CN117014845B - 用于确定通信开始位置的方法、装置和近场通信设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及通信技术领域,公开一种用于确定通信开始位置的方法。根据噪声估计值确定SOC门限,实现了SOC门限基于实际信号接受环境的噪音干扰程度而自适应地进行调节,相比于固定不变的SOC门限,能够使SOC门限的设置更加合理,避免设置过高导致实际噪音较小而漏检,以及设置过低而实际噪音较大造成的虚检,有效提升了SOC位置检测的准确性,提高NFC信号的解调性能。本申请还公开一种用于确定通信开始位置的装置和近场通信设备。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,例如涉及一种用于确定通信开始位置的方法、装置和近场通信设备。
背景技术
近场通信(Near Field Communication,NFC),是一种工作频率为13.56MHz的短距离无线通信技术。具有NFC功能的电子设备可以进行非接触式点对点数据传输,便捷、安全的完成信息交换及内容与服务的访问,被广泛应用于门禁、公交、手机支付等领域。
根据ISO14443规定A类低速PICC(proximity card or object)向PCD(proximitycoupling device)通信时,SOC(start of communication)定义为前半个比特时长内有子载波调制,后半个比特时长内没有子载波调制。相关技术中A类SOC检测采用门限的方法判断前、后半个比特的时间长度内是否有子载波调制,如果前半个比特时长内的包络最大值大于后半个比特时长内的包络最大值,且前半个比特时长内的包络最大值大于门限,则检测到SOC。
在实现本申请实施例的过程中,发现相关技术中至少存在如下问题:
根据检测理论,门限过高会造成SOC漏检,太低又会使得SOC虚检,特别是在智能手机的应用环境,由于器件集成度高,电磁干扰难以避免,噪声较大,较为容易出现SOC漏检或者虚检的情况,现有方法确定的SOC的位置精确度较低,因此影响了NFC信号的解调性能。
需要说明的是,在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解,因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解,下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述,也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围,而是作为后面的详细说明的序言。
本申请实施例提供了一种用于确定通信开始位置的方法、装置和近场通信设备,以提高NFC解调性能。
在一些实施例中,所述方法包括:获取静默期包络信息和数据接收期包络信息;根据静默期包络信息,确定噪声估计值;根据噪声估计值确定通信开始标志SOC门限;基于SOC门限,从数据接收期包络信息中确定出SOC初始位置。
可选地,根据静默期包络信息,确定噪声估计值,包括:计算静默期包络信息中的包络最大值和包络平均值;在包络最大值和包络平均值之间的比值小于或者等于噪声阈值的情况下,将包络最大值确定为噪声估计值;在包络最大值和包络平均值之间的比值大于噪声阈值的情况下,根据包络平均值确定噪声估计值。
可选地,根据噪声估计值确定SOC门限,包括:根据噪声估计值所处的范围,确定SOC门限与噪声估计值的比例关系;根据比例关系,确定SOC门限。
可选地,还包括:根据SOC初始位置,确定数据接收期包络信息中的第一比特数据;根据第一比特数据中的第一最大包络值和第二最大包络值,对SOC初始位置进行第一比特有效性验证;其中,第一最大包络值为前半比特中的最大包络值,第二最大包络值为后半比特中的最大包络值;在第一比特有效性验证结果表征无效的情况下,确定SOC位置虚检。
可选地,还包括:在第一比特有效性验证结果表征有效的情况下,根据SOC初始位置,对第I比特数据进行虚检验证,得到虚检验证结果;在虚检验证结果表征验证通过的情况下,执行I=I+1,并重新对第I比特数据执行虚检验证;在I等于预设次数阈值的情况下,确定SOC初始位置有效。
可选地,对第I比特数据进行虚检验证,得到虚检验证结果,包括:对第I比特数据进行虚检验证;其中,虚检验证包括冲突检测、EOC检测和当前包络有效性验证中的一个或多个;在虚检验证未出现SOC虚检的情况下,确定虚检验证结果为验证通过。
可选地,对第I比特数据进行冲突检测,包括:根据SOC初始位置对应的包络值确定冲突检测门限;在当前比特的前半个比特以及后半个比特内的包络最大值均大于冲突检测门限的情况下,确定冲突检测结果为SOC虚检。
可选地,对第I比特数据进行EOC检测,包括:根据SOC初始位置对应的包络值确定EOC检测门限;在当前比特的前半个比特以及后半个比特内的包络最大值均小于EOC检测门限的情况下,确定EOC检测结果为SOC虚检。
可选地,对第I比特数据进行当前包络有效性验证,包括:从第I-1比特内的包络最大值,以及当前第I比特内的包络最大值中确定出第一包络值和第二包络值;其中,第一包络值大于第二包络值;在第一包络值与第二包络值之间的关系不满足预设包络有效关系的情况下,确定SOC虚检。
可选地,预设包络有效关系为:第二包络值大于第一包络值与预设系数的乘积;其中,预设系数为大于零且小于1的小数。
可选地,还包括:计算第I比特的包络平滑值;根据包络平滑值更新冲突检测中的冲突检测门限和/或EOC检测中的EOC检测门限。
可选地,计算第I比特的包络平滑值,包括:将第I比特内的最大包络值与第I-1比特的包络平滑值加权求和的结果作为第I比特的包络平滑值;其中,第一比特的包络平滑值等于第一比特内的包络最大值。
可选地,根据包络平滑值更新冲突检测中的冲突检测门限,包括:将包络平滑值与第一系数的乘积作为更新后的冲突检测门限;和/或,根据包络平滑值更新EOC检测中的EOC检测门限,包括:将包络平滑值与第二系数的乘积作为更新后的EOC检测门限;其中,第一系数与第二系数均为小于1的正小数,且第一系数大于第二系数。
在一些实施例中,所述装置包括:获取模块,被配置为获取静默期包络信息和数据接收期包络信息;第一确定模块,被配置为根据静默期包络信息,确定噪声估计值;第二确定模块,被配置为根据噪声估计值确定通信开始标志SOC门限;SOC位置确定模块,被配置为基于SOC门限,从数据接收期包络信息中确定出SOC初始位置。
在一些实施例中,所述近场通信设备包括:读卡器;上述任一项用于确定通信开始位置的装置,被安装于所述读卡器。
本申请实施例提供的用于确定通信开始位置的方法、装置和近场通信设备,可以实现以下技术效果:
本申请上述实施例中,根据噪声估计值确定SOC门限,实现了SOC门限基于实际信号接受环境的噪音干扰成都而自适应地进行调节,相比于固定不变的SOC门限,能够使SOC门限的设置更加合理,避免设置过高导致实际噪音较小而漏检,以及设置过低而实际噪音较大造成的虚检,有效提升了SOC位置检测的准确性,提高NFC信号的解调性能。
以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的,不用于限制本申请。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明,这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件,附图不构成比例限制,并且其中:
图1为本申请实施例提供的一种用于确定通信开始位置的方法的流程图;
图2为第一比特数据中SOC初始位置的示意图;
图3为本申请实施例提供的另一种用于确定通信开始位置的方法的流程图;
图4为本申请实施例提供的又一种用于确定通信开始位置的方法的流程图;
图5为本申请实施例提供的一种实际应用场景中用于确定通信开始位置的方法的流程图;
图6为本申请实施例提供的一种用于确定通信开始位置的装置的结构示意图;
图7为本申请实施例提供的一种用于确定通信开始位置的装置的结构示意图;
图8为本申请实施例提供的一种近场通信设备的示意图。
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本申请实施例的特点与技术内容,下面结合附图对本申请实施例的实现进行详细阐述,所附附图仅供参考说明之用,并非用来限定本申请实施例。在以下的技术描述中,为方便解释起见,通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而,在没有这些细节的情况下,一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下,为简化附图,熟知的结构和装置可以简化展示。
本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请实施例的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
除非另有说明,术语“多个”表示两个或两个以上。
本申请实施例中,字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如,A/B表示:A或B。
术语“和/或”是一种描述对象的关联关系,表示可以存在三种关系。例如,A和/或B,表示:A或B,或,A和B这三种关系。
近场通信(Near Field Communication,NFC),是一种工作频率为13.56MHz的短距离无线通信技术。具有NFC功能的电子设备可以进行非接触式点对点数据传输,便捷、安全的完成信息交换及内容与服务的访问,被广泛应用于门禁、公交、手机支付等领域。
根据ISO14443规定A类低速PICC(proximity card or object)向PCD(proximitycoupling device)通信时,SOC(start of communication)定义为前半个比特时长内有子载波调制,后半个比特时长内没有子载波调制。A类的SOC只有1比特信息,其它类型PICC向PCD通信的开始标志有多个比特信息,例如B类采用12至14个特殊比特作为通信开始的标志,因此,A类的SOC检测更具挑战性。传统的A类SOC检测采用门限的方法判断前、后半个比特的时间长度内是否有子载波调制,如果前半个比特时长内的包络最大值大于后半个比特时长内的包络最大值,且前半个比特时长内的包络最大值大于门限,则检测到SOC。根据检测理论,门限过高会造成SOC漏检,太低又会使得SOC虚检,特别是在智能手机的应用环境,由于器件集成度高,电磁干扰难以避免,噪声较大,仅根据一个比特检测SOC很容易出错。例如,当一个比特时长内,前半个时长有脉冲干扰,后半个时长没有子载波调制时,依据门限的方法将会虚检出SOC,造成解调错误。基于此,本申请实施例提供了一种通信开始位置的确定方法,可以快速准确确定出SOC。
结合图1所示,为本申请实施例提供的一种用于确定通信开始位置的方法的流程图,如图1所示,该方法具体包括以下步骤:
S101:获取静默期包络信息和数据接收期包络信息;
S102:根据静默期包络信息,确定噪声估计值;
S103:根据噪声估计值确定通信开始标志SOC门限;
S104:基于SOC门限,从数据接收期包络信息中确定出SOC初始位置。
本申请实施例提供的方法,应用于近场通信系统中的PCD(Proximity CouplingDevice,读卡器)中,近场通信系统中,PCD向PICC(Proximity Card,卡)发送信号,PICC在接收到信号后,向PCD发送反馈信号,之后开始PCD和PICC之间的正常通信。静默期是PCD没有开始收发信息之前的阶段。数据接收期是PCD和PICC之间正常通信的阶段。在数据接收期接收到NFC信号后,为了便于对信号进行处理,可以对信号进行放大和正交下变频,并通过采样和量化过程将NFC初始信号转换成数字信号。进一步地,对数字信号进行带通滤波处理,并计算得到数据接收期包络信息。
由于静默期内,PCD和PICC之间没有开始数据的收发,因此,静默期内的包络信息可以反应当前通信环境内的噪声信息。基于静默期包络信息确定的噪声估计值,并根据噪声估计值确定SOC门限,使得SOC门限更加适应于当前的通信环境,不会过高或过低。
具体地,将在数据接收期包络信息中,包络值超过SOC门限的包络信息中,局部最大包络值对应的位置作为SOC初始位置,即搜索超过SOC门限且为局部最大值的位置作为SOC初始位置估计。需要注意的是,如图2所示,为SOC在第一比特数据中的位置的示意图。SOC初始位置是第一比特的中点,即第一比特的前半个比特和后半个比特的交点。即中心频点在848KHz的信号。
如果在收据收发包络信息中,不存在超过SOC门限的包络信息,说明当前通信环境中的噪声过大,本次收发数据失败。
本申请上述实施例中,根据噪声估计值确定SOC门限,实现了SOC门限基于实际信号接受环境的噪音干扰成都而自适应地进行调节,相比于固定不变的SOC门限,能够使SOC门限的设置更加合理,避免设置过高导致实际噪音较小而漏检,以及设置过低而实际噪音较大造成的虚检,有效提升了SOC位置检测的准确性,提高NFC信号的解调性能。
可选地,根据静默期包络信息,确定噪声估计值,包括:计算静默期包络信息中的包络最大值和包络平均值;在包络最大值和包络平均值之间的比值小于或者等于噪声阈值的情况下,将包络最大值确定为噪声估计值;在包络最大值和包络平均值之间的比值大于噪声阈值的情况下,根据包络平均值确定噪声估计值。
在一些示例中,在静默期包络信息整体较为平稳的情况下,说明当前通信环境中环境噪音较小,此时可以将包络最大值确定为噪声估计值。而在静默期包络信息中,出现比较突出的噪声,使得包络最大值和包络平均值之间的差异较大,则根据包络平均值确定噪声估计值,例如,可以将平均值的倍数设定为噪声估计值,具体可以是平均值的2倍、3倍、4倍或者5倍。这样,噪声估计值可以根据实际通信环境而自适应的进行调整,不会因为噪声估计值设置的过低或者过高而导致SOC确定不准确的问题,有效提高了SOC的准确性。
具体而言,基于高斯分布理论,大于平均值3倍以上的值为不可靠值,因此,可以将噪声阈值设定成4,这样,如果包络最大值与包络平均值的比值小于或者等于4时,则将包络最大值确定为噪声估计值,如果包络最大值与包络平均值的比值大于,则将4倍包络平均值确定为噪声估计值。
需要注意的是,实际对收发数据产生干扰的可以是噪声,也可以是其他通信设备的干扰信号,本申请实施例将噪声或者干扰信号产生的影响统称为噪声估计值。
可选地,根据噪声估计值确定SOC门限,包括:根据噪声估计值所处的范围,确定SOC门限与噪声估计值的比例关系;根据比例关系,确定SOC门限。
具体地,可以根据实际需求设置多个噪声估计范围,在需要精确出SOC的情况下,可以设置多个噪声估计范围,例如3个、4个或者更多,在需要快速确定出SOC的情况下,可以设置相对较少的噪声估计范围,例如2个。
在每一个噪声估计范围内,均预设有该范围内的对应比例关系,该比例关系反应SOC门限和噪声估计值之间的关联关系。噪声估计值越大,则SOC门限和噪声估计值之间的比值越小,这样可以减小噪声对SOC门限的影响,使得确定出的SOC初始位置更加准确。
例如,可以将噪声估计范围设定成3个,分别为第一范围[小于8],第二范围[8至22]以及第三范围[大于22]。则可以根据噪声估计值(NI)的大小分档计算SOC门限。如果噪声估计值NI大于22,则SOC门限=2×NI,如果NI大于8且NI小于或者等于22,则SOC门限=2.5×NI,如果NI小于或者等于8,则SOC门限=3×NI。
结合图3所示,为本申请实施例提供的另一种用于确定通信开始位置的方法的流程图,该方法在图1所示的方法的基础上,还包括:
S301:根据SOC初始位置,确定数据接收期包络信息中的第一比特数据;
S302:根据第一比特数据中的第一最大包络值和第二最大包络值,对SOC初始位置进行第一比特有效性验证;其中,第一最大包络值为前半比特中的最大包络值,第二最大包络值为后半比特中的最大包络值;
S303:在第一比特有效性验证结果表征无效的情况下,确定SOC位置虚检。
具体而言,在确定SOC初始位置后,需要对SOC初始位置进行有效性验证。首先,对已经接收完毕的第一比特数据进行有效性验证,如果第一比特的前半个比特时长内的包络最大值大于后半个比特时长内的包络最大值,则解调结果为“1”,即第一比特有效性验证通过。否则,则确定SOC虚检。这样,在确定SOC初始位置之后,使用第一比特数据进行SOC初始位置的验证,一旦验证SOC虚检,则重新获取静默期包络信息和数据接收期包络信息,并重新确定SOC初始位置,避免基于错误SOC初始位置进行数据通信,提升了近场通信的有效性。
结合图4所示,为本申请实施例提供的又一种用于确定通信开始位置的方法的流程图,如图4所示,该方法具体包括以下步骤:
S401:获取静默期包络信息和数据接收期包络信息;
S402:根据静默期包络信息,确定噪声估计值;
S403:根据噪声估计值确定通信开始标志SOC门限;
S404:基于SOC门限,从数据接收期包络信息中确定出SOC初始位置。
S405:根据SOC初始位置,确定数据接收期包络信息中的第一比特数据;
S406:根据第一比特数据中的第一最大包络值和第二最大包络值,对SOC初始位置进行第一比特有效性验证。
其中,第一最大包络值为前半比特中的最大包络值,第二最大包络值为后半比特中的最大包络值;
S407:确定第一比特是否有效,如果表征无效,确定SOC位置虚检,重新执行步骤S401。否则,执行步骤S408。
S408:根据SOC初始位置,对第I比特数据进行虚检验证,得到虚检验证结果。
其中,I为大于或者等于2的整数。
S409:确定虚检验证结果是否验证通过,如果是,执行步骤S410,若否,重新执行步骤S401。
S410:执行I=I+1,判断I是否等于预设次数阈值,如果否,重新执行步骤S408,否则,确定SOC初始位置有效。
根据检测理论,门限过高会造成SOC漏检,太低又会使得SOC虚检,特别是在智能手机的应用环境,由于器件集成度高,电磁干扰难以避免,噪声较大,仅根据一个比特检测SOC很容易出错。例如,当一个比特时长内,前半个时长有脉冲干扰,后半个时长没有子载波调制时,依据门限的方法将会虚检出SOC,造成解调错误。因此,本示例中,在第一比特数据有效性验证通过后,继续进行第I比特数据的虚检验证,并根据虚检验证结果进一步确认SOC初始位置是否有效。
其中,I为大于或者等于2的整数,在实际应用场景中,可以根据业务需求设定预设次数阈值,例如,在噪声较小的通信环境中,或者在对于通信效率要求较高的通信环境中,可以将预设次数阈值设置成较小数值,例如3,那么对第I比特数据进行虚检验证即为对第2至3比特数据进行虚检验证。而在通信状况不稳定的环境中,为了确保SOC初始位置的准确性,可以将预设次数阈值设置成较大数值,例如5,那么,对第I比特数据进行虚检验证即为对第2至5比特数据进行虚检验证,由于参与虚检验证的数据量足够大,因此,能够有效识别出SOC虚检的情况,保证SOC初始位置的准确性。这样,通过对多个比特数据进行虚检验证,在第一比特数据无法反应真实通信环境时,有效检测出SOC虚检,并且,通过预设次数阈值的设置,使得本申请实施例的方法可以灵活适应不同业务需求,提高了方法的适应性。
可选地,对第I比特数据进行虚检验证,得到虚检验证结果,包括:对第I比特数据进行虚检验证;其中,虚检验证包括冲突检测、(end of communication,通信结束标志)EOC检测和当前包络有效性验证中的一个或多个;在虚检验证未出现SOC虚检的情况下,确定虚检验证结果为验证通过。
下面分别对冲突检测,EOC检测和当前包络有效性验证的具体过程进行介绍:
冲突检测:
上述实施例中,对第I比特数据进行冲突检测,包括:根据SOC初始位置对应的包络值确定冲突检测门限;在当前比特的前半个比特以及后半个比特内的包络最大值均大于冲突检测门限的情况下,确定冲突检测结果为SOC虚检。
EOC检测:
上述实施例中,对第I比特数据进行EOC检测,包括:根据SOC初始位置对应的包络值确定EOC检测门限;在当前比特的前半个比特以及后半个比特内的包络最大值均小于EOC检测门限的情况下,确定EOC检测结果为SOC虚检。
上述冲突检测和EOC检测可以同时进行,也可以只进行冲突检测或者只进行EOC检测。下面以同时进行冲突检测和EOC检测为例对实际实施过程进行说明:
首先,在第一比特的结束时刻,利用SOC初始位置的包络值blp,计算初始的冲突检测门限以及EOC检测门限。具体地,可以将第一预设系数与blp的乘积确定为冲突检测门限,将第二预设系数与blp的乘积确定为EOC检测门限,其中,第一预设系数大于第二预设系数。例如,可以将第一预设系数设置成0.5,将第二预设系数设置成0.25,则冲突检测门限=0.5×blp;EOC检测门限=0.25×blp。
在确定了冲突检测门限以及EOC检测门限后,进行当前比特的冲突检测和EOC检测。具体地,如果当前第I比特的前、后半个比特时长内的包络最大值都大于冲突检测门限,则确定当前第I比特检测到冲突。
如果当前第I比特的前、后半个比特时长内的包络最大值都小于EOC检测门限,则确定当前第I比特检测到EOC。
在当前第I比特中检测到冲突或者检测到EOC时,确定SOC虚检。重新获取静默期包络信息和数据接收期包络信息,并重新确定SOC初始位置。
当前包络有效性验证:
上述实施例中,对第I比特数据进行当前包络有效性验证,包括:从第I-1比特内的包络最大值,以及当前第I比特内的包络最大值中确定出第一包络值和第二包络值;其中,第一包络值大于第二包络值;在第一包络值与第二包络值之间的关系不满足预设包络有效关系的情况下,确定SOC虚检。
具体而言,当前比特为第I比特,以I等于3为例,第三比特中的包络最大值为B3,第I-1比特即第二比特中的包络最大值为B2,比较B2和B3,发现B3大于B2,则确定B3为第一包络值,B2为第二包络值。继续判断B2和B3之间的关系是否满足预设包络有效关系,如果满足,确定第3比特包络值有效,否则,确定SOC虚检。
其中,预设包络有效关系用于表征相邻两个包络之间的最大包络值的差异不能过大,在一些示例中,预设包络有效关系可以是相邻比特数据中的最大包络值的差值小于预设数值。
可选地,预设包络有效关系为:第二包络值大于第一包络值与预设系数的乘积;其中,预设系数为大于零且小于1的小数。
例如,前一比特时长内的包络最大值记为blp,当前比特时长内的包络最大值记为bln),如果(blp和bln)的最小值大于A×(blp和bln的最大值),即min(blp,bln)>A×max(blp,bln),则判断包络最大值的比例合理,当前包络有效,否则判断为SOC虚检。其中,A为大于零且小于1的小数,例如3/4。这样,通过预设包络有效关系,从各个比特数据中筛选出相邻比特差异过大的数据,可以简单快速的检测出SOC虚检,提升SOC验证的效率。
可选地,在确定完当前第I比特中不存在SOC虚检,则继续对第I+1比特数据进行验证,因此,上述实施例还包括:
步骤A:计算第I比特的包络平滑值;
步骤B:根据包络平滑值更新冲突检测中的冲突检测门限和/或EOC检测中的EOC检测门限。
可选地,步骤A的计算第I比特的包络平滑值,包括:将第I比特内的最大包络值与第I-1比特的包络平滑值加权求和的结果作为第I比特的包络平滑值;其中,第一比特的包络平滑值等于第一比特内的包络最大值。
具体而言,对于第一比特来说,其包络平滑值为第一比特内的包络最大值。对于第二比特来说,其包络平滑值为第二比特的最大包络值与第一比特的包络平滑值经过加权求和得到的结果。加权求和的系数可以是1/4和3/4,5/8和3/8,7/8和1/8,11/12和1/12等,本申请实施例对此不进行限定。例如,第一比特的平滑包络值blm=bln,则后续比特的平滑包络值blm=3/4×blm+1/4×bln。
可选地,步骤B的根据包络平滑值更新冲突检测中的冲突检测门限,包括:将包络平滑值与第一系数的乘积作为更新后的冲突检测门限;和/或,根据包络平滑值更新EOC检测中的EOC检测门限,包括:将包络平滑值与第二系数的乘积作为更新后的EOC检测门限;其中,第一系数与第二系数均为小于1的正小数,且第一系数大于第二系数。
例如,平滑包络值为blm,则可以将更新的冲突检测门限设定为0.5×blm,更新的EOC检测门限设定为0.25×blm。
在确定完毕更新的冲突检测门限和更新的EOC检测门限后,重新对第I+1比特进行虚检验证,由于虚检验证中使用的冲突检测门限和EOC检测门限是基于之前的包络值更新得到的,因此后续比特的验证更加符合实际通信环境,进一步提升了SOC的验证准确性。
为了便于理解,下面结合实际应用场景提供一种用于确定通信开始位置的方法,如图5所示,该方法包括以下步骤:
步骤S11、天线及射频处理。
接收和放大NFC信号、正交下变频使得信号的中心频点在848KHz,并通过采样和量化形成数字信号。
步骤S12、带通滤波及包络值计算。
步骤S13、估计噪声和干扰值。
在PCD不发送信号的静默期内计算包络最大值和平均值,如果包络最大值小于等于四倍包络平均值,取包络最大值为噪声和干扰的估计值,否则取四倍包络平均值为噪声和干扰的估计值。
步骤S14、分档计算SOC门限。
根据噪声和干扰估计值(NI)的大小分档计算SOC门限。如果NI大于22,则SOC门限=2×NI;否则如果NI大于8,则SOC门限=2.5×NI;否则SOC门限=3×NI。
步骤S15、检测SOC。
在信号包络上搜索超过SOC门限且为局部最大值的位置作为SOC初始位置估计。初始的SOC位置是第一比特内前半个比特的中点,见图2所示。
步骤S16、计算初始门限。
利用SOC初始位置的包络值blp,在第一比特的结束时刻计算初始的冲突检测及EOC检测门限。其中冲突检测门限=0.5×blp;EOC检测门限=0.25×blp。
步骤S17、解调第一比特并进行有效性判断。
如果第一比特的前半个比特时长内的包络最大值大于后半个比特时长内的包络最大值,则解调结果为“1”,进行步骤S18的操作;否则判断为SOC虚检,跳到步骤S15。
步骤S18、冲突和EOC检测。
利用前一比特结束时计算的冲突及EOC检测门限进行当前比特的冲突和EOC检测。如果当前比特的前、后半个比特时长内的包络最大值都大于冲突检测门限,则检测到冲突;如果当前比特的前、后半个比特时长内的包络最大值都小于EOC检测门限,则检测到EOC。如果解调的前4比特内检测到冲突或EOC,则判断为SOC虚检,跳到步骤S15。
步骤S19、包络值有效性判断。
前一比特时长内的包络最大值记为blp,当前比特时长内的包络最大值记为bln),如果(blp和bln)的最小值大于3/4×(blp和bln的最大值),即min(blp,bln)>3/4×max(blp,bln),则判断包络最大值的比例合理;否则判断为SOC虚检,跳到步骤S15。
步骤S20、计算平滑后的包络值并更新检测门限。
第一比特的平滑包络值blm=bln,后续比特的平滑包络值blm=3/4×blm+1/4×bln。更新的冲突检测门限=0.5×blm;更新的EOC检测门限=0.25×blm。
重复上述步骤S18至S20,如果解调出4比特数据,则判定SOC初始位置为正确检测的SOC,一旦某一比特数据检测出SOC虚检,则确定SOC初始位置不准确,重新执行步骤S15。
结合图6所示,为本申请实施例提供的一种用于确定通信开始位置的装置600,包括:
获取模块601,被配置为获取静默期包络信息和数据接收期包络信息;
第一确定模块602,被配置为根据静默期包络信息,确定噪声估计值;
第二确定模块603,被配置为根据噪声估计值确定通信开始标志SOC门限;
SOC位置确定模块604,被配置为基于SOC门限,从数据接收期包络信息中确定出SOC初始位置。
本申请实施例提供的上述装置中,根据噪声估计值确定SOC门限,实现了SOC门限基于实际信号接受环境的噪音干扰成都而自适应地进行调节,相比于固定不变的SOC门限,能够使SOC门限的设置更加合理,避免设置过高导致实际噪音较小而漏检,以及设置过低而实际噪音较大造成的虚检,有效提升了SOC位置检测的准确性,提高NFC信号的解调性能。
可选地,第一确定模块602进一步被配置为计算静默期包络信息中的包络最大值和包络平均值;在包络最大值和包络平均值之间的差值小于或者等于噪声阈值的情况下,将包络最大值确定为噪声估计值;在包络最大值和包络平均值之间的差值大于噪声阈值的情况下,根据包络平均值确定噪声估计值。
可选地,第二确定模块603进一步被配置为根据噪声估计值所处的范围,确定SOC门限与噪声估计值的比例关系;根据比例关系,确定SOC门限。
可选地,上述装置还包括:第一比特数据确定模块,被配置为根据SOC初始位置,确定数据接收期包络信息中的第一比特数据;第一比特有效性验证模块,被配置为根据第一比特数据中的第一最大包络值和第二最大包络值,对SOC初始位置进行第一比特有效性验证;其中,第一最大包络值为前半比特中的最大包络值,第二最大包络值为后半比特中的最大包络值;虚检确定模块,被配置为在第一比特有效性验证结果表征无效的情况下,确定SOC位置虚检。
可选地,上述装置还包括:虚检验证模块,被配置为在第一比特有效性验证结果表征有效的情况下,根据SOC初始位置,对第I比特数据进行虚检验证,得到虚检验证结果;循环模块,被配置为在虚检验证结果表征验证通过的情况下,执行I=I+1,并重新对第I比特数据执行虚检验证;有效确定模块,被配置为在I等于预设次数阈值的情况下,确定SOC初始位置有效。
可选地,虚检验证模块进一步被配置为对第I比特数据进行虚检验证;其中,虚检验证包括冲突检测、EOC检测和当前包络有效性验证中的一个或多个;在虚检验证未出现SOC虚检的情况下,确定虚检验证结果为验证通过。
可选地,对第I比特数据进行冲突检测,包括:根据SOC初始位置对应的包络值确定冲突检测门限;在当前比特的前半个比特以及后半个比特内的包络最大值均大于冲突检测门限的情况下,确定冲突检测结果为SOC虚检。
可选地,对第I比特数据进行EOC检测,包括:根据SOC初始位置对应的包络值确定EOC检测门限;在当前比特的前半个比特以及后半个比特内的包络最大值均小于EOC检测门限的情况下,确定EOC检测结果为SOC虚检。
可选地,对第I比特数据进行当前包络有效性验证,包括:从第I-1比特内的包络最大值,以及当前第I比特内的包络最大值中确定出第一包络值和第二包络值;其中,第一包络值大于第二包络值;在第一包络值与第二包络值之间的关系不满足预设包络有效关系的情况下,确定SOC虚检。
可选地,预设包络有效关系为:第二包络值大于第一包络值与预设系数的乘积;其中,预设系数为大于零且小于1的小数。
可选地,还包括:平滑值计算模块,被配置为计算第I比特的包络平滑值;更新模块,被配置为根据包络平滑值更新冲突检测中的冲突检测门限和/或EOC检测中的EOC检测门限。
可选地,平滑值计算模块进一步被配置为将第I比特内的最大包络值与第I-1比特的包络平滑值加权求和的结果作为第I比特的包络平滑值;其中,第一比特的包络平滑值等于第一比特内的包络最大值。
可选地,更新模块进一步被配置为将包络平滑值与第一系数的乘积作为更新后的冲突检测门限;和/或,将包络平滑值与第二系数的乘积作为更新后的EOC检测门限;其中,第一系数与第二系数均为小于1的正小数,且第一系数大于第二系数。
结合图7所示,本申请实施例提供一种用于确定通信开始位置的装置700,包括处理器(processor)100和存储器(memory)101。可选地,该装置还可以包括通信接口(Communication Interface)102和总线103。其中,处理器100、通信接口102、存储器101可以通过总线103完成相互间的通信。通信接口102可以用于信息传输。处理器100可以调用存储器101中的逻辑指令,以执行上述实施例的用于确定通信开始位置的方法。
此外,上述的存储器101中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
存储器101作为一种计算机可读存储介质,可用于存储软件程序、计算机可执行程序,如本申请实施例中的方法对应的程序指令/模块。处理器100通过运行存储在存储器101中的程序指令/模块,从而执行功能应用以及数据处理,即实现上述实施例的用于确定通信开始位置的方法。
存储器101可包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序;存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外,存储器101可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器。
结合图8所示,本申请实施例提供了一种近场通信设备800,包括:读卡器,以及上述的用于确定通信开始位置的装置600(700)。用于确定通信开始位置的装置600(700)被安装于读卡器。这里所表述的安装关系,并不仅限于在近场通信设备内部放置,还包括了与近场通信设备的其他元器件的安装连接,包括但不限于物理连接、电性连接或者信号传输连接等。本领域技术人员可以理解的是,用于确定通信开始位置的装置600(700)可以适配于可行的读卡器,进而实现其他可行的实施例。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令设置为执行上述实施例的用于确定通信开始位置的方法。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,当所述程序指令被计算机执行时,使所述计算机执行上述实施例的用于确定通信开始位置的方法。
上述的计算机可读存储介质可以是暂态计算机可读存储介质,也可以是非暂态计算机可读存储介质。
本申请实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括一个或多个指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质可以是非暂态存储介质,包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质,也可以是暂态存储介质。
以上描述和附图充分地示出了本申请的实施例,以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求,否则单独的部件和功能是可选的,并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。而且,本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的,除非上下文清楚地表明,否则单数形式的“一个”(a)、“一个”(an)和“所述”(the)旨在同样包括复数形式。类似地,如在本申请中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外,当用于本申请中时,术语“包括”(comprise)及其变型“包括”(comprises)和/或包括(comprising)等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素,和/或组件的存在,但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个…”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中,每个实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言,如果其与实施例公开的方法部分相对应,那么相关之处可以参见方法部分的描述。
本领域技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,可以取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。所述技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法以实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请实施例的范围。所述技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
本文所披露的实施例中,所揭露的方法、产品(包括但不限于装置、设备等),可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,可以仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例。另外,在本申请实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
附图中的流程图和框图显示了根据本申请实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这可以依所涉及的功能而定。在附图中的流程图和框图所对应的描述中,不同的方框所对应的操作或步骤也可以以不同于描述中所披露的顺序发生,有时不同的操作或步骤之间不存在特定的顺序。例如,两个连续的操作或步骤实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这可以依所涉及的功能而定。框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
Claims (9)
1.一种用于确定通信开始位置的方法,其特征在于,包括:
获取静默期包络信息和数据接收期包络信息;
根据静默期包络信息,确定噪声估计值;
根据噪声估计值确定通信开始标志SOC门限;
基于SOC门限,从数据接收期包络信息中,包络值超过SOC门限的包络信息中,局部最大包络值对应的位置作为SOC初始位置;
其中,根据静默期包络信息,确定噪声估计值,包括:
计算静默期包络信息中的包络最大值和包络平均值;
在包络最大值和包络平均值之间的比值小于或者等于噪声阈值的情况下,将包络最大值确定为噪声估计值;
在包络最大值和包络平均值之间的比值大于噪声阈值的情况下,根据包络平均值确定噪声估计值;
其中,根据噪声估计值确定通信开始标志SOC门限,包括:
根据噪声估计值所处的范围,确定SOC门限与噪声估计值的比例关系;
根据比例关系,确定SOC门限。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
根据SOC初始位置,确定数据接收期包络信息中的第一比特数据;
根据第一比特数据中的第一最大包络值和第二最大包络值,对SOC初始位置进行第一比特有效性验证;其中,第一最大包络值为前半比特中的最大包络值,第二最大包络值为后半比特中的最大包络值;
在第一比特有效性验证结果表征无效的情况下,确定SOC位置虚检。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,还包括:
在第一比特有效性验证结果表征有效的情况下,根据SOC初始位置,对第I比特数据进行虚检验证,得到虚检验证结果;其中,虚检验证包括冲突检测、通信结束标志EOC检测和当前包络有效性验证中的一个或多个;
在虚检验证结果表征验证通过的情况下,执行I=I+1,并重新对第I比特数据执行虚检验证;
在I等于预设次数阈值的情况下,确定SOC初始位置有效。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,对第I比特数据进行冲突检测,包括:
根据SOC初始位置对应的包络值确定冲突检测门限;
在当前比特的前半个比特以及后半个比特内的包络最大值均大于冲突检测门限的情况下,确定冲突检测结果为SOC虚检。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,对第I比特数据进行EOC检测,包括:
根据SOC初始位置对应的包络值确定EOC检测门限;
在当前比特的前半个比特以及后半个比特内的包络最大值均小于EOC检测门限的情况下,确定EOC检测结果为SOC虚检。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,对第I比特数据进行当前包络有效性验证,包括:
从第I-1比特内的包络最大值,以及当前第I比特内的包络最大值中确定出第一包络值和第二包络值;其中,第一包络值大于第二包络值;
在第一包络值与第二包络值之间的关系不满足预设包络有效关系的情况下,确定SOC虚检。
7.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,还包括:
计算第I比特的包络平滑值;
根据包络平滑值更新冲突检测中的冲突检测门限和/或EOC检测中的EOC检测门限。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,
根据包络平滑值更新冲突检测中的冲突检测门限,包括:将包络平滑值与第一系数的乘积作为更新后的冲突检测门限;和/或,
根据包络平滑值更新EOC检测中的EOC检测门限,包括:将包络平滑值与第二系数的乘积作为更新后的EOC检测门限;
其中,第一系数与第二系数均为小于1的正小数,且第一系数大于第二系数。
9.一种用于确定通信开始位置的装置,其特征在于,包括:
获取模块,被配置为获取静默期包络信息和数据接收期包络信息;
第一确定模块,被配置为根据静默期包络信息,确定噪声估计值,其中,根据静默期包络信息,确定噪声估计值,包括:
计算静默期包络信息中的包络最大值和包络平均值;
在包络最大值和包络平均值之间的比值小于或者等于噪声阈值的情况下,将包络最大值确定为噪声估计值;
在包络最大值和包络平均值之间的比值大于噪声阈值的情况下,根据包络平均值确定噪声估计值;
第二确定模块,被配置为根据噪声估计值确定通信开始标志SOC门限,其中,根据噪声估计值确定通信开始标志SOC门限,包括:
根据噪声估计值所处的范围,确定SOC门限与噪声估计值的比例关系;
根据比例关系,确定SOC门限;
SOC位置确定模块,被配置为基于SOC门限,从数据接收期包络信息中,包络值超过SOC门限的包络信息中,局部最大包络值对应的位置作为SOC初始位置。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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