[发明专利]用于近场通信（NFC）设备中的直接射频（RF）采样的装置和方法

说明书

本发明实施例提供了一种用于通过降低前端模拟模块的要求并将这些要求转移给数字模块，以高于载波频率的速率对近场通信(near field communication，NFC)接收器进行直接RF采样的方法和系统。

技术领域

本发明实施例涉及一种能够进行直接射频(radio frequency，RF)采样的近场通信(near field communication，NFC)接收器架构。

背景技术

近场通信(near field communication，NFC)能够使两个设备无需接触即可进行短距离通信，通常要求在4cm或者更短的短程距离内发起连接。NFC连接速度远快于蓝牙或Wi-Fi等其它通信技术。用户只需要将两个支持NFC的设备置于读取范围内即可在这两个设备之间自动传输数据。NFC应用包括但不限于信用卡支付、票务、内容共享、快速配对。

支持NFC的设备可作为使用13.56MHz的载波频率来调制信息比特的NFC阅读器或者NFC卡或标签。在典型的NFC接收器中，经过下变频或包络检测之后才对接收的NFC调制信号进行采样。这是由于较早的CMOS技术，例如0.35um或0.18um CMOS工艺技术，只提供低分辨率、低采样频率的模数转换。

图1A示出了现有零中频NFC接收器架构。模拟前端包括：直接同相与正交相模拟混频器，用于将接收到的信号下变频为基带信号；模拟滤波器，用于过滤出混频器输出的高频分量；VGA，用于放大滤波器输出；以及模数转换器(analogue digital converter，ADC)，用于将VGA输出转换为数字信号。通常采用低分辨率ADC来进行NFC振幅键控(amplitudeshift keying，ASK)解调或二进制相位键控(binary phase-shift keying，BPSK)解调。

然而，预计图1A的架构具有以下缺点：对RF信号进行采样之前的模拟前端复杂度高；要求同相与正交相时钟生成；模拟和数字硅区域的整体面积较大；现有移动设备或平板电脑中不采用强基带处理。

图1B示出了现有的基于包络检波器的NFC接收器架构。模拟前端包括：二极管包络检波器；高通滤波器，用于移除直流(direct current，DC)偏移；增益放大器，用于放大信号；低通滤波器，用于对RF载波和其谐波进行滤波；比较器，用于将数据数字化以供进一步处理。与图1A的架构相比，在图1B的架构中，接收器链中不要求本振混频或高分辨率ADC。

然而，预计图1B的架构具有以下缺点：接收器灵敏度有限；具有低调制指数的信号可能会造成问题；相比其它架构，噪音较大；仅可能使用幅度解调并且可能存在NFC通信漏洞问题。

鉴于上述及其它问题，高分辨率和高采样频率是所需要的。

发明内容

根据本发明的一项实施例，提供了一种近场通信(near field communication，NFC)接收器。所述NFC接收器包括：

模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)，用于以高于接收到的NFC信号载波频率的采样率将所述接收到的NFC信号数字化；

载波频率偏移(carrier frequency offset，CFO)模块，用于在所述NFC接收器作为标签阅读器时估计所述NFC接收器与传播所述接收到的NFC信号的NFC发射器之间的CFO；

数字下变频器，用于在所述NFC接收器作为NFC标签时，通过基于所述估计的CFO进行的CFO校正，将所述数字化信号下变频为以零频率为中心的基带复信号；

包络检波器或检相器，分别用于确定所述下变频信号的振幅或相位，以及生成预解调信号；

以及

解调器，用于从所述预解调信号生成解码比特流。