[发明专利]一种限制距离的低频通信系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于近距离通讯技术领域，尤其涉及一种限制距离的低频通信系统及方法。

背景技术

手机射频识别(Radio Frequency Identification、RFID)技术将RFID芯片内置在手机或手机智能卡中，实现手机功能与RFID功能的集成，用户可刷手机实现移动支付、金融服务、购物消费、乘车服务、身份认证等诸多近距离移动支付应用。目前，主流手机RFID解决方案按照工作频率可分为两大类，即13.56MHz方案和2.4GHz方案，其中，基于2.4GHz的RFID-SIM将射频技术集成到SIM卡中一起封装成SIM卡的形式，RFID-SIM既支持标准的SIM卡功能，也可完成近距离无线通信，是智能卡技术与非接触领域相结合的典型代表。

在很多移动支付应用中，需要确定可支付距离范围，并判断手机或者支付SIM卡进入支付的距离，从而避免过远距离的误刷卡。其中，中国发明专利一种近距离通信方法及系统CN201010166226.0采用低频交变磁场信号来传输数据，即采用预设的发射参数发射低频交变磁场信号，该低频交变磁场信号的最高频率f0，优选低频交变磁场信号频率可以为500Hz、1KHz、1.5KHz、2KHz、2.5KHz、3KHz、4KHz、5KHz、10KHz、20KHz或30KHz。

现有方案低频交变磁场信号直接采用基带信号进行传输，传输的能量衰减较快，距离较近，且针对多个不同的传输速率，需要产生不同频率的交变磁场信号，电路控制较为复杂，代价较高。

发明内容

本发明实施例提供了一种限制距离的低频通信系统及方法，旨在解决现有技术采用基带信号进行传输，传输的能量衰减较快，距离较近，且针对多个不同的传输速率，需要产生不同频率的交变磁场信号，电路控制较为复杂，代价较高的问题。

一方面，提供一种限制距离的低频通信系统，所述系统包括：通信发送装置和通信接收装置，其中，所述通信发送装置包括发射线圈，所述通信接收装置包括接收天线，所述通信发送装置包括：

编码单元，用于对待发送数据进行差分曼彻斯特编码，获得待发送的电流信号波形；

调制单元，分别与所述编码单元连接，用于采用预设高频率时钟，通过信号开关控制所述待发送的电流信号波形的在持续时间内的脉冲宽度或/和脉冲密度，获得预设信号速率的电流信号；

功率放大单元，分别与所述调制单元和发射线圈连接，用于经过第一功率放大器对所述电流信号进行放大，之后输出至所述发射线圈发送。

进一步地，所述通信接收装置包括：

滤波单元，用于将所述接收天线接收到的电流信号通过低通滤波器滤除较高频率的信号，获得滤波信号；

放大单元，用于通过第二功率放大器对所述滤波信号进行放大；

解码单元，用于对放大后的所述滤波信号进行差分曼彻斯特解码，获得所述预设信号速率的数据。

进一步地，所述调制单元包括调制电路，所述调制电路包括载波频率配置寄存器；与所述载波频率配置寄存器输出端连接的载波时钟；分块配置寄存器；与所述分块配置寄存器输出端连接的第一计数器；第一配置寄存器；分别与所述第一配置寄存器输出端连接的第二计数器；第二配置寄存器；分别与所述第二配置寄存器输出端连接的第三计数器；与所述第一计数器输出端、第二计数器输出端和第三计数器输出端连接的输出电平产生器，所述第二计数器输出端与所述第一计数器输入端连接，所述第二计数器输出端与所述第三计数器输入端连接。

进一步地，所述调制单元具体包括：

周期计算模块，用于根据所述载波频率配置寄存器中配置的预设高频率时钟和传输码率的比值，获得单位比特信号传输占用的载波周期数值S；

脉宽获取模块，用于获得所述单位比特信号传输占用的载波周期数值S内等级数值N个脉宽调制，所述N配置与第一配置寄存器中并输出至所述第二计数器，N为整数，需要满足条件N*N约等于S；

周期寄存模块，用于根据持续载波周期R/等级数值N，将其商值作为第一数值Q和其余数作为第三数值R，所述Q配置于所述分块配置寄存器中并输出至所述第一计数器，所述R配置于所述第二配置寄存器中并输出至所述第三计数器，Q、R为整数；

周期划分模块，用于将S个载波周期分为Q+1个小块，其中，前Q个小块包含N个时钟周期，最后一个小块包含R个时钟周期；

脉宽调制模块，用于在每个小块内，根据此时的块值，控制脉宽调制的高电平占空比或者脉冲密度调制的高电平出现密度线性增大或者减小。

进一步地，所述预设高频率时钟包括1M、2M、4M或8M。