[发明专利]一种降低高频无线智能卡功耗的方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体地说是一种降低高频无线智能卡功耗的方法。

背景技术

随着移动通信终端，比如手机的应用普及，基于移动通信终端的电子钱包，手机门禁、手机支付等新的应用也越来越引起人们的广泛兴趣。

要满足这些应用，最好的方式是跟现有射频卡刷卡使用方式相同或者相近。这就要求移动通信终端能够像射频卡一样可以通过无线数据通信来跟消费终端、或者门禁控制器来交换数据。

通过手机实现移动支付等功能，需要在手机上实现近场通信功能，目前在手机上实现近场通信功能主要有以下几种模式，第一种模式是NFC手机，是在现有的手机上集成NFC通信模块(Near FieldCommunication)，采用的是13.56MHz的低频感应模式，属于被动式，需要用户更换手机；第二种模式是在手机SIM上加装13.56MHz的低频感应模块，需要改装SIM卡，并且在SIM上会带很大一个感应电路，这种模式无法大规模商业化；第三种模式是在手机上加装2.4G的有源高频感应模式，能有效的解决穿透问题，该种模式在日本得到发展，缺点是用户需要专用的手机，这一点不适合用户更换手机的使用习惯；第四种模式是在SIM卡上集成2.4G的有源高频感应模块(以下称RF-SIM卡)，该种模式非常符合用户的使用习惯。我国国内正在推广的是第四种模式，并作为移动支付的首要标准，但就目前的商用情况，主要存在以下缺点：第一是手机对RF-SIM的适应性问题，第二是RF-SIM卡和RF-SIM卡读卡装置之间的配合问题，主要表现在读卡速度慢，读卡距离不稳定，控制读卡距离难，对于同一个读卡装置，有的手机读卡距离很近，有的手机读卡距离很远，第三是读卡后手机屏幕显示结果慢。以上缺点，从产品上来说，主要归结于两个问题，一个问题是高频无线智能卡的技术不过关，功耗高、瞬间电流大，读卡速度慢，导致很多手机不能适用这种高频无线智能卡，或因读卡速度慢，用户体验效果很差，导致推广工作进展迟缓。另一个问题是读卡装置的问题，主要表现在对读卡距离缺少行之有效的控制方法。总之，现有的技术推出的产品不仅成本高，而且体验效果不好，从而影响了现有移动商务用户的体验及商业化进程，这也是目前推广该技术应用的障碍之一。

如何实现高频无线智能卡的低功耗，有效控制瞬间电流及实现高速刷卡，一直是该领域的一个技术难点，也是实现高频无线智能卡产业化的关键。有一些专利对相关技术进行了研究，例如，专利200410036263.4描述了高频无线智能卡的硬件基本组成，包含的要素，但并未阐述如何去实现低功耗及高速刷卡；另一项专利200710124354.7更细致的阐述了高频无线智能卡的几种物理结构及逻辑原理，但同样没有涉及到如何降低高频无线智能卡功耗和实现高速刷卡等非常重要的软件及硬件技术。

虽然现有技术中，已经有在手机SIM卡中增设射频芯片以扩展使用功能的技术方案，以便此类同时具备SIM卡功能和射频芯片的无线智能卡能够具备更广泛的应用前景。但是现有的技术方案在研究之初，都是只在手机SIM卡中增设低频射频芯片，均未涉及或考虑增加射频芯片后的功耗增加问题。

因为低频射频芯片的功耗较低，如果只是增加低频射频芯片，对无线智能卡的功耗影响不大，还处于可以接受的范围。但是，随着新技术的发展，新的应用更多的要求使用高频射频芯片，但高频射频芯片在工作状态的功耗极大，如果完全忽视其功耗问题，依旧按照在手机SIM卡中增设低频射频芯片的技术方案去增设高频射频芯片，则存在以下问题：

1、高频射频芯片功耗过大，造成手机待机时间过短，给客户带来极大的不便；普通SIM卡休眠状态时电流一般在500微安以下，工作时电流一般几个毫安。待机时间远高于工作时间，这样平均电流应该在1毫安以下。现有手机的待机时间是充分考虑了这个因素而设计，其根本原则是要求手机的平均工作电流越低越好。高频无线智能卡的高频模块在作无线传输时电流很大。无论高频部分工作在接收模式，还是发送模式，电流都至少达到7毫安以上，最高可以达到12毫安以上。连同原有手机IC卡功耗，平均电流将超过8毫安。对于一个电池600毫安小时，待机72小时的手机而言，长期工作在无线收发模式下待机时间将直接减少到原来的一半即36小时，甚至更低。

2、高频射频芯片功耗过大，要求的输入电压在1.9V～3.6V之间，而手机提供给SIM卡的工作电压大致有三种，即1.8V、3.0V、5.0V，高频射频芯片会因电压低而无法正常工作，或因电压过高而损坏，大大降低良品率及兼容性，不能很好的与现有的大多数手机配套使用；