CN101515813A

CN101515813A - 移动装置的高频转换器

Info

Publication number: CN101515813A
Application number: CN200910009812.1A
Authority: CN
Inventors: 托马斯·洛伊特格布; 瓦尔特·卡格尔; 迪特马尔·沙伊布尔霍费尔; 赫尔穆特·霍瓦特; 彼得·拉格加姆; 沃尔夫冈·迈因德尔
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2008-02-19
Filing date: 2009-01-23
Publication date: 2009-08-26
Also published as: DE102009006565A1; US20090207893A1

Abstract

一种移动装置用高频(HF)转换器，该转换器具有：输入装置，其被配置为接收包括符合标准非HF通信协议或符合HF通信协议的数据的第一信号；转换器装置，耦合至该输入装置，该转换器装置被配置为将第一信号转换为包括符合HF通信协议和标准非HF通信协议中另一通信协议的数据的第二信号；以及输出装置，被配置为传输第二信号。

Description

移动装置的高频转换器

技术领域

本发明一般涉及一种转换器，且更具体地，涉及一种将近场协议通信信号转换为具有其它协议的通信信号的方法和装置。

背景技术

人们期望诸如移动电话、便携式媒体播放器、智能手机、个人数字助理(PDA)、个人通信器、掌上游戏机、移动PC、手持电视、膝上型计算机等的移动装置执行其预设功能以及包括高频(HF)通信功能的附加非传统功能。HF通信功能包括非接触芯片卡功能，如购票、支付等。这些附加功能是使用近场通信(NFC)技术执行的。

NFC技术为允许电子装置间简单安全双向交互从而允许消费者执行非接触交易、访问数字内容且连接电子装置的短程无线连接技术。换言之，NFC技术允许装置之间进行非接触式的双向通信。这些装置可为配有NFC的移动电话、计算机、消费电子产品、卡、标签、符号、海报、洗衣机等。NFC技术使装置可以在读写器、点对点(peer-to-peer)或卡实效模拟模式(card emulation mode)下运行。

NFC技术是13.56MHz频带的非接触技术。ISO 14443标准是许多近场运行的关键构件块。NFC技术通常至少与ISO 14443A型和B型标准兼容。NFC对话(session)的部件包括客户端(initiator)和服务端(target)。客户端是开始并管理数据通信和数据交换的装置。服务端响应来自客户端的请求。NFC技术的特点在于这些装置既可用作客户端也可用作服务端。

NFC技术要求在移动装置内设计专用的HF芯片组和天线。应注意，由于移动装置的材料为铝和钛等材料，因而专用的HF芯片组和天线并不容易添加至移动装置，这是因为移动装置内使用的不同材料影响HF信号的接收和传输。另外，由于HF芯片组是非标准的，因而具体芯片组的实用性或选择有限。换言之，各HF芯片组的引脚和逻辑访问不连续。

发明内容

一种用于移动装置的高频(HF)转换器，具有：输入装置，其被配置为接收包括符合标准非HF通信协议或符合HF通信协议的数据的第一信号；转换器装置，耦合(coupled to)至输入装置，该转换器装置被配置为将第一信号转换为包括符合HF通信协议和标准非HF通信协议中另一通信协议的数据的第二信号；以及输出装置，其被配置为传输第二信号。

附图说明

图1是根据本发明实施例的通信系统的方框图；

图2示出了根据本发明实施例的通信系统；

图3A是根据本发明实施例的设于耳机内的转换器；

图3B是图3A耳机内电路的方框图；

图4是根据本发明实施例的转换器电路的方框图；以及

图5是示出根据本发明实施例的信号转换方法的流程图。

具体实施方式

本发明公开了不能使用HF通信协议而仅能使用标准非HF通信协议的移动装置的高频(HF)转换器。具体地，该移动装置用HF转换器包括这样的转换器，该转换器可将诸如UHF、蓝牙、IR、有线连接、无线LAN、WiFi、WiMax、IEEE 802协议信号等的标准非HF协议信号转换为HF协议信号，且优选转换为符合ISO14443标准的HF信号。本公开的HF转换器被配置为通过标准非HF协议通信使得相关移动装置可与HF装置通信。HF转换器优选外置于移动装置。这样，移动装置的外壳材料不会影响HF通信。另外，因为HF转换器是分立装置，在一实施例中，设计使用不同印刷电路板(PC)或适配PC板来容纳多个HF芯片组。

图1是根据本发明实施例的通信系统100的方框图。如图所示，装置10适于经第一通信协议50通信。装置10优选为HF兼容装置，特别是ISO 14443兼容装置。第一通信协议50优选为HF连接，如符合ISO 14443标准的连接。但也可使用其它通信协议。装置20是可经第一通信协议50与装置10直接通信的HF兼容移动装置。

装置30经第二通信协议60通信。第二通信协议60可为标准非HF通信协议，如蓝牙等UHF连接，或可为IR通信协议、有线连接、无线LAN连接、Wifi连接或Vmax等。由于装置30和装置10经不同通信协议通信，因而其不能直接通信，而必须经转换器40通信。

装置30经第二通信协议60与转换器40通信，且经第一通信协议50与装置10通信。转换器40适于经第一通信协议50从装置10接收信号、将接收到的信号转换为第二通信协议60并经第一通信协议50将转换后的信号再传输至装置30。反过来，转换器40可经第二通信协议60从装置30接收信号、将接收到的信号转换为第一通信协议50并将转换后的信号再传输至装置10。

为支持转换器40，更新运行于装置30的软件使得装置30可经第二通信协议60传输并接收可被转换为第一通信协议50的信号。例如，装置30的软件可更新为使得装置30可接收信号并将信号经蓝牙连接传输至转换器40，该转换器可将蓝牙信号转换为NFC信号，使得ISO 14443兼容装置10可使用转换后的信号进行销售点购买(point of sale purchasing)等。该软件可从诸如移动电话软件更新点的中心位置转移(push)到装置30、下载并安装、或随操作系统更新安装等。可替换地，转换器40适于提供软件更新。

应理解，尽管图1的通信系统100示出了两个通信协议50和60，但是可使用任意组合的任何数量的通信协议。也应理解，单个转换器可转换多个通信协议。另外，应理解，单个转换器可在可用通信协议中选择以提供符合所需通信协议的数据。

图2示出了根据本发明实施例的系统200。该系统包括ISO 1443兼容读卡器210、第一装置220、第二装置230和耳机/转换器240。

ISO 14443兼容读卡器210适于经第一通信协议250通信。在优选实施例中，第一通信协议250为HF连接，如ISO 14443 A型或B型连接。第一装置220适于经第一通信协议250与ISO 14443兼容读卡器210直接通信。第二装置230为不能经第一通信协议250通信的移动装置。但第二装置230使用诸如蓝牙、WiFi、IR、IEEE802协议信号等UHF连接的第二通信协议260通信。第二装置230可与耳机240等用作第二装置230和ISO 14443兼容读卡器210之间转换器的装置通信。

耳机240示出为蓝牙耳机。蓝牙耳机(转换器)240适于经第一通信协议250从ISO 14443兼容读卡器210接收通信信号、将接收到的信号转换为优选为蓝牙信号的第二通信协议260，并将转换后的信号传输至链接的第二装置230。反过来，耳机240也可经第二通信协议260从第二装置230接收信号，并将接收到的信号转换为使其可经第一通信协议250传输至ISO 14443兼容读卡器210并由该读卡器读取。应注意，尽管耳机240示为蓝牙耳机，但该转换器可使用诸如非接触卡270、遥控器(fob)等任何可适合为转换器的装置。如图所示，装置280，如装置230，经用作转换器的非接触卡270与ISO 14443兼容读卡器210通信。

对于与ISO 14443兼容读卡器210等HF兼容装置通信的第二装置230，可能需要通信软件。这种软件通过经蓝牙或第二通信协议260提供预期信号至耳机240使得第二装置230能参与HF通信。之后，包括转换器的耳机240将这些信号转换为第一通信协议250(优选为HF通信协议以传输至ISO 14443兼容读卡器)。应注意，该软件可为第二装置230提供HF通信的适当指令组，尽管这些指令最初将经非HF通信协议传输。这样，装置不需要硬件来参与HF通信。

图3A示出了蓝牙耳机240。耳机240包括感应线圈HF天线348和HF转换器346。在优选实施例中，HF线圈天线或感应线圈HF天线348设置于蓝牙耳机的听筒342内。

图3B示出了包括相关输入输出天线的HF转换器346(图3A所示)的详细方框图。如图所示，HF转换器346耦合至感应线圈HF天线348和UHF天线343。应注意，天线343和348适用于其它频段或诸如IR、有线线路、无线LAN、WiFi、蓝牙、Vmax等的其它通信协议。

根据本发明的实施例，HF模拟接口347耦合(coupled to)至感应线圈HF天线348。HF模拟接口347为HF转换器346的逻辑部分345提供信号并且接收来自该逻辑部分的信号。HF转换器346的逻辑部分345包括CODEC和协议转换器。HF转换器346的逻辑部分执行HF和UHF协议之间的转换。应注意，HF转换器346可使用分立电路或经微型处理器上的软件执行操作。逻辑部分345耦合至(coupled to)UHF模拟接口344。UHF模拟接口344为逻辑部分345提供信号并接收来自该逻辑部分的信号。另外，UHF模拟接口344耦合至UHF天线343。UHF模拟接口344接收来自UHF天线343的信号并为该UHF天线提供信号。

图4示出了转换器的详细方框图400。如图所示，HF转换器具有HF接口部分和UHF接口部分。具体地，转换器包括UHF模拟接口410、UHF数字接口420和HF数字接口430、以及HF模拟接口440。HF转换器的逻辑部分450执行协议转换和接口控制。应注意，HF转换器由电池电源460供电。但是，在其它实施例中，使用能量电源462和464。电池电源460以及能量电源462、464可为电池、太阳能电池、电容器、感应源等。

UHF模拟接口410包括解调器412、时钟恢复模块414和调制器416。在一实施例中，如上所述，UHF模拟接口包括能量电源464。UHF模拟接口耦合(coupled to)至UHF天线343。时钟恢复模块414为调制器416和解调器412提供时钟信号。

除其它元件外，UHF数字接口420还包括解码器422、组帧模块424B、解帧模块424A、以及编码器426。HF数字接口430包括解码器432、组帧(framing)模块434B、解帧(deframing)模块434A、以及编码器436。最后，HF模拟接口440包括解调器442、时钟恢复模块444、以及调制器446。在一实施例中，HF模拟接口440包括能量电源462。

操作中，UHF天线343接收UHF信号。解调器412根据时钟恢复模块414的时钟解调该UHF信号。解调后的信号被提供给解码器422以解码信号。之后，解码后的信号由解帧模块424解帧。处理后的信号在逻辑部分450的控制下进行协议转换。应注意，逻辑部分450也执行HF转换器的接口控制。经逻辑部分450转换后，信号由HF数字接口430处理。这里，信号由组帧模块434B组帧并由编码器436编码。编码的信号之后由调制器446根据时钟恢复模块444的时钟信号调制，并经感应线圈HF天线348传输。

由感应线圈HF天线348接收到的信号被提供给解调器442。根据时钟恢复模块444的时钟信号将这些信号解调。解调后的信号之后由解码器432解码并由解帧模块434A解帧。解帧后的这些信号之后由逻辑部分450处理，在这期间发生协议转换。应注意，可使用分立组件或在软件中执行逻辑部分450。协议转换后的信号之后提供给组帧模块424B以组帧信号，之后由编码器426编码。编码后的信号再由调制器416根据时钟恢复模块414的时钟信号调制以经UHF天线343传输。应注意，HF转换器可用于无源模式，即卡实效模拟模式(card emulation mode)，或有源模式，即读卡器模式。

现参照图5，可以看到示出根据本发明实施例的数据信号转换方法的流程图500。操作始于接收所传输的数据信号(S510)。在本实施例的变体中，数据经幅移键控(ASK)调制信号传输。之后将接收到的数据信号解调(S520)并解码(S530)。之后将解调并解码后的数据解帧(S540)。解帧使得能够将数据包从系统开销(overhead)中移除。一旦数据可用，就发生协议转换(S550)。协议转换将数据从第一协议转换为第二协议。该转换可包括压缩、解压、编码、解码等。在本实施例的变体中，协议转换是从符合ISO14443 A型或B型的数据至符合蓝牙的数据的转换，或从符合蓝牙的数据至符合ISO 14443 A型或B型的数据的转换。一旦数据协议转换完成，就根据新数据协议对该数据重新组帧(S560)。组帧后的数据接着编码(S570)并被调制(S580)。在本实施例的变体中，使用高斯频移键控(GFSK)调制。一旦被调制，就传输数据信号(S590)。

尽管参照图5说明了上述方法，但一般还可执行包括滤波、放大等附加步骤。另外，可执行多协议转换。这样，在本发明的实施例中，用户可选择所需协议转换。在另一实施例中，协议转换是基于可用数据源选择的。

尽管本文已示出并说明了本发明的具体实施例，但本领域普通技术人员应理解，在不背离本发明范围的前提下，可用多种可选和/或等效实施方式代替所示和所述的具体实施例。本申请旨在覆盖本文所述具体实施例的任何改变或变化。因此，本发明仅由权利要求及其等效物限制。

Claims

1.一种移动装置用高频(HF)转换器，所述转换器包括：

输入装置，其被配置为接收包括符合标准非HF通信协议或符合HF通信协议的数据的第一信号；

转换器装置，其被耦合至所述输入装置，所述转换器装置被配置为将所述第一信号转换为包括符合HF通信协议和标准非HF通信协议中另一通信协议的数据的第二信号；以及

输出装置，其被配置为传输所述第二信号。

2.根据权利要求1所述的HF转换器，进一步包括耦合至所述输入装置的第一接口，所述第一接口被配置为从第一信号提取数据。

3.根据权利要求1所述的HF转换器，进一步包括耦合至所述转换器装置的第二接口装置，所述第二接口装置被配置为将数据嵌入所述第二信号。

4.根据权利要求1所述的HF转换器，其中所述输入装置为UHF天线。

5.根据权利要求1所述的HF转换器，其中所述输入装置为HF天线。

6.根据权利要求5所述的HF转换器，其中所述第一信号为近场通信信号。

7.根据权利要求4所述的HF转换器，其中所述第二信号为蓝牙通信信号。

8.根据权利要求1所述的HF转换器，其中所述HF转换器设于耳机内。

9.根据权利要求1所述的HF转换器，其中所述HF转换器设于芯片卡内。

10.根据权利要求1所述的HF转换器，其中所述HF转换器是双向的。

11.根据权利要求1所述的HF转换器，进一步包括感应电源。

12.根据权利要求8所述的HF转换器，其中所述输入装置是位于耳机听筒内的HF天线。

13.一种移动装置用高频(HF)转换器，所述转换器包括：

UHF模拟接口；

UHF数字接口，耦合至所述UHF模拟接口；

转换器电路，耦合至所述UHF数字接口，所述转换器电路被配置为在UHF和HF协议间转换信号；

HF数字接口，耦合至所述转换器电路；以及

HF模拟接口，耦合至所述HF数字接口。

14.根据权利要求13所述的HF转换器，其中所述UHF模拟接口包括：

调制器，被配置为调制转换后的信号；

解调器，被配置为解调接收到的信号；以及

时钟恢复模块。

15.根据权利要求13所述的HF转换器，其中所述UHF数字接口包括：

组帧模块，被配置为对转换后的数据进行组帧；

编码器，被配置为对转换后的数据进行编码；

解帧模块，被配置为对接收到的数据进行解帧；以及

解码器，被配置为对接收到的数据进行解码。

16.根据权利要求13所述的HF转换器，其中所述HF模拟接口包括：

调制器，被配置为对转换后的信号进行调制；

解调器，被配置为对接收到的信号进行解调；以及

时钟恢复模块。

17.根据权利要求13所述的HF转换器，其中所述HF数字接口包括：

组帧模块，被配置为对转换后的数据进行组帧；

编码器，被配置为对转换后的数据进行编码；

解码器，被配置为对接收到的数据进行解码；以及

解帧模块，被配置为对接收到的数据进行解帧。

18.根据权利要求13所述的HF转换器，其中所述转换器电路被配置为将数据信号从第一通信协议转换为第二通信协议。

19.根据权利要求18所述的HF转换器，其中所述第一通信协议是近场通信协议。

20.根据权利要求19所述的HF转换器，其中所述第二通信协议是蓝牙通信协议。

21.根据权利要求19所述的HF转换器，其中所述第二通信协议是无线通信协议。

22.一种在移动装置内转换数据信号的方法，所述方法包括以下步骤：

接收包括符合标准非HF通信协议或符合HF通信协议的数据的第一信号；

对所述第一信号进行解调并解码；

对来自所述第一信号的数据进行解帧；

将来自所述第一信号的数据转换为包括符合HF通信协议和标准非HF通信协议中另一通信协议的数据的第二信号；

对转换后的数据进行组帧；

对组帧并转换后的数据进行编码并调制；以及

传输组帧的并转换后的数据。

23.根据权利要求22所述的方法，其中所述第一信号根据近场通信信号协议传输，所述第二信号根据蓝牙通信协议传输。

24.一种通信系统，其包括：

移动装置，被配置为用标准的非HF通信协议进行通信；

读卡器，被配置为使用HF通信协议进行通信；以及

转换器装置，耦合至所述移动装置和所述读卡器，所述转换器装置被配置为在HF通信协议和非HF通信协议间转换信号，以允许所述移动装置和所述读卡器相互通信。

25.一种移动装置用高频(HF)转换器，其包括：

UHF模拟接口；

UHF数字接口，耦合至所述UHF模拟接口；

转换器装置，耦合至所述UHF数字接口以在UHF和HF协议间转换信号；

HF数字接口，耦合至所述转换器电路；以及

HF模拟接口，耦合至所述HF数字接口。