Codestrom PD in diesem Ausführungsbeispiel durch zufällige Änderung
des Pegels des von der PN-Codestrom-Generatoreinrichtung 162 erzeugten PN-Codestroms
PS unter Verwendung der Zufallszahl RD erzeugt, und der Pegel des
Spreizspektrumsignals wird unter Verwendung dieses PN-Codestroms
PD in einer Zufallsfolge geändert.
Deshalb erzeugt die Zufallszahlen-Generatoreinrichtung 163 in jeder
Zeitlage die Zufallszahl RD, um den Pegel des PN-Codestroms PS in
einer sehr kleinen Stufe zu ändern.
-
Deshalb
kann eine Änderung
des Pegels des Spreizspektrumsignals nicht detektiert werden, es
sei denn, die für
die Änderung
des Pegels des Spreizspektrumsignals benutzte Zufallszahl wird geändert, und
das Spreizspektrumsignal, das der Geldbetraginformation nach der
jüngsten
Aktualisierung entspricht, läßt sich
nicht aus der in der Magnetkarte aufgezeichneten Information entfernen.
-
Das
Spreizspektrumsignal ändert
in diesem Fall nur seinen Pegel in einer Zufallsfolge, während es
sein Codemuster oder die Serie des PN-Codestroms, der für die Erzeugung
des Spreizspektrumsignals benutzt wird, nicht ändert.
-
Deshalb
läßt sich
die als Spreizspektrumsignal gebildete Information bei der inversen
Spektrumspreizung demodulieren, indem das Spektrum einer inversen
Spreizung unterzogen wird, wobei der gleiche PN-Codestrom benutzt
wird, wie der PN-Codestrom vor der zufälligen Pegeländerung,
ohne daß großer Einfluß auf die
Pegeländerung
des Spreizspektrumsignals ausgeübt
wird.
-
Darüber hinaus
ist es bei der inversen Spektrumspreizung nicht erforderlich, die
für die Änderung des
Pegels des Spreizspektrumsignals benutzte Zufallszahl RD zu diskriminieren
oder zu reproduzieren. Deshalb kann eine beliebige Zufallszahl RD
benutzt werden.
-
Es
ist hier auch möglich,
eine Zufallzahl auf der Basis von Rauschen zu erzeugen, das z. B.
in dem Aufzeichnungsmedium-Initialisierungsgerät 20 und dem Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgerät 10 generiert
wird. Als Zufallszahl für
die Pegeländerung
des Spreizspektrumsignals in einer Zufallsfolge kann, kurz gesagt,
jede beliebige Zufallszahl benutzt werde, soweit sie keinerlei Regelmäßigkeit
und Reproduzierbarkeit aufweist.
-
Darüber hinaus
genügt
es, wenn die erzeugte Zufallszahl RD durch zwei oder mehr Bits ausgedrückt wird,
und sie ist nicht auf die durch zwei Bits ausgedrückte Zahl
beschränkt.
-
Es
ist auch möglich,
den Pegel des von der Multipliziereinrichtung 164 erzeugten
Spreizspektrumsignals unter Verwendung der Zufallszahl RD in einer
Zufallsfolge zu ändern,
indem man die Multipliziereinrichtung 165 von 11 in
der Stufe hinter der Multipliziereinrichtung 164 anordnet.
-
Darüber hinaus
kann eine Zufallszahl RD auch mit dem Informationssignalstrom FS
multipliziert werden, der von der Informationssignalstrom-Generatoreinrichtung 161 erzeugt
wird.
-
In
dem Aufzeichnungsmedium-Initialisierungsgerät des oben erläuterten
Ausführungsbeispiels
wird der PN-Codestrom, der der Initialisierungsinformation entspricht,
die anzeigt, daß die
Magnetkarte von dem Informationsaufzeichnungs- und -aktualisierungsgerät 10 regulär erzeugt
wurde, als das der Initialisierungsinformation entsprechende Spreizspektrumsignal
benutzt, wobei der PN-Codestrom nicht hierauf beschränkt ist.
Das der Initialisierungsinformation entsprechende Spreizspektrumsignal
kann z. B. auch dadurch erzeugt werden, daß eine vorbestimmte Information,
wie die spezifische Herstellungsnummer des Aufzeichnungsmedium-Initialisierungsgeräts 20,
gesetzt wird und dann das Spektrum dieser Information unter Verwendung
des PN-Codestroms gespreizt wird.
-
In
dem oben erläuterten
Ausführungsbeispiel wird
das Spektrum der aktualisierten Geldbetraginformation unter Verwendung
des PN-Codes gespreizt, dessen Phase in Abhängigkeit von der Anzahl der
Aktualisierungen differiert, es ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Der
PN-Codestrom mit abweichender Phase kann vielmehr auch in Abhängigkeit von
der Geldbetraginformation benutzt werden.
-
Bei
der Erzeugung der PN-Codeströme
mit verschiedenen Phasen bei jedem Geldbetrag können diese PN-Codeströme mit unterschiedlichen
Phasen z. B. als Spreizspektrumsignale benutzt werden, die der Geldbetraginformation
entsprechen.
-
Wie
oben erläutert
wurde, kann das Spreizspektrumsignal erzeugt werden, indem das Spektrum
des PN-Codes gespreizt wird, und der PN-Codestrom selbst kann als
Spreizspektrumsignal benutzt werden.
-
Bei
dem oben erläuterten
Ausführungsbeispiel
wird das der Initialisierungsinformation und der Geldbetraginformation
entsprechende Spreizspektrumsignal unter Verwendung der PN-Codes erzeugt, die
die gleiche Serie jedoch unterschiedliche Phase haben, und diese
Signale werden überlagert.
Das Ausführungsbeispiel
ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
-
So
kann z. B. das den einzelnen Informationen entsprechende Spreizspektrumsignal
unter Verwendung des PN-Codes mit unterschiedlichen Serien in Abhängigkeit
von der Initialisierungsinformation und der Geldbetraginformation
erzeugt werden. Darüber
hinaus kann das den einzelnen Informationen entsprechende Spreizspektrumsignal
auch unter Verwendung mehrerer Spreizcodes erzeugt werden, die durch
eine Mehrzahl von unterschiedlichen orthogonalen Codes und einem
PN-Code gebildet werden.
-
Weiterhin
läßt sich
bei diesem Ausführungsbeispiel
der PN-Codestrom, der das Spektrum des Spreizspektrumsignals spreizt,
durch Überlagerung des
Zeitsteuersignals über
das Spreizspektrumsignal schnell detektieren, es ist jedoch auch
möglich,
das Zeitsteuersignal zu entfernen.
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Wenn
das Zeitsteuersignal nicht benutzt wird, kann bei der Detektierung
des Spreizspektrumsignals ein Gleitkorrelator benutzt werden, um
den PN-Code zu detektieren, der das Spektrum des Spreizspektrumsignals
spreizt.
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In
dem oben erläuterten
Ausführungsbeispiel wird
als Informationssignal der Prepaid Card die Geldbetraginformation
benutzt, es ist jedoch nicht hierauf beschränkt. So kann die vorliegende
Erfindung z. B. auch auf eine Prepaid Card angewendet werden, in
der die zur Verfügung
stehende Gebührentaktrate
als Informationssignal benutzt werden kann.
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Die
Magnetkarte ist nicht auf eine Prepaid Card beschränkt, die
vorliegende Erfindung kann vielmehr auf verschiedene Typen von Magnetkarten angewendet
werden, bei denen Information magnetisch aufgezeichnet und diese
aufgezeichnete Information ausgelesen wird.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird als Aufzeichnungsmedium eine Magnetkarte benutzt, das Medium
ist jedoch nicht nur auf Magnetkarten beschränkt, die vorliegende Erfindung
kann vielmehr auf verschiedene Arten von Aufzeichnungsmedien angewendet
werden, bei denen Information magnetisch aufgezeichnet wird. In
dem obigen Ausführungsbeispiel
wird der PN-Code als Spreizcode benutzt, es ist jedoch nicht hierauf
beschränkt.
Es können
vielmehr verschiedene Arten von Spreizcodes, wie z. B. der Code
der Gold-Code-Serie,
benutzt werden.
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Da
gemäß vorliegender
Erfindung das Informationssignal, wie oben erläutert, in seinem Spektrum gespreizt
und dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet wird, ist es schwierig,
dieses Signal zu detektieren und dann widerrechtlich abzuändern. Dadurch
kann eine Änderung
des Informationssignals verhindert werden.
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Da
das Spreizspektrum-Informationssignal so aufgezeichnet wird, daß es der
zuvor in dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten Information überlagert
wird, wird die zuvor aufgezeichnete alte Information nicht gelöscht, und
die zuletzt aktualisierte Information kann der alten Information überlagert werden,
um eine zusätzliche
Aufzeichnung in dem Aufzeichnungsmedium zu realisieren.
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Das
der Initialisierungsinformation entsprechende Spreizspektrumsignal
wird dem dem Informationssignal entsprechenden Spreizspektrumsignal überlagert
und dann von dem Gerät
zur Einstellung der Initialisierungsinformation in dem Aufzeichnungsmedium
aufgezeichnet. Dadurch wird für
den Fall, daß die
Initialisierungsinformation nicht detektiert werden kann, die Benutzung
eines solchen Aufzeichnungsmediums gesperrt, um z. B. die Benutzung
des Aufzeichnungsmediums zu verhindern, in dem die aufgezeichnete
Information verändert
ist.
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Da
der Leistungspegel des dem Informationssignal entsprechenden Spreizspektrumsignals
in einer Zufallsfolge geändert
wird, ist es fast unmöglich,
das in dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnete Spreizspektrumsignal
zu entfernen.
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Das
für die
Erzeugung des Spreizspektrumsignals benutzte Spreizsignal kann leicht
detektiert werden, indem das Spreizspektrumsignal und das Zeitsteuersignal
aufgezeichnet werden, das die Zeitlage für das Starten der Erzeugung
des Spreizcodes angibt, der für
die Erzeugung des Spreizspektrumsignals benutzt wird. Deshalb kann
das inverse Spektrumspreizen schnell gestartet werden.