CN107615672B - 用于以改进的功率获得进行通信的nfc方法和设备 - Google Patents

用于以改进的功率获得进行通信的nfc方法和设备 Download PDF

Info

Publication number
CN107615672B
CN107615672B CN201580072325.3A CN201580072325A CN107615672B CN 107615672 B CN107615672 B CN 107615672B CN 201580072325 A CN201580072325 A CN 201580072325A CN 107615672 B CN107615672 B CN 107615672B
Authority
CN
China
Prior art keywords
nfc device
nfc
active
psm
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201580072325.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107615672A (zh
Inventor
K·坦根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
One2touch AS
Original Assignee
One2touch AS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by One2touch AS filed Critical One2touch AS
Publication of CN107615672A publication Critical patent/CN107615672A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107615672B publication Critical patent/CN107615672B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/72—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for local intradevice communication
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/001—Energy harvesting or scavenging
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/79—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/02—Arrangements for optimising operational condition
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/80—Services using short range communication, e.g. near-field communication [NFC], radio-frequency identification [RFID] or low energy communication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H04W52/0209—Power saving arrangements in terminal devices
    • H04W52/0225—Power saving arrangements in terminal devices using monitoring of external events, e.g. the presence of a signal
    • H04W52/0229—Power saving arrangements in terminal devices using monitoring of external events, e.g. the presence of a signal where the received signal is a wanted signal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H04W52/0209—Power saving arrangements in terminal devices
    • H04W52/0261—Power saving arrangements in terminal devices managing power supply demand, e.g. depending on battery level
    • H04W52/0274—Power saving arrangements in terminal devices managing power supply demand, e.g. depending on battery level by switching on or off the equipment or parts thereof
    • H04W52/0277—Power saving arrangements in terminal devices managing power supply demand, e.g. depending on battery level by switching on or off the equipment or parts thereof according to available power supply, e.g. switching off when a low battery condition is detected
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00034—Charger exchanging data with an electronic device, i.e. telephone, whose internal battery is under charge
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Telephone Function (AREA)

Abstract

一种用于当第一主动NFC设备(10)和第二NFC设备(20)处于NFC连接模式(310)时在第一主动NFC设备(10)和第二NFC设备(20)之间的近场通信(NFC)中启用功率节约模式(PSM)(200)的方法和设备。

Description

用于以改进的功率获得进行通信的NFC方法和设备
技术领域
本发明总体涉及两方之间的近场通信NFC。更具体地，本发明涉及一种用于控制两个设备之间的功率获得、响应时间和数据速率，同时节约功率的改进的方法和系统。甚至更具体地，本发明涉及一种NFC连接模式，包括从NFC未连接模式起的初始化和其后主动(active)数据模式期间与较低的平均功率期间交替，在较低的平均功率期间中，两个设备保持处于NFC连接模式。
背景技术
NFC是一种非常短程的无线通信系统。其可以在彼此距离几厘米的两个设备之间无线传送少量的数据。
NFC为射频识别(RFID)技术的延伸，并且允许在两个设备之间进行双向通信，而基础的RFID仅仅允许单向通信。
NFC通常涉及在主动(active)NFC设备(例如，移动电话)和辅助(accessory)NFC设备之间进行短程信息交换。辅助NFC设备可以为单元或标签，该单元或标签从主动NFC设备获得该单元或标签的功率。该信息可以仅仅是识别所述单元或者标签，或者其可以是从标签的单元收集信息。单元的识别还可以是诸如蓝牙通信或者Wi-Fi通信的其它通信手段的自动建立中的第一步。NFC的其它用途为很多种应用的自动使用，该很多种应用诸如是启用移动电话中的应用、更换信用卡、对门锁进行解锁等。为了执行该任务，在短时间内发送小的信息块。
NFC典型地使用13.56MHz的频率进行通信。对应的波长为大约22米。主动NFC设备和辅助NFC设备的天线实际上并非真实的天线，而是电气线圈。但是我们仍然称它们为天线。这导致非常短的通信范围—在0到大约4厘米的区域中。这也暗示可以在设备之间传送一些少量的功率，通常从主动NFC设备到辅助NFC设备。然后，辅助NFC设备可以获得该功率以执行其意图的任务，无需使用任何其它电源。
典型地，例如，移动电话可以在我们称为监听模式(sniffer mode)的状态下建立间歇式连续的NFC场。在监听模式中，为此从移动电话所需的平均电流相当小，典型地在1mA的区域内。监听模式典型地为以几百毫秒的间隔重复的重复的短持续期间脉冲序列。然后，电磁场围绕移动电话。当辅助NFC设备接近用作主动NFC设备的移动电话时，主动NFC设备探测到其天线的阻抗改变，并且将开始用于调查并且连接主动NFC设备和辅助NFC设备的程序。
在连接了两个NFC设备时，启用了数据交换模式。在数据交换模式中，单向或者双向传送短的信息块，交换模式终止，并且监听模式恢复。
NFC技术基于包括ISO 18092、ISO 21481、ECMA(340、352和356)以及ETSI TS 102190的标准。而且，该NFC技术还与用于基于标准ISO 14443A的智能卡的非接触式的基础结构兼容，包括飞利浦的MIFARE技术和索尼的FeliCa卡。
本领域的呈现从第二NFC设备到第一NFC设备的功率获得的一个范例为博通公司(Broadcom Corporation)的专利公开US 20140170976 A1。该申请使用了如在当前的标准中规定的现有的NFC技术。
现有的NFC技术启用的移动电话经常将大约1毫安用于维持NFC监听方式的任务，而在数据交换模式中使用大约200毫安。因为NFC通常处于数据交换模式中达短于一分钟的相对短的时间期间，所以这不是相当多的功率消耗。另一方面，如果数据交换模式延长到一分钟以上、10分钟或者甚至1小时以上，则这是从例如靠内部电池运转的移动电话中提取的枯竭性(exhaustive)功率。
监听方式或多或少地连续地被移动电话使用，以便对接近的第二NFC设备做出反应。移动电话被设计成能够在对其电池充电之间操作长的时间，并且因此，NFC监听方式中的所增加的功率消耗是特别重要的。已经进行了许多努力(包括提交许多专利申请)来最小化此方式中所必需的功率。连接模式通常仅仅用在发送交易动作时的短时间中，交易动作例如是汇款(transferring money)或者验证飞机票(verifying an aiplain ticket)或者允许通过大门。因此，在该短的时间期间的增大的功率消耗对于移动电话的电池来说通常不是问题。
当在两个NFC设备之间传送数据时，通过调幅，发送器使数据进入到NFC载波上。
索尼的专利申请US 2010130127 A1描述了一种系统，所述系统准备关闭电磁波的输出达给定的时间期间。关闭时间基于指示通信能力的属性信息。该关闭是由于降低例如蜂窝电话中的功率消耗的目的。另一方面，在连接模式中，该申请未揭露降低或者关闭连接模式中的磁波的输出。
专利申请US 2009196209 A1呈现了功率节约模式的实施例，其中，发送设备在发送第一同步包之后休眠。可选地，同样在发送第二同步包之后。
本发明的重要的目的是不仅在第一NFC设备中节约功率，而且是改进功率获得，即，确保第二主动NFC设备从第一NFC设备获得足够的功率来进行操作，甚至无需第二NFC设备必需包括从传统的蓄电池或者原电池所供应的功率。本发明更可靠地进行功率获得，同时，比当前的解决方案消耗更少的功率。
发明内容
本发明的一个优选实施例为一种用于近场通信NFC的方法，具有改进的功率获得，当第一主动NFC设备和第二NFC设备处于NFC连接模式时，在所述第一主动NFC设备和所述第二NFC设备之间的NFC中，所述方法启用功率节约模式PSM，所述PSM为所述NFC连接模式的子模式的模式，其特征在于：
所述第一主动NFC设备和所述第二NFC设备进入PSM，从而引入所述PSM的两个子模式，所述两个子模式是在两个时间槽之间的时分的形式，所述PSM包括：
第一初始化步骤，并且其后，所述第一主动NFC设备和所述第二NFC设备在以下步骤之间同时交替：
在所述两个时间槽的第一时间槽期间，在所述第一主动NFC设备和所述第二NFC设备之间交换数据，NFC场强度受到控制；以及
在所述两个时间槽的第二时间槽期间，所述第一主动NFC设备发送NFC波的待机序列，所述待机序列具有比所述第一时间槽中低的平均场强度，所述NFC波包括以下至少之一：
比所述第一时间槽中低的平均场强度包括基本上为0的场强度；以及
非连续的持续时间；
同时，所述第一主动NFC设备和所述第二NFC设备保持处于所述NFC连接模式，且所述第二NFC设备从所述NFC波获得足够的功率以保持处于所述NFC连接模式。
可选择地，对于所述方法，在所述第一初始化步骤之后，所述第一或者所述第二NFC设备包括产生保持起作用载波(KAC)的突发，使得所述第二NFC设备获得足够的功率。KAC是从所述第一主动NFC设备发送的并且所述KAC可以由以下参数中的一个或者多个控制：所述KAC的场强度；KAC突发的持续时间；以及KAC突发之前的休眠期间。利用该突发，第二NFC设备获得足够的功率以便所有时间都保持起作用是可能的。
可选择地，在高级SW中计算用于功率获得所需的参数，并且之后将所述用于功率获得所需的参数传送至芯片组用于实时NFC操作。
可选择地，所述方法用于启用PSM，其中，所述第二NFC设备为辅助NFC设备。
可选择地，所述方法由例如第一主动NFC设备中的应用程序控制，所述应用程序确认所述第一主动NFC设备和所述第二NFC设备均接受进入所述PSM的所述两个子模式。
可选择地，所述方法由例如所述第一主动NFC设备中的芯片组中的程序控制，所述芯片组中的所述程序确认所述第一主动NFC设备和所述第二NFC设备均接受进入所述PSM的所述两个子模式并且通过向第二NFC设备发送请求来启动PSM。
可选择地，所述方法由所述第一主动NFC设备中的程序控制，并且如果所述第二NFC设备接受进入所述PSM的所述两个子模式，则所述第一主动NFC设备中的所述程序通过向所述第二NFC设备发送请求来启动PSM。
可选择地，所述方法由所述第二NFC设备控制，并且如果所述第一主动NFC设备接受进入所述PSM的所述两个子模式，则所述第二NFC设备通过在通常的NFC连接模式中向所述第一主动NFC设备发送请求来启动PSM。
可选择地，所述方法中控制所述NFC场强度至少部分地基于对以下至少之一的需求：数据速率；辅助NFC设备的响应时间；所述第一主动NFC设备中的降低的功率消耗；以及所述第二NFC设备中的功率获得。
可选择地，所述方法中所述第一初始化步骤包括主动改变所述第二NFC设备的天线的阻抗，以便模拟改变所述第一主动NFC设备和所述第二NFC设备之间的距离，例如使得更多的功率能够用于所述第二NFC设备中的功率获得。
在另一优选实施例中，本发明为一种NFC系统，包括第一主动NFC设备和第二NFC设备，适于实施用于启用PSM通信的方法。
在再一优选实施例中，本发明为第一主动NFC设备，所述第一主动NFC设备适于在连接模式中至少部分地基于对以下至少之一的需求来控制NFC场强度：数据速率；所述第二NFC设备的响应时间；所述主动NFC设备中的降低的功率消耗；以及所述第二NFC设备中的功率获得。
在再一优选实施例中，本发明为第一主动NFC设备，所述第一主动NFC设备适于在连接模式中至少部分地基于对以下至少之一的需求来控制保持起作用载波(KAC)的突发，使得所述第二NFC设备获得足够的功率：所述主动NFC设备中的降低的功率消耗；以及所述第二NFC设备中的功率获得。
在再一优选实施例中，本发明为一种辅助NFC设备，所述辅助NFC设备适于在连接模式中至少部分地基于对以下至少之一的需求来控制NFC场强度：数据速率；所述辅助NFC设备的响应时间；以及所述第一主动NFC设备中的降低的功率消耗；以及所述辅助NFC设备中的功率获得。
在再一优选实施例中，本发明为一种辅助NFC设备，所述辅助NFC设备适于在连接模式中至少部分地基于对以下至少之一的需求来控制保持起作用载波(KAC)的突发，使得所述辅助NFC设备获得足够的功率：所述第一主动NFC设备中的降低的功率消耗；以及所述辅助NFC设备中的功率获得。
附图说明
将参照附图，仅仅作为范例，描述本发明的实施例，在附图中：
图1为主动NFC设备和第二NFC设备之间的通信的示例；
图2为第一主动NFC设备和第二NFC设备之间的传统的NFC通信的范例的时间序列的示例；
图3为根据本发明的主动NFC设备和第二NFC设备之间的以功率节约模式(PSM)进行的NFC通信的范例的时间序列的示例；
图4为示例如何进入PSM、从主动NFC设备中的应用程序启动PSM的算法的简化状态图；
图5为示例用于如何通过主动NFC设备中的应用程序控制功率节约模式(PSM)的算法的简化状态图；
图6为示例如何通过主动NFC设备中的应用程序控制待机模式(SM)的简化状态图；
图7为第二NFC设备将调节主动数据模式中的NFC场强度通知给控制应用程序的范例的示意图。
附图标记：
10 主动NFC设备
11 NFC接口
12 主动NFC设备的天线
20 第二NFC设备
22 第二NFC设备的天线
100 NFC轮询脉冲
110 NFC数据交换
200 功率节约模式(PSM)
210 主动数据模式
220 待机模式
300 NFC未连接模式
310 NFC连接模式
具体实施方式
参照附图，现在将描述本发明的实施例。图1以带相关的天线12的主动NFC设备10和带相关的天线22的第二NFC设备20示例了NFC通信。箭头指示连接两个天线12、22的磁场。天线12、22通常集成在相应NFC设备10、20中，但是为了清楚起见在图1中呈现为外部元件。
初始地，在通常的NFC通信期间，主动NFC设备10将发送NFC轮询脉冲100，其为在发送新的轮询脉冲100之前具有暂停的载波频率信号的短突发(burst)。这继续，直到第二NFC设备20从距主动NFC设备10例如50厘米远的位置移动到小于10厘米的距离内的较近的位置。通常的NFC操作为，主动NFC设备10然后探测其天线12的阻抗的改变，并且启动唤醒两个NFC设备的序列。经常存在等待时间期间，导致未在第二NFC设备20处于主动NFC设备10附近之后立即开始数据交换110。通常的NFC通信然后将在两个NFC设备之间传送数据块，并且之后终止数据的交换。维持数据交换110的阶段是可能的，但是之后必需交换一些假信号(dummy signal)以确保数据通道不终止。这导致了功率消耗高于所必需的。
现在转至图3，本发明引入了功率节约模式(PSM)200，其是为通常的NFC连接模式310的子模式的模式。本发明的启用PSM 200的初始化步骤可以包括主动改变第二NFC设备20的天线的阻抗。通过以模拟第一主动NFC设备10和第二NFC设备20彼此接近的方式做这个，可以尝试给第一主动NFC设备10上电以进行NFC通信，而不管物理上使所述NFC设备10、20彼此接近，但是保持足够近以启用NFC通信。可以增大上电的速度，特别是如果第二NFC设备20可以通过来自功率获得的增加的功率而更高效地操作时。
该途径不仅可以用于启动通常的NFC通信。这再次可以用于不同的用途，如给电池充电或者给不同种类的装备或者系统供电。也可以为相同目的模拟专门目的的NFC通信。
当主动NFC设备10和第二NFC设备20进入数据交换模式110时，根据本发明，两个NFC设备10、20可以协商是否二者均接受PSM 200并且然后进入PSM 200。如果两个NFC设备10、20中的一者未确认(recognize)或者接受PSM 200，则通信保持在通常的NFC数据交换的模式110中。另一方面，如果NFC设备10、20均接受PSM 200，则作为通常的NFC数据交换的模式110的子集而进入PSM 200。
PSM 200引入两个子模式，其是在两个时间槽210、220之间的时分(timedivision)的形式。
PSM 200的第一子槽为主动数据模式210。在此模式中时，数据在两个NFC设备10、20之间传送。
PSM 200的第二子槽为待机模式220。在该模式中时，不传送实际的数据，但是对于待机模式中的操作预见到不同的选择，以便控制主动NFC设备10中所需的功率使用、第二NFC设备20中的功率获得和数据速率。
可以从主动NFC设备10，或从处于连接模式310的第二NFC设备20或者从主动NFC设备10中的应用程序，控制功率、数据速率和功率获得。可以通过硬件、固件、软件或者以上几者的组合来执行控制。
可以进行控制，包括识别对功率的需要、数据速率、功率获得或者诸如所接收的信号的稳定性的其它因素。
在控制过程期间，第一主动NFC设备10和第二NFC设备20可以彼此之间进行信息通信，这对于优化控制可能是期望的，优化控制诸如是第二NFC设备20请求更多的功率。
用于操作待机模式220的一种选择是，使用NFC场脉冲，该NFC场脉冲不必需包含用于通信的数据，但是包括在主动数据模式210的序列之间维持PSM 200的功率。NFC场的振幅和脉冲或者波的持续时间以及脉冲或者波之间的持续时间和暂停时间是用于控制这些脉冲的可用元素。待机模式220中的脉冲或者波可以比主动数据模式210中具有低的平均场强度，或者可以由一个待机模式槽的时间的一小部分中的NFC载波的突发构成。如果第二NFC设备不需要功率获得，则待机模式220可以构成。
可选择地，主动数据模式210的持续时间和待机模式220的持续时间可以为基于应用的需要而在初始阶段中建立的固定的复用方案。
可选择地，待机模式的构成可以基于应用而在初始阶段中固定。
现在回到主动数据模式210，可以以类似于针对待机模式所描述的方式控制NFC场。例如，如果NFC场的功率高于所必需的，则可以减小幅度或者持续时间以节约功率。
如前所述，当第二NFC设备20移动到较接近主动NFC设备10并且距离主动NFC设备10在小于10厘米的距离内时，将NFC连接模式310限定为在主动NFC设备10和第二NFC设备20中的一个开始探测到另一个时开始。根据本发明，然后可主动改变辅助设备的阻抗，以便使主动NFC设备10通过增大场的幅度或者脉冲的持续时间来增大其NFC功率，以便准备为第二NFC设备20在连接模式的此起动阶段中获得更多的功率。
可以从不同的启动器、从主动NFC设备10或者从第二NFC设备20进行进入PSM 200。如果从主动NFC设备10进入，则可以从NFC芯片驱动器或者从主动NFC设备10的应用启动它。如果通过第二NFC设备20启动，则第二NFC设备20必需将控制信息发送至主动NFC设备10，因为主动NFC设备10直接控制NFC场。如果从主动NFC设备10启动，则来自第二NFC设备20的控制信息可以从第二NFC设备20进行发送，或者如果控制信息不从第二NFC设备20进行发送，则可以使用关于第二NFC设备20的离线信息代替。
图4示例了从电话进入主动数据模式210的实施例。
NFC芯片11和/或软件(SW)集成在主动NFC设备10中，例如移动电话中。此SW可以为电话中或者与操作用于主动NFC设备10的NFC的芯片相关的固件中的SW驱动器。本领域技术人员将理解，该芯片可以为分离的集成电路或者相反与主动NFC设备10集成。
在图4中指示的是，NFC芯片探测辅助天线的存在、启动NFC连接模式310并且将此报告给电话应用。电话应用然后请求PSM 200是否可以用于此NFC通信会话。通过启用PSM200，第二NFC设备20接受此请求由。
当处于NFC连接模式310中时启动PSM 200，并且主动NFC设备10和第二NFC设备20均可与不适于进入到PSM 200中的其它设备兼容。
图5示例了主动NFC设备10中的应用(例如，移动电话应用)控制PSM 200的实施例。此应用启动主动数据模式210，例如，当要从移动电话10发送对数据的请求时，打开NFC场，并且第二NFC设备20通过发送所请求的数据作出响应。只要有数据被发送，则这将重复，在图5中由弯曲箭头指示。在所有请求的数据被电话10中的电话应用接收时，NFC场返回到待机模式220，例如，关闭。在待机模式220中，NFC系统等待传送数据。
取决于应用，在主动数据模式210中的时间期间和在待机模式220中的时间可以基于时分复用方案。该时分可以是限定的由应用、主动NFC设备10或者第二NFC设备20控制的时间槽。这些时间槽可以初始地固定或者被动态调节。如果第二NFC设备20控制时间槽，则控制信息必须从第二NFC设备20发送至主动NFC设备10。
在主动模式210和待机模式220期间，NFC场的强度和NFC场的持续时间均贡献于第二NFC设备20中对功率获得的需要、响应时间和主动NFC设备10中的功率消耗之间的折衷。
图6示例类似于图5的场景，其中，PSM 200的控制在主动NFC设备10中进行。在图6中，弯曲箭头指示在一定数目的请求之后进入待机模式220。对于该选择，只要没有数据要从第二NFC设备20传送到主动NFC设备10或者以其它方式传送，待机模式就可以持续。第二NFC设备20通过前述的功率获得而保持起作用(alive)。
图7示例来自第二NFC设备20的反馈如何用于调节NFC场强度，以便在第二NFC设备20中的功率获得、用于响应于对数据的新请求的响应时间和主动NFC设备10中的功率消耗之间达到期望的折衷的范例。第二NFC设备20通知主动NFC设备10中的应用程序来调节NFC场强度。
可选择地，如先前指示的，可以关闭NFC场达控制的时间期间，以在第二NFC设备20中的功率获得、用于响应于对数据的新请求的响应时间和主动NFC设备10中的功率消耗之间达到期望的折衷。
本发明的重要的特性是当第二NFC设备20处于与第一主动NFC设备10的连接模式310中时维持第二NFC设备20中的功率。这是相当重要的，因为无需任何原电池或者蓄电池，仅仅经由例如电容器，对第二NFC设备20准备进行上电。这意味着，来自第一主动NFC设备的功率获得是第二NFC设备20中的主要的或者唯一的电源。
为了确保足够的功率，可以可选择地启动载波的突发，‘保持起作用载波(keepalive carrier)’(KAC)。在附图中未描绘KAC。限定KAC的参数为：
KAC的场强度；
KAC突发的持续时间；以及
KAC突发之前的休眠期间(resting period)。
KAC可以可选择地由第一或者第二NFC设备20控制，以便能够使KAC适配到当前(current)需求。可以使控制适配到电子部件和操作环境中的参数的变化。电子部件参数包括电容和功率消耗。
当通过NFC链路发送数据的序列时，通过通常的载波进行功率获得。如果载波的存在不足够长以确保第二NFC设备20中的功率获得能够以足够保持起作用的功率供应第二NFC设备20，则可以引入KAC突发以启用更多的功率。以此方式，功率获得系统可以确保第二NFC设备20的连续操作。
在SW中(特别是在高级(high level)SW中)进行的操作通常具有相对长的、可变的、和不可控的持续时间。当两个设备(诸如两个NFC设备10、20)通信时，必需包括等待时间以具有可靠的通信。KAC的定时操作可以得到很大改进并且或多或少地独立于高级SW的定时，并且准备在诸如移动电话的设备中的芯片组中执行。因为预期芯片组中的HW导致很大改进的定时，所以可以缩短等待时间，并且以较少的冗余功率更易地维持第二NFC设备中的足够的功率。通过高级SW控制到第二NFC设备20的功率获得将因此导致不太精确的、较高的等待时间定时以及因此比必需的更高的功率消耗。
一种关于KAC控制所述芯片组的行为的特别相关的方式是，通过高级SW评估第二NFC设备中对功率的需要并且将相关的参数传送至芯片组。当操作时，这可以可选择地对此进行更新。以此方式，第二NFC中的功率获得更可靠、具有更少的冗余功率消耗以及较少依赖于高级SW中的定时。
芯片组的此管理方式不仅涉及到KAC，而且涉及控制通常的NFC信号的功率水平。

Claims (15)

1.一种用于近场通信NFC的方法，具有改进的功率获得，当第一主动NFC设备(10)和第二NFC设备(20)处于NFC连接模式(310)时，在所述第一主动NFC设备(10)和所述第二NFC设备(20)之间的NFC中，所述方法启用功率节约模式PSM(200)，所述PSM(200)为所述NFC连接模式(310)的子模式的模式，其特征在于：
所述第一主动NFC设备(10)和所述第二NFC设备(20)进入PSM(200)，从而引入所述PSM(200)的两个子模式，所述两个子模式是在两个时间槽之间的时分的形式，所述PSM包括：
第一初始化步骤，并且其后，所述第一主动NFC设备(10)和所述第二NFC设备(20)在以下步骤之间同时交替：
在所述两个时间槽的第一时间槽期间，在所述第一主动NFC设备(10)和所述第二NFC设备(20)之间交换数据，NFC场强度受到控制；以及
在所述两个时间槽的第二时间槽期间，所述第一主动NFC设备(10)发送NFC波的待机序列，所述待机序列具有比所述第一时间槽中低的平均场强度，所述NFC波包括以下至少之一：
比所述第一时间槽中低的平均场强度包括基本上为0的场强度；以及
非连续的持续时间；
同时，所述第一主动NFC设备(10)和所述第二NFC设备(20)保持处于所述NFC连接模式(310)，且所述第二NFC设备(20)从所述NFC波获得足够的功率以保持处于所述NFC连接模式(310)。
2.如权利要求1所述的方法，还包括在所述第一初始化步骤之后，产生从所述第一主动NFC设备(10)发送的保持起作用载波(KAC)的突发，使得所述第二NFC设备(20)获得足够的功率，所述KAC由以下参数中的一个或者多个控制：
所述KAC的场强度；
KAC突发的持续时间；以及
KAC突发之前的休眠期间。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，在高级软件中计算用于功率获得所需的参数，并且之后将所述用于功率获得所需的参数传送至芯片组用于实时NFC操作。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述第二NFC设备(20)为辅助NFC设备(20)。
5.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述PSM(200)由第一主动NFC设备(10)中的应用程序控制，所述应用程序确认所述第一主动NFC设备(10)和所述第二NFC设备(20)均接受进入所述PSM(200)的所述两个子模式。
6.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述PSM(200)由所述第一主动NFC设备(10)中的芯片组中的程序控制，所述芯片组中的所述程序确认所述第一主动NFC设备(10)和所述第二NFC设备(20)均接受进入所述PSM(200)的所述两个子模式。
7.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述PSM(200)由所述第一主动NFC设备(10)中的程序控制，并且如果所述第二NFC设备(20)接受进入所述PSM(200)的所述两个子模式，则所述第一主动NFC设备(10)中的所述程序通过向所述第二NFC设备(10、20)发送请求来启动PSM(200)。
8.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述PSM(200)由所述第二NFC设备(20)控制，并且如果所述第一主动NFC设备(10)接受进入所述PSM(200)的所述两个子模式，则所述第二NFC设备(20)通过在所述NFC连接模式中向所述第一主动NFC设备(10)发送请求来启动PSM(200)。
9.如权利要求1或2所述的方法，其中，控制所述NFC场强度至少部分地基于对以下至少之一的需求：
i)数据速率；
ii)所述第二NFC设备(20)的响应时间；
iii)所述第一主动NFC设备(10)中的降低的功率消耗；以及
iv)所述第二NFC设备(20)中的功率获得。
10.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一初始化步骤包括主动改变所述第二NFC设备(20)的天线的阻抗，以便模拟改变所述第一主动NFC设备(10)和所述第二NFC设备(20)之间的距离，使得更多的功率能够用于所述第二NFC设备(20)中的功率获得。
11.一种NFC系统，包括第一主动NFC设备(10)和第二NFC设备(20)，适于实施如权利要求1至10中任一项所述的方法。
12.如权利要求11所述的NFC系统，其中，在所述NFC连接模式中，采用所述第一主动NFC设备(10)以至少部分地基于对以下至少之一的需求来控制所述NFC场强度：
i)数据速率；
ii)所述第二NFC设备(20)的响应时间；
iii)所述第一主动NFC设备(10)中的降低的功率消耗；以及
iv)所述第二NFC设备(20)中的功率获得。
13.如权利要求11或12所述的NFC系统，其中，在所述NFC连接模式中，采用所述第一主动NFC设备(10)以至少部分地基于对以下至少之一的需求来控制保持起作用载波(KAC)的突发，使得所述第二NFC设备(20)获得足够的功率：
i)所述第一主动NFC设备(10)中的降低的功率消耗；以及
ii)所述第二NFC设备(20)中的功率获得。
14.如权利要求11所述的NFC系统，其中，在所述NFC连接模式中，采用所述第二NFC设备(20)以至少部分地基于对以下至少之一的需求来控制所述NFC场强度：
i)数据速率；
ii)所述第二NFC设备(20)的响应时间；
iii)所述第一主动NFC设备(10)中的降低的功率消耗；以及
iv)所述第二NFC设备(20)中的功率获得。
15.如权利要求11、12和14中任一项所述的NFC系统，其中，在所述NFC连接模式中，采用所述第二NFC设备(20)以至少部分地基于对以下至少之一的需求来控制保持起作用载波(KAC)的突发，使得所述第二NFC设备(20)获得足够的功率：
i)所述第一主动NFC设备(10)中的降低的功率消耗；以及
ii)所述第二NFC设备(20)中的功率获得。
CN201580072325.3A 2014-12-04 2015-12-04 用于以改进的功率获得进行通信的nfc方法和设备 Active CN107615672B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20141467 2014-12-04
NO20141467 2014-12-04
PCT/NO2015/050238 WO2016144184A1 (en) 2014-12-04 2015-12-04 Nfc method and device for communication with improved power harvesting

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107615672A CN107615672A (zh) 2018-01-19
CN107615672B true CN107615672B (zh) 2021-11-05

Family

ID=56880577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580072325.3A Active CN107615672B (zh) 2014-12-04 2015-12-04 用于以改进的功率获得进行通信的nfc方法和设备

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10505586B2 (zh)
EP (1) EP3228018B1 (zh)
CN (1) CN107615672B (zh)
WO (1) WO2016144184A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11683106B2 (en) * 2019-03-13 2023-06-20 Apple Inc. Dynamic antenna selection and beam steering

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101753200A (zh) * 2008-11-27 2010-06-23 索尼株式会社 通信设备、通信方法、程序和通信系统
CN102007705A (zh) * 2008-04-15 2011-04-06 Nxp股份有限公司 低功率近场通信设备
CN102082451A (zh) * 2009-11-30 2011-06-01 美国博通公司 电子设备及其中使用的集成电路
EP2541995A1 (en) * 2011-06-29 2013-01-02 Broadcom Corporation Method and apparatus for reducing power consumption of a NFC powered device.
CN104112295A (zh) * 2013-04-19 2014-10-22 卡波施交通公司 用于车辆的车载设备

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0505060D0 (en) * 2005-03-11 2005-04-20 Innovision Res & Tech Plc Gain controlled impedance
US7385511B2 (en) * 2006-04-20 2008-06-10 Martec Corporation Carrierless RFID system
US8018885B2 (en) 2008-02-04 2011-09-13 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Code keying in a power savings mode
EP2248066B1 (en) * 2008-02-29 2013-07-31 Nokia Corporation Interrogation of rfid communication units
JP4720899B2 (ja) * 2008-11-27 2011-07-13 ソニー株式会社 通信装置、通信方法、プログラム、および通信システム
US9119160B2 (en) 2011-09-30 2015-08-25 Broadcom Corporation Optimization of NFC tag for different battery levels
US9054750B2 (en) * 2012-04-23 2015-06-09 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus for improving RF discovery for peer mode communications

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102007705A (zh) * 2008-04-15 2011-04-06 Nxp股份有限公司 低功率近场通信设备
CN101753200A (zh) * 2008-11-27 2010-06-23 索尼株式会社 通信设备、通信方法、程序和通信系统
CN102082451A (zh) * 2009-11-30 2011-06-01 美国博通公司 电子设备及其中使用的集成电路
EP2541995A1 (en) * 2011-06-29 2013-01-02 Broadcom Corporation Method and apparatus for reducing power consumption of a NFC powered device.
CN104112295A (zh) * 2013-04-19 2014-10-22 卡波施交通公司 用于车辆的车载设备

Also Published As

Publication number Publication date
EP3228018A4 (en) 2018-10-03
WO2016144184A1 (en) 2016-09-15
US10505586B2 (en) 2019-12-10
US20170331522A1 (en) 2017-11-16
EP3228018B1 (en) 2020-06-03
CN107615672A (zh) 2018-01-19
EP3228018A1 (en) 2017-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2786505B1 (en) Reducing power consumption for connection establishment in near field communication systems
US8824961B2 (en) Method and apparatus for reducing NFC multi-protocol polling duration and power consumption
US8577410B2 (en) Radio communication device comprising a UHF tag reader
US7845568B2 (en) Managing power and timing in a smart card device
CN101827434B (zh) 无线电通信装置、无线电通信方法以及程序
US9820135B2 (en) Systems and methods for reducing connection latency
EP2541794B1 (en) Negotiating communication parameters between near field communications (NFC) capable devices
EP2337231A1 (en) A process for performing near field communication (NFC) in an integrated circuit or package also including a FM receiver
US9336418B2 (en) System and method for polling NFC-A devices alongside RF barcode devices
US8903312B2 (en) Modified connection establishment for reducing power consumption in near field communication systems
US20190102772A1 (en) Command-Based Timer for Wireless Transactions
CN107659341B (zh) 近场通信-类型b设备
CN107615672B (zh) 用于以改进的功率获得进行通信的nfc方法和设备
US9319883B2 (en) Card device
US9906276B2 (en) Method and apparatus for near field communication
EP2365672A1 (en) Method of selecting a protocol
KR20150101378A (ko) 고속 전송이 가능한 근접 통신 방법 및 그 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant