[发明专利]通信装置和信号处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信装置和信号处理方法。更具体地说，本发明涉及能够使用关于如智能卡(即IC卡)的技术来进行的近程通信的通信装置和信号处理方法。

背景技术

目前，便携式设备如具有近程通信功能的智能卡和移动电话被广泛使用。例如由索尼公司开发的有FeliCa^TM智能卡。索尼公司和飞利浦公司也已经开发了称为NFC(近场通信)的近程无线通信标准。

在近场通信中，如13.56MHz的载频被用于在从接触(即0cm)到大约10cm的范围内通信。现在将结合图1A到2B来概述这种通信。在这些距离处，通信可以被认为是具有充当线圈的发送天线和接收天线的两个互感器之间的磁耦合。

图1A示出了用于从读写器10向例如智能卡或类似的应答器20发送数据的过程。图2A示出了用于从应答器20向读写器10发送数据的过程。

下面将结合图1A和图1B来描述用于从读写器10向智能卡或类似的应答器20发送数据的过程。如图1A所示，读写器10将212kbps的发送信息(信号S1b)调制到13.56MHz的载波信号(信号S1a)上，以产生调制信号(信号S1c)，然后通过线圈将该调制信号从发送放大器发送到应答器20。应答器20通过另一个线圈接收输入(即接收)信号(信号S1d)。

图1B示出了载波信号(信号S1a)、发送信息(信号S1b)、发送信号(S1c)和输入(即接收)信号(信号S1d)的信号波形。这里，幅移键控(ASK)被采用作为调制方法。

下面将结合图2A和2B来描述用于从智能卡或类似的应答器20向读写器10发送数据的过程。如图2A所示，读写器10通过线圈从发送放大器向应答器20发送13.56MHz的载波信号(信号S2a)。应答器20将212kbps的发送信息(信号S2b)调制到载波信号上，然后发送所产生的发送信号(信号S2c)给读写器10。读写器10通过线圈接收输入(即接收)信号(信号S2d)。

图2B示出了载波信号(信号S2a)、发送信息(信号S2b)、发送信号(信号S2c)和接收信号(S2d)的信号波形。

图1A和2A中所示的读写器10和应答器20在从接触(即0cm)到大约10cm的范围内通信。在这些距离处，通信可以被认为是具有充当线圈的发送天线和接收天线的两个互感器之间的磁耦合。

这些互感器的特性使得每个线圈以高Q与载频谐振。通过在载频附近谐振，信号被放大使得能够在更远的距离范围内传输。但是，如果两个谐振线圈紧密接近并相互干扰，则发送信号的频率特性变得像图3所示的频率特性。如图3所示，谐振波峰一分为二，载频位于两个波峰之间的波谷处。

对于在0.5mm到100mm之间的各天线距离，图3示出了在两个由线圈组成的天线中的频率和天线电平之间的对应关系。换句话说，图3示出了发送信号的频率特性。例如，在50mm和100mm的天线距离处，天线电平仅在13.56Mhz载频附近呈现出一个波峰。在30mm、6mm和0.5mm的天线距离处，天线电平分裂成两个谐振波峰。这种分裂是由于在天线距离减小时两个谐振线圈的相互干扰。结果，13.56MHz的载频落入两个波峰之间的波谷。

以上情况发生是因为两个线圈的谐振频率根据线圈之间的距离而变化。该变化后面的原理将参考图4和图5来描述。图4示出了两个线圈a和b，这两个线圈对应于图1A和图2A中所示的读写器10和应答器20中的各线圈。图4中由箭头指示的点P右边的阻抗Z_0(s)通过以下公式1来给出。

公式1