近距離無線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)解析

宋德祥

摘 要：近距離無線通信（NFC）作為一項(xiàng)新興的信息技術(shù)，是一種在短距離內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)，在這種技術(shù)應(yīng)用下的電子設(shè)備可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的完成數(shù)據(jù)的傳輸和交換。在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中，主要涵蓋兩個(gè)內(nèi)容：1）ISO/IEC18092;2）ISO/IEC21481。本文主要對(duì)上述的兩個(gè)內(nèi)容進(jìn)行詳盡的分析，比較和其他的WAPN之間的區(qū)別，對(duì)FNC技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行高度展望。

關(guān)鍵詞：近距離無線通信;Biuetooth;UWB;ZigBee

2004 年4 月，Philips 公司和Sony 公司共同開發(fā)的NFC技術(shù)被批準(zhǔn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，ISO/IEC18092《信息技術(shù)系統(tǒng)間近距離無線通信及信息交換的接口和協(xié)議（NFCIP-1）》;并于2005年1 月將FNC 技術(shù)得以完善。

一、NFC 標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介

NFC 技術(shù)有三種不同的技術(shù)操作模式：卡模式;讀寫模式;NFC 模式。NFC 標(biāo)準(zhǔn)主要涵蓋的內(nèi)容有：1）通信模式;2）調(diào)制和編碼功能;3）防沖突機(jī)制;4）幀結(jié)構(gòu)。

（一）通信模式

NFC 工作頻率在13.56MHz。如上表所示，在不同的工作模式下，數(shù)據(jù)的傳輸數(shù)率也是不同的，對(duì)于這樣的數(shù)據(jù)顯示，說明這在主動(dòng)和被動(dòng)工作模式中所采取的數(shù)據(jù)處理方法也是不同，在陳數(shù)因子變動(dòng)之時(shí)，對(duì)于數(shù)據(jù)的傳輸速率也隨之變動(dòng)。在工作模式為主動(dòng)的情況下，數(shù)據(jù)的傳輸是通過接收射頻場(chǎng)來激活的，主呼和被呼都可以發(fā)出射頻場(chǎng);在工作模式為被動(dòng)的情況下，則是主呼發(fā)出射頻場(chǎng)，被呼接收而完成的。簡(jiǎn)言之，在NFC 技術(shù)中，一定要有主呼的存在。NFC 通信設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程之中，對(duì)于通信模式和傳輸速率必須是要固定的，不能改變

（二）調(diào)制技術(shù)

對(duì)于傳輸速率>424kbps 的高速傳輸中，F(xiàn)NC 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中還沒有明確的調(diào)制技術(shù)，這也說明了FNC 的作用對(duì)象的傳輸速率范圍是<424kbps 的低速傳輸，而對(duì)于低速傳輸?shù)恼{(diào)制目前應(yīng)用較廣也是最為常見的技術(shù)“ASK 調(diào)制”，在不同的傳輸速率之下，調(diào)制參數(shù)也是根據(jù)改變而改變的。NFC 標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于高速傳輸（>424kbps）目前還沒有作出具體的規(guī)定。在低速傳輸時(shí)都采用了ASK 調(diào)制，但對(duì)于不同的傳輸速率具體的調(diào)制參數(shù)是不同的。

（三）編碼技術(shù)

如今的NFC 編碼主要包含兩個(gè)方面，其一：信源編碼;其二：糾錯(cuò)編碼。

1.信源編碼

對(duì)于不同的傳輸速率，信源編碼的規(guī)則也是對(duì)應(yīng)的產(chǎn)生著變化的。信源編碼的規(guī)則類似于密勒（Miller）碼。具體的編碼規(guī)則包括起始位、“1”、“0”、結(jié)束位和空位;信源編碼的規(guī)則和曼徹斯特（Manchester）碼大相徑庭。

2.糾錯(cuò)編碼

對(duì)于糾錯(cuò)編碼的規(guī)則檢定主要是通過循環(huán)冗余校驗(yàn)法來進(jìn)行編碼的。在糾錯(cuò)編碼的運(yùn)行之時(shí)主要校驗(yàn)的對(duì)象有：1）校驗(yàn)比特;2）數(shù)據(jù)比特;3）起始比特;4）結(jié)束比特;5）循環(huán)冗余校驗(yàn)比，眾所周知，在編碼的過程中，都是以字節(jié)為基礎(chǔ)的，因而編碼比特?cái)?shù)字一定是8 的倍數(shù)。g（x）=x 16+x12+x5 是循環(huán)冗余校驗(yàn)的基本公式，通過公式我們可以算出移存器對(duì)應(yīng)的初始值。

（四）防沖突機(jī)制

FNC 防沖突機(jī)制主要是為了保證其他NFC 設(shè)備在工作之時(shí)不受外界其他NFC 環(huán)境的影響而界定的，主要的施行原理則是通過工作之前對(duì)周圍其他的NFC 射頻場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)射頻場(chǎng)<0.1875A/m 之時(shí)才能進(jìn)行設(shè)備呼叫。在這個(gè)過程中檢測(cè)幀的作用不可忽視，“檢測(cè)幀”為了保證點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的正常進(jìn)行而用在單用戶檢測(cè)上的。檢測(cè)幀由一個(gè)7 字節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)幀一分為二而成：1）主呼傳至被呼;2）被呼至主呼。當(dāng)NFC 設(shè)備進(jìn)行之時(shí)，射頻場(chǎng)中存在兩臺(tái)或以上設(shè)備同時(shí)運(yùn)作之時(shí)，則需要通過單用戶檢測(cè)，由此使得NFC 設(shè)備在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信上正常運(yùn)作。

在NFC 設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸之時(shí)，不同的速率下的幀結(jié)構(gòu)也是不同的。主要存在三種幀結(jié)構(gòu)：短幀;標(biāo)準(zhǔn)幀;檢測(cè)幀。在系統(tǒng)初始化之時(shí)，短幀開始發(fā)揮效能，通過起始位、指令碼、結(jié)束位的幀結(jié)構(gòu)形式對(duì)信息進(jìn)行閱讀、喚醒、檢測(cè)、請(qǐng)求、響應(yīng)，從而達(dá)到數(shù)據(jù)的傳輸。

二、NFC 和WAPN 之間的較比

NFC 屬于無線設(shè)備中的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，而WAPN 主要是個(gè)人的電子設(shè)備和PC（手機(jī)、電腦）之間的自動(dòng)互聯(lián)，相較于WAPN，NFC 應(yīng)用方位不受地點(diǎn)限制，對(duì)于數(shù)據(jù)的傳輸也不受電子設(shè)備的影響。

三、NFC 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

綜合看來，NFC 作為一項(xiàng)近距離無線通信技術(shù)，它的優(yōu)點(diǎn)還是足夠有效的吸引著廣大人群的青睞，它的功耗極低，可以最大程度的節(jié)省能源，符合時(shí)代背景的發(fā)展;它的安全性極佳，可以有效的防范網(wǎng)絡(luò)因素對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊懀部梢苑乐箓€(gè)人信息本過分侵犯;它的數(shù)據(jù)傳輸速度可以滿足現(xiàn)代人的需求，可以有效、高校的結(jié)合到WAPN 上，方便簡(jiǎn)潔。在FNC 技術(shù)應(yīng)用下的電子設(shè)備，通過射頻信號(hào)的識(shí)別可以使信息相互轉(zhuǎn)化，在安裝上也是相當(dāng)簡(jiǎn)單，使用上操作不難，所以對(duì)于NFC 技術(shù)的應(yīng)用前景價(jià)值可觀，但是不可置否還在發(fā)展的初期。

四、結(jié)語

作為一項(xiàng)新興技術(shù)，F(xiàn)NC 的前景發(fā)展十分的廣闊，它用它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，正在一步步的向世界各地走來，我國(guó)也將積極的去迎接這一技術(shù)的到來，為我國(guó)社會(huì)主義建設(shè)輔以最新的科技工具。

參考文獻(xiàn)：

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