KR100930821B1 - 이동통신 단말기용 ｒｆ공유 연결모듈 및 이를 이용한 ｒｆ통신방법 - Google Patents

이동통신 단말기용 ｒｆ공유 연결모듈 및 이를 이용한 ｒｆ통신방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신 단말기 내부에 USIM 카드부와 NFC 통신부가 함께 구성되어 NFC 통신부도 RF통신을 하고, USIM 카드부도 RF 통신을 하여 RF 충돌이 발생되는 것을 방지하기 위해, RF 컨트롤부, USIM 카드부, NFC 통신부, RF 안테나가 구성됨으로서, RF 컨트롤부의 제어를 통해 하나의 RF 안테나에 NFC 통신부가 연결되어 RF 통신을 하거나 또는 USIM 카드부가 연결되어 RF 통신을 할 수 있고, USIM 소켓에 USB 단자와 RF 안테나를 같은 라인으로 연결하여 USB 데이터 통신과 RF 통신을 원활하게 송수신할 수 있는 이동통신 단말기용 RF공유 연결모듈 및 이를 이용한 RF 통신방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
RF 컨트롤부, USIM 카드부, NFC 통신부, RF 안테나

Description

이동통신 단말기용 ＲＦ공유 연결모듈 및 이를 이용한 ＲＦ 통신방법{THE MOUDLE AND METHOD OF CONNECTING TO SHARING RADIO FREQUENCY}
본 발명은 이동통신 단말기 내부에 RF 컨트롤부의 제어를 통해 하나의 RF 안테나에 NFC 통신부가 연결되어 RF 통신을 하거나 또는 USIM 카드부가 연결되어 RF 통신을 할 수 있고, USIM 소켓에 USB 단자와 RF 안테나를 같은 라인으로 연결하여 USB 데이터 통신과 RF 통신을 원활하게 송수신할 수 있는 이동통신 단말기용 RF공유 연결모듈 및 이를 이용한 RF 통신방법에 관한 것이다.
현재 WCDMA 단말에서의 RF 통신방법은 USIM 카드에 RF 기능을 이용하여 배터리 또는 별도의 안테나에 연결하여 RF 서비스를 이용하고 있다.
향후 대용량의 USIM 카드에서 RF 기능을 지원을 못하는 경우, RF 기능을 지원하기 위하여 NFC(Near Field Communication) 칩을 사용하고 있다.
NFC 칩은 13.56㎒ 대역에서 RFID 리더 기능과 함께 태그 기능을 동시에 수행할 수 있는 칩으로서, 데이터 통신이 가능하다.
이러한 NFC칩을 장작한 휴대폰은 10㎝ 이내에 휴대폰, 가전제품, PC 등과 비접촉으로 데이터 호환이 가능해, 단말기에 접촉하지 않고도 교통카드 등 다양한 전자결제 기능을 구현할 수 있다.
또 블루투스와 유사하게 사용할 수 있어 휴대폰으로 촬영한 동영상이나 사진 등을 NFC칩을 장착한 폰끼리 교환 가능하다. PC나 TV와도 공유할 수 있어 다양한 애플리케이션을 구현할 수 있다.
특히, 데이터 통신을 위한 별도의 USB 케이블이 필요하지 않고 금융 SIM카드를 대신할 수 있는 장점도 있다.
하지만, NFC 칩이 내장된 이동통신단말에서 현재 사용되고 있는 RF 기능이 내장된 USIM 카드가 들어올 경우에 NFC도 RF 기능이 되고, USIM도 RF 기능이 되어 상호간에 RF 충돌이 발생할 수가 있다.
즉, 도 1에 도시한 바와 같이, NFC 칩이 내장된 이동통신단말에 SWP 또는 S2C 통신지원이 안되는, RF 기능만이 내장된 USIM 카드의 연결은 USIM 카드의 RF 안테나와 NFC 칩의 RF 안테나를 하이브리드로 듀얼 안테나를 사용하기 때문에, RF 특성이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, USB가 지원되는 대용량의 USIM 카드를 휴대폰이 지원하기 위해 USIM 소켓에 USB 단자와 RF 단자를 다른 라인으로 연결해야 하므로, 회로가 복잡해지고, USB 데이터 통신시, RF 통신이 끊기거나 또는, RF 통신시 USB 데이터 통신이 잘 안되는 문제점이 발생하였다.
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 이동통신 단말기 내부에 USIM 카드부와 NFC 통신부가 함께 구성되어 RF 충돌이 발생되는 것을 방지할 수 있고, USIM 소켓 라인에 USB 단자와 RF 안테나를 같은 라인으로 연결함으로서, USB 데이터 통신과 RF 통신을 에러 없이 원활하게 송수신할 수 있는 이동통신단말기용 RF공유 연결모듈 및 이를 이용한 RF 통신방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 이동통신단말기용 RF공유 연결모듈은,
이동통신단말기 내부에 USIM 카드부와 NFC 통신부가 함께 구성되어 RF 통신을 하는 RF공유 연결모듈(1)로 이루어지고,
상기 RF공유 연결모듈(1)는 이동 통신 단말기 본체에 구성된 이동통신 베이스밴드 칩과 연결되어, 이동통신단말기 본체가 부팅이 되고, 이동통신 베이스밴드 칩이 USIM 카드를 체크하여 나온 ATR(Answer to Reset) 값이 들어오면, 그 ATR(Answer to Reset) 값에 의해 RF 안테나가 NFC 통신부 또는 USIM 카드부로 선택되어 RF 통신을 하도록 제어하는 RF 컨트롤부(10)와,
외부와 13.56㎒ 대역에서 RFID 리더 기능과 함께 태그 기능을 동시에 수행할 수 있도록 근거리 데이터 통신을 하면서, RF 컨트롤부의 제어신호가 입력되면 그 제어신호에 따라 USIM 카드가 SWP 또는 S2C 통신이 되도록 통신프로토콜을 보내고, RF 안테나와 연결되어 RF 통신을 하는 NFC 통신부(20)와,
이동 통신 단말기 본체에 구성된 이동통신 베이스밴드 칩과 연결되어, 사용자 인증, 전자상거래 및 글로벌 로밍서비스 통신을 하면서, RF 컨트롤부의 제어신호가 입력되면, 그 제어신호에 따라 NFC 통신부로부터 SWP 또는 S2C 통신이 차단되고, RF 안테나와 연결되어 RF 통신을 하는 USIM 카드부(30)와,
상기 RF 컨트롤부의 제어에 따라 NFC 통신부가 비접촉식 근거리 통신 방식에 따라 RF 통신을 하거나 또는 RF 컨트롤부의 제어에 따라 USIM 카드부가 RF 통신을 하는 RF 안테나(40)가 포함되어 PCB 기판으로 모듈화되어 구성됨으로서 달성된다.
또 다른 본 발명에 따른 이동통신단말기용 RF공유 연결모듈을 이용한 RF 통신방법은,
이동통신단말기의 전원이 부팅되면 최초에 이동통신단말의 베이스밴드 칩이 USIM 카드부의 ATR(Answer to Reset) 값으로 체크를 하는 단계(S100~S110)와,
그 ATR 값이 SWP 또는 S2C가 지원이 되는 값이 올라오면, RF 컨트롤부에 RF안테나를 NFC로 연결시키는 단계(S120)와,
RF 컨트롤부의 제어를 통해 RF 안테나가 NFC 통신부와 연결되어 RF 통신을 하는 단계(S130~S140)와,
그 ATR 값이 SWP 또는 S2C가 지원이 안되는 ATR 값이 올라오면 RF 컨트롤부에 RF 안테나를 USIM 카드에 연결시키는 단계(S150)와,
RF 컨트롤부의 제어를 통해 RF 안테나가 USIM 카드부와 연결되어, USIM 카드부에서 RF 통신을 하는 단계(S160~S180)로 이루어짐으로서 달성된다.
이상에서 설명드린 바와 같이, 본 발명에서는 이동통신단말기 내부에 USIM 카드부와 NFC 통신부가 함께 구성되어 RF 충돌이 발생되는 것을 방지할 수 있고, USIM 소켓 라인에 USB 단자와 RF 안테나를 같은 라인으로 연결함으로서, USB 데이터 통신과 RF 통신을 에러 없이 원활하게 송수신할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명에 따른 이동통신단말기용 RF공유 연결모듈(1)의 구성요소를 도시한 블록도에 관한 것으로, 이는 RF 컨트롤부(10), USIM 카드부(20), NFC 통신부(30), RF 안테나(40)로 구성된다.
상기 RF 컨트롤부(10)는 이동 통신 단말기 본체에 구성된 이동통신 베이스밴드 칩과 연결되어, 이동통신단말기 본체가 부팅이 되고, 이동통신 베이스밴드 칩이 USIM 카드를 체크하여 나온 ATR(Answer to Reset) 값이 들어오면, 그 ATR(Answer to Reset) 값에 의해 RF 안테나가 NFC 통신부 또는 USIM 카드부로 선택되어 RF 통신을 하도록 제어하는 곳으로, 이는 도 3에서 도시한 바와 같이, 컨트롤 신호로서 GPIO(General Purpose Input/Output Pin)에 NFC 통신부와 USIM 카드부, RF 안테나가 연결되어 구성된다.
본 발명에서는 이동통신단말기의 전원이 부팅되면 최초에 이동통신단말의 베이스밴드 칩이 USIM 카드부의 ATR(Answer to Reset) 값으로 체크를 하며, ATR 값이 SWP(Single Wire Protocol) 또는 S2C(SigIn-SigOut-Connection)가 지원이 되는 값이 올라오면, RF 컨트롤부에 RF안테나를 NFC로 연결을 하고, ATR 값이 SWP(Single Wire Protocol) 또는 S2C(SigIn-SigOut-Connection)가 지원이 안되는 ATR 값이 올라오면 RF 컨트롤부에 RF 안테나를 USIM 카드에 연결되도록 한다.
여기서, 상기 ATR(Answer to Reset)에 관해 설명한다.
ISO 7816 규격의 모든 IC 카드는 단말기의 리셋신호에 의해 카드가 응답하는 ATR을 기반으로 동작하기 시작한다. 즉 IC 카드가 단말기에 삽입되면 전원이 공급되고, 단말기가 카드에 리셋(RST) 신호를 보내면 카드가 첫번째 응답하는 신호가 ATR이다.
즉, ATR의 응답에 따라 전원 전압이 결정될 뿐 아니라, ATR에 의해서 프로토콜을 결정하고 초기 특성(Initial Character), 포맷 특성(Format Character), 인터페이스 특성(Interface Character), 히스토리컬 특성(Historical Character), 체크 특성(Check Character), 제조 업체 식별 등 기본적인 동작을 시작하는 가장 중요한 응답 신호이다.
그리고, SWP(Single Wire Protocol)는 하나의 데이터 라인(a data line)을 하나의 라인으로 입출력이 가능한 국제표준용 프로토롤이고, S2C(Signal In, Signal Out)는 하나의 데이터 라인(a data line)을 두개의 라인으로 하고 입출력이 분리가 되는 것이다.
상기 USIM 카드부(20)는 이동 통신 단말기 본체에 구성된 이동통신 베이스밴드 칩과 연결되어, 사용자 인증, 전자상거래 및 글로벌 로밍서비스 통신을 하면서, RF 컨트롤부의 제어신호가 입력되면, 그 제어신호에 따라 NFC 통신부로부터 SWP 또는 S2C 통신이 차단되고, RF 안테나와 연결되어 RF 통신을 하는 곳으로, 이는 단말기 고유번호(ESN)가 저장된 메모리와, 그 메모리에 저장된 ESN이 이동통신 서비스를 위한 인증에 사용될 수 있도록 이동통신단말기의 이동통신 베이스 밴드 칩(퀄컴칩)에 저장된 ESN을 불활성화시키는 ESN 불활성화 수단을 포함한다.
메모리는 USIM에 예비적으로 마련된 64KB 공간 이상의 메모리로서, 단말기 고유번호(ESN)가 저장되어 있다.
ESN 불활성화 수단은 이동통신단말기의 이동통신 베이스 밴드 칩(퀄컴칩)에 저장되어 있는 ESN과 USIM에 저장되어 있는 ESN의 상호 충돌을 방지하기 위해, USIM이 이동통신단말기에 삽입될 때 이동통신단말기의 이동통신 베이스 밴드 칩(퀄컴칩)에 저장된 ESN을 불활성화시켜서 USIM에 저장된 ESN만이 서비스 인증에 사용될 수 있도록 한다.
그리고, 본 발명에 따른 USIM 카드부는 도 4에서 도시한 바와 같이, C1~C8까지의 USIM 소켓 단자로 이루어지고, C4 단자와 C8단자에 USB단자와 RF 안테나 단자를 같은 라인으로 연결하여 USB 데이터 통신과 RF 통신이 되도록 구성된다.
즉, USIM 카드의 C4단자와 C8단자는 현재 RF 단으로 사용하고 있으며, 국내 사양에만 적용이 되고 있다.
그리고, USIM 카드는 세계 표준 사양을 따르고 있으며, C4단자와 C8단자는 세계표준으로 USB단자로 진행되고 있다.
따라서, 본 발명에서는 C4 단자와 C8단자에 USB단자와 RF 안테나 단자를 같은 라인으로 연결하여 USB 데이터 통신과 RF 통신이 되도록 구성되는 것이 특징이 있다.
이러한 USB단자와 RF 안테나 단자로 이루어진 공유단자 연결회로에 RF 보상회로로서, 직렬 캐패시터를 +단자와, -단자에 각각 연결시켜 구성한다.
이로 인해 직렬 개패시터에서는 DC를 정류하여 평활시킴으로서, RF 효율을 향상시킬 수 있고, USB 데이터 라인을 안정화시킬 수가 있다.
그리고, RF 컨트롤부의 제어신호에 따라 NFC 통신부에 의해 SWP 또는 S2C 통신이 지원되도록 구성된다.
상기 NFC(Near Field Communication) 통신부(30)는 외부와 13.56㎒ 대역에서 RFID 리더 기능과 함께 태그 기능을 동시에 수행할 수 있도록 근거리 데이터 통신을 하면서, RF 컨트롤부의 제어신호가 입력되면 그 제어신호에 따라 USIM 카드가 SWP 또는 S2C 통신이 되도록 통신프로토콜을 보내고, RF 안테나와 연결되어 RF 통신을 하는 곳으로, 이는 USIM 카드부로 SWP 또는 S2C 통신이 되도록 지원하게 된 다.
본 발명에서는 이동통신단말의 전원이 온(ON)될 경우에 NFC 통신부만 작동되고, NFC 통신부에 의해 SWP 또는 S2C 통신 기능을 갖는 USIM 카드부가 동작되고, 이때 RF 컨트롤부의 제어를 통해 RF 안테나가 NFC 통신부와 연결되어, NFC 통신부에서 RF 통신을 하도록 구성된다.
상기 RF 안테나(40)는 RF 컨트롤부의 제어에 따라 NFC 통신부가 비접촉식 근거리 통신 방식에 따라 RF 통신을 하거나 또는 RF 컨트롤부의 제어에 따라 USIM 카드부가 RF 통신을 하는 역할을 한다.
이는 도 3에서 도시한 바와 같이, 나선형상으로 배선되어 RF 컨트롤부 일측에 연결된다.
이하, 본 발명에 따른 이동통신단말기용 RF공유 연결모듈을 이용한 RF 통신방법에 관해 설명한다.
먼저, 이동통신단말기의 전원이 부팅되면 최초에 이동통신단말의 베이스밴드 칩이 USIM 카드부의 ATR(Answer to Reset) 값으로 체크를 한다(S100~S110)
즉, IC 카드가 단말기에 삽입되면 전원이 공급되고, 단말기가 카드에 리셋(RST) 신호를 보내면 카드가 첫번째 응답하는 신호가 ATR(Answer to Reset)이다. 본 발명에서는 ATR(Answer to Reset)값을 체크한다.
그 ATR 값이 SWP 또는 S2C가 지원이 되는 값이 올라오면, RF 컨트롤부에 RF안테나를 NFC로 연결시킨다(S120)
이어서, RF 컨트롤부의 제어를 통해 RF 안테나가 NFC 통신부와 연결되어 RF 통신을 하게 된다(S130~S140).
즉, 외부와 13.56㎒ 대역에서 RFID 리더 기능과 함께 태그 기능을 동시에 수행할 수 있도록 근거리 데이터 통신을 하게 된다.
이어서, 그 ATR 값이 SWP 또는 S2C가 지원이 안되는 ATR 값이 올라오면 RF 컨트롤부에 RF 안테나를 USIM 카드에 연결된다(S150).
이어서, RF 컨트롤부의 제어를 통해 RF 안테나가 USIM 카드부와 연결되어, USIM 카드부에서 RF 통신을 하게 된다(S160~S180).
이때, USIM 카드부에서는 이동통신 베이스밴드 칩과 연결되어, 사용자 인증, 전자상거래 및 글로벌 로밍서비스 통신을 하게 된다.
도 1은 종래 이동통신단말기 내부에 USIM 카드부와 NFC 통신부가 함께 구성되어, USIM 카드의 RF 안테나와 NFC 칩의 RF 안테나가 듀얼 안테나로 구성된 것을 도시한 일실시예도,
도 2는 본 발명에 따른 이동통신단말기용 RF공유 연결모듈(1)의 구성요소를 도시한 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 이동통신단말기용 RF공유 연결모듈(1)의 구성요소간의 연결상태를 도시한 연결상태도,
도 4는 본 발명에 따른 이동통신단말기용 RF공유 연결모듈(1) 중 USIM 카드부의 구성을 도시한 회로도,
도 5는 본 발명에 따른 이동통신단말기용 RF공유 연결모듈(1)을 이용한 RF 통신방법을 도시한 순서도.
※ 도면 부호의 간단한 설명 ※
10 : RF 컨트롤부 20 : USIM 카드부
30 : NFC 통신부 40 : RF 안테나

Claims (4)

  1. 이동통신단말기 내부에 USIM 카드부와 NFC 통신부가 함께 구성되어 RF 통신을 하는 RF공유 연결모듈(1)로 이루어지고,
    상기 RF공유 연결모듈(1)는 이동 통신 단말기 본체에 구성된 이동통신 베이스밴드 칩과 연결되어, 이동통신단말기 본체가 부팅이 되고, 이동통신 베이스밴드 칩이 USIM 카드부를 체크하여 나온 ATR(Answer to Reset) 값이 들어오면, 그 ATR(Answer to Reset) 값에 의해 RF 안테나가 NFC 통신부 또는 USIM 카드부로 선택되어 RF 통신을 하도록 제어하는 RF 컨트롤부(10)와,
    외부와 13.56㎒ 대역에서 RFID 리더 기능과 함께 태그 기능을 동시에 수행할 수 있도록 근거리 데이터 통신을 하면서, RF 컨트롤부의 제어신호가 입력되면 그 제어신호에 따라 USIM 카드부가 SWP 또는 S2C 통신이 되도록 통신프로토콜을 보내고, RF 안테나와 연결되어 RF 통신을 하는 NFC 통신부(20)와,
    이동 통신 단말기 본체에 구성된 이동통신 베이스밴드 칩과 연결되어, 사용자 인증, 전자상거래 및 글로벌 로밍서비스 통신을 하면서, RF 컨트롤부의 제어신호가 입력되면, 그 제어신호에 따라 NFC 통신부로부터 SWP 또는 S2C 통신이 차단되고, RF 안테나와 연결되어 RF 통신을 하는 USIM 카드부(30)와,
    상기 RF 컨트롤부의 제어에 따라 NFC 통신부가 비접촉식 근거리 통신 방식에 따라 RF 통신을 하거나 또는 RF 컨트롤부의 제어에 따라 USIM 카드부가 RF 통신을 하는 RF 안테나(40)가 포함되어 PCB 기판으로 모듈화되어 구성되는 것에 있어서,
    상기 USIM 카드부(30)는 USIM 소켓 C4단자와 C8단자에 USB단자와 RF 안테나 단자를 같은 라인으로 연결하여 USB 데이터 통신과 RF 통신이 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이동통신단말기용 RF공유 연결모듈.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, USIM 카드부(30)는 USIM 소켓 C4단자와 C8단자 일측에 RF 보정회로가 구성되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기용 RF공유 연결모듈.
  4. 삭제
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