[发明专利]数据传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及近场通信技术领域，特别涉及近场通信中的数据传输方法。

背景技术

基于移动通信设备的移动非接触应用是目前技术和市场都比较活跃的应用领域，其中以近场通信(Near Field Communication，NFC)技术为典型代表。近场通信技术经过几代的发展，其相关的技术标准和应用规范(例如ISO18092以及ISO21481)越来越成熟，但是相关产品进入市场的进程却比预期要缓慢很多。除了近场通信技术涉及的产业链长，导致应用模式和商务模式较为复杂的原因外，现有的解决方案中采用的单线通信协议(SWP)对已存在非接触应用系统的技术兼容性不佳，是技术层面上的主要障碍。关于SWP的技术细节，在公开号为CN 101103582A的中国专利申请中有详细描述。

另一方面，电子支付业务已经深入了我们的生活，给我们带来了诸多的便利，特别是在固定营业场所，基于非接触智能卡(PICC)的电子支付业务形成了成熟的技术和稳定的市场。随着应用的发展，希望将PICC应用与移动通信设备相结合的需求开始出现：人们希望PICC上有显示功能，可以查询显示卡片内部的数据；人们希望PICC有通信功能，可以和后台服务器进行通信，实现例如电子钱包的远程充值功能。换而言之，人们希望手机就是PICC。所以，2004年出现了基于NFC的将非接触智能卡、非接触智能卡读写器与手机终端结合在一起的全新产品。

经过技术开发以及标准化工作，NFC相关的技术标准和应用规范已经成熟了很多，但是基于该技术的产品却迟迟没有进入市场。其中一个主要的制约因素是NFC设备尽管在功能上实现了PICC的模拟，但无法保证完全体现PICC的特性。特别是应用上兼容原系统中使用的PICC的特性，导致一些已经在运营且影响巨大的非接触应用市场的进入门槛变高。如公共交通系统、小额支付系统等，往往需要对其已部署的识读设备(POS)进行改造，由此带来高额的改造成本和商务成本。而NFC终端是一个需要全新设计的产品，在无成熟的应用环境的情况下，终端设备制造商推出支持NFC功能的手机终端的动力不足，导致该技术的实际应用推广进展缓慢。

NFC本质上是一个PICC的应用，无非是智能卡的载体发生了变化。从结构化的角度出发，近场通信的实现方案采用的是双模块架构，如图1所示，即非接触前端(Contactless Front，CLF)模块和安全模块(Security Element，SE)的组合架构。其中CLF模块负责处理非接触射频接口和通信协议，SE负责处理智能卡的应用和数据管理。采用这种设计架构的优点在于：

1)CLF与SE双模块架构，容易实现机卡分离。CLF集成在终端上，实现完整的非接触射频接口；而智能卡应用涉及诸多安全要求，需要发行管理而后才进入应用环节，SE从近场通信终端上分离，可以独立于终端之外单独发行，管理上容易保持与现有系统的一致。

2)智能卡往往是封闭应用环境，不同地区不同应用之间，即使是同一款智能卡，其初始化配置也会不同。CLF与SE架构，通用近场通信终端可与不同的SE搭配实现不同的应用需求。

3)CLF及其射频天线集成在终端上，易于实现一致性的非接触接口性能。

近场通信终端实现非接触智能卡模拟功能，由CLF和SE联合完成，CLF与SE之间需要定义连接接口。在近场通信终端方案上，通常SE由SIM卡实现，其接口是单线协议(Single Wire Protocol，SWP)接口，图2表示了该方案结构。支持SWP接口的SIM卡安全模块，称为SWP SIM。SWP SIM卡利用SIM卡的C6引脚与CLF模块进行通信，实现近场通信功能。

基于近场通信实现非接触智能卡模拟功能，其标准ISO18092是架构在非接触智能卡基础标准ISO14443之上的。由于SWP接口定义了完整的一套通信协议，在SE和CLF之间传输ISO14443协议数据包时，需要将ISO14443协议数据转换成符合SWP协议的数据包，增加逻辑链路控制(LLC)层及介质访问控制(MAC)层，组成SWP数据帧，如图3所示。

而遵循ISO18092或ISO14443的帧数据转化成SWP帧时，会增加SOF，LLC control field，CRC16，EOF共5字节数据。在SWP的速度为848K的条件下，理想收发的最小延时也要大于113μs。随着应用数据的增多，延迟时间也随之增多。