淺談近距離無線通信技術中的關鍵技術

李曙利

黑龍江電信國脈工程股份有限公司

淺談近距離無線通信技術中的關鍵技術

李曙利

黑龍江電信國脈工程股份有限公司

所謂近距離無線通信技術，就是我們經常可以看到的NFC技術，NFC技術是短距離的通信技術，已經成為Sony、NOKIA等主推的一種通信標準。這篇文章主要從NFC技術在各個方面的應用，傳輸模塊以及NFC技術的關鍵性技術進行詳細的分析解說。

近距離通信；無線網絡；關鍵技術

1 引言

方便快捷的網絡使用會為消費者帶來愉快的上網體驗，所以無線網的廣泛使用也是發展過程中的必然結果。

2 NFC的應用潛力

NFC技術更像是憑著感覺的直觀的網絡，雖說是一個不需要識別驗證的隨意網絡，但NFC技術受到歡迎更是因為他的安全性，即使是在大量信號傳輸的過程中，NFC技術的網絡安全仍然是得到保障的技術，讓使用者不管是用這一技術下的網絡進行網上交易還是做金融理財，都不會泄露個人信息。NFC技術遍布在很多網絡覆蓋的區域，保障了使用者不論是在家里還是在工作地點，還是在路上，都可以使用穩定的網絡，所有這些都只需要兩個技術的設備相互靠近，網絡連接功能就會啟動，既方便網絡的推廣，也方便大家使用。

2.1 電子票務

隨著電子產品的實用技術的更新發展，電話已經不僅僅是打電話的機器，還可以輸入文字編輯短信發送給親朋好友，還可以用來網上購物或者為家庭消費服務等。NFC技術之所以被廣泛使用就是因為它在保障網絡暢通連接的同時，還保障了付款人的個人信息安全不被泄露。人們可以在安全的網絡環境之下放心的購物或者付賬單等。

2.2 移動娛樂

移動電話不僅是溝通的電話，現在還成功的發展成了游戲機的作用，不僅可以上網打游戲聽歌，還可以看電影團購等等。NFC技術可以將不同使用者的需求通過網絡傳輸經過辨認后，迅速轉換成使用者想要的資訊。使用者可以隨時在網上觀看心儀的圖片，欣賞喜歡的歌曲，觀看想看的電影，也可以對這些信息通過NFC技術下載到自己的手機上。

2.3 商務旅游

NFC技術為廣大使用者解決了很多以前不能在路上解決的問題，例如，著急出差卻已經買不到票耽誤了行程，NFC技術可以在網上迅速查到票的剩余情況并及時更新；在旅游的路上找不到路，NFC技術可以進行定位；著急打車卻沒有空車，NFC技術可以通過網絡幫助使用者聯系車輛并自動定位。

3 NFC的關鍵技術

3.1 調制技術

NFC的工作頻段是12.33-14.99MHz。為了保證NFC信號的頻譜范圍在13.56MHz頻段內，NFC信號的波特率必須小于1Mbps。當數據傳輸速率大于1Mbps時，只有采用多進制調制才能滿足高速傳輸要求。如果采用多進制ASK調制脈沖波形，則由于脈沖波形的調制度較低，多進信號的分辨率很低，這將導致系統輸出信噪比的嚴重下降。多進制差分相移鍵控可解決這一難題。DPSK信號是利用前后兩個相鄰碼元載波的相位差來傳送數字信息，而與載波的幅度沒有關系，因此調制信號的幅度在傳輸過程中始終保持不變。同時，在DPSK接收機中避免了復雜的相干解調，價格低廉、容易實現。因此在高速數據傳輸時，采用多進制DPSK調制是一種理想的選擇。

3.2 信源編碼

隨著數據傳輸速率的上升，脈沖的寬度變得越來越窄，對電路的脈沖響應要求也愈來愈高。為了減小電路的實現難度，在高速傳輸時可以采用Miller碼進行信源編碼。它是Manchester碼的一種變形，Miller碼的平均脈寬要比Manchester碼寬，降低了編碼硬件的實現難度。

3.3 防沖突機制

如我們所知，NFC技術是兩個技術設備相互靠攏就可以開啟的網絡，但并不是隨便的兩個設備都可以靠攏，NFC技術在啟動之前，都是需要對周圍可以連接的系統進行檢測，看是否能夠有空閑的設備供自己與之想靠攏，這是NFC技術在工作之前必須要確認的一個步驟，因為隨便和其它設備相連，會導致網絡混亂，網絡突然斷開，設備與設備之間的聯系不緊密，會造成NFC技術的癱瘓。因此，在連接其他設備之前，NFC技術的設備通常都是先對周圍進行掃描，當周圍的射頻場小，也就是說掃描后確定有未連接的設備，在對其他設備進行呼叫，相對近的設備會與這一臺設備相連，連接成為網絡。NFC技術中沒有那兩個技術設備是固定連接的，所以在確定了較近的設備正常工作后，會連接成為可安全使用的網絡。

3.4 傳輸協議

傳輸協議的設計主要考慮數據傳輸的有效性與可靠性。傳輸協議一般分為三個過程：協議激活、數據交換、協議關閉。

3.4.1 協議激活

協議的激活包含屬性的申請和參數的選擇，激活的流程分為有源模式和無源模式兩種。有源模式的協議激活流程為：

第1步：主呼啟動防沖突機制，進行系統初始化；

第2步：主呼切換到有源模式并選擇傳輸速率；

第3步：主呼發送屬性請求；

第4步：被呼發出屬性響應以回應主呼的屬性請求，回應成功后選中該被呼作為連接對象；

第5步：主呼如果檢測到有沖突發生，重新發送屬性請求；

第6步：如果被呼支持主呼屬性請求中的可變參數，主呼在收到被呼的屬性響應后發送參數選擇請求指令，以改變有關參數；

第7步：被呼發出參數選擇響應以回應主呼的參數選擇請求，并改變有關參數（如果被呼不支持屬性請求中的可變參數，則不需要改變有關參數）；

第8步：利用數據交換協議傳輸數據。無源模式的協議激活流程與有源模式的協議激活流程基本類似，所不同的是在系統完成初始化后需要進行單用戶設備檢測。

3.4.2 協議關閉

關閉協議包含信道的拆線和設備的釋放。在數據交換完成后，主呼可以利用數據交換協議進行拆線。一旦拆線成功，主呼和被呼都回到初始狀態。主呼可再次激活，但是被呼是通過釋放請求指令切換到剛開機的原始狀態。

結語：

NFC技術在日常生活中的應用已經不需要過多的用眼欲進行表達，每一位使用者都是NFC技術的證明人，在網絡飛速發展的社會，使用者對網絡的要求已經不僅僅體現在網速上而已，在安心使用快網速的同時，我們更想要信息得到保護，安全性更是使用者關注的最關鍵的問題，所以，NFC技術定會成為將來網絡的主流網點。

[1]李冰琪.近距離無線通信技術及其應用淺析[J].2012全國無線及移動通信學術大會論文集（上），2012（09）：408-411