一種無線sim卡傳輸協(xié)議的有效數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹谱鞣椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于移動(dòng)通信終端領(lǐng)域。具體地說，本發(fā)明涉及一種適用于在移動(dòng)通信終端和SIM卡之間無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷胶头椒?，使得移?dòng)通信終端和SIM卡之間通過無線傳輸接口能夠透明而有效地傳輸命令會(huì)話數(shù)據(jù)。
【背景技術(shù)】
[0002]手機(jī)特別是智能手機(jī)在人們的生活中越來越重要，智能手機(jī)已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪械囊粋€(gè)必備設(shè)備，人們通過隨身攜帶的智能手機(jī)完成各種移動(dòng)應(yīng)用。除了用于基本的語音通話和文字消息外，傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用如觀看視頻，瀏覽照片，瀏覽網(wǎng)頁(yè)等也可以在智能手機(jī)上使用。特別對(duì)于各種不同的應(yīng)用功能，在智能手機(jī)上具有各種不同的獨(dú)立的移動(dòng)應(yīng)用程序。這些應(yīng)用的廣泛使用使得越來越多的在電腦上完成的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用都轉(zhuǎn)移到智能手機(jī)上，為用戶提供更全面的移動(dòng)應(yīng)用服務(wù)。
[0003]為了使智能手機(jī)(包括其它一些能夠接入蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的用戶終端設(shè)備如移動(dòng)固話，平板電腦，筆記本電腦等，以下都簡(jiǎn)稱手機(jī))能夠連接移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，手機(jī)需要一個(gè)移動(dòng)用戶的身份標(biāo)識(shí)SM卡(包括GSM系統(tǒng)的SM卡，CDMA系統(tǒng)的ΙΠΜ卡，以及2G，3G和4G移動(dòng)通信系統(tǒng)都可以使用的USIM卡，以下都簡(jiǎn)稱SIM卡)來接入移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商的蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。在現(xiàn)有市場(chǎng)的手機(jī)中，都有一個(gè)SIM卡卡座，當(dāng)SIM卡插入卡座的卡槽后，卡座的觸點(diǎn)就和S頂卡建立了電路連接，手機(jī)的無線基帶模塊就能夠讀取SM卡中的數(shù)據(jù)，接入移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。SM卡和手機(jī)之間的接口是標(biāo)準(zhǔn)的智能卡-終端設(shè)備接口，滿足IS0-7816定義的傳輸協(xié)議和ETSI TS 102 211，3GPP TS 11.11等定義的電信應(yīng)用協(xié)議。這樣的標(biāo)準(zhǔn)接口使得任何一個(gè)SIM卡都可以插入任何一個(gè)手機(jī)使用，方便了用戶對(duì)使用手機(jī)的選擇。但是在用戶使用手機(jī)的過程中，S頂卡需要一直固定在手機(jī)內(nèi)部，并且被一個(gè)手機(jī)獨(dú)占使用。
[0004]為了手機(jī)更方便地使用SM卡，在中國(guó)發(fā)明申請(qǐng)201410452312.6“一種智能的分離式SIM卡卡座設(shè)備及通信方法”中，公開了一種在手機(jī)和SIM卡之間的中間設(shè)備，即智能型SIM卡卡座設(shè)備。使用智能型SIM卡卡座設(shè)備，手機(jī)和SIM卡之間的通信可以不用通過手機(jī)S頂卡座的觸點(diǎn)電路連接，而是通過智能型S頂卡卡座設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)通信而間接地完成。也就是說，智能型SIM卡卡座設(shè)備可以是手機(jī)和SIM卡之間的數(shù)據(jù)交換的傳輸中繼，并且這個(gè)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)傳輸中繼可以是無線通信。在中國(guó)發(fā)明申請(qǐng)201410495484.1“一種通信終端設(shè)備和S頂卡之間的無線接口及功能實(shí)現(xiàn)”中，更進(jìn)一步公開了一種無線傳輸協(xié)議，使得這種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的傳輸差錯(cuò)和傳輸時(shí)間延遲都在SIM卡傳輸協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的容許范圍之內(nèi)。這樣，在SIM卡和網(wǎng)絡(luò)雙方看來，這個(gè)中間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)通信過程就是透明的，它們都不會(huì)覺察到其存在。對(duì)現(xiàn)有的移動(dòng)用戶身份認(rèn)證鑒權(quán)過程和網(wǎng)絡(luò)接入安全控制機(jī)制沒有任何的影響，很好地兼顧了現(xiàn)有無線通信網(wǎng)絡(luò)的安全性以及手機(jī)和S頂卡之間無線傳輸接口的方便性。
[0005]在中國(guó)發(fā)明申請(qǐng)201410735422.3“一種通信終端和SM卡無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕K端接口設(shè)備”中，公開了一種通信終端接口設(shè)備，該接口設(shè)備具有標(biāo)準(zhǔn)的S頂?shù)男螤詈痛笮?，可以直接插入現(xiàn)有的手機(jī)的SIM卡卡槽。一方面，通信終端接口設(shè)備和手機(jī)之間具有觸點(diǎn)連接的直接電路連接通信，而另一方面，它也具有無線通信接口，能夠和智能型SM卡卡座設(shè)備建立無線通信鏈路。這樣，手機(jī)和S頂卡之間就可以通過通信終端接口設(shè)備，智能型S頂卡卡座以及它們之間的無線通信鏈路連接起來，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0006]本發(fā)明的主要目的是公開了一種無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷胶头椒?，用于在通信終端接口設(shè)備和智能型SIM卡卡座設(shè)備之間進(jìn)行有效的無線數(shù)據(jù)傳輸。通過本發(fā)明的無線數(shù)據(jù)傳輸，通信終端接口設(shè)備和手機(jī)之間的觸點(diǎn)接觸電路連接，以及智能型SIM卡卡座設(shè)備和SIM卡之間的觸點(diǎn)接觸電路連接，手機(jī)和SIM卡之間就可以透明地傳輸它們之間的所有命令會(huì)話數(shù)據(jù)，就好像手機(jī)和S頂卡是直接的電路連接通信一樣。本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸格式包括對(duì)命令會(huì)話數(shù)據(jù)包的無線傳輸幀封裝，錯(cuò)誤檢測(cè)，對(duì)接收錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)包的自動(dòng)重復(fù)傳輸，在無線傳輸信道頻率上的隨機(jī)跳頻，信道的使用沖突檢測(cè)，以及命令會(huì)話交互的數(shù)據(jù)緩沖等等，使得手機(jī)和SIM卡之間的可以進(jìn)行高效的數(shù)據(jù)交換。在對(duì)現(xiàn)有手機(jī)的SIM卡接口沒有任何影響的情況下，手機(jī)對(duì)SIM卡數(shù)據(jù)的讀取和寫入更加方便和自由。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]手機(jī)和S頂卡之間的傳輸接口是標(biāo)準(zhǔn)的智能卡-終端設(shè)備接口，即滿足IS0-7816智能卡傳輸協(xié)議的接口。在手機(jī)和S頂卡之間的無線數(shù)據(jù)傳輸中，除了通信終端接口設(shè)備和智能型SIM卡卡座設(shè)備之間是無線接口外，在無線通信的兩端，即通信終端接口設(shè)備和手機(jī)之間以及智能型S頂卡卡座設(shè)備和S頂卡之間都是標(biāo)準(zhǔn)的IS0-7816智能卡傳輸協(xié)議的接口。也就是說，相對(duì)于手機(jī)來說，通信終端接口設(shè)備就是一個(gè)SIM卡;而相對(duì)于SIM卡來說，智能型S頂卡卡座設(shè)備就是一個(gè)手機(jī)。在手機(jī)和SIM卡之間的一個(gè)完整的數(shù)據(jù)交換過程(稱為一個(gè)命令會(huì)話周期)是由手機(jī)發(fā)起命令開始，而以SIM卡對(duì)命令的響應(yīng)回復(fù)而結(jié)束。所以在一個(gè)命令會(huì)話周期中，手機(jī)是主設(shè)備，S頂卡是從設(shè)備。
[0008]在手機(jī)和S頂卡之間命令會(huì)話周期的數(shù)據(jù)傳輸中，根據(jù)智能卡-終端設(shè)備接口的傳輸協(xié)議IS0-7816，在每一個(gè)傳輸?shù)男畔⒆止?jié)有一個(gè)起始比特位，標(biāo)志著一個(gè)信息字節(jié)(八個(gè)比特)的開始，而在每一個(gè)信息字節(jié)的傳輸結(jié)束，有一個(gè)校驗(yàn)比特位，用于檢驗(yàn)信息字節(jié)的傳輸正確性。如果傳輸?shù)男畔⒆止?jié)有傳輸錯(cuò)誤，需要立即重新傳輸該信息字節(jié)。而在手機(jī)和S頂卡之間的無線數(shù)據(jù)傳輸中，由于本發(fā)明的無線傳輸方法已經(jīng)有其它的傳輸差錯(cuò)檢測(cè)方法，這個(gè)校驗(yàn)比特位就不需要通過無線通信鏈路來傳輸。并且在一個(gè)無線數(shù)據(jù)傳輸包中，每八個(gè)比特位就可以傳輸一個(gè)信息字節(jié)，不需要特別的起始比特位來標(biāo)志著每一個(gè)信息字節(jié)的開始。這樣，原來的十個(gè)比特位就減少為八個(gè)比特位，提高了無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?。在無線數(shù)據(jù)包被接收到后，再把起始比特位和校驗(yàn)比特位插入每一個(gè)信息字節(jié)的開始和結(jié)束，通過觸點(diǎn)的電路連接接口寫給接收端，還原了智能卡-終端設(shè)備接口的數(shù)據(jù)傳輸。
[0009]圖1是手機(jī)開始發(fā)起命令會(huì)話，向SIM卡無線傳輸命令的無線數(shù)據(jù)包的形成，傳輸，及接收的示意圖。在手機(jī)端，當(dāng)手機(jī)開始發(fā)送命令給SIM卡時(shí)，在SIM卡插槽的通信終端接口設(shè)備就通過標(biāo)準(zhǔn)的智能卡-終端設(shè)備接口(IS0-7816智能卡傳輸協(xié)議)讀取該命令(共五個(gè)字節(jié))。在整個(gè)命令讀取過程中，通信終端接口設(shè)備檢測(cè)每一個(gè)信息字節(jié)的起始比特位和校驗(yàn)比特位，并處理它們之間可能的傳輸錯(cuò)誤。如果有傳輸錯(cuò)誤的信息字節(jié)，就反饋給手機(jī)，讓手機(jī)重新傳輸該字節(jié)。當(dāng)手機(jī)傳輸完成后，就處于等待狀態(tài)，等待SIM卡對(duì)該命令的響應(yīng)回復(fù)。當(dāng)通信終端接口設(shè)備接收到一個(gè)完整的命令后，去掉每一個(gè)信息字節(jié)的起始比特位和校驗(yàn)比特位，只保留其信息字節(jié)，并在命令數(shù)據(jù)的結(jié)尾添加無線傳輸?shù)募m錯(cuò)編碼，就組成了一個(gè)完整的無線傳輸數(shù)據(jù)包。通過無線傳輸接口，把命令數(shù)據(jù)包傳輸給智能型SIM卡卡座設(shè)備。無線傳輸?shù)募m錯(cuò)編碼可以使用現(xiàn)有技術(shù)中成熟的無線信道編碼技術(shù)，例如循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC，CycIic Redundancy Check)或者前向糾錯(cuò)編碼(FEC，F(xiàn)orward ErrorCorrect1n)等。
[0010]智能型SM卡卡座設(shè)備接收到命令數(shù)據(jù)包，通過無線傳輸?shù)募m錯(cuò)解碼得到正確的命令數(shù)據(jù)的信息字節(jié)后，就在每一個(gè)信息字節(jié)的開始加上起始比特位，在每一個(gè)信息字節(jié)的結(jié)束加上校驗(yàn)比特位，并通過標(biāo)準(zhǔn)的智能卡-終端設(shè)備接口(IS0-7816智能卡傳輸協(xié)議)，向插在其SIM卡插槽的SIM卡轉(zhuǎn)發(fā)傳輸該命令數(shù)據(jù)。在向SIM卡傳輸命令數(shù)據(jù)的過程中，智能型SIM卡卡座設(shè)備處理它們之間的傳輸錯(cuò)誤，如果有傳輸錯(cuò)誤的信息字節(jié)，就重新傳輸該信息字節(jié)。
[0011]同樣，在智能型SIM卡卡座設(shè)備向通信終端接口設(shè)備傳輸SIM卡的回復(fù)響應(yīng)的數(shù)據(jù)時(shí)，也是在無線傳輸過程中去掉每一個(gè)信息字節(jié)的起始比特位和校驗(yàn)比特位，并在回復(fù)響應(yīng)數(shù)據(jù)的結(jié)尾添加無線傳輸?shù)募m錯(cuò)編碼，組成一個(gè)完整的無線傳輸數(shù)據(jù)包，再通過無線通信接口傳輸給通信終端接口設(shè)備。
[0012]通過無線傳輸兩端的標(biāo)準(zhǔn)智能卡-終端設(shè)備接口，在無線傳輸?shù)倪^程中，根據(jù)無線信道的傳輸需要，既省掉了不必要的起始比特和校驗(yàn)比特，又對(duì)無線數(shù)據(jù)包進(jìn)行了糾錯(cuò)編碼，在提高無線傳輸?shù)目煽啃缘耐瑫r(shí)提高了無線傳輸?shù)男省?br>[0013]在短距離的無線傳輸技術(shù)中，大都是使用不需要許可證的ISM頻段(IndustrialScientific Medical，工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué))，特別是2.4GHz頻段是各國(guó)共同的ISM頻段，無線局域網(wǎng)(W1-Fi)和藍(lán)牙(Bluetooth)等都廣泛使用2.4G作為其無線傳輸頻率。由于各種無線設(shè)備都在使用相同的傳輸頻率，因此彼此之間的無線信號(hào)就很容易受到干擾，如何在減少對(duì)其它設(shè)備干擾的同時(shí)增強(qiáng)本身的抗干擾能力，是每一個(gè)工作在免許可證頻段的設(shè)備的必要技術(shù)。本發(fā)明的命令會(huì)話無線數(shù)據(jù)傳輸通過在每一個(gè)無線數(shù)據(jù)包的發(fā)射之前的傳輸信道的沖突檢測(cè)和隨機(jī)跳頻，在減少對(duì)其它設(shè)備的干擾的同時(shí)增強(qiáng)本身的抗干擾能力。
[0014]圖2是本發(fā)明的無線數(shù)據(jù)傳輸信道使用示意圖，是通過如下的步驟實(shí)現(xiàn)的:
[0015]1.通信終端接口設(shè)備讀取到手機(jī)向SIM卡發(fā)起的命令，首先對(duì)無線傳輸數(shù)據(jù)包進(jìn)行封裝，編碼，為命令數(shù)據(jù)的無線傳輸做好準(zhǔn)備。
[0016]2.通信終端接口設(shè)備發(fā)起隨機(jī)接入請(qǐng)求，通知智能型SIM卡卡座設(shè)備有數(shù)據(jù)需要傳輸給它，請(qǐng)求分配無線傳輸?shù)男诺绤?shù)。
[0017]3.智能型SIM卡卡座設(shè)備對(duì)隨機(jī)接入請(qǐng)求進(jìn)行回復(fù)響應(yīng)，在所有可用的數(shù)據(jù)傳輸信道中，隨機(jī)分配一個(gè)信道。
[0018]4.通信終端接口設(shè)備收到回復(fù)響應(yīng)，得到用于無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)男诺馈?br>[0019]5.通信終端接口設(shè)備檢測(cè)無線數(shù)據(jù)傳輸信道的信道質(zhì)量，根據(jù)背景噪音的大小或者其它參數(shù)，判斷該信道是否有其它無線信號(hào)正在傳輸。
[0020]6