CN102388596B - 检测模拟可以使用多个协议的若干个非接触式卡的nfc设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种管理两个主机与阅读器设备之间的NFC交易的方法。两个主机被嵌入NFC设备中，并且意图由阅读器设备在防冲突阶段期间分别通过第一标识符和第二标识符来识别。第一标识符包括可变部分。所述方法包括步骤：生成第一标识符，第一标识符的可变部分和第二标识符包括公共模式，在阅读器设备侧上在第一和第二标识符中寻找公共模式，如果找到公共模式且如果第一标识符的可变部分包括所述公共模式，则推断第一和第二主机被嵌入唯一NFC设备中。

Description

检测模拟可以使用多个协议的若干个非接触式卡的NFC设备的方法

技术领域

本发明涉及检测模拟可以使用多个通信协议的若干个非接触式卡的NFC设备的方法。其特别地涉及检测存在于NFC阅读器附近的物理NFC设备的数目的方法。

背景技术

NFC（近场通信）技术基于经由磁场的数据交换。NFC阅读器具有能够调制磁场并向NFC设备提供能量的天线。NFC阅读器通常称为PCD（接近式耦合设备）。NFC设备可以是PICC（接近式集成电路卡或接近式卡）或者可以嵌入充当逻辑PICC的组件。PICC和PCD由于等于13.56 MHz的场频中的电感耦合进行通信。特别地，ISO14443和ISO18092标准提供了可以在NFC领域中使用的调制技术和通信协议。

在PCD的磁场中可以存在若干个物理PICC。这就是为什么已经定义了允许PCD列举PICC的特定过程。这些过程称为防冲突机制。通常执行两个主要防冲突策略。第一个是面向位的确定性方法且第二个是面向帧的统计方法。

在ISO14443标准的第3部分中定义了确定性方法且该确定性方法主要用于遵从ISO14443-A型的产品。在ISO14443标准的第3部分中定义了统计方法且该统计方法主要用于遵从SO14443-B型或ISO18092的产品。

在两种防冲突方法中，每个PICC发送其自己的标识符，该标识符可以称为UID（唯一标识符）或PUPI（伪唯一Proxcard标识符）。PCD将接收到的标识符用于根据目标应用来选择PICC。无论使用什么防冲突策略，每个标识符都具有对于不同的交易而言可以改变的唯一值。无论使用什么标准，假设由PICC传送的所有标识符根据在标准中描述的原理是不同的。

NFC设备可以模拟可以使用若干个通信协议的多个PICC。PCD不能检测所检测的PICC是若干个不同的物理设备，还是由具有唯一天线的单个NFC设备模拟的PICC。

存在对允许NFC阅读器从作为逻辑PICC的一组模拟PICC中辨别一组物理PICC的需要。

发明内容

本发明的目的是解决上述技术问题。

本发明的目的是一种包括第一和第二主机以及NFC控制器的设备。每个主机对应于一个逻辑PICC。第一主机意图经由第一非接触式通信协议与阅读器设备通信。第二主机意图经由第二非接触式通信协议与阅读器设备通信。第一主机意图由阅读器设备在防冲突阶段期间通过第一标识符来识别。第二主机意图由阅读器设备在防冲突阶段期间通过第二标识符来识别。第一标识符包括可变部分。便携式设备包括能够生成第一标识符以使得第二标识符和第一标识符的可变部分包括公共模式的装置。

在一个实施例中，第一主机可以是第二主机且第一和第二通信协议可以是不同的。

所述第一和第二标识符可以是相同的，并且所述第一和第二通信协议可以是不同的。

替换地，所述第一和第二通信协议可以是相同的且所述第一和第二主机可以是不同的。

在优选实施例中，所述第二标识符可以包括可变部分且所述装置可以能够生成第二标识符。

有利地，所述装置可以能够根据所述第二标识符生成第一标识符。

所述第一和第二主机中的任何一个可以是安全主机。

有利地，所述装置可以能够向第一主机发送第一标识符。

有利地，所述装置是NFC控制器。

在优选实施例中，所述设备可以是便携式设备，诸如移动电话。

所述第一和第二通信协议中的每一个可以遵从ISO14443-A、ISO14443-B、ISO15693、ISO18092-F或JISX6319-F标准。

本发明的另一目的是一种意图经由NFC技术与至少第一和第二主机通信的设备。该设备充当NFC阅读器。所述第一和第二主机被连接到NFC控制器。第一主机意图由所述设备在防冲突阶段期间通过包括可变部分的第一标识符来识别。第二主机意图由所述设备在防冲突阶段期间通过第二标识符来识别。所述设备包括能够在所述第一和第二标识符中寻找公共模式的第一装置。所述设备包括第二装置，如果找到公共模式且如果所述第一标识符的可变部分包括所述公共模式，则该第二装置能够推断所述第一和第二主机被嵌入唯一NFC设备中。

本发明的另一目的是用于管理第一和第二主机与NFC阅读器设备之间的NFC交易的方法。第一主机被嵌入第一NFC设备中且意图由该阅读器设备在防冲突阶段期间通过第一标识符来识别。第一标识符包括可变部分。第二主机被嵌入第二NFC设备中且意图由该阅读器设备在防冲突阶段期间通过第二标识符来识别。所述方法包括以下步骤：

—生成第一标识符，使得所述第一标识符的可变部分和第二标识符包括公共模式，

—在阅读器设备侧上，在所述第一和第二标识符中寻找公共模式，

—如果找到公共模式且如果第一标识符的可变部分包括找到的公共模式，则推断所述第一和第二主机被嵌入唯一NFC设备中。

有利地，所述方法在成功的公共模式搜索的情况下可以包括另一步骤：

—在阅读器设备侧上，更新被阅读器设备用来与第一和第二主机进行通信的通信参数。

有利地，所述方法可以包括在生成步骤之后将第一标识符发送到第一主机的步骤。

附图说明

根据对参考相应附图的本发明的许多优选实施例的以下描述的阅读，本发明的其它特征和优点将更清楚地浮现出来，在附图中：

—图1示意性地描绘根据本发明的移动电话型NFC设备的架构的示例；

—图2是根据本发明的在NFC设备中模拟的PICC的标识符的结构的示例；

—图3是根据本发明的其中NFC阅读器与被嵌入单个NFC设备中的两个模拟PICC通信的系统的示例；

—图4是其中NFC阅读器与两个物理PICC通信的系统的示例；以及

—图5是根据本发明的其中NFC阅读器与被嵌入单个NFC设备中的两个PICC通信的系统的示例。

具体实施方式

本发明可以应用于包括NFC控制器、天线且能够管理多个逻辑PICC的任何类型的设备。这些设备可以是类似于移动电话的便携式设备或用于支付的电子资金转账终端。这些设备还可以是类似于被称为标签的智能海报的固定设备。

本发明依赖于与NFC领域有关的标准导致生成对于每个PICC而言不同的PICC标识符的事实。主要通过使用随机值来实现标识符生成。

本发明的优点是允许PCD检测在其磁场中在物理上存在多少天线。因此，NFC阅读器可以适应物理和协议参数以便使非接触式通信最优化。此最优化是重要的，因为天线的耦合改变PCD天线的性能并影响通信带宽和抗噪声度。

此外，若干个NFC天线之间的磁场共享导致可用于每个NFC天线的能量的减少。由于通信参数的更新，可以改善完全非接触式交易的成功程度。本发明避免了PCD在同时检测到过多PICC时放弃非接触式交易。

由于本发明，PCD能够确定所检测的PICC的性质：物理PICC或逻辑PICC。

本发明的另一优点是将存在于磁场中的物理NFC设备的数目告知在PCD侧上运行的应用。如果已检测到单个NFC设备，则应用可以尝试与该单个NFC设备本身通信，或者可以利用所有所检测的PICC共享公共物理资源且相关用户的管理涉及多个PICC的使用的事实。

图1示出根据本发明的移动电话型设备的架构。

设备ND包括天线AN、NFC控制器NC和三个主机EPA、EPB和EPC。每个主机对应于一个逻辑PICC。每个主机可以是安全的或者不是安全的。例如，主机可以是数字基带或应用处理器。在优选实施例中，EPA是作为安全主机的SIM卡；EPB是专用于访问应用的主机且EPC是专用于银行应用的主机。三个主机经由三个数字链路LK1、LK2和LK3被链接到NFC控制器NC。特别地，可以用SWP（TS 102.613）、I2C或NFC WI（ECMA 373）标准来实现三个链路。

在优选实施例中，NFC控制器NC完全管理NFC阅读器与主机EPA、EPB和EPC之间的非接触式协议。非接触式协议可以遵从ISO14443、ISO18092或ISO15693标准。非接触式协议还可以遵从专有规范。每个主机可以使用不同于其它主机的通信协议。

替换地，可以由主机本身来管理防冲突阶段。在此类情况下，NFC控制器NC负责磁场的调制/解调并将协议帧从NFC阅读器传输至主机且反之亦然。

在优选实施例中，NFC控制器NC负责生成主机的标识符。

图2示出根据本发明的在NFC设备中模拟的PICC的标识符的结构的示例。标识符IA包括固定部分FV和可变部分IAV。固定部分FV包含固定值。可以由所使用的通信协议标准或由应用要求来定义该固定值。

可变部分IAV意图保证两个标识符是不同的。

根据本发明，可变部分IAV包含被在一个NFC设备中模拟的PICC的所有标识符所公用的模式CPP。公共模式CPP允许NFC阅读器检测到所检测的PICC属于相同且唯一的NFC设备。换言之，公共模式CPP充当用于NFC设备ND本身的唯一标识符且标识符之间的差异将迫使阅读器列举在其场中的所有PICC。

可变部分IAV还包含意图辨别属于相同且唯一NFC设备的PICC的标识符的索引ISA。索引ISA是专用于相应模拟PICC的小标识符。在优选实施例中，索引ISA的尺寸尽可能地小，使得模式可能是最长的。特别地，对于两个模拟PICC而言，索引尺寸等于1位，对于四个模拟PICC而言，索引尺寸等于2位，并且对于高度模拟PICC而言，索引尺寸等于3位，诸如此类。

通常，标识符为32位长。例如，如果两个标识符具有以值0101010101010101设置的固定部分，则可以将公共模式设置为110110110110110，并且针对第一标识符可以将索引设置为0且针对第二标识符将索引设置为1。结果，第一标识符是01010101010101011101101101101100且第二标识符是01010101010101011101101101101101。

替换地，标识符IA可以仅包括可变部分。

在另一实施例中，如果在不同的RF技术上载送，则根据本发明生成的两个标识符可以具有相同的值。也就是说，不存在专用于每个模拟PICC的索引。在图3处示出此类示例。

如图3所示，NFC阅读器RD与能够管理两个主机EPA和EPB的元件EL通信。模拟主机EPA意图通过第一通信协议P1进行通信且模拟主机EPB意图通过不同于P1的第二通信协议P2进行通信。例如，第一协议P1可以遵从ISO14443-A且第二协议P2可以遵从ISO14443-B。根据本发明，元件EL被嵌入单个NFC设备ND中。阅读器RD具有由于与NFC设备ND的天线AN4的耦合而允许非接触式通信的天线AN3。NFC设备ND包括被连接到元件EL的NFC控制器NC。两个主机EPA和EPB可以具有共享相同值的标识符。由于通过两个不同的通信协议来接收相同的标识符值，所以NFC阅读器RD能够识别两个主机EPA和EPB。

图4示出其中NFC阅读器RD与两个物理NFC设备ND1和ND2通信的系统的示例。在本示例中，两个NFC设备是两个非接触式智能卡。ND1包括由于与阅读器RD的天线AN3的耦合而允许通信的天线AN1。ND2也包括能够与AN3通信的天线AN2。第一卡ND1包括意图使用标识符IA的主机EPA。第二卡ND2包括意图使用标识符IB的主机EPB。NFC阅读器RD包括两个装置M2和M3。第一装置M2能够在防冲突阶段期间在接收到的标识符中寻找公共模式。第二装置M3能够推断包括找到的公共模式的标识符对应于被嵌入单个NFC设备中的模拟PICC。特别地，必须在至少一个标识符的可变部分中找到公共模式。

在图4的示例中，针对每个非接触式交易随机地生成两个标识符IA和IB。当将两个卡ND1和ND2放置在阅读器RD的磁场中时，两个标识符IA和IB被阅读器RD接收到。第一装置M2在两个接收到的标识符中寻找公共模式。如果至少三个连续位在两个标识符IA和IB的可变部分中的相同位置处具有相同的值，则公共模式视为被找到。由于IA和IB包含随机值，所以找到公共模式的概率是极低的。因此，未找到公共模式且阅读器RD推断在其磁场中存在两个物理NFC设备。换言之，阅读器RD能够推断在其磁场中存在两个天线，因为在物理上分离的PICC不具有协商其标识符中的公共模式的装置。

图5示出其中NFC阅读器RD与被嵌入单个NFC设备ND中的两个模拟PICC通信的系统的示例。

在本实施例中，两个模拟PICC是包括在NFC设备ND中的两个主机EPA和EPB。例如，NFC设备ND可以是移动电话，第一主机EPA可以是SIM卡且第二主机EPB可以专用于传送应用。在防冲突阶段期间，第一主机EPA意图使用标识符IA且第二主机EPB意图使用标识符IB。在本实施例中，两个标识符IA和IB包括可变部分。NFC设备ND包括NFC控制器NC和被连接到两个模拟PICC的装置M1。当设备ND被放置在阅读器RD的磁场中时，装置M1通过生成公共模式CCP和分配给每个所述可变部分的两个特定索引来生成标识符IA和IB。有利地，所生成的标识符IA和IB分别被发送到EPA和EPB。然后，将两个标识符发送到阅读器RD。阅读器RD包括天线AN3和两个装置M2和M3。在防冲突步骤期间，装置M2在接收到的标识符IA和IB中寻找公共模式的存在并检查至少一个标识符的可变部分包括找到的公共模式CCP。如果找到公共模式，则装置M3推断两个标识符IA和IB对应于被嵌入仅具有一个天线的唯一NFC设备中的两个主机EPA和EPB。

在优选实施例中，根据本发明来生成属于单个NFC设备的所有主机的标识符。

替换地，一个标识符的值可以是完全固定的。特别地，可以根据特定标准来构建标识符值。在这种情况下，装置M1从相应的主机检索固定标识符。然后，基于具有固定值的标识符来生成属于NFC设备的其它主机的标识符。换言之，从固定标识符提取公共模式CPP。

如果在主机中运行的应用由于用于多样化的目的（例如密码学）或选择（例如JIS-X6319-4）而需要知道标识符，则可以由装置M1将生成的标识符发送到相应的主机。

有利地，将装置M1和NFC控制器NC合并在一个实体中。替换地，可以在微处理器中实现装置M1。

由于本发明，NFC阅读器RD能够检测在物理上存在于其磁场中的天线的数目。因此，阅读器RD可以设置其通信参数以便使非接触式会话最优化。

此外，本发明可用于在若干个天线在其磁场中时改变其应用性能的NFC阅读器。

Claims (13)

1.一种包括第一和第二主机（EPA、EPB）以及NFC控制器（NC）的设备（ND），所述第一和第二主机（EPA、EPB）意图分别经由第一通信协议（P1）和第二通信协议（P2）与阅读器设备（RD）通信，所述第一和第二主机（EPA、EPB）意图由阅读器设备（RD）在防冲突阶段期间分别通过第一标识符（IA）和第二标识符（IB）来识别，所述第一标识符（IA）包括可变部分（IAV），所述可变部分（IAV）和第二标识符（IB）包括公共模式（CPP），

其特征在于，便携式设备（ND）包括能够生成所述第一主机（EPA）的所述第一标识符（IA）且能够将所述第一标识符（IA）发送到所述第一主机（EPA）的装置（M1），在于所述第一主机（EPA）被配置为在所述防冲突阶段期间将所述第一标识符（IA）发送到所述阅读器设备（RD），以及在于所述第二主机（EPB）被配置为在所述防冲突阶段期间将所述第二标识符（IB）发送到所述阅读器设备（RD）。

2.根据权利要求1所述的设备（ND），其中，第一主机（EPA）和第二主机（EPB）被合并在一个组件中，并且其中，所述第一和第二通信协议（P1、P2）是不同的。

3.根据权利要求1所述的设备（ND），其中，所述第一和第二标识符（IA、IB）是相同的，并且其中，所述第一和第二通信协议（P1、P2）是不同的。

4.根据权利要求1所述的设备（ND），其中，所述第一和第二通信协议（P1、P2）是相同的，并且其中，所述第一和第二主机（EPA、EPB）是不同的。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的设备（ND），其中，所述第二标识符（IB）包括可变部分（IBV），并且其中，所述装置（M1）能够生成所述第二标识符（IB）。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的设备（ND），其中，所述装置（M1）能够根据所述第二标识符（IB）生成所述第一标识符（IA）。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的设备（ND），其中，所述第一和/或所述第二主机（EPA、EPB）是安全主机。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的设备（ND），其中，所述装置（M1）是NFC控制器（NC）。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的设备（ND），其中，所述设备（ND）是便携式设备。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的设备（ND），其中，所述设备（ND）是移动电话。

11.根据权利要求1至10中的任一项所述的设备（ND），其中，所述第一和第二通信协议（P1、P2）中的每一个遵从ISO14443-A、ISO14443-B、ISO15693、ISO18092-F或JISX6319-F标准。

12.一种用于管理第一和第二主机（EPA、EPB）与阅读器设备（RD）之间的NFC交易的方法，第一和第二主机（EPA、EPB）被嵌入NFC设备（ND）中，第一和第二主机（EPA、EPB）意图由阅读器设备（RD）在防冲突阶段期间分别通过第一标识符（IA）和第二标识符（IB）来识别，所述第一标识符（IA）包括可变部分（IAV），

其特征在于所述方法包括以下步骤：

—通过NFC设备（ND）中的装置（M1）生成所述第一标识符（IA），所述第一标识符（IA）的可变部分（IAV）和第二标识符（IB）包括公共模式（CPP），

—    通过所述装置（M1）将所述第一标识符（IA）发送到所述第一主机（EPA）并将所述第二标识符（IB）发送到所述第二主机（EPB），

—     通过所述第一主机（EPA）在所述防冲突阶段期间将所述第一标识符（IA）发送到所述阅读器设备（RD），

—    通过所述第二主机（EPB）在所述防冲突阶段期间将所述第二标识符（IB）发送到所述阅读器设备（RD），

—在阅读器设备（RD）侧上在所述第一和第二标识符（IA、IB）中寻找公共模式，

—如果找到公共模式且如果所述第一标识符（IA）的可变部分（IAV）包括所述公共模式，则推断所述第一和第二主机（EPA、EPB）被嵌入唯一NFC设备（ND）中。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，通信参数被阅读器设备（RD）用来与第一和第二主机（EPA、EPB）进行通信，并且其中，所述方法在成功的公共模式搜索的情况下包括另一步骤：

—在阅读器设备（RD）侧上更新通信参数。