CN105306089A - 整合nfc和sim的通信***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种整合NFC和SIM的通信***及***。通信***包括：基带处理器，对输入信号进行处理和存储；整合功能模块，与基带处理器连接，封装有NFC控制器和SIM功能模块，整合功能模块支持NFC模式和/或SIM模式。NFC模式和SIM模式共用整合功能模块管脚，以实现NFC模式与SIM模式的切换。通信方法包括：步骤S1，发送通信请求，通信请求在SIM模式下经过基带处理器进入整合功能模块；步骤S2，转换SIM模式为NFC模式，判断是否是首次与NFC终端进行通信，若是则执行步骤S3，若不是则执行步骤S4；步骤S3，动态的配置内部配置电路匹配天线匹配模块中的外部电容，之后执行步骤S4；步骤S4，与NFC终端建立一个正确和/或稳定的通信。

Description

整合NFC和SIM的通信***及方法
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种整合NFC和SIM的通信***及方法。
背景技术
目前的移动支付业务按支付的空间和时间特点，可分为非现场的非实时支付和现场的实时支付。非现场的非实时支付是目前常用的支付方式，这种方式一般通过短信方式发起交易请求，从支付的速度来看，具有明显的时间延迟，快时需几秒钟，慢时甚至几分钟。目前在国内开展的手机购物、手机银行等均属此类非现场的非实时支付。非现场的非实时支付，由于其明显的时间延迟，已无法满足公共汽车票、轨道交通、出租车费等城市一卡通应用领域。在此情况下，需要现场的实时支付交易，即可通过手机快速完成支付交易。目前此类应用以智能卡技术为基础，智能卡与手机结合在一起，具有交易安全、迅速的特点，是目前手机支付技术的发展方向。
手机支付技术基于手机的无线传输技术，目前手机中的无线传输技术有：红外、蓝牙、NFC等。随着手机技术的革新，传统的红外传输技术已被蓝牙所取代。
蓝牙(Buletooth)：是一种无线技术标准，可在任何地方实现短距离的无线语音和数据通信，且可连接多个设备。一般而言，蓝牙的连接距离为10米左右，即以发射蓝牙信号的设备为圆心，半径为10米的范围内都能接收到此蓝牙信号。
NFC(NearFieldCommunication)，中文名近场通信技术，该技术是由非接触式射频识别(RFID)演变而来，最早是由飞利浦与索尼两家公司共同开发，是一种短距离低频无线通信技术，能够让两部设备进行点对点的数据传输。NFC提供了一种简单、直观、快速分享文件的方式，而且只要两台设备贴在一起就可以进行分享操作。由于NFC的传输距离大约只有10厘米，且是点对点的方式，所以NFC传输的过程是相当安全且保密性非常高的。蓝牙和NFC的对比如下图1所示。
由图1可知，手机的无线传输技术中NFC相较于蓝牙来说距离更短、范围更小所以NFC技术的保密性和安全性更高。因此手机中使用NFC无线传输技术进行小额支付的话会更加安全。目前市场上有一种将NFC和SIM卡整合在一个封装里的产品，如图2所示，握奇公司的SIMpass，简单来说SIMpass就是基于双界面SIM卡手机现场识别和支付的技术，它是一种典型的多功能智能卡。SIMpass从产品形态上来讲有两种：一种是如图1所示，将SIM卡和NFC中间由一根塑料长棍相连，这种形态的SIMpass需要手机中对应的有一个特殊的卡槽来容纳下整个SIMpass，而目前市场上的大多数的手机都是不能够容纳下的这种形态的SIMpass的，所以注定这一形态的SIMpass是不能适用于大多数手机的；另一种是将NFC集成到SIM卡里面，这种形态的SIMpass能够适用于现在市场上的大多数手机，但是由于NFC天线缩小，导致信号极易受干扰，从而使NFC通信不够稳定。
发明内容
针对现有技术中存在的信息安全和信号干扰等问题，本发明提供了一种整合NFC和SIM的通信***及方法，能够保障通信安全及信号互不干扰的通信。
本发明采用如下技术方案：
一种整合NFC和SIM的通信***，所述通信***包括：
基带处理器，对输入信号进行处理和存储；
整合功能模块，与所述基带处理器连接，封装有NFC控制器和SIM功能模块，所述整合功能模块支持NFC模式和/或SIM模式；其中，
所述NFC模式和所述SIM模式共用所述整合功能模块管脚，以实现所述NFC模式与所述SIM模式的切换。
优选的，所述通信***还包括：
天线匹配模块，与所述整合功能模块连接，对所述输入信号进行滤波以及对天线进行匹配。
优选的，所述通信***还包括：
NFC天线，与所述天线匹配模块连接，与NFC终端进行通信。
优选的，所述通信***还包括：
内部配置电路，与所述NFC控制器连接，以及
当进行NFC模式通信时，通过所述NFC控制器调控，动态的配置所述内部配置电路，以匹配所述天线匹配模块中的外部电容，直至与所述NFC终端建立一个正确和/或稳定的通信。
优选的，所述内部配置电路为一个或多个电容或电阻串行和/或并行组成的网络。
一种整合NFC和SIM的通信方法，所述通信方法包括：
步骤S1，发送通信请求，所述通信请求在SIM模式下经过基带处理器进入整合功能模块；
步骤S2，转换所述SIM模式为NFC模式，判断是否是首次与NFC终端进行通信，若是则执行步骤S3，若不是则执行步骤S4；
步骤S3，动态的配置内部配置电路匹配天线匹配模块中的外部电容，之后执行步骤S4；
步骤S4，与所述NFC终端建立一个正确和/或稳定的通信。
优选的，所述步骤S1中，
应用处理器发送通信请求。
优选的，所述通信方法还包括：
步骤S5，于所述步骤S4之后，NFC终端反馈通信信息至所述整合功能模块，所述整合功能模块将工作模式转换为SIM模式。
优选的，所述通信方法还包括：
步骤S6，于所述步骤S5之后，所述整合功能模块的工作模式转换为SIM模式之后，将所述NFC终端反馈通信信息上传至应用处理器,由应用处理器响应处理，执行步骤S1。
本发明的有益效果是：
本发明提出了一种整合NFC和SIM功能在一个封装里的实现方法及通信***，可以使得这种新型的SIM卡可以适用于大部分手机，并且在NFC使用过程中信号不易受干扰。
附图说明
图1为现有技术中蓝牙与NFC的有益效果对比图；
图2为现有技术SIM卡和NFC的连接结构图；
图3为本发明整合NFC和SIM的通信***的结构示意图；
图4为本发明的管脚分布示意图；
图5为本发明内部配置电路的工作示意图；
图6为本发明整合NFC和SIM的通信方法的示意图；
图7为本发明整合NFC和SIM的通信方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，下述技术方案，技术特征之间可以相互组合。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：
本实施例提出了一种整合NFC和SIM功能在一个封装里的实现***及方法。此种整合NFC和SIM功能的实现方法可以是SOC(片上***：即将两个功能模块实现在同一硅片上)或者MCP(多芯片封装：即将两个芯片实现在同一封装内)，如图3所示：此图为本发明在手机中的简明应用图，模块①是手机中的BP(BasebandProcessor，手机基带处理器)；模块②是本发明提出的一种整合NFC和SIM功能在一个封装里的新型SIM卡(整合功能模块)，其中②-1是NFC控制器，②-2是SIM功能模块；模块③是NFC的天线匹配电路和滤波电路(天线匹配模块)，此模块是置于手机内部的，一般都是预装在手机中的，由手机厂商提供；模块④是NFC天线，此模块大多是贴于手机后盖或者附着于电池上的，一般来讲此模块是由手机厂商或者电池厂商提供的。在模块②中将NFC和SIM功能整合在同一个封装里又需要同时支持双模式，即SIM模式和NFC模式，由于当处于NFC模式或/和SIM模式下时，模块②物理上都只有8位的管脚，可能会出现管脚冲突，所以我们使用管脚复用的方式去处理它们管脚之间的冲突，使在NFC模式或/和SIM模式下共用一组8位管脚。在SIM模式中这8位管脚功能描述为：①VCC(SIM模式下的电源)②GND(SIM模式下的地)③CLK(时钟信号)④DATA(输入输出数据管脚)⑤RST(复位管脚)⑥VPP(编程电压)⑦RFU(空置管脚)⑧RFU(空置管脚)；在NFC模式下这8位引脚功能描述为：VCC(NFC模式下的电源)GND(NFC模式下的地)TX1(发送管脚1)TX2(发送管脚2)RX(接收端口管脚)VMID(电压管脚)ANT1(天线接口1)ANT2(天线接口2)。由于在两种模式下，都只需要8位管脚，所以可以实现管脚完全复用，比如，如图4所示：将SIM模块中的①VCC和NFC模块中的VCC共用一个物理管脚；SIM模块中的②GND和NFC模块中的GND共用一个物理管脚；SIM模块中的③CLK和NFC模块中的TX2共用一个物理管脚；SIM模块中的④DATA和NFC模块中的RX共用一个物理管脚；SIM模块中各⑤RST和NFC模块中的TX1共用一个物理管脚；SIM模块中的⑥VPP和NFC模块中的ANT2共用一个物理管脚；SIM模块中的⑦RFU和NFC模块中的VMID共用一个物理管脚；SIM模块中的⑧RFU和NFC模块中的ANT1共用一个物理管脚。管脚功能切换可以在此SIM卡使用的过程中通过程序调控切换实现。
由于以上四个模块可能都是由不同的厂商制作提供的，因此，可能模块③天线匹配电路和滤波电路不能够很好的匹配模块④NFC天线，所以，选择在模块②中添加一个内部配置电路，将此电路添加在模块②中的②-1NFC控制器内是优选的方案。如图5所示：在模块②中添加一个②-3内部配置电路，如电容/电阻配置网络(cap/resisternetwork)；此电路可以是一个或多个电容或电阻的串行或/和并行组成的网络。模块③是天线匹配电路(模块)；模块④是NFC天线；模块⑤是NFCENDpoints，NFC终端通信模块(NFC终端)。当需要进行NFC通信时，通过模块②中的②-1NFC控制器调控，动态的配置(trim)②-3cap/resisternetwork去匹配处于模块③天线匹配电路中的外部电容，直到与模块⑤NFCENDpoints建立一个正确或/和稳定的通信。当然，上述的过程并不是每一次通信的建立都需要去配置内部电路来匹配外部电容以此建立正确的NFC通信，只需要配置一次正确或/和稳定的通信就可以记录下此次的配置以供以后的通信使用，比如，当模块④NFC天线由于某些原因需要去更换，比如手机背壳或者手机电池需要更换等等，那么这样一来模块④NFC天线就会被一起更换，可能由于如图5中模块②、模块③、模块④的制造厂商不同导致之前的配置不能够建立正确的NFC通信，所以需要重新动态配置模块②内的②-3cap/resisternetwork去匹配处于模块③中的外部电容直到与模块⑤重新建立起一个正确或/和稳定的通信。
如图6所示：此图为手机与外部设备进行NFC通信的简易图，模块⑥为手机的AP(ApplicationProcessor：应用处理器，手机中的操作***、用户界面和应用程序都在AP上执行)；模块①为手机的BP；模块②为新型的SIM卡，②-1为NFC控制器，②-2为SIM，②-3为内部配置电路；模块③为天线匹配电路和滤波电路；模块④为NFC天线；模块⑤为与手机需要通信的外部NFC设备。
当手机中的小额支付APP需要与外部的NFC设备进行通信时，其步骤如图7所示：步骤1.模块⑥AP需要启动NFC功能与外部模块⑤NFC设备进行通信；步骤2.该请求在SIM模式下经过模块①BP传入模块②新型SIM卡中；步骤3.该请求配置模块②变为NFC模式，如若第一次进行NFC通信，此前未动态匹配过，则开启模块②中②-1NFC控制器动态的配置(trim)②-3内部配置电路与模块③天线匹配电路中的电容进行匹配，其后通过模块④NFC天线与模块⑤NFC设备建立起一个正确或/和稳定的通信为止；步骤4.手机设备接收到模块⑤的信息反馈后，将模块②配置变为SIM模式，并且经过模块①BP将反馈信息反馈到模块⑥AP中；若有必要，重复步骤2。
综上所述，本发明提出了一种整合NFC和SIM功能在一个封装里的实现方法及通信***，可以使得这种新型的SIM卡可以适用于大部分手机，并且在NFC使用过程中信号不易受干扰。
通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (9)

1.一种整合NFC和SIM的通信***，其特征在于，所述通信***包括：
基带处理器，对输入信号进行处理和存储；
整合功能模块，与所述基带处理器连接，封装有NFC控制器和SIM功能模块，所述整合功能模块支持NFC模式和/或SIM模式；其中，
所述NFC模式和所述SIM模式共用所述整合功能模块管脚，以实现所述NFC模式与所述SIM模式的切换。
2.根据权利要求1所述的整合NFC和SIM的通信***，其特征在于，所述通信***还包括：
天线匹配模块，与所述整合功能模块连接，对所述输入信号进行滤波以及对天线进行匹配。
3.根据权利要求1所述的整合NFC和SIM的通信***，其特征在于，所述通信***还包括：
NFC天线，与所述天线匹配模块连接，与NFC终端进行通信。
4.根据权利要求1所述的整合NFC和SIM的通信***，其特征在于，所述通信***还包括：
内部配置电路，与所述NFC控制器连接，以及
当进行NFC模式通信时，通过所述NFC控制器调控，动态的配置所述内部配置电路，以匹配所述天线匹配模块中的外部电容，直至与所述NFC终端建立一个正确和/或稳定的通信。
5.根据权利要求4所述的整合NFC和SIM的通信***，其特征在于，所述内部配置电路为一个或多个电容或电阻串行和/或并行组成的网络。
6.一种整合NFC和SIM的通信方法，其特征在于，所述通信方法包括：
步骤S1，发送通信请求，所述通信请求在SIM模式下经过基带处理器进入整合功能模块；
步骤S2，转换所述SIM模式为NFC模式，判断是否是首次与NFC终端进行通信，若是则执行步骤S3，若不是则执行步骤S4；
步骤S3，动态的配置内部配置电路匹配天线匹配模块中的外部电容，之后执行步骤S4；
步骤S4，与所述NFC终端建立一个正确和/或稳定的通信。
7.根据权利要求6所述的整合NFC和SIM的通信方法，其特征在于，所述步骤S1中，
应用处理器发送通信请求。
8.根据权利要求7所述的整合NFC和SIM的通信方法，其特征在于，所述通信方法还包括：
步骤S5，于所述步骤S4之后，NFC终端反馈通信信息至所述整合功能模块，所述整合功能模块将工作模式转换为SIM模式。
9.根据权利要求8所述的整合NFC和SIM的通信方法，其特征在于，所述通信方法还包括：
步骤S6，于所述步骤S5之后，所述整合功能模块的工作模式转换为SIM模式之后，将所述NFC终端反馈通信信息上传至应用处理器，由应用处理器响应处理，执行步骤S1。
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