一種無線sim卡傳輸協(xié)議的隨機接入及安全控制的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于移動通信終端領域。具體地說，本發(fā)明涉及一種適用于在移動通信終端和S頂卡之間無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡碾S機接入及安全控制的流程和方法，使得移動通信終端和S頂卡之間通過無線傳輸接口能夠透明而安全地傳輸數(shù)據(jù)。
【背景技術】
[0002]目前，移動通信用戶設備主要由移動通信終端設備(包括日常生活中通常使用的手機以及其它一些能夠接入蜂窩移動通信網(wǎng)絡的用戶終端設備如移動固話，平板電腦，筆記本電腦等，以下都簡稱手機)和用戶身份模塊卡(包括GSM系統(tǒng)的SIM卡，CDMA系統(tǒng)的UIM卡，以及2G，3G和4G移動通信系統(tǒng)都可以使用的US頂卡，以下都簡稱S頂卡)兩個部分組成。其中手機的主要功能是連接蜂窩式移動通信網(wǎng)絡，為用戶提供移動通信的應用服務，而S頂卡主要用于移動通信用戶身份標識和認證，以及移動通信業(yè)務使用的鑒權和授權，還包括對移動通信網(wǎng)絡的鑒權。在現(xiàn)有的技術實現(xiàn)中，手機內(nèi)部有一個S頂卡卡座，使得S頂卡插入卡座后通過引腳接觸和手機進行通信。具體的通信協(xié)議在有關的智能卡傳輸標準中定義(如IS0-7816定義傳輸協(xié)議，ETSI TS 102211, 3GPP TS 11.11等定義電信應用協(xié)議)。這種通信是一種有線通信形式，通過SIM卡的觸點和手機內(nèi)部的卡座引腳接觸，建立起有線的通信鏈路。也就是說，移動通信用戶設備的這兩個部分之間的數(shù)據(jù)通信是通過直接的電路連接通信完成的。
[0003]在中國發(fā)明申請201410452312.6 “一種智能的分離式S頂卡卡座設備及通信方法”中，公開了一種在手機和SIM卡之間的中間設備，智能型SIM卡卡座設備。通過智能型S頂卡卡座，手機和S頂卡之間的通信可以通過轉(zhuǎn)發(fā)通信而間接地完成。也就是說，智能型S頂卡卡座可以是手機和S頂卡之間的數(shù)據(jù)交換的傳輸中繼，并且這個數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)傳輸中繼可以是無線通信。
[0004]在中國發(fā)明申請201410495484.1“一種通信終端設備和S頂卡之間的無線接口及功能實現(xiàn)”中，更進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)的傳輸差錯和傳輸時間延遲都在現(xiàn)有標準的容許范圍之內(nèi)。這樣，在SIM卡和網(wǎng)絡雙方看來，這個中間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)通信過程就是透明的，它們都不會覺察到其存在。對現(xiàn)有的移動用戶身份認證鑒權過程和網(wǎng)絡接入安全控制機制沒有任何的影響，很好地兼顧了現(xiàn)有無線通信網(wǎng)絡的安全性以及手機和SIM卡之間無線傳輸接口的方便性。
[0005]在中國發(fā)明申請201410735422.3“一種通信終端和S頂卡無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕K端接口設備”中，公開了一種通信終端接口設備，該接口設備具有標準的S頂?shù)男螤詈痛笮?，可以直接插入現(xiàn)有的手機的S頂卡卡槽。一方面，通信終端接口設備和手機之間具有觸點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S頂卡卡座建立無線通信鏈路。這樣，手機和S頂卡之間就可以通過通信終端接口設備，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)牡碾S機接入及安全控制的流程和方法，用于手機和S頂卡之間的無線數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，使得手機和S頂卡之間的無線傳輸接口可以透明并安全地傳輸數(shù)據(jù)，就好像手機和S頂卡是直接的電路連接通信一樣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]現(xiàn)有的手機和S頂卡之間的傳輸接口是標準的智能卡-終端設備接口，即滿足IS0-7816智能卡傳輸協(xié)議的接口，它們之間的傳輸性能如傳輸數(shù)據(jù)差錯，傳輸時間延遲需要滿足其規(guī)范要求。因此，手機和S頂卡的無線數(shù)據(jù)傳輸，包括手機和通信終端接口設備之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，通信終端接口設備和智能型SIM卡卡座之間的無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，智能型SIM卡卡座和S頂卡之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的總體性能，都要滿足其規(guī)范要求。這樣，對于通信終端接口設備和智能型S頂卡卡座之間無線通信鏈路的建立，連接，維護，釋放等過程，對于手機和S頂卡來說，都需要是透明，以至不會影響到其數(shù)據(jù)傳輸。本發(fā)明的無線數(shù)據(jù)傳輸信道的隨機接入方法，就是為了實現(xiàn)這種數(shù)據(jù)的透明傳輸而提出的技術實施方案。
[0008]圖1是無線信道的劃分示意圖，在整個通信終端接口設備和智能型SIM卡卡座之間的無線信道上，按照它們的使用功能的不同，主要劃分為兩種不同的無線信道，用于它們之間不同的數(shù)據(jù)類型的傳輸。其中數(shù)據(jù)信道是用于傳輸標準的智能卡-終端設備接口數(shù)據(jù)，而隨機接入信道主要用于數(shù)據(jù)傳輸信道的建立和維護，控制數(shù)據(jù)信道的使用。隨機接入信道在無線頻率上是固定的，無線傳輸和接收雙方是預先約定的。在整個無線信道的頻段上，有一個或者多個頻率固定的信道作為隨機接入信道，而其余的所有信道都是數(shù)據(jù)信道。
[0009]由于智能卡-終端設備接口的數(shù)據(jù)交換(一個完整的數(shù)據(jù)交換過程稱為一個命令會話周期)總是由終端設備向智能卡發(fā)起命令為開始，而由智能卡對該命令的回復響應為結束。所以，隨機接入信道總是由手機端的通信終端接口設備作為發(fā)射端而發(fā)起接入請求，智能型SIM卡卡座通過判斷接收到的接入請求數(shù)據(jù)信息，進而回復響應接入請求，或者如果不是該接入請求的目標接收端，對接入請求不予響應。而數(shù)據(jù)信道則是由對接入請求的回復響應進行分配的，用于緊接著的手機-S頂卡命令會話周期的數(shù)據(jù)傳輸。
[0010]對于手機端的通信終端接口設備來說，由于手機發(fā)起和S頂卡的命令會話周期的時間是不確定的，因此，在什么時候發(fā)起建立和智能型S頂卡卡座的無線通信鏈路也是不確定的。當手機發(fā)起和S頂卡的命令會話時，需要立即建立起無線通信鏈路以交換該會話周期的數(shù)據(jù)，否則，如果手機和S頂卡之間的連接建立超時，手機就判斷S頂卡數(shù)據(jù)讀取錯誤而結束該命令會話周期。所以，通信終端接口設備發(fā)起無線通信鏈路的建立時間是隨機的，不確定的，是有手機發(fā)起和SIM卡的命令會話時間決定的。通信終端接口設備需要隨時做好準備，等待手機發(fā)起命令會話。本發(fā)明公開的隨機接入的方法和流程，就是用于通信終端接口設備隨時建立和智能型S頂卡卡座之間的無線通信鏈路。如圖2所示，本發(fā)明的隨機接入流程包含有如下步驟:
[0011]1.手機發(fā)起和SIM卡之間的命令會話周期，通信終端接口設備通過手機SIM卡槽的觸點接觸電路連接，檢測到手機發(fā)起的該會話命令，就開始發(fā)起建立和智能型SIM卡卡座設備的無線通信鏈路。
[0012]2.通信終端接口設備掃描預先設定的固定頻率的隨機接入信道，檢測其信道質(zhì)量，根據(jù)該信道是否被其它的無線信號使用而判斷是否適宜傳輸隨機接入請求，或者根據(jù)信道的背景噪音的大小來判斷信道質(zhì)量的好壞。
[0013]3.如果信道質(zhì)量好且適宜傳輸隨機接入請求，通信終端接口設備就在該信道上傳輸隨機接入請求。隨機接入請求的傳輸參數(shù)包括傳輸信道頻率，數(shù)字信號調(diào)制方式，無線信道編碼方式等都是設置固定的，使得接收端使用相同固定的接收參數(shù)，能夠接收到隨機接入請求。如果所有的隨機接入信道質(zhì)量都差而不適宜傳輸隨機接入請求，通信終端接口設備就等待一段時間后繼續(xù)掃描，直到掃描到信道質(zhì)量好的隨機接入信道就使用該信道傳輸隨機接入請求。當掃描等待時間超過了手機和SIM卡之間會話周期的最大等待時間，通信終端接口設備就結束發(fā)射隨機接入請求，通過和手機的S頂卡插槽的觸點連接電路接口，回復一個錯誤信息給手機，從而手機結束該命令會話周期。
[0014]4.通信終端接口設備發(fā)射隨機接入請求后，就等待智能型S頂卡卡座設備的回復響應數(shù)據(jù)。如果等待一段時間后，還沒有收到智能型SIM卡卡座設備的回復響應數(shù)據(jù)，通信終端接口設備就從如上所述的第2步驟開始，重新掃描隨機接入信道，為下一次新的隨機接入請求傳輸尋找質(zhì)量好的隨機接入信道，直到發(fā)射出隨機接入請求，或者傳輸時間超時。如果在一段時間范圍內(nèi)，通信終端接口設備接收到回復響應數(shù)據(jù)，則隨機接入請求成功。
[0015]5.通信終端接口設備接收到智能型SIM卡卡座的回復響應數(shù)據(jù)后，通過讀取回復響應數(shù)據(jù)，獲得所分配的數(shù)據(jù)信道傳輸參數(shù)，例如數(shù)據(jù)傳輸信道的頻道，調(diào)制編碼方式等，開始利用這些傳輸參數(shù)，建立起他們之間的無線數(shù)據(jù)傳輸信道。
[0016]6.通信終端接口設備結束隨機接入請求，通過和智能型S頂卡卡座建立起的無線通信鏈路，以及相應的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，手機和S頂卡就建立起了連接，手機得以繼續(xù)進行已經(jīng)發(fā)起的和SIM卡的命令會話周期，直到SIM卡回復響應該命令，以結束命令會話周期。
[0017]對于插入手機S頂卡插槽的S頂卡來說，由于和手機插槽的觸點有直接的電路連接，并且S頂卡的數(shù)據(jù)