专利名称：服务器模式下的(u)sim卡与客户端之间的通信方法
技术领域：
本发明涉及移动通信，尤其涉及利用移动终端中的芯片卡的通信领域。
背景技术：
例如己知的是，在GSM网络中，用户在他或她的移动终端中拥有包 括存储器和微控制器的芯片卡，即所谓的用户身份模块(SIM)卡。 一般 而言，存储器保存包括运营商标识符、网络相关数据、紧急呼叫号码和电 话号码簿等的文件和目录。
近来，SIM卡被提供了一种新的功能，在该功能中，可以通过利用短 信服务(SMS)由远程服务器将某些文件的内容作为目录来保护。最新趋 势涉及期望SIM卡结合通用分组无线业务(GPRS)网络(也称为2.5G) 和通用移动电信系统(UMTS)(也称为3G)所起的作用。在这种情形 下，SIM卡也被称为通用集成电路卡(UICC)。在以下描述中，为了指示 包括SIM功能的卡片而不管其为第几代，将采用综合术语(U)SIM。在这种 范畴下，已提出了一种方案，在该方案中，不管移动终端的连接模式如 何，即，即使在线路切换模式(一般而言为GSM)或者在分组模式(一 般而言为GPRS)下，(U)SIM卡也可以访问终端和网络。该方案称为縮略 符号BIP (载体无关协议)，(U)SIM卡可以利用逻辑电路与移动终端通 信。因此，其被称为BIP信道。 一般而言，认为可以在卡片和终端之间设 置一个或多个BIP信道。该终端包括让(U)SIM卡的应用程序与终端的应用 程序交互的中间件软件(中间件)。该软件也被称为卡片应用工具包 (CAT)。
对于对BIP协议的详细描述，参考文章ETSI TS102223，具体而言是 2005年10月所发表的其第七版V7丄0 (可在超链接http://www.etsi.orgwww.etsi.org的站点上得到)。
根据BIP协议，(U)SIM卡可以尤其作为客户端来操作，以向远程服务 器发送各种请求。近来，已经提出在(U)SIM卡中包含服务器。在这种情况 下，远程客户端或者本地客户端(即，移动终端中的本地浏览器、上行小 程序(uplet)等)可以向卡片中所包含的服务器发送http请求以尤其获取 其存储器中所保存的网页。不管(U)SIM卡操作于客户端模式或服务器模式 的情形，移动终端都通过中间件软件CAT将BIP协议转换为TCP/IP协 议，或进行相反的转换。
图1示意性地示出客户端与操作于服务器模式下的(U)SIM卡之间的通信。
已知，(U)SIM卡(该情形下为UICC卡)包括智能卡网络服务器 (SCWS) 110、 CAT软件模块120、客户端和服务器的TCP/IP栈130和 140以及客户端150， CAT软件模块120在这种情况下被称为SIM应用工 具包服务器(SATS)，用于针对BIP协议和TCP/IP协议来执行网关功 能。客户端可以是本地客户端(例如，终端浏览器或中间小程序 (midlet))或者远程应用程序。
根据BIP协议的当前规范，BIP信道可接受单个客户端连接；因此， 如果卡片服务器想要访问另一个客户端连接，则需要建立新的信道。由于 BIP信道的数目是受限的(尽管根据TS102223标准，最大数目是7，但是 移动终端可以支持7或更少)，因此操作条件是重要的。例如，如果在所 使用的BIP信道的数目达到最大值时，卡片想要打开一处于客户端模式下 的BIP信道，则卡片需要预先关闭一BIP信道，例如处于服务器模式下的 BIP信道。
另外，如果设置了多个BIP信道，则无法经由多个信道同时交换数 据。换言之，以串行模式实现移动终端和卡片之间的从一个BIP信道到另 一个BIP信道的通信。
图2示出卡片和客户端(例如，作为本地浏览器)之间的服务器模式 通信的时序图。为了简单起见，未示出TCP/IP栈。
应当了解，服务器仅顺次支持与客户端的连接。因此，来自同一客户端的两个连接请求(例如，通过两个连接请求HTTP GET)被相继满足。 从网关120向服务器110发送的用于通知与客户端的连接的连接/断开
的事件消息不包括所涉及连接的标识符。
根据协议规范HTTP 1.0和以前的规范，在请求和由缺省选项(请求
头部中的"连接关闭")对请求的答复的通信之后关闭TCP连接。然
而，通过指定请求中的头部为"连接保持活跃"，可以请求保持连接的
打开。在这种情形下，如果客户端发送另一请求，则该请求使用先前形成
的连接。在协议规范HTTP 1.1中，通过缺省选项来保持连接的打开。
在例如想要下载第一HTML页面并然后下载其他对象(视频、音频) 的情形下，如果客户端以连续方式发送多个HTTP 1.1请求，则除第一请 求之外的请求不被接收。
图3示出上述情形，g卩，从客户端(浏览器150)到服务器110的连 续请求210。如果服务器操作于规范的第6.4.27.1条中规定的所谓"自动 重连"模式下，则可以通过服务器来处理这种连续请求。在步骤211中通 过客户端来确认第一请求所请求的连接。由于单个TCP连接是可接受的， 因此第二请求被拒绝，这在步骤212中被通知给客户端。在数据被经由客 户端与服务器之间的TCP连接和BIP信道交换之后，客户端发送断开请求 213，这在步骤214中被确认。
浏览器重新启动第二请求；在步骤212的第一次失败之后设置的(客 户端的浏览器或TCP/IP栈的)定时器215的超时发生时，浏览器在步骤 216中再次请求连接。实际上，可以将定时调整为10秒，这显著地抑制了 下载；因此可能有若干对象未被下载。
图4示出两个客户端与操作于服务器模式下的卡片110之间的通信尝 试，所述两个客户端在该情形下是两个本地客户端，即，移动终端150中 的浏览器和Java (注册商标)应用程序的中间小程序160 (例如，移动终 端中的一组(set))。
这里可以确认的是，在浏览器试图在220中建立有利的连接之后，来 自中间小程序的连接请求在221中失败。这是因为将与BIP信道耦合的 TCP端口是不可用的。另夕卜，在决定性情况下，如果浏览器的HTTP请求是保持活跃型(例如，HTTP 1.1请求)的，并且浏览器不再请求新数据， 则即使服务器不操作，服务器的TCP端口也继续操作。例如，如果在下载 服务器的一个页面之后，用户确定启动想要访问服务器的新应用程序，则 可以在用于第一连接的(浏览器的)定时器的超时之后开发新应用程序。
毕竟，当前的BIP协议强行使卡片的服务器充当单个客户端(至少仅 一个BIP信道可以被打开的情况)。
图5示出客户端与操作于服务器模式下的卡片110之间的通信。服务 器本身处于遵从第6.4.27.1条的所谓的"自动重连"模式。简言之，在服 务器处于这种模式的情况下，如果与客户端的TCP连接被断开并且网关在 等待新连接，则BIP信道未被(通过关闭信道命令)关闭。在这种情况 下，服务器能够从客户端接收另一请求以设置新的TCP连接。该图详细示 出TCP/IP栈。
在第一步骤230中，通过BIP协议的命令"打开信道"来打开BIP信 道。移动终端通过承认答复"终端响应"来确认该情形。
在这种情况下，浏览器在步骤231发送第一请求，并且TCP连接在交 换232之后被设置。如步骤233所示，浏览器150可以与卡片110交换数 据。如果在交换233完成之前，在234中从浏览器发送第二请求，贝U网关 120在步骤235中拒绝连接请求，并且然后在步骤236中被重新设置为等 待新的连接请求的状态。
发明内容
本发明解决的问题
本发明的一个示例性目的在于解决上述缺点，尤其使得从同一客户端 或不同客户端发送的多个同时请求可以由操作于服务器模式下的(U)SIM卡 来处理。
解决问题的手段
因此，本发明的特征在于，本发明由一个或多个客户端与包括服务器 的芯片卡之间的通信方法来限定，其中，卡包括在移动终端中并且经由至 少一个BIP信道与终端通信；并且终端在BIP信道与用于上述一个或多个客户端的多个TCP连接之间执行网关功能。
因此，BIP信道可以支持与一个或多个客户端的多个TCP连接，并且 可以对同时的请求作出响应。
有利的是，服务器和网关之间的通信方法包括第一命令(打开信 道)，该命令包括向终端指示出针对BIP信道而将被打开的TCP连接的最 大数目的参数。
进一步有利的是，在所述通信方法中，请求终端从与BIP信道耦合的 TCP连接之一进行数据发送的服务器可以发送第二命令(接收数据)，并 且(如果服务器被通知这种数据可用)，该命令包括用于标识TCP连接的参数。
有利的是，所述通信方法可以被配置为使得服务器经由BIP信道向终 端发送数据，以通过第三命令(发送数据)请求终端向一个或多个客户端 发送数据，所述命令包括用于标识将被终端用于发送的TCP连接的参数。
有利的是，所述通信方法可以被配置为使得服务器通过第四命令(关 闭信道)请求终端关闭将与BIP信道耦合的一个或多个TCP连接，所述命 令包括标识将被关闭的一个或多个TCP连接的参数。
有利的是，所述通信方法可以被配置为使得终端向服务器发送"事件 消息"(数据可用事件)，其中，所述消息指示一个或多个客户端的数据 对BIP信道可用并且标识接收到了数据的将与所述信道耦合的TCP连接。
还有利的是，所述通信方法被被配置为使得终端向服务器发送"事件 消息"(信道状态事件)，该消息指示将与BIP信道耦合的TCP连接已被 建立或关闭并且标识所述连接。
如上所述，芯片卡与网关之间的BIP协议可以支持对将与同一信道耦 合的多个TCP连接的管理。
本发明还配置 一种用于协议的消息的格式。
另外，为了允许上述方法的示例性实施例，本发明涉及一种芯片卡和 一种移动终端，所述芯片卡包括被构建用于生成命令消息的软件单元，所 述移动终端包括被构建用于生成事件消息的软件单元。
具体实施例方式
从利用附图对示例性实施例的描述中将进一步理解本发明。 本发明的基本概念是使得可以将多个TCP连接与BIP信道耦合。为
此，网关与卡片中所包含的服务器之间的BIP协议被增强以判断对于预定 的BIP信道，命令将被应用于那个TCP连接。
特别地，如稍后所述，本发明采用这样的配置其中，在该时间点之
后，ETSI TS102223标准中规定的服务器的命令"接收数据"、"发送数 据"和"关闭数据"以及移动终端的事件消息"数据可用"和"状态信 道"需要包括这些命令和消息所应用于的TCP连接的标识符。
图6示出在本发明被示例性地实施时，客户端(例如，移动终端)和 操作于服务器模式下的(U)SIM卡之间的时序方式的通信表。
如上所述，通过卡片和网关之间的交换240来设置BIP信道。在步骤 241中，通过浏览器发送连续请求。作为对此的响应，网关120设置两个 TCP连接。也就是说，为这些连接打开两个TCP端口。在步骤243中通过 浏览器来确认连接的建立，并且在步骤244中，这被通过事件消息"信道 状态"通知给卡片的服务器。此后，从浏览器通过TCP连接向服务器发送 数据。
移动终端的网关120在步骤246和250中通过事件消息"数据可用" 向服务器通知在两个相应TCP端口处的数据的可用性。每个消息"数据可 用"指示相关TCP连接。作为对此的响应，服务器在明确指示哪个TCP 连接(id-l、 id-2)与用于每个请求的操作相关的同时，通过"接收数据" 命令来请求网关发送数据。
应当了解，不同于图6所示的时序表，第二连接请求未被拒绝，而是 直接被使用。
如果数据完全被从一个端口发送，则服务器能够根据图7所示的方案 来独立断开相应的TCP连接。
结果，通信资源被释放并可用于另一请求。这在通信资源的数目已经 达到BIP信道的TCP连接的数目的情况下尤其有效。
在这种情形下，由于端口 id-l的所有数据都己被发送给服务器，因此服务器确定关闭该端口。为此，服务器在步骤258中发送命令"关闭信 道"，用于标识将被关闭的TCP连接。
图8示出两个客户端(例如移动终端的浏览器和中间小程序)试图与 (U)SIM卡的服务器连接的情形。通过设置两个TCP连接，可以立即应对 两个请求260和262。移动终端的网关120利用标识相关TCP连接的事件 消息"状态信道"261和263来将此通知给服务器。类似地，在步骤265 和267中通过标识将要被断开的TCP连接的事件消息"状态信道"来通知 断开请求。
图9示出在(U)SIM卡的服务器处于自动重连模式时，(U)SIM卡与诸 如浏览器之类的客户端之间的通信的时序表。
在这种模式下，卡片的服务器利用"打开信道"命令向移动终端请求 打开BIP信道，在"打开信道"命令中，BIP信道同时可支持的TCP连接 的最大数目(在所示的示例中是两个)被明确指示。当第一请求被发送给 浏览器时，TCP连接被设置为交换280。在这种情况下，从浏览器发送第 二请求，并且将第二 TCP连接设置为交换282。 (U)SIM卡与服务器可以 通过利用两个连接来彼此传送数据。由于TCP连接的数目已经达到最大数 目，因此移动终端(网关)无需返回到侦听模式并等待来自服务器的新的 连接请求。仅在步骤284中从浏览器通知断开的情况下，网关才在步骤 286中返回到侦听模式。
为了使得可以示例性地实施本发明，在该配置中修改了 ETSI TS102223 V7丄0标准中规定的BIP协议的若干命令。
更详细而言，己经提出根据TCP连接的最大数目将命令"打开信道" 参数化。该数目由上述标准的第6.6.27条中规定的命令的TLV数据元素 "命令细节"的字段"命令限定符"来指示。
利用以下参数来将"关闭信道"命令参数化
一一第一参数，其指示(a)是否仅TCP连接之一将被关闭，或者 (b)是否所有的TCP连接都将被关闭；并且在(b)情况下，参数指示 BIP逻辑信道本身是否也将被关闭；和
——第二参数，其标识在(a)情况下将被关闭的连接。这两个参数被放在上述标准的第6.6.28条中规定的命令的TLV数据元 素"命令细节"的字段"命令限定符"中。
终端对这种命令的答复(TR)包括依赖于情况的连接标识符。 "接收数据"命令被通过服务器想要的用于重新收集数据的TCP连接 (即，TCP端口)来参数化。
连接标识符由上述标准的第6.6.29条中规定的命令的TLV数据元素 "命令细节"的字段"命令限定符"来指示。
终端对这种命令的响应(TR)包括依赖于情况的连接标识符。 "发送数据"命令被通过服务器所使用的用于发送数据的TCP连接来 参数化。
连接标识符由上述标准的第6.6.30条中规定的命令的TLV数据元素 "命令细节"的字段"命令限定符"来指示。
终端对这种命令的答复(TR)包括依赖于情况的连接标识符。
事件消息(在有关标准中也被称为"信封命令(ENVELOP命令)" 的消息)被通过数据可用的TCP连接(即，TCP端口)来参数化。该消息 被从移动终端发送到(U)SIM卡的服务器。因此，该消息包括上述标准的第 7.5.10条中规定的消息的TLV数据元素"信道状态"的字段"信道状态" 中的有关连接的标识符。
从终端发送到(U)SIM卡的服务器的事件消息"信道状态"指示TCP 连接的状态。因此，连接的标识符包括在上述标准的第7.5.11条中规定的 消息的TLV数据元素"信道状态"的字段"信道状态"中。
示出客户端与操作于服务器模式下的(U)SIM卡之间的通信的示 意图。示出卡片与客户端之间的通信的示意性时序表。示出连续请求被从客户端发送到(U)SIM卡的情形的示意图。示出(U)SIM卡与两个客户端之间的通信尝试的示意图。示出客户端与(U)SIM卡的服务器之间的通信尝试的示意性时序图，其中，客户端处于"自动重连"模式。示出根据本发明示例性实施例的、(U)SIM卡与客户端之间的通 信的示意性时序图。示出根据本发明示例性实施例的、(U)SIM卡与客户端之间的通 信断开方案的示意性时序图。示出在本发明被示例性地实施的范围内、(U)SIM卡与客户端之 间的通信尝试的示意图。示出在(U)SIM卡处于"自动重连"模式时，根据本发明示例性 实施例的、(U)SIM卡与客户端之间的通信的示意性时序图。
权利要求
1. 一种在一个或多个客户端与设有服务器(sews)的芯片卡((U)SIM)之间的通信方法，所述卡被包含在移动无线终端中并且通过至 少一个BIP信道与所述移动无线终端通信，所述方法的特征在于，所述终 端在所述BIP信道与用于一个或多个客户端的多个TCP连接之间执行网关 功能。
2. 如权利要求1所述的通信方法，其特征在于，所述BIP信道被通过 来自所述服务器的第一命令(打开信道)打开，所述命令包括向所述终端 指示出针对所述BIP信道而将被打开的TCP连接的最大数目的参数。
3. 如权利要求2所述的通信方法，其特征在于，在获悉来自与所述 BIP信道相关的TCP连接之一的数据可用之后，所述服务器向所述终端发 送请求所述数据的第二命令(接收数据)，所述命令包括标识所述TCP连 接的参数。
4. 如权利要求2或权利要求3所述的通信方法，其特征在于，所述服 务器经由所述BIP信道向所述终端发送数据，并且通过第三命令(发送数 据)请求所述终端向所述客户端中的一个或多个客户端发送所述数据，所 述命令包括标识将被所述终端用于发送的TCP连接的参数。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述服务器 通过第四命令(关闭信道)请求所述终端关闭将与所述BIP信道耦合的所 述TCP连接中的一个或多个TCP连接，所述命令包括标识所述TCP连接 中将被关闭的一个或多个TCP连接的参数。
6. 如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述服务器 通过第四命令(关闭信道)请求所述终端关闭将与所述BIP信道耦合的 TCP连接中的一个或所有TCP连接，所述命令包括向所述终端指示出下列 内容的参数a) 是否仅将与所述BIP信道耦合的所述TCP连接中的一个TCP连接 将被关闭；或者b) 是否将与所述BIP信道耦合的所述TCP连接中的所有TCP连接都将被关闭；在a)情况下，所述参数标识将被关闭的TCP连接。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，在b)情况下，所述第四 命令还指示所述BIP信道是否也将被关闭。
8. 如权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述终端向 所述服务器发送事件消息(数据可用事件)，所述消息指示来自所述客户 端中的一个或多个客户端的数据对所述BIP信道可用，并且标识通过其接 收所述数据的将与所述信道耦合的TCP信道。
9. 如权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述终端向 所述服务器发送事件消息(信道状态事件)，该事件消息指示将与所述 BIP信道耦合的TCP连接已被建立或者已被关闭并且标识所述连接。
10. —种命令消息，该命令消息被设有服务器的芯片卡((U)SIM)发 送到移动终端以打开所述服务器与所述终端之间的BIP信道，其特征在 于，所述终端在所述BIP信道与多个TCP连接之间执行网关功能，所述消 息包括向所述终端指示出针对所述BIP信道而将被打开的TCP连接的最大 数目的参数。
11. 如权利要求10所述的命令消息，其特征在于，所述消息遵从ETSI TS 102223 V7丄0标准的"打开信道"命令的格式，并且所述参数被编码 在所述消息的"命令限定符"字段中。
12. —种命令消息，该命令消息被设有服务器的芯片卡((U)SIM)发 送到通过BIP信道与所述卡通信的移动终端，其特征在于，所述终端在所 述BIP信道和多个TCP连接之间执行网关功能，所述消息包括向所述终端 指示出所述服务器想要从与所述BIP信道耦合的TCP连接中的哪个TCP 连接接收数据的参数。
13. 如权利要求12所述的命令消息，其特征在于，所述消息遵从ETSI TS 102223 V7丄0标准的"接收数据"命令的格式，并且所述参数被编码 在所述消息的"命令限定符"字段中。
14. 一种命令消息，该命令消息被设有服务器的芯片卡((U)SIM)发 送到通过BIP信道与所述卡通信的移动终端，其特征在于，所述终端在所述BIP信道与多个TCP连接之间执行网关功能，所述消息包括向所述终端指示出所述终端应当将与所述BIP信道耦合的TCP连接中的哪个TCP连 接用于发送所述数据的参数。
15. 如权利要求14所述的命令消息，其特征在于，所述消息遵从ETSI TS 102223 V7丄0标准的"发送数据"命令的格式，并且所述参数被编码 在所述消息的"命令限定符"字段中。
16. —种命令消息，该命令消息被设有服务器的芯片卡((U)SIM)发 送到通过BIP信道与所述卡通信的移动终端，其特征在于，所述终端在所 述BIP信道和多个TCP连接之间执行网关功能，所述消息包括向所述终端 指示出下列内容的参数c) 是否仅将与所述BIP信道耦合的所述TCP连接中的一个TCP连接 将被关闭；或者d) 是否将与所述BIP信道耦合的所述TCP连接中的所有TCP连接都 将被关闭；在c)情况下，所述参数标识将被关闭的TCP连接。
17. 如权利要求16所述的命令消息，其特征在于，在d)情况下，所 述参数还指示所述BIP信道是否也将被关闭。
18. 如权利要求15或权利要求16所述的命令消息，其特征在于，所 述消息遵从ETSITS 102223 V7丄0标准的"关闭信道"命令的格式，并且 所述参数被编码在所述消息的"命令限定符"字段中。
19. 一种事件消息，该事件消息被移动终端发送到设有服务器的芯片 卡((U)SIM)，其特征在于，所述终端通过BIP信道与所述卡通信，所述 终端在所述BIP信道与多个TCP连接之间执行网关功能，所述消息通知客 户端已经接收到数据并且包括标识已经接收到所述数据的TCP连接的参 数。
20. 如权利要求19所述的事件消息，其特征在于，所述消息遵从ETSI TS 102223 V7丄0标准的"数据可用事件"信封命令的格式，并且所述参 数被编码在所述消息的"信道状态"字段中。
21. —种事件消息，该事件消息被移动终端发送到设有服务器的芯片卡((U)SIM)，其特征在于，所述终端通过BIP信道与所述卡通信，所述 终端在所述BIP信道与多个TCP连接之间执行网关功能，所述消息指示将 与所述BIP信道耦合的TCP连接己被建立或者已被关闭，并且包括标识所 述连接的参数。
22. 如权利要求21所述的事件消息，其特征在于，所述消息遵从ETSI TS 102223 V7丄0标准的"数据状态事件"信封命令的格式，并且所述参 数被编码在所述消息的"信道状态"字段中。
23. —种设有服务器(SCWS)的芯片卡((U)SIM)，其特征在于，所 述卡包括适于生成如权利要求10至18中任一项所述的命令消息的软件单 元。
24. —种移动终端，其特征在于，所述终端包括适于生成如权利要求 19至22中任一项所述的事件消息的软件单元。
25. —种在一个或多个客户端与设有服务器(SCWS)的、包括SIM 卡功能((U)SIM)的设备之间的通信方法，其特征在于，所述设备与移动 无线终端连接并且通过至少一个BIP信道与所述移动无线终端通信，并且 所述终端在所述BIP信道与用于一个或多个客户端的多个TCP连接之间执 行网关功能。
全文摘要
从一个或多个客户端发送的多个同时请求被操作于服务器模式下的(U)SIM卡处理。本发明涉及一个或多个客户端与设有服务器(SCWS)的芯片卡((U)SIM)之间的通信方法，其中，所述卡包括在移动无线终端中以经由至少一个BIP信道与终端通信，终端在BIP信道与用于上述一个或多个客户端的多个TCP连接之间执行网关功能。
文档编号H04Q7/38GK101313622SQ20068004359
公开日2008年11月26日 申请日期2006年11月16日 优先权日2005年11月21日
发明者休伯特·赫拉尼, 奥利维尔·董, 法布里斯·扎布拉 申请人:日本电气株式会社