JP2016517662A - 近距離通信デバイスにおける直接的な電力送信の負荷変調 - Google Patents

近距離通信デバイスにおける直接的な電力送信の負荷変調 Download PDF

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Abstract

ＮＦＣイニシエータデバイスは、要求を第１の搬送波信号上に変調することによって、パッシブ通信モードを要求する。それに応答して、ターゲットデバイスは、イニシエータデバイスから第１の搬送波信号を依然として受信しながら、第２の搬送波信号を送信する。ターゲットデバイスは、イニシエータデバイスに情報を伝達するために、データを第２の搬送波信号上に変調することができる。イニシエータデバイスは、ターゲットデバイスによって伝達されるデータを解釈するために、ターゲットデバイスによって提供される負荷の変化を検出し得る。

Description

[0001]本実施形態は、一般に、近距離通信（ＮＦＣ）に関し、詳細には、ＮＦＣ送信の範囲を増加させることに関する。
[0002]ＮＦＣ技術は、数センチメートル以下の距離にわたるモバイルデバイス（たとえば、ＮＦＣ対応モバイルフォンまたはＮＦＣ／ＲＦＩＤタグを有するスマートカード）と（たとえば、ポイントオブセール端末または別のモバイルデバイスにおける）ＮＦＣリーダーとの間のワイヤレス通信を可能にする。イニシエータデバイスとターゲットデバイスとの間のＮＦＣ接続を確立するために、両方のデバイスは、いくつかのＮＦＣ標準（たとえば、ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０９２およびＥＣＭＡ−３４０標準）に従い得る。現在、パッシブ通信モードおよびアクティブ通信モードの２つのＮＦＣ通信モードがある。パッシブ通信モードでは、イニシエータデバイスは、搬送波信号を生成し、ターゲットデバイスは、イニシエータデバイスの搬送波信号を負荷変調することによってイニシエータデバイスにデータを送る。ターゲットデバイスはそれ自体の搬送波信号を生成しないので、ターゲットデバイスは、送信電力なしに、パッシブ通信モードで動作し得る。アクティブ通信モードでは、それら自体の搬送波信号を交互に生成することによって、イニシエータデバイスとターゲットデバイスの両方が通信し、それによって、イニシエータデバイスとターゲットデバイスとの間に消費電力を分配する。
[0003]ＮＦＣパッシブ通信モードのターゲットデバイスは、それほど電力を消費しない可能性があるので、イニシエータデバイスが豊富な電源（たとえば、コンセント）を有し、ターゲットデバイスは限られた電源（たとえば、電池）を有する、または電源を有していないとき、パッシブ通信モードがしばしば使用される。しかしながら、パッシブ負荷変調はイニシエータデバイスおよびターゲットデバイスのそれぞれのアンテナの間の誘導結合に依存するので、パッシブ負荷変調を使用したデータ転送に関連した有効な変調は、アクティブ通信モードまたは直接的な電力送信を使用したデータ転送よりも低くなり得る。加えて、パッシブ負荷変調を使用した有効なデータ転送を実行したいという希望は、望ましくないことに、（たとえば、ターゲットデバイスのアンテナのサイズを縮小することがターゲットデバイスとイニシエータデバイスとの間の誘導結合の量を低減させ得るので）ターゲットデバイスのアンテナが縮小され得る範囲を制限し得る。
[0004]したがって、ＮＦＣパッシブ通信モードの要求に応答してデータを交換する信号の電力レベルを増加させる必要がある。
[0005]本概要は、発明を実施するための形態において以下でさらに説明する概念の選択を簡略化された形で紹介するために与えるものである。この発明の開示は、請求する主題の主要な特徴または本質的特徴を識別するものではなく、請求する主題の範囲を限定するものでもない。
[0006]（たとえば、従来のＮＦＣパッシブ通信モード動作と比較して）ＮＦＣパッシブ通信モードの要求に応答して、イニシエータデバイスとターゲットデバイスとの間のＮＦＣデータ送信の電力レベルを増加させ得る方法および装置が開示される。増加された電力レベルは、（たとえば、従来のＮＦＣモードと比較して）パフォーマンスの低下なしにターゲットデバイスのアンテナサイズの縮小を可能にし得る。本実施形態によれば、イニシエータデバイスは、たとえば、ポーリングコマンドをイニシエータデバイスによって生成される第１の搬送波信号上に変調することによって、ＮＦＣパッシブ通信モードを要求することができる。ターゲットデバイスにポーリングコマンドを送った後、イニシエータデバイスは、第１の搬送波信号を送信し続ける。ターゲットデバイスは、パッシブ通信モードを要求するポーリングコマンドを受信する。それに応答して、ターゲットデバイスは、イニシエータデバイスから第１の搬送波信号を依然として受信しながら、第２の搬送波信号を送信する。ターゲットデバイスは、イニシエータデバイスに情報を伝達するために、データを第２の搬送波信号上に変調することができる。イニシエータデバイスは、ターゲットデバイスによって伝達されるデータを解釈するために、ターゲットデバイスによって提供される負荷の変化を検出し得る。
[0007]より具体的には、ターゲットデバイスによって生成された変調された第２の搬送波信号は、ターゲットデバイスからイニシエータデバイスに送信される情報が埋め込まれる複合波形を生成するためにイニシエータデバイスによって生成された変調されていない第１の搬送波信号と重畳され得る。いくつかの実施形態では、結果として生じる複合波形の振幅および／または位相は、ターゲットデバイスから送信されたデータを解釈するために使用され得る。第１および第２の搬送波信号の間の位相関係は、イニシエータデバイスによって検出される結果として生じる複合波形の振幅を決定または制御し得る。たとえば、第１の搬送波信号と第２の搬送波信号とが互いに同相であるとき、結果として生じる複合波形の振幅は、第１のデータ値を示すために比較的高い値（たとえば、あるしきい値を上回る）であり得、逆に、第１の搬送波信号と第２の搬送波信号とが互いに位相を異にするとき、結果として生じる複合波形の振幅は、第２のデータ値を示すために比較的低い値（たとえば、あるしきい値未満）であり得る。
[0008]いくつかの実施形態では、ターゲットデバイスは、イニシエータデバイスから受信された第１の搬送波信号からクロック情報を復元し、次いで、第２の搬送波信号を生成するために、復元されたクロック情報を使用することができる。このようにして、ターゲットデバイスは、それ自体のクロック生成器を必要としない場合がある。さらに、いくつかの実施形態では、ターゲットデバイスは、第２の搬送波信号上に変調されるべきデータを示すパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を生成することができる。
[0009]本実施形態は、例として示されており、添付の図面の図によって限定されるものではない。
[0010]いくつかの実施形態による２つのＮＦＣ対応デバイスを含むＮＦＣシステムのブロック図。 いくつかの実施形態による２つのＮＦＣ対応デバイスを含むＮＦＣシステムのブロック図。 [0011]いくつかの実施形態による図１Ａおよび図１ＢのＮＦＣデバイスのための等価回路の図。 [0012]いくつかの実施形態によるＮＦＣデバイスの機能ブロック図。 [0013]いくつかの実施形態によるＮＦＣデバイスのより詳細なブロック図。 [0014]いくつかの実施形態による例示的なＮＦＣ通信動作を示す例示的なフローチャート。 [0015]いくつかの実施形態によって使用されるオンオフキーイング（ＯＯＫ）符号化動作を示す波形図。 いくつかの実施形態によって使用されるオンオフキーイング（ＯＯＫ）符号化動作を示す波形図。 いくつかの実施形態によって使用されるオンオフキーイング（ＯＯＫ）符号化動作を示す波形図。 いくつかの実施形態によって使用されるオンオフキーイング（ＯＯＫ）符号化動作を示す波形図。 [0016]いくつかの実施形態によって使用されるバイナリ位相シフトキーイング（ＢＰＳＫ）符号化動作を示す波形図。 [0017]いくつかの実施形態によって使用される周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）符号化動作を示す波形図。 [0018]いくつかの実施形態によって使用されるマンチェスタ符号化動作を示す波形図。 [0019]本実施形態によるＮＦＣデバイスによって使用され得るいくつかの副搬送波変調モードを要約するテーブル。 [0020]本実施形態に従って実行されるＮＦＣ動作の電力送信レベルを従来のＮＦＣパッシブ通信モード動作の電力送信レベルと比較するグラフ。
[0021]図面および明細書の全体にわたって、同様の参照番号は対応する部分を指す。
[0022]本実施形態は、２つのＮＦＣ対応デバイスの間に近距離通信（ＮＦＣ）接続を確立するコンテキストで以下に述べられる。本実施形態が他のワイヤレス通信技術および／または標準に等しく適用可能であることを理解されたい。以下の説明では、本開示の十分な理解を提供するために、特定の構成要素、回路、およびプロセスの例などの多数の特定の細部が記載されている。しかしながら、これらの特定の細部は本実施形態を実践するのに必要とされないことがあることが当業者には明白であろう。他の場合には、よく知られている回路およびデバイスは、本開示を不明瞭にしないためにブロック図の形式で示される。本明細書で説明する様々なバスにより供給される信号のいずれも他の信号と時分割多重され、１つまたは複数の共通バスにより供給され得る。追加として、回路要素間またはソフトウェアブロック間の相互接続は、バスとして、または単一の信号ラインとして示されることがある。バスの各々は、代替として、単一の信号ラインとすることができ、単一の信号ラインの各々は、代替として、バスとすることができ、単一のラインまたはバスは、構成要素間の通信のための無数の物理的または論理的機構のうちの任意の１つまたは複数を表すことができる。本実施形態は、本明細書で説明する具体的な例に限定されるものと解釈されるべきではなく、むしろ添付の特許請求の範囲によって規定されたすべての実施形態をそれらの範囲内に含む。
[0023]本明細書で使用する「結合された」という用語は、直接接続されていること、または１つまたは複数の介在する構成要素もしくは回路を通して接続されていることを意味する。本明細書で使用する「ＮＦＣ」という用語は、たとえば、ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０９２、ＥＣＭＡ−３４０、および／またはＮＦＣフォーラムによって定義される標準を含む様々なＮＦＣプロトコルによって規定される様々な通信を指す。さらに、本明細書で使用する「イニシエータデバイス」という用語は、（たとえば、ポーリングコマンドを別のＮＦＣ対応デバイスに送信することによって）ＮＦＣ接続を開始するＮＦＣ対応デバイスを指し、「ターゲットデバイス」という用語は、（たとえば、それ自体の搬送波信号を送信することによって、または、イニシエータデバイス上の誘導負荷を変えることによって）イニシエータデバイスからの要求に応答するＮＦＣ対応デバイスを指す。
[0024]ターゲットデバイスとのＮＦＣ接続を開始するために、イニシエータデバイスは、アクティブＲＦガードタイム（現在、約５ｍｓに設定されている）の間に変調されていない無線周波数（ＲＦ）搬送波信号を送信し、次いで、アクティブ通信モードまたはパッシブ通信モードのいずれかを要求するポーリングコマンド（たとえば、要求フレーム）を埋め込むように搬送波信号を変調する。現在のＮＦＣ標準によれば、イニシエータデバイスがアクティブ通信モードを要求する場合、イニシエータデバイスは、ポーリングコマンドを送信した後、その搬送波信号の送信を終了し、次いで、ターゲットデバイスは、それ自体のＲＦ搬送波信号を生成し、変調することによって、データをイニシエータデバイスに送信する。したがって、アクティブ通信モードでは、イニシエータデバイスおよびターゲットデバイスは、それら自体の搬送波信号を交互に送信する（すなわち、デバイスのうちの一方のみが所与の時間に搬送波信号を送信するように）。逆に、現在のＮＦＣ標準によれば、イニシエータデバイスがパッシブ通信モードを要求する場合、イニシエータデバイスは、ポーリングコマンドを変調した後、その変調されていない搬送波信号を送信し続け、ターゲットデバイスは、イニシエータデバイスの搬送波信号を負荷変調することによって、データをイニシエータデバイスに送信する。したがって、アクティブ通信モードでは、消費電力は、イニシエータデバイスとターゲットデバイスとの間で共有され得、一方、パッシブ通信モードでは、ターゲットデバイスは、それ自体の搬送波信号を生成しないので、（あるとしても）ごくわずかな電力しか消費しない。
[0025]図１Ａは、いくつかの実施形態による２つのＮＦＣ対応デバイス１１０（ａ）と１１０（ｂ）とを含むＮＦＣシステム１００を示す。ＮＦＣデバイス１１０（ａ）は、第１のＮＦＣアンテナ１１１（ａ）を備え、ＮＦＣデバイス１１０（ｂ）は、第２のＮＦＣアンテナ１１１（ｂ）を備える。アンテナ１１１（ａ）および１１１（ｂ）は、他のＮＦＣデバイスにおける他のＮＦＣアンテナと近距離でワイヤレス通信信号を交換することができる。ＮＦＣデバイス１１０（ａ）および１１０（ｂ）のアンテナ１１１（ａ）および１１１（ｂ）が、互いに近くに（たとえば、互いの２、３センチメートル以内に）運ばれると、それらは誘導結合される。ひとたび誘導結合されると、２つのアンテナ１１１（ａ）および１１１（ｂ）は、ＮＦＣデバイス１１０（ａ）および１１０（ｂ）が互いに近距離通信を実行できる空心トランスフォーマとして動作し得る。アンテナ１１１（ａ）と１１１（ｂ）との間の誘導結合は、周知の誘導結合係数（Ｋ）を使用して測定され得、Ｋの値がしきい値を満たす場合（たとえば、Ｋが少なくとも０．０５である場合）、２つのアンテナ１１１（ａ）および１１１（ｂ）は、近距離通信に十分な程度に誘導結合されると考えられる。いくつかの実施形態では、アンテナ１１１（ａ）および１１１（ｂ）は、無線周波数（ＲＦ）送信および受信を可能にするループアンテナとすることができるが、他の周知のアンテナを使用することもできる。
[0026]ＮＦＣデバイス１１０（ａ）および１１０（ｂ）は、ＮＦＣプロトコルまたは標準に従って互いにワイヤレスに通信することができる任意の適したデバイスとすることができる。たとえば、いくつかの実施形態では、ＮＦＣデバイス１１０（ａ）と１１０（ｂ）の両方は、モバイルデバイス（たとえば、セルラーフォン、携帯情報端末、または他のモバイルデバイス）である。他の実施形態では、ＮＦＣデバイス１１０（ａ）は、たとえば、ポイントオブセール（ＰＯＳ）端末にあるＮＦＣリーダーであり、ＮＦＣデバイス１１０（ｂ）は、モバイルデバイスまたはＮＦＣタグである。後述される例示的実施形態では、ＮＦＣデバイス１１０（ａ）は、イニシエータデバイスと示され、ＮＦＣデバイス１１０（ｂ）は、ターゲットデバイスと示される（図１Ａ〜図１Ｂに示されるように）。他の実施形態では、ＮＦＣデバイス１１０（ａ）は、ターゲットデバイスとして動作し得、ＮＦＣデバイス１１０（ｂ）は、イニシエータデバイスとして動作し得る。
[0027]図１Ｂは、本実施形態による変更されたＮＦＣパッシブ通信モードの間にそれら自体の搬送波信号を生成するシステム１００の２つのＮＦＣ対応デバイス１１０（ａ）および１１０（ｂ）を示す。ＮＦＣパッシブ通信モードを要求した後、イニシエータデバイス１１０（ａ）は、その変調されていない搬送波信号ＲＦ１を送信し続け、それによって、イニシエータデバイス１１０（ａ）から発する第１の近距離ＮＦ１を生成する。ＮＦＣパッシブ通信モードの要求に応答して、ターゲットデバイス１１０（ｂ）は、それ自体の搬送波信号ＲＦ２を生成し、送信し、それによって、ターゲットデバイス１１０（ｂ）から発する第２の近距離ＮＦ２を生成する。これは、ターゲットデバイスにイニシエータデバイスの搬送波信号を負荷変調する（それ自体の搬送波信号を生成する代わりに）よう要求する従来のＮＦＣパッシブ通信モード動作とは対照的である。
[0028]本明細書における説明の目的で、搬送波信号ＲＦ１およびＲＦ２は、１３．５６ＭＨｚ（現在のＮＦＣ標準によって指定される）の周波数を有する無線周波（ＲＦ）搬送波信号であるが、他の搬送波信号および／または周波数が使用されてもよい。
[0029]ターゲットデバイス１１０（ｂ）は、イニシエータデバイス１１０（ａ）に送信されるべきデータでそれ自体の搬送波信号ＲＦ２を変調することができる。ターゲットデバイス１１０（ｂ）によって生成された変調された搬送波信号ＲＦ２は、ターゲットデバイス１１０（ｂ）からイニシエータデバイス１１０（ａ）に送信される情報が埋め込まれる複合波形を生成するためにイニシエータデバイス１１０（ａ）によって生成された変調されていない搬送波信号ＲＦ１と重畳され得る。いくつかの実施形態では、イニシエータデバイス１１０（ａ）によって検出される、結果として生じる複合波形の振幅および／または位相は、ターゲットデバイス１１０（ｂ）から送信されるデータを解釈するために使用され得る。他の実施形態では、結果として生じる複合波形の１つまたは複数の他の特徴は、ターゲットデバイス１１０（ｂ）から送信される情報を解釈するために、イニシエータデバイス１１０（ａ）によって検出され得る。
[0030]２つの搬送波信号ＲＦ１とＲＦ２との間の位相関係は、イニシエータデバイス１１０（ａ）によって検出される結果として生じる複合波形の振幅を決定または制御し得る。たとえば、２つの搬送波信号ＲＦ１とＲＦ２とが互いに同相であるとき、結果として生じる複合波形の振幅は、比較的高い値（たとえば、あるしきい値を上回る）であり得、逆に、２つの搬送波信号ＲＦ１とＲＦ２とが互いに１８０度位相を異にするとき、結果として生じる複合波形の振幅は、比較的低い値（たとえば、あるしきい値未満）であり得る。イニシエータデバイス１１０（ａ）によって検出される複合波形の電力レベルは、個々の搬送波信号ＲＦ１および／またはＲＦ２のいずれかのものよりも大きい可能性があり、これは今度は、（たとえば、従来のＮＦＣパッシブ通信モード動作と比較すると）データの完全性とワイヤレス範囲とを増加させ得る。加えて、複合波形のより大きい電力レベルによって、（たとえば、現在のＮＦＣ標準によって定義される従来のアクティブおよび／またはパッシブ通信モードと比較して）いかなるパフォーマンスの低下もなく、ターゲットデバイス１１０（ｂ）のアンテナ１１１（ｂ）のサイズを縮小することができる。
[0031]いくつかの実施形態では、ターゲットデバイス１１０（ｂ）は、第１のビット値（たとえば、論理１）を示すためにイニシエータデバイス１１０（ａ）によって生成された搬送波信号ＲＦ１にその搬送波信号ＲＦ２の位相を整合させ得、第２のビット値（たとえば、論理０）を示すためにイニシエータデバイス１１０（ａ）によって生成された搬送波信号ＲＦ１にその搬送波信号ＲＦ２の位相を１８０度不整合させ得る。他の実施形態では、ターゲットデバイス１１０（ｂ）は、複数のデータ値を伝達するために、複数の位相オフセットを使用することができる。たとえば、ターゲットデバイス１１０（ｂ）は、数Ｍ＝ｌｏｇ2Ｎデータ値を伝達するために、Ｎ個の位相オフセットを使用することができる。
[0032]本明細書で開示する変更されたＮＦＣパッシブ通信モードは、従来のＮＦＣパッシブ通信モードとは対照的である。たとえば、パッシブ通信モードの間にＮＦＣイニシエータデバイスのみがそれ自体の搬送波信号を送信することを現在のＮＦＣ標準は規定しているが、本実施形態に従って動作するとき、イニシエータデバイス１１０（ａ）とターゲットデバイス１１０（ｂ）の両方は、それぞれ、それら自体の搬送波信号ＲＦ１とＲＦ２とを同時に生成し、送信することができる。本明細書で開示する変更されたＮＦＣパッシブ通信モードは、従来のＮＦＣアクティブ通信モードとも対照的である。たとえば、アクティブ通信モードの間にＮＦＣイニシエータデバイスおよびＮＦＣターゲットデバイスが、それら自体の搬送波信号を交互に送信する（たとえば、所与の時に、２つのＮＦＣデバイスのうちの一方のみがその搬送波信号を送信することになっている）ことを現在のＮＦＣ標準は規定しているが、本実施形態に従って動作するとき、イニシエータデバイス１１０（ａ）とターゲットデバイス１１０（ｂ）の両方は、それぞれ、それら自体の搬送波信号ＲＦ１とＲＦ２とを同時に生成し、送信することができる。
[0033]さらに、イニシエータデバイス１１０（ａ）によって生成された変調されていない搬送波信号ＲＦ１にその被変調搬送波信号ＲＦ２を重ね合わせすることによって、ターゲットデバイス１１０（ｂ）がデータをイニシエータデバイス１１０（ａ）に送信するとき、イニシエータデバイス１１０（ａ）は、従来のＮＦＣパッシブ通信モード動作の間のものと同じように受信されたデータを解釈し得ることに留意されたい。言い換えれば、イニシエータデバイス１１０（ａ）は、ターゲットデバイス１１０（ｂ）が現在のＮＦＣ標準によって規定されたものとは異なる方法でデータを送信していることを知らない可能性がある。
[0034]図２は、それぞれ図１Ａ〜図１ＢのＮＦＣデバイス１１０（ａ）および１１０（ｂ）の一部分の等価回路を表し得るＮＦＣデバイス２０２（ａ）および２０２（ｂ）を示す。ＮＦＣデバイス２０２（ａ）は、コアロジック２０１（ａ）と、レジスタＲ1と、インダクタＬ1とを含むように示される。ＮＦＣデバイス２０２（ｂ）は、コアロジック２０１（ｂ）と、レジスタＲ2と、インダクタＬ2と、負荷要素２０３と、スイッチ２０４と、信号生成器２０５とを含むように示される。
[0035]より具体的には、図１Ａ〜図１ＢのＮＦＣデバイス１１０（ａ）のアンテナ１１１（ａ）は、図２の第１のインダクタＬ1によってモデル化され得、図１Ａ〜図１ＢのＮＦＣデバイス１１０（ｂ）のアンテナ１１１（ｂ）は、図２の第２のインダクタＬ2によってモデル化され得る。２つのインダクタＬ1およびＬ2は、相互に誘導され、Ｍの相互インダクタンス値を有する。レジスタＲ1およびＲ2は、減衰抵抗器とすることができる。信号生成器２０５は、イニシエータデバイス２０２（ａ）における変化（たとえば、時間変動）する電流の流れによってもたらされるターゲットデバイス２０２（ｂ）において誘導される電圧（Ｖemf）を表し得る。ＺTAGによって表されるインピーダンスを有する負荷要素２０３は、ターゲットデバイス２０２（ｂ）における切替え可能な負荷を表し得る。ターゲットデバイス２０２（ｂ）が従来のＮＦＣパッシブ通信モードで動作するとき、負荷要素２０３は、イニシエータデバイス２０２（ａ）から送信された搬送波信号ＲＦ１を選択的に負荷変調するために、スイッチ２０４によって、負荷状態と無負荷状態との間で切り替えられ得る。
[0036]ＮＦＣデバイス２０２（ａ）と２０２（ｂ）とが誘導結合されると、イニシエータデバイス２０２（ａ）のアンテナにわたる電圧は、ＶR＝ｉ1（Ｒ1＋ｊωＬ1）−ｊωＭｉ2と表され得、ターゲットデバイス２０２（ｂ）における誘導電流（ｉ2）は、次のように表され得る。
Figure 2016517662
項ｊωＭｉ2、およびｊωＭｉ1は、それぞれのインダクタＬ1およびＬ2における誘導電圧である。したがって、イニシエータデバイス２０２（ａ）のアンテナにわたる電圧は、次のように表され得る。
Figure 2016517662
[0037]ターゲットデバイス２０２（ｂ）が従来のパッシブ通信モードで動作しているとき（たとえば、現在のＮＦＣ標準によって規定されるように）、ターゲットデバイス２０２（ｂ）は、イニシエータデバイス２０２（ａ）によって提供される搬送波信号を負荷変調することによって、データをイニシエータデバイス２０２（ａ）に送信することができる。より具体的には、ターゲットデバイス２０２（ｂ）は、代替的に、そのアンテナにわたって負荷要素２０３を接続するために、スイッチ２０４を閉じ（たとえば、それによって、イニシエータデバイス２０２（ａ）の搬送波信号ＲＦ１を負荷変調し）、負荷要素２０３を切断するために、スイッチ２０４を開く（たとえば、イニシエータデバイス２０２（ａ）の搬送波信号ＲＦ１を負荷調整しない）ことができる。イニシエータデバイス２０２（ａ）のアンテナにわたって得られた電圧は、次のように表され得る。
Figure 2016517662
上式で、ｉ1ONは、負荷要素２０３がターゲットデバイス２０２（ｂ）のアンテナにわたって結合されているときのイニシエータデバイス２０２（ａ）における電流を示し、ｉ1OFFは、負荷要素２０３がターゲットデバイス２０２（ｂ）のアンテナにわたって結合されていないときのイニシエータデバイス２０２（ａ）における電流を示し、ＺTAG,ONは、ターゲットデバイス２０２（ｂ）のアンテナにわたって結合されているときの負荷要素２０３のインピーダンスであり、ＺTAG,OFFは、ターゲットデバイス２０２（ｂ）のアンテナにわたって結合されていないときの負荷要素２０３のインピーダンスである。
[0038]したがって、ターゲットデバイス２０２（ｂ）がそのアンテナにわたって負荷要素２０３を選択的に結合するとき、ターゲットデバイス２０２（ｂ）のインダクタＬ2を通る電流ｉ2は変化し、イニシエータデバイス２０２（ａ）のインダクタＬ1にわたる電圧の変化を引き起こす。したがって、イニシエータデバイス２０２（ａ）は、そのアンテナにわたる（たとえば、インダクタＬ1にわたる）電圧変化を検出することによって、ターゲットデバイス２０２（ｂ）から（負荷変調を介して）送信されるデータを解釈することができる。たとえば、負荷要素２０３がターゲットデバイス２０２（ｂ）のインダクタＬ2にわたって結合されていないとき、イニシエータデバイス２０２（ａ）上の負荷は減少し、したがって、イニシエータデバイス２０２（ａ）のインダクタＬ1にわたる電圧は、比較的小さい（たとえば、しきい値未満である）。逆に、たとえば、負荷要素２０３がターゲットデバイス２０２（ｂ）のインダクタＬ2にわたって結合されているとき、イニシエータデバイス２０２（ａ）上の負荷は増加し、したがって、イニシエータデバイス２０２（ａ）のインダクタＬ1にわたる電圧は、比較的大きい（たとえば、しきい値よりも大きい）。
[0039]図３は、図１のＮＦＣデバイス１１０（ｂ）の一実施形態であるＮＦＣデバイス３００を示す。ＮＦＣデバイス３００は、１つまたは複数のプロセッサ（またはプロセッサコア）３０８とメモリ３１０とを含むＮＦＣコントローラ３０６を含む。メモリ３１０は、１つまたは複数のプロセッサ３０８によって実行されたとき、ＮＦＣコントローラ３０６に、本実施形態に従って本明細書に記載された現在のＮＦＣ標準（たとえば、ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０９２、ＥＣＭＡ−３４０などの標準、および／またはＮＦＣフォーラムによって定義される標準に規定されているような）および／または通信に従って通信を実行させる命令を含む。いくつかの実施形態では、これらの命令は、メモリ３１０における非一時的コンピュータ可読媒体（たとえば、１つまたは複数の不揮発性メモリデバイス）に記憶され得る。ＮＦＣコントローラ３０６は、トランシーバ３１２に結合され、トランシーバ３１２を制御し、トランシーバ３１２は、今度は、整合ネットワーク３１４を介してＮＦＣアンテナ３１６に結合される。インダクタとして動作するループアンテナとして図３に示されるアンテナ３１６は、図１Ａ〜図１Ｂのアンテナ１１１（ａ）および１１１（ｂ）の一実施形態である。別のＮＦＣデバイスとの通信中、ＮＦＣコントローラ３０６は、データを符号化し、符号化されたデータを、アンテナ３１６から送信するために、トランシーバ３１２に提供することができ、および／またはトランシーバ３１２を介してアンテナ３１６から受信されたデータを復号することができる。
[0040]より具体的には、トランシーバ３１２は、アンテナ３１６を介して別のデバイスに送信されるべき搬送波信号にデータを生成し、および／または変調するために使用され得、アンテナ３１６によって受信された搬送波信号からデータを受信し、復調するために使用され得る。一例では、トランシーバ３１２は、（たとえば、従来のＮＦＣパッシブ通信モードで通信するとき）別のデバイスから送信された搬送波信号にデータを負荷変調するために使用され得る。別の例では、トランシーバ３１２は、（たとえば、本明細書に記載された変更されたＮＦＣパッシブ通信モードで通信するとき）ＮＦＣデバイス３００によって生成された搬送波信号ＲＦ２を変調するために使用され得る。
[0041]ＮＦＣコントローラ３０６は、整合ネットワーク３１４にも結合され、整合ネットワーク３１４をチューニングするために、制御信号を整合ネットワーク３１４に提供し得る。たとえば、整合ネットワーク３１４の静電容量は、ＮＦＣコントローラ３０６からの制御信号に基づいて変わり得る。整合ネットワーク３１４およびアンテナ３１６は、タンク回路と呼ばれることがある共振回路を形成する。タンク回路は、トランシーバ３１２からの信号（たとえば、発振信号）をそれに適用することによって共振され得る。整合ネットワーク３１４をチューニングすることによって、タンク回路の共振周波数および／または共振Ｑ値（すなわち、周知のＱ値）が変わり得る。
[0042]ＮＦＣデバイス３００は、近距離通信を伴い得る１つまたは複数の用途を実行するためのホストコントローラ３０２も含み得る。ＮＦＣデバイス３００は、ＮＦＣデータを記憶するために、セキュア要素３０４をさらに含み得る。加えて、ＮＦＣデバイス３００は、図３に示されていない他の構成要素を含み得る。たとえば、ＮＦＣデバイス３００は、（たとえば、セルラー通信、またはたとえばＷｉＦｉ（登録商標）などのワイヤレスローカルエリアネットワークを使用した通信のための）１つまたは複数の他のアンテナを含み得る。
[0043]図４は、図１Ａ〜図１ＢのＮＦＣターゲットデバイス１１０（ｂ）および／または図３のＮＦＣデバイス３００の少なくとも１つの実施形態であるＮＦＣデバイス４００の回路図である。ＮＦＣデバイス４００は、アンテナ４１０、整合ネットワーク４２０、送信機４３０、および位相ロックループ（ＰＬＬ）回路４４０を含むように示されている。ＮＦＣデバイス４００は、図４に示されていない他の構成要素を含み得る。
[0044]図１Ａ〜図１Ｂのアンテナ１１１（ｂ）および／または図３のアンテナ３１６の一実施形態であり得るアンテナ４１０は、誘導ループ４１１とレジスタ４１２とを含む。ＮＦＣデバイス４００がイニシエータデバイス（簡単のため図４に図示せず）の近距離内に運ばれると、誘導ループ４１１は、ＮＦＣイニシエータデバイスのアンテナに誘導結合され得る。誘導ループ４１１にわたって結合されたレジスタ４１２は、（たとえば、対応する共振回路のＱ値を低減することによって、アンテナ４１０の信号応答を平坦化する）デキューイングレジスタ（de-Q'ing resistor）とすることができる。
[0045]整合ネットワーク４２０は、いくつかのキャパシタ４２１と２つのインダクタ４２２〜４２３とを含み得る。キャパシタ４２１は、誘導ループ４１１にわたって結合される。一緒に、誘導ループ４１１およびキャパシタ４２１は、（タンク回路とも呼ばれ得る）共振回路を形成し得る。第１のインダクタ４２２は、誘導ループ４１１の第１の端子と送信機４３０の第１の出力端子（Ａ）との間に結合され、第２のインダクタ４２３は、誘導ループ４１１の第２の端子と送信機４３０の第２の出力端子（Ｂ）との間に結合される。
[0046]簡単のために図示されていないが、整合ネットワーク４２０は、整合ネットワーク４２０をチューニングするために、温度またはプロセス変動を補償するために、デバイス４００の１つまたは複数の構成要素を較正するために、および／または他の目的のために使用され得る複数の追加のキャパシタ、レジスタ、および／またはインダクタを含み得る。
[0047]図３のトランシーバ３１２の一部を形成し得る送信機４３０は、静電放電（ＥＳＤ）回路４３１と、電力増幅器（ＰＡ）４３２と、ゲート駆動回路４３３と、キャリア位相制御回路４３４とを含むように示される。任意の適した増幅器であり得る電力増幅器４３２は、ＥＳＤ回路４３１を介して整合ネットワーク４２０に結合され、ゲート駆動回路４３３の出力に結合された入力を含む。任意の適したドライバ回路であり得るゲート駆動回路４３３は、キャリア位相制御回路４３４の出力に結合された入力を含む。キャリア位相制御回路４３４は、ＰＬＬ回路４４０によって提供されるクロック信号（ＣＬＫ＿ＰＬＬ）を受信するための入力を含む。他の実施形態では、キャリア位相制御回路４３４は、他のデバイス（たとえば、イニシエータデバイス）から提供され得る、または（たとえば、局部水晶発振器を使用して）ＮＦＣデバイス４００内で生成され得る他の適したクロック信号を受信することができる。
[0048]ＰＬＬ回路４４０は、位相周波数検出器（ＰＦＤ）４４１と、電荷ポンプ／フィルタ回路４４２と、電圧制御発振器（ＶＣＯ）４４３と、Ｎ分割／デルタシグマ変調器回路４４４とを含むように示される。いくつかの実施形態では、変調器回路４４４は省略され得る。ＰＦＤ４４１は、ＮＦＣイニシエータデバイス（たとえば、図１Ａ〜図１Ｂのイニシエータデバイス１１０（ａ））から受信された基準クロック信号（ＣＬＫ＿ＲＥＦ）を受信し、フィードバッククロック信号（ＣＬＫ＿ＦＢ）を受信するための入力を含み、制御信号（ＣＴＲＬ）を生成するための出力を含む。電荷ポンプ／フィルタ回路４４２は、制御信号ＣＴＲＬを受信するための入力を含み、制御電圧（ＶC）を生成するための出力を含む。ＶＣＯ４４３は、制御電圧ＶCを受信するための入力を含み、ＣＬＫ＿ＰＬＬを生成するための出力を含む。クロック信号ＣＬＫ＿ＰＬＬは、変調器回路４４４の入力に提供され、変調器回路４４４は、それに応答して、フィードバッククロック信号（ＣＬＫ＿ＦＢ）を生成する。
[0049]ＰＦＤ４４１は、いくつかの実施形態では、アップ（ＵＰ）制御信号とダウン（ＤＮ）制御信号とを含み得る制御信号（ＣＴＲＬ）を生成するためにＣＬＫ＿ＲＥＦの位相関係をＣＬＫ＿ＦＢと比較する。制御信号ＣＴＲＬは、ＣＬＫ＿ＲＥＦとＣＬＫ＿ＦＢとの間の位相関係を示すＶCの値を生成するために、電荷ポンプ／フィルタ回路４４２によって使用される。ＶＣＯ４４３は、制御電圧ＶCに応答してクロック信号ＣＬＫ＿ＰＬＬの位相（および／または周波数）を調整することができる。変調器回路４４４は、フィードバッククロック信号ＣＬＫ＿ＦＢを生成するために、クロック信号ＣＬＫ＿ＰＬＬを周波数分割し得る。
[0050]本実施形態によるＮＦＣデバイス４００の例示的な動作は、図５の例示的なフローチャート５００に関して、図１Ｂおよび図４も参照して後述される。後述する例示的な動作では、ＮＦＣデバイス４００は、ターゲットデバイスとして動作し、図１ＢのＮＦＣデバイス１１０（ａ）は、イニシエータデバイスとして動作する。
[0051]第１に、イニシエータデバイス１１０（ａ）は、（たとえば、アクティブＲＦガード時間期間の間）変調されていない第１の搬送波信号ＲＦ１を生成し、次いで、（たとえば、第１の搬送波信号ＲＦ１を変調することによって）ＮＦＣパッシブ通信モードを要求するポーリングコマンドを送信する（５０１）。イニシエータデバイス１１０（ａ）は、ポーリングコマンドを送信した後、変調されていない第１の搬送波信号ＲＦ１を送信し続ける（５０２）。このようにして、イニシエータデバイス１１０（ａ）は、ターゲットデバイス４００にポーリングコマンドを送った後、それ自体の近距離ＮＦ１（たとえば、図１Ｂに示されるように）を生成し続ける。
[0052]ＮＦＣパッシブ通信モードの要求に応答して、ターゲットデバイス４００は、それ自体の搬送波信号ＲＦ２を生成し、送信し、それによって、それ自体の近距離ＮＦ２を生成する（たとえば、図１Ｂに示されるように）（５０４）。いくつかの実施形態では、ターゲットデバイス４００は、イニシエータデバイス１１０（ａ）から第１の搬送波信号ＲＦ１を受信し、第１の搬送波信号ＲＦ１からクロック情報を抽出することができる（５０４ａ）。より具体的には、第１の搬送波信号ＲＦ１は、ＮＦＣデバイス４００のアンテナ４１０によって検出され、基準クロック信号ＣＬＫ＿ＲＥＦとしてＰＬＬ回路４４０に提供され得る。ＰＬＬ回路４４０は、ＣＬＫ＿ＲＥＦでその出力信号ＣＬＫ＿ＰＬＬを位相ロックし得、それによって、イニシエータデバイス１１０（ａ）によって生成された第１の搬送波信号ＲＦ１からクロック情報を復元する。このようにして、ＰＬＬ回路４４０は、ターゲットデバイス４００から送信されるべき第２の搬送波信号ＲＦ２を生成するために使用され得る（５０４ｂ）。第２の搬送波信号ＲＦ２を生成するために第１の搬送波信号ＲＦ１から復元されるクロック情報を使用するためのターゲットデバイス４００の能力は、ターゲットデバイス４００がそれ自体のクロック生成器を含む必要性を取り除くことができる。
[0053]次いで、ターゲットデバイス４００は、イニシエータデバイス１１０（ａ）に送信されるべきデータでそれ自体の搬送波信号ＲＦ２を変調することができる（５０６）。いくつかの実施形態では、ターゲットデバイス４００は、送信されるべきデータを伝達するためにイニシエータデバイス１１０（ａ）から送信された第１の搬送波信号ＲＦ１に関して第２の搬送波信号ＲＦ２の位相を調整し得（５０６ａ）、および／または送信されるべきデータを伝達するためにイニシエータデバイス１１０（ａ）から送信された第１の搬送波信号ＲＦ１に関して第２の搬送波信号ＲＦ２の振幅を調整し得る（５０６ｂ）。
[0054]たとえば、ターゲットデバイス４００は、イニシエータデバイス１１０（ａ）によって生成された第１の搬送波信号ＲＦ１に第２の搬送波信号ＲＦ２を位相整合することによって、第１の論理状態を示し得、第２の搬送波信号ＲＦ２がイニシエータデバイス１１０（ａ）によって生成された第１の搬送波信号と１８０度位相を異にするように第２の搬送波信号ＲＦ２の位相を遅延させることによって、第２の論理状態を示し得る。より具体的には、２つの搬送波信号ＲＦ１とＲＦ２とが互いに同相であるとき、結果として生じる複合波形の振幅は、イニシエータデバイス１１０（ａ）によって検出可能である比較的高い値（たとえば、あるしきい値を上回る）であり得、逆に、２つの搬送波信号ＲＦ１とＲＦ２とが互いに１８０度位相を異にするとき、結果として生じる複合波形の振幅は、イニシエータデバイス１１０（ａ）によって検出可能である比較的低い値（たとえば、あるしきい値未満）であり得る。このようにして、イニシエータデバイス１１０（ａ）は、（たとえば、イニシエータデバイス１１０（ａ）の搬送波信号ＲＦ１の従来の負荷変調の結果としてよりはむしろ）２つの搬送波信号ＲＦ１とＲＦ２との重ね合わせによってもたらされる負荷変動を検知することができる。
[0055]別の実施形態では、図６Ｃおよび図６Ｄに関して後でより詳しく述べるように、ターゲットデバイス４００は、イニシエータデバイス１１０（ａ）によって生成された第１の搬送波信号ＲＦ１と並行して第２の搬送波信号ＲＦ２を生成することによって第１の論理状態を示すことができ、第２の搬送波信号ＲＦ２をオフにすることによって第２の論理状態を示すことができる。
[0056]いくつかの実施形態では、キャリア位相制御回路４３４は、ゲート駆動回路４３３を介して電力増幅器４３２に提供されるパルス幅変調（ＰＷＭ）信号の遅延を制御するために使用され得る複数のオフセット値を記憶するルックアップテーブル（ＬＵＴ）を含み得る。出力クロック信号ＣＬＫ＿ＰＬＬに対応する（または、そこから導出された）アドレス値は、キャリア位相制御回路４３４内のＬＵＴからこれらの位相オフセット値のうちの１つを選択するために使用され得る。キャリア位相制御回路４３４は、ＰＷＭ信号を生成するために選択されたオフセット値を使用することができ、ＰＷＭ信号は、今度は、電力増幅器４３２によって増幅され、整合ネットワーク４２０を介してアンテナ４１０に提供される。したがって、ＣＬＫ＿ＰＬＬに応答して選択されたオフセット値は、キャリア位相制御回路４３４によって生成されたＰＷＭ信号のパルスの遅延を制御することができる。
[0057]ＰＷＭ信号のパルスの幅は、ターゲットデバイス４００によって生成された第２の搬送波信号ＲＦ２の変調によってイニシエータデバイス１１０（ａ）に送信されるべきデータ値を決定することができる。より具体的には、ＰＷＭ信号のパルスの幅は、ターゲットデバイス４００によって送信された第２の搬送波信号ＲＦ２の振幅を制御または調整することができる。
[0058]ターゲットデバイス４００は、たとえば、振幅変調（ＡＭ）、周波数変調（ＦＭ）、位相変調（ＰＭ）、位相シフトキーイング（ＰＳＫ）、周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）、振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）、直交振幅変調（ＱＡＭ）および／または任意の他の適した変調技法を含む任意の適した変調技法を使用し得る。
[0059]再び図５を参照すると、イニシエータデバイス１１０（ａ）は、第１の搬送波信号ＲＦ１と第２の搬送波信号ＲＦ２との重ね合わせから得られたそのアンテナ１１１（ａ）上の誘導電圧を検出し（５０８）、ターゲットデバイス４００によって近距離上に変調されるデータを復号するように誘導電圧を変換することができる（５１０）。上述したように、第１の搬送波信号ＲＦ１と第２の搬送波信号ＲＦ２とが位相整合されているとき、イニシエータデバイス１１０（ａ）は、より強い領域を検知し、第１の搬送波信号ＲＦ１と第２の搬送波信号ＲＦ２とが不整合であるとき、イニシエータデバイス１１０（ａ）はより弱い領域を検知する。これらの２つの条件は、ターゲットデバイス４００によって送信されるデータの表示として働き得る。このように、イニシエータデバイス１１０（ａ）は、変動負荷を検知することができるが、変動負荷は、（たとえば、イニシエータデバイスによって生成された第１の搬送波信号ＲＦ１の従来の負荷変調の結果としてよりはむしろ）第１の搬送波信号ＲＦ１と第２の搬送波信号ＲＦ２との重ね合わせの結果である。
[0060]フローチャート５００に示された方法は、特定の順序で行われるように見えるいくつかの動作を含むが、方法５００は、連続的にまたは並列して実行され得るより多いまたはより少ない動作を含み得ることは明らかであろう。２つ以上の動作の順序が変更され得、２つ以上の動作は単一の動作に組み合わせられ得る。
[0061]図６Ａ〜図６Ｄは、いくつかの実施形態でのターゲットデバイス４００によって実行され得る例示的なオンオフキーイング（ＯＯＫ）符号化動作を示す波形図である。たとえば、図６Ａは、ＯＯＫ変調に関連した副搬送波信号（たとえば、８４７ｋＨｚの周波数を有する）のための波形６０１を示す。第１の搬送波信号ＲＦ１と第２の搬送波信号ＲＦ２とが互いに同相であるとき、結果として生じる副搬送波信号波形６０１は、（たとえば、第１のデータビット値を示すために）比較的高い値である。逆に、第１の搬送波信号ＲＦ１と第２の搬送波信号ＲＦ２とが互いに同相でないとき、副搬送波信号波形６０１は、（たとえば、第２のデータビット値を示すために）比較的低い値である。加えて、波形６０１の比較的高い値および比較的低い値の特定のシーケンスは、符号化されたビット値を示すために使用され得る。
[0062]図６Ｂは、図６Ａに示される波形６０１に関して逆にされる副搬送波信号（たとえば、８４７ｋＨｚの周波数を有する）のための波形６０２を示す。したがって、第１の搬送波信号ＲＦ１と第２の搬送波信号ＲＦ２とが互いに同相であるとき、結果として生じる副搬送波信号波形６０２は、（たとえば、第２のデータビット値を示すために）比較的低い値である。逆に、第１の搬送波信号ＲＦ１と第２の搬送波信号ＲＦ２とが互いに同相でないとき、副搬送波信号波形６０２は、（たとえば、第１のデータビット値を示すために）比較的高い値である。加えて、波形６０２の比較的高い値および比較的低い値の特定のシーケンスは、符号化されたビット値を示すために使用され得る。
[0063]図６Ｃは、ＯＯＫ変調に関連した別の副搬送波信号（たとえば、８４７ｋＨｚの周波数を有する）のための波形６０３を示す。第１の搬送波信号ＲＦ１と第２の搬送波信号ＲＦ２の両方が同時に送信されるとき、結果として生じる副搬送波信号波形６０３は、（たとえば、第１のデータビット値を示すために）比較的高い値である。逆に、第２の搬送波信号ＲＦ２が送信されないとき、副搬送波信号波形６０３は、（たとえば、第２のデータビット値を示すために）比較的低い値である。このようにして、ターゲットデバイス４００は、第２の搬送波信号ＲＦ２を送信することによってイニシエータデバイス１１０（ａ）に第１のデータビット値を伝達することができ、第２の搬送波信号ＲＦ２を送信しない（たとえば、一時的に終了する）ことによって、イニシエータデバイス１１０（ａ）に第２のデータビット値を伝達することができる。言い換えれば、少なくとも１つの実施形態では、ターゲットデバイス４００は、第１の搬送波信号ＲＦ１を依然として受信しながら、第２の搬送波信号ＲＦ２を断続的に終了することによって、データをイニシエータデバイス１１０（ａ）に送信することができる。加えて、波形６０３の比較的高い値および比較的低い値の特定のシーケンスは、符号化されたビット値を示すために使用され得る。
[0064]図６Ｄは、図６Ｃに示される波形６０３に関して逆にされる副搬送波信号（たとえば、８４７ｋＨｚの周波数を有する）のための波形６０４を示す。したがって、第１の搬送波信号ＲＦ１と第２の搬送波信号ＲＦ２の両方が同時に送信されるとき、結果として生じる副搬送波信号波形６０４は、（たとえば、第２のデータビット値を示すために）比較的低い値である。逆に、第２の搬送波信号ＲＦ２が送信されないとき、副搬送波信号波形６０４は、（たとえば、第１のデータビット値を示すために）比較的高い値である。このようにして、ターゲットデバイス４００は、第２の搬送波信号ＲＦ２を送信しない（たとえば、一時的に終了する）ことによってイニシエータデバイス１１０（ａ）に第１のデータビット値を伝達することができ、第２の搬送波信号ＲＦ２を送信することによって、イニシエータデバイス１１０（ａ）に第２のデータビット値を伝達することができる。加えて、波形６０４の比較的高い値および比較的低い値の特定のシーケンスは、符号化されたビット値を示すために使用され得る。
[0065]図７Ａは、ターゲットデバイス４００によって実行され得るバイナリ位相シフトキーイング（ＢＰＳＫ）符号化動作に関連した副搬送波信号のための波形７０１を示す。第１の搬送波信号ＲＦ１と第２の搬送波信号ＲＦ２とが互いに同相であるとき、結果として生じる副搬送波信号波形７０１は、（たとえば、第１のデータビット値を示すために）比較的高い値である。逆に、第１の搬送波信号ＲＦ１と第２の搬送波信号ＲＦ２とが互いに同相でないとき、副搬送波信号波形７０１は、（たとえば、第２のデータビット値を示すために）比較的低い値である。加えて、波形７０１の比較的高い値および比較的低い値の特定のシーケンスは、符号化されたビット値を示すために使用され得る。たとえば、図７Ａの破線の左側に表示された第１のシーケンスは、第１の符号化されたビット値を示すことができ、一方、図７Ａの破線の右側に表示された第２のシーケンスは、第２の符号化されたビット値を示すことができる。
[0066]図７Ｂは、ターゲットデバイス４００によって実行され得る周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）符号化動作に関連した副搬送波信号のための波形７０２を示す。第１の搬送波信号ＲＦ１と第２の搬送波信号ＲＦ２とが互いに同相であるとき、結果として生じる副搬送波信号波形７０２は、（たとえば、第１のデータビット値を示すために）比較的高い値である。逆に、第１の搬送波信号ＲＦ１と第２の搬送波信号ＲＦ２とが互いに同相でないとき、副搬送波信号波形７０２は、（たとえば、第２のデータビット値を示すために）比較的低い値である。加えて、波形７０２の比較的高い値および比較的低い値の特定のシーケンスは、符号化されたビット値を示すために使用され得る。
[0067]図７Ｃは、ターゲットデバイス４００によって実行され得るマンチェスタ符号化動作に関連した信号のための波形７０３を示す。第１の搬送波信号ＲＦ１と第２の搬送波信号ＲＦ２とが互いに同相であるとき、結果として生じる信号波形７０３は、（たとえば、第１のデータビット値を示すために）比較的高い値である。逆に、第１の搬送波信号ＲＦ１と第２の搬送波信号ＲＦ２とが互いに同相でないとき、結果として生じる信号波形７０３は、（たとえば、第２のデータビット値を示すために）比較的低い値である。加えて、波形７０３の比較的高い値および比較的低い値の特定のシーケンスは、符号化されたビット値を示すために使用され得る。
[0068]図８は、図６Ａ〜図６Ｄおよび図７Ａ〜図７Ｃに関して上述したように、ターゲットデバイス４００が使用し得る符号化および変調モード（副搬送波信号を使用することの有無にかかわらず）を要約するテーブル８００である。テーブル８００では、「エンベロープ高レベル」とラベル付けされた列は、図６Ａ〜図６Ｄおよび図７Ａ〜図７Ｃの波形に示されている比較的高いレベルに対応し、「エンベロープ低レベル」とラベル付けされた列は、図６Ａ〜図６Ｄおよび図７Ａ〜図７Ｃの波形に示されている比較的低いレベルに対応する。
[0069]図９は、本実施形態に従って実行されるＮＦＣ動作の負荷変調送信レベルを従来のＮＦＣパッシブ通信モードに従って実行されるＮＦＣ動作の負荷変調送信レベルと比較するグラフ９００である。ターゲットデバイス４００が本実施形態に従って全電力で動作しているときに実行されるＮＦＣ送信の負荷変調レベルは、曲線９０１によって表され、ターゲットデバイス４００が本実施形態に従って全電力の半分で動作しているときに実行されるＮＦＣ送信の負荷変調レベルは、曲線９０２によって表され、従来のＮＦＣパッシブ通信モード動作に従って実行されるＮＦＣ送信の電力レベルは、曲線９０３によって表される。線９１１は、現在のＮＦＣ標準によって提供される上側の負荷変調レベル制限を示し、線９１２は、現在のＮＦＣ標準によって提供される下側の負荷変調レベル制限を示す。
[0070]具体的には、グラフ９００は、ターゲットデバイス４００における所与のアンテナサイズについて、イニシエータデバイスにおいて検出される結果として生じる波形の振幅が、（たとえば、従来の負荷変調を使用して）従来のＮＦＣパッシブ通信モードの間にイニシエータデバイスによって検出された信号の振幅よりも約１０倍大きいことを示し得る。その結果、ターゲットデバイスのアンテナのサイズは、本明細書で説明するＮＦＣパッシブ通信モード動作を使用することによって、パフォーマンスの低下なしに低減され得る。
[0071]前述の明細書において、本実施形態は、本発明の特定の例示の実施形態を参照して説明された。しかしながら、添付の特許請求の範囲に記載された本開示のより広い範囲から逸脱することなく、様々な改変および変更がそれに行われ得ることは明らかであろう。それゆえに、明細書および図面は、限定の意味ではなく例示の意味と見なされるべきである。

Claims (39)

  1. 近距離通信（ＮＦＣ）セッションの間にターゲットデバイスとしてＮＦＣデバイスを動作させる方法であって、
    パッシブ通信モードを要求するポーリングコマンドをイニシエータデバイスから受信することと、
    前記ＮＦＣセッションの間に前記イニシエータデバイスから第１の搬送波信号を受信することと、
    前記第１の搬送波信号が受信されている間に、前記ターゲットデバイスから第２の搬送波信号を送信することと、
    データを前記第２の搬送波信号上に変調することと
    を備える方法。
  2. 前記ターゲットデバイスが前記ポーリングコマンドを受信した後、前記第１の搬送波信号が変調されていないままである、請求項１に記載の方法。
  3. 前記ターゲットデバイスが、前記第１の搬送波信号を連続して受信し、前記ＮＦＣセッションの間に前記第２の搬送波信号を連続して送信する、請求項１に記載の方法。
  4. 前記変調されたデータを示す複合波形を形成するために、前記第１の搬送波信号と前記第２の搬送波信号とが重なり合う、請求項１に記載の方法。
  5. 前記複合波形の振幅が、前記第１の搬送波信号と前記第２の搬送波信号との間の位相関係を示す、請求項４に記載の方法。
  6. 前記ターゲットデバイスが、前記第１の搬送波信号と前記第２の搬送波信号との間の前記位相関係を調整することによって、前記データを変調するためのものである、請求項５に記載の方法。
  7. 前記送信することが、
    前記受信された第１の搬送波信号からクロック情報を抽出することと、
    前記抽出されたクロック情報を使用して、前記第２の搬送波信号を生成することと
    を備える、請求項１に記載の方法。
  8. 前記変調することが、
    前記データを前記第２の搬送波信号上に符号化するために、前記第２の搬送波信号の位相を調整すること
    を備える、請求項１に記載の方法。
  9. 前記変調することが、
    前記データを前記第２の搬送波信号上に符号化するために、前記第２の搬送波信号の振幅を調整すること
    を備える、請求項１に記載の方法。
  10. 前記変調することが、
    前記第１の搬送波信号を依然として受信しながら、前記第２の搬送波信号を断続的に終了すること
    を備える、請求項１に記載の方法。
  11. 近距離通信（ＮＦＣ）セッションの間にターゲットデバイスのプロセッサによって実行されると、前記ターゲットデバイスに、
    パッシブ通信モードを要求するポーリングコマンドをイニシエータデバイスから受信させ、
    前記ＮＦＣセッションの間に前記イニシエータデバイスから第１の搬送波信号を受信させ、
    前記第１の搬送波信号が受信されている間に、前記ターゲットデバイスから第２の搬送波信号を送信させ、
    データを前記第２の搬送波信号上に変調させる
    プログラム命令を含むコンピュータ可読媒体。
  12. 前記ターゲットデバイスが前記ポーリングコマンドを受信した後、前記第１の搬送波信号が変調されていないままである、請求項１１に記載のコンピュータ可読媒体。
  13. 前記プログラム命令の実行がさらに、前記ターゲットデバイスに、
    前記ＮＦＣセッションの間に前記第１の搬送波信号を連続して受信させ、
    前記ＮＦＣセッションの間に前記第２の搬送波信号を連続して送信させる
    請求項１１に記載のコンピュータ可読媒体。
  14. 前記変調されたデータを示す複合波形を形成するために、前記第１の搬送波信号と前記第２の搬送波信号とが重なり合う、請求項１１に記載のコンピュータ可読媒体。
  15. 前記複合波形の振幅が、前記第１の搬送波信号と前記第２の搬送波信号との間の位相関係を示す、請求項１４に記載のコンピュータ可読媒体。
  16. 前記ターゲットデバイスが、前記第１の搬送波信号と前記第２の搬送波信号との間の前記位相関係を調整することによって、前記データを変調するためのものである、請求項１５に記載のコンピュータ可読媒体。
  17. 前記第２の搬送波信号を送信するための前記プログラム命令の実行が、前記ターゲットデバイスに、
    前記受信された第１の搬送波信号からクロック情報を抽出させ、
    前記抽出されたクロック情報を使用して、前記第２の搬送波信号を生成させる
    請求項１１に記載のコンピュータ可読媒体。
  18. 前記第２の搬送波信号を変調するための前記プログラム命令の実行が、前記ターゲットデバイスに、
    前記データを前記第２の搬送波信号上に符号化するために、前記第２の搬送波信号の位相を調整させる
    請求項１１に記載のコンピュータ可読媒体。
  19. 前記第２の搬送波信号を変調するための前記プログラム命令の実行が、前記ターゲットデバイスに、
    前記データを前記第２の搬送波信号上に符号化するために、前記第２の搬送波信号の振幅を調整させる
    請求項１１に記載のコンピュータ可読媒体。
  20. 前記第２の搬送波信号を変調するための前記プログラム命令の実行が、前記ターゲットデバイスに、
    前記第１の搬送波信号を依然として受信しながら、前記第２の搬送波信号を断続的に終了させる
    請求項１１に記載のコンピュータ可読媒体。
  21. パッシブ通信モードの間にターゲットデバイスとして動作するように構成された近距離通信（ＮＦＣ）デバイスであって、
    イニシエータデバイスから第１の搬送波信号を受信するためのアンテナと、ここにおいて、前記第１の搬送波信号が、前記パッシブ通信モードの要求を含む、
    前記パッシブ通信モードの前記要求に応答して、前記イニシエータデバイスにデータを含む第２の搬送波信号を送信するために、アンテナに結合された送信機と
    を備える近距離通信（ＮＦＣ）デバイス。
  22. 前記受信された第１の搬送波信号からクロック情報を抽出するために、前記アンテナおよび前記送信機に結合された位相ロックループ（ＰＬＬ）回路
    をさらに備える請求項２１に記載のＮＦＣデバイス。
  23. 前記送信機が、前記抽出されたクロック情報を使用して前記第２の搬送波信号を生成するためのものである、請求項２２に記載のＮＦＣデバイス。
  24. 前記第１の搬送波信号が前記アンテナによって連続して受信される間に、前記送信機が、前記第２の搬送波信号を連続して送信するためのものである、請求項２１に記載のＮＦＣデバイス。
  25. 前記データを示す複合波形を形成するために、前記第１の搬送波信号と前記第２の搬送波信号とが重なり合う、請求項２１に記載のＮＦＣデバイス。
  26. 前記複合波形の振幅が、前記第１の搬送波信号と前記第２の搬送波信号との間の位相関係を示す、請求項２５に記載のＮＦＣデバイス。
  27. 前記ターゲットデバイスが、前記第１の搬送波信号と前記第２の搬送波信号との間の前記位相関係を調整することによって、前記データを変調するためのものである、請求項２６に記載のＮＦＣデバイス。
  28. 前記送信機が、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号の遅延値を調整することによって、前記データを前記第２の搬送波信号上に変調するためのものである、請求項２１に記載のＮＦＣデバイス。
  29. 前記送信機が、
    前記ＰＷＭ信号の前記遅延値を調整するときに使用される複数の位相値を記憶するためのルックアップテーブルを含むキャリア位相制御回路
    を備える、請求項２８に記載のＮＦＣデバイス。
  30. 前記受信された第１の搬送波信号からクロック情報を抽出するために、前記アンテナおよび前記送信機に結合された位相ロックループ（ＰＬＬ）回路をさらに備え、前記ＰＬＬ回路が、前記抽出されたクロック情報に応答して出力クロック信号を生成するためのものであり、前記ルックアップテーブルが、前記出力クロック信号に応答して前記複数の位相値のうちの１つを選択するためのものである
    請求項２９に記載のＮＦＣデバイス。
  31. 近距離通信（ＮＦＣ）セッションの間にターゲットデバイスとして動作するように構成されたＮＦＣデバイスであって、
    パッシブ通信モードを要求するポーリングコマンドをイニシエータデバイスから受信するための手段と、
    前記ＮＦＣセッションの間に前記イニシエータデバイスから第１の搬送波信号を受信するための手段と、
    前記第１の搬送波信号が受信されている間に、前記ターゲットデバイスから第２の搬送波信号を送信するための手段と、
    データを前記第２の搬送波信号上に変調するための手段と
    を備える近距離通信（ＮＦＣ）デバイス。
  32. 前記ターゲットデバイスが、前記第１の搬送波信号を連続して受信し、前記ＮＦＣセッションの間に前記第２の搬送波信号を連続して送信する、請求項３１に記載のＮＦＣデバイス。
  33. 前記変調されたデータを示す複合波形を形成するために、前記第１の搬送波信号と前記第２の搬送波信号とが重なり合う、請求項３１に記載のＮＦＣデバイス。
  34. 前記複合波形の振幅が、前記第１の搬送波信号と前記第２の搬送波信号との間の位相関係を示す、請求項３３に記載のＮＦＣデバイス。
  35. 前記ターゲットデバイスが、前記第１の搬送波信号と前記第２の搬送波信号との間の前記位相関係を調整することによって、前記データを変調するためのものである、請求項３４に記載のＮＦＣデバイス。
  36. 送信するための前記手段が、
    前記受信された第１の搬送波信号からクロック情報を抽出し、
    前記抽出されたクロック情報を使用して、前記第２の搬送波信号を生成する
    ためのものである、請求項３１に記載のＮＦＣデバイス。
  37. 変調するための前記手段が、前記データを前記第２の搬送波信号上に符号化するために、前記第２の搬送波信号の位相を調整するためのものである、請求項３１に記載のＮＦＣデバイス。
  38. 変調するための前記手段が、前記データを前記第２の搬送波信号上に符号化するために、前記第２の搬送波信号の振幅を調整するためのものである、請求項３１に記載のＮＦＣデバイス。
  39. 変調するための前記手段が、前記第１の搬送波信号を依然として受信しながら、前記第２の搬送波信号を断続的に終了するためのものである、請求項３１に記載のＮＦＣデバイス。
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