TWI363511B - Wireless communication apparatus and method thereof - Google Patents

Description

九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係指一種無線射頻識別通訊機制，尤指一種使用無線 射頻識別技術的近場通訊（NearField Communication，NFC)裝 置及其相關方法。 【先剷技術】 目前具有近場通訊功能的手機裡會内建一無線射頻識別電 路’該無線射麵職路具有可與—外部無線軸朗電路進行 ^端⑽-t〇peer)通訊、讀取一外部電子標鐵之資料以及模 賴的能力。因為手機_無線射頻識職路可模擬 _ ’當朗者進岐運㈣可_此—手機來取 RFID卡卻有然^ ’制_上魅騎_戦路的手機來取代 ID卡部有一令人話病的問題。例如，使用者進

線射頻識別讀取器（RFIDReader)會與 ^運I 電路進杆诵郊任ι_ 幾内的無線射頻識別 丁通訊以,己錄進站的地點，爾後 的無線射頻識職取器則會由料㈣站時另一捷運站 先前所料〜手機⑽無線射戦別電路讀出 先别所δ己錄的達站地點以進行扣款，但是 电貝出 站内用盡而使得使用者出站時手機 幾電机巧於捷運 出站地點的無線射賴別觀Hit訊（該識職路無法與 用手機電池來作為電力_，_必=_糊電路係使 用者來說相當不枝。料，更換手機時利進行扣款，此對使 .錄於舊手機上的剩餘金額轉而 手機:能面臨無法將記 叮于機上的風險。一般來 1363511 說’以内建的無線射頻識職路模擬為—電子標籤為例，通常餘 額的多寡係記錄於頓_另—電路上，所以，除非未來不同的 手機業者或；％電彳5業者之間可預先設計剩餘金額的轉換方式，否 則目前更換手機時並無法直接將餘額記錄於新手機中内建的電 路0 目前對於解決義金_轉财式，倾方法係由無線射頻 籲識別電路將餘額資料傳送至手機中的主控電路，再由主控電路將 餘額資料記錄於用戶識別（Subseriber Identity恤她，s购卡中， 斤、在更換手機之後若仍使用該用戶識別卡，則使用者可繼續 使用繼金額來進行扣款。另外，對於手機電池可能於捷運站内 用盡的If形’目_解決方式是提出—種雙介面（D⑽1加响⑵) 的用戶^別卡’其啊具有用戶酬卡的魏以及無線射頻識別 的通訊能力。此用戶識別卡在使㈣會先連接上另—近端通訊之 天線並_安置於手機内’因此，進錢運站時使时仍可使用 手機取代RFID卡支付旅費，實際上當灿捷運站時捷運站的無線 棚識別讀取11會與此用戶識別卡通絲進行扣款，細，此L 又"面用戶識別卡僅提供支付款項的功能而並不具有端對端傳輸 以及5貝取電子標籤的能力。考慮到未來使用者可財望單一手持 式產品（例如手機）可整合多元化應用，原先内建於手機中的無 線射頻舰電路應是需要的，絲啊將此―無線射貞識別電路 與上述的雙介面用戶識別卡及其天線置放於手機内以達成手機内 整合多元應用的目的，則在實作上該手機會具有操作於相同頻率 7 x^35li 的兩個天線’此將大幅地提高手機本身 大小與空間上的佈局（Layout)困難。 、增加其尺寸 【發明内容】 因此’本發明的目的之-在於提供—種可共用一 ==線射頻識別通訊的近場通訊裝置及其相關方法，= 低I造成本及減小尺寸大小。

依據本發_實關，其係揭露—種近· :裝置包含有一天線單元、一開關模組以及第一、第二近= 電路。該關她爐賊天線單元，該第—近場親電路祕 於歧線k ’則來涵該天線單元進行無_頻識別通訊， ⑽該第二近場通訊電路雛於該開關模組，並絲控制該開關 模組之狀態以_該天鮮元進行鱗射頻酬通訊，其中該第 一、第二近場通訊電路係共用該天線單元。 .依據本發明的實施例，其另揭露—種近場通訊方法，其包含 有提供天線單元，其係由一第一近場通訊電路與一第二近場 通訊電路所制；於―第—模式下，使職第一近場通訊電路經 由該天線單元進行無線賴朗通訊；以及於―第二模式下，使 用3亥第一近場舰電路經蝴天線單元進行無雜鱗別通訊。 依據本發明的實施例，其另揭露—種無線通訊裝置，其包含 8 有天線單元’ 一第一無線通訊電路，耦接於該天線單元，用 來、.巫由极線單元進行無線㈣識職訊；以及—第二無線通訊 電路’缺於紅線單元，时動該天線單元進行無線射頻識 別通訊’其巾該第_、第二近距離無線通訊電路係仙該天線單 【實施方式】 • 4參閱第1圖’第1圖是本發明第-實施例之近場通訊裝置 刚的示意圖。近魏訊裝置湖，例如一具有無線射頻識別通訊 功能的手機，包含有一主控電路105、一天線單元110、-開關模 、、且115 (内含開關元件sw)、兩近場通訊電路120與125、阻抗匹 配電路130a肖i30b以及穩顏波電路135，其中天線單元則在 第1圖中係以兩電感表示之，然其亦可僅繪示出一電感來表示之， 力而穩壓毅電路135_—非必要（__元件。以電路連接 _架構麵，近場_魏12G之傳輸端皿，_接於场單元ιι〇 的第-端’近場通訊電路⑵之傳輸端τχΑ係輕接於天線單元ιι〇 的第二端與開關元件sw的第一端，以及近場通訊電路⑵之傳 輸端TXB係雛於開關元件撕之第二端並透過天線單元⑽連 接至近場通訊電路120的傳輸端丁XB，。 在本實施财，近場通喊路12s係喊於近場軸裝置· 中’並具有與外部無線射頻識別電路進行端對端通訊、讀取外部 電子標籤之資訊以及模擬為電子標籤的功能，且近場通訊電路⑵ 9 1363511 係二主動式無線射賴別電路（需以近場通訊裝置励的電池作 為電力來源）’其藉由差動的方式自傳輸端了从與了幼輸出一傳 ^訊號經由天線單元11G至—外部的接收電路，而接收訊號時則 、由接收端RX來接收天線單元]1〇所傳來的訊號。近場通訊電 路㈣可由半主動式/被動式無線射頻識別電路實作之，在本實 施例中其係、為使用者之用戶識別卡上的電路（方便使用者取出） 且為被動式電路’其中該用戶識別卡具有一連接到龜卡功能之 ❿線轉（_)與可進行無線通⑽—鱗介面，而近場通訊電路 120的功肖伽來料付款（~_)或使时射續識機制的 無線射頻電子識職籤，其可藉由外部無騎賴卿取器(顧^ Reader )所發_訊肋朗制㈣予該無祕賴別讀取器而 不需使用手機電源作為電力來源4述的近場通訊電路i2〇、125 系、用天線單元⑽來分別進行各自的無線射頻識別通訊。 • 由於近場通訊電路12〇、125共用天線單元11〇時天線端與電 路之門的阻抗匹配至為重要，所以本實施例中主控電路105會適 時地依不同的應用狀況通知近場通訊電路125切換開關元件^ 的狀態以使得當近場通訊電路12〇、125分別使用天線單元⑽進 行傳輸時有較佳的阻抗匹配特性。於第—模式下，近場通訊電路 控希J開關元件SW處於關閉（cl〇sed〕狀態，而在本實施例中 亦將開關元件SW的狀態預設為關閉，所以一旦近場通訊電路12〇 接收到外响取器的訊號則可藉由反向散射調變技術（ ulation)經由天線單元11〇來與一外部無線射頻識別讀取器進 10 行電子標戴識別。另外，告欲;隹y 近場通訊裝請會===，時， 與⑵、阻抗匹配電路I30a、天線單元110會形成 場通訊電路125合缚由阳‘ 所乂近 天線星二: 電路_、近場通訊電路】2〇及

籤進=Γ卜部無線射頻識別讀取器或一外部的電子標 =進==，而此時近場通訊電路】20亦可進行無線射頻識別通 2 7注㈣是，當近場通訊電路125與外部電子賴進行通訊 、於電路間距離極短，所以近場通訊電路125亦有可能讀取 =物通訊電路120 (係為一電子識別標籤）的資料，此時可將近 琢通訊電路125設計為不讀取近場通訊電路12〇的資料以避免出 =。直到近場舰電路⑵結束觀_料雜後才會將開關元 4 SW的狀態切換為關閉，而在實際設計上當近場通訊電路⑵ 即將缺乏電力時亦可傾向立刻將開關元件sw切換至關閉狀態。

^此設計的好處是，即使近場通訊電路125因缺乏電力而無法進 行運作’近場輕電路12G仍可經由開關元件，與天線翠元⑽ ，形成迴路’換言之，當近場通訊電路125缺乏電源時外部讀取 裔仍可對近場通訊電路12〇存取資料。於是，近場通訊裝置刚 在實際使用時上將較為便利，例如，若使用者進出捷運站並使用 近場通矾裴置100支付旅費，則無論近場通訊裝置100有無電力， 近場通訊電路120皆可與捷運站的讀取器通訊來進行付款，使用 者即可順利通過捷運站的驗票閘門。此外，因為共用單一天線， 所以不會大幅地增加製造成本並且可減小近場通訊裝置100的尺 11 1363511 寸大小。再者’由於使用者可方便地取出近場通訊電路12〇，故更 換手機時並不會有剩餘金額轉換的問題。 請參閱第2圖，第2圖是本發明第二實施例之近場通訊裝置 200的不意圖。近場通訊裝置1〇〇與2〇〇的差異在於近場通訊裝置 100係使用常閉型（Normal Ci〇se)開關元件以設計電路，而近場 通訊裝置2〇0則利用常開型（NormaI 〇pen)開關元件以設計電路。 以電路架構來說’開關元件SWi與SWz組成開關模組215，近場 通訊電路220的第-端TXA，係雛於天線單^ 21()之一端與開關 元件sWl之-端，近場通訊電路22〇的第二端τχΒ，係柄接於天線 單元2Η)之另-端與開關元件_之一端，近場通訊電路级的 第-端ΤΧΑ係麵接於開關元件SWi之另—端，近場通訊電路级

的第二端TXB係輕接於開關元件SW2之另一端。阻抗匹配電路 230a、23Gb與其f阻R皆制來作為天線端與其他電路之間的阻 抗匹配ϋ穩壓驗電路235的她_於穩_波電路 135。於第-模式下，近場通訊電路奶會控制開關元件w盘 sw2處於開啟狀態（本實施例中開關元件sWi與叫亦預設為 啟狀態），此時近場通訊電路22〇經由天線單元來與一: 線射頻識別讀取H (例如捷的無線射賴㈣取器）進行雷、 子標籤識別，齡之，近場軌魏⑽可料付款機 射頻電子識應籤，絲射_顿職_可設置於具有 連接到SIM卡功能之線路墊（pad )與可進行| 的用戶識別卡上。另一方面，於一第一下、、、、°…線"面 弟—換式下’近場通訊電路225 12 1363511 則控制開關元件SW1與SW2處於關閉狀態，此時近場通訊電路225 可經由開關元件SWi、SW2連接至天線單元210以便與一外部無 線射頻識別電路或一外部電子標籤進行通訊。近場通訊裝置2〇〇 的優點大體上相同於第一實施例中的近場通訊裝置100，為簡化本 說明書的篇幅，在此不另贅述。 請搭配參閱第3圖與第4圖，第3圖與第4圖分別繪示本發 • 明第三實施例之近場通訊裝置300内近場通訊電路320與325的 操作示意圖。近場通訊裝置與湖、的差異在於近場通訊 裝置30G係不使⑽關元相設計，而透過阻抗匹配電路

篆通訊之無線介面的用戶識別卡 於第一模式下，近場通訊電路 ΊΙ 325則透過阻抗匹配電路33〇、別及天線單元3ι〇，與一外部無 線射頻識職料-料電子職進行軌。齡意到，雖然本 實施例之阻抗匹配電路33〇、331係為相同的電路，然而，在另— 實施例中，阻抗匹配電路33〇、331的電路設計亦可以不同此非 本發明的限制。此外，亦可適當地調整阻抗匹配電路33G、331以 控制近場通訊電路325於運作時是否可讀到近場通訊電路32〇所 發出的訊號。再者，近場通訊裳置的優點大體上相同於第一 實施例中的近場通訊裝置卿，為簡化本說明書的篇幅，在此不另 贅述。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範 圍所做之均等變化與修飾’皆應屬本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖為本發明第一實施例之近場通訊裝置的示意圖。 第2圖為本發明第二實施例之近場通訊裝置的示意圖。 第3圖為本發明第三實施例之近場通訊裝置内近場通訊電路的操 作示意圖。 第4圖為第3圖所示之近場通訊裝置内另一近場通訊電路的操作 示意圖。 【主要元件符號說明】 1〇〇 近場通訊裝置 ------ 1363511

105 ' 205 > 305 主控電路 110、210、310 天線單元 115 、 215 開關模組 120、125、220、225、320、 近場通訊電路 325 130a、130b、230a、230b、330、 阻抗匹配電路 331 、 332 135 ' 235 穩壓濾波電路 15

Claims (1)

1. 十 申請專利範®: 十 申請專利範®: 1. 種無線通訊袭置，其包含有： 一天線單元； 一開闕細，_賴天料t 一第一無線通訊電路，耦接於該 單元進行無線射頻識別通訊；以及70 ’用來經由該天線 祕帽隱，_制該開關 其t該第^由該天線早凡進行無線射頻識別通訊； 以及談無_訊魏係糾鼓線單元， ⑽i模組具有—卿元件， $—彳 …緣通π%路之一 第傳輸喊_於該天線單元之—第—端，該第二益線通 =路Γ第—傳輸端_接於該天線單认一第二端與該 牛之—第—端，以及該第二無線通訊電路之-第二傳 輸端係鱗於該_元件之—第二端與該第—無線通訊電路 之一第二傳輸端。 2·如申請專利範圍第！項所述之無線通訊裝置，其中於一第一模 式下’該第二無線通訊電路控觸_元件處於關（d〇sed) 狀L該第-無線通訊電路係經由該天線單元與該開關元件來與 卜°卩“、、線射頻識別讀取器進行電子標籤識別；以及於一第二模 式下°亥第一無線通成電路係控制該開關元件處於開啟（〇pen) 狀態，该第二無線通訊電路經由該第—無線通訊電路與該天線單 元以與一外部無線射頻識別讀取器或一外部電子標籤進行通訊。 16 I3b3Ml 101年1月6日修正替換頁 如申請專利細第2項所述之鱗軌裝置，~~ 通訊電路係-無線射職別標籤，並用於作為—付款（pay_t) 機制之一電子識別標籤。 ' 4.如申明專利範圍第3項所述之無線通訊裂置，其中該電子識別 標籤係設置於具有-線路塾（pad)與一無線介面之一用戶識別 (Subscriber Identity Module，SIM)卡上。 5·如申請專利範圍第2項所述之無線通職置，其中該第二無線 · 通訊電路係-主動式無線射頻識別電路，而該第—無線通訊電路 係一半主動式/被動式無線射頻識別電路。 6·如申請專嫌㈣丨顧述之無線通訊打，其巾關關模組 包含有-第-關元件與—第二開關元件，該第—無線通訊電路 之一第-端_接於該天線單元之—端與該第—開關元件之一 =，該第-無線通訊電路之-第二端係鶴接於該天線單元之另一 · 端與该第二開關元件之—端，該第二無線通訊電路之—第一端係 輕接於該第-開關元件之另—端，該第二無線通訊電路之一第二 k係輪接於該第二開關元件之另一端。 7‘如中請專利範圍第6項所述之無線通訊裝置，其巾於―第一模 式下，該第二無線通訊電路控制該第一、第二開關元件處於開啟 kpen)絲，該第—無缝訊電路經由該天線單元讀與—卜 . 17 1363511 101年1月6日修正替換頁 101年1月6日修 #線射賴賴取H撕f子標賴別； 下，該第二無線通訊電路控制該第一、第二開關元件處於關閉 (cl〇sed).、’該第二無線通訊電路係經由該第―、第二開關 =件連接至該天線單加便與—外部無線射辆職路或—外 4電子標籤進行通訊。 8. 如申請專利範圍第7項所述之益嫂、圣〜壯班^ .、、、線通訊裝置，其中該第一無線 1訊-电路係一無線射頻識別標鐵， 鞔蓋用於作為一付款（Payment) 機制之一電子識別標籤。 9. 如申請專利範圍第8項所述益 K、深通Λ裝置，其中該電子識別 &戴係汉置於具有-線路塾（_)與—無線介面之—用戶織別 (Subscriber Identity Module，SIM)卡上。 10. 如申請專利範圍第7項所述之無線通訊裝置，其中該第二無線 電路係-絲式無線棚朗電路，而辟—鱗通訊電路 係一半主動式/被動式無線射頻識別電路。 11.- 種無線通訊裝置，其包含有 一天線單元； -第:無線通喊路，絲於鼓線單元，用丸經由該天線 單元進彳于無線射頻識別通訊；以及 第二無線itffl電路，祕於該天線單元，料經由該天線 1363511 早元進行無線射賴別通訊，其情第^ ，通訊電路係共用該天線單元，—:= «路之一第-傳輸端係_於該天線單元之—第身如 該第二無線通訊電路之一第一傳 端， 元之該第1轉，通訊電路=於^線單 :::第:無線，路之-第二傳輪端係：:天 早兀之帛—端，該第二無線通訊電路之 =胁該天線單元之該第二端與該第“ 路之該第二傳輸端。 电 12:如申請專利範圍第11項所述之驗道碱置，其中於一第— =二無線通訊電路經由該天線單元來與—外部無線射 頻錢行電子賴識別；以及於-第二模式下，該第二 無線通訊電路經由該天線單元來與—外部無線射頻識別讀取器— 或一外部電子標籤進行通訊。 13.如申請專利範圍帛12項所述之無線通訊裝置，其中該第 線通訊電路係一無線射頻識別標籤，並用於作為一付款 (Payment)機制之一電子識別標籤。 14·如申請專利範圍第13項所述之無線通訊裝置，其中該電子識 別標籤係設置於具有一線路墊（pad)與一無線介面之一用戶識 別(Subscriber Identity Module，SIM)卡上。 19 1363511 ' 101年1月6日修正替換頁 ， 15.如申請專利範圍第12項所述之無線通訊裝置，其中該第二無 • 線通訊電路係一主動式無線射頻識別電路，而該第一無線通訊電 ' 路係一半主動式/被動式無線射頻識別電路。 Η—、圖式：

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