近场通信方法、装置及系统

技术领域

本申请涉及一种近场通信方法、装置及系统，尤其涉及一种增强近场通信设备间的通信性能的近场通信方法、装置及系统。

背景技术

近场通信(NFC，Near Field Communication)依赖于两个NFC设备间相互耦合的磁场来实现通信，以常见的读卡器与无源卡片之间的通信为例，读卡器以一定发射功率发射磁场，无源卡片的天线从该磁场中感应出电压，当感应电压足够大时，无源卡片被激活(即能够正常工作)，从而接收读卡器发射的命令，并通过负载调制向读卡器回复信号。

NFC设备可以采用多种通信技术在彼此之间进行通信，这些是通过不同的编码及/或调制方式来实现的，执行NFC轮询操作可用于找出附近的NFC配对设备，现有技术中的近场通信方法结合低功率卡检测和全功率轮询，可以节省全功率轮询消耗的电量。

在此基础上，如何增强近场通信设备的通信性能是本领域的研究重点。

发明内容

本申请提供一种近场通信方法，能够有效解决现有的改善近场通信设备的通信性能的问题。

第一方面，提供了一种近场通信方法，包括：

执行低功率卡检测，直至检测到至少一近场通信装置或执行低功率卡检测达到预设条件；执行全功率轮询；其特征在于：读卡器针对不同NFC技术采用不同的发射功率以执行所述全功率轮询。

在一些可能的实现方式中，所述预设条件包括：

执行低功率卡检测的次数达到所述低功率卡检测次数n；

或者，执行低功率卡检测的持续时间达到预设时长。

在一些可能的实现方式中，所述NFC技术包括：NFC-A、NFC-B、NFC-F或NFC-V中的至少一种。

在一些可能的实现方式中，在寄存器或存储器中分别配置不同NFC技术对应的发射电压，以使得读卡器针对不同NFC技术采用不同的发射功率以执行所述全功率轮询。

在一些可能的实现方式中，在执行全功率轮询的所述NFC技术包括NFC-A、NFC-B、NFC-F和NFC-V中的一种的情况下：

通过读卡器获取与所述NFC技术对应的发射电压从而产生发射场，所述发射场包括询卡命令，所述询卡命令用于获取目标卡片的回复信号。

在一些可能的实现方式中，在执行全功率轮询的所述NFC技术包括NFC-A、NFC-B、NFC-F和NFC-V中的任意两种的情况下：

通过读卡器获取与第一NFC技术对应的第一发射电压，从而发射具有第一功率的第一发射场；若未收到响应于第一发射场的回复信号；通过读卡器获取与第二NFC技术对应的第二发射电压，从而发射具有第二功率的第二发射场；其中，所述第一功率与所述第二功率不同。

在一些可能的实现方式中，在执行全功率轮询的所述NFC技术包括NFC-A、NFC-B、NFC-F和NFC-V中的任意三种的情况下：

通过读卡器获取与第一NFC技术对应的第一发射电压，从而发射具有第一功率的第一发射场；若未收到响应于第一发射场的回复信号；通过读卡器获取与第二NFC技术对应的第二发射电压，从而发射具有第二功率的第二发射场；若未收到响应于第二发射场的回复信号；通过读卡器获取与第三NFC技术对应的第三发射电压，从而发射具有第三功率的第三发射场；

其中，所述第一功率、所述第二功率与所述第三功率中至少两者不同。

在一些可能的实现方式中，在执行全功率轮询的所述NFC技术包括NFC-A、NFC-B、NFC-F和NFC-V中的四种的情况下：

通过读卡器获取与第一NFC技术对应的第一发射电压，从而发射具有第一功率的第一发射场；若未收到响应于第一发射场的回复信号；

通过读卡器获取与第二NFC技术对应的第二发射电压，从而发射具有第二功率的第二发射场；若未收到响应于第二发射场的回复信号；通过读卡器获取与第三NFC技术对应的第三发射电压，从而发射具有第三功率的第三发射场；若未收到响应于第三发射场的回复信号；通过读卡器获取与第四NFC技术对应的第四发射电压，从而发射具有第四功率的第四发射场；

其中，所述第一功率、所述第二功率、所述第三功率与所述第四功率中至少两者不同。

在一些可能的实现方式中，与所述NFC-B技术对应的发射功率大于所述NFC-F技术和所述NFC-V技术对应的发射功率，与所述NFC-A技术对应的发射功率小于所述NFC-F技术和所述NFC-V技术对应的发射功率，以使读卡器对不同NFC技术卡片的读卡距离最大化。

在一些可能的实现方式中，所述执行低功率卡检测包括：执行每次低功率卡检测的发射功率相同。

在一些可能的实现方式中，所述执行低功率卡检测包括：执行每次低功率卡检测的发射功率不同。

第二方面，提供了一种近场通信装置，包括：近场通信控制器，所述近场通信控制器用于执行权利要求1-11所述的近场通信方法。

第三方面，提供了一种一种近场通信系统，包括：读卡器和卡片，所述读卡器基于权利要求1-11所述的近场通信方法执行与所述卡片的近场通信交互过程。

与现有技术相比，本申请实施例的有益效果在于：读卡器针对不同NFC技术采用不同的功率发射轮询命令，射频场的不同发射功率兼顾读卡器读取不同卡片的通信距离，进而满足近场通信设备间连接距离的要求，改善近场通信设备的通信性能，提升读卡成功率，提升用户体验。

附图说明

图1是本申请实施例一种近场通信方法的示意图；

图2是相关技术中轮询操作的示意图；

图3a是本申请实施例四种NFC技术轮询操作的示意图；

图3b是本申请实施例四种NFC技术轮询操作的示意图二；

图3c是本申请实施例四种NFC技术轮询操作的示意图三；

图4a是本申请实施例三种NFC技术轮询操作的示意图；

图4b是本申请实施例三种NFC技术轮询操作的示意图二；

图5是本申请实施例两种NFC技术轮询操作的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的实施例。虽然附图中显示了本申请的某些实施例，然而应当理解的是，本申请可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本申请。应当理解的是，本申请的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本申请的保护范围。

应当理解，本申请的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本申请的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意，本申请中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本申请中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

本申请实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

NFC标准将轮询模式定义为NFC设备在生成载波或调制波并探测或轮询附近的标签、设备或对象时的通信模式，进一步地，NFC设备可以描述为读卡器，附件的标签、设备或对象可以描述为卡片。

本申请实施例提供的近场通信方法能够在降低轮询功耗的情况下，进一步改善近场通信设备的通信性能。

如图1所示，本申请实施例所述的一种近场通信方法，包括：

执行低功率卡检测，直至检测到至少一近场通信装置或执行低功率卡检测达到预设条件；

具体地，图2描绘了相关技术中轮询操作的示意图，射频模块周期性地发射射频脉冲，该射频脉冲一般是未调制的持续时间较短的载波脉冲，在该模式下，射频模块消耗的功耗较低。在低功率卡检测模式下，若检测到目标对象(至少一近场通信装置)靠近或执行低功率卡检测达到预设条件，则进入全功率轮询模式。全功率轮询模式所需的功耗较高，低功率卡检测模式所需的功耗较低，因为前者相比于后者在一定时间内需要发射更长时间的射频场。值得说明的是在一个很长的时间周期里，低功率卡检测和全功率轮询通常依次周期性交替执行直至检测到目标对象。

所述执行低功率卡检测达到预设条件在一种可实现的实施方式中，从存储器中读取低功率迭代次数n，NFC设备可执行低功率卡检测n次，其中每次低功率卡检测显示为一个射频脉冲；轮询次数n可由用户来设置，或者在NFC设备中预先设定。接下来，在n次低功率卡检测后，NFC设备执行全功率轮询，此时NFC设备未通过检测对应于低功率卡检测的信号而检测到附近存在任何目标对象。

所述执行低功率卡检测达到预设条件在另一种可实现的实施方式中，从计时器中读取低功率卡检测脉冲发射的预设时长t1，NFC设备可执行低功率卡检测的持续时间达到所述计时器的预设时长t1，计时器可以正向计时，也可以倒计时，预设时长t1可以根据需要进行设定。接下来，在低功率卡检测的持续时间达到所述计时器的预设时长t1后，NFC设备执行全功率轮询，此时NFC设备未通过检测对应于低功率卡检测的信号而检测到附近存在任何目标对象。

相关技术中的近场通信方法结合低功率卡检测和全功率轮询，可以节省全功率轮询消耗的电量。

本申请实施例所述的一种近场通信方法，还包括：读卡器针对不同NFC技术采用不同的发射功率以执行所述全功率轮询。

在一种可实现的实施方式中，NFC技术包括：NFC-A、NFC-B、NFC-F或NFC-V中的至少一种。

不同的NFC技术对应不同的通信模式，卡片是NFC技术的一种载体，因此通常根据不同的NFC技术区分卡片类型。具体地，通信模式包括基于Type A技术的通信模式、基于Type B技术的通信模式、基于Type F技术的通信模式和基于Type V技术的通信模式；常见的卡片类型包括Type A型、Type B型、Type F型、Type V型的卡。

在一种可能的实施方式中，全功率轮询是指轮询在NFC协议中定义的四种NFC技术类型NFC-A、NFC-B和NFC-F和NFC-V的全部轮询流程，且读卡器针对上述四种不同NFC技术采用不同的发射功率以执行所述全功率轮询。

对于支持不同技术的读卡器在试图读取一张卡片时，无法预先判断这张卡片采用的技术，因此一般会采用对不同NFC技术轮询的方式，看哪个技术的轮询命令会被卡片回复，从而确定卡片采用的技术。

不同类型的卡片由于天线、所使用芯片、技术等的不同，被激活(即可正常工作)的电压不同，即不同类型的卡片所需的读卡器的发射功率不同。比如，在同一距离下，NFC-B技术的卡片一般需要读卡器采用更大的发射功率方能激活，而NFC-F技术和NFC-V技术的卡片一般不需要读卡器采用那么大的发射功率。

具体来说，如果读卡器采用较大发射功率虽然可以让NFC-B技术的卡片提高通信距离，但对读取如NFC-F技术和NFC-V技术的卡片的距离不利，甚至会导致读取这些卡片的距离缩短。这是因为，如果NFC-F技术和NFC-V技术的卡片被读卡器通过一定发射功率的射频场激活后，如果继续提高读卡器的发射功率，卡片反馈给读卡器的回复信号反而会因为射频场增强而减弱，回复信号减弱会导致读卡器解码失败，从而降低了通信距离。另一方面，如果读卡器采用较小的发射功率，虽然可以提高读取如NFC-F技术和NFC-V技术的卡片的距离，但是会降低与NFC-B技术卡片的通信距离。可见，读卡器采用相同的发射功率无法同时兼顾读卡器读取不同卡片的通信距离。

因此，读卡器针对上述四种不同NFC技术采用不同的发射功率以执行所述全功率轮询可以使读卡器对不同NFC技术卡片的读卡距离最大化，进而能够有效改善近场通信设备的通信性能问题。

由于对读卡器而言，可以通过设置较大的发射电压，从而产生大的发射场来提高其发射功率。因此在一种可能的实施方式中，可以通过在寄存器或存储器中分别配置不同NFC技术对应的发射电压，并在轮询时通过读卡器获取与所述NFC技术对应的发射电压从而产生发射场，以使得读卡器针对不同NFC技术采用不同的发射功率以执行所述全功率轮询。其中，发射场包括询卡命令，所述询卡命令用于获取目标卡片的回复信号。

可实现地，在执行全功率轮询的所述NFC技术包括NFC-A、NFC-B、NFC-F和NFC-V中的四种的情况下，轮询过程包括如下过程：

通过读卡器获取与第一NFC技术对应的第一发射电压，从而发射具有第一功率的第一发射场；

若未收到响应于第一发射场的回复信号；

通过读卡器获取与第二NFC技术对应的第二发射电压，从而发射具有第二功率的第二发射场；

若未收到响应于第二发射场的回复信号；

通过读卡器获取与第三NFC技术对应的第三发射电压，从而发射具有第三功率的第三发射场；

若未收到响应于第三发射场的回复信号；

通过读卡器获取与第四NFC技术对应的第四发射电压，从而发射具有第四功率的第四发射场；

其中，所述第一功率、所述第二功率、所述第三功率与所述第四功率中至少两者不同。

并且可以理解地，第一NFC技术至第四NFC技术可以分别选NFC-A、NFC-B、NFC-F和NFC-V中的一种。

值得说明的是，在轮询过程中，若收到响应于发射场的回复信号，则根据当下的技术类型，采用对应的通信模式与目标卡片进行通信。

具体地，图3a-3c描述了本申请实施例四种NFC技术轮询操作的示意图。

如图3a所示，NFC-A技术采用的发射功率为第一功率P1，NFC-B技术采用的发射功率为第二功率P2，NFC-F技术采用的发射功率为第三功率P3，NFC-V技术采用的发射功率为第四功率P4。其中，P1、P2、P3、P4各不相同。

如图3b所示，NFC-A技术采用的发射功率为P1，NFC-B技术采用的发射功率为P2，NFC-F技术采用的发射功率为P3，NFC-V技术采用的发射功率为P3。其中，P1、P2、P3三者各不相同，NFC-F技术和NFC-V技术采用的发射功率P3相同。

如图3c所示，NFC-A技术采用的发射功率为P1，NFC-B技术采用的发射功率为P1，NFC-F技术采用的发射功率为P1，NFC-V技术采用的发射功率为P4。其中，P1、P4各不相同，NFC-A技术、NFC-B技术和NFC-F技术采用的发射功率P1相同。

在其他实施方式中，NFC-A/B/F/V技术采用的发射功率P1、P2、P3、P4还可以任选其他至少两者不同的组合方式，且NFC-A/B/F/V技术的顺序也可任意调换，也就是说，在此基础上，每种NFC技术的持续时间、发射功率和轮询顺序及次数可根据实际需要进行设置，图3a-3b的具体实施方式不作为对本申请的限制。

在另一种可实现的实施方式中，在执行全功率轮询的所述NFC技术包括NFC-A、NFC-B、NFC-F和NFC-V中的任意三种的情况下，轮询过程包括如下过程：

通过读卡器获取与第一NFC技术对应的第一发射电压，从而发射具有第一功率的第一发射场；

若未收到响应于第一发射场的回复信号；

通过读卡器获取与第二NFC技术对应的第二发射电压，从而发射具有第二功率的第二发射场；

若未收到响应于第二发射场的回复信号；

通过读卡器获取与第三NFC技术对应的第三发射电压，从而发射具有第三功率的第三发射场；

其中，所述第一功率、所述第二功率与所述第三功率中至少两者不同。

具体地，图4a-4b描述了本申请实施例三种NFC技术轮询操作的示意图。

如图4a所示，NFC-A技术采用的发射功率为P1，NFC-B技术采用的发射功率为P2，NFC-F技术采用的发射功率为P3。其中，P1、P2、P3各不相同。

如图4b所示，NFC-B技术采用的发射功率为P2，NFC-F技术采用的发射功率为P3，NFC-V技术采用的发射功率为P3。其中，P2、P3不相同，NFC-F技术和NFC-V技术采用的发射功率P3相同。

在其他实施方式中，P1、P2、P3还可以任选其他至少两者不同的组合方式，NFC-A/B/F/V技术的顺序也可任意调换。也就是说，在此基础上，每种NFC技术的持续时间、发射功率和轮询顺序及次数可根据实际需要进行设置，图4a-4b的具体实施方式不作为对本申请的限制。

在另一种可实现的实施方式中，在执行全功率轮询的所述NFC技术包括NFC-A、NFC-B、NFC-F和NFC-V中的任意两种的情况下，轮询过程包括如下过程：

通过读卡器获取与第一NFC技术对应的第一发射电压，从而发射具有第一功率的第一发射场；

若未收到响应于第一发射场的回复信号；

通过读卡器获取与第二NFC技术对应的第二发射电压，从而发射具有第二功率的第二发射场；

其中，所述第一功率与所述第二功率不同。

具体地，图5描述了本申请实施例两种NFC技术轮询操作的示意图。

如图5所示，NFC-A技术采用的发射功率为P1，NFC-B技术采用的发射功率为P2。P1、P2不相同。

在其他实施方式中，还可选择NFC-A/B/F/V技术中的任意两种执行全功率轮询，NFC-A/B/F/V技术的顺序也可任意调换。也就是说，在此基础上，每种NFC技术的持续时间、发射功率和轮询顺序及次数可根据实际需要进行设置，图5的具体实施方式不作为对本申请的限制。

通过设置两种或两种以上的NFC技术进行轮询，且读卡器针对不同NFC技术采用不同的发射功率以执行所述轮询，可进一步改善近场通信设备的通信性能，实现不同NFC技术卡片的读卡距离最大化。

总的来说，根据不同的应用场景选择两种或两种以上的NFC技术进行轮询，也就是说不同场景下对NFC技术的轮询需求不一样，或者说不同场景下读卡器检测的卡片种类存在差别。举例来说，在手机用作为读卡器时，通常需要Type A型、Type B型、Type F型、TypeV型的卡都能读，因此针对以上四种NFC技术进行轮询；而在地铁闸机用作为读卡器时，例如深圳地铁，通常需要支持Type A型、Type F型两类地铁卡的检测，因此可以针对以上两种NFC技术进行轮询，采用不同的发射功率以执行轮询，可进一步改善近场通信设备的通信性能，实现不同NFC技术卡片的读卡距离最大化。

在一种可实现的实施方式中，与所述NFC-B技术对应的发射功率大于所述NFC-F技术和所述NFC-V技术对应的发射功率，与所述NFC-A技术对应的发射功率大于所述NFC-F技术和所述NFC-V技术对应的发射功率但小于所述NFC-B技术对应的发射功率，以使读卡器对不同NFC技术卡片的读卡距离最大化。

举例来说，假设NFC芯片支持的最大发射电压为3.3V，最小发射电压为1.1V。在全功率轮询过程中如果不同的NFC技术A/B/F/V的发射电压均采用3.3V，NFC-B技术在该情景下能到达最大通信距离，但此时NFC-F和NFC-V技术的通信距离还具有继续提升空间；如果不同的NFC技术A/B/F/V的发射电压均采用1.65V，此时NFC-F和NFC-V技术相比于发射电压为3.3V时其通信距离得到显著提升，但此时NFC-B技术的通信距离则会下降，不能到达最大通信距离；因此设置NFC-B技术的发射电压大于NFC-F技术和NFC-V技术的发射电压，使得与所述NFC-B技术对应的发射功率大于所述NFC-F技术和所述NFC-V技术对应的发射功率，可以使得读卡器对NFC-B/F/V技术卡片的读卡距离最大化。

在另一种可实现的实施例中，所述执行低功率卡检测包括：执行每次低功率卡检测的发射功率相同或不同。具体地，设置低功率卡检测的发射功率不同，可以通过低功耗卡检测的脉冲周期性采用不同的发射电压，例如，NFC芯片支持的最大发射电压为3.3V和最小发射电压为1.1V的情况下，分别采用3.3V、2.2V、1.1V来周期性的改变低功率卡检测中射频脉冲的发射电压，从而使得执行每次低功率卡检测的发射功率也不同。此时在做低功率卡检测时，不同的发射功率对各目标卡片的检测灵敏度也不一样，进一步提高卡检测的性能。

在一种可能的实施方式中，本方案还包括一种近场通信装置，包括：近场通信控制器，所述近场通信控制器用于执行上文所述的近场通信方法。

在一种可能的实施方式中，还包括一种近场通信系统，其特征在于，包括：读卡器和卡片，所述读卡器基于上文所述的近场通信方法执行与所述卡片的近场通信交互过程。

应理解，本申请实施例中的具体的例子只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本申请实施例，而非限制本申请实施例的范围，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形均落在本申请的保护范围内。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。