CN111918254A - 近场通信的pause-a检测的准确结束 - Google Patents

近场通信的pause-a检测的准确结束 Download PDF

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CN111918254A CN202010329570.0A CN202010329570A CN111918254A CN 111918254 A CN111918254 A CN 111918254A CN 202010329570 A CN202010329570 A CN 202010329570A CN 111918254 A CN111918254 A CN 111918254A
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Abstract

非接触式通信装置包括：近场通信(NFC)模块，用于产生电磁载波信号并且根据要传输的数据调制该载波信号；以及天线，该天线通过该调制后载波信号耦合到所述NFC模块并且由所述NFC模块驱动。该装置包括耦合在所述NFC模块与所述天线之间的RF前端，并且还包括检测模块，该检测模块耦合到所述NFC模块，用于通过监视源自进入RF信号的数字输出信号的振幅来检测该进入RF信号的PauseA的结束。该检测模块通过将所述输出数字信号的该振幅与第一水平相比较来检测所述数字输出信号中的该PauseA。该检测模块还通过将所述数字输出信号的该振幅与第二水平相比较来检测所述数字输出信号中的该PauseA的该结束。

Description

近场通信的PAUSE-A检测的准确结束
技术领域
本公开大体上涉及非接触式通信，具体来说，涉及用于近场通信(near fieldcommunication，NFC)的PauseA检测的结束。
背景技术
NFC是类似于智能电话或平板计算机的装置之间的非接触式通信形式。NFC装置可以基于ISO/IEC 18092、NFC IP-1和ISO/IEC 14443非接触式智能卡标准在三种不同模式下操作。在读取/写入模式中，NFC装置可以标准NFC数据格式读取数据或将数据写入到任何受支持的标签类型。在点对点(Peer-to-Peer，P2P)模式中，两个NFC装置可以交换数据，例如虚拟名片或数码照片。您还可以共享蓝牙或Wi-Fi链接设置参数，以在P2P模式下发起蓝牙或Wi-Fi链接。P2P模式在ISO/IEC18092标准下标准化。在卡仿真模式下，NFC装置可以用作符合非接触式智能卡的核心国际标准ISO/IEC 14443A/B(也称为ISO 14443类型A和类型B)的任何塑料卡的虚拟版本。NFC装置还可以支持Sony的FeliCa非接触式卡技术，该技术在日本广泛用于非接触式卡支付和移动支付两者。
根据ISO/IEC 14443标准，在场超过5％Hinitial之后以及在磁场超过60％Hinitial(Hinitial在ISO/IEC 14443中定义为未调制RF场的场强)之前，邻近集成电路卡(proximity integrated circuit card，PICC)应检测PauseA(PauseA在ISO/IEC 14443中定义为PCD“邻近耦合装置”调制脉冲，类型A)的结束。图1示出如ISO/IEC 14443标准中定义的位速率fc/128(约106kbit/s)的PauseA的结束的定义。
在NFC通信期间，重要的是能够准确地检测由NFC装置的接收器单元接收的数据帧中的最后一个PauseA的结束。接收到的数据帧中的最后一个PauseA的结束指示在下一传输之前帧延迟时间的开始。然而，在数据帧中接收到的PauseA的各种形状有时可能难以准确地检测PauseA的结束。因此，可能会导致在通信期间在接收与传输之间使用不正确的帧延迟时间。
发明内容
用于非接触式通信的装置包括：NFC模块，该NFC模块适合于产生电磁载波信号并且根据要传输的数据调制该载波信号；天线，该天线通过该调制后载波信号耦合到所述NFC模块并且由所述NFC模块驱动；以及RF前端，该RF前端耦合在所述NFC模块与所述天线之间。所述装置还包括检测模块，该检测模块耦合到所述NFC模块，用于通过监视源自进入RF信号的数字信号的振幅来检测进入RF信号的PauseA的结束。检测模块通过将所述数字信号的振幅与第一水平相比较来检测所述数字信号中的PauseA。检测模块还通过将所述数字信号的振幅与第二水平相比较来检测所述数字信号中的PauseA的结束。
在一个实施例中，如果所述数字信号的振幅小于所述第一水平，则在所述数字信号中检测到PauseA。
在一个实施例中，所述第一水平等于Hinitial乘以阈值。
在一个实施例中，所述阈值首先被设定成初始阈值。
在一个实施例中，如果所述数字信号的振幅小于Hinitial乘以(阈值-5％)并且所述阈值大于5％，则所述阈值减小第一量。
在一个实施例中，所述第一量等于5％。
在一个实施例中，如果所述数字信号的振幅大于所述第二水平，则在所述数字信号中检测到PauseA的结束。
在一个实施例中，所述第二水平等于Hinitial乘以85％。
在一个实施例中，所述RF前端包括一个或多个模数转换器(analog-to-digitalconverter，ADC、A/D或A至D)，用于将进入RF信号转换成同相数字信号和正交数字信号。
在一个实施例中，所述检测模块还包括组合电路，其中所述组合电路适合于将同相数字信号和正交数字信号组合以产生所述数字信号。
用于检测近场通信(near field communication，NFC)的PauseA的结束的方法包括：接收进入RF信号；从该进入RF信号产生同相信号和正交信号；将该同相信号和该正交信号组合以产生数字输出信号；以及通过监视所述数字输出信号的振幅来检测所述进入RF信号的PauseA的结束。所述检测所述进入RF信号的PauseA的结束包括：通过将所述数字输出信号的振幅与第一水平相比较来检测所述数字输出信号中的PauseA；以及通过将所述数字输出信号的振幅与第二水平相比较来检测所述数字输出信号中的PauseA的结束。
在一个实施例中，如果所述数字输出信号的振幅小于所述第一水平，则该方法检测到所述数字输出信号中的PauseA。
在一个实施例中，所述第一水平等于Hinitial乘以阈值。
在一个实施例中，如果所述数字输出信号的振幅小于Hinitial乘以(阈值-5％)并且阈值大于5％，则该方法还包括将所述阈值减小第一量。
在一个实施例中，如果所述数字输出信号的振幅大于所述第二水平，则该方法检测到所述数字输出信号中的PauseA的结束。
以上论述并非旨在表示当前或未来权利要求集的范围内的每个例子实施例或每一实施方案。
考虑以下结合附图的详细描述可以更全面地理解各种例子实施例。
附图说明
图1示出如在ISO/IEC 14443标准中定义的PauseA的结束的定义。
图2是电感耦合通信系统。
图3是根据本发明的实施例的示出PauseA检测的结束的示意图。
图4是示出由图3的检测块执行的检测PauseA的结束的方法的流程图。
虽然本公开容许各种修改和可替换形式，但其细节已经以例子的方式在附图中示出且将详细地描述。然而,应理解，除了所描述的特定实施例之外的其它实施例也是可能的。也涵盖落在所附权利要求书的精神和范围内的所有修改、等效物和可替换实施例。
具体实施方式
图2描绘电感耦合通信系统。通信系统200可以包括第一通信装置202和第二通信装置204。通信装置202和通信装置204使用电感耦合通信来彼此通信。例如，电感耦合通信可以是NFC。通信装置的例子包括无线通信装置、蜂窝电话、智能电话、平板计算机装置、语音记录器、数码相机、静物照相机、摄像机、游戏系统、膝上型计算机等。
在电感耦合通信中，第一装置202可以产生电磁场，第二装置204可以耦合到该电磁场。例如，在NFC情况下，数据流方向的特征可以在于使得第一装置202(也被称为轮询装置、邻近耦合装置(proximity coupling device，PCD)、读取器或启动器)提供电磁场。第二装置204(也被称为监听器、收听装置、邻近集成电路卡(proximity integrated circuitcard，PICC)标签或目标)可以通过产生调制内容与第一装置202通信。
如图2中所描绘，第一装置202可以包括发射器203和接收器204。发射器和接收器可以是NFC模块206的一部分。第一装置202还可以包括RF或模拟前端模块205和天线207。第二装置204可以包括天线208，该天线208电感耦合到天线207。
图3是根据本发明的实施例的示出PauseA检测的结束的示意图。在一个实施例中，在图2的通信装置，例如通信装置202中实施图3的示意图。
如图3所示，模拟前端304接收进入RF信号302。在一个实施例中，模拟前端304包括一个或多个模数转换器(analog-to-digital converter，ADC、A/D或A至D)，用于将进入信号转换成同相数字信号306和正交数字信号308。模拟前端304输出同相数字信号和正交数字信号。
如图3中所描绘，示意图300还可以包括IQ组合器310，该IQ组合器310从模拟前端304接收同相数字信号306和正交数字信号308，并且将同相数字信号和正交数字信号组合以在IQ组合器的输出处产生数字信号312。将数字输出信号312提供给检测块316，用于检测接收到的数字输出信号中的PauseA的结束。在一个实施例中，在检测块316中实施自适应阈值算法，用于检测数字输出信号312中的PauseA的结束。这将参考图4详细地进行说明。
图4是示出由图3的检测块执行的检测PauseA的结束的方法的流程图。
参考图4，方法400以第一状态开始于步骤402，其中在接收到的信号中未检测到PauseA。
在步骤405处，进行初始化以检测接收到的信号中的PauseA的结束。在初始化期间，变量factor的值被设定成初始阈值，例如70％。初始阈值可以由软件和/或固件编程。方法400还将high_level的值设定成在第一状态下接收到的信号的振幅。在一个实施例中，high_level对应于如ISO/IEC 14443标准中定义的Hinitial。
在步骤406处，在特定时刻接收到的信号的振幅adc_data_abs与(high_level*factor)的值相比较。
如果adc_data_abs不小于(high_level*factor)的值，则方法400返回到步骤402。然而，如果adc_data_abs小于(high_level*factor)的值，则指示在接收到的信号中检测到PauseA。因此，在步骤408处，信号fdt_sig(信号指示帧延迟时间的开始)被设定成“1”。在步骤410处，方法400进入第二状态，其中在接收到的信号中检测到PauseA。
在第二状态期间，在步骤412处，针对(high_level*factor)的值连续地监视接收到的信号的振幅adc_data_abs。
如果adc_data_abs小于(high_level*factor)的值，则在步骤415处，信号fdt_sig被设定成“1”。在步骤416处，接收到的信号的振幅adc_data_abs与(high_level*(factor-5％))的值相比较并且factor的值与5％相比较。如果adc_data_abs小于(high_level*(factor-5％))的值并且factor的值大于5％，则在步骤418处，factor的值减小5％。否则，方法400返回到步骤410。此处，如果adc_data_abs小于(high_level*(factor-5％))的值并且factor的值大于5％，则factor的值减小5％的步级。在可替代实施例中，当符合以上给定情况时，factor的值减小不同量。
另一方面，如果在步骤412处，adc_data_abs不小于(high_level*factor)的值，则在步骤420处，adc_data_abs与(high_level*(factor+5％))的值相比较。如果adc_data_abs不大于(high_level*(factor+5％))的值，则方法400返回到步骤410。否则，在步骤422处，信号fdt_sig被设定成“0”。
在步骤424处，接收到的信号的振幅adc_data_abs与(high_level*85％)的值相比较。如果adc_data_abs不大于(high_level*85％)的值，则方法400返回到步骤410。然而，如果adc_data_abs大于(high_level*85％)的值，则指示在接收到的信号中检测到PauseA的结束。因此，在步骤426处，high_level的值被设定成“0”并且factor的值被设定成初始阈值。方法400然后返回到步骤402。
下文概述上述方法的关键操作原理。
仅当adc_data_abs<(high_level*factor)时检测到PauseA，然而当adc_data_abs>(high_level*85％)时检测到PauseA的结束。
在第二状态期间无法修改high_level的值(即，在接收到的信号中检测到PauseA)。
当adc_data_abs<(high_level*(factor-5％))且factor不小于5％时，factor的值在第二状态期间可以仅减小5％的步级。这样确保factor的值可以被设定为尽可能低，以便与每个调制指数协作。
信号fdt_sig是用于帧延迟时间的信号。该信号在检测到PauseA时被设定成“1”并且当adc_data_abs>(high_level*(factor+5％))时被复位到“0”。
如本文所提供，上述方法允许精确地检测PauseA的结束，以使得能够在通信期间在接收与传输之间使用准确的帧延迟时间。针对上述方法实施自适应阈值算法，从而允许PauseA的结束的稳定检测，而不管接收到的信号的形状如何。
应注意，上述实施例说明本发明而非限制本发明，且本领域的技术人员在不脱离所附权利要求书的范围的情况下将能够设计许多可替换实施例。希望所附权利要求书涵盖所有可能的例子实施例。
在权利要求书中，放置在圆括号中的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。“包括”这个词不排除在权利要求中列出的那些元件或步骤之外的元件或步骤的存在。在元件之前的不定冠词“一”或“一个”不排除多个此类元件的存在。在列出若干构件的装置权利要求中，可以通过硬件中的同一个物件实施若干这些构件。仅凭在彼此不同的从属权利要求中叙述了某些措施这一事实，并不表示不能有利地使用这些措施的组合。

Claims (10)

1.一种用于非接触式通信的装置，其特征在于，包括：
近场通信(NFC)模块，所述NFC模块适合于产生电磁载波信号并且根据要传输的数据调制所述载波信号，所述NFC模块包括发射器和接收器；
天线，所述天线通过所述调制后载波信号耦合到所述NFC模块并且由所述NFC模块驱动；
RF前端，所述RF前端耦合在所述NFC模块与所述天线电路之间；以及
检测模块，所述检测模块耦合到所述NFC模块，所述检测模块适合于通过监视源自进入RF信号的数字信号的振幅来检测所述进入RF信号的PauseA的结束；
其中所述检测模块适合于通过监视源自进入RF信号的数字信号的振幅来检测所述进入RF信号的PauseA的结束包括：通过将所述数字信号的所述振幅与第一水平相比较来检测所述数字信号中的所述PauseA；
其中所述检测模块适合于通过监视源自进入RF信号的数字信号的振幅来检测所述进入RF信号的PauseA的结束包括：通过将所述数字信号的所述振幅与第二水平相比较来检测所述数字信号中的所述PauseA的结束。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，如果所述数字信号的所述振幅小于所述第一水平，则在所述数字信号中检测到所述PauseA。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一水平等于Hinitial乘以阈值。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述阈值首先被设定成初始阈值。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，如果所述数字信号的所述振幅小于Hinitial乘以(所述阈值-5％)并且所述阈值大于5％，则所述阈值减小第一量。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一量等于5％。
7.根据在前的任一项权利要求所述的装置，其特征在于，如果所述数字信号的所述振幅大于所述第二水平，则在所述数字信号中检测到所述PauseA的所述结束。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二水平等于Hinitial乘以85％。
9.根据在前的任一项权利要求所述的装置，
其特征在于，所述RF前端包括一个或多个模数转换器(ADC、A/D，或A至D)，用于将所述进入RF信号转换成同相数字信号和正交数字信号；以及
其中所述检测模块还包括组合电路，其中所述组合电路适合于将所述同相数字信号和所述正交数字信号组合以产生所述数字信号。
10.一种用于检测近场通信(NFC)的PauseA的结束的方法，其特征在于，包括：
接收进入RF信号；
从所述进入RF信号产生同相信号和正交信号；
将所述同相信号和所述正交信号组合以产生数字输出信号；以及
通过监视所述数字输出信号的振幅来检测所述进入RF信号的PauseA的结束，其中所述检测所述进入RF信号的PauseA的结束包括，
通过将所述数字输出信号的所述振幅与第一水平相比较来检测所述数字输出信号中的所述PauseA；以及
通过将所述数字输出信号的所述振幅与第二水平相比较来检测所述数字输出信号中的所述PauseA的所述结束。
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