CN102013901A - 使用近场的通信设备 - Google Patents

Abstract

一种使用近场的通信设备包括：近场信号提供单元，提供基带信号和将数字调制应用到基带信号获得的信号之一作为近场信号；发送和接收所提供的近场信号的接口单元；和控制该近场信号提供单元和该接口单元的控制器。可以克服相关技术近场通信的低数据传输速率。也就是，可通过使用高数据传输速率提供各种业务。尤其，可以实现近场通信和通过现有无线网络执行的网络配置和数据通信作为单一组合的技术。另外，通过共享电耦合和磁耦合的接口，可以同时有效地提供电源和通信。

Description

使用近场的通信设备

相关申请的交叉引用

本申请要求在韩国专利局2009年9月8日提交的No.10-2009-0084344、2010年8月27日提交的No.10-2010-0083628的韩国专利申请的优先权，通过引用将其内容合并于此。

技术领域

本发明涉及使用近场的通信设备，尤其，涉及能够支持较高数据传输速率的使用近场的通信设备。

背景技术

近场通信(NFC)是一种基于RFID使用13.56MHz频带，在10厘米距离内以大约424kbps速率发送数据，具有低功率消耗的技术。

根据NFC技术，只通过简单允许终端极为接近而无需用户任何有意的操作，两个或多个NFC支持终端可以执行双向通信，例如发送和接收地址列表、游戏、MP3文件等、以及电话号码。

NFC技术使得移动电话、AV设备、数字相机、PDA、机顶盒(STB)和计算机能够通过直觉互相接入以容易地移动或者操作各种内容，并提供已经存在的蓝牙(Bluetooth^TM)和无线802.11设备的自动网络设置。

然而，尽管NFC支持低功率消耗的操作，它的缺点在于数据传输速率低。

发明内容

本发明的一方面提供能够支持高数据传输速率的使用近场通信(NFC)的通信设备。

根据本发明的一个方面，提供一种使用近场的通信设备，包括：近场信号提供单元，提供基带信号和通过把数字调制应用到该基带信号获得的信号中的一个作为近场信号；接口单元，发送和接收提供的近场信号；和控制器，控制该近场信号提供单元和该接口单元。

该近场信号提供单元可以不把使用载波的调制方案应用到基带信号和通过把数字调制应用到基带信号获得的信号中的一个。

该近场信号提供单元可以包括滤波器，用于限制该基带信号和通过把数字调制应用到基带信号获得的信号之一的频带。

该接口单元可以包括：天线，发送和接收通过那里的无线信号；和匹配电路。

该接口单元可以进一步包括：绝缘层，保护该天线和该匹配电路中的至少一个。

该接口电路可以由透明电极形成。

该设备可以进一步包括：显示单元，直观地显示关于使用近场的通信设备的信息。

该显示单元可以直观地显示通信可用的外部设备。

该显示单元可以与该接口单元共享组件。

该设备可以进一步包括：外部通信单元，提供除了使用近场的通信之外的通信方案。

该外部通信单元可以使用有线通信方案和无线通信方案之一。

该外部通信单元的有线通信方案可以是USB、LAN和串口通信中的至少一个。

该外部通信单元的无线通信方案可以是WLAN、ZigBee^TM、RFID和蓝牙中的至少一个。

该设备可以进一步包括：感生电压产生单元，提供使用近场的通信设备所需要的功率。

该感生电压产生单元可以从外部电源设备接收功率并提供感生电压给另一使用近场的通信设备。

该感生电压产生单元可以从不同的使用近场的通信设备接收感生电压。

该设备可以进一步包括：电池单元，存储使用近场的通信设备所需要的功率。

该控制器可以包括存储器，用于存储关于近场信号提供单元和接口单元的控制信息。

该控制器可以为使用近场的通信进行认证。

附图说明

本发明的上述的和其它的方面、特征和其它优点将从结合附图的以下详细描述中更清楚地理解，其中：

图1是根据本发明示例性实施例的使用近场的通信设备的示意性框图；

图2是根据本发明另一个示例性实施例的使用近场的通信设备的示意性框图；

图3是根据本发明示例性实施例的用于说明利用使用近场的通信设备的业务的视图；

图4是根据本发明示例性实施例的，用于说明根据有线通信方案、通过采用外部通信单元、利用使用近场的通信设备的业务的视图；以及

图5是根据本发明示例性实施例的，用于说明根据无线通信方案、通过采用外部通信单元、利用使用近场的通信设备的业务的视图。

具体实施方式

本发明可以可变地修改并可以具有各种实施例，其特定的示例将在附图中说明并详细描述。

然而，应该理解，下述的本发明的示例描述不是想要把本发明限制到本发明特定的形式，而相反地本发明意欲覆盖包含在本发明的精神和范围内的所有修改、类似和替换。

虽然这样的术语“第一”和“第二”等可以用于描述各种组件，但这样的组件不必限制于上述术语。上述术语仅用于区别一个组件与另一个组件。例如，第一组件可以称作第二组件而不脱离本发明的权利范围，同样地第二组件可以称作第一组件。术语“和/或”囊括多个公开的相关项的组合、以及多个公开的相关项中的任一项。

除非另外定义，在此使用的所有术语，包括技术或科学术语，具有与本发明所属技术领域的普通知识的人通常理解的含义相同的含义。如在通常使用的字典中定义的这样的术语将被解释为具有与在相关技术领域中的上下文含义等同的含义，并且除非在本申请中清楚地定义，将不解释为具有理想的或极端形式的含义。

本发明的实施例将参考附图在下面详细描述，其中相同或相应的那些组件被给与相同的附图标记，与图号无关，并且将省略冗余的解释。

图1是根据本发明示例性实施例的使用近场的通信设备的示意性框图。

参考图1，根据本发明示例性实施例的使用近场的通信设备100包括：近场信号提供单元110，用于提供基带信号和通过将数字调制应用到基带信号获得的信号中的一个，作为近场信号；接口单元120，发送和接收所提供的近场信号；和控制器130，控制近场信号提供单元和接口单元。

根据本发明示例性实施例的使用近场的通信设备100，基于其中发送基带信号或者通过将数字调制应用到基带信号获得的信号、并恢复所接收的信号的方案，而不是基于使用载波的频率调制方案，使用数字近场通信(NFC)技术，作为传送高速数据的方法。

可以通过利用数字NFC技术来提供利用高速数据传输特性以及利用低速数据传输特性的业务。

近场信号提供单元110可以提供基带信号和将数字调制应用到基带信号而获得的信号之一作为近场信号。

同样，近场信号提供单元110可以不将使用载波的调制方案应用到基带信号和将数字调制应用到基带信号而获得的信号之一。

换句话说，该信号可以包括其中逻辑使用的0和1被指示为电压值的例如TTL或CMOS电平的信号，并且这样的信号可以通过数字逻辑电路产生。通过该数字逻辑电路进行的调制包括扩展操作，并且因为所产生的数字信号具有宽带频率特征，所以可以配置滤波器来限制该波段。接收信息，通过该数字逻辑电路经历扩展调制处理，并然后通过滤波器。然后，结果信号通过接口与邻近设备通信。

也就是，因为近场信号提供单元110不使用传统近场通信所使用的频率连续调制方案，所以它不需要载波。因此，可以确保较高的数据传输速率，并且通过近场信号提供单元110产生的近场信号可以通过接口单元120与设备通信。

同样，近场信号提供单元110可以包括限制该基带信号和将数字调制应用到基带信号而获得的信号之一的频带的滤波器。

接口单元120可以包括：天线，发送和接收从其通过的无线信号，以更好地在接近设备或邻近设备之间传输信号；以及为天线所需要的匹配电路。该接口单元120可以配置为基于接触方案的电极。

接口单元120可以由具有传导性的材料制成，被安装在该设备的机构的内侧，并为用户方便起见是暴露的。当该接口单元120暴露时，它可以进一步包括保护天线和匹配电路中的至少一个的绝缘层，以便确保用户安全并保护该设备。

同样，接口单元120可以配置为透明电极，并在这种情况下，该透明电极可以具有某种电极模式(pattern)以提高信号发送特性。

控制器130可以控制近场信号提供单元110和接口单元120。

也就是，控制器130通常执行使用近场的通信设备100所需的控制操作。控制器130可以控制近场信号提供单元110和接口单元120，也可以控制显示单元140、外部通信单元150、感生电压产生单元160和电池单元170。

另外，控制器130可以包括存储关于近场信号提供单元110和接口单元120的控制信息的存储器，或者可以执行对使用近场的通信的认证。

图2是根据本发明另一个示例性实施例的使用近场的通信设备的示意性框图。

参考图2，根据本发明另一个示例性实施例的使用近场的通信设备100可以进一步包括显示单元140，直观地显示关于使用近场的通信设备的信息。

显示单元140可以直观地显示可用于通信的外部设备，并可以与接口单元120共享组件。

例如，在具有显示单元140的设备中，由具有传导性的透明材料制成的接口单元120可以存在在显示单元140的表面上以向用户提供直觉服务。

可以在存在于显示单元140表面上的接口单元120上形成绝缘层。同样，配置显示单元140所需要的导电薄膜可以用作接口单元120。

在配置普通平板显示设备中，使用以下原理来显示图像信息，即形成多个水平透明电极和多个垂直透明电极、并将信号发送到相关透明电极以照亮在相应位置上的放电室(cell)的原理，并且在这种情况下使用的透明电极可以用作近场通信的接口单元120。

具有识别用户的接触和输入模式的功能的显示单元140包括形成在图像显示设备上以识别接触的透明传导层，并且在这种情况下，接口120可以配置为通过使用该层来识别接触，并通过所识别的接触的透明电极发送数字信号。

当显示单元140的图标、按钮等等用于近场通信时，在显示单元140中存在的多个小电极可以用作接口单元120的天线模式。

参考图2，根据本发明另一个示例性实施例的使用近场的通信设备100可以进一步包括提供不同于使用近场通信的通信方案的外部通信单元150。外部通信单元150可以使用有线通信方案和无线通信方案中的至少一个。当外部通信单元150使用有线通信方案时，它可以使用USB、LAN和串行通信中的至少一个，以及当外部通信单元150使用无线通信方案时，它可以使用WLAN、ZigBee^TM、RFID和蓝牙中的至少一个。

参考图2，根据本发明另一个示例性实施例的使用近场的通信设备100可以进一步包括感生电压产生单元160，提供使用近场的通信设备100所需要的功率。

感生电压产生单元160一旦从外部电源设备接收到功率就充电，并提供感生电压给不同的使用近场的通信设备。

通常，NFC技术是一种在接近设备或邻近设备之间发送和接收高速数据的技术，所以可能有如下的状况，其中根据使用的场在设备之间执行长时间段的通信。在这种情况下，将需要一旦从外部电源设备接收功率就可以长时间段操作的使用近场的通信设备。

感生电压产生单元160可以从不同的使用近场的通信设备接收感生电压。

由于上述原因，如果不能直接从外部电源设备向使用近场的通信设备提供功率，那么它将从外部的使用近场的通信设备接收感生电压。

例如，直接从外部电源设备接收功率的使用近场的第一通信设备可以利用外部功率来操作，并通过利用接收的外部功率的感生磁场产生感生功率。

同时，不能直接从外部电源设备接收功率的使用近场的第二通信设备可以使用通过从使用近场的第一通信设备产生的第一感生功率感生的第二感生功率。

结果，从一个外部电源设备提供的电源的一部分可以直接由使用近场的第一通信设备使用，并且，当使用近场的第一通信设备产生第一感生功率以产生用于使用近场的第二通信设备的第二感生功率时可以使用其余部分。即，剩余功率可以用于使用近场的第二通信设备的操作。

同样，根据需要可以利用接口支持电源和通信。使用近场的通信设备使用电耦合特性并使用磁耦合特性用于电源，这样必要时可以对两个不同的耦合共享接口的使用，因此减少提及、面积等。

参考图2，根据本发明另一示例性实施例的使用近场的通信设备100包括电池单元170，存储使用近场的通信设备100需要的功率。

在其中来自外部电源设备的电源暂停或切断的情况中，使用近场的通信设备100优选地需要操作，从而将需要存储使用近场的通信设备100的操作所需要的功率的电池单元170。

图3是根据本发明示例性实施例的用于说明利用使用近场的通信设备的业务的视图。

参考图3，根据本发明示例性实施例的利用使用近场的通信设备的业务包括不同的业务，例如通过配置以接触或接近的方式在周围存在的电子设备之间(例如移动电话之间、移动电话和外围设备之间、笔记本电脑之间等等)的网络的低速数据传输业务或高速数据传输业务。

不象传统的NFC，数据通信通过利用基带信号或通过数字调制处理获得的数字信号来执行，无需利用频率调制方案，并且数据可以在两个设备之间以高速传输。

通过高速数据传输，可以在移动电话之间传输音乐文件或视频文件以及简单的电子商务名片，并且存储在移动电话内的图像信息可以输出到光束投影机或者外部监视器。

另外，通过在终端、笔记本计算机或个人计算机(PC)之间提供网络，个性化的或同步的内容可以直接在接近或邻近的设备之间发送。

考虑到用户的移动设备的便携性而将其配置为具有小屏幕。甚至扩展的显示设备(例如笔记本计算机)可根据环境需要执行到光束投影机或外部扩展的显示设备的输出。在这种情况下，外部显示设备可以通过使用近场的通信设备而用作用户的多个监视器。外部显示器可以显示与用户的移动设备的屏幕的信息相同或不同的信息。

图4是根据本发明示例性实施例的用于说明根据有线通信方案、通过采用外部通信单元、利用使用近场的通信设备的业务的视图。

参考图4，在利用使用近场的通信设备的业务中，可以提供根据有线通信方案利用外部通信单元的业务，以便当垫板形式的近场通信设备通过USB连接到个人计算机(PC)、并且具有近场通信设备的移动设备接触或极接近地呈现时，用户可以使用移动电话作为外部存储设备，并且近场通信技术可以容易地应用到具有USB主机功能的设备中。

根据有线通信方案使用外部通信单元的业务可以通过NFC将外部通信单元连接到具有主机功能的例如TV或DIVX播放器的设备来提供新业务。

在现代社会，几乎每个人都拥有具有通信功能的移动终端并另外随身携带便携存储设备。个人拥有的移动终端可以与连接的计算机相接触以便形成网络来执行操作，或者可以移动到会议的不同地方，在该会议中个人可以使移动终端与光束投影机接触以将光束投影机作为外部图像设备连接到移动电话，以利用移动电话的图像数据。

图5是根据本发明示例性实施例的用于说明根据无线通信方案通过使用外部通信单元利用使用近场的通信设备的业务的视图。

参考图5，在利用使用近场的通信设备的业务中，可以提供根据无线通信方案利用外部通信单元的业务，以便将NFC应用到用户的移动终端，并且可以使用户的移动终端与门户(door)的NFC设备接触或极接近。也就是，根据无线通信方案利用外部通信单元的业务可以用作通过用户认证允许进入或离开的系统的业务。

用户可以通过用户终端的键盘输入加密密钥或者输入应用到门户上的加密密钥，同时观看接触的移动终端的显示设备。这种功能还可以用于付费业务。另外，该功能也可以与用户终端或门户的指纹识别系统相关联地使用。

如上面所阐述的，根据本发明示例性实施例的使用近场的通信设备可以克服相关技术近场通信的低数据传输速率。也就是，可以通过利用高数据传输速率提供各种业务。尤其，可以实现近场通信以及通过现有无线网络执行的网络配置和数据通信，作为单一结合的技术。另外，通过共享电耦合和磁耦合的接口，可以同时有效地提供电源和通信。

虽然已经连同示例性实施例一起示出并描述本发明，但是对本领域技术人员明显的是，可以做出修改和变化，而不脱离通过附加权利要求限定的本发明的精神和范围。

Claims (19)

1.一种使用近场的通信设备，该设备包括：

近场信号提供单元，提供基带信号和通过将数字调制应用到基带信号获得的信号中的一个，作为近场信号；

接口单元，发送和接收所提供的近场信号；和

控制器，控制该近场信号提供单元和该接口单元。

2.如权利要求1所述的设备，其中该近场信号提供单元不将使用载波的调制方案应用到所述基带信号和通过将数字调制应用到基带信号获得的所述信号之一。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述近场信号提供单元包括滤波器，该滤波器用于限制该基带信号和通过将数字调制应用到基带信号获得的该信号之一的频带。

4.如权利要求1所述的设备，其中所述接口单元可以包括：天线，发送和接收从其通过的无线电信号；和匹配电路。

5.如权利要求4所述的设备，其中所述接口单元还包括保护该天线和该匹配电路中的至少一个的绝缘层。

6.如权利要求4所述的设备，其中所述接口单元由透明电极形成。

7.如权利要求1所述的设备，进一步包括显示单元，用于直观地显示关于使用近场的通信设备的信息。

8.如权利要求7所述的设备，其中所述显示单元可直观地显示可用于通信的外部设备。

9.如权利要求7所述的设备，其中所述显示单元与所述接口单元共享组件。

10.如权利要求1所述的设备，还包括：

外部通信单元，提供不同于使用近场的通信的通信方案。

11.如权利要求10所述的设备，其中所述外部通信单元使用有线通信方案和无线通信方案之一。

12.如权利要求11所述的设备，其中所述外部通信单元的有线通信方案是USB、LAN和串行通信中的至少一个。

13.如权利要求11所述的设备，其中所述外部通信单元的无线通信方案是WLAN、ZigBee^TM、RFID和Bluetooth^TM中的至少一个。

14.如权利要求1所述的设备，还包括：

感生电压产生单元，提供使用近场的通信设备所需要的功率。

15.如权利要求14所述的设备，其中所述感生电压产生单元从外部电源设备接收功率，并提供感生电压给不同的使用近场的通信设备。

16.如权利要求14所述的设备，其中所述感生电压产生单元从不同的使用近场的通信设备接收感生电压。

17.如权利要求1所述的设备，还包括：

存储所述使用近场的通信设备所需的功率的电池单元。

18.如权利要求1所述的设备，其中所述控制器包括用于存储关于所述近场信号提供单元和所述接口单元的控制信息的存储器。

19.如权利要求1所述的设备，其中所述控制器对所述使用近场的通信执行认证。

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