[发明专利]一种高频无线智能卡低功耗、并行处理的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及高频无线智能卡，本发明旨在公开一种高频无线智能卡低功耗、并行处理的实现方法，高频无线智能卡可通过高频发射来作数据传输，使用该方法实现的高频无线智能卡，能并行处理，不仅具有低功耗的特点，而且同时能实现高速刷卡。移动通信终端上所使用的智能卡(SIM卡或者USIM卡)扩展了这个功能后，就能够方便实现移动支付功能及各种基于手机的物联网应用，并大规模推广。

背景技术

随着移动通信终端，比如手机的应用普及。基于移动通信终端的电子钱包，手机门禁、手机支付等新的应用需求也越来越引起广泛兴趣。

要满足这些应用，最好的方式是跟现有射频卡刷卡使用方式相同或者相近。这就要求移动通信终端能够像射频卡一样可以通过无线数据通信来跟消费终端、或者门禁控制器来交换数据。

通过手机实现移动支付等功能，需要在手机上实现近场通信功能，目前在手机上实现近场通信功能主要有四种模式，第一种模式是NFC手机，是在现有的手机上集成NFC通信模块(Near FieldCommunication)，采用的是13.56MHz的低频感应模式，属于被动式，需要用户更换手机；第二种模式是在手机SIM上加装13.56MHz的低频感应模块，需要改装SIM卡，并且在SIM上会带很大一个感应电路，这种模式无法大规模商业化；第三种模式是在手机上加装2.4G的有源高频感应模式，能有效的解决穿透问题，该种模式在日本得到发展，缺点是用户需要专用的手机，这一点不适合用户更换手机的使用习惯；第四种模式是在SIM卡上集成2.4G的有源高频感应模块(一种频率为2.4G的高频无线智能卡，习惯将其称为RF-SIM卡)，该种模式非常符合用户的使用习惯。中国移动选用了第四种模式，并作为移动支付的首要标准。

当移动通信终端配备了高频无线智能卡后，比如手机用高频无线智能卡做SIM卡，其基本的工作原理如下：

高频无线智能卡107包含两部分，即终端通信模块101和射频通信模块102。移动通信终端105在工作中把高频无线智能卡107当做一个通常的智能卡(比如SIM卡)来看待。移动通信终端工作过程中(比如手机通话时或者待机时)把高频无线智能卡107当做一个从通信设备，所有与高频无线智能卡107相关的通信请求都是由移动通信终端来发起，高频无线智能卡107来应答，由终端通信模块101来完成ISO7816通信103，参见图1。而且，该高频无线智能卡107也可与读卡器106作射频刷卡通信104(比如在POS机刷卡)，射频刷卡通信104参见图1。只要按照ISO7816的协议所要求的时序和应答数据来完成ISO7816通信，就可以在不改变现有移动通信终端的任何流程的情况下，来扩展出高频无线传输的功能，比如刷POS。

通常的移动通信终端(比如手机)，其SIM卡为了降低功耗，一般设计成只在与手机交换数据时工作(ISO7816通信)，其余时间处于的休眠状态。所谓休眠状态，指的是SIM卡芯片里处理器处于停止执行指令的状态，此时的功耗非常低。手机与SIM卡的通信(ISO7816通信)是按照ISO7816的标准来实现，手机是数据发起的主动方，SIM卡芯片是接收应答方，手机每间隔一段时间对SIM做一次主动查询，比如发一个5个字节的命令包给SIM卡，此时SIM卡从休眠状态转为工作状态，回复手机若干字节，大概在1毫秒完成，此时如果没有其他的通信需求，手机SIM卡立即转为休眠状态。通过这种方式来降低手机功耗，延长待机时间。一般的手机SIM卡不带射频通信模块，没有射频刷卡功能，只有ISO7816通信，因此只存在(ISO7816通信)工作和(ISO7816通信)休眠两种状态。当手机使用扩展了射频刷卡功能的智能卡作为SIM卡时，由于增加了刷卡功能，即(射频刷卡通信)，此时，带射频刷卡模块的SIM卡会出现四种工作状态：第一、ISO7816通信未工作，射频刷卡通信也未工作，高频无线智能卡处于休眠状态；第二、ISO7816通信工作，射频刷卡通信未工作；第三、ISO7816通信未工作，射频刷卡通信工作；第四、ISO7816通信和射频刷卡通信同时工作。因为不同手机与手机SIM卡之间两次通信的间隔(手机主动查询的间隔)时间由手机所决定，差异很大，比如诺基亚为5秒，三星为2秒，如果高频无线智能卡也是只在与手机通信时，才进入工作状态，此时再与射频读卡器作数据交换，即通过手机轮询→唤醒SIM卡→进入刷卡状态的方式，刷卡时间上让用户难以忍受。极端状况下，手机与手机SIM卡之间两次通信的间隔会超过10多秒，这样一来10多秒都无法完成交易流程。而目前在公交刷卡和地铁刷卡领域，一般刷卡时间为不超过300ms。