CN100571318C - 基于频移键控方式的ic卡电话通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于频移键控方式的IC卡电话通信方法，其主要方案是IC卡终端与处理平台之间通过FSK信息方式承载和传输加密序列、加密卡信息、被叫号码信息及其它交互的信息，由处理平台进行鉴权和计费；如果IC卡终端扣费正确则周期性向处理平台发送防盗打信号，处理平台鉴别防盗打信号的正确性，如果错误则释放呼叫；当通信结束后主叫先挂机时，处理平台收到主叫挂机标识信号后首先切断被叫侧的呼叫，释放处理平台与被叫侧之间的话路，然后再进行余额信息的处理和最后释放呼叫。使用本发明提出的方法，使得IC卡终端与处理平台之间的信息交互流程更加简单、清晰，提高了信息交互效率，并能及时释放话路，节约中继资源。

Description

基于频移键控方式的IC卡电话通信方法

技术领域

本发明涉及智能公用电话领域，具体的说，涉及一种基于频移键控(FSK)方式的IC卡电话的通信方法。

背景技术

储值IC卡电话作为公用电话的一种，自1996年推出以来，以其全国漫游、方便快捷、消费透明等特点，得到了广大消费者的青睐。目前的储值IC卡电话系统主要有两种模式：一、离线式，即将全部功能都集中于终端话机上，即费率、有效卡数据贮存在终端，由终端来完成认证、计费、话路接续及话单统计。这种离线方式存在的问题有：通话过程中产生的话单不能实时统计，造成统计数据缺乏实时性，费率管理和终端管理困难，存在盗打和伪卡的漏洞；二、基于双音多频(DTMF)方式的在线实时通信方式，即储值IC卡终端和处理平台之间以DTMF作为信息的承载方式进行信息传输(《智能公用电话系统技术要求》，YD/T 1308-2004)，实现实时通信。在《智能公用电话系统技术要求》(YD/T 1308-2004)标准中，规定了基于DTMF方式的储值IC卡终端和处理平台之间的呼叫流程交互协议，具体如下：

1、用户摘机，插卡，拨被叫号码，终端自动拨接入码接入处理平台；

2、处理平台向终端下发加密序列；

3、终端向处理平台发送卡信息，含卡号，密码、余额等信息；

4、处理平台对卡信息进行验证，向终端下发验证码。如验证正确，则继续下一步；否则，释放呼叫；

5、终端向处理平台发送缓存的部分被叫号码；

6、处理平台根据收到的部分被叫号码等信息，确定费率。如果无法确定费率，则处理平台向终端下发验证码C#。

7、终端收到验证码C#后，继续向处理平台发送剩余的被叫号码。处理平台根据收到的部分被叫号码等信息，再确定费率。这样，反复进行步骤6，直到能确定费率为止；

8、处理平台向终端下发计费信息，计费信息中包含费率信息、剩余被叫号码长度等；

9、终端向处理平台发送费率验证码。如验证正确，则继续下一步；否则，重复三次步骤7；

10、终端向处理平台发送剩余的被叫号码；

11、处理平台接续被叫；

12、被叫摘机应答后，处理平台向终端下发计费信号。终端在收到计费信号后，开始扣费。如终端扣费正确，向平台发送脉搏信号；如终端扣费出错，则终端挂机，进行步骤15。

13、处理平台对每次收到的脉搏信号进行验证，如正确，则主、被叫双方通话，继续进行下一步；如不正确，则释放呼叫；

14、终端在下一个计时单位到达时开始扣费。如终端扣费正确，则周期性向平台发送脉搏信号，进行步骤13；如终端扣费出错，则终端挂机，进行步骤15。

15、主叫挂机时，终端向处理平台发送余额信息；

16、处理平台对余额信息进行验证，并向终端发送验证码后释放呼叫；

17、终端挂机释放。

上述交互流程在实际应用中存在下列缺点：

1、确定费率以及对被叫号码的处理过程繁琐、复杂。以上交互流程采用终端缓存拨号方式，在用户拨打被叫号码的过程中，同时进行计费信息的确定和交互。由于此时缓存的被叫号码还不是完整的被叫号码，因此存在根据这部分被叫号码尚无法确定费率的情况，比如缓存的被叫号码为89，而确定费率需要的最少位的被叫号码字冠为8902，这样需要处理平台和终端进行多次后续被叫号码的交互才能确定费率信息。在费率确定后，终端还需要向平台发送剩余的后续被叫号码，这样确定费率的过程以及后续被叫号码的处理过程相当繁琐和复杂。

2、主叫挂机时，无法及时释放话路，浪费中继资源。在上述步骤15中，在通话结束后主叫挂机时，因为其要向处理平台发送余额信息，在余额下发完之前需要保持终端到处理平台之间的话路，所以此时主叫终端并没有实际挂机，处理平台收不到主叫挂机信号，也就不会切断被叫侧的话路，也就是说在主叫终端下发完余额后到收到处理平台下发的验证码并真正挂机之前，从处理平台到被叫侧的话路一直保持着，并没有及时释放，这样就继续占用中继资源，相应的浪费了资源。

3、处理平台和终端之间的交互时间过长。以上交互流程以DTMF作为信息的承载方式。按照《智能公用电话系统技术要求》(YD/T 1308-2004)标准中规定的DTMF信号标准，DTMF信号持续/间隔时间应为50-70ms。按照DTMF信号需要的最小的持续/间隔时间的50ms来计算的话，传送一个DTMF信号的时间至少为100ms，每秒传送的DTMF信号最多为10个。在以上交互流程中，加密序列信息、卡信息、被叫号码信息、计费信息等信息长度大概在60位左右，这样交互时间至少需要6秒。而这仅仅是按照DTMF信号理想的需要的最小持续/间隔时间计算出来的值。在实际情况中考虑到线路传输的影响以及DTMF信号接收的灵敏度及稳定性，DTMF信号往往采用持续/间隔时间为大于50ms的信号，如采用持续/间隔时间为70ms的DTMF信号，这使得在实际应用中整个信息交互时间会变得更长。

发明内容

本发明的目的就是提出一种交互过程简单、交互速度快并且能够及时释放话路的IC卡电话的通信方法。

基于频移键控方式的IC卡电话通信方法，包括下列步骤：

第一步：终端拨接入码接入处理平台；

第二步：处理平台向终端发送含有加密序列的FSK消息；

第三步：终端根据收到的加密序列对卡信息进行加密，并将加密后的卡信息通过FSK消息向处理平台上传；

第四步：处理平台对收到的卡信息进行验证，如果验证通过则向终端下发确认的FSK消息，否则向终端下发拒绝的FSK消息并释放呼叫后结束；

第五步：终端向处理平台上传含有被叫号码的FSK消息；

第六步：处理平台根据主、被叫号码得到计费信息并向终端下发含有计费信息的FSK消息；

第七步：处理平台接续被叫，被叫应答后，处理平台向终端下发含有启动计费信号的FSK消息；

第八步：终端收到启动计费信号后，根据计费信息开始进行扣费，如果扣费正确则周期性地向处理平台发送防盗打信号，否则执行第十一步；

第九步：处理平台对每次收到的防盗打信号进行验证，如果正确则继续，否则处理平台释放呼叫；

第十步：通话结束后主叫挂机；

第十一步：终端向处理平台发送主叫挂机标识信号；

第十二步：处理平台收到主叫挂机标识信号后切断被叫侧的呼叫，释放处理平台与被叫侧之间的话路；

第十三步：处理平台向终端下发含有余额请求的FSK消息；

第十四步：终端向处理平台上传含有余额信息的FSK消息；

第十五步：处理平台接收到余额信息后向终端下发释放消息并释放呼叫；

第十六步：终端释放呼叫后结束。

本发明提出的在储值IC卡终端和处理平台之间基于FSK方式进行信息交互的通信方法，和现有技术中《智能公用电话系统技术要求》标准中规定的通信方法相比具有如下优点：

1、交互流程简单、清晰。本发明不需要采用缓存拨号方式，终端一次性将被叫号码发送给处理平台，处理平台根据完整的被叫号码一次性确定费率，不需要终端反复发送后续被叫号码来确定费率，也不需要对后续被叫号码的处理，处理过程简单、清晰。

2、主叫挂机时，能够及时释放话路，节约中继资源。本发明提出的主叫挂机后的余额下发方式中，在通话结束、主叫挂机和终端开始发送余额之前，处理平台能及时切断被叫侧的呼叫，释放话路，即可节约中继资源。

3、交互时间大大缩短。本发明采用FSK进行信息的承载方式。根据FSK信号的传输标准，FSK信号采用连续相位的二进制、逻辑1/0频率分别为1200HZ/2400HZ(ITU-T V.22)或者1300HZ/2100HZ(ITU-T V.23)的数字调制的二进制信号以1200比特/秒传送，理论上每秒可以传送16进制字符数可达到150个，较DTMF方式，FSK方式的效率是DTMF的10几倍，这样大大减少了终端和平台之间信息交互的时间开销。

附图说明

图1是本发明提出的方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

在图1中除接入码、防盗打信号、主叫挂机标识信号使用DTMF信号外，处理平台和终端之间其他的信息交互均采用双向的FSK传送方式。处理平台可以是智能网平台，也可以是专用的智能公话平台，具有FSK信号的收发处理功能。终端为DTMF/FSK制式的智能终端，具有DTMF信号、FSK信号收发处理功能。终端和处理平台之间按照图1中的信息交互流程进行信息交互。具体实现时，FSK信号采用连续相位的二进制、传输速度为1200比特/秒、逻辑1/0频率分别为1200HZ/2400HZ(ITU-T V.22)或者1300HZ/2100HZ(ITU-T V.23)的FSK信号。每个FSK信息包括同步引导串、信息类型、信息长度、信息内容和校验和几个部分。FSK信号的传输直接使用终端和处理平台之间已经建立的话路，按照既定的格式封装为“帧”(或者信息包)进行端到端的传输。其中信息内容采用16进制按照如下格式传送：消息标识A+消息实体B。消息标识是进行消息识别的标志，终端和处理平台以此标识进行信息识别和判定。例如，本发明中的消息格式可用如表1方式表示：

表1：

消息名称	消息标识	消息内容	说明
				加密序列	A<sub>1</sub>	随机数
卡信息	A<sub>2</sub>	内容包括话机识别码、卡号信息、余额信息、校验码等
				验证信息	A<sub>3</sub>	内容包括确认或拒绝信息	确认信息表示验证通过；拒绝信息表示验证不通过。
被叫号码	A<sub>4</sub>	被叫号码(变长)
				计费信息	A<sub>5</sub>	内容包括类型码(a)、计费信息(b<sub>1</sub>b<sub>2</sub>...b<sub>n</sub>)、校验码(m)。	类型码(a)、计费信息b1b2...bn)、校验码(m)的详细定义符合《智能公用电话系统技术要求》(YD/T1308-2004)标准中的要求。
余额请求	A<sub>6</sub>
				余额信息	A<sub>7</sub>	内容包括余额、本次扣费金额、本次扣费次数等信息
计费信号	A<sub>8</sub>
				防盗打信号		变化的一位DTMF信号
主叫挂机标识信号		固定的两位DTMF信号

图1中终端在向处理平台上传的卡信息为经过加密的卡信息。终端和处理平台根据加密序列按照加密算法得到加密结果(密文Z)。终端根据密文Z对卡信息进行加密，处理平台根据密文Z对卡信息进行解密。图1中的对卡信息的鉴权，包括对卡有效性的鉴定、卡上余额的鉴定等。防盗打信号根据密文Z产生。为有效防止在通话过程中通过按键操作(DTMF信号：0～9，*，#)模拟防盗打信号来盗打的情况，在本发明的一个实施例中按照如下方式产生防盗打信号r：

r_n＝(z_nmod 3+14)&15(n＝1～6，z_n为密文的某一位)

防盗打信号按照r₁ r₂ r₃ r₄ r₅ r₆的顺序进行循环。

在本发明中，在实现通话结束后终端向处理平台发送余额功能时，当主叫先挂机后，终端向处理平台发送主叫挂机标识信号，但并不实际挂机。处理平台收到该信号后立即切断被叫侧呼叫，释放被叫侧的话路，并向主叫终端发送余额请求消息。终端收到余额请求消息后，向处理平台发送余额消息。处理平台对余额信息进行验证，向终端发送验证信息。而在被叫挂机时，处理平台到被叫侧的话路自动切断，处理平台到主叫侧的话路还还处于接通状态，这时处理平台可以直接向终端发送余额请求消息。但是由于主叫终端的话筒、听筒还处于打开状态，为了使主叫终端及时关掉话筒、听筒，避免让用户听到DTMF或者信号交互的声音，处理平台可以采取某种方式，如向终端发送催挂音，或者向终端发送一次FSLAH闪断的方式通知主叫终端及时挂机，关掉话筒、听筒。当主叫终端挂机时，进入主叫挂机流程。

为了区分通话过程中终端发送的防盗打信号，主叫挂机标识信号采用固定的两位的DTMF信号(例如a#)进行标识。

下面以处理平台为智能网平台，在被叫挂机时采用处理平台发送催挂音的方式通知主叫终端挂机，结合图1详细说明本发明的实施过程：

第一步，用户摘机，插卡，拨打被叫号码。具有FSK信号收发处理功能的IC卡终端自动拨接入码通过电信网络接入处理平台的业务交换点(SSP)。

第二步，具有收发处理FSK信号功能的SSP拦截呼叫，通过业务控制点(SCP)处理后，先建立终端和处理平台之间的话路联系。

第三步，SCP使用包括FSK信号收发处理功能的扩展智能网应用规程(INAP)操作(简称扩展INAP操作，以下同)和SSP进行通信，并通过已经建立的话路向IC卡终端发送加密序列消息。

第四步，IC卡终端根据收到的加密序列按照加密算法对卡信息进行加密，并通过已经建立的话路向处理平台的SSP发送加密的卡信息。处理平台的SCP通过扩展INAP操作和SSP进行通信，接收卡信息。

第五步，处理平台对卡信息进行解密并对卡信息进行鉴权，包括卡有效性、余额有效的鉴定等。如鉴权通过，SCP使用扩展INAP操作和SSP进行通信，并通过已经建立的话路向IC卡终端发送确认消息后，继续进行下一步；如鉴权不通过，SCP使用扩展INAP操作和SSP进行通信，并通过已经建立的话路向IC卡终端发送拒绝消息，释放呼叫后结束。

第六步，IC卡终端通过已经建立的话路向处理平台的SSP发送被叫号码信息。处理平台的SCP通过扩展INAP操作和SSP进行通信，接收被叫号码信息。

第七步，处理平台根据主叫号码、被叫号码等信息确定计费信息，并使用扩展INAP操作和SSP进行通信，并通过已经建立的话路向IC卡终端发送计费信息。

第八步，IC卡终端对接收到的计费信息进行验证，并通过已经建立的话路向处理平台的SSP发送验证结果消息(确认或拒绝消息)。处理平台的SCP通过扩展INAP操作和SSP进行通信，接收IC卡终端发上来的验证信息。如为确认消息，则继续进行下一步；否则，处理平台释放呼叫。

第九步，处理平台通过SSP以及电信网络接续被叫。

第十步，被叫应答后，处理平台的SCP使用扩展INAP操作和SSP进行通信，并通过已经建立的话路向IC卡终端发送启动计费信号消息。

第十一步，IC卡终端收到启动计费信号消息后，根据计费信息在计时单位处开始从IC卡上扣除费用。如IC卡终端扣费正确，则IC卡终端通过已经建立的话路向处理平台的SSP发送防盗打信号，SSP将防盗打信号上报给处理平台的SCP；如IC卡终端扣费失败，则执行第十四步中的主叫挂机处理流程。

第十二步，处理平台SCP对IC卡终端发送上来的防盗打信号进行判断。如正确，则双方继续通话，继续进行下一步；如不正确，则处理平台的SCP释放呼叫。

第十三步，如果被叫先挂机，处理平台向主叫IC卡终端送催挂音。IC卡终端收到催挂音后，通过已经建立的话路向处理平台的SSP发送主叫挂机标识信号，SSP收到后上报给SCP，然后进入第十六步。而主叫先挂机时，则直接进行第十四步。

第十四步，IC卡终端通过已经建立的话路向处理平台的SSP发送主叫挂机标识信号，SP收到后上报给SCP。

第十五步，处理平台的SCP收到主叫挂机标识信号后，SSP切断被叫侧的呼叫，释放和被叫侧之间的话路。

第十六步，SCP使用扩展INAP操作和SSP进行通信，并通过已经建立的话路向IC卡终端余额请求消息。

第十七步，IC卡终端收到余额请求消息后，通过已经建立的话路向处理平台的SSP发送余额信息。处理平台的SCP通过扩展INAP操作和SSP进行通信，接收余额信息并进行验证。

第十八步，处理平台的SCP使用扩展INAP操作和SSP进行通信，并通过已经建立的话路向IC卡终端发送释放消息。

第十九步，IC卡终端释放呼叫，处理平台的SCP出话单后释放呼叫。

Claims (16)

1、基于频移键控方式的IC卡电话通信方法，其特征在于包括下列步骤：

第一步：终端拨接入码接入处理平台；

第二步：处理平台向终端发送含有加密序列的FSK消息；

第三步：终端根据收到的加密序列对卡信息进行加密，并将加密后的卡信息通过FSK消息向处理平台上传；

第四步：处理平台对收到的卡信息进行验证，如果验证通过则向终端下发确认的FSK消息，否则向终端下发拒绝的FSK消息并释放呼叫后结束；

第五步：终端向处理平台上传含有被叫号码的FSK消息；

第六步：处理平台根据主、被叫号码得到计费信息并向终端下发含有计费信息的FSK消息；

第七步：处理平台接续被叫，被叫应答后，处理平台向终端下发含有启动计费信号的FSK消息；

第八步：终端收到启动计费信号后，根据计费信息开始进行扣费，如果扣费正确则周期性地向处理平台发送防盗打信号，否则执行第十一步；

第九步：处理平台对每次收到的防盗打信号进行验证，如果正确则继续，否则处理平台释放呼叫；

第十步：通话结束后主叫挂机；

第十一步：终端向处理平台发送主叫挂机标识信号；

第十二步：处理平台收到主叫挂机标识信号后切断被叫侧的呼叫，释放处理平台与被叫侧之间的话路；

第十三步：处理平台向终端下发含有余额请求的FSK消息；

第十四步：终端向处理平台上传含有余额信息的FSK消息；

第十五步：处理平台接收到余额信息后向终端下发释放消息并释放呼叫；

第十六步：终端释放呼叫后结束。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第六步后，终端收到计费信息后对计费信息进行验证，并向处理平台上传含有验证结果的FSK消息，如果处理平台收到的是验证通过信息则继续执行第七步；否则释放呼叫。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述第八步具体包括：终端在收到启动计费信号后开始从IC卡扣费，并在随后的每个计时单位到达时进行扣费，如果扣费正确则周期性地向处理平台发送防盗打信号，否则执行第十一步。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤十中，如果被叫先挂机，则处理平台向主叫终端发送提示信号，主叫终端收到提示信号后向处理平台发送主叫挂机标识信号，处理平台收到主叫挂机标识信号后执行第十三步。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述第十五步中，处理平台接收到余额信息后还对余额信息进行验证，然后向终端下发含有验证信息的FSK消息，最后向终端下发释放消息并释放呼叫。

6、根据权利要求1-5的任一项所述的方法，其特征在于所述第四步中处理平台对收到的卡信息进行验证是指处理平台对接收到的卡信息进行解密和鉴权。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述鉴权包括对IC卡的有效性和卡上余额的鉴定。

8、根据权利要求1-5的任一项所述的方法，其特征在于所述防盗打信号和主叫挂机标识信号以DTMF信号方式传送。

9、根据权利要求1-5的任一项所述的方法，其特征在于所述的FSK信号为连续相位的二进制、传输速度为1200比特/秒、频率分别为1200HZ/2400HZ或者1300HZ/2100HZ的FSK信号。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述FSK信号按照既定格式封装为帧或消息包，使用终端和处理平台之间已经建立的话路进行端到端的传输。

11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于所述传输的信息内容采用16进制按照“消息标识+消息实体”的格式进行传输。

12、根据权利要求1-5的任一项所述的方法，其特征在于所述第二步具体包括：处理平台的业务交换点拦截呼叫，通过业务控制点处理后，先建立终端和处理平台之间的话路联系；业务控制点使用包括FSK信号收发处理功能的扩展智能网应用规程操作和业务交换点进行通信，并通过已经建立的话路向终端发送加密序列消息。

13、根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述防盗打信号为周期性的心跳信号。

14、根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述主叫挂机标识信号为固定的两位的DTMF信号。

15、根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述提示信号为催挂音信号或闪断信号。

16、根据权利要求13所述的方法，其特征在于所述防盗打信号用r表示，根据密文Z产生，防盗打信号r的产生方法为：

r_n＝(z_n mod 3+14)&15，

其中，n＝1～6，z_n为密文的某一位，

防盗打信号按照r₁ r₂ r₃ r₄ r₅ r₆的顺序进行循环。

Images