CN114553651A - 利用有源负载调制确定nfc卡仿真装置的相位值 - Google Patents

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Abstract

本文描述一种确定NFC卡仿真装置的相位值的方法，所述方法使得所述NFC卡仿真装置能够在利用有源负载调制的同时与NFC读取器装置同相通信，其中所述NFC卡仿真装置包括卡天线，且所述NFC读取器装置包括读取器天线，所述方法包括：经由所述卡天线与所述读取器天线的耦合从所述NFC卡仿真装置处的所述NFC读取器装置接收读取器信号，所述读取器信号包括副载波调制；基于所述所接收通信信号估计对应于所述耦合的卡天线与读取器天线的系统的谐振频率；以及基于所述所估计谐振频率和表示预定参考系统的参数集确定所述相位值。此外，描述了NFC卡仿真装置、NFC系统和计算机程序。

Description

利用有源负载调制确定NFC卡仿真装置的相位值
技术领域
本公开涉及近场通信(NFC)技术的领域。更具体地说，本公开涉及用于确定NFC卡仿真装置的相位值的方法、装置、系统和计算机程序，所述方法、装置、系统和计算机程序使得所述NFC卡仿真装置能够在利用有源负载调制的同时与NFC读取器装置同相通信。
背景技术
近场通信(NFC)装置，例如具NFC功能的移动电话，可以被配置成通过有源负载调制(ALM)来执行卡到读取器通信。与无源负载调制(PLM)相反，在ALM配置中，有源地驱动仿真卡的装置的天线。为了确保与预期无源地调制对应物的NFC读取器的互操作性，读取器天线处生成的信号对于ALM与PLM两者应相等。此前提条件意味着(以及其它约束)由卡仿真装置与读取器生成的载波信号需要在相位上对准。在下文中，卡仿真器的对应载波相位设置表示为初始相位。
一般来说，总体通信系统产生相位偏移，所述相位偏移将通过设置初始相位来补偿。在此上下文中产生的一个问题是不同的匹配网络和天线造成不同的相位偏移。这会限制跨越NFC装置的互操作性。相位同步性问题通过以下事实进一步加重：系统对相位响应取决于卡仿真装置在读取器场中的位置而改变。此行为的一个原因为读取器与卡天线谐振器的失调，所述失调取决于受测试的特定装置和通信距离。因此，发现确保针对所有情形的成功ALM通信的固定初始阶段是一项具挑战性的任务。此外，如果总体装置的同步性能不良，那么可能不可能找到正确的初始相位偏移设置。
已知系统受限于静态初始相位设置。通过在实验室中评估随与所有所关注的读取器的通信距离和初始相位而变的性能，发现初始相位设置。最后，选择可容许的初始相位设置，即，对于所有所测试的通信情形，处于所谓的相位窗口中的初始相位设置。在正常实验室条件下，可以实现10°到20°的相位窗口。然而，存在个别读取器相依相位窗口不重叠且因此无法发现确保成功通信的全局静态初始设置的情形。
因此，可能需要一种确定初始相位而无与固定初始相位设置相关联的上述缺点的方式。
发明内容
可通过根据权利要求书独立项的主题来满足这种需求。有利的实施例在附属权利要求项中阐述。
根据第一方面，提供一种确定NFC卡仿真装置的相位值的方法，所述方法使得所述NFC卡仿真装置能够在利用有源负载调制的同时与NFC读取器装置同相通信。所述NFC卡装置包括卡天线，且所述NFC读取器装置包括读取器天线。所述方法包括：经由所述卡天线与所述读取器天线的耦合从所述NFC卡仿真装置处的所述NFC读取器装置接收读取器信号，所述读取器信号包括副载波调制；基于所述所接收通信信号估计对应于所述耦合的卡天线与读取器天线的系统的谐振频率；以及基于所述所估计谐振频率和表示预定参考系统的参数集确定所述相位值。
此方面是基于以下想法：NFC卡仿真装置(例如，具NFC功能的移动电话)从读取器装置接收读取器信号，且基于所接收信号估计对应于NFC卡仿真装置与读取器装置的耦合天线的系统的谐振频率。此后，NFC卡仿真装置基于所估计谐振频率和表示预定参考系统的参数集确定相位值。如此确定的相位值用于利用有源负载调制与NFC读取器装置同相通信，即用于响应于读取器信号而发送NFC信号。
换句话说，相位值是在NFC会话的开始处确定，且因此以动态方式确保给定情形下与读取器装置的相位对准，而无静态初始相位设置的缺点。
根据实施例，估计谐振频率的步骤包括：计算所接收读取器信号的至少一部分的离散傅立叶变换(DFT)；以及基于所述离散傅立叶变换的第一值和第二值估计所述谐振频率，其中所述第一值对应于第一频率，且所述第二值对应于第二频率。
换句话说，基于所接收读取器信号计算的DFT的两个值(第一值和第二值)用于估计谐振频率，其中所计算的DFT的两个值对应于两个频率(第一频率和第二频率)。
根据另一实施例，所述方法进一步包括：计算所述第一值的量值与所述第二值的量值之间的比率；以及将第一函数应用于所述所计算的比率以估计所述谐振频率。
换句话说，将第一函数应用于第一值和第二值的量值的比率以便估计谐振频率。
根据另一实施例，所述第一函数将所述所计算的比率映射到对应于所述耦合的卡天线与读取器天线的所述系统的主导极点。
在此实施例中，假定读取器装置与卡仿真装置之间的通信信道由读取器天线和卡天线形成的谐振器主导，且此主导谐振器可建模为单极点系统。
根据另一实施例，所述第一频率对应于所述副载波调制的上边带和下边带中的一个，且所述第二频率对应于所述副载波调制的所述上边带和所述下边带中的另一个。
在此实施例中，第一值和第二值是副载波调制的上边带和下边带频率下的DFT值。
根据另一实施例，所述副载波调制包括处于副载波频率下的方波。
换句话说，NFC副载波调制可表示为谐波相关正弦波的总和，且因此上边带和下边带的频率是已知的。
根据另一实施例，确定所述相位值包括将第二函数应用于所述所估计谐振频率和表示所述参考系统的所述参数集。
换句话说，相位值被确定为所估计谐振频率和参考系统的参数的(第二)函数。
根据另一实施例，所述第二函数为通过训练所述参考系统内的测量结果而获得的预定函数。
举例来说，可通过在实验室设施中执行一系列训练测量来获得第二函数。具体地说，训练测量可在NFC卡仿真装置与NFC读取器装置之间的广泛范围的不同位置关系下执行。接着通过优化参考系统的参数来训练参考系统以拟合测量数据。
根据另一实施例，所述方法进一步包括从多个参数集选择所述参数集，其中所述多个参数集中的每一参数集表示多个参考系统中的一个。
换句话说，特定参数集可用于多个参考系统中的每一个，且选择这些参数集中的一个。
根据第二方面，提供一种用于利用有源负载调制与NFC读取器装置通信的NFC卡仿真装置。所述NFC卡仿真装置包括：卡天线，所述卡天线适用于与所述NFC读取器装置的读取器天线耦合；以及接收器电路，所述接收器电路适用于经由所述卡天线与所述读取器天线的耦合从所述NFC读取器装置接收读取器信号，所述读取器信号包括副载波调制。所述装置进一步包括相位确定电路，所述相位确定电路适用于：基于所述所接收读取器信号估计对应于所述耦合的卡天线与读取器天线的系统的谐振频率；以及基于所述所估计谐振频率和表示预定参考系统的参数集确定相位值。所述装置进一步包括发射器电路，所述发射器电路适用于利用有源负载调制将响应信号发射到所述NFC读取器装置，其中所述相位值用于使所述响应信号的相位与所述读取器信号的相位对准。
此方面基本上基于与上文所论述的第一方面相同的想法，且提供能够实施和执行根据第一方面的方法的装置。更具体地说，NFC卡仿真装置(例如，具NFC功能的移动电话)被配置成经由卡天线与读取器天线的耦合从读取器装置接收读取器信号。所述相位确定电路被配置成：基于所述所接收读取器信号估计对应于所述NFC卡仿真装置和所述读取器装置的耦合天线的系统的谐振频率；以及基于所述所估计谐振频率和表示预定参考系统的参数集确定相位值。所述发射器电路被配置成使用所确定的相位值来将响应信号发射到所述NFC读取器装置，且由此利用有源负载调制与NFC读取器装置同相通信。
换句话说，NFC卡仿真装置能够在NFC会话的开始确定相位值，且由此确保以动态方式在给定情形下与读取器装置的相位对准，而没有静态初始相位设置的缺点。
根据另一实施例，所述相位确定电路进一步适用于：计算所述所接收读取器信号的至少一部分的离散傅立叶变换；以及基于所述离散傅立叶变换的第一值和第二值估计所述谐振频率，其中所述第一值对应于第一频率，且所述第二值对应于第二频率。
换句话说，相位确定电路被配置成使用基于所接收读取器信号计算的DFT的两个值(第一值和第二值)来估计谐振频率。所计算DFT的两个值对应于两个频率(第一频率和第二频率)。
根据另一实施例，所述相位确定电路进一步适用于：计算所述第一值的量值与所述第二值的量值之间的比率；以及将第一函数应用于所述所计算的比率以估计所述谐振频率。
换句话说，相位确定电路被配置成将第一函数应用于第一值和第二值的量值的比率，以便估计谐振频率。
根据另一实施例，所述第一函数将所述所计算的比率映射到对应于所述耦合的卡天线与读取器天线的所述系统的主导极点。
在此实施例中，假定读取器装置与卡仿真装置之间的通信信道由读取器天线和卡天线形成的谐振器主导，且此主导谐振器可建模为单极点系统。
根据另一实施例，所述第一频率对应于所述副载波调制的上边带和下边带中的一个，且所述第二频率对应于所述副载波调制的所述上边带和所述下边带中的另一个。
在此实施例中，第一值和第二值是副载波调制的上边带和下边带频率下的DFT值。
根据另一实施例，所述副载波调制包括处于副载波频率下的方波。
换句话说，NFC副载波调制可表示为谐波相关正弦波的总和，且因此上边带和下边带的频率是已知的。
根据另一实施例，所述相位确定电路进一步适用于将第二函数应用于所述所估计谐振频率和表示所述参考系统的所述参数集以便确定所述相位值。
换句话说，所述相位确定电路将相位值确定为所估计谐振频率和参考系统的参数的(第二)函数。
根据另一实施例，所述第二函数为通过训练所述参考系统内的测量结果而获得的预定函数。
举例来说，可通过在实验室设施中在参考系统内执行一系列训练测量来获得第二函数。具体地说，训练测量可在NFC卡仿真装置与参考NFC读取器装置之间的广泛范围的不同位置关系下执行。
根据另一实施例，所述装置进一步包括选择单元，所述选择单元适用于从多个参数集选择所述参数集，其中所述多个参数集中的每一参数集表示多个参考系统中的一个。
换句话说，特定参数集可用于多个参考系统中的每一个，且选择电路被配置成选择这些参数集中的一个。
根据第三方面，提供一种NFC系统。所述系统包括：NFC读取器装置，所述NFC读取器装置具有读取器天线；以及NFC卡仿真装置，所述NFC卡仿真装置适用于利用有源负载调制与所述NFC读取器装置通信。所述NFC卡仿真装置包括：卡天线，所述卡天线适用于与所述读取器天线耦合；以及接收器单元，所述接收器单元适用于经由所述卡天线与所述读取器天线的耦合从所述NFC读取器装置接收读取器信号，所述读取器信号包括副载波调制。所述NFC卡仿真装置进一步包括相位确定单元，所述相位确定单元适用于：基于所述所接收读取器信号估计对应于所述耦合的卡天线与读取器天线的系统的谐振频率；以及基于所述所估计谐振频率和表示预定参考系统的参数集确定相位值。所述NFC卡仿真装置进一步包括发射器单元，所述发射器单元适用于利用有源负载调制将响应信号发射到所述NFC读取器装置，其中所述相位值用于使所述响应信号的相位与所述读取器信号的相位对准。
根据这个方面的系统基本上是基于与所描述的第一和第二方面相同的想法。更具体地说，所述系统包括NFC读取器装置和根据第二方面的NFC卡仿真装置。
根据第四方面，提供一种用于确定NFC卡仿真装置的相位值的计算机程序，所述计算机程序使得所述NFC卡仿真装置能够在利用有源负载调制的同时与NFC读取器装置同相通信，其中所述NFC卡仿真装置包括卡天线，且所述NFC读取器装置包括读取器天线。所述计算机程序包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在由所述NFC卡仿真装置的处理单元执行时使得所述装置执行以下步骤：经由所述卡天线与所述读取器天线的耦合从所述NFC卡仿真装置处的所述NFC读取器装置接收读取器信号，所述读取器信号包括副载波调制；基于所述所接收通信信号估计对应于所述耦合的卡天线与读取器天线的系统的谐振频率；以及基于所述所估计谐振频率和表示预定参考系统的参数集确定所述相位值。
此方面基本上基于与上述第一方面和第二方面相同的想法，且提供能够实施和执行根据第一方面的方法的计算机程序。
应注意，已参考不同标的物描述本公开的实施例。具体地说，已经参考方法类的权利要求描述了一些实施例，而已经参考设备类的权利要求描述了其它实施例。然而，本领域的技术人员将从上述内容和以下描述了解到，除非另外指明，否则除属于一种类型主题的特征的任何组合外，与不同主题相关的特征的任何组合，具体来说方法类的权利要求的特征与设备类的权利要求的特征的组合，也与此文档一起公开。
如上文所限定的方面和本公开的其它方面将从下文所描述的实施例的例子中显而易见，且参考实施例的例子来解释。将在下文中参考实施例的例子更详细地描述本公开的方面，然而，本公开不限于所述例子。
附图说明
图1示出了在两个不同情形中，读取器侧上的负载调制振幅(LMA)随卡仿真器侧上的初始相位设置而变的图示。
图2A示出了在一个情形中取决于初始相位设置和卡仿真装置与读取器装置之间的距离的通信性能的图。
图2B示出了在另一情形中取决于初始相位设置和卡仿真装置与读取器装置之间的距离的通信性能的图。
图3示出了根据本公开的实施例的方法的流程图。
图4示出了用于确定边带量值比率与通信距离之间的关系的一系列计算步骤的图示。
图5示出了根据本公开的实施例的方法的功能框图。
图6示出了本公开的另一实施例的功能框图。
图7示出了根据本公开的实施例的用于参考系统训练的设置的图示。
具体实施方式
图式中的图示是示意性的。应注意，在不同图式中，类似或相同元件具有相同附图标记或具有仅在第一个数字内不同的附图标记。
图1示出了在两个不同情形中，读取器侧上的负载调制振幅LMA(以mV为单位)随卡仿真器侧上的初始相位设置φ(以度为单位)而变的图示。更具体地说，图1示出了当读取器装置接收到从利用有源负载调制的卡仿真装置发射的信号和初始相位设置φ时，LMA与φ之间的关系。曲线A1对应于第一情形(即，卡仿真装置与读取器装置在第一条件下的第一组合)，而曲线A2对应于第二情形(即，卡仿真装置与读取器装置在第二条件下的第二组合)。
小LMA值引起其中读取器装置无法再检测到调制的区。这些“盲区”的宽度一方面取决于读取器装置的灵敏度，另一方面取决于ALM信号的相位和频率稳定性。LMA最大值和最小值的位置并不固定，且取决于多个特征和特性，包括例如匹配网络、天线、处理和组件变化，以及通信距离。
为了说明性能与特定通信情形之间的相依性，图2A和图2B示出了针对两个不同NFC读取器终端的随初始相位设置φ(以度为单位)和通信距离z(以mm为单位)而变的通信性能。“不良”区B对应于读取器装置由于LMA过小而无法检测任何调制的区。“良好”区G指示零通信失败。在整个本文档中，允许跨越所有通信距离的成功通信的连接的初始相位区将标示为“相位窗口”。曲线WA1、TA、WA2、WB1、TB和WB2是后处理的结果。更具体地说，曲线WA1、WA2、WB1和WB2对应于失败的数目的局部最大值，即，z和φ的最差组合，而曲线TA和TB表示具有到这些局部最大值的最大距离的那些初始相位值，即，每一曲线TA、TB可视为目标最佳初始相位。
显然，在没有初始相位的动态调整的情况下，需要选择在所有距离和可能的读取器装置上产生令人满意的性能的设置。取决于性能约束和读取器终端的目标集合，这可能是不可能的。
已知系统受限于静态初始相位设置。通过在实验室中评估随与所有所关注的读取器的通信距离和初始相位而变的性能，发现初始相位设置。最后，选择可容许的初始相位设置，即，对于所有所测试的通信情形，处于所谓的相位窗口中的初始相位设置。在正常实验室条件下，可以实现10°到20°的相位窗口。然而，存在个别读取器相依相位窗口不重叠且因此无法发现确保成功通信的全局静态初始设置的情形。
本公开呈现补偿上述效应的方式，且因此可用于改进且稳定基于ALM的NFC性能。为了实现此目标，本公开依赖于两个步骤。首先，通过使用整个系统的简化模型从所接收数据估计系统的谐振频率。其次，补偿参考系统在此频率下的相移。参考系统可离线训练。
图3示出了根据本公开的方法，即确定NFC卡仿真装置的相位值的方法，的流程图300，所述方法使得所述NFC卡仿真装置能够在利用有源负载调制的同时与NFC读取器装置同相通信。所述NFC卡仿真装置包括卡天线，且所述NFC读取器装置包括读取器天线。
在310处，经由卡天线与读取器天线的耦合从NFC卡仿真装置处的NFC读取器装置接收读取器信号，所述读取器信号包括副载波调制。在320处，基于所接收通信信号估计对应于耦合的卡天线与读取器天线的系统的谐振频率。在330处，基于所估计谐振频率和表示预定参考系统的参数集确定相位值。
所提议的方法依赖于以下假设：读取器装置与卡仿真装置之间的通信信道由通过两个装置的天线(即读取器天线和卡天线)形成的谐振器主导。此谐振器在高耦合情形中(即，当天线放置成彼此接近时)会经受失调。失调是指谐振器的谐振频率相对于系统最初被调谐到的频率的移动。因此，失调对应地会影响系统的相位响应。此效应在上文所论述的图2A中极明确可见，其中相位窗口随通信距离而移动。谐振频率不仅随耦合而变，而且还将受组件变化影响。
作为简化，主导谐振器被建模为单极点系统。通过下式给出单极点系统的脉冲响应h[n](其中n为离散时间索引)的z变换：
Figure BDA0003299049940000101
此处，z是复值自变量，G是复值增益，且a是系统的复值极点。极点的角度表示归一化角谐振频率，且其绝对值限定谐振的品质因子。
通常，信道必须由宽带信号激励以便估计其脉冲响应。然而，为了根据所测量的数据估计等式(1)中的复值极点，仅有必要用两个频调激励信道。简单参数单极点模型因此允许稀疏激励信号确定其脉冲响应(依据缩放因子和全局时移)。
NFC读取器用在特定频率(副载波频率)下的方波来调制载波。方波可由谐波相关正弦波的总和表示。这意味着通过副载波基波和相关联谐波来激励信道。因此，所提出的方法依赖于分析读取器的副载波调制的下边带和上边带。如下文将进一步论述的，上边带与下边带的量值的比率可用来获得极点a的估计
Figure BDA0003299049940000102
然而，应注意，能够处置激励信号的稀疏特性的任何其它方法可用于确定等式(1)中的极点。
在不损失一般性的情况下，现将描述从读取器的副载波调制的上边带和下边带的量值比率估计极点a的步骤。图4示出了产生现实世界数据的量值比率和在0mm到30mm范围内的通信距离的个别计算步骤。从时域数据450开始，选择任意信号片段452(在此情况下为64个样本)，且计算离散傅立叶变换(DFT)454。接着，评估两个频谱取样点，在此情况下为副载波调制的上边带和下边带的相应量值456、457，且使用所述两个频谱取样点来计算相应量值比率458。取决于预期的信号特性，可使用在载波周围的频谱不对称性的任何其它量度。如从458可以看出，量值比率随着通信距离减小而减小，这指示失调。此单调行为与例如接收信号强度等其它量度形成对比，这归因于失调效应可相对于通信距离变得不明确。下文进一步给出如何从此数据估计极点的例子(具体见等式(2))。
基于将单极点系统拟合到所接收数据的结果，通过将所估计谐振频率映射到具体相位值来控制初始相位值。在本公开中，使用可离线训练的参考系统的概念。将选择初始相位值以补偿拟合系统与参考系统之间的相位偏差。进一步可能限定多个类别的参考系统，其中每一类别对应于不同相位映射。
这意味着在从读取器装置接收信号期间，卡仿真装置可估计主导单极点谐振器，识别当前读取器属于的类别，且因此选择正确的初始相位。所提出的算法可在接收期间使用的事实意味着可在发送第一响应之前设置初始相位。
图5示出了所提出的方法的功能框图500。在510处接收时域读取器信号x[n]，且在520处通过将第一函数f1(x)应用于读取器信号来确定谐振器极点估计
Figure BDA0003299049940000111
第一函数f1(x)因此表示谐振器极点a的估计量。接着，在530处，应用表示实际相位预测项的第二函数
Figure BDA0003299049940000112
来基于极点(或谐振频率)估计
Figure BDA0003299049940000113
及具有索引i的参考系统的参数集(表示为向量θi)来确定初始相位值估计
Figure BDA0003299049940000114
索引i由框535提供，所述索引i被配置成确定应用哪一参考系统。框535通过评估额外输入数据(例如，接收信号强)来确定索引i。举例来说，卡仿真器可被配置成针对高达某一阈值的接收信号强度而应用参考系统i＝1，如果接收信号强度超出此阈值，那么选择参考系统i＝2。从阈值到参考系统索引i的映射是可变的，但预定义且存储于存储器(RAM/ROM)中。由第二函数
Figure BDA0003299049940000115
表示的相位预测项优选地离线训练。一般来说，从所测量的参数到目标相位值的任何映射是可行的，只要其并非不明确即可，即只要函数
Figure BDA0003299049940000116
是双射函数即可。
图6示出了本公开的另一实施例的功能框图600。虽然此实施例的总体结构类似于图5中所示的结构，但图6提供在下文中解释的一些额外细节。再次，在610处接收时域读取器信号x[n]。在613处，应用实施DFT的算法来确定频域表示X[k]，频域表示X[k]又被供应到框616。在等式(3)中描绘DFT频段索引k到频率f的映射。此处，即，在616处，在两个不同频率(优选地为读取器信号的副载波调制的上边带和下边带，即对应于在618处供应的副载波+/-f0的频率)下的DFT值X[k1]与X[k2]之间的比率r。将所得DFT比率r供应到框620，其中应用第一函数f1来确定主导极点估计
Figure BDA0003299049940000121
最后，在630处，将第二函数f2应用于主导极点估计
Figure BDA0003299049940000122
和参数向量θ以获得最佳初始相位值φinit的估计。应注意，框620和630还可实施为单个框。
现将更详细地描述图6中的计算。如上文所解释，NFC信号的特定特性使得有可能通过评估与所激励的频率相关联的小DFT频段集合来确定基带中的主导极点。举例来说，选择频率+f0和-f0，可发现用于计算等式(1)中的系统的主导极点的简单表达式：
Figure BDA0003299049940000123
归一化角频率为
Figure BDA0003299049940000124
其中fs为取样频率，NDFT为DFT长度，且k0为与频率f0相关联的DFT频段索引。此外，振幅比率给定为
Figure BDA0003299049940000125
其中X[k0]为DFT频段索引k0处所取样的所接收信号x[n]的DFT。
这仅仅是估计来自所接收信号的稀疏频谱的所关注参数的一种方式，可使用利用系统的主导特性由单一参数建模的事实的任何其它方法。
用于获得
Figure BDA0003299049940000126
的训练程序的重要方面为经优化且需要考虑相位缠绕的成本函数。表示目标与输入相位之间的循环平方误差的示例性成本函数为
Figure BDA0003299049940000127
在
Figure BDA0003299049940000128
为由通过f2预测的相位值组成的向量的情况下，φinit含有目标最佳相位值，且H指示向量的埃尔米特(Hermitian)转置。可使用考虑到相位的缠绕的任何其它成本函数。不考虑缠绕的成本函数将发生故障，因为训练无法收敛。
可以用若干方式获得为训练目标的目标初始相位向量φinit，包括
-测量随初始相位而变的LMA(目标相位值对应于LMA最大值)，或
-测量随初始相位而变的性能(目标相位值对应于与读取器的盲区具有最大距离的那些值)，例如图2A和图2B中的曲线TA、TB。
当使用多个参考系统时，需要相应地将训练样本(即，所测量的数据和目标值)预先分组以确保有意义的优化结果。优选地，双极点系统可与z变换一起使用
Figure BDA0003299049940000131
在ai处具有复值增益Gi和双极点。此选择的基本原理为两个耦合的天线实际上形成两极点谐振器的事实，这相应地影响相移。相位预测项经设计以补偿此系统在所估计谐振频率AVC下的相位，所述所估计谐振频率
Figure BDA0003299049940000132
如下连接到所估计极点：
Figure BDA0003299049940000133
其中fs为取样频率，且
Figure BDA0003299049940000134
为谐振频率的归一化角表示。因此，通过下式给出总相位预测项函数：
Figure BDA0003299049940000135
可以看出，在训练期间优化的参数向量Θi由三个元素组成：|ai|、∠ai和∠Gi。
图7示出了根据本公开的实施例的用于离线参考系统训练的设置的图示。训练程序涉及以下步骤：
1)加载/生成训练数据，即输入数据(在本情况下，所估计的极点)和目标输出数据(根据测量或理论见解的相关联的最佳初始相位设置)。
2)初始化正优化的相位预测项模型的参数。
3)基于模型参数和输入数据(例如，等式(9)计算相位预测。
4)使用成本函数(例如，等式(6))来评估预测相位值与目标相位值之间的误差。
5)基于成本更新相位预测项参数。
6)重复步骤4)和5)，直到收敛。
在实际实施方案中，如系统极点估计的计算的中间处理步骤可由将所测量的频谱不对称性直接映射到初始相位设置的LUT(查找表)代替。然而，对于LUT和任何分类机制的生成，有利的是使用有意义的物理映射，因为这有助于所获得参数的解译和优化两者。
应注意，除非另外指明，否则例如“上部”、“下部”、“左”和“右”等术语的使用仅仅指对应图式的定向。
应注意，术语“包括”不排除其它元件或步骤，且冠词“一(a或an)”的使用不排除多个。而且，可以组合与不同实施例相关联地描述的元件。还应注意，权利要求中的附图标记不应解释为限制权利要求的范围。

Claims (10)

1.一种确定NFC卡仿真装置的相位值的方法，其特征在于，所述方法使得所述NFC卡仿真装置能够在利用有源负载调制的同时与NFC读取器装置同相通信，其中所述NFC卡仿真装置包括卡天线，且所述NFC读取器装置包括读取器天线，所述方法包括：
经由所述卡天线与所述读取器天线的耦合从所述NFC卡仿真装置处的所述NFC读取器装置接收(310)读取器信号，所述读取器信号包括副载波调制；
基于所述所接收通信信号估计(320)对应于所述耦合的卡天线与读取器天线的系统的谐振频率；以及
基于所述所估计谐振频率和表示预定参考系统的参数集确定(330)所述相位值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，估计所述谐振频率包括：
计算所述所接收读取器信号的至少一部分的离散傅立叶变换；以及
基于所述离散傅立叶变换的第一值和第二值估计所述谐振频率，其中所述第一值对应于第一频率，且所述第二值对应于第二频率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括：
计算所述第一值的量值与所述第二值的量值之间的比率；以及
将第一函数应用于所述所计算的比率以估计所述谐振频率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一函数将所述所计算的比率映射到对应于所述耦合的卡天线与读取器天线的所述系统的主导极点。
5.根据权利要求2到4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一频率对应于所述副载波调制的上边带和下边带中的一个，且其中所述第二频率对应于所述副载波调制的所述上边带和所述下边带中的另一个。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的方法，其特征在于，所述副载波调制包括处于副载波频率下的方波。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的方法，其特征在于，确定所述相位值包括将第二函数应用于所述所估计谐振频率和表示所述参考系统的所述参数集。
8.一种用于利用有源负载调制与NFC读取器装置通信的NFC卡仿真装置，其特征在于，所述NFC卡仿真装置包括：
卡天线，所述卡天线适用于与所述NFC读取器装置的读取器天线耦合；
接收器电路，所述接收器电路适用于经由所述卡天线与所述读取器天线的耦合从所述NFC读取器装置接收读取器信号，所述读取器信号包括副载波调制；
相位确定电路，所述相位确定电路适用于：
基于所述所接收读取器信号估计对应于所述耦合的卡天线与读取器天线的系统的谐振频率；以及
基于所述所估计谐振频率和表示预定参考系统的参数集确定相位值；以及
发射器电路，所述发射器电路适用于利用有源负载调制将响应信号发射到所述NFC读取器装置，其中所述相位值用于使所述响应信号的相位与所述读取器信号的相位对准。
9.一种NFC系统，其特征在于，包括：
NFC读取器装置，所述NFC读取器装置具有读取器天线；以及
NFC卡仿真装置，所述NFC卡仿真装置适用于利用有源负载调制与所述NFC读取器装置通信，所述NFC卡仿真装置包括：
卡天线，所述卡天线适用于与所述读取器天线耦合；
接收器电路，所述接收器电路适用于经由所述卡天线与所述读取器天线的耦合从所述NFC读取器装置接收读取器信号，所述读取器信号包括副载波调制；
相位确定电路，所述相位确定电路适用于：
基于所述所接收读取器信号估计对应于所述耦合的卡天线与读取器天线的系统的谐振频率；以及
基于所述所估计谐振频率和表示预定参考系统的参数集确定相位值；以及
发射器电路，所述发射器电路适用于利用有源负载调制将响应信号发射到所述NFC读取器装置，其中所述相位值用于使所述响应信号的相位与所述读取器信号的相位对准。
10.一种用于确定NFC卡仿真装置的相位值的计算机程序，所述计算机程序使得所述NFC卡仿真装置能够在利用有源负载调制的同时与NFC读取器装置同相通信，其中所述NFC卡仿真装置包括卡天线，且所述NFC读取器装置包括读取器天线，所述计算机程序包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在由所述NFC卡仿真装置的处理单元执行时使得所述装置执行根据权利要求1到7中任一项所述的方法。
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