對NFC應用在手機的研究

　　NFC源于RFID技術，但又不同于RFID。NFC采用了雙向識別和連接，通信各方不存在固定的主從關系，通信可以由任意一個NFC設備發(fā)起。紅外通信要求設備在30°錐角以內且不能移動，而作為一種面向消費者的支付技術，NFC比紅外更快，操作也更簡單。與藍牙相比，NFC面向近距離交易，適用于交換財務信息或敏感的個人信息等重要數據；藍牙適用于較長距離數據通信，能夠彌補NFC通信距離的不足。NFC和藍牙可以互為補充，共同存在。同時，

　　非常近的通信距離也使NFC具有了天然的安全保障。ZigBee更適合用于擁有大量無線傳感器和控制操作的工業(yè)控制領域，而Wi-Fi顯然更適于小型辦公場所和家庭網絡（見表2）。

　　表2 NFC與六種無線通信技術的比較

　　就成本而言，NFC的成本較低，飛利浦承諾，每個芯片的成本約在2美元左右。而藍牙、Wi-Fi和ZigBee的系統成本則遠遠比NFC的高。 總體來看，作為一種面向近距離交易的無線通信技術，NFC的優(yōu)勢明顯，功耗極低、成本低、安全性好，其速率基本能滿足設備之間信息交換的需求。同時，對于視頻流等需要較高帶寬的應用，也可以配合藍牙、Wi-Fi等技術，提供方便的自動接入功能。

　　4 非接觸式移動支付的幾種應用方案

　　目前，基于手機的非接觸式移動支付應用有三種主流方案：飛利浦、索尼和諾基亞等廠家提出的基于手機的NFC方案、芯片廠商Inside公司提出的eNFC方案和雙界面智能卡方案。

　　4.1 主流方案

　?。?）NFC方案

該方案中NFC功能芯片和天線與手機的其他部分及SIM卡相獨立，但NFC模塊與手機共用電池（見圖3）。電池有電時，NFC模塊可在主動、被動和雙向三種模式下工作；電池斷電時，只能在被動模式下工作，相當于普通的一卡通。手機開關機對NFC模塊無影響，即在手機關機時也可使用NFC功能。實現方式有兩種：一是定制手機，將天線集成在手機電池或主板上，使NFC應用與手機融為一體，工作穩(wěn)定可靠，但需更換手機；二是將天線與NFC芯片直接相連，然后與電池緊貼放在電池和手機后蓋之間，用戶不需更換手機，前述的廈門測試項目就采用了此種方式，如圖2。此方案的不足在于，天線連接的可靠性不高；此外對手機的內部尺寸有特殊要求，增加天線之后影響了手機的便攜性。 此方案的NFC模塊不能和手機的處理器或SIM卡通信，用戶和電信運營商無法通過手機控制NFC模塊。這會造成信用卡發(fā)行商和手機制造商單獨接觸，完全脫離電信運營商的市場格局。另一方面，若要將NFC模塊收發(fā)的信息與蜂窩網絡聯系起來，須在NFC模塊和手機基帶芯片間建立接口，且各層的設計都必須繞開運營商的控制，也無法直接讀寫SIM卡，軟硬件設計將變得非常復雜。 此方案的優(yōu)點是對不同技術、不同信用卡發(fā)行商的卡兼容性好，在全球已有很多案例，應用技術也比較成熟，比較適合試點期的項目。

　　圖2 廈門測試中的諾基亞3220

　　圖3 NFC方案示意圖

　?。?） eNFC方案

　　此方案又稱為手機和SIM卡的融合方案，分離了應用層和底層功能，把NFC應用放在SIM卡中，把NFC功能芯片放在手機中（如圖4）以解決兼容性問題。由于SIM卡容量較大，可將重要信息（如信用卡賬號、員工卡號） 存儲在SIM卡中，且SIM卡存儲的安全性更高，對SIM卡只需增加一個管腳。用戶更換SIM卡時，可以帶走現有的交易數據，實現徹底的機卡分離。 此方案可簡化NFC模塊和手機間的通信結構，使NFC的網絡應用更為流暢，也使電信運營商和信用卡發(fā)行商共同加入到市場中來。缺點是NFC模塊和SIM卡間需要高速傳輸，保證實時性和操作的快捷，但這種通信協議目前尚未標準化。表1中法國巴黎交通系統采用了此種方案。

　　圖4 eNFC方案示意圖

　　圖5 雙界面智能卡方案示意圖

　?。?）雙界面智能卡方案

　　該方案基于一種雙界面智能SIM卡，支持非接觸式應用，同時也可實現普通手機SIM卡的功能，在接聽撥打電話、收發(fā)短信時不影響非接觸式操作（見圖5）。兩種實現方式與NFC方案基本相同：一是定制手機；二是將天線與SIM卡直接相連后放在電池和手機后蓋之間，這樣可只更換SIM卡，降低成本，缺點也是天線連接的可靠性低、對手機尺寸要求高等。該方案占用了C4和C8接口，而這兩個接口是用于高速數據下載的，可能會影響到未來高速空中下載應用。 此方案基于智能卡技術，技術標準和規(guī)范都已成型；對于運營商來說項目啟動較快，成本低。由于SIM卡只能由運營商發(fā)行，因此該方案對運營商更為有利。目前，湖南移動正在對該方案進行內部測試。