用戶識別模塊、移動終端及通信方法
【專利摘要】本發明涉及一種用戶識別模塊、移動終端及通信方法。一種用戶識別模塊，包括：藍牙模塊，用于實現藍牙通信；限域通信模塊，用于實現限域通信；以及安全主控電路模塊，其連接到所述藍牙模塊和所述限域通信模塊，用于與所述藍牙模塊和所述限域通信模塊交互，以便根據藍牙通信協議和限域通信協議實現通信。本發明還涉及一種移動終端及通信方法。本發明的方案能夠解決移動終端對傳統SIM卡的訪問及數據交換問題，從而擴展RCCSIM卡的功能。
【專利說明】
用戶識別模塊、移動終端及通信方法
技術領域
[0001]本發明涉及通信技術領域，特別涉及一種兼容藍牙技術和限域通信技術的用戶識別模塊、移動終端及通信方法。
【背景技術】
[0002]用戶識別模塊是目前普遍用于移動通信終端中確定用戶身份的模塊，即S頂卡(Subscriber Identity Module)。在沒有S頂卡時，除某些特殊情況(例如緊急呼叫)，用戶不能接入移動通信系統進行正常通訊。S頂卡內部一般都具有安全智能芯片，其上存儲了移動通信終端用戶的信息、加密的密鑰以及用戶的電話簿等內容，可供移動通信網絡用戶進行身份鑒別，并對用戶通話時的語音信息進行加密。S頂卡一般符合ISO 7816標準，該標準確定了機電特性和微電路卡功能。
[0003]限域通信(RCC，RangeControlled Communicat1n) SIM 卡通過在傳統 SIM 卡中內置2.45GHz芯片和近距離識別芯片，實現2.45GHz頻段與低頻磁技術的結合，使得近場通信功能可以在S頂卡上得以實現，并可利用手機網絡實現便利充值及查詢。具備RCC功能的S頂卡可透過手機與消費終端直接完成交易，手機本身的操作系統不參與，交易數據不經過其他中間環節。
[0004]但是，由于移動通信終端中的操作系統能夠提供給應用程序訪問RCC SIM卡的接口功能非常有限，限制了這種RCC S頂卡的應用，導致其有以下幾個缺點:
[0005](I) SIM卡發行后，由于應用功能被固化不能更新，無法增加新業務，如果想更新功能，就需要重新換卡，導致換卡的推廣成本高；
[0006](2)傳統的RCC S頂卡在手機上只能進行用戶識別應用發展工具(STK，SIM ToolKit)菜單操作，用戶操作體驗差；
[0007](3) SIM卡無法與線上互通，應用擴展能力差。
[0008]因此，目前存在改進對S頂卡的訪問及數據交換的需求。
【發明內容】
[0009]有鑒于此，本發明提供一種具有兼容型的用戶識別模塊及通信方法，解決移動終端對傳統SIM卡的訪問及數據交換存在限制的問題，從而擴展SIM卡的功能和應用。
[0010]本發明的技術方案是這樣的:
[0011]一種用戶識別模塊，包括:
[0012]藍牙模塊，用于實現藍牙通信；
[0013]限域通信模塊，用于實現限域通信；以及
[0014]安全主控電路模塊，其連接到所述藍牙模塊和所述限域通信模塊，用于與所述藍牙模塊和所述限域通信模塊交互，以便根據藍牙通信協議和限域通信協議實現通信。
[0015]其中，所述藍牙模塊包括藍牙通信模塊和藍牙射頻通道，所述射頻通道用于發射和接收藍牙射頻信號，所述藍牙通信模塊與所述藍牙射頻通道相連，用于在所述安全主控電路模塊的控制下處理所接收的藍牙射頻信號。
[0016]其中，所述限域通信模塊包括限域通信距離控制模塊、低頻磁場天線和限域射頻通道，所述低頻磁場天線用于感應低頻磁信號；所述限域通信距離控制模塊連接到所述低頻磁場天線，用于控制距離；所述限域射頻通道用于發射和接收限域通信射頻信號；當所述低頻磁場天線檢測到低頻磁信號時，所述限域通信模塊在所述安全主控電路模塊的控制下執行限域通信。
[0017]其中，所述藍牙射頻通道和所述限域射頻通道共用同一射頻天線，或者所述藍牙射頻通道和所述限域射頻通道分別采用各自的射頻天線，所述射頻天線包括頻率為2.4?
2.4835GHz的射頻天線。
[0018]其中，所述藍牙通信模塊包括基本速率藍牙通信模塊、或低功耗藍牙通信模塊、或基本速率藍牙通信模塊和低功耗藍牙通信模塊二者。
[0019]其中，所述藍牙通信模塊和所述限域通信模塊使用單芯片、或雙芯片、或三芯片。
[0020]本發明還提供一種移動終端，其包括:基帶芯片；藍牙通訊模塊，其連接到所述基帶芯片，根據藍牙協議與所述基帶芯片通信；以及上述的用戶識別模塊，其通過所述藍牙通訊模塊與所述基帶芯片通信。
[0021]其中，所述移動終端將所述用戶識別模塊通過藍牙通訊模塊傳送的記錄數據，借助移動終端的通信鏈路傳輸到外部。
[0022]進一步地，本發明還提供一種使用用戶識別模塊進行通信的方法，其中，所述用戶識別模塊包括安全主控電路模塊、藍牙模塊以及限域通信模塊，所述方法包括:
[0023]根據藍牙通信協議實現數據更新；
[0024]檢測到用于限域通信的低頻磁信號；
[0025]根據限域通信協議完成限域通信。
[0026]其中，所述方法還包括:返回藍牙通信狀態。
[0027]與現有方案相比較，本發明提供一種兼容藍牙技術的RCCS頂卡，可以使得S頂卡既能支持RCC功能，便于移動支付，又由于在兼容藍牙技術的RCC SIM卡與移動終端之間建立的無線藍牙通道，可以提供更快的傳輸速率，便于RCC S頂卡中數據和應用的更新與交換，擴展RCC SIM卡的功能和應用。
【附圖說明】
[0028]參照以下附圖，將更好地理解本發明的許多方面。下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，而不是對本發明的限制。
[0029]圖1A為根據本發明的基于藍牙模塊的RCCSIM卡的系統組成結構示意圖；
[0030]圖1B為根據本發明的基于BR/BLE藍牙技術的RCC SIM卡的系統組成結構示意圖；
[0031]圖2是根據本發明的基于BR/BLE的RCC SIM卡與藍牙移動終端組成的系統結構示意圖；
[0032]圖3為使用基于BR/BLE的RCC SIM卡進行移動支付并與移動終端進行數據交換的方法的流程圖。【具體實施方式】
[0033]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。附圖中所示和根據附圖描述的本發明的實施方式僅僅是示例性的， 并且本發明并不限于這些實施方式。
[0034]需要說明的是，為了避免因不必要的細節而模糊了本發明，在附圖中僅僅示出了與根據本發明的方案密切相關的結構和/或處理步驟，而省略了與本發明關系不大的其他細節。
[0035]本發明是在傳統S頂卡的基礎上，集成有基本速率藍牙和/或低功耗藍牙技術以及RCC技術，實現S頂卡的支付功能以及與移動終端之間的藍牙通信功能。以下，參照圖1A、 1B和圖2來描述本發明的兼容型S頂卡以及其與移動終端的通信。在本發明中，移動終端可以是手機。
[0036]圖1A為根據本發明的基于藍牙模塊的RCC S頂卡的系統組成結構示意圖。圖1A 示出了手機S頂卡槽(移動終端S頂卡槽)100和S頂卡110。移動終端S頂卡槽100可以是但不限于標準卡、Micro S頂卡、Nano S頂卡等的卡槽。S頂卡110為基于藍牙技術的 RCC S頂卡，主要包括:安全主控電路模塊111、藍牙模塊112、RCC通信模塊113和射頻天線 117。
[0037]在圖1A中，安全主控電路模塊111分別連接藍牙模塊112和RCC通信模塊113,根據藍牙通信協議或RCC通信協議實現通信。卡槽100與S頂卡110之間通過接口 120 (例如，標準ISO 7816接口)進行通信。
[0038]在圖1A中，藍牙模塊112為基于藍牙技術(例如，BR和/或BLE)的通信模塊，包括藍牙通信模塊和藍牙射頻通道。在圖1A所示的實施例中，藍牙模塊112的藍牙射頻通道采用射頻天線117。所述藍牙射頻通道用于發射和接收藍牙射頻信號，所述藍牙通信模塊與所述藍牙射頻通道相連，用于在安全主控電路模塊111的控制下處理所接收的藍牙射頻信號，實現藍牙通信。
[0039]RCC通信模塊113包括射頻模塊113’、低頻模塊113”以及RCC射頻通道。在圖1A 所示的實施例中，RCC通信模塊113的RCC射頻通道采用射頻天線117。射頻模塊113’通過處理RCC射頻信號與外部的通信，而低頻模塊113”用于確定通信距離。RCC射頻通道與射頻模塊113’相連，用于接收和發射RCC射頻信號。RCC通信模塊113在安全主控電路111 模塊的控制下，通過射頻模塊113’和低頻模塊113”的配合，根據RCC通信協議實現RCC通 {目。
[0040]根據圖1A，射頻天線117包括2.4?2.4835GHz的射頻天線，其分別連接藍牙模塊 112和RCC通信模塊113,用于接收或發射包括藍牙射頻信號和RCC射頻信號的射頻信號。 根據一個實施例，如圖1A所示，藍牙模塊112與RCC通信模塊113的射頻通道共用射頻天線117。在共用射頻天線117的情況下，當RCC S頂卡需要進行藍牙通信時，射頻天線117 接收和發射藍牙射頻信號；而當需要進行RCC通信時，射頻天線117接收和發射RCC射頻信號。根據另一個實施例，藍牙模塊112與RCC通信模塊113的射頻通道也可以分別采用各自的射頻天線。在分別采用各自的射頻天線的情況下，分別通過各自的射頻天線發射和接收藍牙射頻信號和RCC射頻信號。
[0041]根據一個實施例，在工作開始時，S頂卡110處于藍牙廣播狀態。在這一狀態下，有藍牙連接時，藍牙射頻通道發射或接收藍牙射頻信號，藍牙通信模塊對信號進行放大等處理，根據藍牙通信協議實現數據的更新與交換。RCC通信模塊113的低頻模塊113”檢測是否接收到低頻磁信號。如果接收到低頻磁信號，安全主控電路模塊111切換射頻通道到 RCC射頻通道，RCC通信模塊113在安全主控電路模塊111的控制下根據限域通信協議實現 RCC通信。根據一個實施例，在完成RCC通信后，S頂卡110返回藍牙廣播狀態。而如果沒有接收到低頻磁信號，S頂卡110將持續處于藍牙廣播狀態。
[0042]圖1B為根據本發明的基于基本速率藍牙(BR，Basic Rate)/低功耗藍牙(BLE， Bluetooth Low Energy)藍牙技術的RCC SIM卡的系統組成結構示意圖。圖1A中的RCC通信模塊113的低頻模塊113 ”包括圖1B所示的RCC距離控制模塊114 (也可以稱為低頻磁場感應電路)與低頻磁場天線115。在圖1B中，圖1A的RCC通信模塊113的射頻模塊113’ 與藍牙模塊112集成為一個整體，組成射頻電路模塊116 (也可以稱為藍牙及2.4GHz收發電路)。根據一個實施例，如圖1B所示，在基于BR/BLE藍牙技術的RCC S頂卡中，射頻電路模塊116為BR/BLE/RCC射頻電路模塊。采用BR/BLE藍牙技術的S頂卡符合ISO 7816-3 國際標準及GSM和ETSI標準規定的電流消耗要求，滿足終端對S頂卡藍牙的兼容性要求， 并且傳輸速率滿足需要。
[0043]在圖1B中，安全主控電路模塊111與射頻電路模塊116和RCC距離控制模塊114 相連，用于分別與射頻電路模塊116和RCC距離控制模塊114的控制、交互，以便根據藍牙通信協議和/或RCC通信協議實現相應的通信。安全主控電路模塊111還包括外部輸入輸出接口，通過與手機S頂卡槽相連，實現S頂卡功能。同時，安全主控電路模塊111可實現卡片的ISO 7816接口靜電釋放(ESD，Electro_Static Discharge)保護。安全主控電路模塊111可以是高性能安全智能卡芯片。
[0044]BR/BLE/RCC射頻電路模塊116負責射頻信號的產生、處理。根據一個實施例，BR/ BLE/RCC射頻電路模塊116可以是單芯片方案，S卩，將BR、BLE、RCC功能集成在一顆芯片內； 根據另一個實施例，BR/BLE/RCC射頻電路模塊116也可以是雙芯片方案，例如，將BR和BLE 功能集成在一顆芯片上，而將RCC功能單獨放在一顆芯片內實現，或者3個功能以任意兩種方式結合的雙芯片方案；根據另一個實施例，BR/BLE/RCC射頻電路模塊116還可以是三芯片方案，例如，將BR、BLE、RCC功能分別單獨集成在一顆芯片上。
[0045]射頻天線117連接到射頻電路模塊116，為射頻電路模塊116在空中高速傳輸數據的天線，包括2.4?2.4835GHz的射頻天線，用于接收或發射射頻信號。所述射頻信號包括藍牙射頻信號和RCC射頻信號。
[0046]RCC距離控制模塊114為低頻磁場感應電路，負責低頻磁信號的接收、放大和信號檢出，用于控制距離并傳輸認證數據。RCC距離控制模塊114與低頻磁場天線115相連，用于接收低頻磁場天線115感應到的低頻磁場。
[0047]根據一個實施例，在工作開始時，S頂卡110處于藍牙廣播狀態。在這一狀態下， 有藍牙連接時，射頻天線117發射或接收藍牙射頻信號，BR/BLE/RCC射頻電路模塊116對信號進行放大等處理，根據藍牙通信協議實現數據的更新與交換。RCC距離控制模塊114檢測通過低頻磁場天線115是否接收到低頻磁信號。如果接收到低頻磁信號，安全主控電路模塊111切換射頻通道到RCC功能，S頂卡110根據限域通信協議實現RCC通信。根據一個實施例，在完成RCC通信后，S頂卡110返回藍牙廣播狀態。而如果沒有接收到低頻磁信號，S頂卡110將持續處于藍牙廣播狀態。
[0048]圖2是基于藍牙技術的RCC S頂卡與藍牙手機組成的系統結構示意圖。如圖2所示，移動終端200包括手機基帶芯片201、支持BR或者BLE或者BR/BLE藍牙功能的藍牙通訊模塊203以及S頂卡槽202，S頂卡槽202類似于圖1A或圖1B中的S頂卡槽100。基于BR/BLE藍牙技術的RCCS頂卡210如同圖1A或圖1B所示的110插入移動終端的S頂卡槽202，可以實現S頂卡功能及其他功能。從圖2可以看出，藍牙通訊模塊203與手機基帶芯片201連接，根據藍牙協議與手機基帶芯片201通信。S頂卡槽202與手機基帶芯片201連接，RCC SIM卡210通過卡槽觸點與手機基帶芯片201連接。
[0049]移動終端200與基于BR/BLE藍牙技術的RCC SIM卡210之間有兩個通道，例如，一個是接口 220，通過接口 220實現S頂卡及獲取S頂卡的頂SI號的功能；另外一個為無線藍牙通道，其是移動終端的藍牙通訊模塊203與基于BR/BLE的RCC SIM卡210通過天線204建立的，可以實現移動終端對S頂卡的訪問和數據交換，進行應用程序可動態加載和打通線上交易等功能。
[0050]在本申請中，移動終端200與RCC S頂卡210之間的連接具有唯一性，該唯一性是通過如下方式建立的。首先，移動終端200通過接觸式通訊接口(如7816通訊接口方式等)獲取安裝在移動終端內的RCC S頂卡的頂SI號(該號是唯一的)，移動終端僅與該頂SI號的RCC S頂卡連接；其次，移動終端向S頂卡發送認證信息；最后，S頂卡對接收到的認證信息進行解密比對，如果正確則連接通信，如果錯誤則斷開連接。這樣，使得在藍牙主從設備之間建立的安全連接具有唯一性。
[0051]根據一個實施例，在工作開始時，RCC S頂卡210處于藍牙廣播狀態。在這一狀態下，在有藍牙連接的情況下，射頻天線117發射或接收藍牙射頻信號，BR/BLE/RCC射頻電路模塊116對信號進行放大等處理，SIM卡210根據藍牙通信協議通過藍牙通訊模塊203與移動終端實現數據的更新與交換。RCC距離控制模塊114檢測通過低頻磁場天線115是否接收到低頻磁信號。如果接收到低頻磁信號，安全主控電路模塊111切換射頻通道到RCC功能，SIM卡210根據限域通信協議實現RCC通信。根據一個實施例，在完成RCC通信后，S頂卡210返回藍牙廣播狀態。而如果沒有接收到低頻磁信號，S頂卡210將持續處于藍牙廣播狀態。
[0052]本申請公開的上述方案可以用于對pos機(point of sale)數據和應用的更新。目前，對pos機的更新有兩種方式:一種方式是在pos機終端加入移動通信模塊，完成更新，但是成本較高；另一種方式是定時通過人工將數據下載，然后上傳到其他軟件進行管理更新，但這樣比較繁瑣，不夠便捷。而如果采用上述基于藍牙技術的RCC S頂卡，手機在pos機刷卡，pos機記錄數據，并將該數據傳輸到RCC S頂卡中，SIM卡通過與手機終端的藍牙通道將數據發送至手機，手機通過通信鏈路(例如，無線通道)將數據發送至pos機的后臺，交由后臺處理，完成數據更新。這樣，借助SIM卡與手機終端的無線藍牙通道帶來的便利，pos機的更新可以通過手機的通信鏈路完成。
[0053]以上參照圖1和圖2分別描述了基于藍牙技術的RCC S頂卡以及RCCS頂卡與移動終端之間的關聯。以下參照圖3詳細描述本發明的通信方法。
[0054]圖3是描述使用基于BR/BLE的RCC SIM卡進行RCC通信并與移動終端進行數據交換的方法300。所述基于BR/BLE的RCC S頂卡包括安全主控電路模塊、BR/BLE/RCC射頻電路模塊、連接到射頻電路模塊的射頻天線、RCC距離控制模塊以及低頻磁場天線。移動終端包括手機基帶芯片、支持BR或者BLE或者BR/BLE藍牙通訊模塊以及卡槽。
[0055]總體而言，所述方法包括:根據藍牙通信協議實現數據更新；檢測到用于RCC通信的低頻磁信號；根據RCC通信協議完成RCC通信。
[0056]具體而言，如圖3所示，方法300包括如下步驟:
[0057]在步驟302處，S頂卡處于藍牙廣播狀態。
[0058]在這一狀態下，有藍牙連接時，射頻天線發射或接收藍牙射頻信號，BR/BLE/RCC射頻電路模塊對信號進行放大等處理，S頂卡根據藍牙通信協議與移動終端實現數據的更新與交換。
[0059]在步驟304處，檢測是否接收到低頻磁信號。
[0060]在這一步驟中，RCC距離控制模塊檢測通過低頻磁場天線是否接收到低頻磁信號， 如果接收到低頻磁信號，則進行到步驟306 ;而如果沒有接收到低頻磁信號，S頂卡將持續處于藍牙廣播狀態。
[0061]在步驟306處，當接收到低頻磁信號時，實現RCC通信。
[0062]安全主控電路模塊切換射頻通道到RCC功能，S頂卡根據限域通信協議與外部實現RCC通信。根據一個實施例，在完成RCC通信后，S頂卡返回藍牙廣播狀態。
[0063]在上述方法中，所述射頻信號是頻率為2.4?2.4835GHz的射頻信號。
[0064]以上所述的【具體實施方式】是用于幫助理解本發明的目的、技術方案和有益效果， 應理解的是，以上所述僅為本發明的【具體實施方式】而已，并不用于限制本發明的保護范圍， 凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種用戶識別模塊，包括:藍牙模塊，用于實現藍牙通信；限域通信模塊，用于實現限域通信；以及安全主控電路模塊，其連接到所述藍牙模塊和所述限域通信模塊，用于與所述藍牙模 塊和所述限域通信模塊交互，以便根據藍牙通信協議和限域通信協議實現通信。2.如權利要求1所述的用戶識別模塊，其中，所述藍牙模塊包括藍牙通信模塊和藍牙 射頻通道，所述射頻通道用于發射和接收藍牙射頻信號，所述藍牙通信模塊與所述藍牙射 頻通道相連，用于在所述安全主控電路模塊的控制下處理所接收的藍牙射頻信號。3.如權利要求2所述的用戶識別模塊，其中，所述限域通信模塊包括限域通信距離控 制模塊、低頻磁場天線和限域射頻通道，所述低頻磁場天線用于感應低頻磁信號；所述限域通信距離控制模塊連接到所述低頻磁場天線，用于控制距離；所述限域射頻通道用于發射和接收限域通信射頻信號；當所述低頻磁場天線檢測到低頻磁信號時，所述限域通信模塊在所述安全主控電路模 塊的控制下執行限域通信。4.如權利要求3所述的用戶識別模塊，其中，所述藍牙射頻通道和所述限域射頻通道 共用同一射頻天線，或者所述藍牙射頻通道和所述限域射頻通道分別采用各自的射頻天 線，所述射頻天線包括頻率為2.4?2.4835GHz的射頻天線。5.如權利要求2所述的用戶識別模塊，其中，所述藍牙通信模塊包括基本速率藍牙通 信模塊、或低功耗藍牙通信模塊、或基本速率藍牙通信模塊和低功耗藍牙通信模塊二者。6.如權利要求5所述的用戶識別模塊，其中，所述藍牙通信模塊和所述限域通信模塊 使用單芯片、或雙芯片、或三芯片。7.—種移動終端，其包括:基帶芯片；藍牙通訊模塊，其連接到所述基帶芯片，根據藍牙協議與所述基帶芯片通信；以及 權利要求1至6任意一者所述的用戶識別模塊，其通過所述藍牙通訊模塊與所述基帶 芯片通f目。8.如權利要求7所述的移動終端，其中，所述移動終端將所述用戶識別模塊通過藍牙 通訊模塊傳送的記錄數據，借助移動終端的通信鏈路傳輸到外部。9.一種使用用戶識別模塊進行通信的方法，其中，所述用戶識別模塊包括安全主控電 路模塊、藍牙模塊以及限域通信模塊，所述方法包括:根據藍牙通信協議實現數據更新；檢測到用于限域通信的低頻磁信號；根據限域通信協議完成限域通信。10.如權利要求9所述的方法，所述方法還包括:返回藍牙通信狀態。
【文檔編號】H04W4/00GK105991816SQ201510047517
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月29日
【發明人】劉偉琴
【申請人】國民技術股份有限公司