CN102769474A - 一种射频装置及低频交变磁场距离控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种射频装置及低频交变磁场距离控制方法,其中,射频装置包括:磁信号收发器，用于产生、发射及接收低频交变磁场信号；射频通信单元，用于通过射频通信交换信息。本发明的低频交变磁场距离控制方法为:对低频发射通道和低频接收通道进行轮回切换，发射第一低频交变磁场信号、接收第二低频交变磁场信号；根据发射的第一低频交变磁场信号和接收的第二低频交变磁场信号控制通信距离，以便使射频装置在预设的距离范围交换信息。本发明所提供的射频装置及低频交变磁场距离控制方法，使得对于各种移动终端在规定的刷卡距离范围内能够安全有效地实现电子支付等刷卡交易，且无需校准移动终端。

Description

一种射频装置及低频交变磁场距离控制方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种射频装置及低频交变磁场距离控制方法。

背景技术

随着移动终端的普及，利用移动终端进行移动支付的应用需求非常迫切，目前已经有多种实现方案，但各有缺点。当前已经出现了在移动终端SIM（Subscriber Identity Module）卡、SD（Secure Digital Memory Card）卡、Micro-SD卡或移动终端主板中，增加射频功能，使得移动终端成为一个可以充值，消费，交易、身份认证的超级智能终端。在该方案中，射频采用UHF(Ultra High Frequency，超高频)技术，使得射频模块嵌入移动终端后，仍可以透射出来，从而实现不必改变移动终端现有结构就能完成数据通信的功能。然而，由于移动终端的结构及其材料物理特性存在较大的差异，射频透射效果有很大不同，所以必须对移动终端进行校准，也就是在使用前必须将移动终端的衰减参数记录到卡中。需要校准是该方法存在的主要问题。

所以，本领域技术人员又提出了一种利用低频交变磁场信号检测实现通信距离有效控制的方法，该方法通过射频装置发送单向低频交变磁场信号，移动通信装置接收并检测该低频交变磁场信号的强度，当该低频交变磁场信号强度大于或等于移动通信装置预设门限时，则表明装载该移动通信装置的移动终端进入了可刷卡区间，启动射频通信，实现刷卡交易。该方法中，随着射频装置与移动通信装置之间的通信距离的增加，移动通信装置接收到的低频信号强度呈单调衰减的规律，并且由于低频具有很强的绕射和透射能力，移动终端内的移动通信装置接收到的低频交变磁场信号强度受移动终端本身的结构和材料差异影响较小，所以利用上述特点，可以将所有移动终端的低频交变磁场信号强度判断门限设置成相同，进而实现了无需校准，即可使不同移动终端与射频装置的有效通信距离统一稳定在某个较小的有限范围内。

但是，上述改进方案中，低频通信采用射频装置到移动通信装置的单向通信，当射频装置端遭到恶意篡改时，譬如加大其低频发射功率，提高其射频接收灵敏度等，将会导致装载有移动通信装置的移动终端与该被篡改的射频装置通信距离增大，从而造成刷卡距离超过预定刷卡距离等刷卡不安全因素，直接影响用户的刷卡感受与效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种射频装置及低频交变磁场距离控制方法，使得对于各种具有近距离通信功能的移动终端在规定的刷卡距离范围内能够安全有效地实现电子支付等刷卡交易，且无需校准移动终端。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种射频装置,包括: 

    磁信号收发器，用于产生、发射及接收低频交变磁场信号；

射频通信单元，用于通过射频通信交换信息。

进一步地,上述射频装置还可具有以下特点,所述射频装置包括低频发射模块、低频接收模块、射频收发模块和第一主处理器，所述低频发射模块、所述低频接收模块、所述射频收发模块分别和所述第一主处理器相连。

进一步地,上述射频装置还可具有以下特点,所述低频发射模块包括低频发射线圈、驱动电路、编码电路，所述低频发射线圈、所述驱动电路、所述编码电路顺次串联连接，所述编码电路和所述第一主处理器相连。

进一步地,上述射频装置还可具有以下特点,所述低频接收模块包括低频磁感应电路、低频放大滤波电路、低频解调电路，所述低频磁感应电路、所述低频放大滤波电路、所述低频解调电路顺次串联连接，所述低频解调电路和所述第一主处理器相连。

进一步地,上述射频装置还可具有以下特点,所述射频收发模块包括射频天线以及射频收发电路，所述射频天线和所述射频收发电路串联，所述射频收发电路和所述第一主处理器相连。

进一步地,上述射频装置还可具有以下特点,所述驱动电路和编码电路之间还设有调制电路。

进一步地,上述射频装置还可具有以下特点,所述驱动电路中包含有调整电路。

进一步地,上述射频装置还可具有以下特点,所述低频发射线圈为漆包线线圈或PCB线圈。

进一步地,上述射频装置还可具有以下特点,所述低频发射线圈的匝数大于10圈。

进一步地,上述射频装置还可具有以下特点,所述低频发射线圈的匝数为50～500圈。

进一步地,上述射频装置还可具有以下特点,所述低频发射线圈内填塞有铁氧体磁芯或铁芯。

进一步地,上述射频装置还可具有以下特点,所述低频发射线圈所包围面积的截面至少包含直径3cm的圆形区域或者3cm*3cm的方形区域。

进一步地,上述射频装置还可具有以下特点,所述低频发射线圈所包围的面积大于10平方厘米。

进一步地,上述射频装置还可具有以下特点, 所述低频发射线圈所包围的面积为20-1000平方厘米。

进一步地,上述射频装置还可具有以下特点,所述低频磁感应电路所用磁感应器件为漆包线线圈、PCB线圈、霍尔器件或者巨磁阻器件。

进一步地,上述射频装置还可具有以下特点,所述低频磁感应电路所用磁感应器件为漆包线线圈或PCB线圈，所述漆包线线圈或所述PCB线圈的匝数大于10圈。

进一步地,上述射频装置还可具有以下特点, 所述漆包线线圈或所述PCB线圈线圈的匝数为50-500圈。

进一步地,上述射频装置还可具有以下特点,所述低频磁感应电路所用磁感应器件为漆包线线圈或PCB线圈，所述漆包线线圈或所述PCB线圈所包围面积的截面至少包含直径3cm的圆形区域或者3cm*3cm的方形区域。

进一步地,上述射频装置还可具有以下特点, 所述漆包线线圈或所述PCB线圈线圈所包围的面积大于10平方厘米。

进一步地,上述射频装置还可具有以下特点,所述漆包线线圈或所述PCB线圈线圈所包围的面积为20-1000平方厘米。

进一步地,上述射频装置还可具有以下特点,所述低频磁感应电路所用磁感应器件为漆包线线圈或PCB线圈，所述低频磁感应电路和所述低频发射线圈共用同一个线圈。

进一步地,上述射频装置还可具有以下特点, 还包括本地磁场强度检测装置。

进一步地,上述射频装置还可具有以下特点,所述本地磁场强度检测装置为独立的磁场检测装置或者为射频装置自身的低频接收模块。

为解决上述技术问题，本发明还提出了一种低频交变磁场距离控制方法,包括：

对低频发射通道和低频接收通道进行轮回切换，发射第一低频交变磁场信号、接收第二低频交变磁场信号；

根据发射的第一低频交变磁场信号和接收的第二低频交变磁场信号控制通信距离，以便使射频装置在预设的距离范围交换信息。

进一步地,上述方法还可具有以下特点, 所述第一低频交变磁场信号中包含射频装置的识别码，所述第二低频交变磁场信号中也包含射频装置的识别码。

    进一步地,上述方法还可具有以下特点,所述根据发射的第一低频交变磁场信号和接收的第二低频交变磁场信号控制通信距离具体为：

判断所述第一低频交变磁场信号中包含的射频装置的识别码与所述第二低频交变磁场信号中包含的射频装置的识别码是否一致，若一致则判定射频装置在预设的距离范围内。

    进一步地,上述方法还可具有以下特点, 所述低频交变磁场距离控制方法具体为：

    对低频发射通道和低频接收通道进行轮回切换，当切换到低频发射通道时，发射第一低频交变磁场信号，该第一低频交变磁场信号中包含射频装置的识别码；当切换到低频接收通道时，接收第二低频交变磁场信号；

解调所述第二低频交变磁场信号，从所述第二低频交变磁场信号中获取射频装置的识别码，比较从所述第二低频交变磁场信号中获取的射频装置的识别码是否与自身存储的识别码一致，若一致则判定射频装置在预设的距离范围内。

    进一步地,上述方法还可具有以下特点, 所述第一低频交变磁场信号的发射参数通过下列步骤确定:

    选择场强恒定方式，即恒定场强参数，场强恒定方式包括峰值场强幅度恒定和微分场强幅度恒定，选择峰值场强幅度恒定执行步骤a22，选择微分场强幅度恒定执行步骤a23，恒定场强参数的幅度误差小于预设误差值δ_R;

    在峰值场强幅度恒定条件下，选择编码方式、调制方式、驱动电压波形，确定低频磁场强度目标值，从而选择驱动电压幅度、调整参数、低频发射线圈电阻、低频发射线圈圈数，测量该选择参数下低频磁场强度是否符合预定的低频磁场强度目标值，若是则发射参数选择完成，结束，否则重新调整驱动电路以及低频发射线圈参数，直至测量的低频磁场强度符合预定的低频磁场强度目标值；

    在微分场强幅度恒定条件下，选择编码方式、调制方式、驱动电压波形，确定低频磁场强度目标值，从而选择驱动电压幅度、调整参数、低频发射线圈电阻、低频发射线圈圈数，然后测量该选择参数下低频磁场强度是否符合预定的低频磁场强度目标值，若是则发射参数选择完成，结束，否则重新调整驱动电路以及低频发射线圈参数，直至测量的低频磁场强度符合预定的低频磁场强度目标值。

    进一步地,上述方法还可具有以下特点, 低频交变磁场中存在一频率f0，所述第一低频交变磁场信号在小于或等于所述频率f0的频率工作时，所述射频装置所在的系统不需校准，所述频率f0通过如下步骤确定:

确定系统的距离控制目标（Din，Dv），所述系统中包含移动通信装置和射频装置，其中Din表示距离为0～Din的范围内所有装载有所述移动通信装置的终端确保可刷卡，Dv表示距离波动范围，距离为Din～（Din+Dv）的范围内均允许刷卡，距离大于Din+Dv的范围不允许刷卡；

确定射频装置导致的移动通信装置内检测电压的波动范围                                                ；

确定移动通信装置本身导致的检测电压的波动范围

；

在f频率下测试各典型终端及障碍物的电压距离曲线；

由距离控制目标（Din，Dv）确定移动通信装置内检测电压的波动范围

，等于由各典型终端及障碍物的电压距离曲线得到的具有平均场强衰减曲线斜率的电压距离曲线上Din点所对应的电压值与（Din+ Dv）点所对应的电压值之差；

确定由终端导致的移动通信装置内检测电压的波动范围

,

表示终端衰减特性造成的移动通信装置内检测电压波动范围，

=

-

-；

计算各典型终端及障碍物间在距离控制范围内各距离点上的最大场强差异δ，若δ大于

，则降低频率f，返回在f频率下测试各典型终端及障碍物的电压距离曲线的步骤；若δ小于

，则提高频率f，返回在f频率下测试各典型终端及障碍物的电压距离曲线的步骤；若δ等于

，则当前测试频率f等于频率f0。

  进一步地,上述方法还可具有以下特点, 所述低频接收通道的低频接收信噪比通过下列步骤确定：

    在移动通信装置端选定的工作频率、调制方式及编码方式下，先选定典型噪声终端及易于实现的射频装置内磁检测及放大的增益参数；

    在移动通信装置未发送低频交变磁场信号条件下，测试射频装置内检测电压的固有噪声电压幅度Vn’；

在设定的最远通信距离Din+Dv上，测量移动通信装置以选定的调制编码方式及发射磁感应强度值发送第二低频交变磁场信号时射频装置内检测电压经放大滤波后的电压Vr，调整射频装置的低频磁感应电路以及低频放大滤波电路，使Vr/Vn’>SNR’，SNR’为射频装置在预定距离范围内能够解码的最低信噪比。

本发明所提供的射频装置及低频交变磁场距离控制方法，使得对于各种移动终端在规定的刷卡距离范围内能够安全有效地实现电子支付等刷卡交易，且无需校准移动终端。 

附图说明

图1为本发明实施例中射频装置的总体结构框图;

图2为本发明通信方法实施例中第一低频通道最高工作频率f0的选择系统结构框图；

图3为由距离控制目标（Din,Dv）确定系统总的接收检测电压波动范围

的示意图；

图4为典型终端及障碍物电压距离曲线及其波动区间δ示意图；

图5为频率f为3.3KHz时5种典型移动终端的电压距离曲线；

图6为移动通信装置内部检测到的无调制直接基带发射时的接收电压信号和正弦波FSK调制时的接收电压信号的电压波形图；

图7为第二低频通道通信模式下的电压距离曲线测试所用系统结构框图；

图8为通过图7所示系统测得的电压距离曲线示意图；

图9为本发明实施例中通信系统的一种具体结构图；

图10为射频装置发送的低频数据帧格式示意图；

图11为移动通信装置发送的低频数据帧格式示意图；

图12为本发明实施例中射频装置的结构图；

图13为峰值场强幅度恒定的直流或者交流磁场的典型形式示意图；

图14为微分场强幅度恒定的低频交流磁场的典型形式示意图；

图15为本发明实施例中射频装置发射参数的选择流程图；

图16为射频装置发射参数的误差控制系统图；

图17为射频装置低频发射线圈和低频接收线圈共用一个低频线圈时，采用模拟开关进行相互切换使用的实例示意图。

具体实施方式

在此首先说明，以下本文中所出现的终端在默认情况下指装载有移动通信装置的终端，而且指能够移动的终端，即移动终端，如手机等，距离指射频装置与移动通信装置之间的距离，也即射频装置与装载有移动通信装置的终端之间的距离。

本发明针对射频装置与移动通信装置（尤其是内置于终端中的射频卡，如射频SIM卡）近距离交易的距离控制问题，提出了一种由带有低频交变磁场发射及接收功能、射频信号收发功能的射频装置，以及利用该射频装置对装载有移动通信装置的移动终端进行近距离通信距离控制的方法。本发明利用低频交变磁场穿透不同终端衰减差异小，以及移动终端低频发射功率有限，射频装置低频接收信噪比有限，双向低频传输距离有限的特点进行射频装置与移动终端的双向距离控制，利用高频射频能有效穿透终端来完成高速双向通讯进行交易。本发明通过低频双向通讯和射频双向通讯结合的方法来完成射频装置和移动通信装置的唯一绑定，绑定之后通过射频通道来完成双向的高速大数据量的通讯。本发明可以实现含有移动通信装置的终端（如装有射频SIM卡的手机）与射频装置的数据通信距离（也即交易距离）可靠地控制在规定范围内，并且无需对终端进行校准。

    本发明提出了一种射频装置，图1为本发明实施例中射频装置的总体结构框图,如图1所示,本实施例中,射频装置包括磁信号收发器和射频通信单元，磁信号收发器用于产生、发射及接收低频交变磁场信号；射频通信单元用于通过射频通信交换信息。当然, 磁信号收发器可以进一步包括磁信号发射器和磁信号接收器。

在本发明射频装置的具体实施例中，该射频装置可以包括低频发射模块、低频接收模块、射频收发模块和第一主处理器，其中，低频发射模块、低频接收模块、射频收发模块分别和第一主处理器相连。

在本发明射频装置的具体实施例中，射频装置的低频发射模块、低频接收模块、射频收发模块可以为如下的结构：低频发射模块包括低频发射线圈、驱动电路、编码电路，低频发射线圈、驱动电路、编码电路顺次串联连接，编码电路和第一主处理器相连；低频接收模块包括低频磁感应电路、低频放大滤波电路、低频解调电路，低频磁感应电路、低频放大滤波电路、低频解调电路顺次串联连接，低频解调电路和所述第一主处理器相连；射频收发模块包括射频天线以及射频收发电路，射频天线和所述射频收发电路串联，射频收发电路和第一主处理器相连。其中，驱动电路和编码电路之间还可以设有调制电路。驱动电路中还可以包含有调整电路。

其中，低频发射线圈可以为漆包线线圈或PCB线圈。优选地，低频发射线圈的匝数可以大于10圈。更优选地，低频发射线圈的匝数可以为50～500圈。在本发明的其他实施例中，低频发射线圈内可以填塞有铁氧体磁芯或铁芯。低频发射线圈所包围面积的截面可以至少包含直径3cm的圆形区域或者3cm*3cm的方形区域。优选地，低频发射线圈所包围的面积可以大于10平方厘米。更优选地，低频发射线圈所包围的面积可以为20-1000平方厘米。

其中，低频磁感应电路所用磁感应器件可以为漆包线线圈、PCB线圈、霍尔器件或者巨磁阻器件。优选地，在低频磁感应电路所用磁感应器件为漆包线线圈或PCB线圈时，漆包线线圈或PCB线圈的匝数可以大于10圈。更优选地，漆包线线圈或所述PCB线圈线圈的匝数可以为50-500圈。优选地，在低频磁感应电路所用磁感应器件为漆包线线圈或PCB线圈时，漆包线线圈或PCB线圈所包围面积的截面可以至少包含直径3cm的圆形区域或者3cm*3cm的方形区域，优选地，该漆包线线圈或PCB线圈线圈所包围的面积可以大于10平方厘米，更优选地，漆包线线圈或所述PCB线圈线圈所包围的面积可以为20-1000平方厘米。在低频磁感应电路所用磁感应器件为漆包线线圈或PCB线圈时，低频磁感应电路和低频发射线圈可以共用同一个线圈。

在本发明的其他实施例中，射频装置中还可以包括本地磁场强度检测装置，该本地磁场强度检测装置可以为独立的磁场检测装置，也以为射频装置自身的低频接收模块。

本文中，射频装置可以是读卡器。

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明中射频装置所在的通信系统（该系统中包括射频装置和下述的移动通信装置，其中移动通信装置可以装载在移动终端中）所执行的通信方法，包括如下的步骤a、步骤b、步骤c和步骤d四个步骤，下面分别对各个步骤进行具体说明：

步骤a，射频装置按照预设的第一发射参数通过第一低频通道发射第一低频交变磁场信号, 该低频交变磁场信号中携带该射频装置的身份标识信息，其中，第一发射参数包括第一低频交变磁场信号的频率，该频率等于或小于系统第一低频通道的最高工作频率f0；

其中，身份标识信息可以是识别码ID。这里需要说明的是，本步骤中低频交变磁场信号的频率是指低频交变信号的频谱上3dB带宽的高端频率截止点所对应的频率。

低频交变磁场频率越低，穿过各种类型的移动终端后衰减的差异越小,利用该特性，在频点选择系统（如图2所示）中选定差异足够小的频点，以实现无校准距离控制。采用标准信号源通过标准的磁场发射线圈发送低频交变磁场信号，在各个典型的移动终端及障碍物内部接收该低频交变磁场信号，调整发射频率直到找到频点f0，使移动通信装置（装载在移动终端中）接收到的电压（该电压是由低频交变磁场信号经放大后得到的与距离对应的幅度恒定的的电压信号）在距离发射线圈平面中心点相同距离条件下，不同终端及障碍物间的场强差异大致等于设定的波动范围,该频点f0及低于该频点f0的频段是系统第一低频通道通信模式的频段，不需要校准任何系统中的任何终端，工作频点（即前述的第一低频交变磁场信号的频率）高于f0，系统需要校准，通常工作频点高于f0越多，需要校准的终端越多，校准的复杂度越高。频点选定是一次性工作，一旦选定，在使用中无需更改。

图2为本发明通信方法实施例中第一低频通道最高工作频率f0的选择系统结构框图，如图2所示，本实施例中，第一低频通道最高工作频率f0的选择系统的组成为：发送系统由信号源505和低频磁场发射线圈504组成，接收系统由典型移动终端501及障碍物、信号强度测试仪503（电压表、示波器、频谱仪等）组成，移动终端501内部具有低频接收模块502。信号源505可以精确的产生各种频率、波形和幅度的信号。频点选择的原理是：信号源505产生固定幅度频率为f的正弦波信号，通过发射线圈504发送，低频接收模块502放置在选定的典型移动终端501或障碍物内部，接收到的低频信号通过专用信号线接到信号强度测试仪503，信号强度测试仪503测试接收到的电压。改变移动终端的距离可以得到该移动终端或障碍物在频率f条件下的检测电压随距离变化的曲线（以下称为电压距离曲线），更换移动终端或障碍物可以得到多个终端的曲线，改变频率f也可以得到不同的曲线。

步骤a中，系统第一低频通道的最高工作频率f0通过下述步骤确定：

步骤101，确定系统基于第一低频交变磁场信号的距离控制目标（Din，Dv），其中Din表示0～Din范围内所有终端（装载有移动通信装置）确保可刷卡，Dv表示距离波动范围，距离为Din～（Din+Dv）的范围内均允许刷卡，距离大于Din+Dv范围不允许刷卡；

例如（5cm，5 cm）表示5cm以下所有终端确保可刷卡，5cm～10cm允许刷卡，超过10cm不能刷卡。距离控制目标由具体的应用确定。（0～Din+Dv）称为距离控制范围。

步骤102，确定射频装置导致的移动通信装置内检测电压的波动范围

；

射频装置低频发射电路参数波动形成发射场强的波动，造成移动通信装置内检测电压的波动，该参数包括发射驱动电压波动、线圈参数波动、温度影响等。

由射频装置设计及生产环节来控制，该波动可以在生产环节校准，由于低频发射电路工作频率很低，通常可以被控制得很好，例如4dB以内。

步骤103，确定移动通信装置本身导致的检测电压的波动范围；

移动通信装置本身低频接收电路参数波动造成的最终检测输出电压的波动，该参数包括接收天线误差、放大器增益误差、比较器或AD误差、温度影响及噪声等。由移动通信装置设计及生产环节来控制，该波动可以在生产环节校准，由于移动通信装置低频接收电路工作频率很低，通常

可以被控制得很好，例如4dB以内。

步骤104，在f频率下测试各典型终端及障碍物的电压距离曲线；

其中f频率为处于特低频频段或甚低频频段或低频频段中的任一频率,特低频频段的频率范围为300 Hz～3000Hz, 甚低频频段的频率范围为3KHz～30KHz,低频频段的频率范围为30 KHz～300KHz。

在进行本步骤104之前先要做个准备工作，即选定典型终端及典型障碍物。典型终端的选取原则主要依据终端金属或导电结构的多少来选取，金属越多，衰减越大，例如可以选取塑料外壳、金属外壳、厚金属壳、薄金属壳、大尺寸终端、小尺寸终端等，典型终端的数量不严格限制，典型终端的选取基本可以覆盖终端对低频交变磁场信号的衰减特点。为了避免个别移动终端差异太大，可以在应用中加入移动终端型号认证，对每种需要支付应用的移动终端尝试做刷卡测试，确认该型号的移动终端衰减特性符合要求。典型障碍物可以选择不同材质的标准形状的塑料、铝、铜、铁、不锈钢等移动终端常见材料，放置在射频装置和移动通信装置之间作为移动终端衰减特性的一种等效障碍物测量衰减效果。 

步骤105，由距离控制目标（Din，Dv）确定移动通信装置内检测电压的波动范围

，

等于由各典型终端及障碍物的电压距离曲线得到的具有平均场强衰减曲线斜率的电压距离曲线上Din点所对应的电压值与（Din+ Dv）点所对应的电压值之差；

图3为由距离控制目标（Din,Dv）确定系统总的接收检测电压波动范围

的示意图。如图3所示，Din点所对应的电压值为V1，（Din+ Dv）点所对应的电压值为V2,则

=V1-V2。

步骤106，确定由终端导致的移动通信装置内检测电压的波动范围

，参数

表示终端衰减特性造成的移动通信装置内检测电压波动范围，；

    图4为典型终端及障碍物电压距离曲线及其波动区间δ示意图。如图4所示，最大衰减终端或障碍物对应的电压距离曲线称为最大衰减曲线，最小衰减终端或障碍物对应的电压距离曲线称为最小衰减曲线，最大及最小衰减曲线包围的区域称为典型终端及障碍物电压距离曲线分布区间，任意距离D在最小衰减曲线上对应的电压为V3，在最大衰减曲线上对应的电压为V4，则δ=V3-V4。

步骤107，计算各典型终端及障碍物间在距离控制范围内各距离点上的最大场强差异

（又称为波动区间），若

大于

，则降低频率f，转步骤104；若

小于，则提高频率f，转步骤104；若

等于

，则当前测试频率f等于系统第一低频通道的最高工作频率f0。

至此，在限定距离控制目标的情况下，系统第一低频通道的最高工作频率f0就确定下来了。该第一低频通道可以采用调制的方式，也可以采用直接发送基带信号的方式，系统工作的主要频率分量最高只要不大于f0，距离控制就无需校准。

举例说明f0的确定过程。图5为频率f为3.3KHz时5种典型移动终端的电压距离曲线。如图5所示，系统距离控制目标为（5cm，5 cm），系统0～10cm距离区间电压的变化范围约为40dB，射频装置和移动通信装置导致的移动通信装置内检测电压波动均为4dB，即=

=4dB，=20dB，

=

-

-

=12dB。假设5种终端可以代表系统所使用的所有终端，检查曲线在各距离点上的最大波动约等于12dB，因此该系统第一低频通道的最高频率f0可确定为f0=3.3KHz。

步骤a中，第一发射参数还可以包括调制方式、编码方式及发射磁感应强度幅值Br。第一发射参数选定的基本原则是保证移动通信装置在各距离点上对射频装置所发射的低频交变磁场信号检测并放大后的信号是与距离对应的幅度恒定的电压信号。图6为移动通信装置内部检测到的无调制直接基带发射时的接收电压信号和正弦波FSK调制时的接收电压信号的电压波形图，图6中，a为无调制直接基带发射时的接收电压信号波形图，b为正弦波FSK调制时的接收电压信号波形图。如图6所示，检测电压信号是包含解调信息的变化电压信号，该信号可以为无直流分量的交流电压信号，也可以是有直流分量的电压信号，幅度恒定是指交流分量的变化最大幅度在不同传输符号间恒定。    

第一发射参数中的调制方式、编码方式及发射磁感应强度幅值Br通过下述步骤a11至步骤a13选定：

步骤a11，选定任意一种无平均直流分量的编码方式，例如曼彻斯特码，差分曼彻斯特码，归零码等；

步骤a12，选择无调制方式或幅度无变化的载波调制方式，载波调制方式可以选定任意一种幅度无变化的调制方式，例如载波可以采用正弦波、脉冲、三角波等，调制方式可以选为开关键控法（OOK）、相移键控法或频移键控法（FSK）等；采用无调制方式时，编码后的基带信号直接经驱动电路驱动由发射线圈发射；

步骤a13，选定发射磁感应强度幅值Br，方法为：在选定的小于f0的工作频率、调制方式及编码方式下，先选定典型噪声终端及易于实现的移动通信装置内磁检测及放大的增益参数，将包含移动通信装置的移动终端放置在离射频装置为距离控制目标最远处即Din+Dv距离处，如果移动通信装置采用霍尔器件、巨磁阻器件等检测磁场强度值的磁感应电路接收，则射频装置发射磁感应强度变化幅度恒定的磁场信号；如果移动通信装置采用线圈等检测磁场强度变化率的感应电路接收，则射频装置发射磁感应强度变化率幅度（即微分幅度）恒定的磁场信号，测试射频装置未发送低频交变磁场信号条件下移动通信装置内检测电压的固有噪声电压幅度Vn，然后测量射频装置用选定的调制编码方式发送低频交变磁场信号时移动通信装置内的检测电压Vc，选择发射幅度值Bgate或微分幅度值B_RATEgate，使Vc/Vn>SNR，SNR为移动通信装置的信噪比。SNR值的选择通常越大越好，但是太大会造成射频装置发送功率过大，实现困难，典型值可选择SNR=10。当SNR确定，Br通过上述方式便确定了，根据系统选择的磁感应电路类型不同，Br参数值分为两种，霍尔器件及巨磁阻器件接收系统为磁感应强度幅值门限Bgate，线圈接收系统为磁感应强度变化率幅值门限B_RATEgate。

步骤b，移动通信装置在各距离点上接收、检测射频装置通过第一低频通道发射的第一低频交变磁场信号并放大为与距离对应的幅度恒定的的电压信号，进而通过预设的电压门限Vt判断装载有该移动通信装置的终端是否进入了预设的有效刷卡区间，其中，电压门限Vt对装载有移动通信装置的所有终端相同；

步骤b中，预设的电压门限Vt通过下述步骤201至步骤203确定：

步骤201，在选定的发射参数下，测量各典型终端和障碍物的电压距离曲线，其中，发射参数包括低频交变磁场信号的频率、调制方式、编码方式及发射磁感应强度幅值Br；

步骤202，求取基准电压距离曲线，基准电压距离曲线是典型终端及障碍物曲线的中间值，其距离典型终端曲线的上边界及下边界的电压幅度都为

/2；

步骤203，选定移动通信装置内检测电压门限值Vt，在基准电压距离曲线上对应于（Din+Dv/2）点处的电压值即为Vt值。

步骤c，若与接收到的第一低频交变磁场信号对应的电压信号大于或等于预设的电压门限Vt，则装载有该移动通信装置的终端进入了预设的有效刷卡区间，移动通信装置从接收到的第一低频交变磁场信号中获取射频装置的身份标识信息，然后按照预设的第二发射参数通过第二低频通道发射第二低频交变磁场信号，第二低频交变磁场信号中携带移动通信装置已经获取的射频装置身份标识信息，以及移动通信装置自身的身份标识信息，所述第二发射参数包括第二低频交变磁场信号的频率，该频率等于或小于系统第二低频通道的最高工作频率f0′，f0′为满足目标通信距离在Din～Din+DV′范围内的最大工作频率；

步骤c中，通信系统第二低频通道的最高工作频率f0’的确定方法与上述f0的方法基本相同，不同点是，第二低频通道的目标通信距离范围为Din～Din+Dv’，其中，为确保在第一低频通道的通信距离下，第二低频通道的通信能够成功完成，第一低频通道通信距离波动范围Dv和第二低频通道通信距离波动范围Dv’的关系为Dv<Dv’，具体确定方法这里不再赘述。

在步骤c前，首先要确定射频装置检测装载有移动通信装置的移动终端发送的低频交变磁场信号对应的感应电压大小与距离的对应关系。

在选定第二低频通道的通信频率f′前，需要确定在第二低频通道通信模式下，射频装置从所有典型终端及障碍物检测到的电压距离曲线的变化规律，以及电压随频率大小变化的规律；

图7为第二低频通道通信模式下的电压距离曲线测试所用系统结构框图，如图7所示，系统组成为：发送系统由信号源601和各典型移动终端602（包括发射线圈603及各障碍物）组成，接收系统由低频接收模块604（包括低频接收线圈605和低频接收电路606）、信号强度测试仪607（电压表、示波器、频谱仪等）组成。测试电压距离曲线的原理是：信号源601产生固定幅度频率为f′的正弦波信号，通过内置在移动终端602中的发射线圈603发送，该信号从典型终端及障碍物中透射及绕射出来，低频接收模块604将接收到的低频信号通过专用信号线接到信号强度测试仪607，信号强度测试仪607测试接收到的电压。改变移动终端的距离可以得到该低频接收模块从移动终端或障碍物在频率f′条件下的检测电压随距离变化的曲线，即电压距离曲线，更换移动终端或障碍物可以得到多个终端的曲线，改变频率f′也可以得到不同的曲线。

图8为通过图7所示系统测得的电压距离曲线示意图，图8说明，在第二低频通道通信模式下，电压距离曲线与第一低频通道通信模式规律基本相同，射频装置检测到的电压大小随距离呈单调衰减趋势。

步骤c中，射频装置的低频接收模块中低频磁感应电路、低频放大电路、滤波电路的相关参数，按如下步骤确定：

步骤c1，在移动通信装置端选定的工作频率、调制方式及编码方式下，先选定典型噪声终端及易于实现的所述射频装置装置内磁检测及放大的增益参数；

步骤c2, 在移动终端装置未发送低频交变磁场信号条件下，测试射频装置装置内检测电压的固有噪声电压幅度Vn’；

步骤c3，在设定的最远通信距离Din+Dv上，测量移动终端以选定的调制编码方式及发射磁感应强度值发送低频交变磁场信号时射频装置装置内检测电压Vr，调整射频装置低频磁感应电路以及低频放大滤波电路的相关参数，使Vr/Vn’>SNR’，SNR’为射频装置装置在预定通信范围内能够解码的最低信噪比，本步骤中，关于低频磁感应电路和低频放大滤波电路的参数调整，主要是调整低频磁感应器件灵敏度，如低频接收线圈的面积和匝数，以及调整低频放大滤波电路的增益和带宽。

步骤c中，移动通信装置的第二发射参数还包括低频编码方式，调制方式以及低频发射磁场强度幅值Bc，该发射参数通过如下步骤确定：

步骤c11，选定任意一种无平均直流分量的编码方式，例如曼彻斯特码，差分曼彻斯特码，归零码等；

步骤c12，选择无调制方式或幅度无变化的载波调制方式，载波调制方式可以选定任意一种幅度无变化的调制方式，例如载波可以采用正弦波、脉冲、三角波等，调制方式可以选为开关键控法（OOK）、相移键控法或频移键控法（FSK）等；采用无调制方式时，编码后的基带信号直接经驱动电路驱动由发射线圈发射；

步骤c13，选择低频第二通道发射磁感应强度幅值Bc，方法如下：在选定的小于f0′的工作频率、调制方式及编码方式下，先选定典型噪声终端及易于实现的射频装置装置内磁检测及放大的增益参数，测试移动终端装置未发送低频交变磁场信号条件下射频装置装置内检测电压的固有噪声电压幅度Vn’，然后测量移动终端选定的调制编码方式发送低频交变磁场信号时射频装置装置内检测电压Vr，选择发射磁感应强度幅值Bc值，使Vr/Vn’>SNR’，SNR’为射频装置装置的信噪比，SNR’值的选择通常越大越好，但是太大会造成移动通信装置发送功率过大，增加移动终端的功耗，实现困难，典型值可选择SNR’=10.当SNR’确定，Bc通过上述方式便确定了。

步骤d，射频装置接收到第二低频交变磁场信号后，获取该信号所携带的身份标识信息，比较获取到的第二低频交变磁场信号中的射频装置身份标识信息和自身身份标识信息是否一致，若一致，则将自身身份标识信息和移动通信装置的身份标识信息进行组合，作为射频通信地址以及射频通信的信道参数，与装载有移动通信装置的终端进行刷卡交易。

此处，刷卡交易不单指电子支付，还可以是其他通过射频通道进行的通讯过程，比如充值、消费、身份认证等，本文中的刷卡交易泛指通过射频通道进行的通信，尤其指近距离通信中通过射频通道进行的通信。

通信方法通过上述a、b、c、d四个步骤，利用低频双向磁场检测技术实现了通信距离的安全有效的控制，且无需对终端校准。

本发明中，低频交变磁场信号的频率处于特低频频段或甚低频频段或低频频段,其中，特低频频段的频率范围为300 Hz～3000Hz, 甚低频频段的频率范围为3KHz～30KHz,低频频段的频率范围为30 KHz～300KHz。优选地，低频交变磁场信号的频率可以为300Hz～50KHz。优选地，低频交变磁场信号1的频率可以为500Hz、1KHz、1.5KHz、2KHz、2.5KHz、3KHz、4KHz、5KHz、10KHz、20KHz或30KHz。优选地，第二低频交变磁场信号的频率可以为10KHZ、20KHZ、25KHZ、30KHZ、35KHZ、40KHZ。

本发明射频装置以及利用该射频装置对射频装置和装载有移动通信装置的移动终端进行距离控制的方法采用低频磁场双向通讯和射频电磁场高速双向通讯的结合，从而避免了NFC系统中采用唯一13.56MHz频点双向通讯及距离控制带来天线问题及终端信号衰减差异大等问题，且避免了射频装置终端遭篡改，比如放大射频装置低频发射功率，射频接收灵敏度，造成的影响用户刷卡感受和效果等问题。本方法中，射频装置利用低频第一通道将自身唯一标识IDr（即前述的身份标识信息）传给移动通信装置，移动通信装置通过低频第二通道将自身唯一标识IDc附加在IDr后回传给射频装置，射频装置比较回传的IDr的正确性，进而实现了射频装置与移动通信装置的唯一绑定。绑定后射频装置与移动通信装置采用射频双向通道实现高速大数据量的通讯，直至本次交易完成。

下面对本发明中射频装置所应用的通信系统的原理进行说明：

1、系统第一低频通道的最高频率f0的选定方法及装置在前述通信方法的内容中已有阐述，此处不再赘述；

2、距离控制实现及移动通信装置接入射频装置的过程原理如下：

射频装置端以固定周期对低频发射模式和接收模式进行来回切换，当处于发射模式时，射频装置根据距离控制目标，以设定的发射参数持续不断的循环发送不高于选定频率f0的第一低频交变磁场信号,该信号中以调制或直接基带传送的方式携带数据帧，数据帧内包含射频装置的唯一识别码Idr（当然也可以是其他身份标识信息）。当装载有移动通信装置的移动终端置于射频装置周围，低频交变磁场信号穿透该终端到达其内部的移动通信装置，移动通信装置在各距离点上检测该磁场信号并放大为与距离对应的幅度恒定的的电压信号，当电压的幅度低于卡内预设的接收电压门限值，表示终端未进入有效刷卡距离范围，不允许刷卡；当电压的幅度高于卡内预设的接收电压门限值，表示终端进入射频装置预定的有效刷卡范围，移动通信装置解析该磁场信号的信息，获取射频装置的Idr，并通过第二低频通道发射第二低频交变磁场信号给所述射频装置，该信号以调制或直接基带传送的方式携带数据帧，数据帧包含射频装置的唯一识别码Idr和移动通信装置的唯一识别码Idc，所述射频装置通过解析该磁场信号，获取Idr及Idc信息，比较该Idr信息与自身的Idr是否一致，当Idr一致时，说明射频装置和移动终端进入系统预设的通信范围，射频装置将Idr和Idc组合为射频通信地址，启动刷卡交易，启动刷卡交易时，射频装置不再对低频发射和接收进行周期切换，改为射频装置不间断地发射低频磁场信号，以确保所述装载有移动通信装置的移动终端在刷卡器件始终处在有效刷卡范围内。至此，移动通信装置和射频装置实现了唯一绑定，双方通过（IDr,IDc）组合地址唯一的识别对方。绑定后的通讯过程采用RF通道进行交互不会产生错误。移动通信装置接入成功后，距离控制过程完成，可在RF通道上进行后续的交易过程，直至交易结束。

3、交易过程：

射频装置和移动通信装置通过RF通道建立了可靠的唯一通讯链路，在该链路基础上，双方可以实现交易所需的身份认证及其他交易所需的过程。所有这些过程均通过快速的RF通道完成，由于前述过程的完成保证了只能在预定的距离范围内完成接入，因此整个交易过程也是在限定范围内的近距离通讯。

下面通过实施例对本发明作进一步说明。

图9为本发明实施例中通信系统的一种具体结构图。如图9所示，该系统由两部分组成：射频装置100和移动通信装置200，该移动通信装置200放在移动终端内部，并通过移动终端通讯接口与移动终端交互。

如图9所示，射频装置100由下述模块组成：第一主处理器102，负责射频装置低频及高频的控制及其他协议处理，第一主处理器102通过接口电路101或直接连接到外部通讯接口；编码电路103，负责将低频帧数据进行逐比特编码，调制电路104负责将编码输出的符号流对载波进行调制形成调制信号送给驱动电路105，不需要调制时编码后的信号直接送给驱动电路105；驱动电路105，负责驱动低频发射线圈106，产生低频交变磁场信号301；低频磁感应电路107，由PCB线圈、漆包线线圈、巨磁阻器件、霍尔器件或其他能感应磁场变化的电路元件构成，负责感应低频交变磁场信号302并转换为电信号；低频放大滤波电路108，负责放大低频磁感应电路检测到的电信号并滤除噪声分量；低频解调电路109，负责将滤除噪声分量后的低频信号进行解调处理，得到移动通信装置中编码电路203发送的编码信号，并将此解调后的编码信号传送给第一主处理器102，由第一主处理器102负责解码处理；RF收发电路111通过RF天线110负责与移动通信装置200的RF收发模块完成RF双向通讯。

如图9所示，移动通信装置200由下述模块组成：第二主处理器202，负责低频及射频模块的控制及其他协议处理，也负责和移动终端的通讯；SIM/TF/SD卡模块201为移动终端的SIM/TF/SD卡本体模块，具体何种模块由卡类型确定；低频磁感应电路207，由PCB线圈、漆包线线圈、巨磁阻器件、霍尔器件或其他能感应磁场变化的电路元件构成，负责感应低频交变磁场信号301并转换为电信号；低频放大滤波电路208负责放大低频磁感应电路检测到的电信号得到低频磁检测电压信号；门限判断及解调电路209，负责对低频磁检测电压信号按照预设的门限进行判决，未达到门限不解调也不允许刷卡，达到门限对信号进行解调，解调后的信号送给第二主处理器202；编码电路203，负责低频帧数据进行逐比特编码；调制电路204，负责将编码输出的符号流对载波进行调制形成调制信号送给驱动电路205，不需要调制时编码后的信号直接送给驱动电路205；驱动电路205，负责驱动低频发射线圈206，产生低频交变磁场信号302；RF收发电路211通过RF天线210负责与射频装置100的RF收发模块完成RF双向通讯。

系统通过射频装置到移动终端的低频通信门限判断以及移动终端到射频装置的低频通信距离限制来完成无需校准的距离检测和控制，即射频装置100按照预设的发射参数发射低频交变磁场信号301，移动通信装置200接收该磁场信号转换为低频磁检测电压信号，并通过预先设定的门限来判断终端是否进入射频装置预先设定的有效距离区间，进入有效区间后，移动通信装置200再发送低频交变磁场信号302给射频装置100，射频装置100接收并解析该信息包含的数据，数据合法，则表明射频装置和移动终端进入系统预设的有效刷卡距离。射频装置100在接收低频磁场信号前，其低频接收模块的相关参数经过调整以达到射频装置信噪比大于射频装置可解码的最低信噪比SNR’。通过低频双向通讯和RF双向通讯结合的方法来完成射频装置100和移动通信装置200的唯一绑定，即射频装置100利用第一低频通道将自身唯一标识IDr传给移动通信装置200，移动通信装置200通过第二低频通道将卡自身唯一标识IDc附加在IDr后回传给射频装置100，射频装置100比较回传IDr的正确性，进而实现了射频装置100与移动通信装置200的唯一绑定。绑定之后通过射频通道来完成双向的高速大数据量的通讯。

本发明中射频装置所应用的通信系统工作流程如下：

步骤A100：距离测量和控制过程。射频装置100的第一主处理器102产生包含射频装置的唯一识别码IDr的数据帧，送给编码电路103完成编码，编码后的信号通过调制电路104调制或不经调制直接送给驱动电路105，调制电压送给低频发射线圈106发射，通过预先设定好帧格式、调制编码方式及驱动能力，发射线圈106以设定的强度Br周期不断地的按照上述帧格式循环发送指定参数的低频交变磁场信号301。当移动终端置于射频装置周围，低频交变磁磁场信号301穿透该终端到达内部的移动通信装置200，移动通信装置200内的低频磁感应电路207检测到低频磁信号，转换为电信号后经低频放大电路207放大并滤除噪声分量后得到低频磁检测电压，当电压的幅度小于（或大于）于预设的接收电压门限值，不允许刷卡；当电压的幅度大于等于（或小于等于）预设的接收电压门限值，表示终端进入射频装置预定的有效通信距离范围，门限判断及解调电路209解析电压信号，获取Idr，传送给第二主处理器202，第二主处理器再将移动通信装置的唯一识别码Idc和射频装置唯一识别码Idr组成一个数据帧，送给编码电路203，编码后的信号通过调制电路204调制或不经调制直接送给驱动电路205，调制电压送给低频发射线圈206发射，通过预先设定好帧格式、调制编码方式，以及发送磁场强度，发射线圈206发送指定参数的低频交变信号302，再由射频装置低频磁感应电路107检测该低频磁信号，转换为电信号后经低频放大滤波电路108放大并滤除噪声分量后得到低频检测电压，该低频磁感应电路、低频滤波放大电路的相关参数经过调整以使射频装置接收信噪比大于可解码的最低信噪比SNR’，该电压信号经过低频解调电路109处理得到移动通信装置200发送的原始编码信号，送至第一主处理器进行解码处理，解码后获取Idr和Idc信息，第一主处理器判断该Idr与自身Idr是否一致，若不一致，则不允许刷卡，若一致，则说明射频装置与移动终端进入系统预设刷卡距离。

步骤A100中的帧格式定义如下：

图10为射频装置发送的低频数据帧格式示意图，如图10所示，射频装置低频数据帧每帧分为如下域：

同步码：8比特，通常为FFH，用于帧同步；

控制域：8比特，用于提供帧数据的解帧信息，如长度，数据类型等，可留保留位用于扩展；

IDr:N比特，射频装置唯一识别码，由控制域指定；

CRC：对控制域，IDr进行校验，可采用CRC校验和或其他方式。

图11为移动通信装置发送的低频数据帧格式示意图，如图11所示，移动通信装置低频数据帧每帧分为如下域：

同步码：同步码：8比特，通常为FFH，用于帧同步；

控制域：8比特，用于提供帧数据的解帧信息，如长度，数据类型等，可留保留位用于扩展；

IDr:N比特，射频装置唯一识别码及移动通信装置唯一识别码，由控制域指定；

CRC：对控制域，IDr及Idc进行校验，可采用CRC校验和或其他方式。

上面所述帧格式仅作为一种示例，不限制本发明实际采用的帧格式，原则上任何包含能唯一识别射频装置的帧格式均可使用。唯一识别码可采用足够长度的随机数，也可采用所有射频装置人工分配唯一码的方式，或其他方式产生的识别码。

步骤A200：如A100步骤所述，射频装置在判断Idr信息一致后，则说明射频装置与移动通信装置进入系统预设的有效刷卡距离，此时第一主处理器202将Idr和Idc的组合设定为射频通信地址，如此使识别码为IDc的卡与识别码为IDr的射频装置建立了唯一的通讯。至此，移动通信装置和射频装置实现了唯一绑定，双方通过（IDr,IDc）组合地址唯一的识别对方。绑定后的通讯过程采用RF通道进行交互不会产生错误。移动通信装置成功接入射频装置后，距离控制过程完成，可在RF通道上进行后续的交易过程；

步骤A200中的移动通信装置唯一识别码IDc,是预先存储在移动通信装置内非易失存储器内（NVM）的唯一识别码，或者是由移动通信装置内产生的足够长的的随机数。

步骤A300:交易过程。射频装置100和移动通信装置200通过RF通道建立了可靠的唯一通讯链路，在该链路基础上，双方可以实现交易所需的身份认证及其他交易所需的过程。所有这些过程均通过快速的RF通道完成，直至本次交易结束。由于前述步骤A100～A200的完成保证了移动通信装置200只能在预定的距离范围内完成接入，因此整个交易过程也是在限定距离范围内才能完成交易。交易过程是成熟的POS机处理流程，本发明不做详细描述。

射频装置100及移动通信装置200中低频信号检测电路107和207通常可以用PCB线圈、漆包线线圈、巨磁阻器件或霍尔器件构成，该检测电路并不仅限于用这几种元件，原则上任何能将磁场变化转变为电信号的传感器都可以用于该模块，唯一的限制是能移动通信装置200的低频检测电路207需要放入卡内部，而射频装置100的低频检测电路107优先选择灵敏度高的磁感应器件。

本发明射频装置所应用的系统利用低频交变磁场实现距离检测和控制，并实现射频装置和移动通信装置的低频双向通讯，利用RF通道结合低频双向通讯实现终端的可靠绑定，同时利用RF通道实现射频装置和移动通信装置之间高速的数据通讯。其具有如下特点：1.可以无需改造移动终端，只需更换终端内部的SIM卡/TF/SD卡，即可实现可靠的双向距离通讯；2.由于移动通信装置所能提供的电流有限，低频信号传输距离有限，可以有效防止移动通信装置端发射功率等被篡改放大，安全有效地将通信距离控制在规定的范围内。另外移动通信装置内同时放置RF收发电路，与射频装置内的RF收发电路实现双向高速通讯， RF电路的天线很小，可以轻易的集成到SIM卡/TF/SD卡内。

依照本发明所述方法选定的频点f，射频装置低频发射磁感应强度Br,射频装置低频最低接收信噪比SNR’，应用于上述系统的射频装置即可对系统中装载有移动通信装置的移动终端进行有效的距离控制并完成刷卡交易。所述射频装置低频第一通道的频率f选择在f0频点以上，以及射频装置低频接收信噪比低于SNR’也不是绝对不行，可能的效果是性能降低，距离控制的精度降低，通信成功率的下降，这些应用并不与本发明所述原则从根本上冲突，只是一种性能改变的延伸应用。

本发明射频装置所应用的通信系统实现了含有移动通信装置的射频通信终端（如装有射频SIM卡的手机）与射频装置的数据通信距离（也即交易距离）可靠地控制在规定范围内，并且无需对终端进行校准。

图12为本发明实施例中射频装置的结构图。如图12所示，本实施例中，射频装置包括接口电路1000、射频收发模块1100、低频发射模块1200、以及低频接收模块1300四个部分。其中，接口电路1000用来与射频装置的上位机进行接口通信；射频收发模块1100包括射频收发电路1102、射频天线1103以及主控器1101；低频发射模块1200包括编码电路1201、调制电路1202、驱动部分1203、低频发射线圈1204以及主控器1101；低频接收模块1300包括低频磁感应电路1301、低频放大滤波电路1302、低频解调电路1303以及主控器1101。其中射频收发模块1100、低频发射模块1200以及低频接收模块1300主控器可以共用同一个。其中，驱动部分1203包括驱动电路和调整电路。可见，图12所示的射频装置与图9所示的通信系统中射频装置装置100的结构是基本一致的，只是在图12 中，将图9中的第一主处理器102具体为控制器1101了。其中，低频发射模块工作于预先选定的系统低频第一通道的最高频率f0以下的频率；低频接收模块中的低频磁感应电路以及低频放大滤波电路的参数选择遵循其接收信噪比大于最低可解码信噪比SNR’。射频装置发射预先设定的幅度恒定或微分幅度恒定的低频交变磁场信号，该低频交变磁场信号的幅度值对应于设定的物理通讯距离,低频交变磁场信号幅度的误差小于预设误差值δ_R。关于低频交变磁场信号的幅度值与物理通讯距离的确定方法前面已经说明过,此处不再赘述。

其中，低频发射线圈1204，其作用是发射低频磁场信号。主要可以由漆包线绕制或者由PCB走线绘制组成。

其中，控制器1101负责整个射频装置的控制，包括低频发射模块1200、低频接收模块1300以及射频收发模块1100的控制。

其中，射频收发电路1102负责射频信号的收发，射频通信频率主要是UHF频段，尤其是2400Mhz～2483MHz频段，也可以采用其它频段，例如433MHz、900MHz、5GHz等。

其中，射频天线1103负责射频能量的辐射与接收；编码电路1201主要负责低频磁场信号信息的编码；调制电路1202主要负责将编码后的低频磁场信号信息调制到载波上；驱动部分1203包含驱动电路以及调整电路，驱动电路主要负责将低频磁场信号Ⅰ放大并增强其驱动能力，调整电路主要负责调整低频磁场信号强度的误差。驱动电路可以是由DAC（Digital Analog Canverter，数模转换器)与运算放大器（以下简称运放）组成的方波、正弦波、三角波等波形的生成以及放大电路，也可以是由电阻、电容、运放组成的方波、正弦波、三角波等波形的生成以及放大电路。调整电路可以是调整驱动电路的输出电压，也可以是调整负载的电阻。

其中，低频磁感应电路1303负责接收装载有移动通信装置的移动终端通过低频第二通道发射过来的第二低频交变磁场信号，并转换为对应的电信号，该信号最大工作频率为f0’，f0’的确定方法与上述f0相同，只是通信距离的目标范围不同，低频第二通道的通信距离目标范围为Din～Din+Dv’(Dv’>Dv)，此处不再赘述，低频磁感应电路主要元件是磁感应器件，该器件包括漆包线线圈、PCB线圈、霍尔器件、或巨磁阻器件。

其中，低频放大滤波电路1302负责对低频磁感应电路接收到的电信号进行预放大和噪声滤波，以便得到最大的低频接收信噪比，放大电路可以由各种运放、电阻组成，滤波电路可以由电阻、电容组成的无源滤波器、也可以是电阻、电容以及运放组成的有源滤波器。

其中，低频解调电路1301负责对放大后的低频信号进行解调处理，该解调电路可以是处理未经调制的基带信号解析电路，主要由比较器和电阻组成，也可以是处理经调制后的信号解调电路，对应移动通信装置发射信号的调制方式，解调方式可以选为开关键控法（OOK）、相移键控法(PSK)或频移键控法（FSK）等。

本发明中射频装置低频磁感应电路选用低频线圈时，低频接收线圈可以和低频发射线圈共用一个线圈，图17提供了共用线圈模式的一种实例，如图17所示，该实例系统由主控器1101、低频发射模块1200、低频接收模块1300、低频线圈1801、模拟开关1802组成，其中所述主控器1101提供控制信号SW，该信号可以是高低电平变换的方波信号，变化周期可根据实际应用做调整，该控制信号控制模拟开关，比如当控制信号为高电平时，开关选通低频发射模块，当控制信号为低电平时，开关选通低频接收模块，从而实现低频发射线圈和低频接收线圈共用一个线圈，有利于节省产品成本及结构空间。本发明中上述低频线圈共用实例中，模拟开关可以是单刀双掷开关或者双刀双掷开关。

为了保证批量生产时每台射频装置之间的一致性，需要建立一个对每台射频装置进行误差修正的系统，该系统检测并调整每台射频装置的误差，以保证每台射频装置的一致性，从而保证刷卡距离的可控。

射频装置的误差修正系统如图16所示，射频装置的误差修正系统包括被修正射频装置1702和位于被修正射频装置1702上方设定高度Dc处的磁场强度检测装置1701。

基于图16所述的误差修正系统，射频装置的误差修正方法如下：

步骤1、设置磁场强度检测装置的测量目标Hs和误差范围He，则被修正射频装置在标准的磁场强度检测装置下的误差修正场强范围为 [Hs-He，Hs+He]；其中He<δ_R，δ_R 为预设误差值,He越小系统余量越大；

步骤2、在测试射频装置时，被修正射频装置发射低频磁场信号，磁场强度检测装置比较当前接收到的低频磁场信号的磁场强度，调节被修正射频装置上的发射调整电路，使被修正射频装置的磁场强度处于设置的误差修正场强范围[Hs-He，Hs+He]内。

该误差修正系统可以是单独的系统，也可以是在射频装置上本身低频接收模块，从而实现射频装置的自误差修正功能。

如图12所示本发明射频装置结构图，误差自修正方法如下：

步骤1、设置射频装置低频接收模块的测量目标Hs和误差范围He，则在射频装置低频接收模块下的误差修正场强范围为 [Hs-He，Hs+He], 其中He<δ_R，He越小系统余量越大；本低频接收模块由图12中所示的顺次相连的控制器1101、解调电路1301、放大滤波电路1302和低频接收线圈1303组成，其检测磁场强度的原理是利用解调电路检测出的高低电平比例，判断对应场强的大小；

步骤2、在测试射频装置时，射频装置低频发射线圈发射低频磁场信号，低频接收模块比较当前接收到的低频磁场信号的磁场强度，调节射频装置上的发射调整电路，使射频装置的磁场强度处于设置的误差修正场强范围[Hs-He，Hs+He]内。

本发明的射频装置还具有检测旁边是否有干扰射频装置并报警的功能。具体地，检测干扰射频装置的方法如下：合法射频装置工作时搜索附近是否有低频或者射频信号，并对搜索到的低频或者射频信号进行解码，判断该低频或者射频信号中携带的信息是否包含该合法射频装置的唯一标识码，若包含则说明附近没有干扰射频装置，否则有干扰射频装置。合法射频装置还可以进一步检测接收到的低频或者射频信号的信号强度，并根据该信号强度判断自身与附近干扰射频装置的距离，如果附近的干扰射频装置在设定的安全距离以内则报警。

由上可见，本发明所提供的射频装置，使得对于各种移动终端在规定的刷卡距离范围内能够安全有效地实现电子支付等刷卡交易，且无需校准移动终端。

基于上述的射频装置，本发明还提出了一种低频交变磁场距离控制方法，该低频交变磁场距离控制方法应用于上述的射频装置。

在本发明的低频交变磁场距离控制方法实施例中，低频交变磁场距离控制方法可以包括如下步骤：

步骤A，对低频发射通道和低频接收通道进行轮回切换，当切换到低频发射通道时，低频发射模块按照预设的第一发射参数通过第一低频通道发射第一低频交变磁场信号，该第一低频交变磁场信号中包含射频装置的识别码Idr, 该第一发射参数包括系统第一低频通道的最高频率f0、编码方式、调制方式及恒定场强参数；当切换到低频接收通道时，低频接收模块接收来自移动通信装置的第二低频交变磁场信号，移动通信装置置于移动终端中；

其中，对低频发射通道和低频接收通道进行轮回切换可以以预设周期进行。

其中，移动终端可以是手机、PDA、平板电脑等移动设备，移动通信装置可以置于SIM卡、UIM卡、USIM卡、TF卡或SD卡中。例如，移动终端可以为手机，移动通信装置可以装置于手机的SIM卡内。

步骤A中，第一低频交变磁场信号的频率小于或等于系统第一低频通道的最高频率f0。系统第一低频通道的最高频率f0的选择方法如下：低频交变磁场频率越低，穿过各种类型的终端后衰减的差异越小,利用该特性，在频点选择系统中选定差异足够小的频点，以实现无校准距离控制。采用标准信号源通过标准的磁场发射线圈发送低频交变磁场，在各个典型的移动终端及障碍物内部接收该交变磁场，调整发射频率直到找到频点f0，使移动通信装置接收到的电压在距离发射线圈平面中心点相同距离条件下，不同终端及障碍物间的场强差异大致等于设定的波动范围δ_T ,该频点及低于该频点的频段是系统低频第一通道的频段，高于f0频点，系统需要校准，通常频点高于f0越多，需要校准的终端越多，校准的复杂度越高。频点选定是一次性工作，一旦选定，在使用中无需更改。

步骤A中，除频点外，第一低频交变磁场信号的其它预定发射参数的选择方法如下：

步骤A1：选择场强恒定方式（即恒定场强参数），场强恒定方式包括峰值场强幅度恒定和微分场强幅度恒定，选择峰值场强幅度恒定执行步骤A2，选择微分场强幅度恒定执行步骤A3,恒定场强参数的幅度误差小于预设误差值δ_R；

峰值场强幅度恒定的直流或者交流磁场的典型形式如图13所示，其可以是直流磁场，也可以是方波磁场或者正弦波磁场：

微分场强幅度恒定的低频交流磁场，为一种磁场最大变化率恒定的低频交流磁场，典型形式如图14所示，由图14可见：在典型微分幅度恒定的三角波磁场发射条件下，移动通信装置中低频磁感应器件采用线圈时，如SIM卡线圈，则感应到的电压为方波形态。

射频装置发射恒定的场强可作为距离检测的参考场强，由于低频磁场随着距离的变化，场强快速单调衰减，因此射频装置周围随距离变化的低频场强可以作为距离的标尺，通过精确控制每个射频装置发射场强的差异值δ_R可以控制射频装置作为距离检测标尺的精度，其中δ_R的典型范围为4dB以内，即δ_R的典型值小于4dB。

步骤A2：在峰值场强幅度恒定条件下，选择编码方式、调制方式、驱动电压波形，确定低频磁场强度目标值，从而选择驱动电压幅度、调整参数、低频发射线圈电阻、低频发射线圈圈数，测量该选择参数下低频磁场强度是否符合与预定的低频磁场强度目标值的误差在δ_R范围内，若是则发射参数选择完成，结束，否则重新调整驱动电路以及低频发射线圈参数，直至测量的低频磁场强度符合与预定的低频磁场强度目标值的误差在δ_R范围内；

发射参数的选择流程如图15所示。步骤A2中，详细的选择方法如下：

编码方式选择：在峰值场强幅度恒定发射磁场条件下，编码方式无特定要求，编码方式选择是一次性工作，一旦选定，在使用中无需更改；

调制方式选择：在峰值场强幅度恒定发射磁场条件下，主要是FSK、PSK等恒包络调制方式，调制方式选择是一次性工作，一旦选定，在使用中无需更改；

驱动电压波形选择：在峰值场强幅度恒定发射磁场条件下，驱动电压波形最好为方波，驱动电压波形选择是一次性工作，一旦选定，在使用中无需更改；

低频磁场强度目标值选择：低频磁场强度目标值根据射频装置应用的需求来确定，如果是中远距离应用，则对磁场强度要求高，如果是近距离应用，则对磁场强度要求低；

驱动电压幅度选择：选定低频磁场强度目标值后，则选择相应的驱动电压幅度，驱动电压幅度可以是驱动电路供电电压满幅值的60%以上；

调整参数选择：可调整驱动电路的输出电压，也可以是调整负载的电阻，使低频发射磁场与预设的场强值相符合。

发射线圈参数选择：发射线圈主要可以由漆包线绕制或者由PCB走线绘制组成；低频发射线圈的面积尽量大于普通手机面积，以保证不同的手机sim卡位置都在低频发射线圈之内，从而保证手机刷卡的稳定性与便捷性；低频发射线圈的面积（指线圈所包围的面积，下同）主要大于10平方厘米，进一步地，低频发射线圈的面积所包围可以为20-1000平方厘米；低频发射线圈，在保证相同磁通量的前提下，匝数需求与驱动电压需求是成反比的；低频发射线圈的匝数主要大于10匝，进一步地，低频发射线圈的匝数为50-500圈；低频发射线圈的电阻主要大于10欧姆，进一步地，低频发射线圈的电阻为50-500欧姆。

以上参数选定之后，测量磁场强度是否符合与预定的低频磁场强度目标值的误差在δ_R范围内，如果不符合，则重新调整驱动电路以及低频发射线圈参数；如符合，则所述预定参数选择完成。

步骤A3：在微分场强幅度恒定条件下，选择编码方式、调制方式、驱动电压波形，确定低频磁场强度目标值，从而选择驱动电压幅度、调整参数、低频发射线圈电阻、低频发射线圈圈数，然后测量该选择参数下低频磁场强度是否符合与预定的低频磁场强度目标值的误差在δ_R范围内，若是则发射参数选择完成，结束，否则重新调整驱动电路以及低频发射线圈参数，直至测量的低频磁场强度符合与预定的低频磁场强度目标值的误差在δ_R范围内。

步骤A3中，详细的选择步骤如下：

编码方式选择：在微分场强幅度恒定发射条件下，编码方式主要由曼彻斯特码或者其它归零码组成，编码方式选择是一次性工作，一旦选定，在使用中无需更改；

调制方式选择：在场强幅度恒定发射磁场条件下，主要是FSK、PSK等恒包络调制方式，调制方式选择是一次性工作，一旦选定，在使用中无需更改；

驱动电压波形选择：在场强幅度恒定发射磁场条件下，驱动电压波形最好为三角波，驱动电压波形选择是一次性工作，一旦选定，在使用中无需更改；

后续步骤与步骤A2中峰值场强幅度恒定发射磁场条件选择方式一致，不再重复叙述。

步骤B，解析第二低频交变磁场信号，从第二低频交变磁场信号中获取射频装置的识别码IDr及移动终端的识别码IDc，比较从第二低频交变磁场信号中获取的IDr是否与发出的第一低频交变磁场信号中的IDr相同，若相同则判定射频装置在预设的距离范围内。

步骤B中，射频装置通过低频接收模块接收第二低频交变磁场信号。射频装置的低频接收模块的接收参数包括低频磁感应电路的器件选择、放大电路的增益以及滤波电路的带宽，确定步骤如下：

步骤B1，在移动通信装置端选定的工作频率、调制方式及编码方式下，先选定典型噪声终端及易于实现的所述射频装置装置内磁检测及放大的增益参数；

步骤B2, 在移动终端装置未发送低频交变磁场信号条件下，测试射频装置装置内检测电压的固有噪声电压幅度Vn’；

步骤B3，在设定的最远通信距离Din+Dv上，测量各典型移动终端及障碍物以选定的调制编码方式及发射磁感应强度值发送低频交变磁场信号时射频装置装置内检测电压经放大滤波后的电压Vr，调整射频装置低频磁感应电路以及低频放大滤波电路，使Vr/Vn’>SNR’，SNR’为射频装置装置在预定通信范围内能够解码的最低信噪比，典型值为10。

举例说明步骤B中射频装置低频接收模块中低频接收线圈匝数、低频放大电路放大倍数以及滤波器带宽的确定方法：

步骤B11，在预定的低频接收线圈面积下，选择线圈匝数，通过移动通信装置在固定距离以固定幅值的场强发射磁场信号，测量射频装置对应的低频接收信噪比，使信噪比大于SNR’，测试系统结构图参见图2；

步骤B12，在测试系统结构图2所示的测试系统中，引入噪声源，特别是音频噪声，噪声幅值恒定，选择放大电路增益及滤波器带宽，使此时射频装置接收信噪比大于SNR’。

判定射频装置在预设的距离范围内后，射频装置可以以组合地址(IDr，IDc)作为射频通信地址以及射频通信的信道参数，与移动终端通过射频通道进行交易，直至交易完成。同时射频装置低频发射模块持续发射预定参数的低频交变磁场信号。

第一低频交变磁场信号的频率范围可以主要为0-100KHz，进一步地，第一低频交变磁场信号的频率范围可以是0-10KHz，第二低频交变磁场信号的频率范围可以主要为0-100KHz，进一步地，第二低频交变磁场信号频率范围可以是10-50KHZ。

本发明所提供的低频交变磁场距离控制方法，使得对于各种移动终端在规定的刷卡距离范围内能够安全有效地实现电子支付等刷卡交易，且无需校准移动终端。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (30)

1.一种射频装置，其特征在于，包括：

    磁信号收发器，用于产生、发射及接收低频交变磁场信号；

    射频通信单元，用于通过射频通信交换信息。

2.根据权利要求1所述的射频装置，其特征在于：

    所述射频装置包括低频发射模块、低频接收模块、射频收发模块和第一主处理器，所述低频发射模块、所述低频接收模块、所述射频收发模块分别和所述第一主处理器相连。

3.根据权利要求2所述的射频装置，其特征在于：

所述低频发射模块包括低频发射线圈、驱动电路、编码电路，所述低频发射线圈、所述驱动电路、所述编码电路顺次串联连接，所述编码电路和所述第一主处理器相连。

4.根据权利要求2所述的射频装置，其特征在于：

    所述低频接收模块包括低频磁感应电路、低频放大滤波电路、低频解调电路，所述低频磁感应电路、所述低频放大滤波电路、所述低频解调电路顺次串联连接，所述低频解调电路和所述第一主处理器相连。

5.根据权利要求2所述的射频装置，其特征在于：

    所述射频收发模块包括射频天线以及射频收发电路，所述射频天线和所述射频收发电路串联，所述射频收发电路和所述第一主处理器相连。

6.根据权利要求3所述的射频装置，其特征在于，所述驱动电路和编码电路之间还设有调制电路。

7.根据权利要求3所述的射频装置，其特征在于，所述驱动电路中包含有调整电路。

8.根据权利要求3所述的射频装置，其特征在于，所述低频发射线圈为漆包线线圈或PCB线圈。

9.根据权利要求8所述的射频装置，其特征在于，所述低频发射线圈的匝数大于10圈。

10.根据权利要求9所述的射频装置，其特征在于，所述低频发射线圈的匝数为50～500圈。

11.根据权利要求8所述的射频装置，其特征在于，所述低频发射线圈内填塞有铁氧体磁芯或铁芯。

12.根据权利要求8所述的射频装置，其特征在于，所述低频发射线圈所包围面积的截面至少包含直径3cm的圆形区域或者3cm*3cm的方形区域。

13.根据权利要求8所述的射频装置，其特征在于，所述低频发射线圈所包围的面积大于10平方厘米。

14.根据权利要求13所述的射频装置，其特征在于，所述低频发射线圈所包围的面积为20-1000平方厘米。

15.根据权利要求4所述的射频装置，其特征在于，所述低频磁感应电路所用磁感应器件为漆包线线圈、PCB线圈、霍尔器件或者巨磁阻器件。

16.根据权利要求15所述的射频装置，其特征在于，所述低频磁感应电路所用磁感应器件为漆包线线圈或PCB线圈，所述漆包线线圈或所述PCB线圈的匝数大于10圈。

17.根据权利要求16所述的射频装置，其特征在于，所述漆包线线圈或所述PCB线圈线圈的匝数为50-500圈。

18.根据权利要求15所述的射频装置，其特征在于，所述低频磁感应电路所用磁感应器件为漆包线线圈或PCB线圈，所述漆包线线圈或所述PCB线圈所包围面积的截面至少包含直径3cm的圆形区域或者3cm*3cm的方形区域。

19.根据权利要求18所述的射频装置，其特征在于，所述漆包线线圈或所述PCB线圈线圈所包围的面积大于10平方厘米。

20.根据权利要求19所述的射频装置，其特征在于，所述漆包线线圈或所述PCB线圈线圈所包围的面积为20-1000平方厘米。

21.根据权利要求15所述的射频装置，其特征在于，所述低频磁感应电路所用磁感应器件为漆包线线圈或PCB线圈，所述低频磁感应电路和所述低频发射线圈共用同一个线圈。

22.根据权利要求1所述的射频装置，其特征在于，还包括本地磁场强度检测装置。

23.根据权利要求22所述的射频装置，其特征在于，所述本地磁场强度检测装置为独立的磁场检测装置或者为射频装置自身的低频接收模块。

24.一种低频交变磁场距离控制方法, 其特征在于，包括：

对低频发射通道和低频接收通道进行轮回切换，发射第一低频交变磁场信号、接收第二低频交变磁场信号；

根据发射的第一低频交变磁场信号和接收的第二低频交变磁场信号控制通信距离，以便使射频装置在预设的距离范围交换信息。

25.根据权利要求24所述的低频交变磁场距离控制方法，其特征在于：

所述第一低频交变磁场信号中包含射频装置的识别码，所述第二低频交变磁场信号中也包含射频装置的识别码。

26.根据权利要求25所述的低频交变磁场距离控制方法，其特征在于：

    所述根据发射的第一低频交变磁场信号和接收的第二低频交变磁场信号控制通信距离具体为：

    判断所述第一低频交变磁场信号中包含的射频装置的识别码与所述第二低频交变磁场信号中包含的射频装置的识别码是否一致，若一致则判定射频装置在预设的距离范围内。

27.根据权利要求24所述的低频交变磁场距离控制方法，其特征在于：

    所述低频交变磁场距离控制方法具体为：

    对低频发射通道和低频接收通道进行轮回切换，当切换到低频发射通道时，发射第一低频交变磁场信号，该第一低频交变磁场信号中包含射频装置的识别码；当切换到低频接收通道时，接收第二低频交变磁场信号；

解调所述第二低频交变磁场信号，从所述第二低频交变磁场信号中获取射频装置的识别码，比较从所述第二低频交变磁场信号中获取的射频装置的识别码是否与自身存储的识别码一致，若一致则判定射频装置在预设的距离范围内。

28.根据权利要求27所述的低频交变磁场距离控制方法，其特征在于，所述第一低频交变磁场信号的发射参数通过下列步骤确定:

    选择场强恒定方式，即恒定场强参数，场强恒定方式包括峰值场强幅度恒定和微分场强幅度恒定，选择峰值场强幅度恒定执行步骤a22，选择微分场强幅度恒定执行步骤a23，恒定场强参数的幅度误差小于预设误差值δ_R;

    在峰值场强幅度恒定条件下，选择编码方式、调制方式、驱动电压波形，确定低频磁场强度目标值，从而选择驱动电压幅度、调整参数、低频发射线圈电阻、低频发射线圈圈数，测量该选择参数下低频磁场强度是否符合预定的低频磁场强度目标值，若是则发射参数选择完成，结束，否则重新调整驱动电路以及低频发射线圈参数，直至测量的低频磁场强度符合预定的低频磁场强度目标值；

   在微分场强幅度恒定条件下，选择编码方式、调制方式、驱动电压波形，确定低频磁场强度目标值，从而选择驱动电压幅度、调整参数、低频发射线圈电阻、低频发射线圈圈数，然后测量该选择参数下低频磁场强度是否符合预定的低频磁场强度目标值，若是则发射参数选择完成，结束，否则重新调整驱动电路以及低频发射线圈参数，直至测量的低频磁场强度符合预定的低频磁场强度目标值。

29.根据权利要求27所述的低频交变磁场距离控制方法，其特征在于，低频交变磁场中存在一频率f0，所述第一低频交变磁场信号在小于或等于所述频率f0的频率工作时，所述射频装置所在的系统不需校准，所述频率f0通过如下步骤确定:

确定系统的距离控制目标（Din，Dv），所述系统中包含移动通信装置和射频装置，其中Din表示距离为0～Din的范围内所有装载有所述移动通信装置的终端确保可刷卡，Dv表示距离波动范围，距离为Din～（Din+Dv）的范围内均允许刷卡，距离大于Din+Dv的范围不允许刷卡；

确定射频装置导致的移动通信装置内检测电压的波动范围                                                

；

确定移动通信装置本身导致的检测电压的波动范围

；

在f频率下测试各典型终端及障碍物的电压距离曲线；

由距离控制目标（Din，Dv）确定移动通信装置内检测电压的波动范围

，

等于由各典型终端及障碍物的电压距离曲线得到的具有平均场强衰减曲线斜率的电压距离曲线上Din点所对应的电压值与（Din+ Dv）点所对应的电压值之差；

确定由终端导致的移动通信装置内检测电压的波动范围,

表示终端衰减特性造成的移动通信装置内检测电压波动范围，

=

-

-

；

    计算各典型终端及障碍物间在距离控制范围内各距离点上的最大场强差异δ，若δ大于

，则降低频率f，返回在f频率下测试各典型终端及障碍物的电压距离曲线的步骤；若δ小于

，则提高频率f，返回在f频率下测试各典型终端及障碍物的电压距离曲线的步骤；若δ等于

，则当前测试频率f等于频率f0。

30.根据权利要求24所述的低频交变磁场距离控制方法，其特征在于，所述低频接收通道的低频接收信噪比通过下列步骤确定：

    在移动通信装置端选定的工作频率、调制方式及编码方式下，先选定典型噪声终端及易于实现的射频装置内磁检测及放大的增益参数；

    在移动通信装置未发送低频交变磁场信号条件下，测试射频装置内检测电压的固有噪声电压幅度Vn’；

在设定的最远通信距离Din+Dv上，测量移动通信装置以选定的调制编码方式及发射磁感应强度值发送第二低频交变磁场信号时射频装置内检测电压经放大滤波后的电压Vr，调整射频装置的低频磁感应电路以及低频放大滤波电路，使Vr/Vn’>SNR’，SNR’为射频装置在预定距离范围内能够解码的最低信噪比。

Images