CN101330690A - 一种实现用户识别模块非接触应用的移动终端与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在移动终端实现非接触应用的方法，所述移动终端包括天线、非接触前端、基带单元，以及用户识别模块，该方法具体为：通过基带单元建立起非接触前端与用户识别模块之间的间接传输通道；所述用户识别模块与所述非接触前端之间利用所述间接传输通道传输非接触应用命令，实现非接触应用。为实现该方法本发明还提供了一种终端，能够在保持SIM卡的物理接口和软件特性不改变的前提下，充分利用移动终端现有的成熟技术，实现SIM卡的非接触功能，降低了开发投入成本，加快了产业化进程。

Description

一种实现用户识别模块非接触应用的移动终端与方法

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种实现用户识别模块非接触应用的移动终端与方法。

背景技术

目前基于手机的非接触支付正在飞速发展，例如，使用手机乘车“刷卡”消费、在便利店购物消费等等，这种非接触应用大大方便了用户。

目前欧洲电信标准协会(European Telecommunications Sdandards Institute，简称ETSI)已经定义了非接触前端(Contactless Frontend，简称CLF)与SIM卡通过单线协议(Single Wire Protocol，简称SWP)接口直接物理连接实现SIM卡的非接触功能的技术规范，SWP接口是SIM卡新增加的一个物理接口，这里我们称之为CLF-SIM直接接口模式。如图1所示，所述CLF-SIM直接接口模式的组件包括由天线和CLF构成非接触电路、基带单元(简称BB单元)，以及SIM卡，其中，BB单元和SIM卡是移动终端的固有组件，天线和非接触前端CLF是为实现非接触通讯而在移动终端上新增加的组件。在移动终端中，有的将基带功能集成在应用处理单元(AP)中，该集成了基带功能的应用处理单元在本文中也称为基带单元，即文中的基带单元可以是任何具有基带功能的处理单元。

所述CLF-SIM直接接口模式的核心技术是SWP单线协议，其是通过SIM卡的C6管脚来实现的，但是SWP单线协议对传统的SIM卡物理接口提出较大改动要求，而且其实现受SIM卡管脚数量限制，SWP单线协议实现难度较高，目前未得到广泛的商用证明，存在一定的商业风险。在商业化制造中，为了增加CLF-SIM直接接口模式，需要对手机终端和SIM卡都做相应改动，对产业链影响较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种实现用户识别模块非接触应用的移动终端与方法，在保持SIM卡物理接口和操作系统不改变的前提下，充分利用移动终端现有的成熟技术，并通过升级BB单元的软件功能来实现非接触应用。

本发明所述一种实现用户识别模块非接触应用的移动终端与方法的原理是：不对SIM卡的物理接口和软件特性做改变，由移动终端的BB单元建立起非接触前端CLF与SIM卡之间的间接传输通道，采用CLF-SIM间接传输方式来完成CLF与SIM卡之间的非接触应用命令交互。

为实现上述CLF-SIM间接传输方式，对移动终端的BB单元提出如下要求：

第一，BB单元要支持SIM卡的多应用管理，即支持对SIM卡的多应用请求(这里指移动通信应用和非接触应用)，能够区分处理来自移动通信应用和非接触应用对SIM卡的命令请求和响应。

第二，BB单元要具有应用并发处理机制，即当移动通信应用和非接触应用并发时，BB单元应能够优先处理移动通信请求，非接触应用请求排队等候，当SIM卡完成移动通信命令请求和响应后，BB单元再处理非接触应用。任何情况下应保证移动通信业务的优先级。

第三，BB单元要具有多通道管理功能，即在移动通信应用和非接触应用交替出现时，为保证正常的移动通信功能，要求BB单元必须遵循SIM卡逻辑通道特性对于来自不同应用的APDU命令实施通道管理。

为了实现上述要求，本发明提供了一种在移动终端实现非接触应用的方法，所述移动终端包括天线、非接触前端、基带单元，以及用户识别模块，该方法具体为：

通过基带单元建立起非接触前端与用户识别模块之间的间接传输通道；

所述用户识别模块与所述非接触前端之间利用所述间接传输通道传输非接触应用命令，实现非接触应用。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

所述间接传输通道是通过以下步骤建立的：

所述非接触前端发送非接触应用的建立连接请求给所述基带单元，请求建立非接触应用连接；

所述基带单元向所述用户识别模块发送逻辑通道分配请求，请求所述用户识别模块为非接触应用分配一个逻辑通道；

所述用户识别模块为非接触应用分配一个逻辑通道，通过逻辑通道分配响应将该逻辑通道号返回给所述基带单元；

所述基带单元记录分配的所述逻辑通道号，向所述非接触前端返回连接建立完成响应。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

在所述非接触应用的过程中，所述非接触前端通过所述间接传输通道与所述用户识别模块进行命令交互，所述基带单元在收到所述非接触前端发来的非接触应用的命令后，加上所述分配的逻辑通道号再发送给所述用户识别模块，所述用户识别模块在命令响应中也携带分配的所述逻辑通道号。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

所述非接触应用完成后，所述非接触前端向所述基带单元发送断开连接请求；

所述基带单元生成一个逻辑通道关闭请求，发送给所述用户识别模块，命令中携带分配的所述逻辑通道号；

所述用户识别模块收到所述逻辑通道关闭请求后，释放分配的所述逻辑通道资源，向所述基带单元返回逻辑通道关闭响应；

所述基带单元收到所述逻辑通道关闭响应后，生成已断开连接响应，发送给所述非接触前端。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

所述基带单元在移动通信业务与非接触应用并发时，中断非接触应用，优先执行移动通信业务。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

所述基带单元与用户识别模块通过“0”号逻辑通道来传输逻辑通道建立和关闭的命令，包括请求和响应，其他的非接触应用命令通过分配的逻辑通道号所指示的逻辑通道来传输。

为了实现上述方法，本发明还提供了一种可实现非接触应用的移动终端，包含非接触前端、天线、用户识别模块，以及基带单元，所述天线与非接触前端连接，所述基带单元与用户识别模块和非接触前端相连接，其中：

所述非接触前端用于通过与所述基带单元之间的接口，发送和接收非接触应用命令，建立与所述用户识别模块的间接传输通道并实现非接触应用；

所述用户识别模块包括一非接触应用模块，用于通过与所述基带单元之间的接口，发送和接收非接触应用命令，建立与所述非接触前端的间接传输通道并实现非接触应用；

所述基带单元包括一非接触应用处理模块，用于作为中间节点，建立所述非接触前端和所述用户识别模块之间的非接触应用命令的间接传输通道，对所述非接触应用命令进行接收和转发。

进一步地，上述终端还可具有以下特点：

所述基带单元的非接触应用处理模块进一步包括：

连接建立单元，用于根据所述非接触前端发送的建立连接请求，请求所述用户识别模块分配用于非接触应用的逻辑通道并保存分配的逻辑通道号，并向所述非接触前端返回建立连接响应；

命令中转单元，用于接收所述非接触前端发来的非接触应用的命令，加上分配的所述逻辑通道号后，发送到所述用户识别模块；以及接收所述用户识别模块的非接触应用命令响应，并发送到所述非接触前端；

连接断开单元，用于根据所述非接触前端发送的断开连接请求，向所述用户识别模块发送逻辑通道关闭请求，在收到所述用户识别模块返回的逻辑通道关闭响应后，向所述非接触前端返回已断开连接响应。

进一步地，上述终端还可具有以下特点：

所述用户识别模块的非接触应用模块进一步包括：

逻辑通道分配单元，用于在收到所述基带单元发送的逻辑通道分配请求后，分配一个逻辑通道，并将该逻辑通道号返回给所述基带单元；

非接触应用单元，用于通过分配的所述逻辑通道与所述非接触前端进行非接触应用的命令交互，实现所述非接触应用；

逻辑通道释放单元，用于在收到所述基带单元发送的逻辑通道关闭请求后，释放已分配的逻辑通道，并向所述基带单元返回逻辑通道关闭响应。

进一步地，上述终端还可具有以下特点：

所述非接触前端与所述基带单元之间的接口为UART或SPI或I2C。

进一步地，上述终端还可具有以下特点：

所述基带单元还包括一任务管理模块，用于对所述非接触前端发起的各个非接触应用进行管理，建立每一非接触应用与为其分配的逻辑通道号的对应关系，且在移动通信业务与非接触应用并发时，中断非接触应用，优先执行移动通信业务。

进一步地，上述终端还可具有以下特点：

所述连接建立单元与逻辑通道分配单元之间，以及所述连接断开单元与逻辑通道释放单元之间采用“0”号逻辑通道进行命令传输；

所述逻辑通道分配单元为非接触业务分配的逻辑通道是“1”、“2”、“3”号逻辑通道中的一个。

本发明所述一种实现用户识别模块非接触应用的移动终端与方法，能够在保持SIM卡的物理接口和软件特性不改变的前提下，充分利用移动终端现有的成熟技术，实现SIM卡的非接触功能，降低了开发投入成本；当多应用(移动通信应用和非接触应用)并发时由移动终端进行处理，减少了对SIM卡处理能力的要求；而且可以借助现有的成熟技术实现移动终端非接触应用，避免了目前SWP协议可能带来的风险，加快了产业化进程。

附图说明

图1是现有技术CLF-SIM直接接口模式的结构图。

图2是本发明的实施例CLF-SIM间接接口模式的结构图。

图3是本发明的实施例使用电子钱包进行非接触支付的流程图。

具体实施方式

本发明提出一种实现用户识别模块非接触应用的移动终端与方法，能够在保持SIM卡物理接口和软件特性不改变的前提下，充分利用移动终端现有的成熟技术，实现SIM卡的非接触功能。其基本原理是：利用移动终端的基带单元做中转，建立非接触前端CLF与SIM卡的间接传输通道，以CLF-SIM间接接口模式来实现基于SIM卡的非接触应用。

下面结合附图对本发明做进一步详细介绍。

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种实现用户识别模块非接触应用的移动终端，如图2所示，包含非接触前端、天线、用户识别模块，以及基带单元，所述天线与非接触前端连接，所述基带单元与用户识别模块和非接触前端相连接，所述非接触前端与所述基带单元之间的接口可以采用UART或SPI或I2C。所述基带单元与SIM卡之间的接口可以采用GB/T166649接口，也可以采用ISO定义的任何类型，包括ISO7816或USB。

其中：

非接触前端用于通过与所述基带单元之间的接口，发送和接收非接触应用命令，建立与所述用户识别模块的间接传输通道并实现非接触应用。

用户识别模块包括一非接触应用模块，用于通过与所述基带单元之间的接口，发送和接收非接触应用命令，建立与所述非接触前端的间接传输通道并实现非接触应用。该非接触应用模块进一步包括：

逻辑通道分配单元，用于在收到所述基带单元发送的逻辑通道分配请求后，分配一个空闲的逻辑通道，并将该逻辑通道号返回给所述基带单元；

非接触应用单元，用于通过分配的所述逻辑通道与所述非接触前端进行非接触应用的命令交互，实现所述非接触应用；

逻辑通道释放单元，用于在收到所述基带单元发送的逻辑通道关闭请求后，释放已分配的逻辑通道，并向所述基带单元返回逻辑通道关闭响应。

所述基带单元包括非接触应用处理模块和任务管理模块，其中：

非接触应用处理模块，用于作为中间节点，建立所述非接触前端和所述用户识别模块之间的非接触应用命令的间接传输通道，对所述非接触应用相关命令进行接收和转发。进一步包括：

连接建立单元，用于根据所述非接触前端发送的建立连接请求，请求所述用户识别模块分配用于非接触应用的逻辑通道并保存分配的逻辑通道号，并向所述非接触前端返回建立连接响应；

命令中转单元，用于接收所述非接触前端发来的非接触应用的命令，加上分配的所述逻辑通道号后，发送到所述用户识别模块；以及接收所述用户识别模块的非接触应用命令响应，并发送到所述非接触前端；

连接断开单元，用于根据所述非接触前端发送的断开连接请求，向所述用户识别模块发送逻辑通道关闭请求，在收到所述用户识别模块返回的逻辑通道关闭响应后，向所述非接触前端返回已断开连接响应。

任务管理模块，用于对所述非接触前端发起的各个非接触应用进行管理，建立每一非接触应用与为其分配的逻辑通道号的对应关系，且在移动通信业务与非接触应用并发时，中断非接触应用，优先执行移动通信业务。

参考图3，下面以SIM卡电子钱包进行非接触支付应用为例，详细介绍使用上述终端来实现SIM卡非接触应用的方法，包括如下步骤：

步骤S301：CLF发送建立连接请求给BB单元，请求建立非接触应用连接；

CLF发起非接触应用请求，通过CLF-BB接口，将所述请求发送给BB单元。

步骤S302：BB单元向SIM卡发送逻辑通道分配请求，请求SIM卡为该非接触应用分配一个逻辑通道；

逻辑通道是SIM卡同时支持多应用的功能特性。SIM卡可以同时支持逻辑通道号为“0”至“3”的四个逻辑通道，其中，“0”号逻辑通道是始终打开并有效的，移动通信应用的命令交互默认选择在“0”号逻辑通道上进行。由于在实际应用场景中，移动通信应用和非接触应用经常交替出现，为优先保证正常的移动通信，确保SIM卡中移动通信应用不能被非接触应用所中断，所以要求BB单元支持对SIM的逻辑通道管理，其主要任务是将移动通信命令和非接触应用命令分开处理，并在SIM卡不同的逻辑通道上传输。

BB单元处理CLF发送来的非接触应用请求，生成一个逻辑通道分配请求，发送给SIM卡，所述逻辑通道分配请求可以在“0”号逻辑通道上发送。

步骤S303：SIM卡为该非接触应用分配一个逻辑通道，并通过逻辑通道分配响应将该逻辑通道号发送给BB单元；

SIM卡处理BB单元发送来的逻辑通道分配请求，为该非接触应用分配“1”、“2”、“3”号逻辑通道其中之一，生成相应的逻辑通道分配响应，发送给BB单元，该逻辑通道分配响应中携带为该非接触应用分配的逻辑通道号，所述逻辑通道分配响应可以在0通道上发送。

步骤S304：BB单元记录分配的所述逻辑通道号，向所述非接触前端返回连接建立连接响应；

所述BB单元记录为本次非接触应用分配的逻辑通道号，建立对来自CLF的非接触应用的任务管理，在本次非接触应用中，对于后续的来自CLF的非接触应用命令，BB单元都将使用所述分配的逻辑通道与SIM卡进行命令交互。

步骤S301-步骤S304完成了该非接触应用的间接传输通道的建立，下面将详细介绍使用所述逻辑通道进行非接触应用的处理流程：

步骤S305：CLF发送一个选择钱包应用请求给BB单元；

步骤S306：BB单元在所述收到的请求中增加为所述非接触应用分配的逻辑通道号，然后使用所述分配的逻辑通道将修改后的请求发送给SIM卡；

步骤S307：SIM卡处理所述选择钱包应用请求，然后选择返回一个选择钱包应用响应给BB单元，所述响应中携带为所述非接触应用分配的逻辑通道号；

本实施例中，所述电子钱包应用软件是存在于SIM卡上的，当SIM卡收到选择钱包应用的请求后，按照约定的协议进行处理。SIM卡是独立于移动终端的，可以方便的进行非接触应用的迁移。

步骤S308：BB单元将收到的选择钱包应用响应转发给CLF；

上述步骤S305-S308完成了电子钱包应用的选择，下面将进行消费初始化流程：

步骤S309：CLF向BB单元发起消费初始化请求；

步骤S310：BB单元在所述收到的消费初始化请求中增加为所述非接触应用分配的逻辑通道号，然后使用所述分配的逻辑通道将修改后的请求发送给SIM卡；

步骤S311：SIM卡电子钱包应用处理消费初始化请求命令，完成初始化操作后，SIM卡返回一个相应的消费初始化响应给BB单元，所述响应中携带为所述非接触应用分配的逻辑通道号；

步骤S312：BB单元将收到的消费初始化响应转发给CLF；

上述步骤S309-S312完成了电子钱包应用的消费初始化，下面将使用所述电子钱包进行消费：

步骤S313：CLF向BB单元发起消费请求；

步骤S314：BB单元在所述收到的消费请求中增加为所述非接触应用分配的逻辑通的通道号，然后使用所述分配的逻辑通道将修改后的请求发送给SIM卡；

步骤S315：SIM卡电子钱包应用处理消费请求命令，并返回一个相应的消费响应给BB单元，所述响应中携带为所述非接触应用分配的逻辑通道号；

步骤S316：BB单元将收到的消费响应转发给CLF；

上述步骤完成了一次正常电子钱包消费流程，下面需要断开连接，释放被占用的SIM卡逻辑通道：

步骤S317：CLF向BB单元发起断开连接请求；

步骤S318：BB单元收到CLF发送来的断开连接请求，进行处理，生成一个逻辑通道关闭请求，所述请求中携带为该非接触应用分配的逻辑通道号，然后发送给SIM卡。所述请求可以在0通道上发送。

步骤S319：SIM卡处理逻辑通道关闭请求，释放分配的逻辑通道资源，然后返回一个相应的逻辑通道关闭响应给BB单元；

步骤S320：BB单元收到关闭逻辑通道的响应后，进行处理，生成一个断开连接响应发送给CLF。

这里需要指出的是，BB单元与CLF和SIM卡间的协议格式不同时，在发送的接收时还需要进行命令协议格式的转换，但本发明对具体采用的协议格式不做限定。

在进行上述处理流程的同时，还需要判断是否存在移动通信业务，因为作为移动通信终端，移动通信业务是最重要的，因此，当通信应用和非接触应用并发时，BB单元优先处理移动通信请求，非接触应用请求排队等候。在上述实例中，如果在非接触交易完成之前，收到来自移动通信应用的命令请求时，BB将中断所述非接触应用，优先处理来自移动通信应用的APDU命令直至完成，然后再去处理来自CLF的非接触应用命令。

如上述SIM卡也可以是移动终端中的其他用户识别模块，例如UIM卡、USIM卡或其他类型的安全载体。

以上所述电子钱包非接触应用仅为本发明的一种实例，并不用于限制本发明。凡在本发明框架之内，即由移动终端BB单元建立起非接触前端CLF与SIM卡之间的间接传输通道，并负责完成CLF与SIM之间的非接触应用命令交互，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1、一种在移动终端实现非接触应用的方法，所述移动终端包括天线、非接触前端、基带单元，以及用户识别模块，该方法具体为：

通过基带单元建立起非接触前端与用户识别模块之间的间接传输通道；

所述用户识别模块与所述非接触前端之间利用所述间接传输通道传输非接触应用命令，实现非接触应用。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述间接传输通道是通过以下步骤建立的：

所述非接触前端发送非接触应用的建立连接请求给所述基带单元，请求建立非接触应用连接；

所述基带单元向所述用户识别模块发送逻辑通道分配请求，请求所述用户识别模块为非接触应用分配一个逻辑通道；

所述用户识别模块为非接触应用分配一个逻辑通道，通过逻辑通道分配响应将该逻辑通道号返回给所述基带单元；

所述基带单元记录分配的所述逻辑通道号，向所述非接触前端返回连接建立完成响应。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于：

在所述非接触应用的过程中，所述非接触前端通过所述间接传输通道与所述用户识别模块进行命令交互，所述基带单元在收到所述非接触前端发来的非接触应用的命令后，加上所述分配的逻辑通道号再发送给所述用户识别模块，所述用户识别模块在命令响应中也携带分配的所述逻辑通道号。

4、如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于：

所述非接触应用完成后，所述非接触前端向所述基带单元发送断开连接请求；

所述基带单元生成一个逻辑通道关闭请求，发送给所述用户识别模块，命令中携带分配的所述逻辑通道号；

所述用户识别模块收到所述逻辑通道关闭请求后，释放分配的所述逻辑通道资源，向所述基带单元返回逻辑通道关闭响应；

所述基带单元收到所述逻辑通道关闭响应后，生成已断开连接响应，发送给所述非接触前端。

5、如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于：

所述基带单元在移动通信业务与非接触应用并发时，中断非接触应用，优先执行移动通信业务。

6、如权利要求4所述的方法，其特征在于：

所述基带单元与用户识别模块通过“0”号逻辑通道来传输逻辑通道建立和关闭的命令，包括请求和响应，其他的非接触应用命令通过分配的逻辑通道号所指示的逻辑通道来传输。

7、一种可实现非接触应用的移动终端，其特征在于，包含非接触前端、天线、用户识别模块以及基带单元，所述天线与非接触前端连接，所述基带单元与用户识别模块和非接触前端相连接，其中：

所述非接触前端用于通过与所述基带单元之间的接口，发送和接收非接触应用命令，建立与所述用户识别模块的间接传输通道并实现非接触应用；

所述用户识别模块包括一非接触应用模块，用于通过与所述基带单元之间的接口，发送和接收非接触应用命令，建立与所述非接触前端的间接传输通道并实现非接触应用；

所述基带单元包括一非接触应用处理模块，用于作为中间节点，建立所述非接触前端和所述用户识别模块之间的非接触应用命令的间接传输通道，对所述非接触应用相关命令进行接收和转发。

8、如权利要求7所述的移动终端，其特征在于，所述基带单元的非接触应用处理模块进一步包括：

连接建立单元，用于根据所述非接触前端发送的建立连接请求，请求所述用户识别模块分配用于非接触应用的逻辑通道并保存分配的逻辑通道号，并向所述非接触前端返回建立连接响应；

命令中转单元，用于接收所述非接触前端发来的非接触应用的命令，加上分配的所述逻辑通道号后，发送到所述用户识别模块；以及接收所述用户识别模块的非接触应用命令响应，并发送到所述非接触前端；

连接断开单元，用于根据所述非接触前端发送的断开连接请求，向所述用户识别模块发送逻辑通道关闭请求，在收到所述用户识别模块返回的逻辑通道关闭响应后，向所述非接触前端返回已断开连接响应。

9、如权利要求8所述的移动终端，其特征在于，所述用户识别模块的非接触应用模块进一步包括：

逻辑通道分配单元，用于在收到所述基带单元发送的逻辑通道分配请求后，分配一个空闲的逻辑通道，并将该逻辑通道号返回给所述基带单元；

非接触应用单元，用于通过分配的所述逻辑通道与所述非接触前端进行非接触应用的命令交互，实现所述非接触应用；

逻辑通道释放单元，用于在收到所述基带单元发送的逻辑通道关闭请求后，释放已分配的逻辑通道，并向所述基带单元返回逻辑通道关闭响应。

10、如权利要求7、8或9所述的移动终端，其特征在于：

所述非接触前端与所述基带单元之间的接口为UART或SPI或I2C。

11、如权利要求7、8或9所述的移动终端，其特征在于：

所述基带单元还包括一任务管理模块，用于对所述非接触前端发起的各个非接触应用进行管理，建立每一非接触应用与为其分配的逻辑通道号的对应关系，且在移动通信业务与非接触应用并发时，中断非接触应用，优先执行移动通信业务。

12、如权利要求9所述的移动终端，其特征在于：

所述连接建立单元与逻辑通道分配单元之间，以及所述连接断开单元与逻辑通道释放单元之间采用“0”号逻辑通道进行命令传输；

所述逻辑通道分配单元为非接触业务分配的逻辑通道是“1”、“2”、“3”号逻辑通道中的一个。

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