CN103827888B - 配置用于近场通信路由器的调制类型 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于根据第二设备(4)所传送的调制类型对第一近场通信设备(1)进行配置的方法，其中：第一设备的解码器(14)被配置为(22)通过过度编码对类型B调制进行解码；对在对应于初始化帧的符号的持续时间的第一时隙期间所接收的信号进行解码(23)；并且根据所解码符号的数值对第一设备进行配置(16)以便确定调制类型。

Description

配置用于近场通信路由器的调制类型
技术领域
本发明总体上涉及电路，尤其涉及近场射频通信设备。这样的设备通常称作NFC(近场通信)设备
背景技术
越来越多的射频通信设备能够在近场中与固定终端或另一移动设备进行操作。特别地，大多数移动电话类型的电信设备目前配备有近场通信(NFC)路由器。
一般来讲的NFC设备以卡模式进行操作(或者模仿卡)，这与这些设备的第二操作模式相反，该第二模式是模仿读卡器以与另一近场设备协同操作。该设备随后表现为终端。
有不同的近场通信标准。这些标准之间的差异基本上在于所要传送的数据的调制和编码类型。以前，应答器最为常见的是专用于一种类型的调制。它们现在被设计为能够根据不同调制类型进行操作，并且因此能够被配置为对与终端的每个新的事务设置该类型。
调制类型最为常见的是由终端进行设置，并且应答器类型的设备对其NFC路由器的配置进行修改以能够与读卡器进行通信。
通常，能够根据不同调制进行操作的路由器或射频前端接连切换至这些不同的调制直至其辨识出读卡器所传送的请求。然而这是耗时的。
另外，一些终端自身就能够根据不同调制类型进行操作以能够适应专用于单一类型的应答器。在这种情况下，该终端接连地根据不同类型发送请求直至其接收到一种类型的响应。然而，终端必须在两种类型之间留下足够的时间(通常为数毫秒的量级)以使得可配置的应答器也有时间对不同调制类型进行扫描直至两种配置(终端和应答器)相匹配。
这样的配置过程很长并且使得处于卡模式的设备存在永远不会检测到请求的风险。
发明内容
本发明的一个实施例的目的是克服常见的卡模式近场电信设备的全部或部分缺陷。
本发明的一个实施例的另一个目的是提供一种用于以卡模式对设备进行配置的处理。
为了实现这些或其他目的的部分或全部，本发明提供了一种用于根据第二设备所传送的调制类型对第一近场通信设备进行配置的方法，其中：
第一设备的解码器被配置为对过度编码的类型B调制进行解码；
对在对应于初始化帧的符号的持续时间的第一时隙期间所接收的信号被划分成比特并解码；以及
根据所解码符号的数值配置第一设备以确定调制类型。
根据本发明的一个实施例，持续时间大约对应于9.44微秒。
根据本发明的一个实施例，所述符号被包括8个比特并且通过为每个八分之一指定以状态0或1而被解码。
根据本发明的一个实施例，如果第一符号为十六进制计数的00，则具有与所述第一时隙相同的持续时间并且与之连续的第二时隙针对类型B进行解码。
根据本发明的一个实施例：
如果对应于所述第二时隙的第二符号也为十六进制计数的00，则所述解码器针对所述类型B调制进行配置；并且
否则，所述解码器针对类型15693调制进行配置。
根据本发明的一个实施例，如果以十六进制计数，所述第一符号不同于00并且小于AA，则所述解码器针对类型15693调制进行配置。
根据本发明的一个实施例，如果所述第一符号等于以十六进制计数的数值FC，则所述解码器针对类型A调制进行配置.
根据本发明的一个实施例，如果所述第一符号等于以十六进制计数的数值AA，则所述解码器针对类型C调制进行配置。
本发明还提供一种包括以上电路的近场接收设备。
附图说明
将在以下的结合附图对具体实施例进行的非限制性描述中对本发明的以上和其它目的、特征及优势进行详细讨论。
图1是将要描述的实施例针对其进行应用的类型的系统的简化示图；
图2是NFC路由器配置系统的实施例的框图；
图3是图示由NFC路由器所接收的调制信号的示例的简化时序图；
图4示出了图示根据能够被以卡模式操作的NFC路由器使用的不同调制类型的通信的初始相位的时序图；并且
图5是NFC路由器配置模式的简化流程图。
具体实施方式
相同的部件已经在不同附图中被指定以相同的附图标记，其中时序图并非依比例进行绘制。为了清楚，仅示出了对于理解所描述实施例有用的那些步骤和部件并将对其加以详述。特别地，用于根据不同标准生成通信帧的电路并没有进行详述，所描述的实施例与常规标准相兼容。另外，由读取或读／写终端所生成的轮询请求也没有被加以详述，所描述的实施例在这里同样与常见终端相兼容。
将要描述的实施例针对一种以卡模式进行操作的NFC路由器及其用于与读卡器进行通信的配置。
图1是如下类型的通信系统的简化示图，将要描述的实施例将针对该类型进行应用。
移动电信设备1(例如，GSM类型的移动设备)能够与通过天线2所表征的网络进行通信。设备1进一步配备有近场通信路由器3，其能够与天线4(终端)进行通信以便生成射频场。
最为常见地，配备有NFC路由器的设备1能够以所谓的读卡器模式和所谓的卡模式进行操作。在读卡器模式中，设备1及其NFC路由器表现为另一个近场通信设备的读取和写入终端。在卡模式中，该移动设备作为与终端4进行通信的无接触电磁应答器或芯片卡进行操作。存在有许多配备有NFC路由器的可替换电信设备，但是它们全部都使用相同的原则：当以卡模式进行操作并且处于经常通信终端的范围之内时，它们等待来自该终端的请求以对其作出响应。
随后将要更为具体描述的实施例涉及到整合了近场通信(NFC)和电信器件的设备。然而，所描述的解决方案应用于能够根据若干种调制类型或标准进行操作的任意近场通信设备。
当这样的设备处于终端范围之内时，它连续切换至它能够利用其进行操作的不同调制类型，以检测终端所根据的用来发送其请求的类型并且能够与之开始进场通信。
在某些情况下，终端自身就能够根据不同类型进行操作。在这种情况下，其通过根据第一通信或调制类型发送请求作为开始，并且随后在没有来自应答器的任何响应的情况下，它切换至另一类型，以此类推。在终端侧，只要没有从应答器接收到响应就循环执行该操作。
这样的常见解决方案在能够开始通信之前耗费时间。另外，存在检测不到调制类型的风险。
随着能够根据不同调制类型进行操作的NFC路由器的发展以及多标准终端的多样性，这一问题变得更为关键。
将要描述的实施例利用了最为常见的近场通信标准的特性以缩短检测调制类型的时间并且避免检测不到类型的情形。
从近场通信终端到应答器(随后将称作卡)的任何传输都以振幅调制来执行。调制类型之间的差异是由于用于传送比特的振幅调制传输的编码所导致。
图2是调制类型选择设备的实施例的简化框图。图2的表示形式是简化且功能性的。
假设NFC路由器包括配备有用于接收射频信号的器件的模拟前端12(AFE)。在图2的示例中，进一步假设模拟前端12配备有使得能够向终端进行传送的器件(利用信号Tx进行标记)。一般所讲的从应答器到终端的向后调制(retromodulation)。前端12的输出被发送到所接收信号的解调器／解码器14(DECOD)。其例如是与数字解码器相关联的振幅解调电路。解码器14向其它移动电信设备电路(未示出)提供所接收的信号(Rx)。根据图2所示的实施例，电路14还将所调制的信号传送至模块16(选择)以便选择所接收的调制类型(类型)。
解码器14的功能是从它最初利用其进行配置的调制类型检测从前端12所接收的信号的实际调制类型，以便在模块16已经选择了类型时将解码器14针对剩余传输进行配置。
如下文将要结合图4所解释的，提供了利用基于所谓的过度编码(overcoded)类型B调制的解码来检测可能接收到的不同调制类型。
在NFC路由器中，射频通信是基于关于大约13.56MHz的载波频率的标准。从终端到应答器的传输主要根据四种类型族而被振幅调制，也就是类型A、类型B、类型C和类型15693(ISO标准14443)。不同类型具有不同传输速度、载波调制指数和数据编码。
类型A和B的传输速度为106k比特／s、212k比特／s、424k比特／s或848k比特／s。类型C的传输速度为212k比特／s或424k比特／s。类型15693的速度为每秒6.64k比特或16.48k比特／s。
类型A的调制指数为100％。类型B的调制指数为10％。类型C具有范围处于8和30％之间的调制指数。类型15693具有100％(称作类型15693-100)或10％(类型15693-10)的调制指数。类型15693在6.64k比特／s具有基准256(15693-100-256和15693-10-256)，并且类型15693在26.48k比特／s具有基准4(15693-100-4和15693-10-4)
图3以简化时序图图示了处于状态0和1的比特的利用类型A调制进行的振幅调制传输的常见示例。这些时序图示出了前端12所恢复的电压V的形状。这些信号由13.56MHz的载波所承载并且被振幅调制。
在这里所考虑的用来在应答器一侧检测终端所传送的调制类型的终端至应答器的传输的情况下，在所确定的表示符号的周期T期间，数据比特在类型A中根据无调制间隔I的位置进行编码(或者以低于诸如类型B的其它类型的高度无负载电平的电平进行编码)。该调制类型是ASK类型的调制(振幅移位键控)。在脉冲I处于周期I的开始处的情况下对比特0进行解码并且在脉冲I并不处于周期I的开始处的情况下对比特1进行解码。周期T的持续时间为大约9.44微秒，因此符号的持续时间亦是如此。脉冲I的持续时间对应于符号的持续时间除以4。
振幅调制通过降低高电平来执行，因为近场通信系统基本上是针对如下应答器所设计的，该应答器从终端所发射的高频场中提取它们所包含的电路的供电。
将要描述的实施例利用了以下事实，无论调制类型如何，从终端到应答器的传输都由根据具体编码的初始相位所开始，但是符号全部具有独立于调制类型的大约9.44微秒(对应于106k比特／s的速度)的持续时间。
基于和由这些系统所使用的在大约847.5kHz频率的子载波的周期的持续时间相对应的单位持续时间的过度编码得以被定义。该子载波尤其被用于从应答器到终端的向后调制。
所执行的过度编码相当于在8个比特之上对具有9.44微秒的持续时间的符号进行采样(根据子载波频率的周期性)。其随后被提供用于对这种每个符号8个比特的编码进行解释以从彼此辨别不同的调制类型。换句话说，符号被划分为8个元素并且状态0和1根据其(相对)低或高的电平而被分配给每个八分之一符号。在实践中，该解码由以大约847.5kHz参数化的类型B解调器所执行。因此足以以不同方式对类型B解调的符号的数值进行解释。
图4示出了根据不同调制类型的时序图以说明有关图2所使用的选择模式。第一时序图图示了大约848kHz(大约1.18μs的周期)的载波SC的形状。以下的时序图图示了分别根据以下类型而在帧的开始处出现的符号的相应形状：
A：表示以类型A的实际比特(106k)的符号(图3)；
B：10个处于0的符号，后跟有2个处于1的符号；
15693-10(或100)-4：1个处于低状态的符号，后跟有4个处于高状态的符号，后跟有1个处于低状态的符号，其后跟有2个处于高状态的符号；
C-212(212kb／s的类型C)：表示处在0和1的类型A的脉冲I的脉冲的替换形式；以及
C-424(424kb／s的类型C)：每符号4个状态0和4个状态1的替换形式。
在图4中，不同符号在8个比特上所采取的编码已经被以十六进制计数示出。
在图4中所示的可以为初始化帧类型的帧在相对长的时间周期期间进行传送，而为应答器留下时间来检测该帧。例如：
类型B帧表示94微秒；
类型C-424帧表示112微秒；
类型C-212帧表示224微秒；并且
帧15693表示大约75微秒。
每次对完全帧进行等待以便终端在切换到另一种调制类型之前有时间考虑到与应答器的兼容性缺失。
另外，在其中使用近场通信的应用是用户使得其设备接近终端并且必须快速执行事务的应用。
提供了利用一个或两个表示在开始阶段的106k比特／s符号的传输时间的9.44μs持续时间，以在其帧开头的发送期间确定终端所使用的调制类型。
图5是图2的选择器16所实施的用于确定终端所传送的调制类型的选择模式的简化流程图。
在系统启动时(框21，开始)，射频前端12通过接收到来自终端的信号而被唤醒并且选择器16最初将解码器14配置为能够对过度编码的类型B调制进行解码(框22，配置类型B)。因此解码器14的无负载配置为类型B。
解码器14就像其为类型B调制那样对所接收的信号进行解调和解码并且将所接收的比特发送至选择器14。所接收的比特被并行发送至应答器电路的其余部分，但是此时并不被加以利用。特别地，只要选择器16还没有通过预期用于这些电路的信号(预期用于设备微控制器的验证比特OK)验证该调制类型，信号Rx就不被利用。
选择器等待(框23，等待／读取符号)接收(一个符号的)8个过度编码比特。这相当于独立于所接收的信号以及调制类型所执行的编码以类型B解码9.44μs的时隙。
为求简洁，符号的数值在下文中将以十六进制计数任意地表示。
一旦这8个比特已经被接收并解码，选择器16就确定这些比特是否对应于数值00的符号(框24，00？)。这相当于检测类型A调制上帧开头符号的出现。
如果不是(框24的输出“否”)，则这意味着调制既不是类型B也不是类型15693(100或10)-4。然后测试(框25，<AA？)符号的数值是否小于数值AA。如果回答是肯定的(框24的输出“是”)，则这意味着调制是类型15693-100。选择器16然后对解码器14进行相应地配置(框26，类型15693-100)。
为了能够从类型15693-100-256中辨别出类型15693-100-4，在4个符号的持续时间上配置射频前端12的时间计数器(框27，AFE计时器)，并且它等待下一个符号的接收。如果在该接收期间，时间计数器已经到期(框28的输出“是”，计时器=0？)，则这意味着模式15693-100-4(框29，类型15693-(x)-4)。在相反的情况下(框28的输出“否”)，则这意味着类型15693-100-256(框30，类型15693-(x)-256)。
在配置的结束，系统能够提供(框31，结束)正确解码的帧至电信设备的其余部分。实际上，以至多两个字符执行的类型的选择不会不利地影响接收并且可以立即对帧进行解释。
如果第一符号不小于数值AA(框25的输出“否”)，则这意味着类型A或者类型C。
然后测试(框32，FC？)符号的数值是否是FC。如果是(框32的输出“是”)，则选择器16将解码器14配置在类型A(框33，类型A)。如果不是(框32的输出“否”)，则检查符号是否是AA(框34，AA？)。如果是，则这意味着调制是类型C-424(框35，类型C)。否则，验证符号的数值是否是CC(框36，CC？)。如果是(框36的输出“是”)，则类型是C-212并且解码器被针对类型C进行配置(框35，类型C)。否则，这意味着调制是类型15693-100并且返回到框26以覆盖其余未确定的符号。
如果第一符号是00(框24的输出Y)，则等待9.44μs持续时间的下一个符号的接收(框37，等待／读取符号)，以从15693调制区分类型B。将第二符号的数值与零进行比较(框38，00？)。如果为零，则这意味着类型B调制并且解码器被适当地配置(框39，类型B)。如果不是(框38的输出“否”)，则这意味着调制是类型15693-10(框40，类型15693-10)并且解码器被适当地配置。
在解码器被针对类型15693-10进行配置时，如在框26的输出那样执行框27到30的操作，以确定调制是否是类型4或者类型256。
在图5中，以类型B、类型C和类型15693的配置的输出导致框31。优选地，类型A配置(框33的输出)被不同地处理。
以上描述示出了，通过对最多两个具有对应于初始化帧的符号的持续时间的持续时间的连续时隙进行解释，就有可能通过像其在8个比特上进行过度编码那样解释符号而对接收器进行配置，而不管调制类型是上述类型中的哪一个。
因此，不再必须要等待帧的结束，也无需等待终端切换至另一个调制类型。只要根据图5的方法进行了适当配置，处于卡模式的设备就能够通过使用作为调制类型的函数的正确的向后调制类型对终端作出响应。
该方法可以在终端仅根据一种调制类型进行传送的同时被用来配置处于近场中的设备，或者将该近场设备的调制关于扫描不同调制类型的终端进行匹配。在两种情况下，设备然后能够在一起进行通信。
该方法可以在终端仅根据一种调制类型进行传送的同时被用来配置处于近场中的设备，或者将该近场设备的调制关于扫描不同调制类型的终端进行匹配。在两种情况下，设备然后能够在一起进行通信。
一旦选择器已经识别出类型，则移动电信设备就被配置为向终端发送确认消息。接收到该响应，终端获知应答器能够对其所传送的调制进行解释。
在简化实施例中，以上所描述的方法仅检测一些调制类型。
例如，对于仅根据类型B和15693进行操作的设备而言，将仅执行测试24、25和38，并且在测试25的否定结果的情况下，设备不进行响应并且等待终端切换至另一调制类型。
另外，测试的顺序可以有所改变。
已经对各个实施例进行了描述。本领域技术人员将轻易进行各种改变和修改。特别地，这些实施例的实施方式所检测类型的选择取决于所涉及的移动电信设备，其被假设能够对至少一种类型B调制进行解码。
此外，基于以上所给出的功能指示，所描述实施例的实际实施方式处于本领域技术人员的能力范围之内。特别地，所传送符号的解释可以由包括NFC路由器的设备中经常出现的数字处理电路来执行。然而，将会确定的是，在大约对应于9.44微秒的信号持续时间的解释之上对接收前端和解码器进行参数化。

Claims (9)

1.一种用于根据第二设备(4)所传送的调制类型对第一近场通信设备(2)进行配置的方法，其中：
所述第一近场通信设备的解码器(14)被初始配置为对过度编码的类型B调制进行解码；
在对应于初始化帧的符号的持续时间的第一时隙期间所接收的信号被划分成比特并由所述解码器(14)按类型B调制信号进行解码；
当所述第一时隙的解码结果标识了多个调制类型中的一个时，选择所标识的调制类型，作为所接收的信号的调制类型；
当确定所述第一时隙的解码结果无法标识多个调制类型中的一个时，针对对应于所述持续时间的第二时隙，按照类型B调制信号对所接收的信号进行解码，并且基于按照类型B调制信号对第二时隙的解码结果，选择所接收的信号的所述调制类型；以及
利用所选择的调制类型来解码所接收的信号。
2.根据权利要求1的方法，其中所述持续时间大约对应于9.44微秒。
3.根据权利要求1或2的方法，其中所述符号包括8个比特并且通过为每个八分之一指定以状态0或1而进行解码。
4.根据权利要求1的方法，其中如果第一符号为十六进制计数的00，则具有与所述第一时隙相同的持续时间并且与之连续的第二时隙针对类型B进行解码。
5.根据权利要求4的方法，其中：
如果对应于所述第二时隙的第二符号也为十六进制计数的00，则所述解码器(14)针对所述类型B调制进行配置；并且
如果对应于所述第二时隙的第二符号不是十六进制计数的00，所述解码器针对类型15693调制进行配置。
6.根据权利要求4的方法，其中如果以十六进制计数，所述第一符号不同于00并且小于AA，则所述解码器(14)针对类型15693调制进行配置。
7.根据权利要求6的方法，其中如果所述第一符号等于以十六进制计数的数值FC，则所述解码器(14)针对类型A调制进行配置。
8.根据权利要求4、6、和7中任一项的方法，其中如果所述第一符号等于以十六进制计数的数值AA，则所述解码器(14)针对类型C调制进行配置。
9.一种包括能够实施前述权利要求中任一项的方法的电路的近场接收设备。
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