[发明专利]在插入NFC终端的接触式和非接触式的双接口NFC卡和NFC设备之间进行通信的方法

说明书

技术领域

本发明涉及NFC(近场通信)卡，更具体地涉及插入到如移动电话这样的终端中的NFC卡。本发明涉还及一种用于在NFC卡和外部NFC设备之间进行非接触式通信或近场通信的方法。

背景技术

为了使不包括任何非接触式通信接口的移动电话能够与外部NFC设备通信，已经开发了插入到电话中的接触式和非接触式双接口NFC卡。举例来说，这些卡的类型是UICC(通用集成电路卡)，例如，NFC SIM(用户身份识别卡)，或者类型是NFC SD(安全数字卡)。已经提供了包括接触垫、微处理器、NFC模块和天线线圈的NFC SIM卡。该卡能够通过接触垫与移动电话进行接触式通信，并通过天线线圈与外部NFC设备进行NFC通信。

当卡和外部NFC设备距离彼此足够近时，卡的天线线圈与外部NFC设备的天线线圈感应耦合，能够使用传统NFC技术，例如标准ISO14443、ISO15693和Sony所定义的NFC技术来交换数据。

在大多数应用中，外部设备发射磁场，而NFC卡是无源的并通过负载调制来发送数据。为此，卡的天线线圈与无源部件(如，电容)相关联以形成天线电路，该天线电路被调谐至外部设备的工作频率，例如，13.56MHz。

图1概略示出了包括主处理器BBP的便携式终端HD1。称作NFSE的NFC卡被插入到终端HD1中，并通过接触式接口和电连接B1而连接至处理器BBP。卡NFSE包括天线电路AC以与外部NFC设备ED进行通信。连接B1可以符合ISO7816规定。

这种方案不尽如人意，因为便携式终端一般包括金属零件或金属部件，例如，印刷电路板。当NFC卡被插入到这种终端中时，金属零件或部件降低天线线圈的感应，由此更改天线电路的调谐频率，并降低NFC卡和外部设备ED之间的最大通信距离。

NFC卡制造商难以预先了解NFC卡会在什么情况下被使用，即，卡的金属环境是什么样的，NFC卡如何相对于印刷电路板进行设置，特别是它的纵轴是平行还是垂直于印刷电路板的边缘。不同的终端中，卡的位置可以有巨大的差异。可以或多或少地对该位置进行电磁屏蔽，并且终端可以包括靠近卡的数量不定的金属零件。因此，卡的最大通信距离极大的取决于卡的环境，并且取决于卡所插入的终端而差异巨大。此外，外部设备发射的磁场在金属零件中引起涡电流，这会产生中和磁场的逆磁场，由此进一步降低NFC卡和外部设备之间的最大通信距离。

也有装配有NFC模块以与外部NFC设备进行通信的移动电话。在这种情况下，插入到电话中的SIM卡不需要包括非接触式接口。因此，图2概略示出了终端HD2，其包括主处理器BBP和称作NFCC的NFC模块，NFC模块连接至天线电路AC1并通过连接2而连接至主处理器BBP。称作SE的SIM卡被插入到终端中，其中SIM卡通过接触式接口及电连接B1而连接至处理器BBP。SIM卡还可以通过连接B3连接至NFC模块。

该方案的优势是提供了用于非接触式通信的天线电路，即电路AC1，天线电路可以安装到终端中并与终端中的金属零件相适应。天线电路AC1因此可以提供最大通信距离。

但是，终端HD2的用户可能需要向他们的终端中插入具有自己的非接触式接口的卡，如图1所示的卡NFSE。特别是在已经具有NFC SIM卡的用户购买新的具有其自己的NFC模块的电话时，可能会发生在图3中概略示出的这种情况。结果，当终端靠近外部NFC设备时，卡NFSE和模块NFCC之间可能发生冲突。实际上，卡NFSE和模块NFCC可以同时称为外部NFC设备，在其领域中视作两种不同的NFC设备。

为解决该问题，文件WO2011/079606规定对终端的主处理器BBP进行调整，使其向NFC SIM卡发送切换命令，使NFC SIM卡不使用它的NFC接口终端进行非接触式通信，而使用终端的NFC接口终端或NFC模块。该方案也意味着互不相同的移动电话制造商和NFC SIM卡制造商在这种切换命令的定义和处理上达成一致。

此外，NFC SIM卡的非接触式接口在某些情况下可以提供比模块NFCC提供的通信距离更大的通信距离。优选使用具有最大通信距离的通信接口。预先知道那个非接触式接口的通信距离最大并非不可能。实际上，卡NFSE的非接触式接口的最大通信距离取决于其在终端HD2中的位置以及终端HD2中金属零件的配置，在不同型号的终端中，所述位置和配置差异巨大。此外，卡NFSE可以在不涉及处理器BBP的情况下开始同外部NFC设备ED进行通信。后者因此不能确定具有最大通信距离的非接触式接口，并由此根据通信距离来选择非接触式接口。