專利名稱：用于通信設(shè)備的電路和發(fā)送控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于通信設(shè)備的電路。本發(fā)明還涉及一種通信設(shè)備，其包括如前段所述的電路。本發(fā)明還涉及一種發(fā)送數(shù)據(jù)信號(transmission data signal)的發(fā)送控制方法。
背景技術(shù)：
結(jié)合國際標準ISO/IEC 18092已經(jīng)知道如第二段所述的通信設(shè) 備，該通信設(shè)備包括如第一段所述的電路，該電路能夠執(zhí)行如第三段 所述的發(fā)送數(shù)據(jù)信號的發(fā)送控制方法。已知的通信設(shè)備包括形成傳輸 部件的通信線圈。該通信線圈連接至電路。該通信線圈被設(shè)計為在非 接觸通信期間與另一設(shè)備的對應(yīng)通信線圈建立感應(yīng)耦合。該已知的通 信設(shè)備被設(shè)計為根據(jù)所述標準向所述的另一設(shè)備發(fā)送發(fā)送數(shù)據(jù)信號。 該另一設(shè)備可以是設(shè)計相同的通信設(shè)備，或者是符合國際標準 ISO/IEC 14443或ISO/IEC 15693的所謂的數(shù)據(jù)載體。該已知的通信設(shè) 備還被設(shè)計為根據(jù)所述標準從所述另一設(shè)備接收接收數(shù)據(jù)信號 (reception data signal)。所述發(fā)送數(shù)據(jù)信號和所述接收數(shù)據(jù)信號的有 效性是通過所謂的防沖突協(xié)議(anti-collision protocol)來保證的。該 防沖突協(xié)議規(guī)定當在所有涉及通信的設(shè)備上執(zhí)行該協(xié)議之后，只為 與該通信設(shè)備的非接觸通信選擇一個單個的另一設(shè)備。己知的通信設(shè)備的問題是通過例如將一個所謂的"間諜"設(shè)備("spy" device)放在非接觸通信中涉及的設(shè)備之一的附近，并觀測或 分析發(fā)送數(shù)據(jù)信號和/或接收數(shù)據(jù)信號的序列或內(nèi)容，可以相對容易地 觀測在所選設(shè)備之間進行的發(fā)送數(shù)據(jù)信號與接收數(shù)據(jù)信號的交換。這 個事實將基本上允許執(zhí)行所謂的"中間人"攻擊("man in the middle" attack),該攻擊允許取代兩個合法涉及的設(shè)備中的一個的地位，實現(xiàn) 例如欺詐活動的目的。在該上下文中，與合法涉及的設(shè)備形成對比的 是，執(zhí)行中間人攻擊的間諜設(shè)備是"非合法"涉及的設(shè)備。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供在第一段中提到的電路、在第二段中提到的 通信設(shè)備以及在第三段中提到的方法，其消除了上述缺點。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的特征要素提供了 一種根據(jù)本發(fā)明的電路，這樣，根據(jù)本發(fā)明的電路可以表征如下用于通信設(shè)備的電路，所述通信設(shè)備包括為與另一設(shè)備進行通信 而提供的傳輸部件，所述電路包括發(fā)射機和接收機以及控制部件，發(fā) 射機被設(shè)計為接收發(fā)送數(shù)據(jù)、與傳輸部件合作以及向傳輸部件發(fā)送表 示發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送數(shù)據(jù)信號，接收機被設(shè)計為與傳輸部件合作、從傳 輸部件接收接收數(shù)據(jù)信號以及提供表示接收數(shù)據(jù)信號的接收數(shù)據(jù)，控 制部件被設(shè)計為控制發(fā)射機，以在利用接收機接收接收數(shù)據(jù)信號的同 時，發(fā)出發(fā)送數(shù)據(jù)信號。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的特征要素提供了 一種根據(jù)本發(fā) 明的通信設(shè)備，這樣，根據(jù)本發(fā)明的通信設(shè)備包括根據(jù)本發(fā)明的電路。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的特征要素提供了一種根據(jù)本發(fā) 明的方法，這樣，根據(jù)本發(fā)明的方法可以表征如下發(fā)送數(shù)據(jù)信號的發(fā)送控制方法，該方法包括下列步驟，即從另 一設(shè)備接收接收數(shù)據(jù)信號并提供表示該接收數(shù)據(jù)信號的接收數(shù)據(jù)；以 及在接收接收數(shù)據(jù)信號的同時，發(fā)送表示發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送數(shù)據(jù)信號。根據(jù)本發(fā)明所提供的特征的優(yōu)點在于與那些為了保證在一個時 刻只有一個被選設(shè)備對發(fā)送數(shù)據(jù)信息進行發(fā)送而創(chuàng)建的所有過去存在 的慣例和措施相反，通信設(shè)備首次能夠與另一設(shè)備執(zhí)行同時的雙向通 信，在該雙向通信中，在接收接收數(shù)據(jù)信號的同時，對發(fā)送數(shù)據(jù)信號 進行發(fā)送。這類雙向的同時通信還提供優(yōu)點對第三設(shè)備來說，如對 間諜設(shè)備來說，分析由通信設(shè)備發(fā)送到另一設(shè)備的發(fā)送數(shù)據(jù)信號或分
析從另一設(shè)備接收的接收數(shù)據(jù)信號將變得相對煩瑣，甚至是不可能的。 這種分析的結(jié)果將是不大精確的，這是因為，依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)慣例，由 間諜設(shè)備所捕獲的數(shù)據(jù)信號不僅僅包含那些可以清楚區(qū)分的數(shù)據(jù)信號 單元，而且還包含被認為表示所謂的"沖突"的數(shù)據(jù)信號單元重疊，因 此，依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)慣例，由間諜設(shè)備所捕獲的數(shù)據(jù)信號肯定會被拒絕。 根據(jù)本發(fā)明的一些方案提供的優(yōu)點是調(diào)制載波信號的信號參數(shù) 可以根據(jù)隨機方案或根據(jù)預先確定的方案而改變，這將使得間諜設(shè)備 更加難以區(qū)分顯示出沖突的數(shù)據(jù)信號單元發(fā)送自哪個合法涉及的設(shè) 備。根據(jù)本發(fā)朋的其它方案提供的優(yōu)點是可以計算源自發(fā)送數(shù)據(jù)信 號和源自接收數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)信號單元的信號參數(shù)的差別，并且，取 決于該差別，可以修改發(fā)送數(shù)據(jù)信號的參數(shù)，以提供發(fā)送數(shù)據(jù)信號與 接收數(shù)據(jù)信號的信號參數(shù)之間的最小差別，甚至為發(fā)送數(shù)據(jù)信號和接 收數(shù)據(jù)信號提供相等的信號參數(shù)。對間諜設(shè)備的辨別各個數(shù)據(jù)單元信 號發(fā)送自哪個合法涉及的設(shè)備的任何嘗試來說，這個方案將使其更加 困難和更加復雜，甚至是不可能的。本發(fā)明的其它方案提供的優(yōu)點是可以在通信設(shè)備和另一設(shè)備之 間交換至少一個隨機數(shù)或至少一個唯一標識數(shù)等，而不必擔心這種數(shù) 被全部探出，或者，探出該數(shù)發(fā)送自哪個合法涉及的設(shè)備是非常困難 甚至是不可能的。這樣的數(shù)例如可以是在通信設(shè)備與它的合法涉及的 通信伙伴之間的通信中應(yīng)用密碼術(shù)的基礎(chǔ)，所述通信伙伴是通信所迫 切需要的另一設(shè)備，而非應(yīng)當被排除出該通信的間諜設(shè)備。另一方面， 對發(fā)送數(shù)據(jù)信號進行發(fā)送并同時對接收數(shù)據(jù)信號進行接收的通信設(shè)備 (其當然也反映所述數(shù)據(jù)信號單元的沖突)在把一個這樣的數(shù)據(jù)信號 單元與適當?shù)闹迪嗦?lián)系時將不會出現(xiàn)問題，因為，對每個這樣的數(shù)據(jù) 信號單元來說，該通信設(shè)備知道哪個數(shù)據(jù)信號單元是自己發(fā)送的，其 導致所述數(shù)據(jù)信號單元的沖突。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的通信設(shè)備的框圖。
圖2示出根據(jù)圖1的設(shè)備所使用的發(fā)送數(shù)據(jù)信號和接收數(shù)據(jù)信號 的副載波表示的信號圖。圖3用與圖2 —樣的方式示出根據(jù)圖2的發(fā)送數(shù)據(jù)信號和接收數(shù) 據(jù)信號的重疊。圖4用與圖2 —樣的方式示出具有固定的信號電平的接收信號和 具有變化的信號電平的發(fā)送信號。圖5用與圖2 —樣的方式示出根據(jù)圖4的發(fā)送信號和接收信號的重疊。
具體實施方式
圖1示出實現(xiàn)所謂的近場通信(NFC)設(shè)備1的通信設(shè)備。NFC 設(shè)備1被設(shè)計為根據(jù)國際標準ISO/IEC 18092 (NFC)進行通信。通信 設(shè)備l包括為與未在圖1中示出的另一NFC設(shè)備進行通信而設(shè)計和提 供的傳輸部件2。利用通信線圈來實現(xiàn)傳輸部件2，該通信線圈還連接 至匹配網(wǎng)絡(luò)和并聯(lián)電容器，該匹配網(wǎng)絡(luò)和電容器并未示出，這是因為 在現(xiàn)有技術(shù)中它們是為人所知的。該通信線圈提供與另一NFC設(shè)備的 對應(yīng)線圈的感應(yīng)耦合。關(guān)于這一點，值得一提的是，在另一個實施例 中，出于非接觸通信的目的，也可以實現(xiàn)感應(yīng)耦合。然而，站的傳輸 部件2中也可以包括天線，例如，可以考慮單極或多極天線。NFC設(shè)備1還包括集成電路3，其連接至傳輸部件2。電路3包 括發(fā)射機4、接收機5、信號參數(shù)確定部件6和控制部件7?？刂撇考?7與發(fā)射機4、接收機5以及信號參數(shù)確定部件6耦合在一起?？刂撇考?被設(shè)計為向發(fā)射機5發(fā)出發(fā)送數(shù)據(jù)TD和從接收機5 接收接收數(shù)據(jù)RD。發(fā)送數(shù)據(jù)TD的數(shù)據(jù)單元是比特，并且表示第一數(shù)， 該第一數(shù)或者是邏輯一 (或'T')或者是邏輯零("0")。接收數(shù)據(jù)RD 的數(shù)據(jù)單元也是比特，并且表示第二數(shù)，該第二數(shù)或者是邏輯一或者 是邏輯零。發(fā)射機4被設(shè)計為接收發(fā)送數(shù)據(jù)TD、與傳輸部件2合作以及向 傳輸部件2發(fā)送表示發(fā)送數(shù)據(jù)TD的發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS。為了產(chǎn)生和 發(fā)出發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS，發(fā)射機4被設(shè)計為產(chǎn)生載波信號并從該載波
信號中導出副載波信號。為了產(chǎn)生調(diào)制載波信號，該發(fā)射機給設(shè)計為根據(jù)Manchester編碼方案對表示所述數(shù)據(jù)單元的副載波信號進行編 碼，如圖2中所示。圖2中所示的信號圖包括表示發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS 和接收數(shù)據(jù)信號RDS的編碼副載波信號的四個信號部分S1、 S2、 S3 和S4，該發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS表示具有二進制數(shù)值"0011"的四個比特， 該接收數(shù)據(jù)信號RDS以非干擾的形式表示具有二進制數(shù)值"0101"的 四個比特。接收數(shù)據(jù)信號RDS的表示示出了比特的副載波編碼在第一 信號部分Sl和第三信號部分S3期間表示邏輯零，而信號部分S2和 S4示出了表示邏輯一的比特的副載波編碼。發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS的表 示示出了比特的副載波編碼在第一信號部分Sl和第二信號部分S2期 間表示邏輯零，而信號部分S3和S4示出了表示邏輯1的比特的副載 波編碼。圖2中所示的發(fā)射機4進一步被設(shè)計為向載波信號施加編碼 的副載波信號，以產(chǎn)生取決于發(fā)送數(shù)據(jù)的載波信號的幅度調(diào)制。為了 簡化起見，圖2中所示的接收數(shù)據(jù)信號RDS和發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS的 編碼副載波具有相同的幅度電平。在實際的現(xiàn)有通信技術(shù)中，典型地 不是這樣的情況。有利地，發(fā)射機4進一步被設(shè)計為接收信號參數(shù)控制信號SPCS， 還被設(shè)計為產(chǎn)生取決于發(fā)送數(shù)據(jù)TD和信號參數(shù)控制信號SPCS的調(diào) 制載波信號。在這種情況下，要控制的信號參數(shù)是發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS 的信號電平，其由副載波信號的信號電平?jīng)Q定。因此，發(fā)射機4被設(shè) 計為改變引起發(fā)送數(shù)據(jù)信號TSD的副載波信號的信號幅度。這規(guī)定 了在發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS的功率譜中，在例如13，56MHz的頻率處存 在載波信號的載波信號峰值，根據(jù)848 kHz的副載波頻率，在例如 (13,56 MHz+ 848 kHz)和(13，56 MHz - 848 kHz)的位置處存在兩 個另外的峰值，即副載波信號峰值，其中，副載波波峰的尺寸(高度) 是依賴于信號參數(shù)控制信號SPCS而變化的。關(guān)于這一點，值得一提 的是，除了可以控制信號電平，如果需要，信號參數(shù)控制信號SPCS還可以被用來控制載波信號的相位和/或頻率。然而，在當前的情況下， 假定并不需要控制相位和頻率。變化或改變信號的幅度、頻率或相位 的部件對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是已知，因此，不再詳述。
接收機5被設(shè)計為與傳輸部件2合作、從傳輸部件2接收接收數(shù) 據(jù)信號RDS以及提供表示接收數(shù)據(jù)信號RDS的接收數(shù)據(jù)RD。有利地，該控制部件進一步被設(shè)計為控制發(fā)射機4，以在利用接 收機5接收接收數(shù)據(jù)信號的同時，發(fā)出發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS。在本實施 例中，通過向另一設(shè)備傳達命令，例如，用于請求該另一設(shè)備向NFC 設(shè)備傳回一個序列號的請求命令，來啟動與該另一設(shè)備的同時的雙向 通信。由于該另一設(shè)備的響應(yīng)特性是由上述的國際標準所規(guī)定的，因 此，如所述國際標準中所規(guī)定的那樣，控制部件7按照該請求命令， 根據(jù)適合于接收響應(yīng)數(shù)據(jù)信號RDS的時序，發(fā)出發(fā)送數(shù)據(jù)TD。然而， 也可以實現(xiàn)為具有用于緩沖發(fā)送數(shù)據(jù)TD的發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖器，并實現(xiàn) 為由控制部件7向發(fā)射機4提供發(fā)送觸發(fā)信號，觸發(fā)發(fā)射機4從發(fā)送 數(shù)據(jù)緩沖器取回發(fā)送數(shù)據(jù)TD并在接收接收數(shù)據(jù)信號RDS的同時發(fā)出 相應(yīng)的由發(fā)送觸發(fā)信號鎖定的發(fā)送數(shù)據(jù)信號。在本實施例中，接收數(shù)據(jù)信號RDS表示載波信號的負載調(diào)制， 該載波信號的負載調(diào)制是由另一設(shè)備在與NFC設(shè)備1的非接觸通信過 程中執(zhí)行的。接收數(shù)據(jù)信號RDS在電路3的某電路點處被抽取(tap)， 而且，發(fā)射機4和傳輸部件2也連接至此點。根據(jù)上述國際標準，接 收機5被設(shè)計為檢測由接收數(shù)據(jù)信號RDS所表示的沖突信號CS，該 沖突信號CS指明該接收數(shù)據(jù)信號RDS表示兩個不同的數(shù)，在本示例 中，這兩個數(shù)是邏輯0和邏輯1，這兩個數(shù)的第一數(shù)(例如，比特) 是由所發(fā)出的發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS表示的，而這兩個數(shù)的第二數(shù)(例如， 比特)來源于另一設(shè)備。對于符合例如ISO/IEC 14443 (防沖突方案) 的國際標準的現(xiàn)有技術(shù)的射頻識別(RFID)設(shè)備來說，這樣的沖突信 號CS的比特定向檢測基本上是已知的，但是只在與從一組射頻識別 設(shè)備(也被稱為標簽、標記等)中選出的一個特殊的射頻設(shè)備結(jié)合才 被使用。圖3示出了圖2的信號部分S1至S4的重疊。相應(yīng)地，第一 信號部分Sl和第四信號部分S4可以識別具有邏輯值0的比特，而第 二信號部分S2和第三信號部分S3示出了沖突信號CS，對這兩個信 號部分S2和S3來說，在沒有更進一步的認識或假定的情況下，不能 夠定義由這些信號部分所表示的邏輯值O或1。要提到的是，在任何
預防措施(precaution)的情況下，如向發(fā)射機4施加適當?shù)男盘枀?shù) 控制信號SPCS，第二信號部分S2的前半幅度(信號電平)和第二信 號部分S2的后半幅度(信號電平)可以是不同的，這一點將在下文 中詳述。有利地，圖3中所示的接收機5被設(shè)計為接收發(fā)送數(shù)據(jù)TD、根 據(jù)己知的由發(fā)送數(shù)據(jù)TD所表示的第一數(shù)(例如，圖2中所示的第二 信號部分S2期間的邏輯0)導出源于另一設(shè)備的第二數(shù)(例如，圖2 中所示的第二信號部分S2期間的邏輯1)、以及向控制部件7發(fā)送表 示所導出的第二數(shù)的接收數(shù)據(jù)RD。因此，檢測到的沖突信號CS并不 會像現(xiàn)有技術(shù)中所已知的那樣導致數(shù)據(jù)信號的接收或發(fā)送的任何中 止。而是，所述檢測被用于觸發(fā)基于發(fā)送數(shù)據(jù)TD而確定接收數(shù)據(jù)RD。信號參數(shù)確定部件6也連接至發(fā)射機4、接收機5與傳輸部件2 相連的那個電路點。這基本上允許抽取相應(yīng)的單個信號或發(fā)送數(shù)據(jù)信 號TDS與接收數(shù)據(jù)信號RDS的信號組合(重疊)，該單個信號是與接 收數(shù)據(jù)信號RDS無關(guān)的發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS或者是與發(fā)送數(shù)據(jù)信號 TDS無關(guān)的接收數(shù)據(jù)信號RDS。信號參數(shù)確定部件6被設(shè)計為接收發(fā) 送數(shù)據(jù)信號TDS和確定發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS的至少一個發(fā)送信號參數(shù)。 在本實施例中，發(fā)送信號參數(shù)被定義為所述發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS的信號 電平。此外，也可以在其它實施例中確定所述發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS的頻 率和/或相位。信號參數(shù)確定部件6被設(shè)計為產(chǎn)生和發(fā)出第一參數(shù)表示 信號R1，其表示發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS的信號電平。信號參數(shù)確定部件 6被設(shè)計為接收接收數(shù)據(jù)信號RDS和確定接收數(shù)據(jù)信號RDS的至少 一個接收信號參數(shù)。在本實施例中，接收信號參數(shù)被定義為所述接收 數(shù)據(jù)信號RDS的信號電平。此外，也可以在其它實施例中確定所述接 收數(shù)據(jù)信號RDS的頻率和/或相位。信號參數(shù)確定部件6被設(shè)計為產(chǎn) 生和發(fā)出第二參數(shù)表示信號R2，其表示接收數(shù)據(jù)信號RDS的信號電 平。要提到的是，在其它實施例中，第一表示信號Rl和第二表示信 號R2也可以包括相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號TDS或RDS的相位或頻率的表示?？刂撇考?進一步被設(shè)計為從信號參數(shù)確定部件6接收第一參 數(shù)表示信號Rl和第二參數(shù)表示信號R2，并且確定由這兩個表示信號R1和R2所表示的信號參數(shù)的差別。如在前段中所述，在其它的實施 例中，不僅可以考慮發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS的信號電平與接收數(shù)據(jù)信號 RDS的信號電平之間的差別，而且還可以考慮這兩個數(shù)據(jù)信號TDS 和RDS的頻率和/或相位之間的差別?？刂撇考?進一步被設(shè)計為 依賴于所述參數(shù)表示信號Rl和R2 (意味著依賴于所確定的信號電平 的差別)，向發(fā)射機4發(fā)送信號參數(shù)控制信號SPCS，以將所確定的信 號電平的差別最小化。根據(jù)另一個實施例，信號參數(shù)控制信號SPCS 也可以被用于減少任何其它所確定的參數(shù)差別。這些措施的優(yōu)點是發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS和接收數(shù)據(jù)信號RDS的 信號電平，或者，更精確地說，發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS和接收數(shù)據(jù)信號 RDS的邊帶功率譜峰值水平(level) 了。因此，對第三方來說，例如， 對間諜設(shè)備來說，確定哪個設(shè)備發(fā)出了發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS和接收數(shù)據(jù) 信號RDS的重疊的哪個部分，以及導出每個信號部分的合理的數(shù)據(jù)信 號內(nèi)容，都將是困難甚至不可能的。盡管前面的所有描述中都只提到了用比特來表示數(shù)據(jù)單元，而且 所描述的信號也都反映了這種限制，但值得一提的是，本發(fā)明的范圍 并不局限于這樣的實施例，因為已知有表示多個比特的信號，例如， 正交幅度調(diào)制(QAM)中所使用的那樣。在QAM的情況下，單個信 號部分表示三個或更多的號碼，而且，通過知道產(chǎn)生沖突信號的兩個 數(shù)中的一個，沖突信號CS可在本發(fā)明的范圍內(nèi)控制。雖然集成電路3被描述成集成電路，但值得一提的是，也可以考 慮分立電路。在前面的所有描述中，通信設(shè)備和另一設(shè)備都被描述成具有相同 實施例的NFC設(shè)備。然而， 一個通信設(shè)備l也可能足以實現(xiàn)本發(fā)明， 因為，另一個設(shè)備可以是射頻識別(RFID)設(shè)備，射頻識別(RFID) 設(shè)備被設(shè)計為響應(yīng)請求NFC設(shè)備的請求命令，而不實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的 任何其它措施，并且因此簡單地忽略與發(fā)出它的唯一序列號的同時被 輸送的發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS。此外，值得一提的是，在例如符合ISO/IEC 14443的RFID系統(tǒng)的所謂讀取站中，可以實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的措施。下文將描述通信設(shè)備的運行。因此，考慮NFC設(shè)備1被嵌入在
其上存儲有安全敏感數(shù)據(jù)的個人電腦(PC)(圖中未示出)中的情形。 另一設(shè)備具有與NFC設(shè)備1相同的類型和結(jié)構(gòu)，并且被嵌入在移動電 話(圖中未示出)中。借助于NFC設(shè)備1和該另一設(shè)備，將建立起安 全的非接觸通信，其允許交換安全敏感數(shù)據(jù)。為了建立安全的非接觸 通信，這兩個設(shè)備被設(shè)置為彼此接近。根據(jù)NFC標準，這兩個NFC 設(shè)備1中一個(我們假定它就是嵌入在PC中的那一個)采取主動并 作為主NFC設(shè)備1而執(zhí)行，而被嵌入在移動電話中的另一設(shè)備則作為 從NFC設(shè)備1'(圖中未示出)。根據(jù)這個角色定位，主NFC設(shè)備1通 過發(fā)出安全通信請求命令來啟動通信，該安全通信請求命令用于請求 NFC設(shè)備1'將其唯一序列號傳回主NFC設(shè)備1，在主NFC設(shè)備1中， 唯一序列號被用于對要被交換的數(shù)據(jù)進行加密。根據(jù)國際標準ISO/IEC 18092所給出的現(xiàn)有技術(shù)的定義，發(fā)出該 通信請求命令，這意味著通過應(yīng)用100%調(diào)制方式來執(zhí)行載波信號的 幅度調(diào)制。按照該通信請求命令的發(fā)送，(主)NFC設(shè)備1必須確認 在后面的通信中僅僅包含一個另一通信設(shè)備l'。為了實現(xiàn)這個目的， 執(zhí)行現(xiàn)有技術(shù)的防沖突過程，以保證在通信中僅僅包含這兩個NFC設(shè) 備i和r。然而，在本示例中實現(xiàn)了產(chǎn)生指明在該防沖突過程期間檢測到?jīng)_突的問題指示信號，并且操作設(shè)備的用戶將被警告改變那些 可以產(chǎn)生沖突的其它設(shè)備的場所或位置。關(guān)于怎樣使該問題指示信號 變得可用的那些細節(jié)不再進一步詳述了，因為這無關(guān)本發(fā)明的主旨。該防沖突過程的一個缺點是這只能排除設(shè)備在發(fā)出數(shù)據(jù)信號的 意義上扮演有效角色，而不能排除其它設(shè)備監(jiān)聽兩個NFC設(shè)備1和r之間的通信，這兩個設(shè)備是在防沖突過程期間出于其后的通信的目的而選擇的。為了保證這兩個"合法"選擇的NFC設(shè)備1和r之間的、按照不能由被稱為間諜設(shè)備的第三方設(shè)備探出的方式、通過交換唯一標識號碼而進行的非接觸通信的安全，由嵌入在PC中的NFC設(shè)備1 應(yīng)用發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS的發(fā)送控制方法，該方法背離國際標準 ISO/IEC 18092所規(guī)定的協(xié)議。作為這個方法的一般規(guī)則，該方法包括以下步驟從(另一)從NFC設(shè)備l'接收接收數(shù)據(jù)信號RDS;以及借助于接收機5提供表示接
收數(shù)據(jù)信號RDS的接收數(shù)據(jù)RD，在接收接收數(shù)據(jù)信號RDS的同時， 借助于傳輸部件4來發(fā)送表示發(fā)送數(shù)據(jù)TD的發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS。在 該方法期間所應(yīng)用的調(diào)制方式與100%調(diào)制方式是明顯不同的，100% 調(diào)制方式典型地應(yīng)用于從主NFC設(shè)備1到從NFC設(shè)備l'的通信。在 這個方法期間，所應(yīng)用的調(diào)制方式是在所述標準中針對被動通信設(shè)備 所規(guī)定的調(diào)制方式，這意味著所提供的載波信號的負載調(diào)制的調(diào)制深 度小于100%。為了使得數(shù)據(jù)信號TDS和RDS的來源對間諜設(shè)備不可見，該方 法允許將所發(fā)送的發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS的邊帶的功率譜調(diào)整為接收數(shù) 據(jù)信號RDS的邊帶的功率譜。因此，從NFC設(shè)備l'發(fā)送表示邏輯1 的接收數(shù)據(jù)信號RDS，而在接收接收數(shù)據(jù)信號RDS的同時，主NFC 設(shè)備1發(fā)送表示邏輯0的發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS，如圖4所示。如圖4借 助于信號部分S5到S9所示，邏輯0和1的這個同步交換被重復5次。 然而重復的次數(shù)可以取決于要實現(xiàn)的結(jié)果而變化，該結(jié)果是如上所述 的兩個功率譜的一致性。為了實現(xiàn)該結(jié)果，該方法包括下列步驟利用發(fā)射機4，通過取 決于發(fā)送數(shù)據(jù)TD (邏輯0)和信號參數(shù)控制信號SPCS對載波信號進 行調(diào)制，產(chǎn)生調(diào)制載波信號，使得調(diào)制載波信號的信號電平由信號參 數(shù)控制信號SPCS決定；以及作為發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS而發(fā)出該調(diào)制載 波信號。根據(jù)圖4，即信號部分S5，表示預置的起始信號電平的信號 參數(shù)控制信號SPCS被用于傳輸部件4。因此，接收數(shù)據(jù)信號RDS和 發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS的副載波的信號電平是完全不同的。圖5示出了這 些數(shù)據(jù)信號RDS和TDS的重疊，即信號部分S5。在信號部分S5期 間，信號部分S5的前半的邊帶的功率譜與信號部分S5的后半的邊帶 的功率譜顯著不同。為了使這兩個功率譜彼此相匹配，該方法包括對于圖5中所示 的信號部分S5到S9的每一個前半，借助于信號參數(shù)確定部件6，確 定發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS的信號電平，并且發(fā)出表示發(fā)送信號電平的第一 參數(shù)表示信號R1。該方法還包括對于圖5中所示的信號部分S5到 S9的每一個后半,借助于信號參數(shù)確定部件6，確定接收數(shù)據(jù)信號RDS 的接收信號電平，并且發(fā)出表示接收信號電平的第二參數(shù)表示信號R2。該方法還包括取決于信號部分(n)的所述表示信號R1和R2， 發(fā)出下一個信號部分(n+l)的信號參數(shù)控制信號SPCS，使得所確定 的信號部分(n+l)的接收信號電平與相應(yīng)的發(fā)送信號電平(信號部 分(n+l)的信號電平)之間的差別被減小了。在本實施例中，如圖5 所示，接收信號電平與發(fā)送信號電平之間的差別被反復地減小了。然 而，還可以考慮能夠更快減小或立即減小該差別的分析方法。根據(jù)下面的描述，假定主NFC設(shè)備1與從NFC設(shè)備l'之間的距 離不變，它們位于彼此接近的穩(wěn)定位置。因此，并不需要為接收信號 電平而對發(fā)送信號水平進行進一步的調(diào)整。沒有這樣的一個穩(wěn)定結(jié)構(gòu) 可能會導致在建立第一信號電平匹配之后，需要對信號電平進行動 態(tài)監(jiān)視，而且，在初始信號電平匹配之后的數(shù)據(jù)信號交換期間，也必 須動態(tài)地調(diào)整產(chǎn)生發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS的副載波的信號電平。在表示沖 突信號CS的信號部分期間，可以基于確定信號電平來執(zhí)行該動態(tài)調(diào)在對接收數(shù)據(jù)信號RDS和發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS的功率譜進行相互 調(diào)整之后，主NFC設(shè)備1的唯一標識數(shù)以逐個比特的方式被發(fā)送給從 NFC設(shè)備l'，同時從NFC設(shè)備l'也以逐個比特的方式接收該唯一標識 數(shù)。主NFC設(shè)備1的唯一標識數(shù)由發(fā)送數(shù)據(jù)TD表示。在主NFC設(shè) 備1和從NFC設(shè)備l'的唯一標識數(shù)的相應(yīng)比特表示相同的邏輯值的情 況下，圖3示出了發(fā)射機4所產(chǎn)生的發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS與接收機5 所接收的接收數(shù)據(jù)信號RDS的重疊，如圖3所示，在所表示的邏輯值 為0的情況下該重疊為信號部分S1，如圖3所示，在所表示的邏輯值 為1的情況下該重疊為信號部分S4。對這兩種情況，不僅主NFC設(shè) 備1和從NFC設(shè)備l'可以無誤地確定邏輯值，而且，間諜設(shè)備也可以 確定主NFC設(shè)備1和從NFC設(shè)備1'都傳送了相同的邏輯值。對主NFC 設(shè)備1和從NFC設(shè)備l'的唯一標識數(shù)的對應(yīng)比特表示不同的邏輯值的 情形來說，情況不是這樣的。在這個情況下，圖3示出了接收機5接 收的發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS和接收數(shù)據(jù)信號RDS的重疊，即信號部分S2 和信號部分S3。在發(fā)送信號電平和接收信號電平適當匹配的情況下， 間諜設(shè)備想要確定哪個設(shè)備發(fā)送了哪個邏輯值將是相對繁重甚至是不 可能的。為了提供有效的接收數(shù)據(jù)RD，該方法包括針對圖2和圖3的 對應(yīng)的信號部分S2和S3中所示出的情形，檢測由接收數(shù)據(jù)信號RDS 所表示的沖突信號CS。該方法還包括以來源于主NFC設(shè)備1的數(shù) 的相應(yīng)的(同步的)比特的已知值為基礎(chǔ)，導出來源于從NFC設(shè)備 l'的數(shù)的比特的值。在此情況下，由發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS所表示的第一 二進制值是由接收數(shù)據(jù)信號RDS所表示的第二二進制值的二進制補 碼，與由發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS所表示的二進制值沒有重疊。因此，接收 數(shù)據(jù)RD將表示產(chǎn)生沖突信號的發(fā)送數(shù)據(jù)TD的二進制值的二進制補 碼。舉例來說，可以認為主NFC設(shè)備1的唯一標識數(shù)在十六進制碼中應(yīng)為"c5"，即二進制碼中的"iioooior。從NFC設(shè)備r的唯一標識數(shù)在十六進制碼中應(yīng)為"73"，即二進制碼中的"Olll 0011"。根據(jù)上面 所給的描述，這兩個合法涉及的NFC設(shè)備1將交換唯一標識數(shù)，并根 據(jù)上文所解釋的方法，分解(解碼)在通信期間在比特位置0、 2、 3、 5和6出現(xiàn)的沖突信號CS。另一方面，間諜設(shè)備將只能知道二進制碼 中的號碼"xlxxOxxl"，其中，符號"x"指示沖突信號，由此間諜設(shè)備分 不清哪個設(shè)備發(fā)送了邏輯0或邏輯1。根據(jù)這個例子，間諜設(shè)備可以 近似地檢測50%的唯一標識數(shù)，但是，這些數(shù)是彼此不相關(guān)的，這對 于加密的目的來說可能是有利的。作為另外的例子，可以考慮兩個合法涉及的NFC設(shè)備1刪除具 有相同邏輯值的比特。為了接收具有預定長度的唯一數(shù)，必須發(fā)送建 立該唯一數(shù)所需要的更多比特。關(guān)于前段中所定義的數(shù)，新的唯一數(shù) 是"0*11*01*"，其中，符號"*"指示已經(jīng)被刪除的比特位置。這個方法 的缺點可能是兩個合法涉及的NFC設(shè)備1和l'只知道一個唯一數(shù)，即"oiior。這個方法的優(yōu)點是間諜設(shè)備并不知道這個數(shù)，因為那些明顯的比特都被刪除了，而那些對間諜設(shè)備來說不明顯的比特的值已經(jīng)在主NFC設(shè)備1和從NFC設(shè)備l'的內(nèi)部被內(nèi)部確定了。作為另外的例子，可以考慮在與一種標準RFID標簽的通信中
僅涉及一個可以根據(jù)本發(fā)明同時接收并發(fā)送的設(shè)備，例如主NFC設(shè)備 1，所述標簽并未被設(shè)計為執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的雙向同步通信。在提供如 前段中所定義的唯一標識數(shù)的情況下，可以得出結(jié)論，間諜設(shè)備將知 道數(shù)"xlxx 0xxl"，而兩個設(shè)備都知道標準RFID標簽所提供的整個數(shù)， 該數(shù)為"Olll 0011"。這種通信可被認為是單向的同步通信，因為標準 RFID標簽不會監(jiān)聽由主NFC設(shè)備1所發(fā)送的、簡單地被用于將從 RFID標簽接收的比特盡可能地避幵間諜設(shè)備的發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS。 雖然，以上所給出的例子中都使用了名稱"唯一標識數(shù)"，但是， 在雙向的或單向的同步非接觸通信期間，也可以考慮交換隨機數(shù)或其 它種類的數(shù)。關(guān)于電路3的設(shè)計，值得一提的是，控制部件7可以在部分地與 發(fā)射機4和接收機5相聯(lián)系，或者甚至可以被集成到發(fā)射機4和接收 機5的內(nèi)部，還可以被用來相互交換數(shù)據(jù)。雖然沒有詳細提及在非接觸通信期間在設(shè)備1之間交換的號碼的 處理，因為這與本發(fā)明無關(guān)，但值得一提的是，由接收數(shù)據(jù)RD所表 示的數(shù)N1或者由發(fā)送數(shù)據(jù)TD所表示的數(shù)N2可以由電路3處理，也 可以與較高層設(shè)備進行交換，設(shè)備1被嵌入到或連接至該較高層設(shè)備。整個描述的焦點是非接觸通信。然而，本發(fā)明的思想并不局限于 非接觸通信，而同樣可以被用于綁定接觸(contact-bound)的通信設(shè) 備。值得一提的是，在借助于信號參數(shù)確定部件6建立適當?shù)男盘枀?數(shù)之后，在接收接收數(shù)據(jù)信號RDS以及同步發(fā)送發(fā)送數(shù)據(jù)信號TDS 的過程中，信號參數(shù)確定部件6也可被用于檢測信號電平或所關(guān)心的 各個信號參數(shù)，并在所述同步通信期間，提供表示信號R1和R2。與 控制部件7相結(jié)合，可以假定，在所述同步通信期間，也可以評估所 檢測信號參數(shù)之間的差別，并且，當信號參數(shù)之間的差別超過預定的 容許值時，可以發(fā)出警報信號，或者甚至可以取消通信，因為可能已 經(jīng)檢測到了"中間人"攻擊。最后應(yīng)該注意，上述實施例說明而非限制本發(fā)明，并且，本領(lǐng)域 技術(shù)人員可以設(shè)計許多替代的實施方式，而不背離所附權(quán)利要求所規(guī)
定的本發(fā)明的范圍。權(quán)利要求中，括號中的任何附圖標記不構(gòu)成對權(quán) 利要求的限制。總的來說，詞語"包括"等并不排除任何權(quán)利要求或說 明書中所列出的元素或步驟之外的元素或步驟的存在。元素的單數(shù)引 用并不排除該元素的多數(shù)引用，反之亦然。在列舉了若干部件的設(shè)備 中，這些部件中的一些可以由同一個硬件(或軟件)項實現(xiàn)。 一個起 碼的事實是，在相互不同的從屬權(quán)利要求中所述的某些措施并不指示 這些措施的組合不能用于產(chǎn)生有益效果。
權(quán)利要求
1.一種用于通信設(shè)備(1)的電路(3)，該通信設(shè)備(1)包括為了與另一設(shè)備(1′)進行通信而提供的傳輸部件(2)，該電路(3)包括發(fā)射機(4)，該發(fā)射機(4)被設(shè)計為接收發(fā)送數(shù)據(jù)(TD)、與傳輸部件(2)合作以及向傳輸部件(2)發(fā)出表示發(fā)送數(shù)據(jù)(TD)的發(fā)送數(shù)據(jù)信號(TDS)，以及接收機(5)，該接收機(5)被設(shè)計為與傳輸部件(2)合作、從傳輸部件(2)接收接收數(shù)據(jù)信號(RDS)以及提供表示接收數(shù)據(jù)信號(RDS)的接收數(shù)據(jù)(RD)，以及控制部件(7)，該控制部件(7)被設(shè)計為控制發(fā)射機(4)，以在利用接收機(5)接收接收數(shù)據(jù)信號的同時，發(fā)出發(fā)送數(shù)據(jù)信號(TDS)。
2. 如權(quán)利要求l所述的電路(3)，其中，發(fā)射機(4)被設(shè)計為接收信號參數(shù)控制信號(SPCS);基于發(fā) 送數(shù)據(jù)(TD)和信號參數(shù)控制信號(SPCS),產(chǎn)生調(diào)制載波信號，使 得調(diào)制載波信號的至少一個信號參數(shù)是由信號參數(shù)控制信號(SPCS) 確定的；作為發(fā)送數(shù)據(jù)信號(TDS)而發(fā)出調(diào)制載波信號。
3. 如權(quán)利要求2所述的電路(3)，其中，提供信號參數(shù)確定部件(6)，該信號參數(shù)確定部件(6)被設(shè)計為接收發(fā)送數(shù)據(jù)信號(TDS);確定發(fā)送數(shù)據(jù)信號(TDS)的至少一個發(fā)送信號參數(shù)；產(chǎn)生并發(fā)出表示至少一個發(fā)送信號參數(shù)的第一參數(shù)表示信號(R1);接收接收數(shù)據(jù)信號(RDS);確定接收數(shù)據(jù)信號(RDS) 的至少一個接收信號參數(shù)；產(chǎn)生并發(fā)出表示至少一個接收信號參數(shù)的第二參數(shù)表示信號(R2)，以及控制部件(7)被設(shè)計為接收第一參數(shù)表示信號(Rl)和第二 參數(shù)表示信號(R2);以及基于所述參數(shù)表示信號(R1和R2)，發(fā)出 信號參數(shù)控制信號(SPCS)，從而減小所確定的至少一個接收信號參 數(shù)與對應(yīng)的發(fā)送信號參數(shù)之間的差別。
4. 如權(quán)利要求l所述的電路(3)，其中， 控制部件(7)被設(shè)計為提供表示第一數(shù)的發(fā)送數(shù)據(jù)(TD);以及接收表示來源于另一設(shè)備(r)的第二數(shù)的接收數(shù)據(jù)(RD)，以及接收機(5)被設(shè)計為檢測由接收數(shù)據(jù)信號(RDS)所表示的 沖突信號(CS)，該沖突信號(CS)指示該接收數(shù)據(jù)信號(RDS)表 示兩個不同的數(shù)，其中，這兩個數(shù)中的一個數(shù)是由發(fā)出的發(fā)送數(shù)據(jù)信 號(TDS)所表示的第一數(shù)，而這兩個數(shù)中的另一個數(shù)則是來源于另 一設(shè)備Q')的第二數(shù)；接收發(fā)送數(shù)據(jù)(TD);基于已知的由發(fā)送數(shù) 據(jù)(TD)表示的第一數(shù)來導出來源于另一設(shè)備(l')的第二數(shù)；以及 發(fā)出表示所導出的第二數(shù)的接收數(shù)據(jù)(RD)。
5. —種通信設(shè)備(1)，包括為與另一設(shè)備(r)進行通信而提供的傳輸部件(2)，以及 根據(jù)權(quán)利要求1到4之一的電路(3)。
6. —種發(fā)送數(shù)據(jù)信號(TDS)的發(fā)送控制方法，該方法包括下列 步驟，即從另一設(shè)備(r)接收接收數(shù)據(jù)信號(RDS)，并提供表示接收數(shù) 據(jù)信號(RD)的接收數(shù)據(jù)(RD)，和在接收接收數(shù)據(jù)信號(RDS)的同時，發(fā)送表示發(fā)送數(shù)據(jù)(TD) 的發(fā)送數(shù)據(jù)信號(TDS)。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中， 發(fā)送發(fā)送數(shù)據(jù)信號(TDS)包括通過基于發(fā)送數(shù)據(jù)(TD)和信號參數(shù)控制信號(SPCS)而對載 波信號進行調(diào)制，產(chǎn)生調(diào)制載波信號，使得調(diào)制載波信號的至少一個 信號參數(shù)是由信號參數(shù)控制信號(SPCS)確定的，以及作為發(fā)送數(shù)據(jù)信號(TDS)而發(fā)出調(diào)制載波信號。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，確定發(fā)送數(shù)據(jù)信號(TDS)的發(fā)送信號參數(shù)，并且發(fā)出表示至少 一個發(fā)送信號參數(shù)的第一參數(shù)表示信號(Rl)，以及確定接收數(shù)據(jù)信號(RDS)的接收信號參數(shù)，并且發(fā)出表示至少 一個接收信號參數(shù)的第二參數(shù)表示信號(R2)，以及基于所述表示信號(R1和R2)而發(fā)出信號參數(shù)控制信號(SPCS)， 從而減小所確定的至少一個接收信號參數(shù)與對應(yīng)的發(fā)送信號參數(shù)之間 的差別。
9.如權(quán)利要求l所述的方法，其中， 由發(fā)送數(shù)據(jù)(TD)表示第一數(shù)，以及檢測由接收數(shù)據(jù)信號(RDS)表示的沖突信號(CS)，該沖突信 號(CS)指示接收數(shù)據(jù)信號(RDS)表示兩個不同的數(shù)，其中，這兩 個數(shù)中的一個數(shù)是由所發(fā)送的發(fā)送數(shù)據(jù)信號(TDS)表示的第一數(shù)， 而這兩個數(shù)中的另一個數(shù)是來源于另一設(shè)備(r)的第二數(shù)，以及基于已知的由發(fā)送數(shù)據(jù)(TD)表示的第一數(shù)，導出來源于另一設(shè) 備(l')的第二數(shù)，并且所導出的第二數(shù)由接收數(shù)據(jù)(RD)表示。
全文摘要
一種用于通信設(shè)備(1)的電路(3)，該通信設(shè)備(1)包括為了與另一設(shè)備(1’)進行通信而提供的傳輸線圈(2)，該電路(3)包括發(fā)射機(4)，該發(fā)射機(4)被設(shè)計為接收發(fā)送數(shù)據(jù)(TD)、與傳輸線圈(2)合作以及向傳輸線圈(2)發(fā)出表示發(fā)送數(shù)據(jù)(TD)的發(fā)送數(shù)據(jù)信號(TDS)；接收機(5)，該接收機(5)被設(shè)計為與傳輸線圈(2)合作、從傳輸線圈(2)接收接收數(shù)據(jù)信號(RDS)以及提供表示接收數(shù)據(jù)信號(RDS)的接收數(shù)據(jù)(RD)；以及控制級(7)，該控制級(7)被設(shè)計為控制發(fā)射機(4)，以在利用接收機(5)接收接收數(shù)據(jù)信號的同時，發(fā)出發(fā)送數(shù)據(jù)信號(TDS)。
文檔編號G06K7/00GK101167083SQ200680014544
公開日2008年4月23日 申請日期2006年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月28日
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