[发明专利]用于移动电话的多模式通信系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年11月26日提交的美国临时申请No.61/417,399的权益，其全部内容通过援引纳入于此。

背景

移动通信设备，包括蜂窝电话、个人数字助理（PDA）、智能电话、其他类型的移动电话、以及类似设备（本文中也统称为移动电话或智能电话），不仅被用于通信（语音和文本），还被用于拍照、发送文本消息、听音乐、上因特网、进行文字处理、看电影、以及诸如此类。消费者正在变得越来越感兴趣使用他们的移动通信设备来执行传统上由RFID标签、接触式信用卡、以及非接触式信用卡来提供的各种交易（例如，转移资金、购买产品等）。

射频标识（RFID）是使用无线电波从贴附到物体的称为RFID标签或标牌的电子标签向RFID读取器转移数据以用于标识和执行某种操作（例如，跟踪该物体、支付交通费、或执行其他某种交易）的技术。能从数米远并且在读取器的视线（LOS）外读取一些RFID标签。然而，绝大多数此类标签是短程的，因为它们使用近场中的无源感应耦合来起作用，即，它们的工作射程是在数厘米到数十厘米的数量级上。该标签的信息是电子存储的，并且通常包括ID号和其他存储的数据。

RFID标签通常包含至少两个部分：集成电路，用于存储和处理信息，用于调制和解调射频（RF）信号，以及用于其他专门功能；以及天线，用于接收和发射信号。RFID读取器发射经编码无线电信号以质询该标签。该标签接收该消息并用其标识信息来响应。RFID读取器通常被设计成使其能够在可能落在该RFID读取器的射程内的若干标签之间加以区分，从而实现几乎并行地读取标签。

非接触式智能卡与RFID标签有关，但通常还将包括可写式存储器或微控制器处理能力。非接触式智能卡有时称为非接触式信用卡，并且包括使该卡与读取器（例如，销售点（POS）终端）之间的通信能被加密的安全元件（SE）。非接触式智能卡经常在交易必须被迅速或不动手地来处理时使用，诸如用在公交系统上，在那里智能卡能被用来支付交通费而甚至不用将其从钱包中取出。用于接触式智能卡通信的标准协议是ISO14443。

有各种各样不同的RFID和非接触式卡标准，并且绝大多数在驻留于高频（HF）频带内的13.56MHz工业科学及医疗（ISM）频带中工作。这些标准包括用于非接触式信用卡（例如，Sony的Felica、NXP的Mifare、NXP的DESFire等，它们全都常用于非接触式交通费支付）的ISO14443标准、以及用于邻域非接触智能卡（常用于门禁控制）的ISO15693标准。依照这些各种各样的标准，读取器、RFID标签、以及非接触式智能卡各自具有它们自己的环形天线，并采用近射程处的感应耦合作为与彼此通信的空中接口。读取器的环形天线与RFID标签（或非接触智能卡）的环形天线彼此感应耦合。这种感应互耦类似于弱耦合的变压器，其中耦合的程度随着RFID标签或非接触智能卡相对于读取器天线的位置和取向而变化。由读取器产生的场在越遥远的位置并且对于使得该RFID标签或非接触式卡在由读取器产生的场的通量线上的横截面天线面积减小的RFID标签或非接触式卡取向上变得越弱。读取器有源地产生场，并且对其进行调制以向RFDI标签或非接触式卡传送数据。为了接收RFID标签或非接触式卡响应，读取器停止其自己的调制，但继续有源地产生场。RFID标签感应耦合到由读取器产生的场，并且通过从该场寄生地汲取能量来工作。RFID标签或非接触式卡对读取器产生的场施加无源负载调制以向该读取器发送数据。RFID标签或非接触式卡通过使施加于其自己的谐振天线的终接阻抗变化来执行负载调制。这种变化的阻抗被感应耦合到读取器，从而跳至所呈现给读取器输出的负载，进而调制读取器的接收端口处的场强和电压。由于RFID标签或非接触式智能卡执行无源负载调制，而不是有源地产生其自己的场，因此它不需要很多能量来工作，这使得它能得以离开读取器的场寄生地工作。

也存在具有电池或其他自给式能源的有源RFID标签，尽管它们不那么常见。有源RFID标签常在想要扩展的通信射程时使用。

本领域中还已知有用于在HF频带中工作的另一个类别的近场设备。这种设备称为近场通信（NFC）设备，并且这种设备根据它自己的协议集（例如，ISO18093以及ECM340）在13.56MHz工作。NFC设备使得能够在彼此紧邻处的两个设备之间实现简化的交易、数据交换、以及无线连接。NFC的本质是既安全又有效的短程无线通信。