引言
　　近幾年，手機(jī)已經(jīng)不再是簡(jiǎn)單的通信工具,，它已經(jīng)成為便攜的娛樂工具,，將來有望發(fā)展為可信賴的支付工具，在消費(fèi),、購物,、交通等領(lǐng)域通過手機(jī)方便、快捷地完成支付,?；谑謾C(jī)的新需求,，移動(dòng)支付應(yīng)運(yùn)而生,，并逐漸成為移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商、手機(jī)制造商,、SIM卡制造商研究的熱點(diǎn)問題,。移動(dòng)支付的解決方案比較多，其中雙界面SIM卡方案和近距離通信（Near Field Communication,，NFC）方案比較可行,。雙界面SIM卡方案已經(jīng)有產(chǎn)品面世，近距離通信方案正在研發(fā)階段,。
　　雙界面SIM卡方案通過在SIM卡中增加非接觸IC卡界面進(jìn)行非接觸通信,。天線連接在SIM卡尚未使用的C4和C8這兩個(gè)接口上。雙界面SIM卡在手機(jī)中增加了非接觸IC卡的功能,，但沒有實(shí)現(xiàn)閱讀器和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信功能,。NFC是由NXP公司和索尼公司提出的超短距離無線通信技術(shù)，它使得兩臺(tái)兼容NFC的設(shè)備之間可以直觀,、便捷,、安全地通信。NFC的主要應(yīng)用是移動(dòng)小額支付，還可以應(yīng)用于門禁,、公交等領(lǐng)域,。
　　與雙界面SIM卡方案相比，NFC方案的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下方面：
　?、貼FC方案可以實(shí)現(xiàn)更多的應(yīng)用,；
　　②在NFC芯片與SIM卡的連接使用C6（SWP）觸點(diǎn),，并不影響SIM卡高速空中數(shù)據(jù)下載,；
　　③NFC方案是一套完善的解決方案,，可以提供可靠,、安全、便捷的通信,；
　?、躈FC方案完全兼容現(xiàn)有的讀寫器，不需要對(duì)讀寫器進(jìn)行任何更改,。
　　綜上所述,，近距離通信NFC是移動(dòng)非接觸支付業(yè)務(wù)最可行的解決方案，而SWP連接方案則是NFC技術(shù)的一部分,。

　   1  近距離通信概述
　　近距離通信是短距離非接觸式的一種,，工作于13.56 MHz頻帶，傳輸距離在10 cm以內(nèi),；傳輸速度目前可以達(dá)到106 kbps,、212 kbps、424kbps,，理想速率可以達(dá)到1 Mbps左右,。NFC所使用的頻率與目前流行的非接觸智能卡相同，同時(shí)兼容以ISO14443A/B為基礎(chǔ)的感應(yīng)式非接觸通信,，以及PHILIPS公司的MIFARE技術(shù)和索尼公司的FeliCa技術(shù),。
　　1.1  近距離通信原理
　　根據(jù)ISO18092標(biāo)準(zhǔn)，近距離通信可以工作在主動(dòng)模式和被動(dòng)模式,。進(jìn)行通信之前,，可以選擇傳輸速率106 kbps、212 kbps,、424kbps中的一種,，并可以在這三者間任意切換。
　　1.1.1  被動(dòng)模式通信原理
　　在被動(dòng)模式下,，近距離通信的通信原理與RFID一樣,，都是依靠電磁感應(yīng)耦合原理完成通信,。NFC手機(jī)有一塊NFC芯片，內(nèi)置有天線,，用來接收和發(fā)送無線數(shù)據(jù),。
　　NFC工作在被動(dòng)模式時(shí)，閱讀器啟動(dòng)NFC通信,，稱為NFC發(fā)起設(shè)備（主設(shè)備）,，在整個(gè)通信過程中提供射頻域。NFC發(fā)起設(shè)備選擇3種速率的一種傳輸數(shù)據(jù),，ISO18092標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了每種傳輸速率使用的調(diào)制,、編碼技術(shù)。NFC目標(biāo)設(shè)備(從設(shè)備)不必產(chǎn)生射頻域,，而使用負(fù)載調(diào)制(load modulation)技術(shù),，以相同的速度將數(shù)據(jù)傳回發(fā)起設(shè)備。此通信機(jī)制與基于ISO14443A/B,、Mifare和FeliCa的非接觸式智能卡兼容,，因此，在被動(dòng)模式下,，NFC發(fā)起設(shè)備可以用相同的連接和初始化過程檢測(cè)非接觸式智能卡或NFC目標(biāo)設(shè)備,，并與之建立聯(lián)系。
　　就近距離通信應(yīng)用的角度而言,，其應(yīng)用模式分為3種：標(biāo)簽?zāi)Ｊ?、閱讀器模式、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式,。標(biāo)簽?zāi)Ｊ?，即NFC芯片作為被動(dòng)設(shè)備使用，其作用相當(dāng)于應(yīng)答器,。為了保證數(shù)據(jù)的安全性,，在更換手機(jī)后不至于重新設(shè)置密鑰信息，需要在SIM卡中保存移動(dòng)支付的密鑰信息,。通信設(shè)備包括閱讀器、NFC芯片和SIM卡,。此時(shí),，NFC芯片提供射頻接口，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)射頻數(shù)據(jù)給SIM卡,。對(duì)SIM卡而言,，不需要像雙界面SIM卡那樣增加非接觸接口，而使用SWP接口實(shí)現(xiàn)與NFC芯片的連接,。在標(biāo)簽?zāi)Ｊ较?，NFC芯片類似于橋接器,，在閱讀器和SIM卡之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。

　　NFC芯片是嵌入手機(jī)中的芯片,，由手機(jī)的電源系統(tǒng)供電,。為了保證手機(jī)沒電時(shí)移動(dòng)支付的正常進(jìn)行，標(biāo)簽?zāi)Ｊ叫枰С譄o源工作,，其工作原理基于電磁感應(yīng),。閱讀器的天線線圈產(chǎn)生高頻的強(qiáng)電磁場(chǎng)，這種磁場(chǎng)穿過線圈橫截面和線圈周圍的空間,。發(fā)射磁場(chǎng)的一部分磁力線穿過距閱讀器線圈有一定距離的應(yīng)答器的天線線圈［2］,。通過感應(yīng)在天線線圈上產(chǎn)生電壓，將其整流后作為電源提供給NFC芯片和SIM卡,。
　　1.1.2  主動(dòng)模式通信原理
　　在主動(dòng)模式下,，NFC發(fā)起設(shè)備要發(fā)送數(shù)據(jù)給目標(biāo)設(shè)備時(shí)，必須產(chǎn)生自己的射頻場(chǎng),；被讀NFC設(shè)備發(fā)送響應(yīng)給發(fā)起設(shè)備時(shí),，也要產(chǎn)生自己的射頻場(chǎng)。發(fā)起設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備都要產(chǎn)生自己的射頻場(chǎng),，這是對(duì)等網(wǎng)絡(luò)通信的標(biāo)準(zhǔn)模式,，可以獲得非常快速的連接設(shè)置［1］,。
　　移動(dòng)設(shè)備主要工作在被動(dòng)模式,，可以大幅降低功耗，并延長(zhǎng)電池壽命,。主動(dòng)模式主要是針對(duì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式,，用于筆記本、手機(jī),、數(shù)碼相機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換,。
　　1.2  近距離通信與RFID的關(guān)系
　　NFC是一種基于RFID的無線通信技術(shù)，二者都工作在13.56 MHz頻帶,。在標(biāo)簽?zāi)Ｊ较?，NFC利用RFID的通信原理，都基于無線頻率的電磁感應(yīng)耦合原理,。
　　但是NFC技術(shù)是無線通信的新技術(shù),，與RFID還是有區(qū)別的：NFC技術(shù)增加了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信功能，可以快速建立藍(lán)牙設(shè)備之間的P2P（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）無線通信,，NFC設(shè)備彼此尋找對(duì)方并建立通信連接,。P2P通信的雙方設(shè)備是對(duì)等的，而RFID通信的雙方設(shè)備是主從關(guān)系,。
　　2  SWP標(biāo)準(zhǔn)及連接方案
　　2.1  SWP標(biāo)準(zhǔn)［3］
　　SWP連接方案基于ETSI（歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)）的SWP標(biāo)準(zhǔn),，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了SIM卡和NFC芯片之間的通信接口,。

　   SWP(單線協(xié)議)是在一根單線上實(shí)現(xiàn)全雙工通信，即S1和S2這兩個(gè)方向的信號(hào),，如圖1所示,。通信的雙方是UICC（Universal Integrated Circuit Card，通用集成芯片卡）和CLF（Contactless Frontend,非接觸前端）,。S1是電壓信號(hào),，SIM卡通過電壓表檢測(cè)S1信號(hào)的高低電平，采用電平寬度調(diào)制,；S2信號(hào)是電流信號(hào),，采用負(fù)載調(diào)制方式。S2信號(hào)必須在S1信號(hào)為高電平時(shí)才有效,，S1信號(hào)為高電平時(shí)導(dǎo)通其內(nèi)部的一個(gè)三極管,，S2信號(hào)才可以傳輸。S1信號(hào)和S2信號(hào)疊加在一起,，在一條單線上實(shí)現(xiàn)全雙工通信［4］,。