專利名稱：具有非接觸通信功能的用戶識(shí)別卡及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種具有非接觸通信功能的用戶識(shí)別卡及其 工作方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有各種網(wǎng)絡(luò)制式的移動(dòng)通信系統(tǒng)中采用的SIM(Subscriber Identity Module, 用戶識(shí)別模塊)卡、UIM(User Identity Module，用戶識(shí)別模塊)卡、PIM(PHS SIM, PHS Personal Handy-phone System ；個(gè)人手持式電話系統(tǒng)用戶識(shí)別模塊)卡、USIM(UMTS SIM, UMTS Universal Mobile Telecommunications System ；通用移動(dòng)通信系統(tǒng)用戶 識(shí)別模塊)卡等，均屬于接觸式ICdntegrated Circuits，集成電路)卡的范疇，符合 ISO (International Organization for Standardization，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)7816 標(biāo)準(zhǔn)，本 申請(qǐng)文件中可以統(tǒng)稱為用戶識(shí)別卡。隨著移動(dòng)電子商務(wù)技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)終端(一般為手機(jī))不再是單純的通話工 具，還可以為用戶提供電子錢包、電子卡、條碼憑證、電子醫(yī)療預(yù)約等豐富的應(yīng)用服務(wù)，內(nèi) 置于移動(dòng)終端的用戶識(shí)別卡成為實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)、移動(dòng)電子商務(wù)業(yè)務(wù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù) 及其它業(yè)務(wù)的核心模塊，具有安全認(rèn)證、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。移動(dòng)終端的非接觸支付業(yè)務(wù)是 一種移動(dòng)電子商務(wù)業(yè)務(wù)，基于NFC (Near Field Communication，近距離無線通信)技術(shù)和 RFID(Radio Frequency Identification，射頻識(shí)別)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，用于移動(dòng)終端的非接觸支 付。內(nèi)置于移動(dòng)終端的用戶識(shí)別卡作為非接觸支付的核心模塊，需要具有非接觸通信功能， 現(xiàn)有技術(shù)中提供了一種實(shí)現(xiàn)方案，用戶識(shí)別卡以SIM卡為例進(jìn)行說明，該實(shí)現(xiàn)方案可以稱 為雙界面SIM卡方案。雙界面SIM卡又稱為Combi SIM卡，用雙界面SIM卡替換內(nèi)置于移 動(dòng)終端的普通SIM卡，雙界面SIM卡與普通SIM卡相比，在現(xiàn)有接觸式IC卡應(yīng)用界面的基 礎(chǔ)上增加了非接觸IC卡應(yīng)用界面。非接觸天線需要連接在現(xiàn)有SIM卡的預(yù)留引腳(C4和 C8引腳)上，非接觸天線可以印刷在物理卡基的塑料薄膜上，再貼到雙界面SIM卡的表面， 也可以作為一個(gè)獨(dú)立的部件附加在移動(dòng)終端中，并且從移動(dòng)終端的內(nèi)部引出。雙界面SIM 卡方案中，雙界面SIM卡與非接觸天線以及移動(dòng)終端的連接關(guān)系，請(qǐng)參見圖1。雙界面SIM卡中接觸式IC卡部分符合ISO 7816標(biāo)準(zhǔn)，非接觸IC卡部分符合ISO/ IEC 14443標(biāo)準(zhǔn)。雙界面SIM卡的芯片結(jié)構(gòu)請(qǐng)參見圖2，主要包括RF (Radio Frequency，射 頻)接口、ISO 7816接口、CPU(中央處理器)、存儲(chǔ)器(包括ROM、EEPR0M、RAM)及其它外 圍模塊，例如時(shí)鐘模塊等。其中，RF接口是雙界面SIM卡和非接觸讀卡器的通信接口 ；ISO 7816接口是移動(dòng)終端和雙界面SIM卡的通信接口，并且是移動(dòng)終端向雙界面SIM卡提供電 源的通道；CPU處理移動(dòng)終端通信指令的執(zhí)行和非接觸讀卡器通信指令的執(zhí)行。其中，非接 觸天線和非接觸讀卡器的工作頻率一致，一般為13. 56MHz。雙界面SIM卡方案存在如下技術(shù)問題1、雙界面SIM卡芯片需要占用現(xiàn)有SIM卡的預(yù)留引腳(C4和C8引腳)，限制了基 于高速機(jī)卡接口的各種后續(xù)業(yè)務(wù)的應(yīng)用。
2、由于移動(dòng)終端的電池和電路板的屏蔽作用，雙界面SIM卡接收到的非接觸讀卡 器的信號(hào)以及返回給非接觸讀卡器的信號(hào)都非常微弱，如果雙界面SIM卡返回的信號(hào)不進(jìn) 行功率放大且與該雙界面SIM卡配套的非接觸讀卡器不進(jìn)行信號(hào)增強(qiáng)，雙界面SIM卡與非 接觸讀卡器之間的通信質(zhì)量會(huì)非常差，非接觸讀卡器幾乎無法接收到雙界面SIM卡返回的 信號(hào)，導(dǎo)致移動(dòng)終端中的雙界面SIM卡無法進(jìn)行非接觸通信。3、非接觸天線貼到雙界面SIM卡表面或者從移動(dòng)終端的內(nèi)部引出，在制作、以及 使用過程中很容易造成非接觸天線的斷裂、損壞，影響用戶使用。4、在多行業(yè)合作應(yīng)用場(chǎng)景中，某些行業(yè)對(duì)支付業(yè)務(wù)要求安全性、獨(dú)立性都非常高， 要求支付業(yè)務(wù)與SIM卡的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)分別放置在不同芯片內(nèi)，該方案無法實(shí)現(xiàn)?？梢?，現(xiàn)有SIM卡具有非接觸通信功能的實(shí)現(xiàn)方案，雖然可以滿足使用移動(dòng)終端 進(jìn)行非接觸支付的需求，但由于存在上述技術(shù)問題，嚴(yán)重影響了移動(dòng)終端非接觸支付業(yè)務(wù) 的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種具有非接觸通信功能的用戶識(shí)別卡及其工作方法，用以解決現(xiàn)有 具有非接觸通信功能的用戶識(shí)別卡需要占用預(yù)留引腳，限制了基于高速機(jī)卡接口的各種后 續(xù)業(yè)務(wù)應(yīng)用的問題。本發(fā)明提供了一種具有非接觸通信功能的用戶識(shí)別卡，包括用戶識(shí)別卡芯片，還 包括射頻RF芯片和集成電路IC卡芯片，所述IC卡芯片提供與移動(dòng)終端的基帶芯片相連的 對(duì)外ISO 7816接口，并分別與所述用戶識(shí)別卡芯片和RF芯片相連，其中所述RF芯片，用于接收第一 RF信號(hào)，將接收到的第一 RF信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到 第一應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元APDU指令，并喚醒所述IC卡芯片；以及將所述IC卡芯片返回的第 一 APDU指令執(zhí)行響應(yīng)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到第二 RF信號(hào)，并發(fā)送所述第二 RF信號(hào)；所述IC卡芯片，用于在被所述RF芯片喚醒之后，接收所述第一 APDU指令，并將所 述第一 APDU指令執(zhí)行之后得到的第一 APDU指令執(zhí)行響應(yīng)返回給所述RF芯片；以及將移動(dòng) 終端發(fā)送的第二 APDU指令轉(zhuǎn)發(fā)給所述用戶識(shí)別卡芯片，并將所述用戶識(shí)別卡芯片執(zhí)行所 述第二 APDU指令之后生成并返回的第二 APDU指令執(zhí)行響應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)給所述移動(dòng)終端。本發(fā)明提供了一種基于上述用戶識(shí)別卡實(shí)現(xiàn)非接觸通信功能的方法，包括射頻RF芯片接收第一 RF信號(hào)，將接收到的第一 RF信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到應(yīng)用協(xié) 議數(shù)據(jù)單元APDU指令，并喚醒集成電路IC卡芯片；所述IC卡芯片在被所述RF芯片喚醒之后，接收所述APDU指令，并將所述APDU指 令執(zhí)行之后得到的APDU指令執(zhí)行響應(yīng)返回給所述RF芯片；所述RF芯片將所述IC卡芯片返回的APDU指令執(zhí)行響應(yīng)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到第二 RF信號(hào)，并發(fā)送所述第二 RF信號(hào)。本發(fā)明提供了一種基于上述的用戶識(shí)別卡實(shí)現(xiàn)接觸式通信功能的方法，包括集成電路IC卡芯片將移動(dòng)終端發(fā)送的APDU指令轉(zhuǎn)發(fā)給所述用戶識(shí)別卡芯片；并將所述用戶識(shí)別卡芯片執(zhí)行所述APDU指令之后生成并返回的APDU指令執(zhí)行響應(yīng) 轉(zhuǎn)發(fā)給所述移動(dòng)終端。本發(fā)明提供的具有非接觸通信功能的用戶識(shí)別卡，包括用戶識(shí)別卡芯片、RF芯片和IC卡芯片，多個(gè)芯片封裝在同一物理卡基中，IC卡芯片提供與移動(dòng)終端的基帶芯片相連 的對(duì)外ISO 7816接口，并分別與用戶識(shí)別卡芯片和RF芯片相連，使得該用戶識(shí)別卡無需占 用預(yù)留管腳(C4和C8)，有利于基于高速機(jī)卡接口的各種后續(xù)業(yè)務(wù)的應(yīng)用；該用戶識(shí)別卡的 物理特性符合ISO 7816標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于用戶來說感受不到卡片外形的改變，用戶只需更換該新 型的用戶識(shí)別卡即可實(shí)現(xiàn)使用移動(dòng)終端進(jìn)行非接觸支付，有利于移動(dòng)終端的非接觸支付業(yè) 務(wù)的推廣。本發(fā)明提供的具有非接觸通信功能的用戶識(shí)別卡，對(duì)于非接觸通信業(yè)務(wù)來說，通 過RF芯片接收RF信號(hào)，并經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到APDU指令，IC卡芯片接收該APDU指令并控 制其執(zhí)行，將相應(yīng)的指令執(zhí)行響應(yīng)返回給RF芯片，RF芯片將APDU指令執(zhí)行響應(yīng)經(jīng)過數(shù)模 轉(zhuǎn)換后得到的RF信號(hào)發(fā)送，從而實(shí)現(xiàn)了非接觸通信功能；對(duì)于接觸式通信業(yè)務(wù)來說，IC卡 芯片在移動(dòng)終端和用戶識(shí)別卡芯片之間轉(zhuǎn)發(fā)APDU指令和相應(yīng)的指令執(zhí)行結(jié)果，從而實(shí)現(xiàn) 了接觸式通信功能。本發(fā)明提供的具有非接觸通信功能的用戶識(shí)別卡中，用戶識(shí)別卡芯片相比普通用 戶識(shí)別卡芯片沒有改動(dòng)，因此RF芯片、IC卡芯片可以獨(dú)立開發(fā)，并結(jié)合用戶識(shí)別卡芯片封 裝實(shí)現(xiàn)具有非接觸通信功能的用戶識(shí)別卡的各項(xiàng)功能。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中雙界面SIM卡的連接關(guān)系示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中雙界面SIM卡的芯片結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中用戶識(shí)別卡的工作系統(tǒng)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例中用戶識(shí)別卡的芯片結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例中用戶識(shí)別卡的各芯片邏輯功能示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例中用戶識(shí)別卡實(shí)現(xiàn)非接觸通信功能的方法流程圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例中用戶識(shí)別卡實(shí)現(xiàn)接觸式通信功能的方法流程圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例中RFID-SIM卡實(shí)現(xiàn)非接觸支付業(yè)務(wù)的一種處理流程圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例中RFID-SIM卡實(shí)現(xiàn)非接觸支付業(yè)務(wù)的另一種處理流程圖；圖10為本發(fā)明實(shí)施例中RFID-SIM卡實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的處理流程圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)有用戶識(shí)別卡已無法滿足多技術(shù)、多應(yīng)用相融合環(huán)境下的各種業(yè)務(wù)需求，需要 提供一種新型的用戶識(shí)別卡，在現(xiàn)有用戶識(shí)別卡所具備各種功能的基礎(chǔ)上兼具非接觸通信 功能，通過統(tǒng)一規(guī)劃卡片資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)、移動(dòng)電子商務(wù)業(yè)務(wù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù) 等業(yè)務(wù)需求的支持。本發(fā)明實(shí)施例提供的具有非接觸通信功能的用戶識(shí)別卡是一種新型的 用戶識(shí)別卡，該新型的用戶識(shí)別卡無需占用預(yù)留管腳，有利于基于高速機(jī)卡接口的各種后 續(xù)業(yè)務(wù)的應(yīng)用，并且其物理特性符合ISO 7816標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于用戶來說感受不到卡片外形的改 變，用戶只需更換該新型的用戶識(shí)別卡即可實(shí)現(xiàn)使用移動(dòng)終端進(jìn)行非接觸支付，有利于移 動(dòng)終端的非接觸支付業(yè)務(wù)的推廣。本發(fā)明實(shí)施例中，將基于非接觸通信功能實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)稱為非接觸通信業(yè)務(wù)，例如 移動(dòng)終端的非接觸支付業(yè)務(wù)；將基于接觸式通信功能實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)稱為接觸式通信業(yè)務(wù)，例如普通用戶識(shí)別卡上的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)等。下面將結(jié)合說明書附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)闡述。本發(fā)明實(shí)施例中首先給出具有非接觸通信功能的用戶識(shí)別卡的工作系統(tǒng)，如圖3 所示，包括非接觸讀卡器301、具有非接觸通信功能的用戶識(shí)別卡302、移動(dòng)終端303，具有 非接觸通信功能的用戶識(shí)別卡302插入移動(dòng)終端303，且具有非接觸通信功能的用戶識(shí)別 卡302和非接觸讀卡器301支持相同的頻率，其中非接觸讀卡器301，用于發(fā)射和接收固定頻率的RF信號(hào)；具有非接觸通信功能的用戶識(shí)別卡302，用于接收非接觸讀卡器301發(fā)射的第一 RF信號(hào)，將接收到的第一 RF信號(hào)進(jìn)行處理后返回第二 RF信號(hào)；以及接收移動(dòng)終端303發(fā) 送的APDU指令，將接收到的APDU指令進(jìn)行處理后返回APDU指令執(zhí)行響應(yīng)；移動(dòng)終端303的功能和結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)中一致。與該工作系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備還包括0TA(0Ver-the-Air，空中下載)平臺(tái)、P0S (交易 點(diǎn))設(shè)備、PSAM(終端安全控制模塊)設(shè)備等，各設(shè)備的結(jié)構(gòu)和功能均與現(xiàn)有技術(shù)中一致。 其中，具有非接觸通信功能的用戶識(shí)別卡與移動(dòng)終端之間的通信接口 IF18為ISO 7816接 口 ；具有非接觸通信功能的用戶識(shí)別卡與非接觸讀卡器之間的通信接口 IF14為空中射頻 接口 ；具有非接觸通信功能的用戶識(shí)別卡與0TA平臺(tái)之間的通信接口 IF15為空中報(bào)文接 口，用于控制各種應(yīng)用程序的下載。具有非接觸通信功能的用戶識(shí)別卡的芯片結(jié)構(gòu)如圖4所示，包括用戶識(shí)別卡芯 片400、RF芯片401、IC卡芯片402，IC卡芯片402提供與移動(dòng)終端的基帶芯片相連的對(duì)外 ISO 7816接口，并分別與用戶識(shí)別卡芯片400和RF芯片401相連，上述三個(gè)芯片封裝在同 一物理卡基中，無需占用預(yù)留管腳，該用戶識(shí)別卡的物理特性符合ISO 7816標(biāo)準(zhǔn)，因此無 需對(duì)移動(dòng)終端進(jìn)行改造。其中RF芯片401，用于接收第一 RF信號(hào)，將接收到的第一 RF信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到第 一 APDU (應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元)指令，并喚醒IC卡芯片402 ；以及將IC卡芯片402返回的第 一 APDU指令執(zhí)行響應(yīng)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到第二 RF信號(hào)，并發(fā)送該第二 RF信號(hào)；IC卡芯片402，用于在被RF芯片401喚醒之后，接收該第一 APDU指令，并將第一 APDU指令執(zhí)行之后得到的第一 APDU指令執(zhí)行響應(yīng)返回給RF芯片401 ；以及將移動(dòng)終端發(fā) 送的第二 APDU指令轉(zhuǎn)發(fā)給用戶識(shí)別卡芯片400，并將用戶識(shí)別卡芯片400執(zhí)行該第二 APDU 指令之后生成并返回的第二 APDU指令執(zhí)行響應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)終端。RF芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括非接觸天線以及與其適配的非接觸天線接口，解調(diào)電路、 調(diào)制電路、數(shù)字量化電路和數(shù)字電路，其中解調(diào)電路，用于將通過非接觸天線接收到的第一 RF信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到第一模擬 信號(hào)，并將第一模擬信號(hào)發(fā)送給數(shù)字量化電路；數(shù)字量化電路，用于將從解調(diào)電路接收到的第一模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字信號(hào)， 并將所述第一數(shù)字信號(hào)發(fā)送給數(shù)字電路，以及將從數(shù)字電路接收到的第二數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為 第二模擬信號(hào)，并將所述第二模擬信號(hào)發(fā)送給調(diào)制電路；數(shù)字電路，用于將從數(shù)字量化電路接收到的第一數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一 APDU指令， 以及將第一 APDU指令執(zhí)行響應(yīng)轉(zhuǎn)換為第二數(shù)字信號(hào)，并將第二數(shù)字信號(hào)發(fā)送給數(shù)字量化 電路；
調(diào)制電路，用于將從數(shù)字量化電路接收到的第二模擬信號(hào)進(jìn)行調(diào)制得到第二 RF 信號(hào)，并通過非接觸天線發(fā)送第二 RF信號(hào)。具體實(shí)施中，為了解決由于移動(dòng)終端的電池和電路板的屏蔽作用影響射頻信號(hào)收 發(fā)的問題，可以提高非接觸天線的工作頻率，相應(yīng)的要求非接觸讀卡器的工作頻率與其相 一致。本發(fā)明實(shí)施例中，非接觸天線的工作頻率的選擇范圍為1GHz至5GHz，較佳的選擇工 作頻率為2. 4GHz。進(jìn)一步，為了解決非接觸天線貼到物理卡基表面或者從移動(dòng)終端的內(nèi)部引出，在 制作以及使用過程中很容易造成非接觸天線的斷裂、損壞等問題，可以將非接觸天線封裝 在該用戶識(shí)別卡的物理卡基中，無需外置該非接觸天線。由于高頻的頻率特性，使得對(duì)應(yīng)的 非接觸天線的物理尺寸可以非常小(工作頻率為1GHz至5GHz時(shí)，對(duì)應(yīng)的物理尺寸一般在 0. 5cm 1cm之間)，從而使得內(nèi)置非接觸天線得以實(shí)現(xiàn)。并且隨著天線技術(shù)的發(fā)展，除了 提高非接觸天線的工作頻率之外，也可以采用其它手段達(dá)到縮小非接觸天線的物理尺寸的 目的，例如采用介質(zhì)天線技術(shù)、多天線技術(shù)、新型的電磁材料天線技術(shù)等，從而可以將非接 觸天線封裝在該用戶識(shí)別卡的物理卡基中。IC卡芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括第一 CPU、第一存儲(chǔ)器(包括ROM、EEPROM、RAM等)，以 及與移動(dòng)終端的基帶芯片相連的對(duì)外ISO 7816接口，與RF芯片相連的RF接口、與用戶識(shí) 別卡芯片相連的第一 ISO 7816接口，及其它外圍模塊，例如時(shí)鐘模塊等。其中，RF接口控制 RF信號(hào)的收發(fā)以及非接觸通信協(xié)議棧的處理；對(duì)外ISO 7816接口是移動(dòng)終端和具有非接 觸通信功能的用戶識(shí)別卡的通信接口，并且是移動(dòng)終端向該用戶識(shí)別卡提供電源的通道。 其中第一 CPU，用于處理控制程序的執(zhí)行以及應(yīng)用程序的APDU指令執(zhí)行；第一存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)控制程序、應(yīng)用程序以及相關(guān)數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)器中ROM和EEPROM 用于存儲(chǔ)控制程序、應(yīng)用程序、永久性數(shù)據(jù)等，控制程序是實(shí)現(xiàn)CPU調(diào)度、不同存儲(chǔ)空間分 配、以及10(輸入輸出)處理等功能的邏輯程序。RAM用于存儲(chǔ)臨時(shí)性數(shù)據(jù)，運(yùn)行控制程序 時(shí)為了提升運(yùn)行速率，可以將部分程序代碼邏輯復(fù)制到RAM中，以實(shí)現(xiàn)快速調(diào)用，該部分程 序代碼可以稱為臨時(shí)程序，具體實(shí)施中RAM還可用于存儲(chǔ)該臨時(shí)程序。同時(shí)，IC卡芯片也可實(shí)現(xiàn)非接觸通信業(yè)務(wù)，例如移動(dòng)終端的非接觸支付業(yè)務(wù)，則需 要在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)相應(yīng)的應(yīng)用程序。用戶識(shí)別卡芯片包括但不限于應(yīng)用于GSM系統(tǒng)的SIM卡芯片，應(yīng)用于CDMA(碼分 多址接入)系統(tǒng)的UIM卡芯片，應(yīng)用于PHS系統(tǒng)的PIM卡芯片，應(yīng)用于UMTS系統(tǒng)的USIM卡 芯片，本發(fā)明實(shí)施例中同樣以應(yīng)用于GSM系統(tǒng)的SIM卡芯片為例進(jìn)行說明。SIM卡芯片可以 實(shí)現(xiàn)基本程序例如COS (卡片操作系統(tǒng))，并實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有各種接觸式通信業(yè)務(wù)，SIM卡芯片也可 實(shí)現(xiàn)非接觸通信業(yè)務(wù)，則需要在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)相應(yīng)的應(yīng)用程序。SIM卡芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括 第二 ISO 7816接口、第二 CPU、第二存儲(chǔ)器(包括ROM、EEPROM、RAM)及其它外圍模塊，例如 時(shí)鐘模塊等。其中，第二 ISO 7816接口是實(shí)現(xiàn)和IC卡芯片的通信接口，并且是移動(dòng)終端向 該SIM卡芯片提供電源的通道；第二 CPU用于處理控制程序的執(zhí)行以及應(yīng)用程序的APDU指 令執(zhí)行；第二存儲(chǔ)器中ROM和EEPROM用于存儲(chǔ)控制程序、應(yīng)用程序、永久性數(shù)據(jù)等，RAM用 于存儲(chǔ)臨時(shí)性數(shù)據(jù)，還有可能存儲(chǔ)臨時(shí)程序。該SIM卡芯片與普通SIM卡中SIM卡芯片的 結(jié)構(gòu)和功能一致，無需對(duì)該SIM卡芯片進(jìn)行任何改造。
本發(fā)明實(shí)施例中的具有非接觸通信功能的用戶識(shí)別卡中，各芯片之間的邏輯功能 如圖5所示。IC卡芯片中實(shí)現(xiàn)CI0S (卡片輸入輸出管理系統(tǒng))，用來管理S⑶(與移動(dòng)終端的接 觸式ISO 7816接口)、SCR(非接觸RF接口)、SCC(與用戶識(shí)別卡芯片的接觸式ISO 7816 接口)三個(gè)接口。IC卡芯片中CI0S具體實(shí)現(xiàn)以下功能1、控制和實(shí)現(xiàn)與移動(dòng)終端的接觸式ISO 7816接口，具體為ISO 7816接口協(xié)議控制，接收發(fā)送外部接觸式通信數(shù)據(jù)；接收外部電源；時(shí)鐘控制；休眠和喚醒狀態(tài)控制；程序運(yùn)行超時(shí)響應(yīng)控制；內(nèi)存訪問控制。2、控制和實(shí)現(xiàn)與RF芯片的非接觸RF接口，具體為RF接口協(xié)議控制，接收發(fā)送非接觸通信數(shù)據(jù)；射頻通信協(xié)議棧，包括物理層、鏈路層、傳輸層的數(shù)據(jù)打包拆包，校驗(yàn)，糾錯(cuò)等；時(shí)鐘控制；休眠和喚醒狀態(tài)控制；實(shí)現(xiàn)非接觸通道數(shù)據(jù)緩存；RF信號(hào)的距離控制；芯片的功耗控制。3、控制和實(shí)現(xiàn)與用戶識(shí)別卡芯片的通信接口，具體為ISO 7816接口協(xié)議或其他芯片間通信接口協(xié)議控制，接收發(fā)送指令數(shù)據(jù)；提供芯片間電源信號(hào)；時(shí)鐘控制；休眠和喚醒狀態(tài)控制；程序運(yùn)行超時(shí)響應(yīng)控制；內(nèi)存訪問控制；4、提供芯片上層程序的統(tǒng)一 API接口，具體為將接觸式和非接觸通道的接口統(tǒng)一化；提供芯片控制所需的相關(guān)接口函數(shù)，如時(shí)鐘管理、內(nèi)存管理、版本信息等API接 口，相關(guān)接口函數(shù)請(qǐng)參見表1。表 權(quán)利要求
一種具有非接觸通信功能的用戶識(shí)別卡，包括用戶識(shí)別卡芯片，其特征在于，還包括射頻RF芯片和集成電路IC卡芯片，所述IC卡芯片提供與移動(dòng)終端的基帶芯片相連的對(duì)外ISO 7816接口，并分別與所述用戶識(shí)別卡芯片和RF芯片相連，其中所述RF芯片，用于接收第一RF信號(hào)，將接收到的第一RF信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到第一應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元APDU指令，并喚醒所述IC卡芯片；以及將所述IC卡芯片返回的第一APDU指令執(zhí)行響應(yīng)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到第二RF信號(hào)，并發(fā)送所述第二RF信號(hào)；所述IC卡芯片，用于在被所述RF芯片喚醒之后，接收所述第一APDU指令，并將所述第一APDU指令執(zhí)行之后得到的第一APDU指令執(zhí)行響應(yīng)返回給所述RF芯片；以及將移動(dòng)終端發(fā)送的第二APDU指令轉(zhuǎn)發(fā)給所述用戶識(shí)別卡芯片，并將所述用戶識(shí)別卡芯片執(zhí)行所述第二APDU指令之后生成并返回的第二APDU指令執(zhí)行響應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)給所述移動(dòng)終端。
2.如權(quán)利要求1所述的用戶識(shí)別卡，其特征在于，執(zhí)行所述第一APDU指令的應(yīng)用程序 存儲(chǔ)在所述IC卡芯片或者所述用戶識(shí)別卡芯片中，以及所述IC卡芯片，還用于在接收到所述第一 APDU指令之后，判斷執(zhí)行所述第一 APDU指 令的應(yīng)用程序是否存儲(chǔ)在本芯片內(nèi)，如果是，則調(diào)用本芯片內(nèi)相應(yīng)的應(yīng)用程序執(zhí)行所述第 一 APDU指令并生成所述第一 APDU指令執(zhí)行響應(yīng)；如果否，則將所述第一 APDU指令轉(zhuǎn)發(fā)給 所述用戶識(shí)別卡芯片，由所述用戶識(shí)別卡芯片調(diào)用本芯片內(nèi)相應(yīng)的應(yīng)用程序執(zhí)行所述第一 APDU指令并生成所述第一 APDU指令執(zhí)行響應(yīng)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用戶識(shí)別卡，其特征在于，所述RF芯片包括非接觸天線以 及與其適配的非接觸天線接口，解調(diào)電路、調(diào)制電路、數(shù)字量化電路和數(shù)字電路，其中所述解調(diào)電路，用于將通過非接觸天線接收到的所述第一 RF信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到第一 模擬信號(hào)，并將所述第一模擬信號(hào)發(fā)送給數(shù)字量化電路；所述數(shù)字量化電路，用于將從解調(diào)電路接收到的第一模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字信號(hào)， 并將所述第一數(shù)字信號(hào)發(fā)送給數(shù)字電路，以及將從數(shù)字電路接收到的第二數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為 第二模擬信號(hào)，并將所述第二模擬信號(hào)發(fā)送給調(diào)制電路；所述數(shù)字電路，用于將從數(shù)字量化電路接收到的第一數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為所述第一 APDU 指令，以及將所述第一 APDU指令執(zhí)行響應(yīng)轉(zhuǎn)換為第二數(shù)字信號(hào)，并將所述第二數(shù)字信號(hào)發(fā) 送給數(shù)字量化電路；所述調(diào)制電路，用于將從數(shù)字量化電路接收到的第二模擬信號(hào)進(jìn)行調(diào)制得到所述第二 RF信號(hào)，并通過非接觸天線發(fā)送所述第二 RF信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的用戶識(shí)別卡，其特征在于，所述IC卡芯片包括第一中央處 理器CPU、第一存儲(chǔ)器，以及與移動(dòng)終端的基帶芯片相連的對(duì)外ISO 7816接口、與所述RF芯 片相連的RF接口、與所述用戶識(shí)別卡芯片相連的第一 ISO 7816接口，其中所述第一中央處理器CPU，用于處理控制程序的執(zhí)行以及應(yīng)用程序的APDU指令執(zhí)行； 所述第一存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)控制程序、應(yīng)用程序以及相關(guān)數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的用戶識(shí)別卡，其特征在于，所述用戶識(shí)別卡芯片包括第二中 央處理器CPU、第二存儲(chǔ)器，以及與所述IC卡芯片相連的第二 ISO 7816接口，其中所述第二中央處理器CPU，用于處理控制程序的執(zhí)行以及應(yīng)用程序的APDU指令執(zhí)行； 所述第二存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)控制程序、應(yīng)用程序以及相關(guān)數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求3所述的用戶識(shí)別卡，其特征在于，所述非接觸天線的工作頻率的選擇范圍為IGHz至5GHz。
7.如權(quán)利要求3所述的用戶識(shí)別卡，其特征在于，所述非接觸天線封裝在所述用戶識(shí) 別卡的物理卡基中。
8.一種基于權(quán)利要求1所述的用戶識(shí)別卡實(shí)現(xiàn)非接觸通信功能的方法，其特征在于， 包括射頻RF芯片接收第一 RF信號(hào)，將接收到的第一 RF信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到應(yīng)用協(xié)議數(shù) 據(jù)單元APDU指令，并喚醒集成電路IC卡芯片；所述IC卡芯片在被所述RF芯片喚醒之后，接收所述APDU指令，并將所述APDU指令執(zhí) 行之后得到的APDU指令執(zhí)行響應(yīng)返回給所述RF芯片；所述RF芯片將所述IC卡芯片返回的APDU指令執(zhí)行響應(yīng)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到第二 RF信 號(hào)，并發(fā)送所述第二 RF信號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，執(zhí)行所述APDU指令的應(yīng)用程序存儲(chǔ)在所述 IC卡芯片或者所述用戶識(shí)別卡芯片中，以及所述方法還包括所述IC卡芯片在接收到所述APDU指令之后，判斷執(zhí)行所述APDU指令的應(yīng)用程序是否 存儲(chǔ)在本芯片內(nèi)，如果是，則調(diào)用本芯片內(nèi)相應(yīng)的應(yīng)用程序執(zhí)行所述APDU指令并生成所述 APDU指令執(zhí)行響應(yīng)；如果否，則將所述APDU指令轉(zhuǎn)發(fā)給所述用戶識(shí)別卡芯片，由所述用戶 識(shí)別卡芯片調(diào)用本芯片內(nèi)相應(yīng)的應(yīng)用程序執(zhí)行所述APDU指令并生成所述APDU指令執(zhí)行響 應(yīng)。
10.一種基于權(quán)利要求1所述的用戶識(shí)別卡實(shí)現(xiàn)接觸式通信功能的方法，其特征在于， 包括集成電路IC卡芯片將移動(dòng)終端發(fā)送的APDU指令轉(zhuǎn)發(fā)給所述用戶識(shí)別卡芯片；并將所述用戶識(shí)別卡芯片執(zhí)行所述APDU指令之后生成并返回的APDU指令執(zhí)行響應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā) 給所述移動(dòng)終端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有非接觸通信功能的用戶識(shí)別卡及其工作方法，該用戶識(shí)別卡包括用戶識(shí)別卡芯片、RF芯片和IC卡芯片，IC卡芯片提供與移動(dòng)終端的基帶芯片相連的對(duì)外ISO 7816接口，并分別與用戶識(shí)別卡芯片和RF芯片相連，其中RF芯片用于接收第一RF信號(hào)，將第一RF信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到第一APDU指令，并喚醒IC卡芯片，以及將IC卡芯片返回的第一APDU指令執(zhí)行響應(yīng)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到第二RF信號(hào)并發(fā)送；IC卡芯片，用于接收第一APDU指令，并將執(zhí)行之后得到的第一APDU指令執(zhí)行響應(yīng)返回給RF芯片，以及將移動(dòng)終端發(fā)送的第二APDU指令轉(zhuǎn)發(fā)給用戶識(shí)別卡芯片，并將用戶識(shí)別卡芯片返回的第二APDU指令執(zhí)行響應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)終端。
文檔編號(hào)G06K19/077GK101996340SQ200910091668
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2009年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者任曉明, 朱本浩, 李琳, 黃更生 申請(qǐng)人:中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)公司