[发明专利]射频通信设备以及操作这种射频通信设备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有数据发送装置和数据接收装置的射频(RF)通信设备。

本发明还涉及一种在射频(RF)通信设备之中通信的方法，每个射频(RF)通信设备包括数据发送模式和数据接收模式。

背景技术

近场通信或NFC是一种短距离高频无线通信技术，在大约分米距离上实现设备之间的数据交换。该技术是ISO 14443邻近卡标准(无接触卡，RFID)，将智能卡与读取器的接口组合到单个设备中。NFC是一种在ECMA-340和ISO 18092中标准化的开放平台技术。NFC设备可以与现有ISO 14443智能卡和读取器以及其他NFC设备进行通信，从而与已经用于例如公共运输和支付的现有无接触基础设施相兼容。目前，NFC主要针对移动电话中的使用。

NFC设备经由磁场电感彼此进行通信，其中，每个NFC设备包括环形天线。两个环形天线位于彼此的近场内，有效地形成空心变压器(air-core transformer)。NFC设备在13.56MHz频带内操作，具有几乎2MHz的带宽。

提供两种操作模式：

主动通信模式：在该模式中，从“发起方”向“目标”构建NFC连接。发起方从而用作主动设备，不断发射电磁载波信号场。目标是非活动的(从能量的观点)，即，目标不发射无线电场。发起方在数据发送期间(例如，通过开/关键控)通过对其载波信号进行调制来向目标发送数据。发生从目标向发起方的数据发送在于，目标通过负载调制对已有电磁载波信号场进行调制。负载调制意味着，目标改变电路的电阻，该电路包括接收载波信号的接收线圈。电阻的这种改变可以通过添加或移除电阻器或者通过接收线圈的短路来完成，并且在发起方的发送线圈中引起可检测的压降，这是因为接收线圈和发送线圈用作经由空心耦合的变压器的主线圈和副线圈。通过电阻的一系列改变，可以从目标向发起方顺序地发送数据。在这种模式中，目标设备可以从发起方提供的电磁场汲取其工作功率，因此使得目标设备成为应答器。

主动通信模式：发起方和目标设备通过交替产生它们自己的调制电磁场来通信。设备在等待数据时去激活其RF场，两个设备典型地都需要有电源。在这种主动通信模式中，主导调制过程是曼彻斯特(Manchester)编码和修改的密勒(Modified Miller)编码。

尽管已经证明NFC是可靠的数据传输系统，但是NFC具有的缺点是可实现的数据传输速率是有限的(典型地，实现小于500kBd的数据传输速率)。

数据传输速率不足的问题通常牵涉到射频识别(RFID)系统，并且阻碍了高度发展的RFID应用的实现。这种应用的示例是电子护照，其中，将照片、指纹和其他生物数据存储在RF应答器中，并且必须在可能的最短时间内传送给读取器，以避免移民单位等处的长队。

尽管能够通过增大带宽来提高数据传输速率，但是该简单方法不是可行的，因为可用带宽由国际标准严格规定，并且不存在自由频带。至此，解决该僵局的唯一方式似乎利用更高阶的调制方案，更高阶的调制方案的缺点是其实现方式相当复杂并需要高技术努力。

发明内容

本发明的目的是提供一种第一段中定义的类型的射频通信设备，以及一种第二段落中定义的类型的通信方法，其中，避免了上述缺点。

为了实现上述目的，根据本发明的射频通信设备包括以下特征：

一种射频(RF)通信设备，具有数据发送装置和数据接收装置，其中，数据发送装置包括负载调制装置，所述负载调制装置适于接收由另一RF通信设备发射的射频载波信号并且根据要发送的数据通过负载调制对RF载波信号进行调制；数据接收装置包括RF频率载波信号发生器和负载解调装置，RF频率载波信号发生器适于发射射频载波信号，负载解调装置连接至射频载波信号的发射路径并且在射频载波信号已经被另一RF通信设备负载调制时对射频载波信号进行解调。

为了实现上述目的，根据本发明的射频通信方法包括以下特征：

一种在射频(RF)通信设备之间通信的方法，每个射频(RF)通信设备包括数据发送模式和数据接收模式，其中，在数据发送模式中，接收另一RF通信设备所发射的射频载波信号，并且根据要发送的数据对射频载波信号进行负载调制；在数据接收模式中，当RF频率载波信号已经被另一RF通信设备调制时，产生、发射和负载解调RF频率载波信号。