通用用户识别模块USIM与终端间Cu 接口测试方法.docx

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通用用户识别模块USIM与终端间Cu接口测试方法

TD-SCDMA/WCDMA数字蜂窝移动通信网

通用用户识别模块（USIM）与终端间Cu接口测试方法

第1部分：

物理、电气和逻辑特性

1范围

本部分规定了USIM-ME（Cu）接口的物理、电气和逻辑特性的测试方法和预期结果。

具体测试内容包括Cu接口物理特性的测试、Cu接口电气特性的测试、初始通信建立的测试、传输协议测试以及独立于应用的程序的测试等。

本部分适用于TD-SCDMA移动通信终端和TD-SCDMA移动通信终端所使用的USIM间的Cu接口的测试，也适用于WCDMA移动通信终端和WCDMA移动通信终端所使用的USIM间Cu接口的测试。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。

TD-SCDMA/WCDMA数字蜂窝移动通信网通用用户识别模块（USIM）与终端间Cu接口技术要求第1部分：

物理、电气和逻辑特性

ISO/IEC7816-3（1997）:

识别卡带触点的集成电路卡第3部分：

电信号和传输协议

ISO/IEC7816-6（2004）:

识别卡带触点的集成电路卡第6部分：

行业间数据元

3定义、符号、缩略语和编码协定

3.1定义

下列定义适用于本部分：

3V技术的智能卡：

操作在3V±10%和5V±10%的电压下的智能卡。

1.8V技术的智能卡：

操作在1.8V±10%和3V±10%的电压下的智能卡。

3V技术的终端：

在3V±10%和5V±10%的电压下操作智能卡-终端Cu接口的终端。

1.8V技术的终端：

在1.8V±10%和3V±10%的电压下操作智能卡-终端Cu接口的终端。

访问条件：

一组与文件相关的安全属性。

数据对象：

将信息编码为TLV对象，即包含标签、长度和数值部分。

专用文件（DF）：

包括访问条件和基本文件（EF）或其他专用文件（DF）的文件。

目录：

MF、DF和ADF的泛指。

基本文件（EF）：

只包含访问条件和数据的文件。

文件：

USIM中的目录、一组字节或记录。

文件标识：

2字节，用于对USIM中的文件进行识别。

主文件（MF）：

独一无二的必选文件，包含访问条件和DF和/或EF。

Lc：

在情况3和情况4命令下，由应用层发送的命令数据的长度。

Le：

应用层期望的在情况2和情况4命令的响应中数据的最大长度。

Lr：

在响应情况2和情况4命令时，USIM发送给终端的数据长度。

LUSIM：

在响应USIM所接收的情况2和情况4命令时，可从USIM获得的数据的确切长度。

3.2符号

下列符号适用于本部分：

ffrequency频率

ICurrent电流

IccCurrentatVccVcc上的电流

tFFalltime下降时间（从信号幅度的90%下降到10%之间的时间）

tRRisetime上升时间（从信号幅度的10%上升到90%之间的时间）

VccSupplyVoltageVCC上的电源电压

VppProgrammingvoltageVPP上的编程电压

3.3缩略语

下列缩略语适用于本部分：

ACAccessCondition访问条件

ACKACKnowledge应答

ADFApplicationDedicatedFile应用专用文件

ADMAccessconditiontoanEFwhichisunderthecontroloftheauthoritywhichcreatesthisfile访问在创建文件的权利控制下的EF文件的条件

AIDApplicationIDentifier应用标识

ALWALWays始终

AMAccessMode访问模式

AM-DOAccessModeDataObject数据对象的访问模式

APDUApplicationProtocalDataUnit应用协议数据单元

ARRAccessRuleReference访问规则引用

ATRAnswerToReset复位响应

BGTBlockGuardTime块保护时间

BWTBlockWaitingTime块等待时间

C-APDUCommandAPDUAPDU命令

CLACLAss类

CLKCLocK时钟

CRTControlReferenceTemplate控制引用模版

C-TPDUCommandTPDUTPDU命令

CWICharacterWaitingInteger字符等待整数

CWTCharacterWaitingTime字符等待时间

DADDestinationAddress目的地址

DFDedicatedFile专用文件

DODataObject数据对象

EDCErrorDetectionCodebyte错误检测码

EFElementaryFile基本文件

etuElementarytimeunit基本时间单元

FCPFileControlParameter文件控制参数

FiClockrateconversionfactor时钟速率转换因子

FIDFileIDentifier文件标识

GSMGlobalSystemforMobilecommunication全局移动通信系统

I/OInput/Output输入/输出

I-BlockInformationBlock信息块

ICCIntegratedCircuitCardIC卡

IDIDentifier标识

IECInternationalElectrotechnicalCommission国际电工委员会

IFSInformationFieldSizes信息字段大小

IFSCInformationFieldSizefortheUSIMUSIM信息字段大小

IFSDInformationFieldSizefortheterminal终端信息字段大小

INFINFormationfield信息字段

INSINStruction指令

ISOInternationalOrganizationforStandardization国际标准化组织

LCSILifeCycleSatusInformation生命周期状态信息

LENLENgth长度

LRCLongitudinalRedundancyCheck纵向冗余校验

LSBLeastSignificantBit最低有效位

MFMasterFile主文件

MMIManMachineInterface人机接口

MSBMostSignificantBit最高有效位

NADNodeAddressbyte节点地址字节

NEVNEVer从不

OSIOpenSystemInterconnection开放系统互连

P1Parameter1参数1

P2Parameter2参数2

P3Paramrter3参数3

PCBProtocolControlByte协议控制字节

PINPersonalIdentificationNumber个人识别号码

PPSProtocolandParameterSelection协议和参数选择

PSPINStatusPIN状态

PS_DOPINStatusDataObjectPIN状态数据对象

R-APDUResponseAPDU响应APDU

R-BlockReceive-readyAPDU接收准备块

RFUReservedforFutureUse保留用于将来的使用

RSTReSeT复位

R-TPDUResponseTPDUTPDU响应

SADSourceAddress源地址

S-BlockSupervisoryBlock监控块

SCSecurityCondition安全条件

SC_DOSecurityConditionDataObject安全条件数据对象

SESecurityEnvironment安全环境

SEIDSecurityEnvironmentIDentifier安全环境标识

SFIShort（elementary）FileIdentifier短文件标识

StateASpaceorlowstate空或低状态

StateHHighstatelogiclevel高状态逻辑电平

StateLLowstatelogiclevel低状态逻辑电平

StateZMarkorhighlevel标记或高电平

SWStatusWord状态字

TETerminalEquipment终端设备

TLVTagLengthValue标签长度值

TPDUTransferProtocolDataUnit传输协议数据单元

USIMUniversalSubsciberIdentityModule通用用户身份识别模块

UEUserEquipment用户设备

WIWaitingtimeInteger等待时间整数

WTXWaitingTimeeXtension等待时间扩展

WWTWorkWaitingTime工作等待时间

3.4编码协定

下列编码协定适用于本部分。

除非另有声明，所有长度以字节（byte）表示。

每个字节由比特b8到b1表示，这里b8是MSB，b1是LSB。

在每一个表示中，最左边的比特是MSB。

在USIM中，所有被指定为RFU的字节应被设置为‘00’，并且被指定为RFU的所有比特应被设置为0。

如果USIM中有GSM和/或USIM应用，或在普通电信卡上有GSM和/或USIM应用，那么其他的值可用于申请非GSM或非USIM的应用。

这些值应在这种卡和应用的相应规范中被定义。

在GSM或3G会话中，终端不应对这些字节和比特进行解释。

本部分中数据对象的编码符合ISO/IEC7816-6的规定。

4物理特性测试

以下测试适用于使用ID-1型或Plug-in型USIM的终端。

4.1触点压力

4.1.1定义和适用范围

触点压力应足够大以保证可靠持续的接触（例如：

克服氧化物和防止抖动产生的中断）。

4.1.2一致性要求

每一触点的压力都不应超过0.5N。

参考”TD-SCDMA/WCDMA数字蜂窝移动通信网通用用户识别模块（USIM）与终端间Cu接口技术要求第1部分：

物理、电气和逻辑特性”中第4.4.4节。

4.1.3测试目的

验证在使用有凸印和无凸印（仅适用于Plug-inUSIM）的卡时，每一触点单元的触点压力都不超过0.5N。

4.1.4测试方法

初始条件：

如果有条件，终端生产厂家应提供分离的读卡器（机械部件）来保证测量能够进行。

测试步骤：

应测量每一个触点单元的压力。

4.1.5预期结果

每一触点的压力都不超过0.5N。

4.2触点单元的曲率半径

4.2.1定义和适用范围

触点区域的曲率半径应大于等于0.8mm。

4.2.2一致性要求

在触点区域内接触单元的曲率半径应≥0.8mm。

参考“TD-SCDMA/WCDMA数字蜂窝移动通信网通用用户识别模块（USIM）与终端间Cu接口技术要求第1部分：

物理、电气和逻辑特性”中第4.4.4节。

4.2.3测试目的

验证终端符合4.2.2节的要求。

4.2.4测试方法

初始条件：

如果有条件，终端生产厂家应提供分离的读卡器（机械部件）来保证测量能够进行。

测试步骤：

应同时在两个坐标轴上测量触点单元的曲率半径。

4.2.5预期结果

任何一个触点单元的曲率半径都不小于0.8mm。

5USIM-ME接口的电气特性测试

以下测试适用于使用ID-1或Plug-in型USIM的终端。

5.1电压转换状态测试

5.1.1终端开机前的状态

5.1.1.1定义和适用范围

当终端关机时，USIM-ME接口的触点应保持在非激活状态以防止对USIM造成损坏。

5.1.1.2一致性要求

USIM-ME接口（C1、C2、C3、C7）的触点上的残留电压相对GND不应超过±0.4V。

参考“TD-SCDMA/WCDMA数字蜂窝移动通信网通用用户识别模块（USIM）与终端间Cu接口技术要求第1部分：

物理、电气和逻辑特性”中第4.4.3节。

5.1.1.3测试目的

验证终端符合5.1.1.2节的要求。

5.1.1.4测试方法

初始条件：

终端被连接到一个USIM模拟器。

USIM-ME接口的触点C1（VCC）应加载一个10KΩ的电阻。

其他的触点（C2、C3、C7）应加载一个50KΩ的电阻。

测试步骤：

应对每一个触点的残留电压进行测量。

5.1.1.5预期结果

每一个触点的残留电压相对GND都不超过±0.4V。

5.1.2USIM上电过程中的状态

5.1.2.1定义和适用范围

在用户终端开机或在供电电压转换后USIM-ME接口激活的过程中，为了防止对USIM造成损坏，各触点应按照规定的顺序来被激活。

在终端分析了ATR并确定了USIM的电压类别后，终端通过去激活USIM并以新的供电电压来激活USIM，1.8V技术的终端从1.8V转换到3V，3V技术的终端从3V转换到5V。

该测试适用于：

a）支持A类和B类操作条件的3V技术的终端。

b）支持B类和C类操作条件的1.8V技术的终端。

5.1.2.2一致性要求

a-1）当UE被软开机，USIM-ME接口的触点应按照下面的顺序被激活到3V的模式：

1.VCC稳定在StateH；

2.CLK稳定；

3.在时钟信号施加于CLK后，RST处于StateL至少达400个时钟周期。

4.在时钟信号施加于CLK后，在200个时钟周期内I/O处于StateZ。

a-2）当在3V/5V转换后,USIM-ME接口的触点应按照a-1）所给的顺序被激活到5V模式。

b-1）当UE被软开机，USIM-ME接口的触点应按照下面的顺序被激活到1.8V的模式：

1.VCC稳定在StateH；

2.CLK稳定；

3.在时钟信号施加于CLK后，RST处于StateL至少达400个时钟周期。

4.在时钟信号施加于CLK后，在200个时钟周期内I/O处于StateZ。

b-2）当在1.8V/3V转换后,USIM-ME接口的触点应按照b-1）所给的顺序被激活到3V模式。

参考“TD-SCDMA/WCDMA数字蜂窝移动通信网通用用户识别模块（USIM）与终端间Cu接口技术要求第1部分：

物理、电气和逻辑特性”中第4.4.2节。

5.1.2.3测试目的

验证USIM-ME接口上的触点按照5.1.2.2节中的要求，以正确的顺序去激活。

5.1.2.4测试方法

初始条件：

将终端连接到USIM模拟器。

测试步骤：

为了测试一致性要求中的a-1）和b-1），UE应被软开机。

为了测试一致性要求中的a-2）和b-2），UE应进行USIM-ME接口上的电压转换。

每一个激活程序的验证应开始于第一个触点离开非激活状态。

测试中应监控USIM-ME接口的整个激活过程。

5.1.2.5预期结果

USIM-ME接口的触点按照5.1.2.2节规定的顺序被激活。

5.1.3终端下电过程中的状态

5.1.3.1定义和适用范围

在用户终端软关机或为了1.8V/3V、3V/5V转换，USIM-ME接口被去激活的过程中，为了防止对USIM造成损坏，各触点应按照规定的顺序来被去激活。

在时钟停止模式和时钟运行模式下，USIM-ME接口的各触点有不同的去激活顺序。

注：

如果在UE的操作过程中USIM被移走，则此时不可能保证去激活的正确顺序，USIM可能受到的损坏也不能由型号核准测试来保证。

因此，在此情况下USIM数据的完整性不能被保证。

该测试适用于：

a）支持A类和B类操作条件的3V技术的终端。

b）支持B类和C类操作条件的1.8V技术的终端。

5.1.3.2一致性要求

a-1）基于时钟的状态，USIM-ME接口的触点应以两种方式进行去激活。

如果时钟正在运行，USIM-ME接口的触点应按照下面的顺序进行去激活：

1.RST处于低电平；

2.时钟在低电平停止；

3.I/O处于StateA；

4.VCC去激活。

如果时钟被停止并且没有被重新启动，则只要保证在VCC离开高电平前所有信号都达到低电平，允许终端以任何顺序去激活所有的触点。

a-2）当为了实现3V/5V转换,USIM-ME接口被去激活时，触点应按照a-1）所给的顺序来去激活。

b-1）基于时钟的状态，USIM-ME接口的触点应以两种方式进行去激活。

如果时钟正在运行，USIM-ME接口的触点应按照下面的顺序进行去激活：

1.RST处于低电平；

2.时钟在低电平停止；

3.I/O处于StateA；

4.VCC去激活。

如果时钟被停止并且没有被重新启动，则只要保证在VCC离开高电平前所有信号都达到底电平，允许终端以任何顺序去激活所有的触点。

b-2）当为了实现1.8V/3V转换,USIM-ME接口被去激活时，触点应按照b-1）所给的顺序来去激活。

参考“TD-SCDMA/WCDMA数字蜂窝移动通信网通用用户识别模块（USIM）与终端间Cu接口技术要求第1部分：

物理、电气和逻辑特性”中第4.4.2节。

5.1.3.3测试目的

验证基于时钟的状态（运行或停止），USIM-ME接口上的触点按照5.1.3.2节的要求，以正确的顺序去激活。

5.1.3.4测试方法

初始条件：

将终端连接到USIM模拟器。

USIM中的目录特性应指示支持时钟停止模式。

测试步骤：

为了测试一致性要求中的a-1）和b-1），UE应被软关机。

为了测试一致性要求中的a-2）和b-2），UE应进行USIM-ME接口上的电压转换。

测试中应监控USIM-ME接口的整个去激活过程。

5.1.3.5预期结果

USIM-ME接口的触点按照5.1.3.2节规定的顺序被去激活。

5.1.4热复位的时间要求

5.1.4.1定义和适用范围

USIM-ME接口在进行热复位的过程中，各触点按照一定的顺序来激活。

执行热复位过程后，USIM进入协商模式或特定模式。

5.1.4.2一致性要求

1）VCC稳定处于StateH。

2）CLK稳定。

3）RST处于StateH。

4）RST处于StateL达400个时钟周期。

5）RST处于StateH达至少400个时钟周期。

6）如果没有收到响应，在去激活之前RST应处于StateH达40000个时钟周期。

参考“TD-SCDMA/WCDMA数字蜂窝移动通信网通用用户识别模块（USIM）与终端间Cu接口技术要求第1部分：

物理、电气和逻辑特性”中第6.6节、ISO/IEC7816-3中第5.3.3节。

5.1.4.3测试目的

验证USIM-ME接口上的触点按照5.1.4.2节的要求，以正确的顺序被激活。

5.1.4.4测试方法

初始条件：

终端应被连接到一个USIM模拟器。

测试步骤：

a）操作终端发起一个热复位（TBD）

b）USIM模拟器应发送一个有效的ATR：

b-1）设置RST后400个时钟周期的状态为StateH。

b-2）设置RST后39990个时钟周期的状态为StateH。

在整个热复位过程中应监控USIM-ME接口的

各触点。

5.1.4.5预期结果

终端按照5.1.4.2节的要求执行热复位。

在步骤b-1）和b-2）终端应读取热复位响应并与USIM协调工作。

5.1.5USIM类型识别和电压转换

5.1.5.13V技术的终端在对3V技术的USIM进行类型识别时的反应

5.1.5.1.1定义和适用范围

在ATR分析期间，当3V技术的终端检测到一个3V技术的USIM，终端可以转换到5V操作模式也可以停

留在3V操作模式。

该测试适用于支持A类和B类操作条件的3V技术的终端。

5.1.5.1.2一致性要求

1）3V技术的终端首次激活USIM应使用3V的供电电压。

2）终端应分析ATR并识别USIM所支持的电压类别。

3）如果3V技术的终端识别到一个3V技术的USIM，终端可以转换到5V进行操作。

从3V电压转换到5V电压只需要在分析ATR后立即去激活USIM-ME接口（不发起任何命令），然后用5V供电电压激活USIM。

参考“TD-SCDMA/WCDMA数字蜂窝移动通信网通用用户识别模块（USIM）与终端间Cu接口技术要求第1部分：

物理、电气和逻辑特性”中第6.2节。

5.1.5.1.3测试目的

1）验证3V技术的终端首次激活使用的是3V的供电电压。

2）验证3V技术的终端能够正确识别ATR所指示的供电电压。

3）验证在分析了ATR后，3V技术的终端立即去激活USIM-ME接口（不发起任何命令），并用5V的供电电压来激活USIM；或者在整个卡会话期间继续使用3V供电电压，而不转换到5V供电电压。

5.1.5.1.4测试方法

初始条件：

在符合5.2.1节描述的标准测试条件下，终端应被连接到一个模拟3V技术的USIM模拟器。

所有的基本文件应编码为缺省值。

终端应被开机。

测试步骤：

USIM模拟器应发送一个ATR来指示3V技术的USIM。

USIM-ME接口应被监测至少1分钟，直到UE被关机。

5.1.5.1.5预期结果

1）USIM-ME接口的初次激活应使用3V的供电电压。

2）终端应以以下两种方式中的一种来响应：

a）终端在分析了从USIM接收到的ATR后立即去激活USIM-ME接口，然后用5V供电电压激活USIM。

b）USIM继续卡会话，而不转换到另一个供电电压。

5.1.5.23V技术的终端在对1.8V技术的USIM进行类型识别时的反应

5.1.5.2.1定义和适用范围

在ATR分析期间，当3V技术的终端检测到一个1.8V技术的USIM，终端应停留在3V操作模式。

该测试适用于支持A类和B类操作条件的3V技术的终端。

5.1.5.2.2一致性要求

1）3V技术的终端首次激活USIM应使用3V的供电电压。

2）终端应分析ATR并识别USIM所支持的电压类别。

3）如果在ATR分析中，3V技术的终端识别到一个1.8V技术的USIM，则终端应停留在3V操作模式。

参考“TD-SCDMA/WCDMA数字蜂窝移动通信网通用用户识别模块（USIM）与终端间Cu接口技术要求第1部分：

物理、电气和逻辑特性”中第6.2节。

5.1.5.2.3测试目的

1）验证3V技术的终端首次激活使用的是3V的供电电压。

2）