CN102843169A - 近场通信装置以及检测近场通信装置的存在的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检测其磁场内存在另外的能够NFC的装置的近场通信（NFC）装置以及检测近场通信装置的存在的方法。NFC装置对其环境提供具有一个或多个检测信号的检测序列。当检测信号被提供至其环境时NFC装置观测该检测序列以恢复一个或多个观测到的检测信号。NFC装置判定观测到的检测信号与一个或多个先前观测到的检测信号和/或检测信号之间的差异。当差异是线性的时候，NFC装置把差异表征为由环境改变的结果，或者当差异是非线性的时候，表征为由在其磁场之内存在另外的能够NFC的装置的结果。
Description
相关申请的引用
本申请要求2011年6月21日提交的美国临时专利申请No.61/499,489以及2011年9月30日提交的美国专利申请No.13/249,820的权益，将其全部内容通过引用结合于本文。
技术领域
本发明涉及近场通信（NFC），更具体地，涉及检测能够NFC的装置的存在。
背景技术
近场通信（NFC）装置正被结合到移动设备中，例如智能电话，以促进这些移动装置用于日常交易。例如，可以将由信用卡提供的信用信息加载到NFC装置中，并且储存在其中以备需要时使用，而不是携带很多的信用卡。NFC装置简单地轻触信用卡终端将信用信息转发到终端以完成交易。作为另外一个例子，票据写入系统，例如用于公共汽车和火车的终端的票据写入系统，可简单地把票价信息写入NFC装置，而不是向乘客提供纸质车票。乘客简单地将NFC装置轻触到读卡器，从而在不用纸质车票的情况下乘坐公共汽车或火车。
通常，NFC包括操作的轮询模式以在NFC装置之间建立通信。第一种常规方法按照预先定义的轮询程序探测用于第二个NFC装置的、第一个常规NFC装置的磁场。在这第一个常规方法中，第一个常规NFC装置在预定期间产生磁场而无任何信息，预定期间通常称为保护时间，其取决于不同的技术。接着，第一个常规NFC装置在保护时间截止后使用常规轮询指令探测用于第二NFC装置的、第一种技术类型（例如类型A、类型B或者类型F作为部分示例）的磁场。常规轮询指令包括诸如类型A的常规请求指令（REQA）、类型B的常规请求指令（REQB）或类型F的常规请求指令（REQF）。接着，第一个常规NFC装置在另一个保护时间产生磁场而无任何信息，并且，如果没有从第二个常规NFC装置收到响应，使用常规轮询指令探测用于第二个NFC装置的第二种技术类型的磁场。第一种常规方法更为详细地描述在2010年11月18日出版的“NFCForum:NFC Activity Specification:Technical Specification,NFC ForumTMActivity 1.0 NFCForum-TS-Activity-1.0”中，通过引用将其全部内容结合于本文。
第一种常规方法的保护时间不必要地消耗能量。通常，当探测类型A和类型B的NFC装置时保护时间大约为5毫秒，而当探测类型F的NFC装置时保护时间可能超过20毫秒。此外，第一个常规NFC装置必须在不止一个的保护时间产生无任何信息的磁场，并对于某些技术使用不止一个的轮询指令来探测磁场。例如，第一种常规方法通常轮询类型A的装置，接着轮询类型B的装置，然后轮询类型F的装置。在这个例子中，第一个常规NFC装置对类型A、B和F的装置产生保护时间，并提供REQA、REQB和REQF命令以建立与类型F的NFC装置的通信。
第二种常规方法发送具有基本相同的幅度的检测脉冲来探测NFC装置的存在。第一个NFC装置连续地提供检测脉冲，直到检测到其中一个检测脉冲的幅度变化。该变化表明在第一个NFC装置的磁场之内存在第二个NFC装置。第二种常规方法更多地描述在根据35U.S.C.§371（c），在2009年4月22日提交的美国专利申请No.：12/446,591，通过引用将其全部内容结合于本文。
然而，脉冲变化的这种简单检测对环境的变化敏感。例如，在环境周围移动第一个NFC装置可能导致一个或多个检测脉冲的幅度变化。作为另一个例子，环境中的物体（例如金属物体或其它不能NFC的装置作为部分例子）进入磁场可能导致一个或多个检测脉冲的幅度变化。该变化可能单独由环境的变化而产生，而不是来自于磁场之内存在的第二个NFC所导致。必然地，第一个NFC装置可能不正确地判定存在第二个NFC装置。
因此，有必要克服上述的缺点检测磁场内的另一个NFC装置的存在。根据以下的详细说明，本发明更多的方面和优点将变得显而易见的。
发明内容
本发明的一个方面涉及近场通信（NFC）装置，包括：调制器模块，被配置为在载波上调制检测信号以提供调制检测信号；天线模块，被配置为将所述调制检测信号施加到感应耦合元件以产生磁场来提供检测序列；解调模块，被配置为解调所述检测序列以提供观测到的检测序列；以及控制器模块，被配置为当所述观测到的检测信号与先前观测到的检测信号非线性相关时，指示在所述磁场内存在第二个NFC装置。
该一个方面的的NFC装置，优选所述检测信号是单调递增信号。
该一个方面的的NFC装置，优选所述检测信号是斜坡信号。
该一个方面的的NFC装置，优选所述控制器模块被进一步配置为比较所述观测到的检测信号的信号度量和所述先前观测到的检测信号的信号度量。
该一个方面的的NFC装置，优选所述观测到的检测信号的信号度量是所述观测到的检测信号的信号包络，并且所述先前观测到的检测信号的信号度量是所述先前观测到的检测信号的信号包络。
该一个方面的的NFC装置，优选所述控制器模块被进一步配置为当所述观测到的检测信号与所述先前观测到检测信号线性相关时，指示不存在第二个NFC装置。
该一个方面的的NFC装置，优选所述控制器模块被进一步配置为当所述观测到的检测信号大致等于所述先前观测到的检测信号时，指示不存在第二个NFC装置。
该一个方面的的NFC装置，优选所述控制器模块被进一步配置为比较所述观测到的检测信号的信号度量和所述先前观测到的检测信号的信号度量以判断信号度量变化。
该一个方面的的NFC装置，优选所述控制器模块被进一步配置为将检测信号之间的所述信号度量变化表征为非线性或线性，以在所述信号度量变化被表征为基本非线性时，指示在所述磁场内存在第二个NFC装置，而在所述信号度量变化被表征为基本线性时，指示在所述磁场内不存在第二个NFC装置。
本发明的另一方面涉及近场通信（NFC）装置，包括：调制器模块，被配置为在载波上调制检测信号以提供调制检测信号；天线模块，被配置为将所述调制检测信号施加到感应耦合元件以产生磁场来提供检测序列；解调模块，被配置为解调所述检测序列以提供观测到的检测序列；以及控制器模块，被配置为当所述观测到的检测信号与所述检测信号非线性相关时，指示在所述磁场内存在第二个NFC装置。
该另一方面的NFC装置，优选所述检测信号是单调递增信号。
该另一方面的NFC装置，优选所述检测信号是斜坡信号。
该另一方面的NFC装置，优选所述控制器模件被进一步配置为比较所述观测到的检测信号的信号度量和所述检测信号的信号度量。
该另一方面的NFC装置，优选所述观测到的检测信号的信号度量是所述观测到的检测信号的信号包络，并且所述检测信号的信号度量是所述检测信号的信号包络。
该另一方面的NFC装置，优选所述控制器模块被进一步配置为当所述观测到的检测信号与所述检测信号线性相关时，指示不存在第二个NFC装置。
该另一方面的NFC装置，优选所述控制器模块被进一步配置为当所述观测到的检测信号大致等于所述检测信号时，指示不存在第二个NFC装置。
该另一方面的NFC装置，优选所述控制器模块被进一步配置为比较所述观测到的检测信号的信号度量和所述检测信号的信号度量以判断信号度量变化。
该另一方面的NFC装置，优选所述控制器模块被进一步配置为将检测信号之间的所述信号度量变化表征为非线性或线性，以在所述信号度量变化被表征为基本非线性时，指示在所述磁场内存在第二个NFC装置，而在所述信号度量变化被表征为基本线性时，指示在所述磁场内不存在第二个NFC装置。
附图说明
参照附图描述本发明的实施方式。在图中，同样的参考符号表示相同或功能类似的元件。此外，参考符号最左边的一个或多个数字确定参考符号首次出现的附图。
图1示出了根据本发明的示例性实施方式的NFC的框图；
图2示出了第一个常规NFC装置用于检测第二个常规NFC装置的存在的操作的常规检测模式（现有技术）；
图3A示出了根据本发明的示例性实施方式中，第一个能够NFC的装置用于在其磁场内检测第二个能够NFC的装置的存在的检测信号。
图3B示出了根据本发明的示例性实施方式中，第一个能够NFC的装置用于在其磁场内检测第二个能够NFC的装置的存在的检测信号的第一种可能的变化；
图3C示出了根据本发明的示例性实施方式中，第一个能够NFC的装置用于在其磁场内检测第二个能够NFC的装置的存在的检测信号的第二种可能的变化；
图3D示出了根据本发明的示例性实施方式中，第一个能够NFC的装置用于在其磁场内检测第二个能够NFC的装置的存在的检测信号的第三种可能的变化；
图4是根据本发明的示例性实施方式中，在磁场之内用于检测能够NFC的装置的存在的示例性操作步骤的流程图；
图5示出了根据本发明的示例性实施方式中，可用于检测其它能够NFC的装置的存在的NFC装置的框图；以及
图6示出了根据本发明的示例性实施方式中，第一个能够NFC的装置用于检测保留在其磁场内的第二个能够NFC的装置的检测信号的第一种可能的变化。
本发明将参考附图来描述。在附图中，同样的参考符号通常表明相同、功能上类似和/或者结构上类似的元件。首次出现元件的图用参考符号中最左边的一个或多个数字表示。
具体实施方式
下面的详细说明参照附图，以说明与本发明一致的示例性实施方式。详细说明中涉及的“一个示例性实施方式”、“示例性实施方式”、“示例性实施方式的实例”等表明所描述的示例性实施方式可能包括特定的功能、结构或特征，但并不是每个示例性实施方式都必须能包括该特定的功能、结构或特征。此外，这样的短语未必是指相同的示例性实施方式。此外，不论是否有明确地说明，当特定的功能、结构或特征结合示例性实施方式描述时，在该相关领域中的普通技术人员的知识范围内可在其它示例性实施方式中使用这样的功能、结构、或特征。
本文中所描述的示例性实施方式是提供说明性的目的，而非限制性的。可以有其它的示例性实施方式，并且可以在本发明的精神和范围之内对这些示例性实施方式进行改变。因此，该详细说明不意味着限制本发明。更确切地说，本发明的范围仅仅根据权利要求书以及他们的等同物来限定。
本发明的实施方式可由硬件、固件、软件或它们的任何组合来实施。本发明的实施方式也可实施为存储在机器可读的介质上的指令，其能被一个或者多个处理器读取和执行。机器可读的介质可包括用于储存或传送机器（例如计算装置）可读形式的信息的任何机构。例如，机器可读的介质可包括只读存储器（ROM）；随机存取存贮器（RAM）；磁盘存储介质；光学存储介质；闪存装置；电的、光学的、声音的或其它形式的传播信号（例如载波、红外线信号、数字信号等）以及其它介质。此外，本文中的固件、软件、例行程序、指令可描述为执行某些动作。然而，应理解，这种描述仅仅为了方便起见，并且事实上的这样的动作是由计算装置、处理器、控制器或者其它装置执行固件、软件、例行程序、指示等产生的结果。
下述示例性实施方式的详细说明将如此充分地揭示本发明的一般本质，在不用过度实验及不离开本发明的精神和范围的情况下，其他人通过运用相关领域的普通技术人员的知识，很容易为了各种不同的运用变更和/或者修改这样的示例性实施方式。因此，根据本文中提供的教导和指引，这种修改和变更包括在示例性实施方式的含义和各种等同物的范围之中。应理解，本文中的措词或术语是为了描述的目的而并不限制于此，因此本说明书的术语或措词由相关领域的普通技术人员根据本文的教导来给予解释。
尽管本发明的描述是就NFC进行的描述，但是，对相关领域的普通技术人员将认识到本发明可适用于使用近场和/或远场的其它通信，而不背离本发明的精神和范围。例如，尽管本发明是被描述为使用能够NFC的通信装置，但是相关领域的普通技术人员将认识到，这些能够NFC的通信装置的功能可适用于使用近场和/或远场的其它通信装置，而不背离本发明的精神和范围。
示例性近场通信（NFC）环境
图1示出了根据本发明的示例性实施方式的NFC环境的框图。NFC环境100提供在第一个NFC装置102和第二个NFC装置104之间进行诸如一个或多个指令和/或数据的无线通信信息，NFC装置之间彼此足够近。第一个NFC装置102和/或第二个NFC装置104可实施为独立装置或分离装置，或者可结合在或耦联到另外的电气装置或主机装置，作为示例有例如移动电话、便携式计算装置、其它计算装置（例如个人电脑、便携式电脑或台式的电脑）、诸如打印机的计算机外设、便携式音频和/或视频播放器、支付系统、票据写入系统（例如停车售票系统、公共汽车售票系统、火车售票系统或入口售票系统），或在票据读取系统、玩具、游戏、海报、包装、广告材料、产品库存检测系统和/或在不背离本发明的精神和范围的情况下、对相关领域的普通技术人员显而易见的其它任何适合的电子装置中。
第一个NFC装置102检测第二个NFC装置104的存在，使得能够在第一个NFC装置102和第二个NFC装置104之间进行信息的通信。通常，对于是否存在第二个NFC装置104，第一个NFC装置102观测其磁场。第一个NFC装置102观测第二个NFC装置进入到该磁场时其磁场的变化。
操作的常规检测模式
按常规，第一个常规NFC装置在操作的常规检测模式下操作以检测第二个常规NFC装置的存在。一旦检测到第二个常规NFC装置，第一个常规NFC进入操作的常规轮询模式以建立与第二个常规NFC装置的通信。
图2示出了第一个常规NFC装置用来检测第二个常规NFC装置的存在的操作的常规操作检测方法。第一个常规NFC装置提供具有基本相同的幅度的检测脉冲，直到检测到一个常规检测脉冲的幅度变化。该幅度变化表明第二个常规NFC装置已经进入到由第一个常规NFC装置所提供的磁场内。一旦检测到第二个常规NFC装置，第一个常规NFC进入操作的常规轮询模式以建立与第二个常规NFC装置的通信。
正如图示202所示，第一个常规NFC装置提供一个或多个常规检测脉冲206.1到206.N，206.1到206.N的每个常规检测脉冲均被表征为具有基本相同的幅度（magnitude）。例如，常规检测脉冲206.1的幅度与常规检测脉冲206.2的幅度基本相同，而常规检测脉冲206.2与常规检测脉冲206.N的幅度基本相同。另外如图示202所示，在常规检测脉冲206.N后，第一个常规NFC进入操作的常规轮询模式208以建立与第二个常规NFC装置的通信。操作的常规轮询模式208的一个例子描述在2010年11月18日出版的“NFC Forum:NFC Activity Specification:Technical Specification,NFC ForumTM Activity 1.0 NFCForum-TS-Activity-1.0”中，通过引用将其全部内容结合于本文。
如图示204所示，第一个常规NFC装置观测一个或多个常规检测脉冲206.1到206.N，称为一个或多个观测到的常规检测脉冲210.1到210.N。一个或多个观测到的检测脉冲210.1到210.（N-1）被表征为具有基本相同的幅度。观测到的一个或多个检测脉冲210.1到210.（N-1）的基本相同的幅度表明在磁场内没有第二个常规NFC装置。另外如图示204所示，观测到的检测脉冲210.N的幅度并没有与观测到的检测脉冲210.（N-1）基本相同。该幅度上的差异表明（指示），在常规检测脉冲206.N期间第二个常规NFC装置进入了该磁场。因此，第一个常规NFC装置可进入操作的常规轮询模式208以建立与第二个常规NFC装置的通信。第一个常规NFC装置连续观测操作的常规轮询模式208，称为观测到的操作的轮询模式212，以验证第二个常规NFC装置保持在磁场内。操作的常规检测模式更多地描述在根据35U.S.C.§371（c）的在2009年4月22日提交的美国专利申请No.：12/446,591，通过引用将其全部内容结合于本文。
然而，这种简单检测常规检测模式的变化对环境的变化敏感。例如，在环境周围移动第一个NFC装置可能导致一个或多个常规检测脉冲206.1到210.N的幅度变化。作为另一个例子，环境中的物体（作为部分例子有例如金属物体或其它不能NFC的装置）进入磁场可能导致一个或多个常规检测脉冲206.1到210.N的幅度变化。然而，这些变化由环境的变化而产生，不是来自于磁场内所存在的第二个常规NFC。必然地，第一个常规NFC装置可能不正确地判定第二个常规NFC装置存在于磁场内，并且在第二个常规NFC装置并不在磁场内时进入操作的常规轮询模式208。
通常，这些由环境产生的变化可以表征为是线性的。然而，由在磁场内所存在的另外的能够NFC的装置产生的变化可以表征为是非线性的。例如，其它能够NFC的装置一旦进入磁场在磁场内引起非线性变化，开始产生或获得（derive or harvest）能量。然而，操作的常规检测模式不能区分线性变化和非线性变化之间的差异；因此，常规检测模式容易将环境变化误判为第二个常规NFC存在于磁场内的迹象。
操作的示例性检测模式
然而，本发明能够区分线性变化和非线性变化之间的差异，使得在为环境变化时，本发明中被表征为线性的检测脉冲变化可以被忽视。本发明中被表征为非线性的检测脉冲变化可被识别为由在磁场内所存在的另一个能够NFC的装置所导致。
图3A示出了根据本发明的示例性实施方式中，第一个能够NFC的装置用于检测在其磁场之内的第二个能够NFC的装置的存在的检测信号。通常，第一个能够NFC的装置（例如第一个NFC装置102作为示例）被配置用于以发起者操作模式（initiator mode of operation）或读取器操作模式操作，而第二个能够NFC的装置（例如第二个NFC装置104作为示例）被配置为用于以目标操作模式（target mode of operation）或书签操作模式操作。
第一个能够NFC的装置提供包括一个或多个检测信号302.1到302.N的检测序列，以检测其磁场之内第二个能够NFC的装置的存在。通常，一个或多个检测信号302.1到302.N被表征为基本相同的斜坡函数。在示例性实施方式中，斜坡函数可近似使用具有不断递增幅度的阶跃函数或阶梯函数。然而，一个或多个检测信号302.1到302.N并不局限于斜坡函数；在不背离本发明的精神和范围的情况下，相关领域的普通技术人员可利用其它合适的单调递增和/或者递减函数来实现一个或多个检测信号302.1到302.N。第一个能够NFC的装置可在载波上调制一个或多个检测信号302.1到302.N，以提供检测序列。
第一个能够NFC的装置观测检测序列以恢复一个或多个观测到的检测信号304.1到304.N，以检测磁场变化。磁场变化可能表明在磁场内可能存在第二个能够NFC的装置。例如，第一个能够NFC的装置可以将观测到的检测信号304.1到304.N中的一个与观测到的检测信号304.1到304.N中的先前观测到的检测信号相比较，来检测磁场变化。作为另一个例子，第一个能够NFC的装置可将观测到的检测信号304.1到304.N中的一个与一个或多个检测信号302.1到302.N中的相应的一个相比较，来检测磁场变化。
通常，第一个能够NFC的装置可能观测到其磁场无变化、线性地变化和/或非线性地变化。例如，如图3B所示，每个观测到的检测信号304.1到304.N是基本相同的，表明第一个能够NFC的装置的磁场无变化。作为另一个例子，也示于图3B中，每个观测到的检测信号304.1到304.N具有与它们的对应的一个或多个检测信号302.1到302.N基本相同的信号包络（signal envelope），表明第一个能够NFC的装置的磁场无变化。如图3B的这些例子中所展示的磁场没有变化，表明在第一个能够NFC的装置的磁场内不存在第二个能够NFC的装置。
环境中的物体（例如金属物体或其它不能够NFC的装置作为部分实例）可能进入第一个能够NFC的装置的磁场。这些物体可能引起第一个能够NFC的装置的磁场的线性变化。例如，如图3C中所示，每个观测到的检测信号304.1到304.（N-1）是基本相同的，表明第一个能够NFC的装置的磁场无变化。然而，观测到的检测信号304.N与观测到的检测信号304.1到304.（N-1）不同，表明第一个能够NFC的装置的磁场变化。作为另一个例子，也示于图3C中，每个观测到的检测信号304.1到304.（N-1）具有与它们的对应的一个或多个检测信号302.1到302.（N-1）基本相同的信号包络，表明第一个能够NFC的装置的磁场无变化。然而，观测到的检测信号304.N具有与检测信号302.N不同的信号包络，表明第一个能够NFC的装置的磁场变化。如图3C的这些例子中所展示的磁场变化可表征为在第一个能够NFC的装置的磁场线性变化。例如，观测到的检测信号304.N与检测信号304.N和/或者观测到的检测信号304.1到304（N-1）线性相关。第一个能够NFC的装置能识别出磁场的线性变化是由于环境中的物体进入到第一个能够NFC的装置的磁场内所导致的。
通常，第二个能够NFC的装置从一个或多个检测信号302.1到302.N产生或获得能量。从一个或多个检测信号302.1到302.N获得足够的能量后，开启第二个能够NFC的装置。第二个能够NFC的装置的开启以及能量的获得，可引起第一个能够NFC的装置的磁场的非线性变化。
例如，如图3D中所示，每个观测到的检测信号304.1到304.（N-1）是基本相同的，表明第一个能够NFC的装置的磁场无变化。然而，观测到的检测信号304.N与观测到的检测信号304.1到304.（N-1）不同，表明第一个能够NFC的装置的磁场变化。作为另一个例子，也示于图3D中，每个观测到的检测信号304.1到304.（N-1）具有与它们的对应的一个或多个检测信号302.1到302.（N-1）基本相同的信号包络，表明第一个能够NFC的装置的磁场无变化。然而，观测到的检测信号304.N具有与检测信号302.N不同的信号包络，表明第一个能够NFC的装置的磁场变化。如图3D的这些例子中所展示的磁场变化可表征为在第一个能够NFC的装置的磁场的非线性变化。例如，观测到的检测信号304.N与检测信号302.N和/或者观测到的检测信号304.1到304.（N-1）非线性相关。第一个能够NFC的装置能够识别磁场的非线性变化是由于第二个能够NFC的装置进入其磁场内所导致的。
应当注意的是，如图3C所示的线性变化和如图3D所示的非线性变化仅仅用于示例性说明目的，在没有背离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员会认识到其他线性的和/或非线性的变化是可能的。
再次参考到图1，一旦检测在其磁场内的存在第二个能够NFC的装置104，第一个能够NFC的装置102可进入轮询模式（例如操作的常规轮询模式208或在没有背离本发明的精神和范围的情况下，对本领域的普通技术人员显而易见的其它任何适合的轮询模式）以建立与第二个能够NFC的装置的通信。
通过将已调制的信息通信施加到第一天线以提供第一信息通信152，第一个NFC装置102将其对应的信息调制到第一载波上并产生第一磁场。一旦信息被传送到第二个NFC装置104，第一个NFC装置102继续施加没有其对应信息的第一个载波，以继续提供第一信息通信152。第一个NFC装置102对第二个NFC装置104足够地接近，以便第一信息通信152是电感耦合到第二个NFC装置104的第二天线上。
第二个NFC装置104从第一信息通信152产生或获得能量，以恢复、处理和/或提供对信息的响应。第二个NFC装置104解调第一个通信信息152以恢复和/或处理信息。通过将其对应的信息施加到第一载波，第二个NFC装置104可回应信息，该第一载波被电感耦合到第二天线上以提供第二调制信息通信154。
第一个NFC装置102和/或第二个NFC装置104的操作可参考2004年4月1日出版的国际标准ISO/IE 18092：2004（E），“InformationTechnology-Telecommunications and Information Exchange BetweenSystems-Near Field Communication-Interface and Protocol (NFCIP-1)”、以及2005年1月15日出版的国际标准ISO/IE 21481：2005（E），“InformationTechnology-Telecommunications and Information Exchange BetweenSystems-Near Field Communication-Interface and Protocol-2(NFCIP-2)”。
尽管图1以及图3A至图3D对发起者操作模式（initiator modeoperation）和目标操作模式进行了描述，但是本领域的普通技术人员会认识到在不背离本发明的精神和范围的情况下，在图1中描述的第一个NFC装置102和/或第二个NFC装置104，和/或在图3A到图3D中描述的第一个能够NFC的装置和/或第二个能够NFC的装置中可替代地被配置为以在通信器操作模式（communicator mode of operation）中操作。这些NFC装置和/或能够NFC的装置被配置为以发起者操作模式和/或目标操作模式而操作，并可在通信器操作模式中在这些操作模式之间切换。
用于检测能够NFC的装置的方法
图4是根据本发明的示例性实施方式中，用于检测磁场内能够NFC的装置的存在的示例性操作步骤的流程图。本发明不局限于这种操作的描述。更确切地说，对于本领域的普通技术人员显而易见的是，根据本文公开内容，其它操作控制流程在本发明的范围和精神之内。以下讨论描述图4中的步骤。
在步骤402，操作控制流程接收检测信号，例如一个或者多个检测信号302.1到302.N之一作为示例。操作控制流程向其环境提供包括检测信号的检测序列。例如，操作控制流程可使用载波调制检测信号并使用调制检测信号产生磁场，以提供检测序列。检测信号为单调递增和/或递减的信号（例如斜坡信号作为示例），该信号被调制到载波上。
在步骤404，当检测序列被提供至其环境时，操作控制流程观测来自402的检测序列以提供观测的检测序列。操作控制解调来自402的检测序列以恢复观测到的检测信号，例如一个或者多个观测到的检测信号304.1到304.N之一作为示例。
在步骤406，操作控制流程判断检测信号之间的信号度量变化（signalmetric change）。例如，操作控制流程可比较来自步骤402的检测信号的一个或多个信号度量与来自步骤404的观测到的检测信号的一个或多个信号度量，以提供信号度量变化。作为另外一个例子，操作控制流程可比较来自步骤404的观测到的检测信号的一个或多个信号度量与一个或多个先前观测到的检测信号的一个或多个信号度量，以提供信号度量变化。在信号度量变化大约等于零时，操作控制流程可返回到步骤402以接收另一检测信号。或者，在信号度量变化小于和/或者等于阈值时，操作控制流程可返回到步骤402。在此替代方案中，阈值用于补偿可能被归因于其他因素（例如步骤406的检测序列的产生和/或步骤404的观测到的检测序列的恢复作为部分示例）、而不归因于所存在于磁场内的NFC装置的信号度量变化。例如，阈值可用于补偿可能归咎于调制器的线性和/或非线性影响，调制器用于产生步骤406的检测序列的。作为另一个例子，阈值可能用于补偿可能归咎于解调器的线性和/或非线性影响，解调器用于恢复步骤404的观测到的检测序列。作为又一例子，阈值可用于补偿可能归咎于通信通道的线性的和/或非线性的影响。
当信号度量变化大于零，或者大于阈值的时候，操作控制流程判断步骤402的磁场内可能存在能够NFC的装置并继续到步骤408。
在步骤408，操作控制流程将步骤406的信号度量变化表征为是非线性的或线性的。例如，操作控制流程可区分步骤406的信号度量变化以判断它是非线性的还是线性的。通常，线性函数的导数被表征为是基本恒定。当其导数是基本恒定时，操作控制流程可把步骤406的信号度量变化表征为是线性的，或者当其导数不是基本恒定时，表征为是非线性的。此外，操作控制流程可使用导数作为触发计数装置（例如二进制计数器作为示例）的输入。在此替代方案中，当导数变化时，计数装置的计数从其目前的状态变化到另外一个状态。此外，在此替代方案中，当计数装置的计数小于或等于预先设定的值时，操作控制流程可把步骤406的信号度量变化表征为是线性的，或者当计数装置的计数大于或等于预先设定的值时表征为是非线性的。
在步骤410，操作控制流程把步骤406的信号度量变化表征为由环境变化导致。操作控制流程判断步骤402的磁场内不存在能够NFC的装置并返回到步骤402，以对其环境提供另外的检测信号。
在步骤412，操作控制流程把步骤406的信号度量变化表征为由步骤402的磁场内存在能够NFC的装置所导致。
第一个示例性的NFC装置
图5示出了根据本发明的示例性实施方式中，可用于检测其它能够NFC的装置存在的NFC装置的框图。NFC装置500可被配置为以检测操作模式操作来检测其磁场内的另一个能够NFC的装置的存在。要注意的是，图5仅仅示出检测操作模式，本领域的普通技术人员会认识到在不脱离本发明的精神和范围的情况下，NFC装置500可被配置为以其他操作模式（例如点对点（P2P）通信模式或读取器/写入器（R/W）通信模式）操作。NFC装置500包括控制器模块502、调制器模块504、天线模块506以及解调器模块508。NFC装置500可为第一个NFC装置102的示例性实施方式。
控制器模块502控制NFC装置500的总体操作和/或配置。在检测操作模式中，控制器模块502产生检测信号552，例如一个或者多个检测信号302.1到302.N中之一作为示例。检测信号552可为单调递增的和/或递减的函数（例如斜坡函数作为示例）或者近似单调递增的和/或递减的函数的阶跃函数或阶梯函数。
控制器模块502可响应指令而产生检测信号552。可以从一个或多个数据存储装置给控制器模块502提供命令，所述数据存储装置为例如一个或多个无触点的转发器、一个或多个无触点的标签、一个或多个无触点的智能卡、在不背离本发明的精神和范围的情况下对本领域的普通技术人员来说是明显的任何其它的机器可读的介质、或者它们的任意组合。其他的机器可读的介质可包括但是不局限于，只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、磁盘存储器介质、光存储介质、闪存装置、传播信号（例如载波、红外线信号、数字信号作为部分示例）的电的、光学的、声音的或其他的形式。控制器模块502也可以从用户接口接收命令，例如触摸屏显示器、字母数字式的数字键盘、话筒、鼠标、扬声器、在不背离本发明的精神和范围的情况下对本领域的普通技术人员来说是显而易见的任何其它合适的用户接口作为用户接口的部分示例。控制器模块502还可从与NFC装置500耦合的其他电气装置或主机装置接收指令。
调制器模块504使用任何合适的模拟或者数字调制技术在载波（例如频率约为13.56兆赫的射频载波）上调制检测信号552以提供调制检测信号554。合适的模拟或数字调制技术可包括调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）、移相键控（PSK）、移频键控（FSK）、幅移键控（ASK）、正交幅度调制（QAM）和/或对本领域的普通技术人员来说显而易见的任何其它的合适的调制技术。在示例性的实施方式中，调制器模块504可包括在用于产生检测信号552的控制器模块502控制下的直接数字合成器（DDS）。在此示例性的实施方式中，调制器模块504还包括模数转换器（ADC），以根据载波将检测信号552从数字表示转换到模拟表示来提供调制检测信号554。
天线模块506将调制检测信号554施加到电感耦合元件（例如共振调谐电路作为示例）以产生磁场来提供检测序列556。天线模块506观测检测序列556以提供观测到的检测序列560。
解调器模块508解调使用任何合适的模拟或者数字调制技术的检测序列558，以提供恢复的检测信号560。合适的模拟或数字调制技术可包括调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）、移相键控（PSK）、移频键控（FSK）、幅移键控（ASK）、正交幅度调制（QAM）和/或任何对本领域的普通技术人员来说显而易见的其它的合适的调制技术。
控制器模块502可判断检测信号552和/或恢复的检测信号560的多个信号度量之一。一个或多个信号度量可包括平均电压和/或电流水平（meanvoltage and/or current level）、平均电压和/或电流水平（average voltageand/or current level）、瞬时电压和/或电流水平、均方根电压和/或电流水平、平均功率（mean power）、平均值功率（average power）、瞬时功率、均方根功率、信号包络和/或在不背离本发明的精神和范围的情况下对本领域的普通技术人员来说是显而易见的检测信号552和/或恢复的检测信号560的任何其它的合适的信号度量。
控制器模块502可将恢复的检测信号560的多个信号度量之一与恢复的检测信号560的一个或多个先前的信号度量相比较，以便提供信号度量变化。或者，控制器模块502可将恢复的检测信号560的多个信号度量之一与检测信号552的多个信号度量之一相比较，以便提供信号度量变化。
控制器模块502可将信号度量变化与阈值进行比较，以判断信号度量变化是否表明信号度量之间的差异。阈值用于补偿可能归咎于NFC装置500中的缺陷（例如调制器模块504、天线模块506或解调器模块508中的缺陷作为部分示例）的、检测信号552和/或恢复的检测信号560之间的差异。例如，解调器模块508中的缺陷可能引起恢复的检测信号560的所不期望的衰减。恢复的检测信号560的这种不期望的衰减不被归咎于在磁场内存在的另一个能够NFC的装置。因此，当信号度量变化可能归咎于NFC装置500的缺陷时，控制器将信号度量变化与阈值进行比较，以便大幅度降低控制器模块把信号度量变化解释成由于另外一个能够NFC的装置引起的可能性。
在信号度量变化小于或等于阈值时，信号度量变化表明信号度量之间无差异。在这种情况下，恢复的检测信号560的多个信号度量之一与检测信号552的多个信号度量之一和/或恢复的检测信号560的一个或多个先前的信号度量之间的任何信号度量变化，可归咎于NFC装置500中的缺陷，而不是在磁场内存在另一个NFC装置。
在信号度量变化大于阈值时，信号度量变化表明信号度量之间的差异。控制器模块502分析信号度量变化以判断另一个能够NFC的装置是否在磁场内存在。例如，控制模块502可区分信号度量变化来判断它是否是非线性的还是线性的。当其导数是基本恒定时，控制器模块502可把信号度量变化表征为是线性的，或者当其导数不是基本恒定时，表征为是非线性的。此外，控制器模块502可使用导数作为输入以触发计数装置（例如二进制计数器作为示例）。在此替代方案中，当导数变化时，计数装置的计数从其目前的状态变化到另外一种状态。此外，在此替代方案中，当计数装置的计数小于或等于预先设定的值时，控制器模块502可把来自步骤406的差异表征为是线性的，或者当计数装置的计数大于或等于预先设定的值时表征为是非线性的。
再次参考图3A，一旦如图3A到图3D中描述的检测到在其磁场内存在第二个能够NFC的装置，第一个能够NFC的装置可继续提供包括一个或多个检测信号302.1到302.N的检测序列，以验证第二个能够NFC的装置保持在磁场内。例如，如图6所示，第一个能够NFC的装置观测检测序列，以恢复一个或多个观测到的检测信号602.1到602.N。第一个能够NFC的装置将相应的一个或多个观测到的检测信号602.1到602.N与一个或多个检测信号302.1到302.N中的相应一个或多个相比较，来检测是否第二个能够NFC的装置保留在其磁场之内。
如图6所示，观测到的检测信号602.1到602.（N-1）的信号包络与它们相应的检测信号302.1到302.（N-1）的信号包络基本上不同。在这种情况下，第二个能够NFC的装置从一个或多个检测信号302.1到302.（N-1）上继续产生或获得能量。因此，第二个能够NFC的装置保持在第一个能够NFC的装置的磁场内。应该注意的是，如图6所示的一个或多个检测信号602.1到602.（N-1）的信号包络的差异是仅仅用于示例性说明目的，本领域的普通技术人员会认识到在不背离本发明的精神和范围的情况下，观测到的检测信号602.1到602（N-1）的信号包络的其他差异是可能的。
然而，观测到的检测信号602.N的信号包络是基本上类似于检测信号302.N的信号包络，表明第二个能够NFC的装置不再从检测信号302.N产生或获得能量。因此，第二个能够NFC的装置没有保持在第一个能够NFC的装置的磁场之内。因此，如上所讨论的，第一个能够NFC的装置开始对第二个能够NFC的装置的存在进行检测。
结论
应理解，用来解释权利要求的是详细说明部分，而不是摘要部分。摘要部分可阐明本发明的一个或多个、但不是所有的示例性实施方式，因此，不以任何方式限制本发明和附加的权利要求书。
已描述的本发明借助于功能构件模块的方式示例性说明了其具体功能和关系的实现。为了描述的方便起见，这些功能构件模块的界限已被任意地定义。只要其具体功能和关系被适当地被实施，也可定义其他替代界限。
在不背离本发明的精神和范围的前提下，在形式和细节上可进行其中的各种修改，这对本领域的普通技术人员来说是显而易见的。因此，发明不应当被任何上述的示例性实施方式所限制，但仅应根据权利要求书和它们的等同物来限定。
Claims (10)
1.一种近场通信（NFC）装置，包括：
调制器模块，被配置为在载波上调制检测信号以提供调制检测信号；
天线模块，被配置为将所述调制检测信号施加到感应耦合元件以产生磁场来提供检测序列；
解调模块，被配置为解调所述检测序列以提供观测到的检测序列；以及
控制器模块，被配置为当所述观测到的检测信号与所述检测信号或者先前观测到的检测信号非线性相关时，指示在所述磁场内存在第二个NFC装置。
2.根据权利要求1所述的NFC装置，其中，所述检测信号是单调递增信号。
3.根据权利要求1所述的NFC装置，其中，所述检测信号是斜坡信号。
4.根据权利要求1所述的NFC装置，其中，所述控制器模块被进一步配置为比较所述观测到的检测信号的信号度量和所述检测信号的信号度量，或者比较所述观测到的检测信号的信号度量和所述先前观测到的检测信号的信号度量。
5.根据权利要求1所述的NFC装置，其中，所述观测到的检测信号的信号度量是所述观测到的检测信号的信号包络并且所述检测信号的信号度量是所述检测信号的信号包络，或者所述观测到的检测信号的信号度量是所述观测到的检测信号的信号包络并且所述先前观测到的检测信号的信号度量是所述先前观测到的检测信号的信号包络。
6.根据权利要求1所述的NFC装置，其中，所述控制器模块被进一步配置为当所述观测到的检测信号与所述检测信号或者所述先前观测到检测信号线性相关时，指示不存在第二个NFC装置，或者当所述观测到的检测信号大致等于所述检测信号或者所述先前观测到的检测信号时，指示不存在第二个NFC装置。
7.根据权利要求1所述的NFC装置，其中，所述控制器模块被进一步配置为比较所述观测到的检测信号的信号度量和所述检测信号的信号度量，或者比较所述观测到的检测信号的信号度量和所述先前观测到的检测信号的信号度量，以判断信号度量变化。
8.根据权利要求7所述的NFC装置，其中，所述控制器模块被进一步配置为将检测信号之间的所述信号度量变化表征为非线性或线性，以在所述信号度量变化被表征为基本非线性时，指示在所述磁场内存在第二个NFC装置，而在所述信号度量变化被表征为基本线性时，指示在所述磁场内不存在第二个NFC装置。
9.一种检测近场通信（NFC）装置的存在的方法，包括：
（a）通过第二NFC装置在载波上调制检测信号以提供调制检测信号；
（b）通过所述第二NFC装置将调制检测信号施加到感应耦合元件以产生磁场来提供检测序列；
（c）通过所述第二NFC装置解调所述检测序列以提供观测到的检测序列；以及
（d）通过所述第二NFC装置在所述观测到的检测信号与先前观测到的检测信号非线性相关时，指示在所述磁场内存在所述NFC装置。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，步骤（d）包括：
（d）（i）比较所述观测到的检测信号的信号度量和所述检测信号的信号度量以判断信号度量变化；
（d）（ii）将检测信号之间的所述信号度量变化表征为非线性或线性；
（d）（iii）当所述信号度量变化被表征为基本非线性时，指示在所述磁场内存在所述NFC装置；以及
（d）（iv）当所述信号度量变化被表征为基本线性时，指示在所述磁场内不存在所述NFC装置。
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