CN104378142A - 基于gps工作载频的近距离无线通讯方法、装置及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于GPS工作载频的NFC方法，包括：确定需发出NFC数据信号时，将所述NFC数据信号调制至GPS的工作载频，并通过GPS的工作天线发射调制后的NFC数据信号。同时本发明还公开了基于GPS工作载频的NFC装置及设备。利用本发明的技术方案，减小了天线在智能终端中的占用空间、节省频谱资源，同时完善了智能终端的功能、增强了智能终端实用性。

Description

基于GPS工作载频的近距离无线通讯方法、装置及设备
技术领域
本发明涉及无线射频识别（RFID，Radio Frequency IDentification）技术，具体涉及一种基于全球定位系统（GPS，Global Positioning System）工作载频的近距离无线通讯（NFC，Near Field Communication）方法、装置及设备。
背景技术
市场上的智能终端、如智能手机均具有GPS和NFC等功能。其中，GPS接收机是根据GPS接收天线与卫星之间的伪距离及距离变化率，计算出智能手机所在的经度、纬度等地理位置。NFC是由免接触式RFID技术演进而来，允许内置有NFC天线的电子设备之间进行非接触式点对点数据传输。如将两个具备NFC功能的设备链接，可实现交换图片或同步电话簿等功能。
目前，GPS接收机工作于1.5千兆赫兹（GHz）且只能接收射频信号；NFC工作于13.56兆赫兹（MHz）且可接收、也可发送射频信号。由于工作频段不相同，智能手机需要同时内置GPS天线及NFC天线，占用较大的布线空间。考虑到频谱资源的有限性及智能终端将向轻薄、精巧等方向发展的需要，迫切需要一种实现GPS及NFC功能的同时节省频谱资源的方法。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的主要目的在于提供一种基于GPS工作载频的近距离无线通讯方法、装置及设备，能够减少天线在终端中的占用空间、节省频谱资源，进而完善智能终端的功能及增强实用性。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种基于全球定位系统GPS工作载频的近距离无线通讯NFC方法，所述方法包括：
确定需发出NFC数据信号时，将所述NFC数据信号调制至GPS的工作载频，并通过GPS的工作天线发射调制后的NFC数据信号。
上述方案中，所述方法还包括：
通过所述GPS的工作天线接收到数据信号时，确定所述数据信号的类型，当所述数据信号的类型为GPS数据信号时，利用所述GPS数据信号进行定位处理，当所述数据信号的类型为NFC数据信号时，对所述NFC数据信号进行解析。
上述方案中，所述方法还包括：
所述GPS的工作天线处于接收状态时，通过控制开关关闭所述GPS的工作天线的发送NFC数据信号的通道；
所述GPS的工作天线处于发送NFC数据信号的状态时，通过控制开关关闭所述GPS的工作天线的接收数据信号的通道。
上述方案中，所述利用所述GPS数据信号进行定位处理，包括：
将所述GPS的工作天线接收到的所述数据信号进行滤波处理，经低噪声放大处理，并经混频处理为中频信号，将所述中频信号进行解调处理并根据调制方式确定所述数据信号为GPS数据信号，对所述GPS数据信号进行定位运算得到地理位置信息。
上述方案中，所述对所述NFC数据信号进行解析，包括：
将所述GPS的工作天线接收到的所述数据信号进行滤波处理，经低噪声放大处理，并经混频处理为中频信号，将所述中频信号进行解调处理，并根据调制方式确定所述数据信号为NFC数据信号。
本发明实施例还提供了一种基于全球定位系统GPS工作载频的近距离无线通讯NFC装置，所述装置包括：确定单元、调制解调单元以及传输单元；其中，
所述确定单元，用于确定发出NFC数据信号；
所述调制解调单元，用于将所述NFC数据信号调制至GPS的工作载频；
所述传输单元，用于利用GPS的工作天线发射调制后的NFC数据信号。
上述方案中，所述装置还包括：定位单元；
所述传输单元，还用于利用所述GPS的工作天线接收数据信号；
相应的，所述确定单元，还用于确定所述数据信号的类型为GPS数据信号时，触发所述定位单元；
所述定位单元，用于将所述GPS数据信号进行定位处理。
上述方案中，所述装置还包括：解析单元；
所述传输单元，还用于利用所述GPS的工作天线接收数据信号；
相应的，所述确定单元，还用于确定所述数据信号的类型为NFC数据信号时，触发所述解析单元；
所述解析单元，用于对所述NFC数据信号进行解析。
上述方案中，所述装置还包括：
开关单元，用于使所述GPS的工作天线处于接收状态，并关闭所述GPS的工作天线的发送NFC数据信号的通道；
用于使所述GPS的工作天线处于发送NFC数据信号的状态，并关闭所述GPS的工作天线的接收数据信号的通道。
上述方案中，
所述定位单元，还用于将所述GPS的工作天线接收到的所述数据信号进行滤波处理，再经低噪声放大处理，并经混频处理为中频信号，将所述中频信号进行解调并根据调制方式确定所述数据信号为GPS数据信号，对所述GPS数据信号进行定位运算得到地理位置信息。
上述方案中，
所述解析单元，还用于将所述GPS的工作天线接收到的所述数据信号进行滤波处理，再经低噪声放大处理，并经混频处理为中频信号，将所述中频信号进行解调处理，并根据调制方式确定所述数据信号为NFC数据信号。
本发明实施例还提供了一种基于全球定位系统GPS工作载频的近距离无线通讯NFC设备，所述设备包括：天线、滤波器、低噪声放大器、混频器、功率放大器及调制解调器；其中，所述滤波器分别与所述低噪声功率放大器、所述功率放大器相连接；所述低噪声放大器与所述混频器相连接；所述功率放大器与所述混频器相连接；所述混频器与所述调制解调器相连接；
确定需发出NFC数据信号时，
所述调制解调器，用于将所述NFC数据信号进行基带调制；
所述混频器，用于将调制后的所述NFC数据信号调制至GPS的工作载频；
所述功率放大器，用于将所述混频器调制后的NFC数据信号进行放大；
所述滤波器，用于将所述放大后的NFC数据信号进行滤波；
所述天线，用于在GPS的工作频段发射滤波后的NFC数据信号；
确定所述天线接收到数据信号时，
所述滤波器，用于对接收到的数据信号进行滤波；
所述低噪声放大器，用于对滤波后数据信号进行放大；
所述混频器，用于对放大后的数据信号进行混频操作；
所述调制解调器，用于对所述数据信号进行解调，并确定所述数据信号的类型。
本发明实施例提供的基于GPS工作载频的近距离无线通讯方法、装置及设备，确定需发出NFC数据信号时，将所述NFC数据信号调制至GPS的工作载频，并通过GPS的工作天线发射调制后的NFC数据信号，同时，通过所述GPS的工作天线接收NFC数据信号或GPS数据信号。与现有技术需要为GPS及NFC分别设置一根天线不同，本发明为实现GPS及NFC功能的智能终端仅设置一根天线，减小了天线在终端中的占用空间；并使NFC的工作频段与GPS工作频段保持一致，节省了频谱资源，同时完善了智能终端的功能、增强了智能终端实用性。
附图说明
图1为本发明实施例的基于GPS工作载频的NFC方法的实现流程示意图；
图2为本发明实施例的基于GPS工作载频的NFC装置的组成结构示意图；
图3为本发明实施例的基于GPS工作载频的NFC设备的组成结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明实施例的基于GPS工作载频的NFC方法的实现流程示意图，如图1所示，所述方法包括：
步骤11：确定需发出NFC数据信号时，将所述NFC数据信号调制至GPS的工作载频。
步骤12：通过GPS的工作天线发射调制后的NFC数据信号。
本发明实施例中，除了上述通过所述GPS的工作天线发射NFC数据信号之外，还可以使用所述GPS的工作天线接收GPS数据信号或NFC数据信号。
与现有技术分别为NFC及GPS设置一根天线不同，在本发明实施例中只需设置一根天线，称此天线为GPS的工作天线。
当前智能终端还可以通过所述GPS的工作天线接收来自于卫星或来自于所述其他智能终端的数据信号，先确定所述数据信号的类型，确定为GPS数据信号，利用所述GPS数据信号进行定位处理得出自身所处的地理位置；当确定为NFC数据信号时，对所述NFC数据信号进行解析。
其中，智能终端之间传输的NFC数据信号可以是终端信息；所述终端信息包括：与所述终端有关的信息如终端的序列号、设备号及所述终端可存储的信息如电话簿、图片、视频等。
此外，由于GPS调制方式与NFC调制方式并不相同，在解调判决时可通过不同的调制方式确定数据信号的相应类型。
本发明实施例中，增设一个开关（射频开关），通过控制所述开关来实现数据接收或发送通道的开启或关闭。进一步的，开启所述GPS的工作天线处于接收状态时，关闭所述GPS的工作天线的发送NFC数据信号的通道；开启所述GPS的工作天线处于发送NFC数据信号的状态时，关闭所述GPS的工作天线的接收数据信号的通道。
下面以智能手机为例并结合实施例一及实施例二对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例一
当前智能手机通过所述GPS的工作天线接收数据信号时，控制所述开关为接收开启状态即RX工作模式，将所述数据信号进行滤波处理，滤除掉所述数据信号中的噪声信号，所述开关的接收开启状态，可使所述GPS的工作天线的发送NFC数据信号的通道关闭。由于数据信号在传输过程中存在有衰减，所以在进行下变频之前，需要将所述数据信号经过低噪声放大处理，之后，再进行混频操作，将所述数据信号下变频至中频信号，并将所述中频信号进行解调。
这里，在进行中频信号解调时，由于GPS数据信号和NFC数据信号的调制方式不相同，所以在解调判决时根据调制方式可确定出当前数据信号为GPS数据信号还是NFC数据信号。当确定出当前数据信号为GPS数据信号，将解调出的GPS数据信号进行定位运算便可得到智能手机所在的经度、纬度等地理位置信息。当前智能手机显示所述地理位置信息，以通知当前智能手机的持有者目前所处的位置。
当确定出当前数据信号为NFC数据信号时，将解调出的NFC数据信号如图片、电话簿等终端信息进行显示。
实施例二
当前智能手机需要发送NFC数据信号、如图片A给目标智能手机时，控制所述开关为NFC发送开启状态即TX工作模式，读取保存在NFC芯片、或应用处理器（AP，Application Processor）、或用户身份识别卡（SIM，SubscriberIdentity Module）中的图片A，并将图片A进行NFC调制处理成中频信号，并将所述中频信号进行混频处理，所述混频处理将包含有图片A的中频信号调制成与GPS的工作载频一致的射频信号，再将所述射频信号进行放大，以避免所述射频信号在传输到目标智能手机的过程中衰减得过多。所述开关对于放大后的射频信号为NFC发送开启状态，对所述射频信号滤波处理之后，通过所述GPS的工作天线将所述射频信号发送至目标智能手机。
相应的，目标智能手机利用所述GPS的工作天线接收当前智能手机发送的NFC数据信号、如图片A，也就是目标智能手机实现NFC接收功能时，控制射频开关为NFC接收开启状态即RX工作模式，先将接收到的图片A进行滤波处理以滤除掉掺杂在所述NFC数据信号中的噪声信号，再对滤波处理后的NFC数据信号进行低噪声放大处理。之后，再将所述NFC数据信号进行下变频（混频）处理为中频信号，并通过NFC解调为图片A。目标智能手机显示当前智能手机发送的图片A，至此当前智能手机与目标智能手机实现了NFC点对点通信。
在上述实施例一及实施例二中，控制所述开关为接收开启状态或NFC发送/接收开启状态，是通过可编程门阵列技术（FPGA，Field Programmable GateArray）中的中断方式实现的。
综上所述，本发明实施例仅设置一根天线于智能终端内部，并且，使用该天线既能够实现GPS数据信号接收，也能够实现NFC数据信号发送或接收，且GPS的工作天线工作于1.5GHz频段。本发明实施例将NFC的工作频率由13.56MHz频段搬移到1.5GHz频段，减少了对频谱资源的占用，使得频谱资源得到合理的有效利用。
基于上述基于GPS工作载频的NFC方法，本发明还记载了一种基于GPS工作载频的NFC装置，内置于智能终端中，如图2所示，所述装置包括：确定单元21、调制解调单元22、传输单元23；其中，
所述确定单元21，用于确定智能终端发出NFC数据信号；
所述调制解调单元22，用于将所述NFC数据信号调制至GPS的工作载频；
所述传输单元23，用于利用GPS的工作天线发射调制后的NFC数据信号。
较佳地，所述确定单元21，确定当前智能终端需要发出NFC数据信号、如终端信息给其他智能终端时，所述开关单元26使得所述GPS的工作天线处于NFC发送开启状态，所述调制解调单元22读取保存在NFC芯片或AP或SIM卡中的终端信息，并将所述终端信息进行NFC调制处理成中频信号，并将所述中频信号进行混频处理，所述混频处理将包含有所述终端信息的中频信号调制成与GPS的工作载频频点一致的射频信号，再将所述射频信号进行放大并进行滤波处理，之后，所述传输单元23利用所述GPS的工作天线将滤波处理后的射频信号发送至目标智能终端。
这里，所述开关单元26使得GPS的工作天线处于NFC发送开启状态时，所述开关单元26关闭了所述GPS的工作天线的接收数据信号的通道。传输于智能终端之间的NFC数据信号可以为终端信息，所述终端信息包括：与所述终端有关的信息如终端的序列号、设备号及所述终端可存储的信息如电话簿、图片、视频等。
较佳地，所述装置还包括：定位单元24及解析单元25；
当所述传输单元23利用所述GPS的工作天线接收到数据信号且所述确定单元21确定所述数据信号的类型为GPS数据信号时，触发所述定位单元24；所述定位单元24将所述GPS数据信号进行定位处理，以得到所处的地理位置信息。
具体的，所述定位单元24将所述传输单元23接收到的所述GPS数据信号进行滤波处理，再经低噪声放大处理，经混频处理为中频信号，将所述中频信号进行解调，所述确定单元21根据调制方式确定所述数据信号的类型为GPS数据信号时，所述定位单元24对所述GPS数据信号进行定位运算得到地理位置信息。
这里，在所述开关单元26使得所述GPS的工作天线为GPS接收开启状态时，所述开关单元26关闭了所述GPS的工作天线的发送NFC数据信号的通道。
当所述传输单元23利用所述GPS的工作天线接收到数据信号且所述确定单元21确定所述数据信号的类型为NFC数据信号时，触发所述解析单元25；所述解析单元25对所述NFC数据信号进行解析。
具体的，所述解析单元25将所述传输单元23接收到的所述NFC数据信号进行滤波处理，再经低噪声放大处理，经混频处理为中频信号，将所述中频信号进行NFC解调，在所述确定单元21确定所述数据信号的类型为NFC数据信号时，所述解析单元25显示NFC数据信号对应的终端信息。
这里，在所述开关单元26使得所述GPS的工作天线为GPS接收开启状态时，所述开关单元26关闭了所述GPS的工作天线的发送NFC数据信号的通道。
同时，本发明还记载了一种基于GPS工作载频的NFC设备，如图3所示，所述设备包括：天线41、滤波器42、低噪声放大器44、功率放大器45、混频器46、调制解调器47；其中，
所述滤波器42分别与所述低噪声功率放大器44、所述功率放大器45相连接；所述低噪声放大器44与所述混频器46相连接；所述功率放大器45与所述混频器46相连接；所述混频器46与所述调制解调器47相连接；
所述滤波器42与所述低噪声放大器44之间设置了一个开关器43（射频开关器），所述开关器43也位于所述滤波器42与所述功率放大器46之间。其中，所述天线41与前述基于GPS工作载频的NFC方法与装置中所涉及到的GPS的工作天线相同。
确定需发出NFC数据信号时，
所述调制解调器47，用于对所述NFC数据信号进行基带调制；
所述混频器46，用于将调制后的所述NFC数据信号调制至GPS的工作载频；
所述功率放大器45，用于将所述混频器46调制后的NFC数据信号进行放大；
所述滤波器42，用于将所述放大后的NFC数据信号进行滤波；
所述天线41，用于在GPS的工作频段发射滤波后的NFC数据信号；
确定所述天线41接收到数据信号时，
所述滤波器42，用于对接收到的数据信号进行滤波；
所述低噪声放大器44，用于对滤波后数据信号进行放大；
所述混频器46，用于对放大后的数据信号进行混频操作；
所述调制解调器47，用于对所述数据信号进行解调，并确定所述数据信号的类型。
其中，所述数据信号的类型包括：NFC数据信号及GPS数据信号。因为NFC数据信号及GPS数据信号使用的调制方式不同，所以在解调判决时可根据调制方式的不同判定当前数据信号是NFC数据信号还是GPS数据信号。
上述设备可应用于如手机、个人网络接入设备（IPAD，Internet PersonalAccess Device）等智能终端中，下面以智能手机为例，并结合应用场景1、应用场景2对本发明实施例的设备作进一步说明。
应用场景1：确定当前智能手机需发出NFC数据信号时，即发送终端信息、如图片A给目标智能手机时，调制解调器47控制所述开关器43为NFC发送开启状态即TX工作模式，并将图片A调制成中频信号并送入混频器46，所述混频器46将包含有图片A的中频信号调制成射频信号送入至所述功率放大器45，所述功率放大器45将所述射频信号进行放大，以避免所述射频信号在传输到目标智能手机的过程中衰减得过多。所述开关器43为NFC发送开启状态时所述天线的接收数据信号的通道为关闭状态，滤波器42对所述射频信号进行滤波之后，利用所述天线41将所述射频信号发送至目标智能手机。
应用场景2：当前智能手机利用所述天线41接收到数据信号时，调制解调器47控制开关器43为接收开启状态即RX工作模式，所述滤波器42滤除掉掺杂在所述数据信号中的噪声信号，所述开关器43为接收开启状态时所述天线的发送数据信号的通道为关闭状态。为方便对所述数据信号的解调，在将数据信号送入调制解调器47之前，先经过所述低噪声放大器44放大，再送入到混频器46下变频至中频信号，所述调制解调器47解调所述数据信号并根据调制方式确定所述数据信号的类型。
当确定出所述数据信号为GPS数据信号时，将解调出的GPS数据信号进行定位运算，便可得到当前智能手机所在的经度、纬度等地理位置信息。
这里，所述定位运算为GPS相关技术，这里不再赘述。
当确定出所述数据信号为NFC数据信号时，将解调出的NFC数据信号如图片、电话簿等终端信息进行显示。
在上述技术方案的描述中，控制开关器43为接收开启状态或NFC发送开启状态，是通过FPGA的中断方式实现的。
本发明实施例提供的基于GPS工作载频的近距离无线通讯方法、装置及设备，确定需发出NFC数据信号时，将所述NFC数据信号调制至GPS的工作载频，并通过GPS的工作天线发射调制后的NFC数据信号；此外，通过所述GPS的工作天线接收GPS数据信号或NFC数据信号。与现有技术需要为GPS及NFC分别设置一根天线不同，本发明为实现GPS及NFC功能的智能终端仅设置一根天线，减小了天线在终端中的占用空间；并使NFC的工作频段与GPS工作频段保持一致，节省了频谱资源，同时完善了终端的功能、增强了终端实用性。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种基于全球定位系统GPS工作载频的近距离无线通讯NFC方法，其特征在于，所述方法包括：
确定需发出NFC数据信号时，将所述NFC数据信号调制至GPS的工作载频，并通过GPS的工作天线发射调制后的NFC数据信号。
2.根据权利要求1所述的基于GPS工作载频的NFC的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过所述GPS的工作天线接收到数据信号时，确定所述数据信号的类型，当所述数据信号的类型为GPS数据信号时，利用所述GPS数据信号进行定位处理，当所述数据信号的类型为NFC数据信号时，对所述NFC数据信号进行解析。
3.根据权利要求1或2所述的基于GPS工作载频的NFC的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述GPS的工作天线处于接收状态时，通过控制开关关闭所述GPS的工作天线的发送NFC数据信号的通道；
所述GPS的工作天线处于发送NFC数据信号的状态时，通过控制开关关闭所述GPS的工作天线的接收数据信号的通道。
4.根据权利要求3所述的基于GPS工作载频的NFC的方法，其特征在于，所述利用所述GPS数据信号进行定位处理，包括：
将所述GPS的工作天线接收到的所述数据信号进行滤波处理，经低噪声放大处理，并经混频处理为中频信号，将所述中频信号进行解调处理并根据调制方式确定所述数据信号为GPS数据信号，对所述GPS数据信号进行定位运算得到地理位置信息。
5.根据权利要求3所述的基于GPS工作载频的NFC的方法，其特征在于，所述对所述NFC数据信号进行解析，包括：
将所述GPS的工作天线接收到的所述数据信号进行滤波处理，经低噪声放大处理，并经混频处理为中频信号，将所述中频信号进行解调处理，并根据调制方式确定所述数据信号为NFC数据信号。
6.一种基于全球定位系统GPS工作载频的近距离无线通讯NFC装置，其特征在于，所述装置包括：确定单元、调制解调单元以及传输单元；其中，
所述确定单元，用于确定发出NFC数据信号；
所述调制解调单元，用于将所述NFC数据信号调制至GPS的工作载频；
所述传输单元，用于利用GPS的工作天线发射调制后的NFC数据信号。
7.根据权利要求6所述的基于GPS工作载频的NFC装置，其特征在于，所述装置还包括：定位单元；
所述传输单元，还用于利用所述GPS的工作天线接收数据信号；
相应的，所述确定单元，还用于确定所述数据信号的类型为GPS数据信号时，触发所述定位单元；
所述定位单元，用于将所述GPS数据信号进行定位处理。
8.根据权利要求6所述的基于GPS工作载频的NFC装置，其特征在于，所述装置还包括：解析单元；
所述传输单元，还用于利用所述GPS的工作天线接收数据信号；
相应的，所述确定单元，还用于确定所述数据信号的类型为NFC数据信号时，触发所述解析单元；
所述解析单元，用于对所述NFC数据信号进行解析。
9.根据权利要求7或8所述的基于GPS工作载频的NFC装置，其特征在于，所述装置还包括：
开关单元，用于使所述GPS的工作天线处于接收状态，并关闭所述GPS的工作天线的发送NFC数据信号的通道；
用于使所述GPS的工作天线处于发送NFC数据信号的状态，并关闭所述GPS的工作天线的接收数据信号的通道。
10.根据权利要求9所述的基于GPS工作载频的NFC装置，其特征在于，
所述定位单元，还用于将所述GPS的工作天线接收到的所述数据信号进行滤波处理，再经低噪声放大处理，并经混频处理为中频信号，将所述中频信号进行解调并根据调制方式确定所述数据信号为GPS数据信号，对所述GPS数据信号进行定位运算得到地理位置信息。
11.根据权利要求9所述的基于GPS工作载频的NFC装置，其特征在于，
所述解析单元，还用于将所述GPS的工作天线接收到的所述数据信号进行滤波处理，再经低噪声放大处理，并经混频处理为中频信号，将所述中频信号进行解调处理，并根据调制方式确定所述数据信号为NFC数据信号。
12.一种基于全球定位系统GPS工作载频的近距离无线通讯NFC设备，其特征在于，所述设备包括：天线、滤波器、低噪声放大器、混频器、功率放大器及调制解调器；其中，所述滤波器分别与所述低噪声功率放大器、所述功率放大器相连接；所述低噪声放大器与所述混频器相连接；所述功率放大器与所述混频器相连接；所述混频器与所述调制解调器相连接；
确定需发出NFC数据信号时，
所述调制解调器，用于将所述NFC数据信号进行基带调制；
所述混频器，用于将调制后的所述NFC数据信号调制至GPS的工作载频；
所述功率放大器，用于将所述混频器调制后的NFC数据信号进行放大；
所述滤波器，用于将所述放大后的NFC数据信号进行滤波；
所述天线，用于在GPS的工作频段发射滤波后的NFC数据信号；
确定所述天线接收到数据信号时，
所述滤波器，用于对接收到的数据信号进行滤波；
所述低噪声放大器，用于对滤波后数据信号进行放大；
所述混频器，用于对放大后的数据信号进行混频操作；
所述调制解调器，用于对所述数据信号进行解调，并确定所述数据信号的类型。
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