YD T 910.1-1997 900 1800MHz TDMA 数字蜂窝移动通信网移动台(第二阶段)人机接口.pdf
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1、YD/T 910.1-1997 前言本标准是根据欧洲电信标准协会(ETSI)标准第二阶段的有关内容(1995年冻结版本).同时引用900MHz TDMA数字蜂窝移动通信网人机接口有关标准(YD/T855.1-1996)的部分内容编写的,在技术内容和编写规则上与ETSI标准是一致的。但是,将ETSI标准转化为本标准时,为了符合标准格式的规定,增加了两章,即第一章范围3第二章g引用标准,其它编号类推下去。本标准在等效采用ETS300 511号欧洲数字蜂窝移动通信系统第二阶段)移动台(MS)人机接口(MM!)标准文件、ETS300 608号欧洲数字蜂窝移动通信系统(第二阶段)用户识别卡移动设备(SI
2、M-ME)接口标准文件的基础上,将其它的ETSI有关标准文件、ISO/IEC、ITU/T的标准文件以及我国的行标YD/T855.1-19960.5N。4.1.4 优先权对于采纳1D-1SlM卡和插入式SIM卡的ME.ID-1SIM卡将优先于插入式SIM卡。4. 1. 5 静电保护考虑到tlSIM卡是一个CMOS设备,ME的生产厂家必须采取适当的安全措施,以保证ME.SIM卡以及SIM/ME接口不受静电破坏,特别是在SIM卡插入ME期间。4.2 电气信号与传输协议电气信号与传输协议按ISO7816-3.下面的技术要求是确保电气信号与传输协议能够在数字蜂窝移动通信环境下正常应用。在SIM卡与ME之
3、间进行通信的传输协议,至少包括T=O(异步半双工传输的情况按ISO7816 -3.采用的参数有zVOH和VOL是涉及驱动接口设备的电压(ME或SIM卡).而V田和VIL是涉及接口上作为接收方设备的(ME或SIM卡)电压。这种协议规定了所适用的电流ICC.为类型认证提供了基础。每种电压状态(VOH,VOL VIH, V1L) 从实体(ME或SIM卡流出的电流为正电流。关于VlH和VOH的大电流为可选项,对SIM卡不作规定.7 YD/T 910.1-1997 4.2.1 供电电源Vcc(触点Cl)表l在标准条件下Vcc的电气特性名称最小值最大值单位一Vcc 4.5 5. 5 V Icc 10 mA
4、 在任何频率上SIM卡所采纳的功耗电流都不能超过表上的数值。当SIM卡处于空闲状态,SIM卡处在频率为1MHz,温度为25C的时候,功耗电流不超过200A.ME抵消SIM卡功耗电流尖峰的能力即为z在允许最大电流值为40nAs的时候,时长不超过400ns,最大增幅不超过200mA.I若起过抵消的能力,真解决办法是尽可能地在靠近触点的地方装一个电容器如100n(陶远电容器)固4.2.2 复位(RST)(触点2C2) 表2RST在标称条件下的电气特性名称条件最小值最大值VOH IOHMAx= +20A Vcc-O.7 Vt Voc IOLMAX =一200AOV l) 0.6V tRtF COUT
5、= Cin = 30pF 400s 1 ) 在动态操作中,在RST上的过冲电压允许保持在0.3V和V四十0.3V之间.4.2.3 编程电压Vpp(触点6C的SIM卡在Vpp上不要求编程电压。ME也不需要提供C6,若ME提供C6,在ID-ISIM卡情况下,在Vpp和Vcc上提供相同的电压。在插入式SIM卡情况下,ME不需要在C6提供任何电压。在ME中,C6 J连接到Vcc上而不能与地相连接。4.2.4 时钟CLK(触点3C3) SIM卡应支持15MHz时钟。时钟将由ME提供,采用无内部时钟的SIM卡。若SIM卡需要一个13/4MHz的频率在预定时间内去运行鉴权程序,则在目录特性的字节1中的比特2
6、应置为1.另一方面,还可以采用13/8MHz的最小频率。负载周期在稳态操作中应该占整个周期的40%60%之间。表3在标称条件下CLK的电气特性名称条件最小值最大值VOH IOHMAx=十20A0.7XVQC V, VOL IOLMAx= -200A OV I) O.5V Cout=Cn=30pF 为最大周期O.5阳htF 的9%在动态操作期间.在CLK上所允许的过冲电压可保持在-0.3V J V, +O. 3V之间。4.2.5 1/0 (触点7C7) 在表4上己规定出I/O(触点7C7)的电气特性a注表中数值对确定ME中的负载电阻值、ME与SIM卡里的激励器和接收器的阻抗值都有影响。表4在标称
7、条件下1/0的电气特性名称条件最小值最大值VH IIHMAx=士20A的0.7XV Vcc十0.3VV IILMAX=十lmA0.3V O.8V 8 YD/T 910.1一1997续表4名称条件最小值最大值VOH 1 IOHMAx=+20A 3.8V V Voc IOLMAX = -lmA V3J O.4V tRtF Cout=Cin=30pF 1s 注1) 假设一个负载电阻被用于接口设备(推荐值为20kOl。2) 在空闲状态下只能用正值。在动态操作状态下(传输在1/0线上短时电压峰尖可引起一个反向电流。3) 在动态操作期间,在1/0上的过冲电压允许保持在O.3V和V四十O.3V之间.4.2.
8、6状态供电时,SIM卡有两种状态:当SIM卡执行命令时,SIM卡处于运作状态。这种状态包括与ME间的往返传输过程。在任何其余时间内SIM卡处于空闲状态,它应保存全部永久性的数据。SIM卡支持一个时钟停止方式。时钟只能根据目录特性中规定的条件关闭,按4.6。时钟停止方式,第二阶段或更高阶段的ME应在关闭时钟之前,在接收到响应的最后个比特之后至少等待5个基本时间单元(etu)。另外,在巳启动时钟之后,在ME发送第一个命令之前,至少等待两个etu 0 为达到阶段性兼容的目的,应执行下面的过程2第二阶段或更高阶段的SIM卡,在成功的解释了从第一阶段ME接收到的SLEEP命令之后,常发状态信息命令正常终
9、止气而第二阶段或更高阶段的ME不发送SLEEP命令。第一阶段的ME在关闭时钟之前,在接收到USLEEP命令规定的SW1SW2证实之后,应至少等待2个eut。在已启动时钟之后,在发送第一个命令之前,ME至少也要等待两个etu0 4.2.7 波特率通信的波特率是,(时钟频率)/372。4.2.8 应答复位(ATR)ATR是在SIM卡对话开始时,由SIM向ME提供信息并给出操作要求。4.2.8.1 结构及内容表5给出符合ISO7816-3字符的解释和它们在数字蜂窝移动通信中使用的要求。应答复位最多由33个字符组成。ME不只接收T=O的接口字符,也能够接收与T=O不同的传输协议的接口字符、历史字符和检
10、验字节。表5ATR 字符内容SIM卡发送a)由ME估价b)由ME重新动作1 初始化字符TS对所有的后跟字符规定编常传a)常传码规程(往返规程b)采用适当的规程2 格式化字符TO后跟接口字符,一些历史宇常传a)常传符b)识别相应的后跟字符a)若提出则常传3 接口字符(全球的lTAI计算etu用的参量可选b)若TAI不是11呗tl果用PTS程序(接4.2.8.2)9 YD/T 910.1-1997 续表5字符内容SIM卡发送计算编程电压和电流用的4 接口字符(全球的JTB!参量可选计算出由SIM卡请求额外保护时间用的参量,通常由5 接口字符(全球的JTCl可选SIM卡向ME传送的字符是没有保护时间
11、的协议类型,同时指示了接口6 接口字符TDl字符存在情况及这些字符可选在给定的协议类型下规定了用于传输有关规则7 接口字符(特殊的JTA2不适用于TO的协议可选自接口字符(全球的JTB2计算编程电压不传计算出工作等待时间用的9 接口字符(特殊的JTC2可选参量协议类型,指示了接口字符10 接口字符TDi(ill存在情况在给定的协议类可选型下规定了用于传输的有关规则11 接口字符TAi,T凹,包括用于其他传输协议的可选TCi (i2) 接口字符12 历史字符Tl.,TK在ISO/IEO设备中没有规可选定若在ATR中指示TO贝IJ13 检验字符TCK检验字节(异电路)不发送,而在所有其他情况下TC
12、K应发送注,ISO7816-3,N255表示异步半双工字符传输褂议的最小时延是12个etuQ4.2.8.2 PTS程序a)由ME估价b)由ME重新动作a)若提出则常传b)若PI不是O.则拒绝SIM卡(按4.2.10)a)若提出,则常传b)若TCl不是0或255时则拒绝SIM卡(按4.2.10)a)若提出,则常传b)识别相应的后跟字符a)可选b)干以上TB!的允许值定义外部编程序电压不能应用。,)若提出,常传b)采用相应的工作等待时问a)若提出,则常传b)识别相应的后跟字符时可选b)一的可选b)一a)可选b) 只有TAI不等于11的情况才适用。相关的PTS程序按ISO7816-3过程如下z10
13、h在EPTSS=飞FFPTSO=飞(XYPCK二、FFYD/T 910.1-1997 ReSeT ATR PTS请求PTS响应图2PTS:过程SIM卡PTSS= FF PI双)=、CXYPCK = FF PTS请求和PTS响应由3个字符PTSS,PTSO和PCK组成,其中PTSS先发送。在上述过程之后,采用T=O协议,参量F=372、D=l、N=O。4. 2. 9 bit/字符时t圭和取样时间关于bit/字符间隔和取样时间接ISO7816-3,对所有的通信都是有效的。4.2.10 误码处理当收到不标准的ATR,例如,因为传送禁用的ATR字符或字节太少,则ME应执行一个复位。此时,ME至少接收到
14、3个连续错的ATR才能拒绝SIM卡。在ATR传输方式和协议类型的选择期间,误码检测和字符重发程序按ISO7816-3,对于ME属于可选项。在ATR传输方式和协议类型的选择期间,T=O协议,后跟接口字符传输,对于ME属于必选项。误码检测和字符重发程序对于SIM卡通信属于必选项。4.3 逻辍模式规定SIM卡文件的逻辐结构、与之有关的编码、以及所用的文件。4. 3. 1 概述图3示出文件之间总的结构关系,文件的分层组织结构形式。文件分为管理类型和应用类型二种,由操作系统对存储在不同文件中的数据的访问进行处理。文件由首部和主体组成,文件首部由SIM卡内部管理。首部中的信息与文件结构和文件的特性有关,可
15、用GETRESPONSE或STATUS命令获得,这种信息在管理阶段是固定的。文件主体含有文件的数据,是可选的.11 YD/T 910.1-1997 lili-1 :!J 巳二J曰l工:回I DFllt l DF111I .嘈. 1日曰L MF 曰日存储器组织结构图34. 3. 2 文件识别符OD)文件ID通常用于寻址或识别每种专门的文件。文件ID是由两个字节组成并以十六进制记数法编码。按4.7。第一个字节用来识别文件的类型,对于G5M应用如下z3F主要文件; 7F专用文件s2F在主要文件之下的基本文件e6F在专用文件之下的基本文件.文件IDs应具备下述条件z文件ID应该在相关文件建立时分配s在
16、同一父文件之下的两个子文件应具有不同的ID;子文件和任何父文件,或直接或间接,不能有相同的文件IDo以这种方式每个文件被唯一地识别。4.3.3 专用文件(DF)专用文件(DF)是一个具有许多文件的功能性分组,它由自身和所有在其上层结构中含有该专用文件的文件组成(即由DF和其完整子树组成DF只由首部组成。本标准中规定两种DFszDFG酬,它包括G5M和配51800两种应用方式zDFTELECOM它包括电信业务特性。这两个文件是主要文件的直接子文件,并可共存于一个具有多种应用的5IM卡之中。4.3.4 基本文件也F)一个基本文件(EF)是由首部和主体组成。以下是DFGSM应用所用到的EF的3种结构
17、。4. 3. 4. 1 透明的EF透明结构的EF由多个字节序列组成。如图4所示。当读出或更新时,要以一个被操作的字节序列相对地址即偏移量为参考。这个偏移量包括起始位置,以及要被读出租更新的字节数。透明的EF第一个字节的相对地址为00000 EF主体记录总数包括在EF的首部。12 YD/T 910.1-1997 首部字节的序列| 主体图4透明的EF的字节序列组成4.3.4.2 线性固定EF具有线性固定结构的EF全部都由相同长度(固定的)的记录组成。第一个记录为记录1号,如图5所耳之.个线性固定EF的总长度等于记录的长度与在EF的首部里的记录总数的乘积。记录1记录2记录首部主体图5线性固定EF的组
18、成访问线性固定EF中的记录有下列4种方法:采用记录号码的绝对数;当没有设置记录的指针时,则在第一个或最后一个记录上执行操作;当已设置记录指针时,则在这个记录上,上一个记录(除非记录指针设置在第一个记录上).下一个记录上(除记录指针设置在最后的记录上).均可执行操作.采用阁样查找识别一个记录g13 YD/T 910.1一1997从文件的头部正向查找;从设置了指针记录的下一个开始正向查找(除非记录指针设置到最后的记录上); 从文件的尾部反向查找;从设置指针记录的上一个开始反向查找(除非记录指针设置在第一个记录上)。若选择记录的操作失败,则记录指针将保持原设置指针位置不变。注l 在这种文件中,不能出
19、现大于255个记录,而每个记录不能大于255个字节。2 这种文件在GSM第一阶段中属于被格式化的文件。4. 3. 4. 3循环的EF对以单逻辑顺序存储记录的采用循环的EF.循环的EF的特点是存储所有的记录,当下一个数据要存储时,将在最老的记录上重写信息。循环EF是由有相同长度固定的的固定数量的记录组成.如图6所示.将最后一个记录仿和第一个记录链接。当记录指针设置在最后记录n上时,则下-个记录的号码就为记录1号。反之,当记录指针设置为记录1号时,则上一个记录号码为记录号。最新更新的记录包含有最新的数据为记录1号,最老的数据放在记录n上。记录1记录Z 记录nL 图6循环文件的结构首部主体对于更新操
20、作方式仅用到上一个记录。读出操作的寻址的方法则要用到下一个,上一个当前记录和记录号码。在选择循环文件之后,记录指针应定位在最新更新或增加的记录处。若选择循环文件的操作失败,则记录指针将维持原位不变。注z循环文件的记录数不能大于255,每个记录不能大于255个字节.4.3.5选择文件的方法在复位应答之后(ATR),主要文件(MF)被隐含选中,成为当前目录.然后,可采用符合下列原则的SELECT功能来选择每种文件:选择DF或MF设为当前目录$14 YD/T 910.1-1997 选择EF设为当前文件,DF或MF是EF的上层。当前EF总是当前目录的下层。任何应用程序专用的命令只有对当前目录是专用的才
21、是可操作的。可选择的文件有2属于当前目录的直接子文件;属于当前DF上层的直接的DF,当前目录的上层;当前DF;MFo DF是在选择任何它的EFs之前被先选择出来。所有的选择都是用文件ID实现的。图7示出GSM应用的逻辑结构。在MF之下,仅为一层DFs。MF EFl DF1 DF2 EF2 EF3 EF4 图7G倒应用的逻辑结构表6给出图7GSM逻辑结构的有效选择方式。允许重新选择最近选择出的文件。表6文件选择方式最近选择的文件实际选择的MF DFI ,DFz ,EFI DF, MF、DF,、EF,DF, MF、DF,、EFhEF4EF, MF、DFhDF2EF, MF、DF,、DF,EF, M
22、F、DF,、DF,、EF.EF. MF、DF,、DFhEF315 YD/T 910.1一19974.3.6 已保留文件的IDs专用文件:管理使用7F4X。操作使用7FI0(DFTELECO川、7F20(DFGSM)、7F21(DF OCS1800)和7F2X,其中,2;x三三F.基本文件:管理使用6FXX(在DFs7F4X中的)。 6FIX (在DFs7FIO,7F20 ,7F21中的)。 2FOl ,2FEX (在MF3FOO中的)。操作使用6F2X,6F3X ,6F4X (在7FIO,7F2X中的),2FIX (在MF3FOO中的), 其中。;XF.4.4 安全特性内容:用户鉴权;在空中接
23、口上的数据保密性p文件访问条件。4.4. 1 鉴权方式及密钥生成过程描述鉴权机制和由网络侧密钥生成的方式。网络向MS发送一个随机数(RAND),ME采用RUNGSM ALGORITHM命令把RAND传给SIM卡。SIM卡采用下述算法和程序导出SRES和Kc团发给ME。然后ME将SRES向网络侧发送。网络侧用自己计算出的SRES进行比较,比较这些SRES值即为鉴权。ME用Kc值为网络的通信信息进行加密,直到下一次再进行鉴权。在这个过程中,采用一个用户鉴权钥Ki.Ki长度为128bit,存储在SIM卡之中。4.4.2 算法与过程SIM卡支持算法的名称和参数,其中3算法A3用于MS登记到网络时的鉴权
24、。算法A8用于产生密钥。这些算法在SIM卡中可以单独存在或合并(变成A38),在这两种情况下,SIM/ME接口上的输出信号是12字节。向A3和A8或A38输入的信号为Ki028bit),以及RAND(l28bit)。其输出信号则是SRES(32bit) /Kc(64bit)。编码按4.6中的RUNGSM ALGOTITHM命令的规定进行。4.4.3 文件访问条件每个文件对于每种命令都有特定的访问条件。最近选择的文件的相关访问条件应该在请求的动作开始之前得到。16 每个文件gREAD与SEEK命令的访问条件是相同的。SELECT与STATUS命令的访问条件是无条件的(ALW)。MF和DFs的访问
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