1 引言

　　近年來，通信行業(yè)的市場環(huán)境發(fā)生了巨大的變化，通信業(yè)務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)化趨勢越來越明顯，電信網(wǎng)絡(luò)日益通道化、電信服務(wù)日益虛擬化，沒有網(wǎng)絡(luò)的公司通過使用網(wǎng)絡(luò)通道就可以提供越來越多的通信服務(wù)，傳統(tǒng)電信運(yùn)營商單純依賴提供簡單的語音和數(shù)據(jù)通信獲得贏利的模式越來越難以持續(xù)，紛紛向“信息服務(wù)”轉(zhuǎn)型。

　　另一方面，隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，越來越多的功能集成到了手機(jī)，如媒體播放、游戲、照相、導(dǎo)航等，手機(jī)已不僅僅是一個(gè)通信工具，而是日益成為了個(gè)人的綜合娛樂與信息終端。如何拓展手機(jī)的功能，使得手機(jī)除了通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳統(tǒng)通信外，還能夠服務(wù)于運(yùn)營商希望切入的移動(dòng)電子商務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)、媒體廣告等信息化應(yīng)用，是近年來移動(dòng)通信領(lǐng)域研究的重點(diǎn)，其中，手機(jī)RFID技術(shù)已經(jīng)取得突破性的成果并開始商用。

　　手機(jī)RFID技術(shù)將RFID芯片內(nèi)置在手機(jī)或手機(jī)智能卡(SIM/UIM)中，實(shí)現(xiàn)手機(jī)功能與RFID功能的集成，用戶可刷手機(jī)實(shí)現(xiàn)金融服務(wù)、購物消費(fèi)、乘車服務(wù)、身份認(rèn)證等諸多應(yīng)用。由于完全基于手機(jī)的RFID技術(shù)得不到電信運(yùn)營商的支持，本文將主要針對集成了RFID射頻功能的手機(jī)智能卡 (以下稱手機(jī)RFID智能卡)的實(shí)現(xiàn)方案、應(yīng)用現(xiàn)狀、存在的問題以及發(fā)展趨勢進(jìn)行研究。

　　2 手機(jī)RFID智能卡主流解決方案

　　目前國內(nèi)外主流手機(jī)RFID智能卡解決方案按照工作頻率可分為兩大類，即13.56MHz方案和2.4GHz方案。其中13.56MHz方案又可分為eNFC方案、雙界面卡自帶天線方案、雙界面卡手機(jī)定制方案。以下對4種手機(jī)RFID智能卡解決方案分別進(jìn)行說明。

　　2.1 eNFC方案


 

　　eNFC方案將RF射頻天線及射頻通信控制功能集成在手機(jī)終端，將RFID數(shù)據(jù)存儲及數(shù)據(jù)處理功能放在手機(jī)智能卡，卡與手機(jī)之間通過SWP協(xié)議通信，實(shí)現(xiàn)RFID與手機(jī)的集成。

　　eNFC方案被3GPP定為國際標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)完善。采用行業(yè)普遍應(yīng)用的13.56Mhz頻率通信，方便合作類業(yè)務(wù)的改造實(shí)施。但eNFC方案必須更換手機(jī)和智能卡，成本較高;且目前支持的手機(jī)終端和智能卡產(chǎn)品較少，產(chǎn)業(yè)鏈不夠成熟。另外，eNFC的專利集中在國外廠商雅斯拓和恩智浦手中，在國內(nèi)規(guī)模應(yīng)用eNFC方案可能遭遇專利尷尬。

　　2.2 雙界面卡手機(jī)定制方案
 

　　雙界面卡手機(jī)定制方案在手機(jī)智能卡上集成RFID處理芯片，將RFID線圈集成在手機(jī)終端上，RFID智能卡通過C4、C8引腳與手機(jī)終端的線圈相連，實(shí)現(xiàn)近距離通信。此方案采用行業(yè)普遍應(yīng)用的13.56Mhz頻率通信，方便合作類業(yè)務(wù)的改造實(shí)施。終端改造僅需實(shí)現(xiàn)天線與手機(jī)的集成，改造較簡單，成本較低。天線集成到終端，提高了刷卡穩(wěn)定性。缺點(diǎn)是占用了C4,C8觸點(diǎn)，和國際標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用中的大容量卡應(yīng)用沖突，并且仍然需要對手機(jī)終端進(jìn)行定制。

　　2.3 雙界面卡自帶天線方案
 

　　

　　本方案在手機(jī)智能卡上集成RFID處理芯片，并從智能卡引出RFID線圈進(jìn)行近距離通信。雙界面卡自帶天線方案采用在行業(yè)普遍應(yīng)用的 13.56Mhz頻率通信，且不需要更換手機(jī)，業(yè)務(wù)實(shí)施方便快速。但由于UIM卡帶了較大的RFID線圈，用戶安裝使用不方便，較容易損壞，刷卡穩(wěn)定性稍差，使用感知較差。同時(shí)，也占用了C4,C8觸點(diǎn)，和國際標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用中的大容量卡應(yīng)用沖突。

　　2.4 2.4G全卡方案

　　
 

　　2.4G全卡方案基于藍(lán)牙通信技術(shù)，將藍(lán)牙RF射頻芯片集成到手機(jī)智能卡中，通過距離控制算法等技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場通信，不需要帶天線，也不需要更換手機(jī)即可實(shí)現(xiàn)手機(jī)RFID刷卡功能，業(yè)務(wù)實(shí)施方便快速。2.4G全卡方案除了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場刷卡功能外，還可根據(jù)業(yè)務(wù)需要實(shí)現(xiàn)中距離刷卡應(yīng)用以及讀卡器應(yīng)用。但由于2.4G頻段與國內(nèi)外金融、交通現(xiàn)場支付標(biāo)準(zhǔn)不兼容，對于合作類應(yīng)用需要新布POS機(jī)具，合作難度大，機(jī)具改造成本較高。

　　3 手機(jī)RFID智能卡行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀

　　在國際上，主要以eNFC為標(biāo)準(zhǔn)，但由于需求不旺盛，支持eNFC的手機(jī)終端很少，使用eNFC方案進(jìn)行手機(jī)現(xiàn)場刷卡的商用案例很少。日韓手機(jī)現(xiàn)場刷卡應(yīng)用多，但由于其移動(dòng)終端采用機(jī)卡合一模式，不屬于手機(jī)RFID智能卡應(yīng)用模式。

　　在國內(nèi)，手機(jī)RFID智能卡經(jīng)過幾年的研究、試點(diǎn)，從2010年以來，進(jìn)入了試商用階段。手機(jī)RFID智能卡主要應(yīng)用于移動(dòng)支付、校企一卡通、電子票據(jù)三大應(yīng)用領(lǐng)域。國內(nèi)運(yùn)營商的應(yīng)用情況簡述如下：

　　3.1 中國移動(dòng)發(fā)展情況

　　中國移動(dòng)對手機(jī)RFID智能卡進(jìn)行了多年深入的研究，從2007年開始，中移動(dòng)先后在重慶、湖南、廣東等省對13.56M雙界面卡方案、 433M SIM方案、2.4G RFIDSIM卡方案進(jìn)行了多模式的試點(diǎn)。09年4月，確定以2.4GRFID-SIM卡全卡方案作為中移動(dòng)手機(jī)支付的智能卡解決方案。經(jīng)過不到一年時(shí)間的試商用，發(fā)展了超過40多萬手機(jī)支付用戶，包括手機(jī)錢包發(fā)卡用戶超過28萬個(gè)，企業(yè)一卡通用戶數(shù)超過15萬個(gè)，世博手機(jī)票用戶共3萬多個(gè)。2010年5 月，迫于行業(yè)合作的壓力，中移動(dòng)重新考慮其手機(jī)RFID智能卡解決方案，不再以2.4G方案為主導(dǎo)，重新考慮13.56MHz方案，但仍在推動(dòng)2.4G方案成為移動(dòng)支付國家標(biāo)準(zhǔn)。

　　3.2 中國電信發(fā)展情況

　　中國電信2009年下半年以來發(fā)力移動(dòng)支付業(yè)務(wù)，開始對手機(jī)RFID智能卡進(jìn)行研究和試點(diǎn)，與中國移動(dòng)明確一種解決方案不同，中國電信的策略是遠(yuǎn)期以eNFC為目標(biāo)，近期以13.56M雙界面卡方案為主，選擇性的使用2.4G方案，采用多種模式并存的策略進(jìn)行應(yīng)用推廣。到2010年6月，中國電信的手機(jī)RFID智能卡在電信手機(jī)支付業(yè)務(wù)(翼支付)、翼機(jī)通、銀行聯(lián)名卡、公交聯(lián)名卡、行業(yè)合作卡等多個(gè)產(chǎn)品中得到了應(yīng)用，全國約發(fā)卡20萬張。

　　3.3 中國聯(lián)通發(fā)展情況

　　中國聯(lián)通在手機(jī)支付方面處于跟隨者，其在手機(jī)RFID智能卡的研究相對較少，主要是應(yīng)用業(yè)內(nèi)已有的技術(shù)進(jìn)行了少量的業(yè)務(wù)試點(diǎn)，中國聯(lián)通的基本態(tài)度是以eNFC為目標(biāo)，并跟蹤業(yè)內(nèi)技術(shù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，沒有投入太多資源推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。截止2010年6月， 中國聯(lián)通發(fā)展了幾千手機(jī)支付試點(diǎn)用戶，包括eNFC/SWP卡、2.4G卡、雙界面卡多種方案。

　　3.4 中國銀聯(lián)發(fā)展情況

　　中國銀聯(lián)對應(yīng)用于手機(jī)支付的RFID智能卡也進(jìn)行了深入的研究，中國銀聯(lián)目前選定13.56MHz為其手機(jī)支付的射頻工作頻率，由于金融機(jī)構(gòu)對手機(jī)SIM/UIM卡沒有發(fā)卡權(quán)，因此除了選用雙界面卡方案外，中國銀聯(lián)還對SD智能卡、貼膜卡方案進(jìn)行了試點(diǎn)。

　　4 手機(jī)RFID智能卡存在的問題

　　從2009年開始，借助與手機(jī)支付以及移動(dòng)電子商務(wù)的熱潮，國內(nèi)涌現(xiàn)了諸多模式的手機(jī)RFID智能卡種類，其中雙界面卡方案以及2.4G全卡方案都在手機(jī)RFID智能卡解決方案上進(jìn)行了創(chuàng)新和發(fā)展，并擁有一定的自主專利，可以說國內(nèi)在手機(jī)RFID智能卡領(lǐng)域的研究與應(yīng)用已經(jīng)處于國際前沿，但是由于行業(yè)剛剛啟動(dòng)，還存在不少問題。主要表現(xiàn)在：

　　4.1 標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

　　標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一首先表現(xiàn)在工作頻率不統(tǒng)一，目前，主流的射頻工作頻率有13.56MHz和 2.4GHz兩個(gè)射頻工作頻率， 13.56MHz頻率目前在非手機(jī)RFID領(lǐng)域被諸多行業(yè)廣泛的使用，但手機(jī)RFID智能卡如果采用13.56MHz頻率，必須解決大天線問題。天線由卡片自帶，用戶感知較差、穩(wěn)定性差;天線置于手機(jī)終端，則必須對手機(jī)終端進(jìn)行定制，開發(fā)周期長，短期難以規(guī)模商用。2.4GH在頻率由于是超高頻，穿透性好，不需要大天線，可以完全在一張智能卡內(nèi)集成RFID功能，由于不需要手機(jī)終端配合，用戶感知好，具備快速規(guī)模推廣的條件。工作頻率之爭由來已久，工作頻率的選擇直接影響業(yè)務(wù)模式、商務(wù)模式和產(chǎn)業(yè)鏈合作關(guān)系，該問題非常復(fù)雜。

　　標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一還表現(xiàn)在接口與協(xié)議不統(tǒng)一，手機(jī)RFID應(yīng)用包括了卡片與終端(手機(jī)終端與POS終端)域、通信網(wǎng)絡(luò)域、交易處理域等多個(gè)領(lǐng)域，各領(lǐng)域之間目前沒有統(tǒng)一的接口定義和交互協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致各機(jī)構(gòu)開發(fā)的手機(jī)RFID智