NFC目標(biāo)(SP功率接收器105)可在反向NFC通信鏈路上發(fā)送答復(fù)。該答復(fù)可以是或可包括前向NFC通信鏈路實(shí)際上是到正確的功率接收器105的鏈路的確認(rèn)。
[0155]系統(tǒng)相應(yīng)地利用與功率傳輸分離并且具體地不涉及功率傳輸信號的任何調(diào)制的通信系統(tǒng)。然而，在圖1-4的系統(tǒng)中，不僅僅獨(dú)立于功率傳輸來實(shí)施NFC通信，而是相反操作是相互集成和協(xié)作的。集成使得功率傳輸和NFC通信以同步和時(shí)分復(fù)用的布置來操作。
[0156]具體地，修改功率傳輸，使得其不是連續(xù)功率傳輸，而相反使用非連續(xù)功率傳輸信號。實(shí)際上，功率傳輸和NFC通信都被布置為根據(jù)重復(fù)時(shí)間幀來操作。重復(fù)時(shí)間幀包括其中執(zhí)行功率傳輸?shù)闹辽僖粋€(gè)時(shí)間間隔。該時(shí)間間隔因此被稱為功率時(shí)間間隔(或功率傳輸時(shí)間間隔)。每個(gè)時(shí)間幀還包括其中功率傳輸信號的功率被減小并且通常減小到基本上零的至少一個(gè)時(shí)間間隔。該時(shí)間間隔相應(yīng)地被稱為減小的功率時(shí)間間隔。
[0157]圖5圖示了圖1的系統(tǒng)的時(shí)序圖的示例。
[0158]在該示例中，每個(gè)重復(fù)時(shí)間幀包括一個(gè)功率時(shí)間間隔和一個(gè)減小的功率時(shí)間間隔。在該示例中，在減小的功率時(shí)間間隔中，功率傳輸信號的功率被減小到零。在圖5中，功率時(shí)間間隔被稱為“窗P”，并且減小的功率時(shí)間間隔被稱為“窗Z”。
[0159]將認(rèn)識(shí)到，在一些實(shí)施例或情形中，功率傳輸信號的功率可以在減小的功率時(shí)間間隔中不被減小到零但是可以被限制到較低水平，該較低水平是低于在功率時(shí)間間隔期間功率傳輸信號的最大可能功率的水平，諸如例如通過將功率水平限制到引起對NFC通信的干擾被已知為是可接受的功率水平。
[0160]在圖1的系統(tǒng)中，NFC通信不僅僅被執(zhí)行為滿足NFC通信標(biāo)準(zhǔn)，而且還被執(zhí)行為與功率傳輸操作集成，并且具體地與功率傳輸信號的時(shí)間幀同步地執(zhí)行NFC通信，即其與功率傳輸信號的功率變化同步。因此，在圖1的系統(tǒng)中，用于經(jīng)由功率傳輸信號提供功率的功能和使用通信載波的短距通信相互同步，并且實(shí)際上將通信載波與功率傳輸信號同步。此夕卜，通信和功率傳輸?shù)脑撏皆谄渲泄β蕚魉推?01提供功率給功率接收器105的功率傳輸階段期間被執(zhí)行，由此允許或改進(jìn)與功率的傳輸同時(shí)的短距通信。
[0161]具體地，圖3的功率傳送器101包括耦合到驅(qū)動(dòng)器301和第一通信單元305的第一同步器309。第一同步器309被布置為將短距(NFC)通信與功率傳輸信號時(shí)間幀同步，使得短距(NFC)通信被限制到減小的功率時(shí)間間隔。
[0162]類似地，功率接收器105包括耦合到功率控制器401和第二通信單元405的第二同步器409。第二同步器409被布置為將短距(NFC)通信與功率傳輸信號時(shí)間幀同步，使得短距(NFC)通信被限制到減小的功率時(shí)間間隔。
[0163]因此，第一和第二通信單元305、405被控制為使得在NFC通信鏈路上的通信被限制到減小的功率時(shí)間間隔。具體地，數(shù)據(jù)消息的傳送僅在減小的功率時(shí)間間隔期間執(zhí)行，并且在這些之外不發(fā)生數(shù)據(jù)的傳送(盡管在一些實(shí)施例中第一和第二通信單元305、405信號之一的NFC傳送器可以例如連續(xù)傳送非調(diào)制的載波例如用于對無源NFC通信單元供電)。
[0164]例如，NFC通信可以以無源模式執(zhí)行，其中目標(biāo)是不包括用于對自身供電的功能的無源NFC通信實(shí)體。在無源模式中，發(fā)起者生成RF場并且目標(biāo)通過該場得到供電。目標(biāo)通過對存在的RF場進(jìn)行調(diào)制來響應(yīng)。如之前提到的，發(fā)起者可以在功率傳送器側(cè)上或在功率接收器側(cè)上實(shí)施。然而，如果目標(biāo)被放置在功率接收器側(cè)上，則目標(biāo)可以從發(fā)起者直接供電。該解決方案可防止在功率接收器中內(nèi)部電源(例如電池)的實(shí)施并且載波信號的生成(即本地振蕩器)。
[0165]在一些實(shí)施例中，第一同步器309和/或第二同步器409被布置為將數(shù)據(jù)消息的傳送與減小的功率時(shí)間間隔同步。因此，第一同步器309可提供時(shí)序信號到第一通信單元305，其由第一通信單元305使用以對到功率接收器105的數(shù)據(jù)消息的傳送進(jìn)行定時(shí)。類似地，第二同步器409可提供時(shí)序信號到第二通信單元405，其由第一通信單元405使用以對到功率傳送器101的數(shù)據(jù)消息的傳送進(jìn)行定時(shí)。
[0166]類似地，在一些實(shí)施例中，第一同步器309和/或第二同步器409被布置為將數(shù)據(jù)消息的接收與減小的功率時(shí)間間隔同步。因此，第一同步器309可提供時(shí)序信號到第一通信單元305，其由第一通信單元305使用以定時(shí)何時(shí)第一通信單元305的接收器可從功率接收器105接收數(shù)據(jù)消息。第一同步器309可相應(yīng)地確保僅在正確時(shí)間間隔中傳送的數(shù)據(jù)消息可被接收。這可用于減小功率和/或進(jìn)一步降低從意圖的功率接收器105之外的其他源接收到數(shù)據(jù)消息的風(fēng)險(xiǎn)。類似地，第二同步器409可提供時(shí)序信號到第二通信單元405，其由該通信單元使用以定時(shí)從功率傳送器101的數(shù)據(jù)消息的接收。
[0167]在大多數(shù)實(shí)施例中，在每個(gè)時(shí)間幀內(nèi)的功率時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間(或假如存在多于一個(gè)的話，各功率時(shí)間間隔的組合持續(xù)時(shí)間)長于在每個(gè)時(shí)間幀內(nèi)的減小的功率時(shí)間間隔(或假如存在多于一個(gè)的話，各減小的功率時(shí)間間隔的組合持續(xù)時(shí)間)。在很多實(shí)施例中，其至少是2、3、5或甚至10倍長。在實(shí)施例中，其中每個(gè)時(shí)間幀包括僅一個(gè)功率時(shí)間間隔和一個(gè)減小的功率時(shí)間間隔，占空比(針對減小的功率時(shí)間間隔)通常不多于20%、10%或甚至5% ο
[0168]這通過提供足夠的時(shí)間用于建立足夠容量的通信信道而不不可接受地影響功率傳輸而可以通常是有利的。
[0169]時(shí)間幀可以通常具有不少于5ms并且不多于200ms的持續(xù)時(shí)間。此外，時(shí)間幀是周期性重復(fù)的時(shí)間幀。相應(yīng)地，重復(fù)頻率通常不少于5Hz并且不多于200Hz。這可在很多情形中提供改進(jìn)的性能，并且可具體地允許短距通信系統(tǒng)提供足夠快的通信，其中直到數(shù)據(jù)可被通信的最大等待被降低到將不導(dǎo)致對功率傳輸性能的不可接受影響的持續(xù)時(shí)間。因此，其將往往提供足夠快的響應(yīng)時(shí)間用于功率傳輸以維持有效。
[0170]時(shí)間幀時(shí)序?qū)⑼ǔＴ诠β蕚魉推?01中容易可獲得，因?yàn)橛糜诳刂?例如選通)功率傳輸信號的相同時(shí)基可被提供到第一同步器309 (或可由第一同步器309生成并且饋送到功率控制器303)。在功率接收器105處，可通過基于功率水平變化檢測在功率時(shí)間間隔和減小的功率時(shí)間間隔之間的轉(zhuǎn)變(例如使用施密特觸發(fā)電路)來從功率傳輸信號自身得到時(shí)序。例如，第一鎖相環(huán)可以基于下降沿轉(zhuǎn)變(即從功率時(shí)間間隔到減小的功率時(shí)間間隔)以生成與從功率時(shí)間間隔到減小的功率時(shí)間間隔的轉(zhuǎn)變同步的時(shí)基信號。第二鎖相環(huán)可基于上升沿轉(zhuǎn)變(即從減小的功率時(shí)間間隔到功率時(shí)間間隔)以生成與從減小的功率時(shí)間間隔到功率時(shí)間間隔的轉(zhuǎn)變同步的時(shí)基信號。然后，兩個(gè)生成的信號可具有例如50%的占空比并且可通過組合兩個(gè)生成的信號(使用例如0R或AND功能)來生成與兩個(gè)轉(zhuǎn)變同步的時(shí)基信號。
[0171]圖5進(jìn)一步圖示同步的NFC通信的示例。在該示例中，發(fā)起者(其在不同實(shí)施例和情形中可以是功率傳送器或功率接收器)在第一減小的功率時(shí)間間隔中傳送數(shù)據(jù)消息。目標(biāo)(其在不同實(shí)施例和情形中可以是功率接收器或功率傳送器)在第一減小的功率時(shí)間間隔中接收數(shù)據(jù)消息。在隨后的減小的功率時(shí)間間隔中，目標(biāo)通過傳送響應(yīng)消息到發(fā)起者來響應(yīng)。
[0172]因此，在該示例中，通信單元305、405被布置為答復(fù)數(shù)據(jù)消息，其中答復(fù)在隨后于接收數(shù)據(jù)消息所在的減小的功率時(shí)間間隔的減小的功率時(shí)間間隔中被傳送。
[0173]因此在該示例中，每個(gè)減小的功率時(shí)間間隔提供在一個(gè)方向的通信。在一個(gè)方向傳送數(shù)據(jù)消息之后，接收方在接著的減小的功率時(shí)間間隔中傳送響應(yīng)消息。
[0174]由于與功率傳輸復(fù)用的數(shù)據(jù)交換活動(dòng)操作時(shí)間，限制了用于傳送數(shù)據(jù)消息的可用時(shí)間。這可減少能夠被傳送的數(shù)據(jù)量，并且具體地減少了在一個(gè)減小的功率時(shí)間間隔內(nèi)可傳送的數(shù)據(jù)量。在每個(gè)時(shí)間間隔在僅一個(gè)方向上的傳送可經(jīng)常提供具有較低開銷的更高效的通信，由此允許較高的總體數(shù)據(jù)速率。
[0175]然而，在一些實(shí)施例中，可能期望的是具有對數(shù)據(jù)消息的更快的響應(yīng)。
[0176]在一些實(shí)施例中，通信單元305、405可被布置為在接收數(shù)據(jù)消息所在的同一減小的功率時(shí)間間隔中對數(shù)據(jù)消息進(jìn)行答復(fù)。
[0177]這樣的通信的示例在圖6中圖示。在該示例中，發(fā)起者在一個(gè)減小的功率時(shí)間間隔期間發(fā)送其數(shù)據(jù)并且目標(biāo)在同一減小的功率時(shí)間間隔期間發(fā)送其答復(fù)。
[0178]在同一減小的功率時(shí)間間隔中的響應(yīng)消息的傳送可提供另外的優(yōu)點(diǎn)。
[0179]在生成操作場之前，發(fā)起者應(yīng)當(dāng)執(zhí)行根據(jù)NFC標(biāo)準(zhǔn)的RF沖突避免(參考例如ISO/IEC—18092:1nformat1n technology - Telecommunicat1ns and informat1n exchangebetween systems - Near Field Communicat1n -1nterface and Protocol (NFCIP-1)，第二版，2013年3月15日)。具體地，發(fā)起者應(yīng)當(dāng)不生成其自己的RF場，只要檢測到另一RF場。這樣的RF沖突意圖防止NFC通信相互干擾。
[0180]當(dāng)在有源通信模式(即目標(biāo)生成其自己的RF場)中執(zhí)行RF沖突時(shí)，系統(tǒng)引入從由發(fā)起者生成的RF場被關(guān)斷的時(shí)間到由目標(biāo)生成的RF場被接通的時(shí)間的時(shí)間間隔。在該時(shí)間間隔期間，發(fā)起者和目標(biāo)不生成任何RF場。該時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間被已知為主動(dòng)延遲時(shí)間TADT，并且被給出為:
768/fc ( ^ 56.6 Ps)彡 TADT 彡 2559/fc ( ^ 188.7 Ps)
其中f。是載波頻率(即13.56MHz)。在主動(dòng)延遲時(shí)間之后，存在保護(hù)時(shí)間TARre，其是在接通目標(biāo)的RF場和開始發(fā)送響應(yīng)消息之間的時(shí)間。TARre必須大于或等于1024/fc(?75.5微秒)。然而，用于RF沖突避免的這些時(shí)序要求可經(jīng)常不允許響應(yīng)消息在隨后的減小的功率時(shí)間間隔內(nèi)，因?yàn)檠舆t將超過NFC要求。因此，在每個(gè)減小的功率時(shí)間間隔中具有雙向傳送可在很多實(shí)施例中是有利的。
[0181]在圖1的系統(tǒng)中，通信單元305、405進(jìn)一步布置為執(zhí)行若干操作以支持通信鏈路。
[0182]這樣的操作可包括檢測其它通信實(shí)體的通信能力。例如，發(fā)起者可確定目標(biāo)的通信能力，并且可具體地確定例如目標(biāo)是有源還是無源目標(biāo)，其支持哪個(gè)NFC模式等。
[0183]可以被執(zhí)行以支持(多個(gè))通信鏈路的另一操作是沖突檢測，其可被具體地執(zhí)行以檢測正被執(zhí)行的任何同時(shí)短距通信，諸如例如在用于沖突解決的NFC標(biāo)準(zhǔn)中描述的。
[0184]可被執(zhí)行以支持(多個(gè))通信鏈路的另一操作是通信會(huì)話初始化，其可初始化在功率傳送器101和功率接收器105之間(以及在發(fā)起者和目標(biāo)之間)的通信。具體地，可通過遵循涉及通信能力的確定和適配、交換身份等的規(guī)定流程來建立通信。
[0185]操作可具體地是設(shè)備激活，其中發(fā)起者可例如在準(zhǔn)備通信時(shí)激活目標(biāo)。
[0186]具體地，對于NFC，操作可包括技術(shù)檢測、沖突解決和設(shè)備激活活動(dòng)(在例如NFC活動(dòng)規(guī)范、技術(shù)規(guī)范、版本1.0、NFC論壇、2010年11月18日中描述的)。
[0187]在很多實(shí)施例中，這些功能可以在功率傳輸階段之前被執(zhí)行，即它們在功率傳送器開始傳送功率到功率接收器(的負(fù)載)之后被執(zhí)行。
[0188]這些活動(dòng)是相對耗時(shí)的活動(dòng)并且在很多實(shí)施例中它們的時(shí)序要求可能不與所描述的數(shù)據(jù)交換方案兼容。因此，如果這些活動(dòng)在功率傳輸期間被執(zhí)行，則對于一些實(shí)施例的一些情形，可能不確保正確的執(zhí)行。
[0189]該方案可進(jìn)一步包括旨在減小通信不是在意圖的功率傳送器101和意圖的功率接收器105之間的風(fēng)險(xiǎn)的各種方案。
[0190]在很多實(shí)施例中，功率接收器105和/或功率傳送器101的短距通信單元305、405可以是執(zhí)行用于短距通信的可能通信候選者的檢測。這可例如在NFC通信的沖突解決活動(dòng)期間被執(zhí)行。例如，發(fā)起者的通信單元可生成RF信號并且然后監(jiān)測以看多少潛在目標(biāo)提供響應(yīng)。
[0191]如果多于一個(gè)潛在通信候選者被檢測到(即對于NFC示例，多于一個(gè)目標(biāo))，則通信單元將此指示給功率控制器303 (直接地或例如經(jīng)由負(fù)載調(diào)制，如果檢測是在功率接收器105中的話)。功率控制器303然后著手禁止功率傳輸，例如通過終止功率傳輸，通過不初始化意圖的功率傳輸，通過限制最大功率限度等。
[0192]作為NFC的特定示例，如果在沖突解決活動(dòng)期間，多于一個(gè)目標(biāo)被發(fā)起者檢測到，則功率傳送器101將不生成功率傳輸信號。因此，只要檢測到多于一個(gè)目標(biāo)，則功率傳送器101不傳送功率。這可降低功率傳送器或功率接收器可能分別與多于一個(gè)功率接收器或功率傳送器通信的風(fēng)險(xiǎn)。
[0193]這可相應(yīng)地防止各種非期望情形。
[0194]例如，如在圖7中圖示的，如果第二功率接收器(App #2)被以這樣的方式緊鄰從功率傳送器(Tx #1)接收功率的意圖的功率接收器(App #1)放置，使得其在Tx #1中實(shí)施的NFC設(shè)備的通信范圍中，則App #2也可能通信并且從功率傳送器接收功率。本不該接收功率的App #2因此可能意外地加熱，導(dǎo)致非期望情形。
[0195]在其中兩個(gè)功率接收器(例如兩個(gè)器械)可與同一功率傳送器通信的情形中，兩個(gè)器械可傳送矛盾的命令到功率傳送器。例如，一個(gè)可要求更多功率，而第二個(gè)器械需要較少功率。
[0196]如果NFC-F信號技術(shù)被采用在無源通信模式中，則在NFC數(shù)字協(xié)議、技術(shù)規(guī)范、版本1.0、NFC論壇、2010年11月17日中描述的SENF_REQ命令可由發(fā)起者使用來探查目標(biāo)的操作場。對于每個(gè)有效SENSF_RES響應(yīng)，發(fā)起者遞增其設(shè)備計(jì)數(shù)器(參考例如NFC活動(dòng)規(guī)范、技術(shù)規(guī)范、版本1.0、NFC論壇、2010年11月18日)。該任務(wù)通過沖突解決活動(dòng)來執(zhí)行。已被計(jì)數(shù)的目標(biāo)的數(shù)量是在發(fā)起者的通信范圍內(nèi)的被配置有NFC-F信號技術(shù)的目標(biāo)設(shè)備的數(shù)量。因此，如果該數(shù)量大于1，則功率傳送器可禁止功率傳輸信號。
[0197]在一些實(shí)施例中，功率接收器105可被布置為響應(yīng)于不存在由第二通信單元405建立的短距通信鏈路來從負(fù)載403斷開功率接收線圈107信號。在這樣的實(shí)施例中，功率接收線圈107可被斷開，除非第二通信單元405已建立與功率傳送器101的短距通信鏈路。具體地，對于NFC，接收線圈107被斷開，除非功率接收器105是被激活的NFC設(shè)備。在很多實(shí)施例中，接收線圈107也可從功率接收器105的內(nèi)部電路斷開。
[0198]該方案可降低功率接收器105意外接收到意圖用于提供功率到另一鄰近功率接收器的功率傳輸信號的影響。
[0199]作為特定示例，在其中NFC-A信號技術(shù)被采用在無源通信模式中的情形中，在NFC數(shù)字協(xié)議、技術(shù)規(guī)范、版本1.0、NFC論壇、2010年11月17日中描述的SDD_REQ命令可被發(fā)起者使用以檢測是否多于一個(gè)具有相同技術(shù)(在該情況下是NFC-A)的設(shè)備在發(fā)起者的操作場中。這可在沖突解決活動(dòng)期間被檢測。因此，如果在圖7中描述的示例中，Tx #1和App#1使用NFC-A通信，并且App #2僅能夠使用NFC-F通信，則發(fā)起者將不檢測到多于一個(gè)設(shè)備在其通信范圍內(nèi)。在該情況下，App #2也將從Tx #1接收功率。
[0200]為了防止這樣的情形，如果尚未執(zhí)行設(shè)備激活(用于NFC通信鏈路)，則功率接收器的功率線圈可在一些實(shí)施例中從至少負(fù)載，以及通常從功率接收器的其它部分?jǐn)嚅_。換言之，功率接收器105的功率線圈可在一些實(shí)施例中從負(fù)載斷開，除非激活NFC通信單元。
[0201]上述示例描述了功率接收器105被布置為從負(fù)載斷開功率接收線圈107信號。然而，在一些實(shí)施例中，功率接收器105不能從負(fù)載斷開功率接收線圈107信號。
[0202]在這樣的情形中，功率接收器105可被布置為響