JP2015177326A - Radio communication device, portable device and radio communication device control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線通信装置、携帯機器および無線通信装置の制御方法に関する。さらに詳述すると、送受信手段から無線による信号の送受信を行う無線通信装置およびそれを有する携帯機器および無線通信装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a wireless communication device, a portable device, and a control method for the wireless communication device. More specifically, the present invention relates to a wireless communication apparatus that performs wireless transmission / reception of signals from a transmission / reception means, a portable device having the wireless communication apparatus, and a method for controlling the wireless communication apparatus.
近年では、二次電池等により駆動し、例えばNFC(Near Field Communication)やRFID(Radio Frequency IDentification)等を用いた近距離の無線通信を行う携帯機器が普及している。 In recent years, portable devices that are driven by a secondary battery or the like and perform short-range wireless communication using NFC (Near Field Communication), RFID (Radio Frequency IDentification), or the like have become widespread.
このような携帯機器では、機器内に内蔵するアンテナの小型化が望まれている。例えば、特許文献1には、所定の搬送周波数でRFIDタグと通信可能なRFIDリーダ・ライタにブースターアンテナを備え、RFIDリーダ・ライタのPコイルとブースターアンテナのQコイルによって、双峰特性が生じるように、結合共振回路を構成し、PコイルとQコイルの共振周波数が異なり、双峰特性の2つのピークのうち、高い方のピークに搬送周波数が設定されることが開示されている。 In such a portable device, downsizing of an antenna built in the device is desired. For example, in Patent Document 1, a booster antenna is provided in an RFID reader / writer that can communicate with an RFID tag at a predetermined carrier frequency, and a P-coil of the RFID reader / writer and a Q-coil of the booster antenna cause a bimodal characteristic. In other words, it is disclosed that the resonant frequency of the P-coil and the Q-coil are different and that the carrier frequency is set to the higher peak of the two peaks of the bimodal characteristics.
アンテナを小型化することで、ゲイン低下により通信性能が低下するため、近年の携帯機器では、アンテナの通信性能を維持しつつ省スペースで携帯機器に格納する工夫がなされている。 By reducing the size of the antenna, the communication performance is reduced due to the gain reduction. Therefore, recent portable devices have been devised to store in the portable device in a space-saving manner while maintaining the communication performance of the antenna.
しかしながら、アンテナは携帯機器の空きスペースから考え出された形状となる場合が多く、携帯機器毎にアンテナの形状や配置場所を考慮する必要がある。また、アンテナの配置場所が変われば、アンテナの後段の回路との間のインピーダンスが変化するため携帯機器毎にインピーダンスの調整等が必要であり、アンテナを取り付ける際の工程が煩雑である。 However, the antenna often has a shape conceived from the empty space of the mobile device, and it is necessary to consider the shape and location of the antenna for each mobile device. Also, if the antenna placement location changes, the impedance between the antenna and the subsequent circuit changes, so that adjustment of the impedance is necessary for each portable device, and the process for attaching the antenna is complicated.
このような問題を解決するために、アンテナから受信した搬送波を増幅する増幅回路を有することで、通信性能を維持しつつアンテナを小型化することが考えられる。 In order to solve such a problem, it can be considered that the antenna is miniaturized while maintaining communication performance by having an amplifier circuit that amplifies the carrier wave received from the antenna.
例えば、NFCの場合、動作モードとしてカードエミュレーションモードとリーダ・ライタモード(以下、R/Wモードともいう)が存在する。カードエミュレーションモードとは、当該機器が非接触IC(Integrated Circuit)カードとして機能する動作モードであり、この動作モードでは、機器内の情報を外部のリーダ・ライタが読み出したり、リーダ・ライタから情報を書き込んだりすることができる。一方、R/Wモードとは、当該機器がリーダ・ライタとして機能する動作モードであり、ICカード等から情報を読み取ったり、情報をICカード等に書き込んだりすることができる。 For example, in the case of NFC, there are a card emulation mode and a reader / writer mode (hereinafter also referred to as R / W mode) as operation modes. The card emulation mode is an operation mode in which the device functions as a contactless IC (Integrated Circuit) card. In this operation mode, information in the device is read by an external reader / writer or information is read from the reader / writer. You can write. On the other hand, the R / W mode is an operation mode in which the device functions as a reader / writer, and can read information from an IC card or the like and write information to the IC card or the like.
近年、スマートフォンなど、カードエミュレーションモードとR/Wモードの両方のモードが利用可能となっている機器が提案されている。すなわち、このような機器では、当該機器が非接触ICカードとして機能したり、リーダ・ライタとして機能することができる。 In recent years, devices such as smartphones that can use both the card emulation mode and the R / W mode have been proposed. That is, in such a device, the device can function as a non-contact IC card or function as a reader / writer.
そして、カードエミュレーションモードの場合、例えば駅の改札など、使用される形態によっては定められた距離内では確実にリーダ・ライタ側が認識することが要求される。そのため、アンテナを小さくしながら、基準を満たすためには増幅回路を使用して信号を増幅して確実に送信することが望ましい。なお、非接触ICカード単体では電源等を持たずに、リーダ・ライタから電力供給を受けて動作するので増幅回路などの付加回路を設けることは困難であるが、スマートフォン等の電源を持った機器に内蔵する場合であれば増幅回路等の付加回路を設けることが可能である。 In the case of the card emulation mode, for example, the reader / writer side is required to be surely recognized within a predetermined distance depending on the form used, such as a ticket gate of a station. Therefore, in order to satisfy the standard while reducing the antenna, it is desirable to amplify the signal using an amplifier circuit and transmit it reliably. It is difficult to provide an additional circuit such as an amplifier circuit because a non-contact IC card alone operates with power supplied from a reader / writer without having a power source or the like, but a device with a power source such as a smartphone. It is possible to provide an additional circuit such as an amplifier circuit in the case of being incorporated in the circuit.
このように増幅回路を使用できる場合、例えば、R/Wモードでも増幅回路を使用すれば、小さなアンテナでも確実に相手側に認識できるように送信距離を伸ばすことができる。しかしながら、R/Wモードとカードエミュレーションモードでは求められるS/N比やビットエラーレートなどが異なり、増幅回路でカードエミュレーションモードに加えてR/Wモードも対応しようとすると回路が複雑化して回路規模が増大し、コストアップとなってしまう。このため、増幅回路は、動作モードに応じて選択的に用いられることが望ましいとともに、動作モードを簡易に判定可能であることが好ましい。 When the amplifier circuit can be used in this way, for example, if the amplifier circuit is used even in the R / W mode, the transmission distance can be extended so that even a small antenna can be recognized by the other party. However, the required S / N ratio and bit error rate are different between the R / W mode and the card emulation mode, and if the amplifier circuit tries to support the R / W mode in addition to the card emulation mode, the circuit becomes complicated and the circuit scale is increased. Will increase and the cost will increase. For this reason, it is desirable that the amplifier circuit be selectively used according to the operation mode, and it is preferable that the operation mode can be easily determined.
そこで、本発明では、簡易な構成により、増幅回路を選択的に用いることができる無線通信装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a wireless communication apparatus that can selectively use an amplifier circuit with a simple configuration.
かかる目的を達成するため、本発明に係る無線通信装置は、無線信号による通信を行う無線通信手段が出力した信号を増幅して送受信手段に出力する増幅回路を有する無線通信装置であって、前記無線通信手段の送受信方向の信号を検出する送受信方向検出手段からの出力に基づいて、前記増幅回路を介して前記送受信手段から送信を行うか、前記増幅回路を介さずに前記送受信手段から送信を行うか、を選択する選択手段と、を有するものである。 In order to achieve such an object, a wireless communication apparatus according to the present invention is a wireless communication apparatus having an amplification circuit that amplifies a signal output from a wireless communication unit that performs communication using a wireless signal and outputs the amplified signal to a transmission / reception unit. Based on the output from the transmission / reception direction detection means for detecting the signal in the transmission / reception direction of the wireless communication means, transmission is performed from the transmission / reception means via the amplification circuit, or transmission is performed from the transmission / reception means without passing through the amplification circuit. Selection means for selecting whether to perform or not.
本発明によれば、簡易な構成により、増幅回路を選択的に用いることができる。 According to the present invention, an amplifier circuit can be selectively used with a simple configuration.
以下、本発明に係る構成を図1から図9に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration according to the present invention will be described in detail based on the embodiment shown in FIGS.
[無線通信装置および携帯機器の基本構成]
本発明に係る無線通信装置および携帯機器の説明に先立って、前提となる無線通信装置および携帯機器の構成(以下、基本構成という)について、図1および図2を参照して説明する。
[Basic configuration of wireless communication device and portable device]
Prior to the description of the wireless communication device and the portable device according to the present invention, the configuration of the wireless communication device and the portable device (hereinafter referred to as a basic configuration) as a premise will be described with reference to FIG. 1 and FIG.
図1は、基本構成の無線通信装置の回路構成を示す構成図である。図2は、図1に示す無線通信装置を備えた携帯機器を示す構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a circuit configuration of a wireless communication apparatus having a basic configuration. FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a portable device including the wireless communication device illustrated in FIG.
図1に示す無線通信装置1は、例えばスマートフォン等の携帯機器などに設けられている。無線通信装置1は、ブースタ4と、検出回路5と、選択回路6と、を有し、アンテナ回路2と、NFCコントローラ3と、が接続されている。
A wireless communication device 1 illustrated in FIG. 1 is provided in a portable device such as a smartphone. The wireless communication device 1 includes a
送受信手段としてのアンテナ回路2は、図示しない相手側機器からの無線による信号を受信するとともに、選択回路6を経たNFCコントローラ3の出力信号を無線により送信する。
The
無線通信手段としてのNFCコントローラ3は、NFC規格に基づいた通信を行う。NFCコントローラはカードエミュレーションモードとR/Wモードの2つの動作モードに応じて、相手側機器と通信する情報の送受信を行う。例えば、カードエミュレーションモードの場合は、相手側機器であるリーダ・ライタから受信した信号に対して、所定の信号(情報)を応答として送信する。また、R/Wモードの場合は、相手側機器(ICカードまたはリーダ・ライタ)に対して所定の信号を送信して、相手側機器からの応答を受信する。
The
増幅回路としてのブースタ4は、NFCコントローラ3がカードエミュレーションモードの際に、NFCコントローラ3から出力信号を増幅するとともに、アンテナ回路2が受信した信号を増幅してNFCコントローラ3に出力する。また、ブースタ4は、アンテナ回路2からの信号の振幅を検出する機能を持っている。
When the
判定手段、増幅制御手段としての検出回路5は、NFCコントローラ3の出力信号に基づいてNFCコントローラ3の動作モードを検出、判定する。検出回路5は、NFCコントローラ3の出力信号がR/Wモードの場合はカードエミュレーションモードモードの場合と比較して振幅が大きいことを利用する。つまり、NFCコントローラ3の出力を検波回路で直流にし、直流にされた信号レベルを予め定めた閾値と比較することで、動作モードを判定している。即ち、閾値以上の場合はR/Wモードと判定される。動作モードの判定後は、判定結果を「0」または「1」の値とする2値化を行い、選択回路6への選択信号として出力する。
The
また、検出回路5は、動作モードを判定した結果、ブースタ4を使用しないR/Wモードであった場合は、ブースタ4への電源供給を停止させ(ブースタ4の動作を停止させ)、カードエミュレーションモードの場合に、ブースタ4への電源供給を開始させる。なお、ブースタ4は、電源供給が停止された場合でも全ての回路が停止せず、前記したアンテナ回路2からの信号の振幅を検出する機能は動作を継続する。換言すると、ブースタ4は、少なくとも増幅機能にかかる回路が停止していればよい。
If the
選択手段としての選択回路6は、検出回路5から出力された選択信号がR/Wモードを示す場合は、NFCコントローラ3から出力される信号をそのまま出力する(つまり、ブースタ4を介さずにバイパスする)ように切り替えて(選択して)アンテナ回路2へ出力する。即ち、判定手段の判定結果に基づいて選択する。
When the selection signal output from the
また、選択回路6は、例えばPIN(P-Intrinsic-N)ダイオードやアナログスイッチなどで構成される。この場合、例えばブースタ4をバイパスする経路上にスイッチを配置し、R/Wモード時にはON、カードエミュレーションモードや後述するスタンバイモード時にはOFFにするようにすればよい。勿論、スイッチに限らず、アナログ信号を選択可能なセレクタ回路としてもよい。
The
図1に示す無線通信装置1の動作を説明する。まず、選択回路6は、デフォルト状態がブースタ4を介する側となっている。そして、カードエミュレーションモードで動作する場合、ブースタ4がリーダ・ライタからの信号の振幅を検出すると、ブースタ4は、増幅動作を開始して、増幅された信号をNFCコントローラ3に出力し、NFCコントローラ3からの応答をブースタ4を介してアンテナ回路2から送信する。このとき、検出回路5は、NFCコントローラ3の出力の振幅が閾値未満であるので選択回路6のバイパス側への切り替えは発生しない。
The operation of the wireless communication device 1 shown in FIG. 1 will be described. First, the default state of the
NFCなど非接触ICカードとの通信を行う場合、非接触ICカードは電源等を持たず、リーダ・ライタから電力を供給されることで動作する。つまり、カードエミュレーションモード時には一連の通信が終了するまで電力供給のためにリーダ・ライタから信号が入
力され続ける。したがって、NFCコントローラ3は、リーダ・ライタからの信号を認識してカードエミュレーションモードとなり、リーダ・ライタに対して応答した後にリーダ・ライタからの電力供給がなくなった時点でカードエミュレーションモードからスタンバイ(待機)モードに移行する。
When communicating with a non-contact IC card such as NFC, the non-contact IC card does not have a power source or the like and operates by being supplied with power from a reader / writer. That is, in the card emulation mode, a signal is continuously input from the reader / writer for power supply until a series of communications is completed. Therefore, the
一方、R/Wモードで動作する場合、NFCコントローラ3がスタンバイモードからR/Wモードに移行してICカード等に対して所定の信号を送信する。このとき、検出回路5がNFCコントローラ3の出力の振幅が閾値以上であるのでR/Wモードと判定する。そして、ブースタ4への電源供給を、一部を除いて停止するとともに、選択回路6に対して、NFCコントローラ3の出力を直接、アンテナ回路2へ出力するように(ブースタ4をバイバスする側に)切り替える。NFCコントローラ3からは、ICカード等へ電力供給のための信号が出力され続ける。そして、NFCコントローラ3がICカード等からの応答を受信した場合は、ICカード等へ電力供給を終了しスタンバイモードへ移行する。すると、検出回路5では、NFCコントローラ3の出力が閾値未満となるので、検出回路5が選択回路6を、ブースタ4を介するように切り替える。この際にブースタ4は電力供給が再開される。
On the other hand, when operating in the R / W mode, the
R/Wモードの場合、相手がICカード(カードエミュレーションモード)であれば、相手側で増幅したり、アンテナを大きくしたりする等、基準を満たすような対策を講じていることが多いので、リーダ・ライタ側が出力する信号を増幅しなくても通信に影響は少ない。また、相手がリーダ・ライタ(R/Wモード)の場合、双方でデータの読み書き等が行われるので、駅の改札のような通信時間が短時間であることは少なく、確実に通信できる範囲まで近接させて、通信が完了するまでその状態を維持することが可能となる。したがって、R/Wモードにおいてはブースタ4を介さずに通信している。
In the case of R / W mode, if the other party is an IC card (card emulation mode), there are many measures that satisfy the standard, such as amplification on the other party side or enlargement of the antenna. Even if the signal output from the reader / writer is not amplified, there is little influence on communication. Also, when the other party is a reader / writer (R / W mode), data is read and written by both parties, so communication time such as a ticket gate at a station is rarely short and can be communicated reliably. This state can be maintained until the communication is completed. Therefore, in the R / W mode, communication is performed without going through the
図2は、図1に示す無線通信装置1を備えた携帯機器30の構成図である。携帯機器
0の例としてはスマートフォンやタブレット端末あるいは携帯型ゲーム機器などが挙げられる。携帯機器30は、無線通信装置1と、アンテナ回路2と、NFCコントローラ3と、SE31と、ホストコントローラ32と、を有している。
FIG. 2 is a configuration diagram of the
SE31は、無線通信装置1により通信される情報の暗号化/復号化やIDやパスワードあるいは残金や乗車駅などセキュリティにかかる情報やセキュリティを施すべき情報等の格納やセキュリティ処理等を行う。
The
ホストコントローラ32は、CPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等のメモリを有し、携帯機器30の全体制御を司る。
The
図2に示した携帯機器30は、例えば、カードエミュレーションモードの場合は、外部のリーダ・ライタから信号を受信した場合は、NFCコントローラ3がSE31から必要な情報を暗号化等が施された状態で受け取ってリーダ・ライタへ送信する。
For example, in the card emulation mode, when the
一方、R/Wモードの場合は、例えばホストコントローラ32からの指示に従って、NFCコントローラ3がICカード等の相手側に信号を送信し、相手側からの応答を受信した際は、必要に応じてSE31で復号化等の処理を施して、ホストコントローラ32に出力する。
On the other hand, in the R / W mode, for example, according to an instruction from the
以上説明した基本構成によれば、回路の複雑化や回路規模の増大を抑えることができ、コストアップを抑えながら複数の動作モードによる通信を行っている。また、検出回路5が、選択回路6がブースタ4をバイパスしてアンテナ回路2から送信を行う場合は、ブースタ4へ電力供給を停止させているので、ブースタ4を常時動作させる必要がなくなり、消費電力を削減することができる。なお、ブースタ4のNFCコントローラ3側または選択回路6側にスイッチを設け、ブースタ4を介さずにアンテナ回路2から送信を行う場合は、スイッチをOFFにするようにしてもよい。
According to the basic configuration described above, the complexity of the circuit and the increase in circuit scale can be suppressed, and communication in a plurality of operation modes is performed while suppressing an increase in cost. Further, when the
また、検出回路5が、NFCコントローラ3が出力した信号が予め定めた閾値以上であると判定した場合に、選択回路6が、ブースタ4をバイパスしてアンテナ回路2から送信を行っている。したがって、NFCコントローラ3の動作モードにより変化する出力信号レベルから選択回路6への選択信号を生成することができる。
When the
また、携帯機器30が無線通信装置1を有しているので、スマートフォン等において、アンテナの小型化を図りつつ、カードエミュレーションモードとR/Wモードの両方の機能を実装することを低コストに実現している。スマートフォン等の携帯機器の場合、カードエミュレーションモードの場合は、比較的小さいアンテナ単体で、比較的大きなスペースでアンテナを搭載可能な非接触ICカードと同等の性能を満たす必要があるために、ブースタ4が必要となる場合がある。一方、R/Wモードでは、非接触ICカード等の通信相手に対して小さいアンテナで通信できる範囲まで近づけることが可能であるので、ブースタ4が必ずしも必要とされない場合がある。このため、無線通信装置1を携帯機器30に内蔵させることで、システムによってコストの面でも有効となる。
In addition, since the
[第1の実施形態]
上記の基本構成では、アンテナ小型化に伴う通信距離低下に対し、ブースタ4(増幅回路)を有する無線通信装置1において、NFCコントローラ3の動作状態を判定し、その結果をアンテナ回路2に接続される選択回路6に入力することで、ブースタ4の動作の有無を選択している。そして、R/Wモードではブースタ4を経由させないことにより、コストアップを抑えるものである。
[First Embodiment]
In the above basic configuration, the wireless communication device 1 having the booster 4 (amplifier circuit) determines the operation state of the
しかしながら、上記の基本構成では、NFCコントローラ3の動作モードの判定において、検出回路5においてNFCコントローラ3の出力信号に基づいて、NFCコントローラ3の動作モードを検出、判定するとともに、ブースタ4は、アンテナ回路2からの信号の振幅を検出する機能を有している。すなわち、NFCコントローラ3の動作モードの判定に際し、検出回路5とブースタ4の2箇所に検出部を有しているといえ、これらをR/Wモード、カードエミュレーションモードの検出に用いて、その結果によって選択回路6を制御している。上記の基本構成では、このように2箇所に検出部を有しているため、回路の簡略化に検討の余地が残されていた。
However, in the above basic configuration, in the determination of the operation mode of the
そこで、本実施形態に係る無線通信装置は、無線信号による通信を行う無線通信手段(NFCコントローラ13)が出力した信号を増幅して送受信手段(アンテナ回路12)に出力する増幅回路(ブースタ14)を有する無線通信装置(無線通信装置11)であって、無線通信手段の送受信方向の信号を検出する送受信方向検出手段(検出回路15の方向性結合器17)からの出力に基づいて、増幅回路を介して送受信手段から送信を行うか、増幅回路を介さずに送受信手段から送信を行うか、を選択する選択手段(検出回路15、選択回路16)と、を有するものである。なお、上記基本構成と同様の点についての説明は適宜省略する。
Therefore, the wireless communication apparatus according to the present embodiment amplifies the signal output from the wireless communication means (NFC controller 13) that performs communication using a wireless signal and outputs the amplified signal to the transmission / reception means (antenna circuit 12) (booster 14). An amplifying circuit based on an output from a transmission / reception direction detection means (
また、無線通信手段の動作モード(カードエミュレーションモードとR/Wモード)を判定する判定手段(検出回路15の比較部18)を備え、選択手段は、判定手段が判定した動作モードに基づいて、上記選択を行うものである。
In addition, a determination unit (
図3は、本実施形態に係る無線通信装置の回路構成を示す構成図である。図3に示す無線通信装置11は、ブースタ14と、検出回路15と、選択回路16と、を有し、アンテナ回路12と、NFCコントローラ13と、が接続されている。
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a circuit configuration of the wireless communication apparatus according to the present embodiment. A
無線通信装置11において、以下に述べるように、検出回路15は、方向性結合器を備えており、方向性結合器を用いて、接続されるNFCコントローラ13の動作モードがカードエミュレーションモードかR/Wモードであるかを検出するものである。
As described below, in the
送受信手段としてのアンテナ回路12は、相手側機器からの無線による信号を受信するとともに、選択回路16を経たNFCコントローラ13の出力信号を無線により送信する。
The
無線通信手段としてのNFCコントローラ13は、カードエミュレーションモードとR/Wモードの2つの動作モードに応じて、相手側機器と通信する情報の送受信を行う。
The
増幅回路としてのブースタ14は、NFCコントローラ13がカードエミュレーションモードの際に、NFCコントローラ13から出力信号を増幅するとともにアンテナ回路12が受信した信号を増幅してNFCコントローラ3に出力する。なお、本実施形態において、ブースタ14は、アンテナ回路12からの信号の振幅を検出することはなく、このための機能を有していなくてよい。
When the
図4に検出回路15の構成図を示す。送受信方向検出手段、判定手段、増幅制御手段、選択手段としての検出回路15は、図4に示すように、方向性結合器17および比較部18を備えている。検出回路15内の方向性結合器17は、アンテナ回路12と選択回路16との間に直列に挿入される。
FIG. 4 shows a configuration diagram of the
方向性結合器17としては、双方向性結合器を用いることができる。双方向性結合器は信号を取り出すためのポートを2つ持ち、順方向に伝搬する電力(進行波)と逆方向に伝搬する電力(反射波)のそれぞれに対応する信号を同時に取り出すことができる。本実施形態では、NFCコントローラ13からアンテナ回路12への進行波と、アンテナ回路12からNFCコントローラ13への反射波の振幅レベルを分離して出力できる。
As the
図5に方向性結合器17の回路構成図の一例を示す。なお、図5には、方向性結合器17の一例としてトランスTの働きによって進行波と反射波を分離するコモンモード型(CM型)の方向性結合器17を示しているが、進行波と反射波を分離して出力可能な構成であれば、これに限られるものではない。
FIG. 5 shows an example of a circuit configuration diagram of the
詳細な説明は省略するが、図5に示すコモンモード型の方向性結合器17は、進行波は図中、左から右に、反射波は右から左に流れている。したがって、中央に設けられたトランスTに、進行波に比例した電流Ifと、反射波に比例した電流Irがそれぞれ重なって生じ、トランスTの両側にあるコンデンサC1,C2からはそれぞれ電流Ic1(アンテナ回路12側)と電流Ic2(NFCコントローラ13側)が流れることとなる。そして、Ic2=Ifとなるように部品定数を選ぶことで、アンテナ回路12側の端子には進行波に比例した電圧が出てくるとともに、NFCコントローラ13側の端子には電圧が出ないこととなる。また、この回路は進行波に対しても反射波に対しても対称の形をしているので、反射波についても同様となる。したがって、進行波に比例した電圧Vfがアンテナ回路12側に、反射波に比例した電圧VrがNFCコントローラ13側に、それぞれ出力される。
Although a detailed description is omitted, in the common mode type
図6に比較部18の回路構成図の一例を示す。図6に示す比較部18は、検波回路19と比較回路20とを備えている。検波回路19としては、図6に示すようにダイオード検波回路、比較回路20としてはコンパレータを用いることができる。また、図7にアンテナ信号、反射波出力、進行波出力および比較回路入力の概念図を示す。
FIG. 6 shows an example of a circuit configuration diagram of the
本実施形態では、アンテナ回路12からの信号(図3の右から左への方向)が反射波側、NFCコントローラ13からの信号(図3の左から右への方向)が進行波側に現れることとなる。比較部18においては、この方向性結合器17から分離出力される進行波と反射波のそれぞれの出力について検波回路19にて整流する。これにより、比較回路20への入力はそれぞれの振幅の大きさを表す電圧となる。そして、比較回路20において、電圧値を比較することで、動作モードを判定するものである。
In this embodiment, the signal from the antenna circuit 12 (the direction from right to left in FIG. 3) appears on the reflected wave side, and the signal from the NFC controller 13 (the direction from left to right in FIG. 3) appears on the traveling wave side. It will be. In the
なお、振幅の検出方法および比較方法は、図6に示す例に限られるものではない。また、比較回路20において進行波と反射波を比較するのではなく、それぞれをある基準値と比較し、それによって検出を行うようにしても良い。この場合の基準値(基準電圧)を図7(d)に一点鎖線にて示している。
The amplitude detection method and the comparison method are not limited to the example shown in FIG. Further, instead of comparing the traveling wave and the reflected wave in the
以上説明した検出回路15は、方向性結合器17では、負荷状態を変えないで信号の一部を安定して拾うことができるため、方向性結合器17を用いることにより、NFCコントローラ13からアンテナ回路12への進行波と、アンテナ回路12からNFCコントローラ13への反射波の振幅レベルを分離して出力することができる。また、比較部18において、進行波と反射波の振幅を比較し、NFCコントローラ13の動作モードを検出することができる。
In the
そして、検出回路15は、動作モードの判定後は、例えば、判定結果を「0」または「1」の値とする2値化を行い、選択回路16への選択信号として出力する。また、検出回路15は、動作モードを判定した結果、ブースタ14を使用しないR/Wモードであった場合は、ブースタ14への電源供給を停止させ、カードエミュレーションモードの場合に、ブースタ14への電源供給を開始させる。
Then, after determining the operation mode, the
選択手段としての選択回路16は、検出回路15から出力された選択信号がR/Wモードを示す場合は、ブースタ14を介さずに、NFCコントローラ13から出力される信号をそのまま出力するように切り替えてアンテナ回路12へ出力する。また、検出回路15から出力された選択信号がカードエミュレーションモードを示す場合は、ブースタ14を介して、NFCコントローラ13から出力される信号を増幅して出力するように切り替えてアンテナ回路12へ出力する。即ち、判定手段の判定結果に基づいて選択している。
When the selection signal output from the
また、図8は、図4に示す無線通信装置11を備えた携帯機器30の構成図である。なお、図8に示す携帯機器30は、無線通信装置が無線通信装置11である以外は図2に示した携帯機器と同構成であるため、説明は省略する。
FIG. 8 is a configuration diagram of the
以上説明した本実施形態に係る無線通信装置11によれば、簡易な構成により、動作モードを判定して、動作モードに応じて増幅回路を選択的に用いることができる。よって、回路の複雑化や回路規模の増大を抑えることができ、コストアップを抑えながら複数の動作モードによる通信を行うことが可能となる。
According to the
具体的には、本実施形態に係る無線通信装置11では、方向性結合器17の特性を利用し、アンテナ回路12とNFCコントローラ13との間に挿入された方向性結合器17の出力振幅、あるいは振幅差を検出することにより、現在アンテナ端に発生している信号が、外部から入力されたものであるか、あるいはNFCコントローラ13が発生させたものであるかを、信号の劣化無く検出することができる。
Specifically, in the
したがって、検出部を共通のものとして、NFCコントローラ13の動作モード検出を一度に行うことができ、上記基本構成の場合に比べてさらに簡易な回路構成とすることができる。
Therefore, it is possible to detect the operation mode of the
[第2の実施形態]
以下、本発明に係る無線通信装置の他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の点についての説明は適宜省略する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, other embodiments of the wireless communication apparatus according to the present invention will be described. In addition, the description about the same point as the said embodiment is abbreviate | omitted suitably.
図9は、本実施形態に係る無線通信装置11の回路構成を示す構成図である。本実施形態では、第1の実施形態と異なり、ブースタ14がアンテナ回路12(検出回路15)とNFCコントローラ13に対して並列に接続されている。上記の基本構成では、アンテナ側とNFCコントローラ側を別々に検出しなければならず、そのためブースタ並列接続は困難であったが、検出回路15を上記構成とすることで、ブースタ14を並列に接続することが可能となる。
FIG. 9 is a configuration diagram illustrating a circuit configuration of the
この第2の実施形態では、ブースタ14への電源供給の有無、あるいはブースタ14出力のオンオフに応じて、ブースタ14を介して送信を行うか、ブースタ14を介さずに送信を行うかが決定されるため、選択回路16を別途設ける必要がない。すなわち、第2の実施形態では、ブースタ14が、選択手段の機能を備えるものである。
In the second embodiment, whether to transmit via the
本実施形態に係る無線通信装置によれば、カードエミュレーションモードの通信距離を伸ばすためのブースタ14が、アンテナ回路12とNFCコントローラ13に並列に接続されるような場合においても、検出回路15(方向性結合器17)を信号の劣化無く挿入することができるので、NFCコントローラ13の動作モードを正しく検出することができる。
According to the wireless communication device according to the present embodiment, even when the
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。 The above-described embodiment is a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
なお、上記実施形態では、NFCを例に説明したが、NFC以外のRFID(電磁誘導、マイクロ波、UHF帯による通信を行うもの等)でも適用可能である。また、他の無線通信方式でも、複数の動作モードを持つものであれば適用することができる。 In the above-described embodiment, NFC has been described as an example. However, RFID other than NFC (such as electromagnetic induction, microwave, UHF band communication, etc.) can be applied. Also, other wireless communication systems can be applied as long as they have a plurality of operation modes.
1,11 無線通信装置
2,12 アンテナ回路(送受信手段)
3,13 NFCコントローラ(無線通信手段)
4,14 ブースタ(増幅回路)
5,15 検出回路(送受信方向検出手段、判定手段、増幅制御手段、選択手段)
6,16 選択回路(選択手段)
17 方向性結合器(送受信方向検出手段)
18 比較部(判定手段、増幅制御手段)
19 検波回路
20 比較回路
30 携帯機器
31 SE
32 ホストコントローラ
1,11
3,13 NFC controller (wireless communication means)
4,14 Booster (amplifier circuit)
5,15 Detection circuit (transmission / reception direction detection means, determination means, amplification control means, selection means)
6,16 selection circuit (selection means)
17 Directional coupler (transmission / reception direction detection means)
18 Comparison unit (determination means, amplification control means)
19
32 Host controller
Claims (9)
前記無線通信手段の送受信方向の信号を検出する送受信方向検出手段からの出力に基づいて、前記増幅回路を介して前記送受信手段から送信を行うか、前記増幅回路を介さずに前記送受信手段から送信を行うか、を選択する選択手段と、を有することを特徴とする無線通信装置。 A wireless communication apparatus having an amplifier circuit that amplifies a signal output from a wireless communication means that performs communication using a wireless signal and outputs the amplified signal to a transmission / reception means,
Based on the output from the transmission / reception direction detection means for detecting the signal in the transmission / reception direction of the wireless communication means, transmission is performed from the transmission / reception means via the amplification circuit, or transmission is performed from the transmission / reception means without passing through the amplification circuit. And a selecting means for selecting whether or not to perform.
該方向性結合器が、前記無線通信手段から前記送受信手段への進行波と、前記送受信手段から前記無線通信手段への反射波と、を分離して出力することを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。 The transmission / reception direction detection means is a directional coupler,
The directional coupler separates and outputs a traveling wave from the wireless communication unit to the transmission / reception unit and a reflected wave from the transmission / reception unit to the wireless communication unit. The wireless communication device described.
該判定手段は、前記進行波と前記反射波とを比較して、該比較結果に基づいて、前記無線通信手段の動作モードを判定し、
前記選択手段は、前記判定手段が判定した動作モードに基づいて、前記選択をすることを特徴とする請求項2に記載の無線通信装置。 Determining means for determining an operation mode of the wireless communication means;
The determination means compares the traveling wave and the reflected wave, determines an operation mode of the wireless communication means based on the comparison result,
The wireless communication apparatus according to claim 2, wherein the selection unit performs the selection based on an operation mode determined by the determination unit.
該判定手段は、前記進行波と前記反射波とをそれぞれ予め定めた閾値と比較することで前記動作モードを判定し、
前記選択手段は、前記判定手段が判定した動作モードに基づいて、前記選択をすることを特徴とする請求項2に記載の無線通信装置。 Determining means for determining an operation mode of the wireless communication means;
The determination means determines the operation mode by comparing the traveling wave and the reflected wave with predetermined threshold values, respectively.
The wireless communication apparatus according to claim 2, wherein the selection unit performs the selection based on an operation mode determined by the determination unit.
前記無線通信手段の送受信方向の信号を検出して、該信号の伝送方向に基づいて、前記増幅回路を介して前記送受信手段から送信を行うか、前記増幅回路を介さずに前記送受信手段から送信を行うか、を切り替えることを特徴とする無線通信装置の制御方法。 A method for controlling a wireless communication apparatus having an amplifier circuit that amplifies a signal output from a wireless communication means that performs communication using a wireless signal and outputs the amplified signal to a transmitting / receiving means
A signal in the transmission / reception direction of the wireless communication unit is detected and transmitted from the transmission / reception unit via the amplifier circuit based on the transmission direction of the signal, or transmitted from the transmission / reception unit without passing through the amplification circuit A method for controlling a wireless communication device, characterized in that:
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