CN101520834A - 无线通信装置及其相关方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线通信装置与一种无线通信方法，该方法包含有：提供一天线单元，其由第一无线通信电路与第二无线通信电路所共享；于第一模式下，使用该第一无线通信电路经由该天线单元进行无线射频识别通信；以及于第二模式下，使用该第二无线通信电路经由该天线单元进行无线射频识别通信。

Description

无线通信装置及其相关方法

技术领域

本发明涉及一种无线射频识别通信机制，具体涉及一种使用无线射频识别技术的近场通信(Near Field Communication，NFC)装置及其相关方法。

背景技术

目前具有近场通信功能的手机里会内建无线射频识别电路，该无线射频识别电路具有可与外部无线射频识别电路进行端对端(peer-to-peer)通信、读取外部电子卷标的数据以及仿真为电子卷标的能力。因为手机内的无线射频识别电路可仿真为电子卷标，所以，当使用者进出捷运站时可利用此手机来取代RFID卡。然而，使用内建上述无线射频识别电路的手机来取代RFID卡却有令人诟病的问题。例如，使用者进站时捷运站的无线射频识别读取器(RFID Reader)会与该手机内的无线射频识别电路进行通信以记录进站的地点，尔后使用者出站时另一捷运站的无线射频识别读取器则会由该手机内的无线射频识别电路读出先前所记录的进站地点以进行扣款，但是若手机电池恰巧于捷运站内用尽而使得使用者出站时手机内的无线射频识别电路无法与出站地点的无线射频识别读取器通信(该无线射频识别电路系使用手机电池作为电力来源)，则势必无法顺利进行扣款，此对使用者来说相当不方便。另外，更换手机时亦有可能面临无法将记录于旧手机上的剩余金额转而记录于新手机上的风险。一般来说，以内建的无线射频识别电路仿真为电子卷标为例，通常余额的多寡记录于手机内的另一电路上，所以，除非未来不同的手机业者或是电信业者之间可预先设计剩余金额的转换方式，否则目前更换手机时并无法直接将余额记录于新手机中内建的电路。

目前对于解决剩余金额的转换方式，传统方法由无线射频识别电路将余额数据传送至手机中的主控电路，再由主控电路将余额数据记录于用户识别(Subscriber Identity Module，SIM)卡中，所以，在更换手机之后若仍使用该用户识别卡，则使用者可继续使用剩余金额来进行扣款。另外，对于手机电池可能于捷运站内用尽的情形，目前的解决方式是提出一种双接口(DualInterface)的用户识别卡，其同时具有用户识别卡的功能以及无线射频识别的通信能力。此用户识别卡在使用时会先连接上另一近端通信的天线并同时安置于手机内，因此，进出捷运站时使用者仍可使用手机取代RFID卡支付旅费，实际上当进出捷运站时捷运站的无线射频识别读取器会与此用户识别卡通信来进行扣款，然而，此双接口用户识别卡仅提供支付款项的功能而并不具有端对端传输以及读取电子卷标的能力。考虑到未来使用者可能希望单一手持式产品(例如手机)可整合多元化应用，原先内建于手机中的无线射频识别电路应是需要的，然若同时将此无线射频识别电路与上述的双接口用户识别卡及其天线置放于手机内以达成手机内整合多元应用的目的，则在实作上该手机会具有操作于相同频率的两个天线，此将大幅地提高手机本身的制造成本并增加其尺寸大小与空间上的布局(Layout)困难。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于提供一种可共享一天线单元来进行不同无线射频识别通信的近场通信装置及其相关方法，以降低制造成本及减小尺寸大小。

依据本发明的实施例，其揭露一种近场通信装置。近场通信装置包含有天线单元、开关模块以及第一、第二近场通信电路。该开关模块耦接于该天线单元，该第一近场通信电路耦接于该天线单元，并用来经由该天线单元进行无线射频识别通信，以及该第二近场通信电路耦接于该开关模块，并用来控制该开关模块的状态以经由该天线单元进行无线射频识别通信，其中该第一、第二近场通信电路共享该天线单元。

依据本发明的实施例，其另揭露一种近场通信方法，其包含有：提供一天线单元，其由第一近场通信电路与第二近场通信电路所共享；于第一模式下，使用该第一近场通信电路经由该天线单元进行无线射频识别通信；以及于第二模式下，使用该第二近场通信电路经由该天线单元进行无线射频识别通信。

依据本发明的实施例，其另揭露一种无线通信装置，其包含有：天线单元；第一无线通信电路，耦接于该天线单元，用来经由该天线单元进行无线射频识别通信；以及第二无线通信电路，耦接于该天线单元，用来经由该天线单元进行无线射频识别通信，其中该第一、第二近距离无线通信电路共享该天线单元。

附图说明

第1图为本发明第一实施例的近场通信装置的示意图。

第2图为本发明第二实施例的近场通信装置的示意图。

第3图为本发明第三实施例的近场通信装置内近场通信电路的操作示意图。

第4图为第3图所示的近场通信装置内另一近场通信电路的操作示意图。

主要组件符号说明

 

100、200、300	近场通信装置
		105、205、305	主控电路
110、210、310	天线单元
		115、215	开关模块
120、125、220、225、320、325	近场通信电路
		130a、130b、230a、230b、330、331、332	阻抗匹配电路
135、235	稳压滤波电路

摘要图的组件符号简单说明

 

100	近场通讯装置
		105	主控电路
110	天线单元
		115	开关模块
120、125	近场通讯电路
		130a、130b	阻抗匹配电路
135	稳压滤波电路

具体实施方式

请参阅第1图，第1图是本发明第一实施例的近场通信装置100的示意图。近场通信装置100，例如具有无线射频识别通信功能的手机，包含有主控电路105、天线单元110、开关模块115(内含开关组件SW)、两近场通信电路120与125、阻抗匹配电路130a与130b以及稳压滤波电路135，其中天线单元110在第1图中以两电感表示，然其亦可仅绘示出一电感来表示，而稳压滤波电路135则是非必要(optional)组件。以电路连接架构来说，近场通信电路120的传输端TXA’耦接于天线单元110的第一端，近场通信电路125的传输端TXA耦接于天线单元110的第二端与开关组件SW的第一端，以及近场通信电路125的传输端TXB耦接于开关组件SW的第二端并透过天线单元110连接至近场通信电路120的传输端TXB’。

在本实施例中，近场通信电路125内建于近场通信装置100中，并具有与外部无线射频识别电路进行端对端通信、读取外部电子卷标的信息以及仿真为电子卷标的功能，且近场通信电路125是主动式无线射频识别电路(需以近场通信装置100的电池作为电力来源)，其藉由差动的方式自传输端TXA与TXB输出传送信号经由天线单元110至外部的接收电路，而接收信号时则藉由接收端RX来接收天线单元110所传来的信号。近场通信电路120则可由半主动式/被动式无线射频识别电路实作，在本实施例中其为使用者的用户识别卡上的电路(方便使用者取出)且为被动式电路，其中该用户识别卡具有连接到SIM卡功能的线路垫(pad)与可进行无线通信的无线接口，而近场通信电路120的功用用来作为付款(Payment)或使用者身份辨识机制的无线射频电子识别卷标，其可藉由外部无线射频识别读取器(RFIDReader)所发出的信号响应所要的数据予该无线射频识别读取器而不需使用手机电源作为电力来源。上述的近场通信电路120、125共享天线单元110来分别进行各自的无线射频识别通信。

由于近场通信电路120、125共享天线单元110时天线端与电路之间的阻抗匹配至为重要，所以本实施例中主控电路105会适时地依不同的应用状况通知近场通信电路125切换开关组件SW的状态以使得当近场通信电路120、125分别使用天线单元110进行传输时有较佳的阻抗匹配特性。于第一模式下，近场通信电路125控制开关组件SW处于关闭(closed)状态，而在本实施例中亦将开关组件SW的状态预设为关闭，所以一旦近场通信电路120接收到外部读取器的信号则可藉由反向散射调变技术(Backscatter Modulation)经由天线单元110来与外部无线射频识别读取器进行电子卷标识别。另外，当欲进行端对端数据传递或其它通信时，近场通信装置100会由第一模式切换至第二模式，近场通信电路125控制开关组件SW处于开启(open)状态，近场通信电路120与125、阻抗匹配电路130a、天线单元110会形成回路，所以近场通信电路125会经由阻抗匹配电路130a、近场通信电路120及天线单元110来与外部无线射频识别读取器或外部的电子卷标进行通信，而此时近场通信电路120亦可进行无线射频识别通信。需注意的是，当近场通信电路125与外部电子卷标进行通信时，由于电路间距离极短，所以近场通信电路125亦有可能读取到近场通信电路120(为一电子识别卷标)的数据，此时可将近场通信电路125设计为不读取近场通信电路120的数据以避免出错。直到近场通信电路125结束通信或数据传输后才会将开关组件SW的状态切换为关闭，而在实际设计上当近场通信电路125即将缺乏电力时亦可倾向立刻将开关组件SW切换至关闭状态。如此设计的好处是，即使近场通信电路125因缺乏电力而无法进行运作，近场通信电路120仍可经由开关组件SW与天线单元110来形成回路，换言之，当近场通信电路125缺乏电源时外部读取器仍可对近场通信电路120存取数据。于是，近场通信装置100在实际使用时上将较为便利，例如，若使用者进出捷运站并使用近场通信装置100支付旅费，则无论近场通信装置100有无电力，近场通信电路120皆可与捷运站的读取器通信来进行付款，使用者即可顺利通过捷运站的验票闸门。此外，因为共享单一天线，所以不会大幅地增加制造成本并且可减小近场通信装置100的尺寸大小。再者，由于使用者可方便地取出近场通信电路120，故更换手机时并不会有剩余金额转换的问题。

请参阅第2图，第2图是本发明第二实施例的近场通信装置200的示意图。近场通信装置100与200的差异在于近场通信装置100使用常闭型(Normal Close)开关组件以设计电路，而近场通信装置200则利用常开型(Normal Open)开关组件以设计电路。以电路架构来说，开关组件SW₁与SW₂组成开关模块215，近场通信电路220的第一端TXA’耦接于天线单元210的一端与开关组件SW₁的一端，近场通信电路220的第二端TXB’耦接于天线单元210的另一端与开关组件SW₂的一端，近场通信电路225的第一端TXA耦接于开关组件SW_的另一端，近场通信电路225的第二端TXB耦接于开关组件SW₂的另一端。阻抗匹配电路230a、230b与其电阻R皆用来作为天线端与其它电路之间的阻抗匹配之用，而稳压滤波电路235的功用则相同于稳压滤波电路135。于第一模式下，近场通信电路225会控制开关组件SW₁与SW₂处于开启状态(本实施例中开关组件SW₁与SW₂亦预设为开启状态)，此时近场通信电路220经由天线单元210来与外部无线射频识别读取器(例如捷运站的无线射频识别读取器)进行电子卷标识别，换言之，近场通信电路220可作为付款机制的无线射频电子识别卷标，且该无线射频电子识别卷标可设置于具有连接到SIM卡功能的线路垫(pad)与可进行无线通信的无线接口的用户识别卡上。另一方面，于一第二模式下，近场通信电路225则控制开关组件SW₁与SW₂处于关闭状态，此时近场通信电路225可经由开关组件SW₁、SW₂连接至天线单元210以便与外部无线射频识别电路或外部电子卷标进行通信。近场通信装置200的优点大体上相同于第一实施例中的近场通信装置100，为简化本说明书的篇幅，在此不另赘述。

请搭配参阅第3图与第4图，第3图与第4图分别绘示本发明第三实施例的近场通信装置300内近场通信电路320与325的操作示意图。近场通信装置300与100、200的差异在于近场通信装置300不使用开关组件以设计电路，而透过阻抗匹配电路330、331与332达到与外部无线射频识别电路或外部电子卷标进行通信，以达到降低成本之目的。近场通信电路320的第一端TXA’耦接于阻抗匹配电路330，阻抗匹配电路330并耦接于天线单元310的一端。近场通信电路320的第二端TXB’耦接于阻抗匹配电路331，阻抗匹配电路331并耦接于天线单元310的另一端。近场通信电路325的TXA与TXB端则分别耦接于阻抗匹配电路330及331。如第3图所示，于第一模式下，近场通信电路320，经由天线单元310来与外部无线射频识别读取器(例如捷运站的无线射频识别读取器)进行电子卷标识别，换言之，近场通信电路320可作为付款或身分辨识机制的无线射频电子识别卷标，且该无线射频电子识别卷标可设置于具有连接到SIM卡功能的线路垫(pad)与可进行无线通信的无线接口的用户识别卡上。另一方面，如第4图所示，于一第二模式下，近场通信电路325则透过阻抗匹配电路330、331及天线单元310，与外部无线射频识别电路或外部电子卷标进行通信。请注意到，虽然本实施例的阻抗匹配电路330、331为相同的电路，然而，在另一实施例中，阻抗匹配电路330、331的电路设计亦可以不同，此非本发明的限制。此外，亦可适当地调整阻抗匹配电路330、331以控制近场通信电路325于运作时是否可读到近场通信电路320所发出的信号。再者，近场通信装置300的优点大体上相同于第一实施例中的近场通信装置100，为简化本说明书的篇幅，在此不另赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的等效变化与修改，都应属本发明的涵盖范围。

Claims (15)

1.一种无线通信装置，其包含有：

天线单元；

开关模块，耦接于所述天线单元；

第一无线通信电路，耦接于所述天线单元，用来经由所述天线单元进行无线射频识别通信；以及

第二无线通信电路，耦接于所述开关模块，用来控制所述开关模块的状态，以经由所述天线单元进行无线射频识别通信；

其中所述第一、第二近距离无线通信电路共享所述天线单元。

2.如权利要求1所述的无线通信装置，其中所述开关模块具有开关组件，所述第一无线通信电路的第一传输端耦接于所述天线单元的第一端，所述第二无线通信电路的第一传输端耦接于所述天线单元的第二端与所述开关组件的第一端，以及所述第二无线通信电路的第二传输端耦接于所述开关组件的第二端与所述第一无线通信电路的第二传输端。

3.如权利要求2所述的无线通信装置，其中于第一模式下，所述第二无线通信电路控制所述开关组件处于关闭(closed)状态，所述第一无线通信电路经由所述天线单元与所述开关组件来与外部无线射频识别读取器进行电子卷标识别；以及于第二模式下，所述第二无线通信电路控制所述开关组件处于开启(open)状态，所述第二无线通信电路经由所述第一无线通信电路与所述天线单元以与外部无线射频识别读取器或外部电子卷标进行通信。

4.如权利要求3所述的无线通信装置，其中所述第一无线通信电路是无线射频识别标签，并用于作为付款(Payment)机制的电子识别卷标。

5.如权利要求4所述的无线通信装置，其中所述电子识别卷标设置于具有线路垫(pad)与无线接口的用户识别(Subscriber Identity Module，SIM)卡上。

6.如权利要求1所述的无线通信装置，其中所述开关模块包含有第一开关组件与第二开关组件，所述第一无线通信电路的第一端耦接于所述天线单元的一端与所述第一开关组件的一端，所述第一无线通信电路的第二端耦接于所述天线单元的另一端与所述第二开关组件的一端，所述第二无线通信电路的第一端耦接于所述第一开关组件的另一端，所述第二无线通信电路的第二端耦接于所述第二开关组件的另一端。

7.如权利要求6所述的无线通信装置，其中于第一模式下，所述第二无线通信电路控制所述第一、第二开关组件处于开启(open)状态，所述第一无线通信电路经由所述天线单元以便与外部无线射频识别读取器进行电子卷标识别；以及于第二模式下，所述第二无线通信电路控制所述第一、第二开关组件处于关闭(closed)状态，所述第二无线通信电路经由所述第一、第二开关组件连接至所述天线单元以便与外部无线射频识别电路或外部电子卷标进行通信。

8.如权利要求7所述的无线通信装置，其中所述第一无线通信电路是无线射频识别标签，并用于作为付款(Payment)机制的电子识别卷标。

9.如权利要求8所述的无线通信装置，其中所述电子识别卷标设置于具有线路垫(pad)与无线接口的用户识别(Subscriber Identity Module，SIM)卡上。

10.一种无线通信方法，其包含有：

提供一天线单元，其由第一无线通信电路与第二无线通信电路所共享；

于第一模式下，使用所述第一无线通信电路经由所述天线单元进行无线射频识别通信；以及

于第二模式下，使用所述第二无线通信电路经由所述天线单元进行无线射频识别通信。

11.一种无线通信装置，其包含有：

天线单元；

第一无线通信电路，耦接于所述天线单元，用来经由所述天线单元进行无线射频识别通信；以及

第二无线通信电路，耦接于所述天线单元，用来经由所述天线单元进行无线射频识别通信，其中所述第一、第二近距离无线通信电路共享所述天线单元。

12.如权利要求11所述的无线通信装置，其中所述第一无线通信电路的第一传输端耦接于所述天线单元的第一端，所述第二无线通信电路的第一传输端耦接于所述天线单元的所述第一端与所述第一无线通信电路的所述第一传输端，以及所述第一无线通信电路的第二传输端耦接于所述天线单元的第二端，所述第二无线通信电路的第二传输端耦接于所述天线单元的所述第二端与所述第一无线通信电路的所述第二传输端。

13.如权利要求12所述的无线通信装置，其中于第一模式下，所述第一无线通信电路经由所述天线单元来与外部无线射频识别读取器进行电子卷标识别；以及于第二模式下，所述第二无线通信电路经由所述天线单元来与外部无线射频识别读取器或外部电子卷标进行通信。

14.如权利要求13所述的无线通信装置，其中所述第一无线通信电路是无线射频识别标签，并用于作为付款(Payment)机制的电子识别卷标。

15.如权利要求14所述的无线通信装置，其中所述电子识别卷标设置于具有线路垫(pad)与无线接口的用户识别(Subscriber Identity Module，SIM)卡上。

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