基于近场通信建立无线通信链路的移动无线通信设备及相关方法

摘要

无线通信系统可以包括第一移动无线通信设备和第二移动无线通信设备，每个移动无线通信设备包括：对应的输入设备、无线收发机、近场通信(NFC)收发机、以及与所述输入设备、所述无线收发机和所述NFC收发机耦合的控制器。所述控制器中的至少一个可被配置为：当所述第一移动无线通信设备和第二移动无线通信设备接近时，在所述NFC收发机之间建立NFC通信链路；经由所述NFC通信链路提供临时设备标识符(ID)；请求用于在所述无线收发机之间建立无线链路的授权；在接收到所述授权时基于所述临时设备ID提供永久设备ID；以及，基于所述永久设备ID，在所述无线收发机之间建立无线链路。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年9月13日递交的题目为“MOBILE WIRELESS  COMMUNICATIONS DEVICE ESTABILISHING WIRELESS COMMUINCATION  LINKS BASED UPON NEAR FIELD COMMUNICATION AND RELATED METHODS” 的欧洲专利申请No.10179039.2的优先权。

上述专利申请的内容通过引用方式明确地并入本文中。

技术领域

本申请涉及通信领域，并且更具体地涉及使用近场通信(NFC)的 电子设备和相关方法。

背景技术

移动通信系统在普及率上持续增长，并已经变成个人通信和商业 通信的有机部分。目前，各种移动设备集成了个人数字助理(PDA)特 征(例如，日历、地址簿、任务列表、计算器、备忘录和手写程序、 媒体播放器和游戏等)。这些多功能设备通常允许无线地发送和接收电 子邮件(email)消息，以及经由例如蜂窝网络和/或无线局域网(WLAN) 接入因特网。

一些移动设备集成了非接触式卡技术和/或近场通信(NFC)芯片。 NFC技术通常用于基于射频标签(RFID)标准的非接触式短距离通信， 其使用磁场感应以能够实现电子设备(包括移动无线通信设备)之间 的通信。这些短距离通信包括支付和售票、电子密钥、标识、设备建 立服务和类似的信息共享。该短距离高频无线通信技术在短距离(例 如仅几个厘米)上在设备之间交换数据。

附图说明

图1是根据一个示例实施例的无线通信系统的示意性框图。

图2是根据示例实施例的移动无线通信设备的示意性框图。

图3和4是根据示例实施例的移动无线通信设备的正视图。

图5和6是示出了与图1-4的系统和移动无线通信设备相关联的方 法方面的流程图。

图7是示出了与图1-4的移动无线通信设备一起使用的示例移动无 线设备组件的示意性框图。

具体实施方式

参考附图描述本发明，其中示出了示例实施例。然而，可以使用 多个不同实施例，因此，该描述不应当被解释为是局限于这里阐述的 实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是全面的和完整的。在 整个说明书中，类似的标记代表类似的单元，并且主要的标记用于指 示备选实施例中的类似元件和步骤。

一般而言，这里公开的无线通信系统可以包括第一移动无线通信 设备，所述第一移动无线通信设备包括：第一输入设备、第一无线收 发机、第一近场通信(NFC)收发机、以及与所述第一输入设备、所述 第一无线收发机和所述第一NFC收发机耦合的第一控制器。第二移动无 线通信设备可以包括：第二输入设备、第二无线收发机、第二NFC收发 机、以及与所述第二输入设备、所述第二无线收发机和所述第二NFC 收发机耦合的第二控制器。所述第一控制器和所述第二控制器中的至 少一个可以被配置为：当所述第一移动无线通信设备和第二移动无线 通信设备接近时，在所述第一NFC收发机和第二NFC收发机之间建立NFC 通信链路；经由NFC通信链路提供临时设备标识符(ID)；请求用以在 所述第一无线收发机和所述第二无线收发机之间建立无线链路的授 权；在接收到授权时，基于临时设备ID提供永久设备ID；以及，基于 永久设备ID，在所述第一无线收发机和所述第二无线收发机之间建立 无线链路。因此，临时设备ID可以一种在对无线链路授权之前提供通 信的方式，使得更机密的永久设备ID不受未被授权的源的影响。

更具体地，所述第一移动无线通信设备和所述第二移动无线通信 设备中的至少一个可以包括与所述第一控制器和所述第二控制器之一 耦合的显示器，并且所述显示器被配置为：显示针对授权的请求。作 为示例，所述第一无线收发机和所述第二无线收发机中的每一个可以 包括个人区域网(PAN)收发机、蓝牙收发机等。同样，作为示例，临 时设备标识符可以包括伪随机数，而永久设备ID可以包括媒体访问控 制(MAC)地址。

此外，所述第一输入设备和所述第二输入设备中的至少一个可以 包括输入密钥。所述第一输入设备和所述第二输入设备中的至少一个 可以包括触摸屏显示器。同样，所述第一控制器和所述第二控制器中 的至少一个还可被配置为：经由无线链路交换数据以及在数据交换完 成时终止无线链路，并在终止无线链路时清除永久设备ID。所述第一 移动无线通信设备也可以包括与所述第一控制器耦合的第一蜂窝收发 机，而所述第二移动无线通信设备可以包括与所述第二控制器耦合的 第二蜂窝收发机。此外，所述第一控制器和所述第二控制器中的至少 一个还可被配置为：经由对应的输入设备，请求用于在所述第一无线 收发机和所述第二无线收发机之间建立无线链路的授权。

相关的移动无线通信设备可以包括：输入设备、无线收发机、近 场通信(NFC)收发机、以及与所述输入设备、所述无线收发机和所述 NFC收发机耦合的控制器。所述控制器可被配置为：当接近时，在所述 NFC收发机和能够实现NFC的设备之间建立NFC通信链路；经由NFC通信 链路提供临时设备标识符(ID)；请求在所述无线收发机和所述能够实 现NFC的设备之间建立无线链路的授权；在接收到授权时，基于临时设 备ID向能够实现NFC的设备提供永久设备ID；以及，基于永久设备ID， 在所述无线收发机和所述能够实现NFC的设备之间建立无线链路。

相关的无线通信方法是用于第一移动无线通信设备和第二移动无 线通信设备的，所述第一移动无线通信设备包括：第一输入设备、第 一无线收发机、第一近场通信(NFC)收发机，而第二移动无线通信设 备包括：第二输入设备、第二无线收发机、第二NFC收发机。所述方法 可以包括：当所述第一移动无线通信设备和第二移动无线通信设备接 近时，在所述第一NFC收发机和第二NFC收发机之间建立NFC通信链路； 经由NFC通信链路提供临时设备标识符(ID)；请求用于在所述第一无 线收发机和所述第二无线收发机之间建立无线链路的授权；在接收到 授权时，基于临时设备ID提供永久设备ID；以及，基于永久设备ID， 在所述第一无线收发机和所述第二无线收发机之间建立无线链路。

相关的非瞬时计算机可读介质可以具有计算机可执行指令，所述 计算机可执行指令可以使包括输入设备、无线收发机以及近场通信 (NFC)收发机的移动无线通信设备执行以下步骤：当接近时，在所述 NFC收发机和能够实现NFC的设备之间建立NFC通信链路；以及，经由NFC 通信链路提供临时设备标识符(ID)。所述步骤还包括：请求用以在所 述无线收发机和所述能够实现NFC的设备之间建立无线链路的授权；在 接收到授权时，基于临时设备ID向能够实现NFC的设备提供永久设备 ID；以及，基于永久设备ID，在所述无线收发机和所述能够实现NFC 的设备之间建立无线链路。

首先参考图1，首先描述无线通信系统30。系统30示意性地包括第 一移动无线通信设备31a和第二移动无线通信设备31b(这里也称为“移 动设备”)。第一移动无线通信设备31a和第二移动无线通信设备31b中 的每一个示意性地包括对应的输入设备32a、32b(例如，输入键、触 摸屏显示器等)、无线收发机33a、33b、近场通信(NFC)收发机34a、 34b以及与对应的输入设备32a、32b、对应的无线收发机33a、33b和对 应的NFC收发机34a、34b耦合的控制器35a、35b。作为示例，可以使用 硬件(例如，微处理器等)和非瞬时计算机可读介质组件的组合来实 现控制器35a、35b，将在下文中进一步讨论。

作为背景，NFC是短距离无线通信技术，在短距离无线通信技术中， 能够实现NFC的设备被“擦碰”、“撞击”或以其他方式移动到接近的邻 域，以进行通信。在一个非限制性示例实现中，NFC可以在13.56MHz 上操作，并且有效范围约为10厘米，但是也可以使用可以具有例如不 同操作频率、有效范围等的其他合适版本的近场通信。取决于给定的 实施方式，NFC收发机34a、34b可以是被动的标签或主动的读取器。示 例移动设备31a、31b可以包括：便携式媒体播放器或个人媒体播放器 (例如，MP3播放器、视频播放器等)、遥控器(例如，电视或立体声 系统遥控器等)、便携式游戏设备、便携式电话或移动电话、智能电话 等。

如上所述，NFC连接或链路通常用于建立无线PAN连接(例如蓝牙 连接)，其中在NFC连接或链路中发送用于建立蓝牙连接的数据。然而， 这种数据通常包括机密信息(例如唯一地标识给定设备的蓝牙媒体访 问控制(MAC)地址)。因为此信息可以被用于跟踪移动设备的行踪或 有可能用于其他秘密目的，所以期望不将这些数据发送到未知的或不 受信任的源。但是，典型的配对协议需要在建立蓝牙链路之前交换这 种信息，并因此当NFC通信建立起来时可以在无批准的情况下发送这种 信息。

附加地参考图5，从方框50开始，在方框51-52中，控制器35a、35b 可被配置为：当第一移动设备31a和第二移动设备31b接近(例如，当 撞击或擦碰)时，在NFC收发机34a、34b之间建立NFC通信链路。控制 器35a、35b还可以被配置为：在方框53中，经由NFC通信链路交换临时 设备标识符(ID)(例如，字母数字字符串)，并且在方框54中，经由 输入设备32a、32b请求用以在无线收发机33a、33b之间建立无线链路 的授权。作为示例，临时设备ID可以是伪随机数，该伪随机数可以是 每当启动与另一能够实现NFC的设备的配对时控制器35a、35b分别产生 的(虽然也可以事先产生该伪随机数)。以此方式，移动设备31a、31b 可以使用该临时ID来通信，直到获得用于交换更秘密的数据的授权。 也可以使用除伪随机数之外的其他临时设备ID(例如来自相对大的“字 典”或ID列表的ID)，这种ID仅使用一次或极少重复，使得不太可能发 生跟踪或其他不期望的事件。

一旦在方框55中接收到授权，则在方框56中，控制器可以基于临 时设备标识符来交换永久设备ID(例如，蓝牙MAC地址等)，并基于该 永久设备ID，在无线收发机33a、33b之间建立无线(例如蓝牙)链路。 因此，临时设备ID提供了在无线链路授权之前的通信方式，使得不将 更秘密的永久设备ID提供给未被授权的源，而是一旦确定了另一移动 设备是受信任的源时才交换永久设备ID。

图3示出了示例移动设备131，移动设备131示意性地包括便携式外 壳136、便携式外壳136承载的显示器137、以及作为输入设备的轨迹球 138和键盘139。移动设备131也可以包括与在上文中参考图1讨论的组 件类似的组件，这里为了易于阐述而没有示出。显示器137被配置为显 示针对授权的请求。在所示示例中，采用了提供关于所请求的无线连 接的两个选项的屏上菜单的形式，该两个选项即：(1)与配对的设备 (即，与移动设备131接近的能够实现NFC的设备)建立连接；或(2) 不与配对的设备(即，因为该配对的设备是未知的、不可信任的等) 建立连接。轨迹球138(或键盘139)可以用于从菜单中选择期望的选 项。

在一些实施方式中，例如在图4的示例移动设备131’中，可以提 供更广泛的授权菜单选项列表。这里，示例移动设备131’示意性地包 括触摸屏显示器137’和功能按钮140’。在本示例中，提供用于向能够 实现NFC的设备发送图片或从能够实现NFC的设备接收图片的菜单选 项，以及不与其他能够实现NFC的设备建立无线(例如蓝牙)链路的选 项。

如果选择了建立无线链路的选项(即，提供了授权)，则移动设备 控制器35a、35b还被配置为经由无线链路建立用于交换数据(例如， 照片文件等)的无线链路，并在交换数据结束时终止无线链路。控制 器35a、35b还可以被配置为：如果需要，在方框59’-62’中，当无线 链路终止时，清除相互接收到的永久设备ID。

在一些实施例中，不需要两个设备都执行上述授权操作；而是仅 两个设备之一可以执行授权操作。参考图2，当移动设备31’与另一能 够实现NFC的设备接近时，移动设备31’可以向另一能够实现NFC的设 备提供临时设备ID，但是在建立无线链路之前，该能够实现NFC的设备 可以提供临时设备ID(即，其可以传递永久ID)或请求授权，也可以 不提供临时设备ID或请求授权。但是，控制器35’确实请求授权，并 且仅在接收到建立无线链路的授权时，才建立无线链路。这有利地帮 助解决了与无线收发机33’建立无线连接而没有事先授权的安全问题， 从而帮助避免了跟踪或其他不期望的动作。在图2的示例中，移动设备 31’还示意性地包括用于经由蜂窝网络进行通信的蜂窝收发机36’，将 它示意性地表示为小区塔37’。

相关的非瞬时计算机可读介质可以具有计算机可执行指令，所述 计算机可执行指令可以使移动设备31’执行以下步骤：当接近时，在 NFC收发机35’和能够实现NFC的设备之间建立NFC通信链路；以及，经 由NFC通信链路向能够实现NFC的设备提供临时设备ID。所述步骤还包 括：经由输入设备32’请求针对在所述无线收发机33’和所述能够实 现NFC的设备之间建立无线链路的授权；在接收到授权时，基于临时设 备ID向能够实现NFC的设备提供永久设备ID；以及，基于永久设备ID， 在所述无线收发机和所述能够实现NFC的设备之间建立无线链路，如上 文讨论的一样。

参考其示例实施方式将可以进一步理解上文。在此参考图1，当移 动设备31a、31b轻击在一起或以其他方式移动到相互接近的位置时， NFC收发机交换作为临时设备ID的伪随机数。提供了菜单(例如分别在 图3和图4的显示器137或137’上的菜单)，此时选择合适的发送或接收 (或两者)选项，或者如果不期望在移动设备31a、31b之间建立无线 链路，则取消无线连接。如果选择了发送或接收(或两者)选项，则 交换作为永久ID的蓝牙MAC地址，并且使用作为可发现名称的伪随机数 来建立蓝牙端对端连接。然后，如果需要，在某些实施例中，将这些 可发现的名称变回缺省名称。应当注意，在一些实施方式中，可以在不需要用户选择各种选项的执行授权(即，可以自动地接收到授权)。 根据一个示例，可以使用在两个设备之间交换的挑战-响应。

考虑在其他情况下，移动设备31a、31b使用它们经由NFC链路交换 的作为它们的临时蓝牙名称的伪随机数，切换到蓝牙可发现模式下。 移动设备31a、31b相互寻找对方，配对，然后切换回不可发现模式。 根据一个示例，交换的伪随机数可以用于启动Diffie-Hellman密钥交 换。另一示例是随机数可以对用于其他加密协议的证书/私有密钥进行 编码。

当初始数据交换完成(例如，发送所选择的图片等)时，各种选 项都是可用的。示例选项是(例如，通过屏上菜单)提示：蓝牙连接 是应当保持开启还是应当关闭。另一示例选项是：当给定数据传递操 作完成时，终止连接。另一示例选项是如上所述的“忘记”或清除已 经交换的蓝牙MAC地址，并且如果期望，这甚至可以是自动的并在制造 时设置的缺省操作。

上述系统、方法和计算机可读介质的各种实施例可以提供众多技 术优点。在一些实施例中，这些优点之一是：不需要特别的或指定的 按钮或菜单选项来激活NFC操作。简单地轻击或以其他方式将设备移动 到一起会启动该处理。此外，通过交换临时设备ID(例如，伪随机数)， 任一移动设备都不会公开任何私有信息。因此，在一些实施例中，如 果经由NFC恶意地扫描了给定的移动设备，所有发送的东西仅是伪随机 数。因为它是伪随机地产生的数字，这不会帮助对移动设备的跟踪。 此外，临时设备ID(例如，伪随机数)交换可以有利地使上述授权菜 单被显示，使得存在关于已经出现经由NFC扫描的警告，并从而提供针 对潜在攻击企图的警告。此外，伪随机数是动态的，并因此不会像永 久蓝牙MAC地址那样是恒定不变的，永久蓝牙MAC地址有可能可被用于 有朝一日跟踪移动设备。

参考图7在下文中进一步描述可以根据上述实施例使用的移动无 线通信设备1000的示例组件。设备1000示意性地包括：外壳1200、键 盘或小键盘1400以及输出设备1600。示出的输出设备是显示器1600， 其可以包括完整的图形LCD。也可以备选地利用其他类型的输出设备。 处理设备1800被容纳在外壳1200中，并且被耦合在小键盘1400和显示 器1600之间。处理设备1800响应于对小键盘1400上按键的激励，控制 显示器1600的操作以及移动设备1000的整体操作。

外壳1200可以被垂直地拉伸，或可以采用其他尺寸和形状(包括 折叠式外壳结构)。小键盘可以包括模式选择按键，或用于在文本样式 和电话样式之间切换的其他硬件或软件。

除了处理设备1800之外，图7中示意性地示出了移动设备1000的其 他部分。这些部分包括通信子系统1001；短距离通信子系统1020；小 键盘1400和显示器1600，以及其他输入/输出设备1060、1080、1100 和1120；以及存储设备1160、1180以及各种其他设备子系统1201。移 动设备1000可以包括具有数据通信能力以及可选地具有语音通信能力 的双向RF通信设备。此外，移动设备1000可以具有经由因特网与其他 计算机系统通信的能力。

由处理设备1800执行的操作系统软件存储在持久存储器(例如闪存1160)中，但是也可以存储在其他类型的存储设备(例如，只读存 储器(ROM)或类似存储元件)中。此外，系统软件、特定设备应用或 其部分可以临时地被装载到易失性存储器(例如，随机存取存储器 (RAM)1180)中。移动设备接收到的通信信号也可以存储在RAM1180 中。

处理设备1800除了实现其操作系统功能之外，还能够执行设备 1000上的软件应用1300A-1300N。可以在制造期间在设备1000上安装控 制基本设备操作的应用(例如数据和语音通信1300A和1300B)的预定 集合。此外，可以在制造期间安装个人信息管理器(PIM)应用。PIM 能够组织并管理数据项目(例如电子邮件、日历事件、语音邮件、预 约和任务项目。PIM应用也能够经由无线网络1401发送和接收数据项 目。PIM数据项目可以经由无线网络1401与主机计算机系统所存储的或 关联的对应数据项目无缝地集成、同步并更新。

通信功能(包括数据和语音通信)通过通信子系统1001来执行并 且可能通过短距离通信子系统来执行。通信子系统1001包括接收机 1500、发射机1520以及一个或多个天线1540和1560。此外，通信子系 统1001也包括处理模块(例如数字信号处理器(DSP)1580)和本地振 荡器(LO)1601。通信子系统1001的具体设计和实现取决于移动设备 想要操作在的通信网络。例如，移动设备100可以包括通信子系统1001， 通信子系统1001被设计为与Mobitex^TM、Data TAC^TM或通用分组无线电 服务(GPRS)移动数据通信网络一起操作，并也可被设计为与各种语 音通信网络(例如，AMPS、TDMA、CDMA、WCDMA、PCS、GSM、EDGE等) 中的任意网络一起操作。其他类型的数据和语音网络(分离的或集成 的)也可以与移动设备1000一起使用。移动设备1000也可以遵从其他 通信标准(例如，3GSM、3GPP、UMTS、4G等)。

网络接入要求取决于通信系统的类型而变化。例如，在Mobitex 和Data TAC网络中，可以使用与每个设备相关联的唯一个人标识号或 PIN在网络上注册移动设备。然而，在GPRS网络中，网络接入与设备的 订户或用户相关联。因此，为了在GPRS网络上操作，GPRS设备典型地 涉及订户身份模块(通常称为SIM卡)的使用。

当需要的网络注册或激活过程已经完成时，移动设备1000可以通 过通信网络1401发送和接收通信信号。向接收机1500路由由天线1540 从通信网络1401接收的信号，接收机1500提供信号放大、下变频、过 滤、信道选择等，并也可以提供模数转换。接收信号的模数转换允许 DSP 1580执行更多复杂的通信功能(例如，解调和解码)。以类似方式， DSP 1580处理(例如，调制和编码)向网络1401发送的信号，并然后将该信号提供给发射机1520，以便进行数模转换、上变频、过滤、放 大以及经由天线1560向通信网络1401(或网络)发送。

除了处理通信信号之外，DSP 1580还提供对接收机1500和发射机 1520的控制。例如，可以通过在DSP 1580中实现的自动增益控制算法 自适应地控制在接收机1500和发射机1520中向通信信号应用的增益。

在数据通信模式下，通信子系统1001处理接收的信号(例如，文 本消息或下载的网页)，并将其输入到处理设备1800。然后，进一步由 处理设备1800处理接收的信号，以便输出到显示器1600或备选地输出 到一些其他辅助I/O设备1060。也可以使用小键盘1400和/或一些其他 辅助I/O设备1060(例如，触摸板、摇杆开关、拇指滚轮或一些其他类 型的输入设备)等设备来编写数据项目(例如电子邮件消息)。然后， 可以经由通信子系统，在通信网络1401上发送编写的数据项目。

在语音通信模式中，设备的整体操作与数据通信模式的整体操作 大致相似，区别在于：接收的信号被输出给扬声器1100，并且由麦克 风1120产生用于发送的信号。也可以在设备1000上实现备选的语音或 音频I/O子系统(例如，语音消息记录系统)。此外，显示器1600也可 以用在语音通信模式下，例如用来显示呼叫方的身份、语音呼叫的持 续时间或其他语音呼叫相关信息。

短距离通信子系统能够实现移动设备1000和其他接近的系统或设 备之间的通信，其他接近的系统或设备不需要一定是类似的设备。例 如，短距离通信子系统可以包括红外设备以及相关联的电路和组件、 NFC或蓝牙^TM通信模块，用于提供与支持类似功能的系统和设备的通 信。

受益于上文描述和相关联的附图中介绍的教导，本领域技术人员 将可以想到很多修改和其他实施例。然而，应当理解，旨在将各种修 改和实施例包括在所附权利要求的范围内。