浅谈近距离无线通信技术中的关键技术

李曙利

黑龙江电信国脉工程股份有限公司

浅谈近距离无线通信技术中的关键技术

李曙利

黑龙江电信国脉工程股份有限公司

所谓近距离无线通信技术，就是我们经常可以看到的NFC技术，NFC技术是短距离的通信技术，已经成为Sony、NOKIA等主推的一种通信标准。这篇文章主要从NFC技术在各个方面的应用，传输模块以及NFC技术的关键性技术进行详细的分析解说。

近距离通信；无线网络；关键技术

1 引言

方便快捷的网络使用会为消费者带来愉快的上网体验，所以无线网的广泛使用也是发展过程中的必然结果。

2 NFC的应用潜力

NFC技术更像是凭着感觉的直观的网络，虽说是一个不需要识别验证的随意网络，但NFC技术受到欢迎更是因为他的安全性，即使是在大量信号传输的过程中，NFC技术的网络安全仍然是得到保障的技术，让使用者不管是用这一技术下的网络进行网上交易还是做金融理财，都不会泄露个人信息。NFC技术遍布在很多网络覆盖的区域，保障了使用者不论是在家里还是在工作地点，还是在路上，都可以使用稳定的网络，所有这些都只需要两个技术的设备相互靠近，网络连接功能就会启动，既方便网络的推广，也方便大家使用。

2.1 电子票务

随着电子产品的实用技术的更新发展，电话已经不仅仅是打电话的机器，还可以输入文字编辑短信发送给亲朋好友，还可以用来网上购物或者为家庭消费服务等。NFC技术之所以被广泛使用就是因为它在保障网络畅通连接的同时，还保障了付款人的个人信息安全不被泄露。人们可以在安全的网络环境之下放心的购物或者付账单等。

2.2 移动娱乐

移动电话不仅是沟通的电话，现在还成功的发展成了游戏机的作用，不仅可以上网打游戏听歌，还可以看电影团购等等。NFC技术可以将不同使用者的需求通过网络传输经过辨认后，迅速转换成使用者想要的资讯。使用者可以随时在网上观看心仪的图片，欣赏喜欢的歌曲，观看想看的电影，也可以对这些信息通过NFC技术下载到自己的手机上。

2.3 商务旅游

NFC技术为广大使用者解决了很多以前不能在路上解决的问题，例如，着急出差却已经买不到票耽误了行程，NFC技术可以在网上迅速查到票的剩余情况并及时更新；在旅游的路上找不到路，NFC技术可以进行定位；着急打车却没有空车，NFC技术可以通过网络帮助使用者联系车辆并自动定位。

3 NFC的关键技术

3.1 调制技术

NFC的工作频段是12.33-14.99MHz。为了保证NFC信号的频谱范围在13.56MHz频段内，NFC信号的波特率必须小于1Mbps。当数据传输速率大于1Mbps时，只有采用多进制调制才能满足高速传输要求。如果采用多进制ASK调制脉冲波形，则由于脉冲波形的调制度较低，多进信号的分辨率很低，这将导致系统输出信噪比的严重下降。多进制差分相移键控可解决这一难题。DPSK信号是利用前后两个相邻码元载波的相位差来传送数字信息，而与载波的幅度没有关系，因此调制信号的幅度在传输过程中始终保持不变。同时，在DPSK接收机中避免了复杂的相干解调，价格低廉、容易实现。因此在高速数据传输时，采用多进制DPSK调制是一种理想的选择。

3.2 信源编码

随着数据传输速率的上升，脉冲的宽度变得越来越窄，对电路的脉冲响应要求也愈来愈高。为了减小电路的实现难度，在高速传输时可以采用Miller码进行信源编码。它是Manchester码的一种变形，Miller码的平均脉宽要比Manchester码宽，降低了编码硬件的实现难度。

3.3 防冲突机制

如我们所知，NFC技术是两个技术设备相互靠拢就可以开启的网络，但并不是随便的两个设备都可以靠拢，NFC技术在启动之前，都是需要对周围可以连接的系统进行检测，看是否能够有空闲的设备供自己与之想靠拢，这是NFC技术在工作之前必须要确认的一个步骤，因为随便和其它设备相连，会导致网络混乱，网络突然断开，设备与设备之间的联系不紧密，会造成NFC技术的瘫痪。因此，在连接其他设备之前，NFC技术的设备通常都是先对周围进行扫描，当周围的射频场小，也就是说扫描后确定有未连接的设备，在对其他设备进行呼叫，相对近的设备会与这一台设备相连，连接成为网络。NFC技术中没有那两个技术设备是固定连接的，所以在确定了较近的设备正常工作后，会连接成为可安全使用的网络。

3.4 传输协议

传输协议的设计主要考虑数据传输的有效性与可靠性。传输协议一般分为三个过程：协议激活、数据交换、协议关闭。

3.4.1 协议激活

协议的激活包含属性的申请和参数的选择，激活的流程分为有源模式和无源模式两种。有源模式的协议激活流程为：

第1步：主呼启动防冲突机制，进行系统初始化；

第2步：主呼切换到有源模式并选择传输速率；

第3步：主呼发送属性请求；

第4步：被呼发出属性响应以回应主呼的属性请求，回应成功后选中该被呼作为连接对象；

第5步：主呼如果检测到有冲突发生，重新发送属性请求；

第6步：如果被呼支持主呼属性请求中的可变参数，主呼在收到被呼的属性响应后发送参数选择请求指令，以改变有关参数；

第7步：被呼发出参数选择响应以回应主呼的参数选择请求，并改变有关参数（如果被呼不支持属性请求中的可变参数，则不需要改变有关参数）；

第8步：利用数据交换协议传输数据。无源模式的协议激活流程与有源模式的协议激活流程基本类似，所不同的是在系统完成初始化后需要进行单用户设备检测。

3.4.2 协议关闭

关闭协议包含信道的拆线和设备的释放。在数据交换完成后，主呼可以利用数据交换协议进行拆线。一旦拆线成功，主呼和被呼都回到初始状态。主呼可再次激活，但是被呼是通过释放请求指令切换到刚开机的原始状态。

结语：

NFC技术在日常生活中的应用已经不需要过多的用眼欲进行表达，每一位使用者都是NFC技术的证明人，在网络飞速发展的社会，使用者对网络的要求已经不仅仅体现在网速上而已，在安心使用快网速的同时，我们更想要信息得到保护，安全性更是使用者关注的最关键的问题，所以，NFC技术定会成为将来网络的主流网点。

[1]李冰琪.近距离无线通信技术及其应用浅析[J].2012全国无线及移动通信学术大会论文集（上），2012（09）：408-411