WO2009097770A1 - 一种电信智能卡及与外部非接触卡信令交互的方法 - Google Patents

Description

一种电信智能卡及与外部非接触卡信令交互的方法 技术领域

本发明涉及移动通信设备领域， 尤其涉及一种电信智能卡及与外部非接 触卡信令交互的方法。

背景技术

目前， 手机电信智能卡， 如 SIM卡、 UIM卡、 USIM卡等， 可以完成基本 的电信功能， 例如， 接入通信网络， 用户认证等功能。

随着业务的增加和用户需求的不断增长， 需要使用手机实现对外部非接 触卡的交互式通信， 例如对电子钱包智能卡进行扣款操作等。

在实现本发明的过程中， 发明人发现现有技术中至少存在如下技术问题： 目前手机电信智能卡还不具有与外部非接触卡进行交互式通信的功能。 发明内容

本发明实施例提供一种电信智能卡及与外部非接触卡信令交互的方法， 用以解决现有技术中手机电信智能卡不能与外部非接触卡进行交互式通信的 问题。

本发明实施例提供一种电信智能卡， 该电信智能卡包括：

控制单元， 用于控制传输单元与外部非接触卡进行交互式通信； 处理来 自传输单元的信令数据；

传输单元， 用于与外部非接触卡进行交互式通信； 将接收到的来自外部 非接触卡的信令数据发送给所述控制单元。

本发明实施例提供一种电信智能卡与外部非接触卡信令交互的方法， 该 方法包括：

电信智能卡向外部非接触卡发送操作信令；

接收所述外部非接触卡返回的信令数据， 并对该信令数据进行处理。 本发明实施例所提供的电信智能卡， 通过在现有的电信智能卡中增加控 制单元和传输单元， 实现了通过电信智能卡与外部非接触卡进行交互式通信 的功能， 即实现电信智能卡的读写非接触卡的读写器功能， 满足了用户使用 手机访问外部非接触卡的需求， 增强了用户的使用感受。

附图说明

图 1为本发明实施例所提供电信智能卡的结构示意图；

图 2为本发明实施例所提供电信智能卡的具体示例图；

图 3为本发明实施例所提供方法的流程示意图。

具体实施方式

为了实现手机电信智能卡与外部非接触卡的交互式通信功能， 本发明实 施例提供一种电信智能卡， 本电信智能卡基于现有的电信智能卡， 实现与外 部非接触卡进行交互式通信， 并能够对外部非接触卡传来的信令数据进行相 应处理的功能。

参见图 1 , 本发明实施例提供的电信智能卡， 包括现有的电信智能模块 10 , 还包括控制单元 11和传输单元 12 , 其中：

控制单元 11 , 与传输单元相连， 用于控制传输单元与外部非接触卡进行 交互式通信； 处理来自传输单元的信令数据；

传输单元 12 , 用于与外部非接触卡进行交互式通信； 将接收到的来自外 部非接触卡的信令数据发送给所述控制单元。

具体的， 所述控制单元 11用于： 向所述传输单元发送对外部非接触卡的 操作信令； 接收所述传输单元发来的信令数据， 并对该信令数据进行处理。 这里， 控制单元向传输单元发送的操作信令可以是来自手机的应用软件， 或 来自电信智能模块， 或者是控制单元自身产生的信令等。 所述操作信令包括 但不限于： 读数据命令、 写数据命令、 复位命令等。

所述传输单元 12包括编解码单元 20、 天线接口单元 21 , 其中： 编解码单元 20 , 与天线接口单元相连， 用于将发送给外部非接触卡的信 令进行编码， 并将编码后的信令数据传送给天线接口单元； 将接收到的来自 天线接口单元的信令进行解码， 并将解码后的信令数据传送给所述控制单元； 天线接口单元 21 , 用于连接所述编解码单元和外部天线， 即编解码单元 与天线接口单元相连， 同时外部天线也与天线接口单元相连； 天线接口单元 将编解码单元编码后的信令数据传送给外部天线发送给外部非接触卡； 将收 到的来自外部天线的信令数据发送给所述编解码单元；

这里， 天线接口单元具体可以是电信智能卡现有的输出触点， 该输出触 点连接电信智能模块与所述外部天线， 即电信智能模块和外部天线都与天线 接口单元相连； 现有的输出触点包括： C4触点、 C8触点， 即编解码单元通过 C4触点、 C8触点与外部天线连接。

外部天线将天线接口单元发送过来的信令数据传送给所述外部非接触 卡， 并将接收到来自所述外部非接触卡的信令传送给所述天线接口单元。

为了能够与手机进行交互， 本发明实施例提供的电信智能卡还包括手机 接口单元 13 , 该手机接口单元与所述控制单元相连， 用于接收来自手机的操 作信令， 将该操作信令发送给所述控制单元， 控制单元将该操作信令发送给 传输单元。

这里， 手机接口单元具体可以是电信智能卡现有的用于接收手机软件输 入信号和向手机软件发送信号的触点， 现有的触点包括复位信号触点 C2、 时 钟信号触点 C3和输入输出触点 C7。

这里， 控制单元可以直接与手机接口单元相连， 较佳的， 为了使得控制 单元与手机接口单元的连接的通断可控， 还可以增加一个电路控制单元， 用 于接收建立或断开控制单元与手机接口单元之间连接的命令， 并根据该命令 建立或断开控制单元与手机接口单元之间的连接。 所述电路控制单元具体可 以釆用通用的三极管开关控制电路。 控制单元具体可以是一个主控单片机。

外部天线接收到外部非接触卡返回的信令数据后， 将该信令数据通过天 线接口单元传送给所述编解码单元； 所述编解码单元将信令数据直接传送给 所述控制单元进行处理， 或者， 所述编解码单元将信令数据发送到所述手机 接口单元的线路上， 由手机软件读取手机接口单元线路上的数据， 因此， 编 解码单元还与所述手机接口单元进行连接。

本装置进一步包括：

供电接口单元 14 , 与所述控制单元和传输单元相连， 用于向所述控制单 元和所述传输单元供电。

这里， 供电接口单元具体可以是电信智能卡现有的供电触点， 现有的供 电触点包括： 电源输入触点 Cl、 电源地触点 C5和控制触点 C6。 控制单元、 传输单元可以直接与供电接口单元相连， 较佳的， 为了使得控制单元、 传输 单元与供电接口单元的连接的通断可控， 还可以增加一个电源控制单元， 用 于接收建立或断开控制单元、 传输单元与供电触点之间连接的命令， 并根据 该命令建立或断开控制单元、 传输单元与供电接口单元之间的连接。 所述电 源控制单元具体可以釆用通用的三极管开关控制电路。

电信智能卡现有的电信智能模块 10, 与所述手机接口单元、 天线接口单 元相连， 用于存储手机用户相关信息， 完成现有电信智能卡的通信功能； 还 可以与外部天线相连， 电信智能模块支持非接触通信， 这样， 还可以接受外 界通过所述外部天线的访问， 使得电信智能卡具有了非接触电信智能卡的功 能。

较佳的， 将所述控制单元与所述电信智能模块相连， 与所述控制单元之 间进行命令交互。 例如， 控制单元可以访问电信智能模块中的验证信息或验 证算法， 对外部非接触卡与电信智能卡进行认证。

所述控制单元与所述手机接口单元相连， 其连接线路可以独立于现有的 电信智能模块与接口单元的连接线路， 较佳的， 控制单元复用电信智能模块 与手机接口单元的连接线路， 即， 控制单元与电信智能模块通过总线复用方 式与所述手机接口单元相连。

如图 2 所示， 为本发明实施例所提供电信智能卡的详细示意图， 图中控 制单元（MCU )与编解码（RF )单元相连； 通过复用现有的电信智能模块与输 入输出（ I/O )触点之间的 I/O连接线路， MCU和 RF单元与 I/O触点相连， I/O 触点包括 C2、 C3、 C7触点； MCU、 RF单元通过一个电源控制电路与供电触点 Cl、 C5和 C6相连， 外部天线与输出触点 C4和 C8相连， RF单元通过 C4和 C8 触点与外部天线相连。 MCU还与现有的电信智能模块相连， 可以与该电信智能 模块进行通信。 电信智能模块也与 C4和 C8触点相连， 进而可以利用天线进 行通信， 形成非接触的通道。

需要说明的是， 以上提及的各种触点并不是固定不变的， 可以对现有的 触点进行扩充或重新定义， 例如将 C1触点由原来的供电触点改为输入触点， 或者 ， 增加触点 C9和 C10, 天线改为与 C9和 C10连接， 那么射频模块也需 要相应的改为与 C9和 C10连接。 明：

实例一：

本实例中， 电信智能卡向外部非接触卡发送复位命令， 外部非接触卡根 据该复位命令进行复位并向电信智能卡返回复位成功响应， 具体如下：

步骤 S00: 手机应用软件触发电信智能卡向 MCU和 RF单元加电； 具体为， 手机应用软件向电信智能卡的 C6触点发送使能电平， 电源控制 模块开启后给 MCU和 RF单元加电；

步骤 S01 : 手机应用软件触发电信智能卡上的 MCU向外部非接触卡发送 复位命令；

具体为， 经过一段必要的上电延时后， 手机应用软件向电信智能卡的 C2、 C3和 C7触点发送复位命令， C2、 C3和 C7触点将复位命令发送给 MCU;

MCU将复位命令发送给 RF单元， RF单元将复位命令进行编码， 通过天线 向外部非接触卡发送复位命令的射频调制波形；

较佳的， 在向 C2、 C3和 C7触点发送复位命令时， 由于电信智能模块和 MCU均与 C2、 C3和 C7触点连接， MCU和电信智能模块可能都会收到该复位命 令， 为了与电信智能模块的命令相区别， 这里利用规范定义的 "块帧" 中的 节点地址字节 （ NAD )来区分命令发给的对象， 将送给 MCU的命令帧中的 NAD 设置成与给电信智能模块的命令帧中的 NAD相区别的数值， 如将送给电信智 能模块的命令帧的 NAD设置为 0,将送给 MCU的命令帧的 NAD设置为 1。这样， 一个命令出现在 C2、 C3和 C7触点的线路上时， 电信智能模块与 MCU同时收 到了命令， 可以通过 NAD标识来判断本条命令是否为对自己有效的命令， 如 为无效命令， 则不予处理， 如为有效命令， 则做后续相应处理， 并且， 在收 到应答信令时将具有对应 NAD的命令帧传回到 C2、 C3和 C7触点的线路上， 手机软件从该线路读取到应答信息再做后续操作。

步骤 S02: 外部非接触卡根据复位命令进行复位后， 向电信智能卡返回复 位应答信令；

具体的， 处于天线射频场中的外部非接触卡， 通过电磁感应原理得到电 能， 上电后向电信智能卡发送复位应答的负载波；

步骤 S03: 电信智能卡的天线将收到的外部非接触卡返回的复位应答信令 发送给 RF单元， RF单元将复位应答信令进行解码， 然后将解码后的信令数据 发送到 C 2、 C 3和 C 7触点的线路上；

本步骤中 RF单元将收到的复位应答信令解码后，还可以将解码后的信令 数据发送给 MCU,由 MCU将该信令数据组织成规定的帧结构数据后发送到 C2、 C3和 C7触点的线路上；

步骤 S04: 手机应用软件将从 C2、 C3和 C7触点的线路上读取到的数据进 行解析， 得到复位应答数据， 并做相应的屏显或声音提示等操作。

实例二：

本实例中， 电信智能卡向外部非接触卡发送数据读取命令， 外部非接触 卡根据该数据读取命令将需要读取的数据返回给电信智能卡， 具体如下： 步骤 S10: 手机应用软件向电信智能卡的 C2、 C3和 C7触点发送数据读取 命令； 步骤 S 11 : C2、 C 3和 C7触点将数据读取命令发送给 MCU;

步骤 S 12： MCU将数据读取命令发送给 RF单元；

步骤 S13: RF单元将数据读取命令进行编码处理后通过天线发送给外部 非接触卡；

步骤 S14: 外部非接触卡接收到数据读取命令后，根据该数据读取命令中 的相关信息查询电信智能卡需要读取的数据， 并将查询到的数据携带在读应 答信令中返回给电信智能卡；

步骤 S15: 电信智能卡的天线将收到的外部非接触卡返回的读应答信令发 送给 RF单元， RF单元将读应答信令进行解码， 然后将解码后的信令数据发送 到 C2、 C3和 C7触点的线路上；

本步骤中 RF单元将收到的读应答信令解码后， 还可以将解码后的信令数 据发送给 MCU,由 MCU将该信令数据组织成规定的帧结构数据后发送到 C2、 C3 和 C7触点的线路上；

步骤 S16: 手机应用软件将从 C2、 C3和 C7触点的线路上读取到的数据进 行解析， 得到需要读取的数据， 并做相应的屏显或声音提示等操作。

当然， 在步骤 S10之前， 若电信智能卡的 MCU和 RF单元还未上电， 则需 要进行同步骤 S00的加电操作。

实例三：

本实例中， 实现电信智能卡对外部电子钱包消费卡的扣款操作， 电信智 能卡的 MCU与外部电子钱包消费卡和内部的电信智能模块均需要进行信令交 互， 具体如下：

步骤 S20:手机应用软件向电信智能卡的 C2、 C3和 C7触点发送扣款命令； 步骤 S 21： C 2、 C 3和 C 7触点将扣款命令发送给 MCU；

步骤 S 22： MCU将扣款命令发送给 RF单元；

步骤 S23: RF单元通过天线将扣款命令发送给外部电子钱包消费卡； 步骤 S24:外部电子钱包消费卡向电信智能卡发送包含认证相关信息的认 证请求；

步骤 S25: 电信智能卡的天线将收到的外部非接触卡返回的认证请求送给 RF单元， RF单元将认证请求进行解码， 然后将解码后的数据发送给 MCU; 步骤 S26: MCU将从 RF单元收到的认证请求数据组织成规定的帧结构数 据并发送到 C3、 C5、 C7的线路上； 电信智能模块从 C3、 C5、 C7的线路上读 取到认证请求数据， 并根据该认证请求数据中包含的认证相关信息和自身存 储的验证信息或验证算法， 对外部电子钱包消费卡进行认证， 并将认证结果 发送给 MCU, MCU再发送给 RF单元；

步骤 S27: RF单元通过天线将认证结果发送给外部电子钱包消费卡； 步骤 S28:外部电子钱包消费卡根据认证结果向电信智能卡返回授权应答 信令或拒绝信令；

步骤 S29: 电信智能卡的天线将收到的外部非接触卡返回的授权应答信令 或拒绝信令送给 RF单元， RF单元将授权应答信令或拒绝信令进行解码， 然后 将解码后的数据发给 MCU;

步骤 S30: 若 MCU从 RF单元收到授权应答信令， 则向 RF单元发送携带认 证通过标识的扣款命令； RF单元通过天线将扣款命令发送给外部电子钱包消 费卡； 外部电子钱包消费卡根据收到的扣款命令进行扣款操作后向电信智能 卡发送扣款应答信令；电信智能卡的天线将收到的扣款应答信令送给 RF单元， RF单元将扣款应答信令进行解码， 然后将解码后的数据发送给 MCU, MCU将该 数据组织成规定的帧结构数据后发送到 C2、 C3和 C7触点的线路上； 手机应 用软件将从 C2、 C3和 C7触点的线路上读取到的数据进行解析， 得到扣款应 答数据， 并做相应的屏显或声音提示等操作；

若 MCU从 RF单元收到拒绝信令， 则结束本次扣款流程， 或者， 重新进行 认证和扣款操作。

在上述步骤 S25和步骤 S29中， RF单元也可以直接将解码后的数据发送 到 C2、 C3、 C7触点的线路上， 手机软件从 C2、 C3、 C7触点的线路上读取到 数据并将该数据组织成规定的帧结构数据后发送到 C2、 C3、 C7的线路上， MCU 再从 C2、 C3、 C7的线路上读取数据， 进行后续操作。 釆用该方案， 需要手机 与 RF单元有一个新的通信协议， 具体可以釆用现有的规范协议， 也可以进行 重新定义。

需要说明的是， 本发明提及的电信智能卡包括但不限于： 用于 GSM 网络 的 S IM卡、 用于 CDMA网络的 UIM卡、 用于 3G网络的 US IM卡。 本发明提及的 外部非接触卡包括但不限于电子钱包消费卡等电子卡。

参见图 3 ,基于上述手机电信智能卡， 本发明实施例还提供一种手机电信 智能卡与外部非接触卡信令交互的方法， 该方法包括：

步骤 30: 电信智能卡向外部非接触卡的发送操作信令；

本步骤中， 手机电信智能卡具体通过 MCU、 RF单元和天线将操作信令传 送给外部非接触卡。

电信智能卡根据外部的指令或者内部的程序流程向外部非接触卡发送相 应的操作信令。

所述操作信令来自手机应用软件或者现有的电信智能模块等， 操作信令 可以釆用规范通信协议的数据格式， 例如 I S07816 协议； 或者， 操作命令还 可以釆用自定义的数据格式。 所述操作信令中可以包含指示该操作信令对控 制单元有效或电信智能模块有效的标识信息。 所述操作信令具体包括但不限 于： 读数据命令、 写数据命令、 置位命令等。

在将所述操作信令传送给所述外部非接触卡之前， 还可以将操作信令进 行编码。

步骤 31 : 外部非接触卡接收到所述操作信令， 根据该操作信令进行相应 数据处理， 并向电信智能卡返回信令数据；

步骤 32 : 接收所述外部非接触卡返回的信令数据， 并对该信令数据进行 处理。

本步骤中， 具体由与电信智能卡连接的天线将接收到的外部非接触卡返 回的信令数据发送给电信智能卡的 RF单元， 再由 RF单元将信令数据直接发 送给 MCU进行相应处理， 或者， RF单元将信令数据发送到输入输出触点的线 路上， 手机软件从输入输出触点的线路上读取信令数据， 并相应处理。

电信智能卡对所述信令数据进行相应处理具体包括但不限于： 将所述信 令数据发送给手机软件， 手机软件对所述信令数据进行处理， 例如将信令数 据进行屏显或声音提示等； 或者， 电信智能卡保存所述信令数据或根据该信 令数据更新电信智能模块中的信息。

在将所述信令数据进行处理之前， 根据需要可以将信令数据进行解码， 得到规定格式的可识别的有效数据。

较佳的， 在外部非接触卡根据操作信令进行数据操作前， 外部非接触卡 可请求电信智能卡进行身份认证， 电信智能卡的电信智能模块根据自身存储 的验证信息或验证算法， 对外部非接触卡与电信智能卡进行认证， 若认证通 过， 则外部非接触卡根据所述操作信令进行相应数据处理， 否则返回拒绝应 答。

综上， 本发明的有益效果在于：

本发明实施例所提供的方案中， 通过在现有的手机电信智能卡中增加控 制单元和传输单元， 实现了手机电信智能卡与外部非接触卡进行交互式通信 的功能， 即实现手机电信智能卡的读写非接触卡的读写器功能， 满足了用户 使用手机访问外部非接触卡的需求， 增强了用户的使用感受。

同时， 本发明中手机电信智能卡现有的电信智能模块与外部天线相连， 使得手机电信智能卡能够作为非接触卡接受外部访问。

进一步的， 本发明中的控制单元也与手机电信智能卡现有的电信智能模 块相连， 控制单元相对于电信智能模块来说是一个接触式的读写器， 控制单 元与电信智能模块之间可以独立于手机进行信令交互。 发明的精神和范围。 这样， 倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要 求及其等同技术的范围之内， 则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

权利 要 求 书

1、 一种电信智能卡， 其特征在于， 该电信智能卡包括：

控制单元， 用于控制传输单元与外部非接触卡进行交互式通信； 处理来自 传输单元的信令数据；

传输单元， 用于与外部非接触卡进行交互式通信； 将接收到的来自外部非 接触卡的信令数据发送给所述控制单元。

2、 如权利要求 1所述的电信智能卡， 其特征在于， 所述控制单元用于： 向所述传输单元发送对外部非接触卡的操作信令； 接收所述传输单元发来 的信令数据， 并对该信令数据进行处理。

3、 如权利要求 1所述的电信智能卡， 其特征在于， 所述传输单元包括： 编解码单元， 与天线接口单元相连， 用于将发送给外部非接触卡的信令进 行编码， 并将编码后的信令数据传送给天线接口单元； 将接收到的来自天线接 口单元的信令进行解码， 并将解码后的信令数据传送给所述控制单元；

天线接口单元， 用于连接所述编解码单元和外部天线， 将所述编码后的信 令数据传送给外部天线发送给外部非接触卡； 将收到的来自外部天线的信令数 据发送给所述编解码单元。

4、 如权利要求 2所述的电信智能卡， 其特征在于， 该电信智能卡进一步包 括：

手机接口单元， 与所述控制单元相连， 用于接收来自手机的操作信令， 将 该操作信令发送给所述控制单元。

5、 如权利要求 4所述的电信智能卡， 其特征在于， 所述手机接口单元为所 述电信智能卡接收手机软件输入信号和向手机软件发送信号的触点。

6、 如权利要求 5所述的电信智能卡， 其特征在于， 所述触点包括： 具有交 互式传输功能的复位信号触点 C2、 时钟信号触点 C3、 输入输出触点 C7。

7、 如权利要求 4所述的电信智能卡， 其特征在于， 该电信智能卡的电信智 能模块通过天线接口单元与外部天线相连， 用于存储手机用户相关信息； 接受 外界通过所述天线的访问。

8、 如权利要求 4所述的电信智能卡， 其特征在于， 该电信智能卡的电信智 能模块进一步与所述控制单元相连， 与所述控制单元之间进行信令交互。

9、如权利要求 4或 7或 8所述的电信智能卡， 其特征在于， 所述控制单元、 该电信智能卡的电信智能模块通过总线复用方式与所述手机接口单元相连。

10、 如权利要求 3 所述的电信智能卡， 其特征在于， 所述天线接口单元为 所述电信智能卡与所述外部天线连接的输出触点。

11、 如权利要求 10所述的电信智能卡， 其特征在于， 所述输出触点包括： C4触点、 C8触点。

12、 如权利要求 1 所述的电信智能卡， 其特征在于， 该电信智能卡进一步 包括：

供电接口单元， 用于向所述控制单元和所述传输单元供电。

13、 如权利要求 12所述的电信智能卡， 其特征在于， 所述供电接口单元为 所述电信智能卡的供电触点。

14、 如权利要求 13所述的电信智能卡， 其特征在于， 所述供电触点包括： 电源输入触点 Cl、 电源地触点 C5、 控制触点 C6。

15、 如权利要求 2 所述的电信智能卡， 其特征在于， 所述操作信令包括下 述信令的任意组合：

读数据命令、 写数据命令、 复位命令。

16、 如权利要求 1所述的电信智能卡， 其特征在于， 该手机电信智能卡为： 客户识别模块 SIM卡或用户识别模块 UIM卡或通用用户识别模块 USIM卡。

17、 一种电信智能卡与外部非接触卡信令交互的方法， 其特征在于， 该方 法包括：

电信智能卡向外部非接触卡发送操作信令；

接收所述外部非接触卡返回的信令数据， 并对该信令数据进行处理。

18、 如权利要求 17所述的方法， 其特征在于， 所述电信智能卡根据外部的 指令或者内部的程序流程向外部非接触卡发送相应操作信令。

19、 如权利要求 17所述的方法， 其特征在于，

在向外部非接触卡发送操作信令之前， 该方法进一步包括：

将所述操作信令进行编码；

在对所述信令数据进行处理之前， 该方法进一步包括：

将所述信令数据进行解码。

20、 如权利要求 18所述的方法， 其特征在于， 所述外部的指令包括： 来自 手机应用软件的指令。

21、 如权利要求 17所述的方法， 其特征在于， 所述操作信令釆用规范通信 协议的数据格式， 或者， 釆用自定义的数据格式。

22、 如权利要求 17所述的方法， 其特征在于， 所述操作信令中包含指示该 操作信令对控制单元有效或电信智能模块有效的标识信息。

23、 如权利要求 17所述的方法， 其特征在于， 所述对该信令数据进行处理 包括：

将所述信令数据发送给手机软件， 手机软件对所述信令数据进行处理； 或 者， 保存所述信令数据或根据该信令数据更新电信智能模块中信息。