近场通信接收器中的动态灵敏度控制制造技术

本发明专利技术公开了一种用于在接收模式下工作的近场通信NFC装置中进行灵敏度控制的方法。方法包括：使用阈值计算单元来计算阈值作为确定的当前接收信号强度指示器RSSI值的函数，任选地作为确定的当前增益控制GC值的函数，并且另外任选地作为所谓余量值的函数，余量值是产品特定参数；以及将作为阈值参数的计算的阈值施加到阈值比较单元，阈值比较单元被配置成：接收一阶时间导数信号作为输入，将一阶时间导数信号与施加的阈值参数进行比较，并且提供二进制输出，一阶时间导数信号是从组合输出信号导出的，组合输出信号被确定为I&Q解调块的数字I信道信号输出和数字Q信道信号输出的函数，二进制输出指示输入的一阶时间导数信号是否大于施加的阈值参数。大于施加的阈值参数。大于施加的阈值参数。

【技术实现步骤摘要】
近场通信接收器中的动态灵敏度控制


[0001]本专利技术涉及一种用于在接收模式下工作的近场通信装置中进行灵敏度控制的方法、一种被配置成具有可控灵敏度的在接收模式下工作的近场通信装置以及一种存储计算机程序产品或包括指令的计算机程序产品的机器可读非过渡存储介质，所述指令被配置成控制或执行所述方法。

技术介绍

[0002]近场通信(以下简称NFC)是一项基于射频识别(RFID)技术的国际传输标准，用于经由几厘米的短距离和通常高达848kBit/s的数据传输速率，借助于松散耦合的天线线圈，通过电磁感应进行非接触数据交换。迄今为止，这项技术主要用于微支付(小额(货币)非接触式支付)领域，也用于使用专用密钥令牌或智能手机等具有NFC功能的收费和汽车门禁系统领域。
[0003]图11示出了传统NFC布置1100，其包括轮询NFC装置1110(例如读卡器)和侦听NFC装置1150，侦听NFC装置1150有时被称为标签，例如智能卡、智能手机或具有NFC功能的平板电脑。
[0004]当侦听NFC装置1150进入轮询NFC装置1110的耦合范围时，轮询NFC装置1110和侦听NFC装置1150建立关于数据交换的耦合1140。默认处于传输模式的轮询NFC装置1110可以传输命令和数据(未示出)，包括对数据的请求。默认处于传输模式的侦听NFC装置1150在接收模式下接收这些命令和数据，处理它们，临时切换到传输模式，并且可以传输所请求的数据(未示出)以供轮询NFC装置1110接收。轮询NFC装置1110临时切换到接收模式，并且可以接收由侦听NFC装置1150传输的数据。
[0005]为了提供这样的功能，轮询NFC装置1110包括：NFC装置1120，其又包括接收器1122、处理单元1124和发射器1126；天线接口1128；以及天线线圈1130。当轮询NFC装置1110处于传输模式时，信号流经由数据路径1134从处理单元1124行进到发射器1126，进一步经由数据路径1135从发射器1126行进到天线接口1128，进一步经由数据路径1136从天线接口1128行进到天线线圈1130，然后作为传输的RF信号(未示出)从天线线圈1130进入空中。当轮询NFC装置1110处于接收模式时，信号流从天线线圈1130接收的RF信号(未示出)开始，经由数据路径1131从天线线圈1130行进到天线接口1128，进一步经由数据路径1132从天线接口1128行进到接收器1122，并且进一步经由数据路径1133从接收器1122行进到处理单元1124。
[0006]类似地，侦听NFC装置1150包括：NFC装置1160，其又包括接收器1162、处理单元1164和发射器1166；天线接口1168；以及天线线圈1170。当侦听NFC装置1150处于接收模式时，信号流从天线线圈1170接收的RF信号(未示出)开始，经由数据路径1171从天线线圈1170行进到天线接口1168，进一步经由数据路径1172从天线接口1168行进到接收器1162，并且进一步经由数据路径1173从接收器1162行进到处理单元1164。当侦听NFC装置1110处于传输模式时，信号流经由数据路径1174从处理单元1164行进到发射器1166，进一步经由
数据路径1175从发射器1166行进到天线接口1168，进一步经由数据路径1176从天线接口1168行进到天线线圈1170，然后作为传输的RF信号(未示出)从天线线圈1170进入空中。
[0007]到目前为止，NFC布置1100在以下意义上是“对称的”：轮询NFC装置1110被配置成且能够向侦听NFC装置1150传输数据，并且被配置成且能够经由耦合1140从侦听NFC装置1150接收数据；且进一步地，侦听NFC装置1150被配置成且能够向轮询NFC装置1110传输数据，并且被配置成且能够也经由耦合1140从轮询NFC装置1110接收数据。
[0008]侦听NFC装置1150可以是便携式装置，即例如具有如上所述的NFC功能的智能卡或智能手机，而轮询NFC装置1110可以是固定装置，例如读卡器(其中表述“读取器”是指读卡器从便携式装置读出便携式装置专用数据的能力)。
[0009]NFC通信通常由轮询NFC装置1110(例如读取器)发起，并且在成功接收之后，侦听NFC装置1150(例如标签)将以对应的应答进行响应。侦听NFC装置1150将以主动或被动负载调制技术进行响应。通常，两个装置1110和1150在几厘米的邻近体积中任意移位，从而产生在装置1110、1150的天线1130、1170之间的任意耦合1140。因此，在侦听NFC装置1150的读取器1162和/或轮询NFC装置1110的读取器1122中，当装置1110、1150处于接收模式时，将看到任意信号电平。
[0010]根据其生命周期，NFC技术正开始朝着降低成本而非增加功能的方向发展。因此，这也意味着基础设施的成本正在降低，这至少部分取决于设备成本和通信链路质量。因此，要求设备即使在受干扰的环境中也能稳健地工作。
[0011]在这种NFC技术开发环境中，本专利技术旨在提高在其接收模式下运行的NFC通信装置的稳健性，具体地说，旨在提高NFC接收器在检测甚至小的标称信号和区分标称信号与本底噪声的可靠性方面的灵敏度。
[0012]例如，在廉价且相应地技术上简单的NFC读取器中，在接收器灵敏度被设置得太高的情况下，在检测到的场包络信号上产生的噪声可能会干扰接收器。这可能会导致错误检测，并可能导致为了重置装置而必须执行较长的固件恢复周期，甚至可能被用户注意到。

技术实现思路

[0013]本专利技术涉及在接收模式下作为侦听NFC装置工作的NFC装置。
[0014]本专利技术的一般目的是提供一种用于操作NFC通信装置(例如移动通信装置或智能卡)的方法，所述NFC通信装置在接收模式下工作，在检测标称信号的能力方面具有改进的灵敏度，并且特别具有更稳健的能力来相对于本底噪声辨别标称信号。
[0015]该目的通过具有根据独立权利要求的特征的标的物来是实现。具体地说，该目的是通过根据所附独立权利要求1的用于在接收模式下工作的近场通信装置中进行灵敏度控制的方法、根据所附独立权利要求9的被配置成具有可控灵敏度的近场通信装置以及根据所附独立权利要求15的机器可读非暂时性存储介质来实现的，该机器可读非暂时性存储介质存储计算机程序产品或包括指令的计算机程序产品，所述指令被配置成控制或执行所述方法。在从属权利要求中描述了本专利技术的其它实施例。
[0016]根据本专利技术的第一示例性实施例，本文提供了一种用于在接收模式下作为侦听NFC装置工作的近场通信NFC装置中的灵敏度控制的方法。该方法具有以下步骤：
[0017]a.i)确定当前接收信号强度指示器(RSSI)值，所述当前接收信号强度指示器
(RSSI)值作为所述I&Q解调块的I信道的所述数字信号输出I和Q信道的所述数字信号输出Q的函数；
[0018]b)使用I&本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于在接收模式下作为侦听近场通信NFC装置工作的NFC装置(100)中进行灵敏度控制的方法，其特征在于，所述方法具有：a.i)确定当前接收信号强度指示器RSSI值(264、710、916)作为I&Q解调块(120、220)的I信道(123、223)的数字信号输出(130、230)I和Q信道(135、235)的数字信号输出(142、242)Q的函数；b)使用I&Q信道组合器单元(144、244)，将所述I信道(123、223)的所述数字信号输出(130、230)和所述Q信道(135、235)的所述数字信号输出(142、242)进行组合，以产生组合数字输出信号(146、246、410、616、710)S，例如根据S＝√(I2+Q2)；c)从接收所述组合数字输出信号(146、246、410、616、710)作为输入的第一差分滤波器单元(302)生成一阶时间导数信号(304、420、646、669、714)作为滤波器输出，所述一阶时间导数信号(304、420、646、669、714)指示所述组合数字输出信号(146、246、410、616、710)相对于时间的导数；d)使用阈值计算单元(262)计算阈值(260、422、425、648、670、716、957、958)作为所述确定的当前RSSI值(264、710、916)的函数；以及e)将所述计算的阈值(260、422、425、648、670、716、957、958)作为阈值参数施加到阈值比较单元(248、306)，所述阈值比较单元(248、306)被配置成：接收所述一阶时间导数信号(304、420、646、669、714)作为输入，将所述一阶时间导数信号(304、420、646、669、714)与所述施加的阈值参数进行比较，并且提供二进制输出(308)，所述二进制输出(308)指示所述输入的一阶时间导数信号(304、420、646、669、714)是否大于所述施加的阈值参数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，另外具有：a.ii)确定当前增益控制GC值(152、252、266)作为所述I信道(123、223)的所述数字信号输出(130、230)和所述Q信道(135、235)的所述数字信号输出(142、242)的函数，其中，所述GC值(152、252、266)被配置成作为放大器增益参数被施加到I信道放大器(126、226)和Q信道放大器(138、238)，所述I信道放大器(126、226)连接在所述I信道(123、223)中的I信道模数转换器(128、228)的上游，所述Q信道放大器(138、238)连接在所述Q信道(135、235)中的Q信道模数转换器(140、240)的上游；并且其中，步骤d)包括：使用所述阈值计算单元(262)计算所述阈值(260、422、425、648、670、716、957、958)作为所述确定的当前RSSI值(264、710、916)和所述确定的当前GC值(152、252、266)的函数。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤d)包括使用所述阈值计算单元(262)来计算所述阈值(260、422、425、648、670、716、957、958)作为所述确定的当前RSSI值(264、710、916)、所述确定的当前GC值(152、252、266)和余量值(720、956)M的函数，所述余量值(720、956)M指示初始阈值(807、817、...、897)与本底噪声值(649、712、809、819、...、899)之间的差，所述本底噪声值(649、712、809、819、...、899)与所述生成的一阶时间导数信号(304、420、646、669、714)相关联。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，根据下式计算所述阈值(260、422、425、648、670、716、957、958)：THLD＝M*RSSI/GC，其中，THLD是所述计算的阈值(260、422、425、648、670、716、957、958)，M是所述余量值
(720、956)，RSSI是所述确定的当前RSSI值(264、710、916)，并且GC是当前增益控制值(152、252、266)。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述余量值(720、956)是产品特定参数，其被存储在所述NFC装置(100)的非易失性存储器中，并且在校准过程中被确定，所述校准过程是在制造所述NFC装置(100)之后且在交付所述NFC装置(100)和/或将所述NFC装置(100)置于例如智能手机、平板电脑或智能卡等通信装置内之前执行的。6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其特征在于，在校准过程中，所述余量值(720、956)被确定为以下中的每一个的函数：1)通信信号接口的类型，所述通信信号接口与所述NFC装置(100)相关联，特别是与以下中的一个相关联：i)A型，如ISO 14443-2-A/NFC论坛规范中所规定，ii)B型，如ISO 14443-2-B/NFC论坛规范中所规定，iii)F型，如FeliCa协议/NFC论坛模拟规范中所规定；2)所述组合数字输出信号(146、246、410、616、708)的比特率，特别是以下中的一个：i)对于A型通信信号接口，比特率为106、212、424和848中的一个，单位为kbps，ii)对于B型通信信号接口，比特率为106、212、424和848中的一个，单位为...

【专利技术属性】
技术研发人员：乌尔里希，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：