对NFC应用在手机的研究

NFC源于RFID技术，但又不同于RFID。NFC采用了双向识别和连接，通信各方不存在固定的主从关系，通信可以由任意一个NFC设备发起。红外通信要求设备在30°锥角以内且不能移动，而作为一种面向消费者的支付技术，NFC比红外更快，操作也更简单。与蓝牙相比，NFC面向近距离交易，适用于交换财务信息或敏感的个人信息等重要数据；蓝牙适用于较长距离数据通信，能够弥补NFC通信距离的不足。NFC和蓝牙可以互为补充，共同存在。同时，

　　非常近的通信距离也使NFC具有了天然的安全保障。ZigBee更适合用于拥有大量无线传感器和控制操作的工业控制领域，而Wi-Fi显然更适于小型办公场所和家庭网络（见表2）。

　　表2 NFC与六种无线通信技术的比较

　　就成本而言，NFC的成本较低，飞利浦承诺，每个芯片的成本约在2美元左右。而蓝牙、Wi-Fi和ZigBee的系统成本则远远比NFC的高。 总体来看，作为一种面向近距离交易的无线通信技术，NFC的优势明显，功耗极低、成本低、安全性好，其速率基本能满足设备之间信息交换的需求。同时，对于视频流等需要较高带宽的应用，也可以配合蓝牙、Wi-Fi等技术，提供方便的自动接入功能。

　　4 非接触式移动支付的几种应用方案

　　目前，基于手机的非接触式移动支付应用有三种主流方案：飞利浦、索尼和诺基亚等厂家提出的基于手机的NFC方案、芯片厂商Inside公司提出的eNFC方案和双界面智能卡方案。

　　4.1 主流方案

　　（1）NFC方案

       该方案中NFC功能芯片和天线与手机的其他部分及SIM卡相独立，但NFC模块与手机共用电池（见图3）。电池有电时，NFC模块可在主动、被动和双向三种模式下工作；电池断电时，只能在被动模式下工作，相当于普通的一卡通。手机开关机对NFC模块无影响，即在手机关机时也可使用NFC功能。实现方式有两种：一是定制手机，将天线集成在手机电池或主板上，使NFC应用与手机融为一体，工作稳定可靠，但需更换手机；二是将天线与NFC芯片直接相连，然后与电池紧贴放在电池和手机后盖之间，用户不需更换手机，前述的厦门测试项目就采用了此种方式，如图2。此方案的不足在于，天线连接的可靠性不高；此外对手机的内部尺寸有特殊要求，增加天线之后影响了手机的便携性。 此方案的NFC模块不能和手机的处理器或SIM卡通信，用户和电信运营商无法通过手机控制NFC模块。这会造成信用卡发行商和手机制造商单独接触，完全脱离电信运营商的市场格局。另一方面，若要将NFC模块收发的信息与蜂窝网络联系起来，须在NFC模块和手机基带芯片间建立接口，且各层的设计都必须绕开运营商的控制，也无法直接读写SIM卡，软硬件设计将变得非常复杂。 此方案的优点是对不同技术、不同信用卡发行商的卡兼容性好，在全球已有很多案例，应用技术也比较成熟，比较适合试点期的项目。

　　图2 厦门测试中的诺基亚3220

　　图3 NFC方案示意图

　　（2） eNFC方案

　　此方案又称为手机和SIM卡的融合方案，分离了应用层和底层功能，把NFC应用放在SIM卡中，把NFC功能芯片放在手机中（如图4）以解决兼容性问题。由于SIM卡容量较大，可将重要信息（如信用卡账号、员工卡号） 存储在SIM卡中，且SIM卡存储的安全性更高，对SIM卡只需增加一个管脚。用户更换SIM卡时，可以带走现有的交易数据，实现彻底的机卡分离。 此方案可简化NFC模块和手机间的通信结构，使NFC的网络应用更为流畅，也使电信运营商和信用卡发行商共同加入到市场中来。缺点是NFC模块和SIM卡间需要高速传输，保证实时性和操作的快捷，但这种通信协议目前尚未标准化。表1中法国巴黎交通系统采用了此种方案。

　　图4 eNFC方案示意图

　　图5 双界面智能卡方案示意图

　　（3）双界面智能卡方案

　　该方案基于一种双界面智能SIM卡，支持非接触式应用，同时也可实现普通手机SIM卡的功能，在接听拨打电话、收发短信时不影响非接触式操作（见图5）。两种实现方式与NFC方案基本相同：一是定制手机；二是将天线与SIM卡直接相连后放在电池和手机后盖之间，这样可只更换SIM卡，降低成本，缺点也是天线连接的可靠性低、对手机尺寸要求高等。该方案占用了C4和C8接口，而这两个接口是用于高速数据下载的，可能会影响到未来高速空中下载应用。 此方案基于智能卡技术，技术标准和规范都已成型；对于运营商来说项目启动较快，成本低。由于SIM卡只能由运营商发行，因此该方案对运营商更为有利。目前，湖南移动正在对该方案进行内部测试。

　　 4.2 过渡方案

另外，鉴于目前非接触式移动支付尚