[发明专利]用于在近场通信NFC标签设备的前端电路中进行相位校准的方法、前端电路以及NFC标签设备

说明书

一种用于在近场通信NFC标签设备的前端电路中进行相位校准的方法具有以下步骤：接收由NFC信号发生器设备生成的参考信号；接收相位校准命令；生成有源负载调制信号，该有源负载调制信号具有相对于该NFC信号发生器设备的该参考信号的相位差的预先配置的值；测量在该NFC标签设备的天线处所存在的测试信号的振幅，该测试信号通过使该参考信号与该有源负载调制信号叠加而产生；重复以下步骤：修改该相位差的该值，提供具有该相位差的该被修改的值的该有源负载调制信号，测量该测试信号的振幅，以及将该测量振幅与该先前测量的振幅或参考振幅进行比较直到该测量振幅满足预定义条件；存储与该先前测量的振幅相对应的该相位差的值。

技术领域

本申请涉及非接触式系统中的近场通信NFC。特别地，本申请涉及一种用于在NFC标签设备的前端电路中进行相位校准的方法、一种前端电路以及一种NFC标签设备。

背景技术

射频识别(RFID)系统中采用NFC标签设备，这些射频识别系统允许使用电感耦合在NFC标签设备与相应NFC读取器设备之间进行通信。在此通信期间，读取器主要向标签发送命令。随后，标签通过向读取器传输数据(例如，标识信息)来应答。通常标签和读取器设备根据行业标准操作。ISO/IEC 14443是这种行业标准的示例，该标准也是本申请的基础。

ISO/IEC 14443定义了在近距离耦合应用中具有集成NFC标签设备的非接触式芯片卡。根据该标准操作的读取器使用具有频率为13.56MHz(称为载波频率)的信号来将数据传送至标签设备。还被称为转发器的标签设备使用具有载波频率的整数分频器(例如，13.56MHz/16)并且被称为子载波频率的频率的信号来将数据传输至读取器。根据ISO/IEC14443，转发器由读取器的场供电，并且当传输数据时将负载调制施加到读取器信号。

RFID系统的操作范围由读取器的天线与标签的天线之间的耦合因子限制。耦合因子表示对读取器与标签之间的电感耦合的强度的度量，并且基本上是读取器与标签天线之间的距离和角度的函数，以及天线的机械特性或几何结构的函数。为了增加该操作范围或减小天线大小，已经开发出提供具有电源(例如，使这些芯片卡能够有源地生成具有子载波频率的负载调制信号的电池)的芯片卡的概念，由此，对标准ISO/IEC 14443无源负载调制进行仿真。此过程被称为有源负载调制。有源生成的信号与读取器的信号同步。有源调制允许使用微型天线同时维持等于或大于传统(即无源非接触式卡)的交易距离。具有使用微型天线的选择在空间是最关键约束的移动电话或可穿戴设备中是有利的。还降低了天线的成本。长操作范围对好的用户体验以及由此对由应用(如移动电话)中的大众市场对非接触技术的采用来说同样重要。

本申请从使用有源负载调制的标签设备开始。

采用有源负载调制的标签或标签设备被称为有源标签。由读取器生成的信号还被称为参考信号、载波信号或读取器信号。由标签在有源负载调制期间生成的信号还被称为有源负载调制信号。

图1描绘了同样使用有源负载调制的已知NFC系统。该系统具有NFC标签设备T’和NFC读取器设备R。读取器R经由其天线借助于具有载波频率的载波信号发射磁场。标签T’使用子载波频率响应于有源负载调制信号。通常，集成有源负载调制的标签设备T’与读取器R之间的通信是半双工的。非接触式读取器R发送命令，并且在卡仿真模式中的标签设备T’应答此命令。若干命令形成交易，这些命令中的每个命令之后是卡响应。执行用于支付、访问控制或运输的交易。

在传统标签设备T’中，通过在其自身的天线上交换电容或电阻负载来实现无源负载调制。在与ISO 14443兼容的有源负载调制中，标签T’生成与读取器磁场同步的13.56MHz的信号，以便对数据进行调制。在读取器侧，此负载调制信号具有与传统无源负载调制信号完全相同的特性。负载调制的强度由负载调制振幅定义。行业标准ISO 14443或EMVCo定义了对参数的限制以及测量需要的设置。有源负载调制的好处是：可以使用比无源标签的天线小几百倍的天线产生相同的负载调制振幅。