FR2934941A1

FR2934941A1 - Procede et dispositif pour echanger des donnees entre un lecteur a champ h et un dispositif a champ e

Info

Publication number: FR2934941A1
Application number: FR0804519A
Authority: FR
Inventors: Bruno Charrat
Original assignee: Inside Contactless SA
Current assignee: Verimatrix France SAS
Priority date: 2008-08-08
Filing date: 2008-08-08
Publication date: 2010-02-12
Anticipated expiration: 2028-08-08
Also published as: WO2010015753A2; WO2010015753A3; FR2934941B1

Abstract

La présente invention concerne un dispositif convertisseur sans contact (CDV) comprenant une antenne à champ H (AC2) configurée pour recevoir un champ magnétique externe (MFLD) et une antenne active à champ E (AT1) configurée pour émettre ou recevoir un champ électrique (EFLD, EFLD'). Le dispositif est configuré pour envoyer par l'intermédiaire de l'antenne à champ E (AT1) des données reçues par l'intermédiaire de l'antenne à champ H (AC2), et pour envoyer par l'intermédiaire de l'antenne à champ H (AC2) des données reçues par l'intermédiaire de l'antenne à champ E (AT1).

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR ECHANGER DES DONNEES ENTRE UN LECTEUR A CHAMP H ET UN DISPOSITIF A CHAMP E

La présente invention concerne des lecteurs RFID (Radio Frequency Identification) utilisés pour échanger des données avec des dispositifs portables sans contact tels que des cartes à puce sans contact, des téléphones mobiles et des assistants numériques personnels équipés d'une interface de communication RFID. La présente invention concerne en particulier les techniques de communication à champ proche, ou NFC (Near Field Communication), ainsi que les techniques de communication à champ électrique qui sont communément utilisées pour échanger des données avec des dispositifs portables sans contact. L'identification radio fréquence (RFID) est une technique d'échanges de données entre des dispositifs RFID sans contact et des lecteurs. De tels dispositifs RFID sans contact peuvent être des transpondeurs ou des étiquettes électroniques sans contact (circuits intégrés sans contact) et plus généralement tout dispositif comprenant un circuit RFID configuré pour échanger des données avec un lecteur, tel que des téléphones mobiles et des assistants numériques personnels (PDA) de type NFC. Les termes "à champ proche", "à champ magnétique", "à champ B" ou "à champ H" ("H-Field") sont considérés dans la présente demande comme des termes similaires. Ils désignent des techniques de communication offrant une distance de communication relativement courte et utilisant des antennes à champ H comme des bobines d'antenne ou des enroulements. Les lecteurs NFC et les dispositifs NFC sans contact seront appelés "lecteurs à champ H" et "dispositifs à champ H" dans la présente demande.

Les techniques de communication NFC utilisent généralement des fréquences RF et nécessitent que des antennes à champ H soient inductivement couplées. Un champ magnétique émis par un lecteur est capté par l'antenne à champ H d'un dispositif sans contact, par effet de couplage inductif (conformément au principe des enroulements primaire et secondaire d'un transformateur), ce qui fait apparaitre un signal d'antenne. Le lecteur envoie généralement des données au dispositif sans contact en modulant l'amplitude du champ magnétique, ce qui fait apparaitre un signal porteur de données au sein du signal d'antenne du dispositif sans contact. Par ailleurs, le dispositif sans contact envoie des données au lecteur par modulation de charge, c'est-à-dire en modulant l'impédance de son antenne avec un signal de modulation de charge porteur de données. La modulation de l'impédance de l'antenne du dispositif provoque une modulation de l'impédance de l'antenne du lecteur, par couplage inductif, et l'apparition d'un signal modulé qui est l'image du signal de modulation de charge porteur de données. Les techniques de communication à champ H, telles que définies actuellement par les normes ISO/IEC 14443 et ISO/IEC 15693, utilisent un champ magnétique oscillant à 13,56 MHz. Toutefois, d'autres fréquences de travail dans les domaines des basses ou des hautes fréquences peuvent être utilisées dans des applications qui ne sont pas soumises aux normes en vigueur. Les communications NFC ont une courte portée de communication, par exemple de 1 à 10 centimètres. Par ailleurs, elles permettent le transfert d'énergie électrique au dispositif sans contact, de sorte que celui-ci peut fonctionner d'une manière entièrement passive, sans source d'alimentation embarquée.

Les termes "à champ éloigné", "à champ électrique" et "à champ E" ("E-Field") sont considérés dans la présente demande comme des termes similaires. Ils désignent des techniques de communication utilisant des antennes à champ E telles des antennes dipolaires ou toute autre forme connue d'antenne à champ E. Les fréquences typiques de travail sont généralement des fréquences UHF, allant par exemple de quelques centaines de MHz jusqu'à quelques GHz, mais des applications utilisant des fréquences plus basses peuvent également être envisagées. Les techniques de communication à champ E sont fondées sur un effet technique appelé "couplage électrique" (également appelé "couplage rayonnant" ou "radiative coupling") par contraste avec le couplage inductif, et sont généralement utilisées pour mettre en oeuvre des communications dites "longue distance" ("long range"). Une technique de modulation passive classique mises en oeuvre dans des dispositifs passifs sans contact à champ E pour envoyer des données à un lecteur à champ E est appelée "rétrodiffusion" ("backscattering") le lecteur émet une onde électromagnétique et le dispositif sans contact réfléchit l'onde vers le lecteur en utilisant un signal de modulation porteur de données qui modifie le coefficient de réflectance de son antenne. Comme les signaux à champ E transportent une faible quantité d'énergie, les dispositifs sans contact à champ E sont généralement alimentés par piles ou autre type de source d'alimentation en énergie.

Encore une autre technique de communication sans contact, connue sous l'acronyme "UWB" (ultra-large bande), est considérée dans la présente demande comme appartenant aux techniques de communication à champ E. Cette technique utilise des niveaux d'énergie extrêmement faibles et répartit les informations transmises sur une

large bande passante, généralement supérieure à 500 MHz. De grandes quantités de données peuvent être envoyées dans des intervalles de temps très courts, souvent inférieurs à la nanoseconde, et de multiples utilisateurs peuvent utiliser le spectre de fréquences en même temps. En raison des différences technologiques qui existent dans la mise en oeuvre d'une communication à champ H par rapport à celle d'une communication à champ E, le marché actuel de l'identification RFID comprend des domaines d'application séparés utilisant soit des lecteurs à champ H et les dispositifs sans contact à champ H correspondants (cartes sans contact, étiquettes électroniques, transpondeurs, téléphones mobiles NFC ou assistants personnels NFC...), soit des lecteurs à champ E et les dispositifs sans contact à champ E correspondants (cartes sans contact, étiquettes électroniques, transpondeurs, etc.). Ces différents secteurs sont incompatibles au niveau technologique, les dispositifs à champ H étant incapables de communiquer avec les lecteurs à champ E et les dispositifs à champ E incapables de communiquer avec les lecteurs à champ H. La demande internationale WO 2004/034317 au nom de la demanderesse décrit un dispositif sans contact passif comportant à la fois un circuit d'interface à champ H pour dialoguer avec un lecteur à champ H et un circuit d'interface à champ E pour dialoguer avec un lecteur à champ E. Un tel dispositif représente une sorte de "pont technologique" entre les deux domaines d'application. La figure 1 est une représentation simplifiée du marché actuel des applications d'identification RFID et représente un lecteur RD1 à champ H, un lecteur RD2 à champ E, un dispositif PD1 portable à champ H, un dispositif portable PD2 à champ E et un dispositif portable PD3 à champ H et à champ E (désigné ci-après "à champs H/E"). Le lecteur RD1 comprend une antenne à champ H accordée et émet un champ magnétique MFLD ayant par exemple une fréquence d'environ 13,56 MHz. Le lecteur RD2 comprend une antenne à champ E et émet un champ électrique EFLD par exemple à une fréquence d'environ 433 MHz, 905 MHz ou 2,45 GHz. Le dispositif portable PD1 comprend un dispositif sans contact ICI à champ H et une antenne à champ H accordée AIC1 et peut échanger des données avec le lecteur RD1 par couplage inductif et modulation de charge. Le dispositif portable PD2 comprend un dispositif IC2 à champ E et une antenne AIC2 à champ E, et peut échanger des données avec le lecteur RD2 par couplage électrique et rétrodiffusion. Le dispositif portable PD3 comprend un dispositif IC3 à champs H/E, tel que décrit par la demande internationale WO 2004/034317, connecté à la fois à une antenne à champ H accordée et à une antenne à champ E. Le dispositif IC3 peut échanger des données avec le lecteur RD1 par couplage inductif et modulation de charge et échanger des données avec le lecteur RD2 par couplage électrique et rétrodiffusion.

En dépit de l'existence d'un tel dispositif IC3 à champs H/E, il apparaît que le marché des lecteurs continue à être divisé entre les deux techniques concurrentes, à champ H et à champ E. La plupart des utilisateurs continuent à être équipés de dispositifs portables mettant en oeuvre l'une ou l'autre de ces techniques. Le remplacement des dispositifs portables à champ H et des dispositifs portables à champ E par des dispositifs portables à champs H/E n'est pas envisagé à court terme, peut-être en raison du coût des dispositifs à champs H/E lié à leur complexité.

En conséquence, il peut être souhaitable de prévoir un procédé et un dispositif permettant aux techniques de communication à champ E et à champ H d'être conjointement utilisées.

Des modes de réalisation de l'invention se rapportent à un dispositif convertisseur sans contact, comprenant une antenne à champ H configurée pour recevoir un champ magnétique externe, et une antenne à champ E configurée pour émettre ou recevoir un champ électrique, le dispositif étant configuré pour recevoir des données par l'intermédiaire de l'antenne à champ H et les renvoyer par l'intermédiaire de l'antenne à champ E, et pour recevoir des données par l'intermédiaire de l'antenne à champ E et les renvoyer par l'intermédiaire de l'antenne à champ H. Selon un mode de réalisation, le dispositif convertisseur sans contact comprend un circuit d'interface à champ H passif connecté à l'antenne à champ H et configuré pour émuler un circuit intégré sans contact passif afin d'envoyer des données à et recevoir des données d'un lecteur sans contact à champ H, un circuit d'interface à champ E actif ou passif connecté à l'antenne à champ E et configuré pour envoyer des données et recevoir des données d'un dispositif passif ou actif à champ E, et au moins une unité de traitement de données configurée pour transférer au circuit d'interface à champ E des données reçues par le circuit d'interface à champ H, et transférer au circuit d'interface à champ H des données reçues par le circuit d'interface à champ E, de sorte que les données reçues par un premier circuit d'interface sont renvoyées par l'autre circuit d'interface. Selon un mode de réalisation, le dispositif convertisseur sans contact comprend un circuit extracteur de tension fournissant une tension d'alimentation à partir du champ magnétique externe, et est entièrement alimenté par la tension d'alimentation extraite. Selon un mode de réalisation, le dispositif convertisseur sans contact est configuré pour décoder des

données) reçues par l'intermédiaire de l'antenne à champ H sous une première forme codée conformément à un premier mode de codage, puis pour coder les données) sous une deuxième forme codée conformément à un second mode de codage, avant de les envoyer par l'intermédiaire de l'antenne à champ E. Selon un mode de réalisation, le dispositif convertisseur sans contact est configuré pour décoder les données) reçues par l'intermédiaire de l'antenne à champ E sous une troisième forme codée conformément à un troisième mode de codage, puis pour coder les données) sous une quatrième forme codée conformément à un quatrième mode de codage, avant de les envoyer par l'intermédiaire de l'antenne à champ H.

Selon un mode de réalisation, le dispositif convertisseur sans contact est configuré pour transformer les commandes reçues par l'intermédiaire de l'antenne à champ H et formatées conformément à un premier protocole en commandes formatées conformément à un deuxième protocole, avant de les envoyer par l'intermédiaire de l'antenne à champ E. Selon un mode de réalisation, le dispositif convertisseur sans contact est configuré pour transformer les commandes reçues par l'intermédiaire de l'antenne à champ E et formatées conformément à un deuxième protocole en commandes formatées conformément à un premier protocole, avant de les envoyer par l'intermédiaire de l'antenne à champ H. Selon un mode de réalisation, l'antenne à champ E est d'une taille suffisamment petite pour ne pas empêcher le couplage inductif de l'antenne à champ H du dispositif convertisseur avec l'antenne à champ H d'un lecteur à champ H. Selon un mode de réalisation, le dispositif 35 convertisseur sans contact est configuré pour présenter

une distance de communication à champ E n'excédant pas 10 cm. Des modes de réalisation de l'invention concernent également un lecteur composite sans contact comprenant un lecteur à champ H comprenant au moins une antenne à champ H et configuré pour envoyer et recevoir des données par l'intermédiaire de l'antenne à champ H, et un dispositif convertisseur sans contact tel que décrit ci-dessus, l'antenne à champ H du convertisseur sans contact étant inductivement couplée à l'antenne à champ H du lecteur. Des modes de réalisation de l'invention concernent également un système de transaction comprenant un lecteur à champ H comprenant au moins une antenne à champ H et configuré pour envoyer et recevoir des données par l'intermédiaire de l'antenne à champ H, un dispositif convertisseur sans contact tel que décrit ci-dessus, l'antenne à champ H du convertisseur sans contact étant couplée inductivement à l'antenne à champ H du lecteur, et un dispositif à champ E sans contact ayant une antenne à champ E, le lecteur à champ H et le dispositif à champ E étant configurés pour échanger des données par l'intermédiaire du dispositif convertisseur. Des modes de réalisation de l'invention concernent également un procédé d'échange de données entre un lecteur à champ H et un dispositif à champ E, le lecteur comprenant au moins une antenne à champ H et étant configuré pour envoyer et pour recevoir des données par l'intermédiaire de l'antenne à champ H, le dispositif à champ E étant connecté à une antenne à champ E, le procédé comprenant les étapes consistant à prévoir un dispositif convertisseur sans contact comprenant une antenne à champ H configurée pour recevoir un champ magnétique émis par le lecteur et une antenne à champ E configurée pour émettre ou recevoir un champ électrique, envoyer des données par l'intermédiaire de

l'antenne à champ H du lecteur ; recevoir, par l'intermédiaire de l'antenne à champ E du dispositif convertisseur, les données envoyées par l'intermédiaire de l'antenne à champ H du lecteur ; envoyer, par l'intermédiaire de l'antenne à champ E du dispositif convertisseur, les données reçues par l'intermédiaire de l'antenne à champ H du dispositif convertisseur ; et recevoir, par l'intermédiaire de l'antenne à champ E du dispositif à champ E, les données envoyées par l'intermédiaire de l'antenne à champ E du dispositif convertisseur. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre les étapes consistant à : envoyer des données par l'intermédiaire de l'antenne du dispositif sans contact ; recevoir, par l'intermédiaire de l'antenne à champ E du dispositif convertisseur, les données envoyées par le dispositif sans contact ; envoyer, par l'intermédiaire de l'antenne à champ H du dispositif convertisseur, les données reçues par l'intermédiaire de l'antenne à champ E du dispositif convertisseur ; et recevoir, par l'intermédiaire de l'antenne à champ H du lecteur, les données envoyées par l'intermédiaire de l'antenne à champ H du dispositif convertisseur. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre les étapes consistant à . extraire une tension d'alimentation du champ magnétique externe émis par l'antenne à champ H du lecteur, et alimenter entièrement le dispositif convertisseur avec la tension d'alimentation extraite.

Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre les étapes consistant à : décoder les données reçues par l'intermédiaire de l'antenne à champ H du dispositif convertisseur dans une première forme codée conformément à un premier mode de codage, puis coder les données dans une deuxième forme codée conformément à un

second mode de codage, avant de les envoyer par l'intermédiaire de l'antenne à champ E du dispositif convertisseur. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre les étapes consistant à décoder les données reçues par l'intermédiaire de l'antenne à champ E du dispositif convertisseur dans une troisième forme codée conformément à un troisième mode de codage, puis coder les données dans une quatrième forme codée conformément à un quatrième mode de codage, avant de les envoyer par l'intermédiaire de l'antenne à champ H du dispositif convertisseur. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre l'étape consistant à transformer des commandes reçues par l'intermédiaire de l'antenne à champ H du dispositif convertisseur et formatées conformément à un premier protocole en commandes formatées conformément à un deuxième protocole, avant de les envoyer par l'intermédiaire de l'antenne à champ E du dispositif convertisseur. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre l'étape consistant à transformer des commandes reçues par l'intermédiaire de l'antenne à champ E du dispositif convertisseur et formatées conformément à un deuxième protocole en commandes formatées conformément à un premier protocole, avant de les envoyer par l'intermédiaire de l'antenne à champ H du dispositif convertisseur. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend une étape consistant à conformer l'antenne à champ E du dispositif convertisseur, de manière que celle-ci soit d'une taille suffisamment petite pour ne pas empêcher le couplage inductif de l'antenne à champ H du dispositif convertisseur avec l'antenne à champ H du lecteur à champ H.

Selon un mode de réalisation, le procédé comprend une étape consistant à configurer le dispositif convertisseur pour qu'il présente une distance de communication à champ E n'excédant pas 10 cm.

Des modes de réalisation de l'invention concernent également un procédé d'exécution d'une transaction entre un lecteur à champ H sans contact et un dispositif sans contact à champ E équipé d'une antenne à champ E, le lecteur à champ H comprenant au moins une antenne à champ H et étant configuré pour envoyer et pour recevoir des données par l'intermédiaire de l'antenne à champ H, le procédé comprenant les étapes consistant à échanger des données entre le lecteur à champ H et le dispositif à champ E conformément au procédé d'échange de données tel que décrit ci-dessus. Des modes de réalisation de la présente invention seront décrits plus en détail dans la description suivante, faite à titre non limitatif en relation avec les figures suivantes : - la figure 1 précédemment décrite montre des lecteurs à champ H et à champ E classiques ainsi que des dispositifs portables à champ H, à champ E, et à champs H/E de type classique, - la figure 2 représente un mode de réalisation d'un 25 lecteur composite selon l'invention, - la figure 3 représente un mode de réalisation d'un dispositif convertisseur présent dans le lecteur composite de la figure 2, - les figures 4A et 4B sont des organigrammes 30 décrivant le fonctionnement du dispositif convertisseur, - la figure 5 représente un exemple d'architecture du dispositif convertisseur de la figure 3, - la figure 6 représente un autre mode de réalisation d'un dispositif convertisseur présent dans le 35 lecteur composite de la figure 2, et

- la figure 7 illustre une application d'un mode de réalisation de l'invention. La figure 2 représente de manière simplifiée, sous forme synoptique, un mode de réalisation d'un lecteur composite CRD selon l'invention. Le lecteur composite CRD comprend un lecteur RD1 à champ H (également appelé lecteur NFC) et un dispositif convertisseur CDV selon l'invention. Le lecteur RD1 comporte une antenne accordée AC1 à champ H qui émet de manière classique un champ magnétique MFLD. Le dispositif convertisseur CDV comporte une antenne accordée AC2 à champ H et une antenne AT1 à champ E. L'antenne AC2 est inductivement couplée à l'antenne AC1 du lecteur RD1. Le dispositif convertisseur CDV est configuré pour recevoir, par l'intermédiaire de l'antenne AC2, des données DTX émises par le lecteur RD1 par l'intermédiaire de l'antenne AC1, et pour réémettre les données DTX par l'intermédiaire de l'antenne AT1. Le dispositif convertisseur CDV est en outre configuré pour recevoir des données DTR par l'intermédiaire de l'antenne AT1 et pour réémettre les données DTR par l'intermédiaire de l'antenne AC2, de sorte que le lecteur peut recevoir les données DTR par l'intermédiaire de l'antenne AC1. Dans ce mode de réalisation, le dispositif convertisseur CDV est configuré pour appliquer un signal d'excitation à l'antenne AT1 afin d'émettre un champ électrique EFLD, quand les données doivent être envoyées. Le dispositif convertisseur CDV peut toutefois être également configuré de manière à utiliser l'antenne AT1 en mode passif, pour recevoir un champ électrique émis par un dispositif actif à champ H. Le dispositif convertisseur CDV peut être incorporé dans le corps du lecteur RD1 ou peut être fabriqué sous la forme d'un dispositif indépendant ayant son propre boîtier ou châssis qui est fixé sur le corps du lecteur

d'une manière telle que l'antenne AC2 soit inductivement couplée à l'antenne AC1. Grâce au dispositif convertisseur CDV, si un dispositif portable PD2 à champ E du type décrit ci- dessus, comprenant un dispositif IC2 à champ E (par exemple un circuit intégré) et une antenne AIC2 à champ E, est présent à proximité de l'antenne AT1, et plus précisément dans le champ de communication couvert par l'antenne AT1, le lecteur RD1 peut établir une communication et échanger des données avec le dispositif portable PD2 à champ E. En conséquence, le lecteur RD1 à champ H peut être configuré pour exécuter une transaction classique à champ E (identification, paiement, etc.). Par ailleurs, le lecteur RD1 peut également établir de manière classique, par couplage inductif, une communication avec un dispositif portable PD1 à champ H du type décrit ci-dessus, comprenant un dispositif ICI et une antenne AIC1 à champ H, pour exécuter une transaction à champ H (identification, paiements, etc.).

Alternativement, le dispositif convertisseur peut émuler un dispositif passif à champ E comme une étiquette UHF. Dans ce cas, un dispositif actif sans contact PD2'à champ E, comme le lecteur à champ E, comprenant une antenne AIC2' à champ E, peut être présent à proximité de l'antenne AT1 et échanger des données avec le lecteur RD1 via le dispositif convertisseur. Le dispositif PD2' émet un champ électrique EFLD' et le dispositif convertisseur CDV est configuré en mode passif pour recevoir, au moyen de l'antenne AC2, des données envoyées par le dispositif actif PD2'. Ces données sont ensuite transférées au lecteur RD1. Réciproquement, le dispositif convertisseur CDV peut transférer en mode passif au dispositif actif PD2' les données envoyées par le lecteur RD1, par exemple en utilisant une technique de rétrodiffusion.

La figure 3 représente un mode de réalisation du dispositif convertisseur CDV comprenant : - un circuit d'interface passif NFCI à champ H qui émule un dispositif sans contact passif à champ H et est 5 connecté à l'antenne AC2, - un circuit d'interface actif UHFI à champ E, connecté à l'antenne AT1, configuré pour émettre le champ électrique EFLD, et - au moins une unité de traitement de données DPU 10 reliée au circuit d'interface UHFI et au circuit d'interface NFCI. Le fonctionnement de ces différents éléments sera à présent décrit au moyen d'un exemple, en référence aux organigrammes des figures 4A et 4B. Il est supposé ici 15 que le lecteur RD1 envoie des données DTX au dispositif portable PD2 à champ E par l'intermédiaire du dispositif convertisseur CDV et que le dispositif portable PD2 renvoie des données DTR au lecteur RD1 par l'intermédiaire du dispositif convertisseur CDV. Les 20 étapes suivantes pour transférer les données DTX et DTR sont exécutées : Envoi de données DTX du lecteur RD1 au dispositif portable PD2 (Figure 4A) : - Étape SO1 le lecteur RD1 émet un champ 25 magnétique modulé porteur de données Sl(Cl(DTX)) comprenant des données DTX codées conformément à un premier mode de codage Cl spécifique aux communications NFC ; - Étape S02 : le signal S1 est reçu et est démodulé 30 par le circuit d'interface NFCI de manière à extraire les données codées C1(DTX), et le circuit d'interface NFCI fournit à l'unité de traitement DPU les données codées Cl(DTX) ; - Étape S03 : l'unité de traitement DPU décode les 35 données C1(DTX), puis les code conformément à un second

mode de codage C2 spécifique aux communications à champ E pour former les données codées C2(DTX), puis fournit au circuit d'interface UHFI les données codées C2 (DTX) ; - Étape SO4 : le circuit d'interface UHFI émet un signal modulé porteur de données S2(C2(DTX)) comprenant les données codées C2(DTX) ; et - Étape S05 : le dispositif portable PD2 reçoit le signal S2, le démodule afin d'extraire les données codées C2(DTX), puis décode et traite les données DTX.

Envoi de données DTR du dispositif portable PD2 au lecteur RD1 (Figure 4B) . - Étape S11 : le dispositif portable PD2 émet un signal modulé S3(C3(DTR)) comprenant les données DTR codées conformément à un troisième mode de codage C3 spécifique aux communications à champ E ; - Étape S12: le signal S3 est reçu et démodulé par le circuit d'interface UHFI afin d'extraire les données codées C3(DTR), puis le circuit d'interface UHFI fournit à l'unité de traitement DPU les données codées C3(DTR) ; - Étape S13 : l'unité de traitement DPU décode les données C3(DTR), puis les code conformément à un quatrième mode de codage C4 spécifique aux communications NFC pour former les données codées C4(DTR), puis fournit les données codées C4(DTR) au circuit d'interface NFCI ; - Étape S14 : le circuit d'interface NFCI émet un signal modulé S4(C4(DTR)) comprenant les données codées C4(DTR) ; - Étape S15 : le lecteur RD1 reçoit le signal S4, le démodule afin d'extraire les données codées C4(DTR), puis 30 décode et traite les données DTR. Le tableau ci-dessous décrit certains exemples de modulation, de modes de codage et de données qui peuvent être mis en oeuvre dans les étapes décrites ci-dessus. L'homme de l'art notera que les signaux modulés S3 35 et S4 émis lors des étapes S11 et S14 ne sont pas, à strictement parler, "émis" s'ils consistent en un signal de modulation rétrodiffusé et en un signal de modulation de charge comme indiqué dans le tableau ci-dessous, cependant le verbe "émettre" est utilisé par commodité dans la présente description. Un mode de réalisation plus détaillé du dispositif convertisseur CDV est représenté sur la figure 5.

L'interface de communication NFCI comprend un circuit d'antenne ACT1, un circuit extracteur de tension d'alimentation PSEXT1, un circuit extracteur d'horloge CKG1, un circuit de démodulation DMOD et un circuit de modulation MOD.

Le circuit d'antenne ACT1 comprend l'antenne AC2, ainsi que d'autres composants nécessaires pour accorder l'antenne AC2 sur une fréquence de travail, par exemple 13,56 MHz, ces composants étant représentés de manière simplifiée sous la forme d'un condensateur C. Lorsque le lecteur RD1 émet le champ magnétique MFLD, un signal d'antenne sous la forme d'une tension alternative VA comprenant deux composantes, VA1 et VA2r apparaît aux bornes du circuit d'antenne ACT1. L'antenne AC2 peut Signal modulé Données codées Types de modulation Type de données C 1(DTX) Modulation d'amplitude du champ magnétique émis ISO 14443 A (codage Miller) ISO 14443 B (codage NRZ) SONY Felica lecteur à carte (codage Manchester) ISO 18092 S2(C2(DTX)) C2(DTX) Modulation active (modulation d'amplitude du champ électrique émis): modulation UHF pour étiquettes UHF, modulation UWB, modulation Bluetooth, modulation Wi-Fi, etc. ou modulation passive (rétrodiffusion) S3(C3(DTR)) C3(DTR) Modulation passive (rétrodiffusion) Réponses aux ou modulation active: modulation UHF pour étiquettes UHF, commandes et modulation UWB, modulation Bluetooth, modulation Wi-Fi, données etc. d'application

S4(C4(DTR)) C4(DTR) Modulation de charge passive: ISO 14443, ISO 18092, etc. Si (C l (DTX)) Commandes et données d'application

comprendre un ou plusieurs enroulements, ou une première bobine configurée pour recevoir l'énergie électrique et une deuxième bobine configurée pour émettre les données. Le circuit extracteur de tension PSETX1 produit de manière classique une tension redressée Vcc à partir du signal d'antenne alternatif VA. Le circuit extracteur comprend par exemple une diode ou un redresseur à diode et un condensateur de lissage (non représentés). Le générateur d'horloge CKG1 comprend classiquement des diviseurs de fréquence pour fournir un signal d'horloge CK1 à partir du signal d'antenne VA. Le circuit de démodulation DMOD a une entrée recevant le signal d'antenne VA et une sortie C11 connectée à un port P11 de l'unité de traitement DPU. Le circuit de démodulation DMOD extrait les données codées Cl(DTX) du signal d'antenne et fournit les données codées à l'unité DPU par l'intermédiaire de la sortie C11. Le circuit de modulation MOD a une entrée C12 connectée à un port P12 de l'unité DPU et des sorties de modulation connectées aux bornes du circuit d'antenne ACT1. Le circuit de modulation MOD reçoit les données codées C4(DTR) de l'unité DPU et module l'impédance de l'antenne AC2 en utilisant les données codées comme signal de modulation de charge S4(C4(DTR)).

Ces différents éléments du circuit d'interface NFCI sont alimentés par la tension Vcc extraite du champ magnétique par le circuit PSEXT1. L'interface de communication UHFI comprend un générateur d'horloge CKG2, un circuit de modulation UMOD 30 et un circuit de démodulation UDMOD. Le générateur d'horloge CKG2 fournit une ou plusieurs fréquences de travail CKi, selon que le circuit d'interface UHFI est une interface à champ E classique ou une interface UWB, et peut comprendre un synthétiseur de

fréquence comme une boucle PLL (boucle à verrouillage de phase). L'antenne AT1 peut être une antenne filaire dipôle à champ E classique configurée pour émettre et recevoir un signal à champ électrique oscillant à une fréquence déterminée telle que 433 MHz, 905 MHz ou 2,45 GHz, ou une antenne UWB, par exemple une antenne en forme de pétale, ou encore toute autre type d'antenne prévue pour une communication à champ E.

Dans un mode de réalisation, le dispositif convertisseur est conçu pour offrir une courte distance de communication, de l'ordre de la distance de communication offerte par l'antenne AC1 du lecteur RD1, par exemple de 1 à 10 cm au maximum, pour des raisons de sécurité (confidentialité de la transaction). Par ailleurs, l'antenne AT1 peut être petite taille et conçue de manière à ne pas perturber le couplage inductif entre les antennes AC1 et AC2. Le circuit de modulation UMOD a une entrée C21 connecté à un port P21 de l'unité de traitement DPU et une sortie appliquant un signal d'excitation EXS à l'antenne AT1. Le signal EXS est généré par le circuit de modulation UMOD en utilisant la fréquence ou les fréquences de travail CKi, et est modulé par les données codées C2(DTX) lorsque de telles données doivent être envoyées. Le circuit de modulation UMOD peut être un modulateur IQ (en phase/en quadrature de phase) et peut comprendre un étage de modulation IQ, un premier étage mélangeur IQ, un deuxième étage mélangeur IQ et un amplificateur opérationnel pour amplifier le signal d'excitation modulé EXS (éléments non représentés). Le circuit de démodulation UDMOD comprend une entrée connectée à l'antenne AT1 et une sortie C22 connectée à un port P22 de l'unité de traitement de données. Le circuit de démodulation UDMOD peut être un démodulateur

IQ et peut comprendre un amplificateur à faible bruit, dont l'entrée est connectée à l'antenne AT1. L'amplificateur à faible bruit peut être suivi d'un premier mélangeur d'étage, d'un amplificateur à gain de fréquence intermédiaire et d'un deuxième mélangeur d'étage fournissant des signaux I et Q à un démodulateur numérique, dont la sortie forme la sortie du circuit de démodulation. En sus de ces éléments, le dispositif convertisseur CDV comprend également une mémoire de données et de programmes MEM, à laquelle l'unité de traitement DPU est reliée, et un générateur d'horloge CKG3 fournissant un signal d'horloge CK3 à l'unité de traitement de données. La mémoire de programmes MEM contient tous les programmes nécessaires pour entreprendre les étapes de codage et de décodage qui ont été décrites ci-dessus. Conformément à un aspect optionnel mais avantageux d'un mode de réalisation de l'invention, le démodulateur UDMOD, le modulateur UMOD et le générateur d'horloge CKG2, de même que l'unité de traitement DPU, le générateur d'horloge CKG3 et la mémoire MEM sont alimentés par la tension d'alimentation Vcc fournie par le circuit extracteur PSEXT1 du circuit d'interface NFCI. En d'autres termes, lorsque le dispositif convertisseur CDV est positionné près du lecteur RD1 ou à l'intérieur du corps du lecteur, l'intégralité du dispositif convertisseur CDV est alimentée par le champ magnétique MFLD émis par le lecteur RD1. Il apparaîtra clairement à l'homme de l'art que divers autres modes de réalisation du dispositif convertisseur peuvent être prévus. Par exemple, dans un mode de réalisation de l'invention, l'étape S03 du traitement de conversion décrit ci-dessus comprend également une étape de conversion du format de commandes, pour convertir un format de commandes défini par un

protocole ou une norme à champ H en un format de commandes défini par un protocole ou une norme à champ E, soit une étape de reformatage de commandes. Réciproquement, l'étape S13 comprend une étape consistant à convertir des commandes d'un format de commandes défini par un protocole ou une norme à champ E en un format de commandes défini par un protocole ou une norme à champ H. Inversement, dans d'autres modes de réalisation, le décodage et codage, au lieu d'être exécutés par l'unité de traitement DPU pendant les étapes S03, S13, sont exécutés par les circuits d'interface NFCI et UHFI. Le lecteur RD1 peut aussi être configuré pour exécuter des transactions avec des dispositifs à champ H (ici PDl) et des dispositifs à champ E (ici PD2) dans des applications de type identification d'étiquettes où une pluralité d'étiquettes à champ H et d'étiquettes à champ E est présente à proximité du lecteur RD1. Si une collision intervient entre un dispositif portable à champ H comme PD1 et un dispositif portable à champ E comme PD2, en réponse à une requête d'interrogation envoyée par le lecteur RD1 pour déterminer quels dispositifs sont présents dans le champ d'interrogation, des moyens d'anticollision classiques peuvent être implémentés. Par exemple, le lecteur RD1 peut demander à des dispositifs à champ H ou à champ E d'envoyer des réponses à une requête en interrogation générale (requête de type "inventory" par exemple) dans une échelle de réponse temporelle comprenant des fenêtres temporelles, chaque dispositif sélectionnant de manière aléatoire une fenêtre temporelle pour répondre à la requête en interrogation générale. Inversement, dans des transactions point à point où l'inventaire et la sélection multiple de dispositifs sans contact doivent être évités pour des raisons de sécurité (transaction de paiement ou équivalent), le lecteur RD1 peut être configuré pour n'exécuter des transactions

qu'avec un seul dispositif à la fois, à champ H (par exemple PD1) ou à champ E (par exemple PD2). Par exemple, le lecteur peut être configuré pour donner la priorité à une requête de transaction émise par un dispositif à champ H si deux requêtes d'un dispositif à champ H et un dispositif à champ E sont reçues en même temps, ou si un dispositif à champ H et un dispositif à champ E répondent en même temps à une requête en interrogation générale émise par le lecteur RD1.

L'architecture du dispositif convertisseur CDV est également susceptible de divers modes de réalisation. A titre d'exemple, la figure 6 représente un mode de réalisation CDV' du dispositif convertisseur comprenant deux unités de traitement de données DPU1 et DPU2.

L'unité de traitement DPU1 est reliée au circuit d'interface NFCI et l'unité de traitement DPU2 est reliée au circuit d'interface UHFI. Les unités de traitement sont reliées l'une à l'autre pour transférer les données qu'elles reçoivent par l'intermédiaire de l'antenne AC2 ou de l'antenne AT1. La présente invention est également susceptible de diverses applications. A titre d'exemple, la figure 7 représente un téléphone mobile MP (formant le dispositif portable PD2 mentionné ci-dessus) comprenant un processeur téléphonique en bande de base BBP et un dispositif IC2 à champ E du type mentionné ci-dessus. Le processeur en bande de base est connecté à une antenne GSMA pour exécuter des communications GSM (système mondial de communications mobiles) et est relié au dispositif IC2 par l'intermédiaire d'un bus de données DBUS. L'unité IC2 est connectée à l'antenne AIC2 à champ E mentionnée ci-dessus. Le téléphone mobile MP ainsi équipé du dispositif IC2 à champ E peut être utilisé pour exécuter une transaction avec un point POS (point de vente) comprenant le lecteur composite CRD décrit ci- dessus, lequel comprend le lecteur RD1 et le dispositif convertisseur CDV. Une telle transaction peut comprendre un retrait d'espèces, le paiement d'une facture, l'accès à un transport public, etc.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif convertisseur sans contact (CDV), comprenant : - une antenne à champ H (AC2) configurée pour recevoir un champ magnétique externe (MFLD), et - une antenne à champ E (AT1) configurée pour émettre ou recevoir un champ électrique (EFLD, EFLD'), le dispositif étant configuré pour recevoir des données (DTX) par l'intermédiaire de l'antenne à champ H (AC2) et les renvoyer par l'intermédiaire de l'antenne à champ E (AT1), et pour recevoir des données (DTR) par l'intermédiaire de l'antenne à champ E (AT1) et les renvoyer par l'intermédiaire de l'antenne à champ H (AC2).
2. Dispositif convertisseur sans contact selon la revendication 1, comprenant : - un circuit d'interface à champ H passif (NFCI) connecté à l'antenne à champ H (AC2) et configuré pour émuler un circuit intégré sans contact passif afin d'envoyer des données à et recevoir des données d'un lecteur sans contact à champ H (RD1), - un circuit d'interface à champ E actif ou passif (UHFI) connecté à l'antenne à champ E (AT1) et configuré pour envoyer des données et recevoir des données d'un dispositif passif ou actif à champ E (PD2, PD2', MP), et - au moins une unité de traitement de données (DPU, DPU1, DPU2) configurée pour : - transférer au circuit d'interface à champ E (UHFI) des données reçues par le circuit d'interface à champ H (NFCI), et - transférer au circuit d'interface à champ H (NFCI) des données reçues par le circuit d'interface à champ E (UHFI), 23 de sorte que les données reçues par un premier circuit d'interface sont renvoyées par l'autre circuit d'interface.
3. Dispositif convertisseur sans contact selon l'une des revendications 1 et 2, comprenant un circuit extracteur de tension (PSEXTl) fournissant une tension d'alimentation (Vcc) à partir du champ magnétique externe (MFLD), et entièrement alimenté par la tension d'alimentation extraite (Vcc).
4. Dispositif convertisseur sans contact selon l'une des revendications 1 à 3, configuré pour décoder des données (Cl(DTX)) reçues par l'intermédiaire de l'antenne à champ H (AC2) sous une première forme codée conformément à un premier mode de codage (Cl), puis pour coder les données (C2(DTX)) sous une deuxième forme codée conformément à un second mode de codage (C2), avant de les envoyer par l'intermédiaire de l'antenne à champ E (AT1).
5. Dispositif convertisseur sans contact selon l'une des revendications 1 à 4, configuré pour décoder les données (C3(DTR)) reçues par l'intermédiaire de l'antenne à champ E (AT1) sous une troisième forme codée conformément à un troisième mode de codage (C3), puis pour coder les données (C4(DTR)) sous une quatrième forme codée conformément à un quatrième mode de codage (C4), avant de les envoyer par l'intermédiaire de l'antenne à champ H (AC2).
6. Dispositif convertisseur sans contact selon l'une des revendications 1 à 5, configuré pour transformer les commandes reçues par l'intermédiaire de l'antenne à champ H (AC2) et formatées conformément à un premier protocole en commandes formatées conformément à un deuxième protocole, avant de les envoyer par l'intermédiaire de l'antenne à champ E (AT1).
7. Dispositif convertisseur sans contact selon l'une des revendications 1 à 6, configuré pour transformer les commandes reçues par l'intermédiaire de l'antenne à champ E (AT1) et formatées conformément à un deuxième protocole en commandes formatées conformément à un premier protocole, avant de les envoyer par l'intermédiaire de l'antenne à champ H (AC2).
8. Dispositif convertisseur sans contact selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel l'antenne à champ E (AT1) est d'une taille suffisamment petite pour ne pas empêcher le couplage inductif de l'antenne à champ H (AC2) du dispositif convertisseur avec l'antenne à champ H (AC1) d'un lecteur à champ H (RD1).
9. Dispositif convertisseur sans contact selon l'une des revendications 1 à 8, configuré pour présenter une distance de communication à champ E n'excédant pas 10 cm.
10. Lecteur composite sans contact (CRD) comprenant : - un lecteur à champ H (RD1) comprenant au moins une antenne à champ H (AC1) et configuré pour envoyer et recevoir des données par l'intermédiaire de l'antenne à champ H, - un dispositif convertisseur sans contact (CDV) selon l'une des revendications 1 à 9, l'antenne à champ H (AC2) du convertisseur sans contact étant inductivement couplée à l'antenne à champ H (AC1) du lecteur.35
11. Système de transaction comprenant : - un lecteur à champ H (RD1) comprenant au moins une antenne à champ H (AC1) et configuré pour envoyer et recevoir des données par l'intermédiaire de l'antenne à champ H, - un dispositif convertisseur sans contact (CDV) selon l'une des revendications 1 à 9, l'antenne à champ H (AC2) du convertisseur sans contact étant couplée inductivement à l'antenne à champ H (AC1) du lecteur, et - un dispositif à champ E sans contact (PD2, PD2', MP) ayant une antenne à champ E (AIC2, AIC2'), le lecteur à champ H (RD1) et le dispositif à champ E (PD2, PD2', MP) étant configurés pour échanger des données par l'intermédiaire du dispositif convertisseur (CDV).
12. Procédé d'échange de données entre un lecteur à champ H (RD1) et un dispositif à champ E (PD2, PD2', MP), le lecteur (RD1) comprenant au moins une antenne à champ H (AC1) et étant configuré pour envoyer et pour recevoir des données par l'intermédiaire de l'antenne à champ H, le dispositif à champ E (PD2, PD2', MP) étant connecté à une antenne à champ E (AIC2, AIC2'), procédé comprenant les étapes consistant à : - prévoir un dispositif convertisseur sans contact (CDV) comprenant une antenne à champ H (AC2) configurée pour recevoir un champ magnétique (MFLD) émis par le lecteur (RD1) et une antenne à champ E (AT1) configurée pour émettre ou recevoir un champ électrique (EFLD, EFLD'), - envoyer des données (DTX) par l'intermédiaire de l'antenne à champ H (AC1) du lecteur (RD1), - recevoir, par l'intermédiaire de l'antenne à champ E (AC2) du dispositif convertisseur, les données envoyéespar l'intermédiaire de l'antenne à champ H (AC1) du lecteur (RD1), - envoyer, par l'intermédiaire de l'antenne à champ E (AT1) du dispositif convertisseur, les données reçues par l'intermédiaire de l'antenne à champ H (AC2) du dispositif convertisseur, et - recevoir, par l'intermédiaire de l'antenne à champ E (AIC2, AIC2') du dispositif à champ E (PD2, PD2', MP), les données envoyées par l'intermédiaire de l'antenne à champ E (AT1) du dispositif convertisseur.
13. Procédé d'échange de données selon la revendication 12, comprenant en outre les étapes consistant à : - envoyer des données (DTR) par l'intermédiaire de l'antenne (AIC2, AIC2') du dispositif sans contact (IC2), - recevoir, par l'intermédiaire de l'antenne à champ E (AT1) du dispositif convertisseur, les données envoyées par le dispositif sans contact (IC2), - envoyer, par l'intermédiaire de l'antenne à champ H (AC2) du dispositif convertisseur, les données reçues par l'intermédiaire de l'antenne à champ E (AT1) du dispositif convertisseur, et - recevoir, par l'intermédiaire de l'antenne à champ H (AC1) du lecteur, les données envoyées par l'intermédiaire de l'antenne à champ H (AC2) du dispositif convertisseur.
14. Procédé d'échange de données selon l'une des 30 revendications 12 et 13, comprenant en outre les étapes consistant à : - extraire une tension d'alimentation (Vcc) du champ magnétique externe (MFLD) émis par l'antenne à champ H (AC1) du lecteur, et- alimenter entièrement le dispositif convertisseur avec la tension d'alimentation extraite (Vcc).
15. Procédé d'échange de données selon l'une des 5 revendications 12 à 14, comprenant en outre les étapes consistant à : - décoder les données (C1(DTX)) reçues par l'intermédiaire de l'antenne à champ H (AC2) du dispositif convertisseur dans une première forme codée 10 conformément à un premier mode de codage (Cl), puis - coder les données (C2(DTX)) dans une deuxième forme codée conformément à un second mode de codage (C2), avant de les envoyer par l'intermédiaire de l'antenne à champ E (AT1) du dispositif convertisseur. 15
16. Procédé d'échange de données selon l'une des revendications 12 à 15, comprenant en outre les étapes consistant à : - décoder les données (C3(DTR)) reçues par 20 l'intermédiaire de l'antenne à champ E (AT1) du dispositif convertisseur dans une troisième forme codée conformément à un troisième mode de codage (C3), puis - coder les données (C4(DTR)) dans une quatrième forme codée conformément à un quatrième mode de codage 25 (C4), avant de les envoyer par l'intermédiaire de l'antenne à champ H (AC2) du dispositif convertisseur.
17. Procédé d'échange de données selon l'une des revendications 12 à 16, comprenant en outre l'étape 30 consistant à transformer des commandes reçues par l'intermédiaire de l'antenne à champ H (AC2) du dispositif convertisseur et formatées conformément à un premier protocole en commandes formatées conformément à un deuxième protocole, avant de les envoyer parl'intermédiaire de l'antenne à champ E (AT1) du dispositif convertisseur.
18. Procédé selon l'une des revendications 12 à 17, comprenant en outre l'étape consistant à transformer des commandes reçues par l'intermédiaire de l'antenne à champ E (AT1) du dispositif convertisseur et formatées conformément à un deuxième protocole en commandes formatées conformément à un premier protocole, avant de les envoyer par l'intermédiaire de l'antenne à champ H (AC2) du dispositif convertisseur.
19. Procédé selon l'une des revendications 12 à 18, comprenant une étape consistant à conformer l'antenne à champ E (AT1) du dispositif convertisseur, de manière que celle-ci soit d'une taille suffisamment petite pour ne pas empêcher le couplage inductif de l'antenne à champ H (AC2) du dispositif convertisseur avec l'antenne à champ H (AC1) du lecteur à champ H (RD1).
20. Procédé selon l'une des revendications 12 à 19, comprenant une étape consistant à configurer le dispositif convertisseur pour qu'il présente une distance de communication à champ E n'excédant pas 10 cm.
21. Procédé d'exécution d'une transaction entre un lecteur à champ H sans contact (CRD) et un dispositif sans contact à champ E (PD2, PD2', MP) équipé d'une antenne à champ E (AIC2, AIC2'), le lecteur à champ H (RD1) comprenant au moins une antenne à champ H (AC1) et étant configuré pour envoyer et pour recevoir des données par l'intermédiaire de l'antenne à champ H, le procédé comprenant les étapes consistant à échanger des données entre le lecteur à champ H et le dispositif à champ E(PD2, PD2', MP) conformément au procédé d'échange de données selon l'une des revendications 12 à 20.