对于nfc读取器解调器的自动增益控制的制作方法
【专利摘要】本发明公开了对于NFC读取器解调器的自动增益控制。其中，提供改良NFC通信的装置和方法。第一NFC设备天线通过电流来驱动天线模块从而产生磁场，将信息发射到第二NFC设备。根据第一操作参数集，调制磁场且发射信息。第二NFC设备从磁场得到电力，且通过根据第二操作参数集来调制磁场，将信息传递到第一NFC设备，其由第一NFC设备接收。第一NFC设备从调制磁场恢复信号度量。第一NFC设备使用信号度量来提供关于第二操作参数集的反馈。各种系统被提出以利用信号度量反馈，且提供第一NFC设备和第二NFC设备之间高效且可靠的通信。
【专利说明】对于NFC读取器解调器的自动增益控制
[0001]相关专利的交叉引用
[0002]本申请主张享有于2012年6月25日提交的美国非临时申请第13/532，087号的优先权，其内容通过对其引用结合于此。
【技术领域】
[0003]本发明涉及近场通信(NFC)，更具体地，涉及自适应地控制NFC设备的一个或者多个操作参数。
【背景技术】
[0004]近场通信(NFC)设备正在被集成到移动设备(例如智能手机)中，以在进行日常交易中方便使用这些移动设备。例如，由信用卡提供的信用信息可加载到NFC设备中且存储在NFC设备中以根据需要使用，而不是携带大量信用卡。NFC设备被简单地轻扣到信用卡终端以将信用信息中继给信用卡终端来完成交易。作为另一个实例，诸如用在公共汽车和火车终端中的票务写入系统可将票价信息简单地写入到NFC设备上，而不是将纸质车票提供给乘客。乘客简单地将NFC设备轻扣至读取器以乘坐公共汽车或者火车，而无需使用纸质
本西
[0005]NFC设备可操作为使得通常称为“读取器”的第一 NFC设备使用来自专用电源(例如电池)的电力来通信，通常称为“标签”的第二 NFC设备无需专用电源来通信。标签从读取器的通信中获得或者得到电力。
[0006]用于NFC设备之间通信的调制数据的功率电平容易波动。这样的波动可能是基于各种条件，例如操作环境波动或者介于标签和读取器之间距离的波动。如果调制数据的波动显著，那么NFC设备之间的通信可能为低效或者不可行的。
【发明内容】
[0007](I) 一种近场通信(NFC)设备,包括:
[0008]天线模块，被配置为根据第一增益参数来发射数据；
[0009]检测模块，被配置为使用所述第一增益参数从第二近场通信设备接收数据且基于所述第一增益参数来提供增益调整信号；以及
[0010]控制器模块，被配置为基于所述增益调整信号来调整所述第一增益参数。
[0011](2)根据(I)所述的近场通信设备，其中，所述检测模块包括:
[0012]峰值检测器电路，被配置为提供指示所接收的所述数据的峰值功率电平的峰值信号;
[0013]比较器，被配置为基于所述峰值信号与参考信号之差提供差信号；以及
[0014]锁存电路，被配置为基于所述差信号提供所述增益调整信号。
[0015](3)根据(2)所述的近场通信设备，其中，所述控制器还被配置为提供指示不存在发射或者接收状态的选通信号。[0016](4)根据(3)所述的近场通信设备，其中，所述峰值信号或者所述增益调整信号是响应于所述选通信号而提供的。
[0017](5)根据(I)所述的近场通信设备，其中，所述控制器还被配置为提供指示不存在发射或者接收状态的选通信号。
[0018](6)根据(I)所述的近场通信设备，其中，所述增益参数包括:
[0019]天线驱动电流，所述控制器还被配置为响应于所述增益调整信号来调整所述天线驱动电流。
[0020]( 7)根据(I)所述的近场通信设备，其中，所述增益参数包括增益/衰减块设定，所述近场通信设备还包括:
[0021]解调器，耦接至增益/衰减块，所述控制器还被配置为响应于所述增益调整信号来调整所述增益/衰减块设定。
[0022](8)根据(I)所述的近场通信设备，其中，所述近场通信设备耦接至电子设备，所述电子设备和所述近场通信设备一起被配置为执行NFC通信。
[0023](9)根据(I)所述的近场通信设备，其中，所述控制器还被配置为基于针对NFC通信的操作阈值来提供参考信号。
[0024](10) 一种近场通信(NFC)设备，包括:
[0025]控制器，被配置为产生指示未发射或者接收数据的状态的选通信号；
[0026]检测器模块，被配置为检测通信信号，并且响应于所述选通信号来提供信号度量；以及
[0027]调整模块，被配置为基于所述信号度量来调整所述近场通信设备的操作参数。
[0028]( 11)根据(10)所述的近场通信设备，其中，所述信号度量包括滤波调整信号，所述近场通信设备还包括:
[0029]调制器，耦接至第一滤波器；以及
[0030]解调器，耦接至第二滤波器，
[0031]以及其中，所述调整模块还被配置为响应于所述滤波调整信号来调整所述第一滤波器或所述第二滤波器的滤波设定。
[0032]( 12)根据(10)所述的近场通信设备，其中，所述信号度量是基于与操作参数阈值的比较而提供的。
[0033](13)根据(10)所述的近场通信设备，包括:
[0034]天线模块，被配置为通过天线驱动器输出来发射通信信号。
[0035](14)根据(13)所述的近场通信设备，其中，所述检测器模块还被配置为判定所述天线模块的阻抗。
[0036]( 15)根据(14)所述的近场通信设备，其中，所述信号度量从由以下各项构成的组中选择:
[0037]天线模块阻抗位准；
[0038]天线模块功率电平；
[0039]天线模块电压电平；以及
[0040]天线模块电流电平。
[0041](16) 一种用于控制近场通信(NFC)设备中通信的方法，所述方法包括:[0042]由第一近场通信设备经由基于第一增益参数的磁场来发射第一信号；
[0043]由所述第一近场通信设备经由来自使用所述第二增益参数的第二近场通信设备的磁场接收第二信号；
[0044]由所述第一近场通信设备测量信号度量以提供参数调整信号；以及
[0045]由所述第一近场通信设备基于所述参数调整信号来调整所述第一增益参数。
[0046](17)根据(16)所述的方法，其中，所述调整步骤还包括:
[0047]在未调制状态中选通调整与所述磁场相对应的所述第一增益参数。
[0048]( 18)根据(16)所述的方法，所述近场通信设备包括可调整天线驱动器，以及其中，所述发射步骤包括:
[0049]由所述可调整天线驱动器发射所述第一信号，以及其中，所述调整步骤包括:
[0050]由所述第一近场通信设备调整所述可调整天线驱动器的电压或者电流。
[0051](19)根据(16)所述的方法，还包括:
[0052]产生参考信号，
[0053]其中，所述调整步骤包括:
[0054]基于所述参考信号来调整所述第一增益参数。
[0055](20)根据(16)所述的方法，还包括以下步骤:
[0056]将所述第一增益参数作为记录数据存储在存储器中，
[0057]其中，所述调整步骤包括:
[0058]基于所述记录数据来调整所述第一增益参数。
【专利附图】
【附图说明】
[0059]图1图示根据本发明示例性实施方式的NFC设备操作的方块图；
[0060]图2图示根据本发明示例性实施方式的能够优化通信的NFC读取器设备的方块图；
[0061]图3图示可用于根据本发明示例性实施方式的NFC设备中的检测模块的方块图；
[0062]图4图示可用于根据本发明示例性实施方式的NFC设备中的NFC控制器模块和调制器的方块图；
[0063]图5A图示可用于根据本发明示例性实施方式的NFC设备中的天线驱动器和天线模块的一个配置的方块图；
[0064]图5B图示可用于根据本发明示例性实施方式的NFC设备中的天线驱动器和天线模块的第二配置的方块图；
[0065]图6图示可由根据本发明示例性实施方式的NFC设备使用的通信的时序的时序图；
[0066]现在将参考附图描述本发明。图中，相似参考标号通常指示相同、功能相似以及/或者结构相似的元件。元件首次出现的附图由参考标号中最左边的数字指示。
【具体实施方式】
[0067]以下的详细说明书参照附图来说明符合本发明的示例性实施方式。在【具体实施方式】中提到“一个示例性实施方式”、“示例性实施方式”、“实例示例性实施方式”等表示所描述的示例性实施方式可以包括特定特征、结构、或特性，但是并不是每个示例性实施方式都必须包括该特定特征、结构、或特性。此外，这类措辞不一定指相同的示例性实施方式。此外，当结合示例性实施方式来描述特定特征、结构、或特性时，在本领域普通技术人员的知识范围内，可以结合明确地描述或没有明确描述的其他示例性实施方式来实现这样的特征、结构、或特性。
[0068]这里描述的示例性实施方式用于说明目的而非进行限制。其他示例性实施方式是可能的，并且在本发明的精神和范围内，可以对示例性实施方式进行修改。因此，【具体实施方式】部分并无意限制本发明。相反，本发明的范围仅根据以下的权利要求及其等同物来限定。
[0069]本发明的实施方式能够以硬件、固件、软件、或者其任意组合来实现。本发明实施方式还可以实现为机器可读介质上存储的指令，其可以由一个或多个处理器读取并执行。机器可读介质可以包括用于以机器(例如，计算设备)可读形式来存储或传输信息的任何机制。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(R0M)，随机存取存储器(RAM)，磁盘存储介质，、光存储介质，闪存设备，电学、光学、声学或其他形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)等。此外，这里可以将固件、软件、例程、指令描述为执行特定动作。然而，应当理解，这种描述仅仅是为了方便，而这种动作实际上源于执行固件、软件、例程、指令等的计算设备、处理器、控制器、或其他设备。
[0070]示例性实施方式的以下详细描述将充分揭示本发明的一般特征，通过应用本领域普通技术人员的知识，在不背离本发明的精神和范围的情况下，其他人不用过度实验，就可以容易地修改和/或调整各种应用的这种示例性实施方式。因此，基于这里给出的教导和指导，这种调整和修改旨在示例性实施方式的含义和多个等同物内。应当理解，这里的措辞和术语是为了描述而非限制，因此，本说明书的措辞或术语将由相关领域的普通技术人员根据这里的教导来解释。
[0071]虽然本发明的说明书将就NFC来进行描述，但是相关领域的普通技术人员将认识至IJ，在不背离本发明的精神和范围的情况下，本发明可以应用于使用近场和/或远场的其他通信。例如，虽然使用NFC功能通信设备来描述本发明，但是相关领域的普通技术人员将认识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下，这些NFC功能通信设备的功能可以应用于使用近场和/或远场的其他通信设备。
[0072]示例件沂场通信(NFC)操作环塏
[0073]图1示出了根据本发明示例性实施方式的NFC环境的框图。NFC环境100在彼此充分接近的第一 NFC设备102和第二 NFC设备104之间提供了信息(诸如一个或多个命令和/或数据)的无线通信。在不背离本发明的精神和范围的情况下，对于相关领域的普通技术人员显而易见的是，第一 NFC设备102和/或第二 NFC设备104可以实现为独立或分立设备，或者可以纳入或者耦接到另一电子设备或主机设备(诸如移动电话、便携式计算设备)、另一计算设备(诸如个人计算机、笔记本、或台式机)、计算机外设(诸如打印机、便携式音频和/或视频播放器、支付系统)、票务写入系统(诸如停车票务系统、公共汽车票务系统、火车票务系统、或入场票务系统)、或者在票务读取系统、玩具、游戏、海报、包装、广告材料、产品存货检查系统和/或任何其他合适的电子设备。
[0074]第一 NFC设备102以及/或者第二 NFC设备104在对等(P2P)通信模式或者读取器/写入器(R/W)通信模式中彼此交互从而交换信息。在P2P通信模式中，第一 NFC设备102和第二 NFC设备104可被配置为根据主动通信模式以及/或者被动通信模式来操作。第一 NFC设备102根据第一操作参数Pl将其相应的信息调制到第一载波上(称为调制信息通信)，且通过将调制信息通信施加于第一天线来产生第一磁场，以提供第一信息通信152。在主动通信模式中，在第一 NFC设备102将其相应信息传送到第二 NFC设备104之后，该第
一NFC设备停止产生第一磁场。可替换地，在被动通信模式中，第一 NFC设备102根据第一操作参数Pl继续施加没有其相应信息的第一载波(称为未调制信息通信)，从而在信息已传送至第二 NFC设备104时仍继续提供第一信息通信152。
[0075]第一 NFC设备102充分接近第二 NFC设备104，使得第一信息通信152感应耦合到第二 NFC设备104的第二天线上。第二 NFC设备104根据第二操作参数P2来解调第一信息通信152以恢复信息。第二 NFC设备104可通过以下方式来对该信息进行响应:根据第二操作参数P2将其相应的信息调制到第二载波上且通过将该调制信息通信施加于第二天线来产生第二磁场，从而以主动通信模式提供第二信息通信154。可替换地，第二 NFC设备104可通过以下方式来对该信息进行响应:利用其相应信息来调制第二天线从而调制第一载波，从而以被动通信模式提供第二信息通信154。
[0076]在R/W通信模式中，第一 NFC设备102被配置为以发起者或者读取器操作模式进行操作，第二 NFC设备104被配置为以接受者或者标签操作模式进行操作。然而，该实例并不是限制性的，相关领域的技术人员应当认识到，在不背离本发明精神和范围的情况下，根据本文教导，第一 NFC设备102可被配置为以标签模式进行操作，第二 NFC设备104可被配置为以读取器模式进行操作。第一 NFC设备102根据第一操作参数Pl将其相应信息调制到第一载波上，且通过将该调制信息通信施加于第一天线来产生第一磁场，以提供第一信息通信152。一旦信息已经传送到第二 NFC设备104，第一 NFC设备102根据第一操作参数Pl继续施加没有其相应信息的第一载波，以继续提供第一信息通信152。第一 NFC设备102充分接近第二 NFC设备104，使得第一信息通信152感应耦合到第二 NFC设备104的第二天线上。
[0077]第二 NFC设备104从第一信息通信152获得或者得到电力，以恢复、处理以及/或者响应信息。此外，第二 NFC设备104可通过以下方式来对该信息进行响应:根据第二操作参数P2利用其相应信息调制第二天线，从而调制第一载波，以便提供第二信息通信154。
[0078]第一操作参数Pl和第二操作参数P2表示可分别由第一 NFC设备102和第二 NFC设备104用于发射、处理和接收信息的多种可配置参数。例如，第一操作参数Pl以及/或者第二操作参数P2可表示要由它们各自的NFC设备使用的增益、要由它们各自的NFC设备使用的调制/解调方案、要由它们各自的NFC设备使用的数据速率、要由它们各自的NFC设备使用的编码/解码方案、以及/或者其任何组合。通常，第一 NFC设备102以及/或者第
二NFC设备104可动态配置第一操作参数Pl和第二操作参数P2，从而提供这些NFC设备之间的有效通信。在一些情况下，第一 NFC设备102可动态配置第二 NFC设备104的第二操作参数P2，第二 NFC设备104可动态配置第一 NFC设备102的第一操作参数Pl。
[0079]示例件NFC设各
[0080]图2图示根据本发明示例性实施方式的能够优化通信的NFC读取器设备的方块图。如图2所示，NFC读取器200可表示第一 NFC设备102以及/或者第二 NFC设备104的示例性实施方式。用于第一 NFC读取器200的电源以及相关的电力耦接在图2中未示出。应当注意，虽然图2中图示单独的电路块，但是电路块并不必实现为与NFC控制器模块202分开的硬件。图2中所示电路块表示的功能的任何一个、一些或者全部可实施为单个控制器的一部分。NFC控制器模块202可有助于另一个NFC设备之间的通信以及/或者控制NFC读取器200的各种通信组件的操作。NFC控制器模块202将要被发射到另一个NFC设备的信息作为数字发射数据201进行发送。NFC控制器模块202也经由数字接收数据209从另一个NFC设备接收信息。
[0081]NFC控制器模块202也可提供通用控制信号207，从而配置以及/或者控制一个或者多个电路组件的一个或者多个可配置参数。该一个或者多个可配置参数可表示(例如)NFC读取器200的增益、要由NFC读取器200使用的调制/解调方案、要由NFC读取器200使用的编码/解码方案以及/或者其任何组合。这些可配置参数的其它实例可包括调整滤波响应、阻抗匹配、天线增益、一个或者多个天线选择、驱动天线电流、驱动天线电压、增益/衰减块设置或者选择特定通信协议以及/或者调制类型。操作参数中任何一个、一些或者全部可被控制，其可被集成为调制器204、解调器208、天线驱动器212以及/或者天线模块210的一部分。通常，NFC控制器模块202可经由通用控制信号207配置一个或者多个可配置参数，使得信号度量205小于或者等于最大阈值、大于或者等于最小阈值以及/或者介于最大阈值和最小阈值之间。此外，NFC控制器模块202可视情况提供要由检测模块206使用的选通信号203，从而在某些时刻选择性提供信号度量205。最后，NFC控制器模块202可提供一个或者多个参考信号215，该参考信号可被用于提供将要由NFC读取器200的其它电路利用的电压以及/或者电流阈值信号。
[0082]检测模块206监测恢复信号211，该恢复信号包括从另一个NFC设备接收的调制信息。检测模块206测量以及/或者监测恢复信号211以产生信号度量205，诸如中值电压以及/或者电流电平、平均电压以及/或者电流电平、瞬时电压以及/或者电流电平、均方根电压以及/或者电流电平、中值功率、平均功率、瞬时功率、均方根功率、最大电压以及/或者电流电平、最小电压以及/或者电流电平以及/或者在不脱离本发明精神和范围的情况下对于相关领域技术人员显而易见的提供信号度量205的任何其它合适的信号度量。根据对于特定应用要被测量以及/或者监测的信号度量205的类型，恢复信号211可提供在天线驱动器212以及/或者天线模块210处，如图2虚线所示。
[0083]调制器204对数字发射数据201进行调制并将其转换至模拟域作为调制模拟发射数据213。解调器208对恢复信号211进行解调并将其转换为要由NFC控制器模块202处理的数字接收数据209。调制器204以及/或者解调器208可被特征化为具有能够响应于通用控制信号207进行配置以及/或者控制的各种可配置参数。
[0084]天线驱动器212和天线模块210配合工作以发射第一信息通信252以及接收第二信息通信254。为了发射数据，天线驱动器212应用调制模拟发射数据213来产生天线驱动信号217。天线驱动信号217然后被馈送到天线模块210，其中天线模块210将第一信息通信252发射到另一个NFC设备。具体地，天线模块210将天线驱动信号217施加至其感应耦合元件来产生表示调制模拟发射数据213的磁场，从而提供第一信息通信152。
[0085]为了接收数据，天线驱动器212可被配置为提供与天线驱动信号217成比例的恢复信号211。在接收操作期间，模拟发射数据213以及因此天线驱动信号217被保持为基本恒定且未调制状态。天线模块从另一个NFC设备接收第二信息通信254，由于在发送第二信息通信254的另一个NFC设备处的波动，另一个NFC设备调制由天线驱动器212看见的天线模块210的负载。恢复信号211的调制提供由解调器208解调的接收数据。天线模块210以及/或者天线驱动器212都可被特征化为具有响应于通用控制信号207可配置以及/或者控制的各种可配置参数。
[0086]示例性检测模块
[0087]图3图示可用于根据本发明示例性实施方式的NFC设备中的检测模块的方块图。检测模块300测量以及/或者监测要由控制器模块(例如控制器模块202)用于配置以及/或者控制NFC设备(例如第一 NFC设备102、第二 NFC设备104以及/或者NFC读取器200)的一个或者多个可配置参数的恢复信号(例如恢复信号211)的信号度量。检测模块300包括峰值检测器电路320、比较器322和锁存电路324。检测模块300可表示检测模块206的示例性实施方式。
[0088]检测模块300接收恢复信号211，进而产生与恢复信号211的功率电平成比例的信号度量205。峰值检测器电路320产生跟踪恢复信号211的最大或者峰值功率电平的峰值信号321。峰值检测器电路320并不限于模拟设计，且可包括在模拟以及/或者数字域中操作的各种混合信号组件。通过选通信号203可使能、禁用以及/或者修改峰值检测器电路320的操作以及/或者配置。可使用在不脱离本发明精神和范围的情况下对于相关领域技术人员显而易见的任何合适方式来实现峰值检测器电路320，从而检测恢复信号211的峰值功率电平。
[0089]比较器322比较峰值信号321与参考信号215。比较器322输出差信号323，该差信号与峰值信号321和参考信号215之差成比例。参考信号215并不限于预定值或者恒定值，而可由NFC控制器模块202对于特定应用以及/或者操作环境来动态改变。比较器322可被配置为使得差信号323指示峰值信号321和参考信号215之差的符号以及/或者大小。换言之，通过监测与参考信号215相比峰值信号321的变化，差信号323可指示恢复信号211的峰值功率是否太高或者太低。
[0090]锁存电路324基于差信号323将信号度量205提供给NFC控制器模块202。通过选通信号203来实现使用差信号323产生信号度量205。以此方式，锁存电路324用作“离合器”，从而即使与差信号323、峰值信号321以及/或者恢复信号211相关的功率电平连续波动，也仅当需要改变时才改变信号度量205的状态。
[0091]示例性NFC控制器模块
[0092]图4图示可用于根据本发明示例性实施方式的NFC设备中的NFC控制器模块和调制器的方块图。响应于恢复信号(例如恢复信号211)的信号度量205,NFC控制器模块和调制器400配置以及/或者控制NFC设备(例如第一 NFC设备102、第二 NFC设备104以及/或者NFC读取器200)的一个或者多个可配置参数。NFC控制器模块和调制器400包括直接数字合成器(DDS )402、操作控制器模块404和调整模块406。NFC控制器模块和调制器400可表示NFC控制器模块202和调制器204的示例性实施方式。
[0093]DDS 402接收时钟信号401，用于NFC设备的时钟信号产生和频率合成。用于时钟信号401的振荡器电路以及提供时钟信号401的相关连接在图4中未示出。DDS 402也可产生选通信号203以控制信号度量205的时序。选通信号203可产生作为指示NFC设备不发射或者接收数据的时间周期的DDS时序信号的一部分。例如，响应于由操作控制器模块404产生的控制器DDS信号407，DDS 402也可产生选通信号203。
[0094]操作控制器模块404将信息403 (诸如数据以及/或者一个或者多个命令)发送到DDS 402，从而作为数字发射数据201由DDS调制到载波上。操作控制器模块404接收数字接收数据209并提供参考信号215。虽然参考信号215在图4中示出为单线，但是应当注意，对于各种不同目的，可存在任何数目的参考信号作为NFC设备的一部分。参考信号215可为模拟以及/或者数字信号值，对于特定应用以及/或者环境条件，该模拟以及/或者数字信号值中任何一个可被改变或者保持为恒定值。操作控制器模块404可使用控制器调整信号405与调整模块406通信。通过与调整模块406通信，操作控制器模块404还可基于要对其它电路组件作出的调整的类型来定义通用控制信号207。
[0095]操作控制器模块404可被配置为记录(log)各种通信参数，例如数字接收数据209、信号度量205以及/或者通用控制信号207的误码率。操作控制器模块404可将所记录的数据存储在(例如)非易失性存储器中，且在初始化时或者在电源复位之后存取该记录数据。通过比较所记录的值并且与存储参数关联，操作控制器模块404可利用通用控制信号207来根据记录的数据历史配置NFC设备用于最高效通信。
[0096]响应于信号度量205，调整模块406提供通用控制信号207。调整模块406可经由通用控制信号207配置一个或者多个可配置参数，使得信号度量205小于或者等于最大阈值、大于或者等于最小阈值以及/或者介于最大阈值和最小阈值之间。例如，如果信号度量205太低或者太高，调整模块406可配置通用控制信号207以调整驱动NFC设备的天线的驱动电流。
[0097]第一示例性天线驱动器和天线模块
[0098]图5A图示可用于根据本发明示例性实施方式的NFC设备中的天线驱动器和天线模块的一个配置的方块图。天线驱动器和天线模块500通过监测、采样以及/或者测量在天线驱动器502的输出中电压波动、电流波动以及/或者功率波动来产生恢复信号。可利用通用控制信号207来控制以及/或者配置天线驱动器和天线模块500的各种操作参数。天线驱动器和天线模块500包括天线驱动器502、谐振接口 504和耦合元件506。天线驱动器和天线模块500可表示天线驱动器212和天线模块210的示例性实施方式。更具体地，天线驱动器502可表示天线驱动器212的示例性实施方式，谐振接口 504和耦合元件506可一起表示天线模块210的示例性实施方式。
[0099]虽然图5A所示的信号自始至终描述为差分信号，但是本发明并不限于此。在使用发射以及/或者接收通信磁场的任何适当方式(其在不背离本发明精神和范围的情况下对于相关领域技术人员是显而易见的)的单一驱动或者差分驱动操作模式中，可使用图5A所示的任何信号。
[0100]虽然图5A图示单个天线驱动器502、谐振接口 504和耦合元件506，但是应当注意，本发明并不限于此。例如，可实现多个天线驱动器502、谐振接口 504以及/或者耦合元件506，从而支持对于各种应用的修改，包括增加通信距离、操作频率以及/或者通信协议。
[0101]虽然恢复信号211被示为单线，但是只要在天线模块500内操作的所有信号501、503和211之间保持兼容，恢复信号211可为单端或者差分驱动信号。恢复信号211可使用在不脱离本发明精神和范围的情况下相关领域技术人员应当显而易见的任何合适方式来产生。
[0102]天线驱动器502通过利用差分信号501.1和501.2驱动谐振接口 504来传输调制模拟发射数据213。差分信号501.1和501.2的功率电平以及所产生磁场的强度都与由天线驱动器502输出的电流成比例。由天线驱动器502输出的电流以及/或者电压可由通用控制信号207调整。
[0103]例如，天线驱动器502可作为可配置电流反射镜来操作。在这样的配置中，由恢复信号211来提供通过差分信号501.1和501.2驱动的输出电流的指示。在这样的配置中，天线驱动器502会用作电压驱动器，从而感应流过谐振接口 504和耦合元件506的电流且相应地产生磁场。
[0104]因此，天线驱动器502可对于由另一个NFC设备提供的信息感测差分信号501.1和501.2，以提供恢复信号211。例如，另一个NFC设备(例如第二 NFC设备104)利用其相应的耦合元件来感应地接收所产生的磁场，以得到电力且处理该信息以及/或者提供对该信息的响应。一旦这个其它NFC设备得到足够电力，它就可通过其相应的耦合元件的负载调制来发送第二信息通信154。例如，可通过对在第二耦合元件处感应的电流分流来实现负载调制。由该其它NFC设备的负载调制表现为所产生磁场的调制。因为恢复信号211与所产生磁场成比例，所以随着磁场调制，也调制恢复信号211。通过利用通用控制信号207来调整磁场强度，可因此获得对恢复信号211的功率电平的控制，从而确保针对解调和高效通信的适当功率电平。
[0105]谐振接口 504可包括各种阻抗匹配网络以及/或者变压器耦合元件，以正确地匹配天线驱动器502的阻抗和耦合元件506的阻抗。谐振接口 504提供适当的连接和电路来适应差分信号501.1和501.2，以提供用于发射第一信息通信152的差分天线信号503.1和503.2。在一些情况下(例如，在使用多个耦合元件506的情况下)，谐振接口 504也可包括交换网络。天线交换网络可在几个天线或者一组天线之间切换来适应另一个NFC设备的各种物理位置，以支持分集天线切换，从而增加或者减少天线增益或者支持各种通信频率以及/或者协议。谐振接口 504可被配置为接收通用控制信号207且响应于一个或者多个信号度量205实现该附加功能，如图5A虚线所示。该附加功能可被控制且单独或者与对天线驱动器502的调整一起调整，以提供更大通信效率和可靠性。
[0106]耦合元件506包括一个或者多个天线，该天线被设计为产生分别发射和接收第一信息通信152和第二信息通信154的磁场。大体上，耦合元件506包括被配置且布置为形成调谐元件的一个或者多个电容器、电感器、电阻器、磁线圈天线或者其任何组合。这些电容器、电感器、电阻器可被配置且布置为形成串联谐振电路、并联调谐电路或者其任意组合。耦合元件506可为能够在相同或者不同谐振频率处操作的单个天线或者几个天线。耦合元件506可被配置为接收通用控制信号207且响应于一个或者多个信号度量205实现附加功能，如图5A虚线所示。例如，对于谐振接口 504所描述的交换网络功能可被包括作为耦合元件506的一部分。耦合元件506也可具有用于将天线元件调谐到对于特定应用的特定谐振频率或者谐振频带的一个或者多个调谐电路。该附件功能可单独或者与天线驱动器502的电流调整以及/或者谐振接口 504的功能一起提供，以提供更高通信效率和可靠性。
[0107]例如，谐振接口 504以及/或者耦合元件506可为NFC设备(第一 NFC设备102以及/或者NFC读取器200)的集成部分，例如，被实现为单个集成电路(1C)、半导体晶圆、芯片的一部分，以及/或者被集成为印刷电路板(PCB)设计的一部分。谐振接口 504以及/或者耦合元件506也可为外部设备、片外或者与其它NFC组件分开。天线驱动器502的信号度量(例如天线驱动器502的电压、电流以及/或者阻抗)可被调谐为匹配由片外谐振接口504以及/或者耦合元件506表示的阻抗。天线驱动器502可根据由恢复信号211提供的适当信号度量205由通用控制信号207调谐。
[0108]第二示例性天线驱动器和天线模块
[0109]图5B图示可用于根据本发明示例性实施方式的NFC设备中的天线驱动器和天线模块的第二配置的方块图。天线驱动器和天线模块520以与天线模块500基本相似的方式操作，因此，仅详细讨论天线驱动器和天线模块500与天线驱动器和天线模块520之间的差异。谐振接口 522可利用适当电路来设计，从而以差分或者单端操作模式在一个或者多个点处提供恢复信号211。以此方式配置的恢复信号211可提供附加以及/或者替代的信号度量，例如磁场的RMS功率电平、谐振接口 522的阻抗以及/或者耦合元件506的阻抗。
[0110]虽然图5A至图5B被图示为用于通过恢复信号211提供一个或者多个信号度量205的单独实施方式，但是本发明并不限于此。本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明精神和范围的情况下，恢复信号211可在天线驱动器502以及/或者谐振接口 504处监测。
[0111]示例件NFC通信时序
[0112]图6图示可由根据本发明示例性实施方式的NFC设备使用的通信的时序的时序图。时序图600图示介于配置为在读取器操作模式中操作的第一 NFC设备(例如第一 NFC设备102以及/或者NFC读取器200)与配置为在标签操作模式中操作的第二 NFC设备(诸如第二 NFC设备104)之间随着时间607的数据包传送。
[0113]如图6所示，第一 NFC设备在初始化时间帧602期间可选地从主机设备或者第一NFC设备的用户接收以及/或者处理一个或者多个命令以及/或者信息。初始化时间帧602也可对应于第一 NFC设备复位、重启、开启或者其它方式初始化之后在第一 NFC设备执行通信功能之前的初始化时间周期。
[0114]如图6另外不出，第一 NFC设备在一个或者多个发射时间巾贞604内发射作为发射数据包603的信息(例如第一信息通信152)。此后，第一NFC设备等待长达处理时间帧606，用于第二 NFC设备恢复以及/或者处理发射数据包603。在这个时间期间，第一 NFC设备继续施加没有信息的其相应载波，以允许第二 NFC设备获得或者得到用于恢复以及/或者处理发射数据包603的电力。第一 NFC设备在一个或者多个接收时间帧608内接收作为接收数据包605的、对该信息的响应。
[0115]第一 NFC设备可在处理时间帧606期间动态配置各种可配置参数。在一些情况下，第一 NFC设备可提供选通信号(例如选通信号203)，以选择性配置各种可配置参数。当在第一逻辑电平，该选通信号可指示调整各种可配置参数，而当在第二逻辑电平处时可指示各种可配置参数仍然保持它们当前状态。例如，第一 NFC设备可在处理时间帧606期间动态调整其增益，如以上在图3中讨论。
[0116]处理时间帧606表示第一 NFC设备和第二 NFC设备之间通信的持续时间，藉此在这些设备之间不交换信息。通常，在一个或者多个发射时间帧604以及/或者接收时间帧608期间由于第一 NFC设备的各种可配置参数的任何变化可被误解为信息。因为第一 NFC设备在处理时间帧606期间不发射信息到第二 NFC设备或者从第二 NFC设备接收信息，所以这个时间帧可由第一 NFC设备用于调整各种可配置参数。
[0117]
[0118]应当理解的是，详细的说明书部分而不是摘要部分将用于解释权利要求。摘要可以阐述本发明的一个或多个而不是全部示例性实施方式，因此，并非旨在以任何方式限制本发明和所附权利要求。
[0119]以上已经借助说明了指定功能及其关系的实施的功能构造块描述了本发明。为了便于描述，这里任意地定义了这些功能构造块的界限。只要能适当地执行指定功能及其关系，可以定义其他的界限。
[0120]显然，对于相关领域的普通技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种修改。因此，本发明不应被任何上述示例性实施方式限定，而是应当仅根据以下的权利要求及其等同物来限定。
【权利要求】
1.一种近场通信(NFC)设备，包括: 天线模块，被配置为根据第一增益参数来发射数据； 检测模块，被配置为使用所述第一增益参数从第二近场通信设备接收数据且基于所述第一增益参数来提供增益调整信号；以及 控制器模块，被配置为基于所述增益调整信号来调整所述第一增益参数。
2.根据权利要求1所述的近场通信设备，其中，所述检测模块包括: 峰值检测器电路，被配置为提供指示所接收的所述数据的峰值功率电平的峰值信号； 比较器，被配置为基于所述峰值信号与参考信号之差提供差信号；以及 锁存电路，被配置为基于所述差信号提供所述增益调整信号。
3.根据权利要求2所述的近场通信设备，其中，所述控制器还被配置为提供指示不存在发射或者接收状态的选通信号。
4.根据权利要求3所述的近场通信设备，其中，所述峰值信号或者所述增益调整信号是响应于所述选通信号而提供的。
5.根据权利要求1所述的近场通信设备，其中，所述控制器还被配置为提供指示不存在发射或者接收状态的选通信号。
6.根据权利要求1所述的近场通信设备，其中，所述增益参数包括: 天线驱动电流，所述控制器还被配置为响应于所述增益调整信号来调整所述天线驱动电流。
7.根据权利要求1所述的近场通信设备，其中，所述增益参数包括增益/衰减块设定，所述近场通信设备还包括: 解调器，耦接至增益/衰减块，所述控制器还被配置为响应于所述增益调整信号来调整所述增益/衰减块设定。
8.根据权利要求1所述的近场通信设备，其中，所述近场通信设备耦接至电子设备，所述电子设备和所述近场通信设备一起被配置为执行NFC通信。
9.一种近场通信(NFC)设备，包括: 控制器，被配置为产生指示未发射或者接收数据的状态的选通信号； 检测器模块，被配置为检测通信信号，并且响应于所述选通信号来提供信号度量；以及 调整模块，被配置为基于所述信号度量来调整所述近场通信设备的操作参数。
10.一种用于控制近场通信(NFC)设备中通信的方法，所述方法包括: 由第一近场通信设备经由基于第一增益参数的磁场来发射第一信号； 由所述第一近场通信设备经由来自使用所述第二增益参数的第二近场通信设备的磁场接收第二信号； 由所述第一近场通信设备测量信号度量以提供参数调整信号；以及 由所述第一近场通信设备基于所述参数调整信号来调整所述第一增益参数。
【文档编号】H04B1/40GK103516386SQ201210560193
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年12月20日 优先权日:2012年6月25日
【发明者】阿拉斯泰尔·莱弗利 申请人:美国博通公司