STK入门

STK(SIM Application Toolkit)，中文名为SIM卡应用工具包。它包含一系列手机与SIM卡的交互指令，SIM卡可以运行卡内的小应用程序与手机以及用户进行交互，从而实现增值服务的目的。

别名：
CAT：Card Application Toolkit，另一个常用名，Android的STK应用就被命名为CatApp
USAT：USIM Application Toolkit ，3G SIM卡的STK功能。但是一般不会特别指出是3G的STK，所以这个命令不常用。

协议
2G协议：3GPP TS 11.14
3G协议：3GPP TS 31.111
2G测试协议：3GPP TS 51.010-4
3G测试协议：3GPP TS 31.124，里面有大量引用ETSI TS 102.384的case
对于测试协议，不论51.010-4，31.124还是102.384，测试项都是27.22.*。

功能

• Profile Download，配置下载
  开机初始化SIM卡的过程中，手机告诉SIM卡手机支持哪些STK命令。
  在STK中，Download指的是手机将数据发送给SIM卡。
• Proactive SIM，主动式命令
  通过主动式命令，SIM卡可以指示手机执行一系列的行为，如：
  ○ 显示菜单
  ○ 显示文本
  ○ 发短信
  ○ 拨出电话
  ○ 发SS（辅助业务）或者USSD给网络
  ○ 发点声音
  ○ 重新初始化SIM卡或者更新手机缓存的SIM卡内容
  ○ 获取一些手机信息
  ○ 连接数据网络，上传/下载数据。
  主动式命令可以认为是STK最重要的功能之一，很多其他的功能都需要有主动式命令来构成。
• Data download to SIM，数据下载
  使用Envelope命令，下载点对点短消息或者小区广播给SIM卡。
• Menu selection，菜单选择
  菜单选择功能。一般是刚开机的时候，SIM卡发送菜单给手机，手机缓存下来，生成STK应用（如Android的CatApp）的主菜单。当用户点击进入应用的时候，该菜单会显示给客户，由用户进行选择，从而进入二级菜单或者触发其他功能。
• Call control，呼叫控制
  如果手机/SIM卡支持呼叫控制功能，则手机拨出电话的时候（以及发送SS/USSD），必须先将通话请求发送给SIM卡，SIM卡可以决定是否允许通话/拒绝通话/修改参数之后通话。
• MO Short Message control by SIM，短消息控制
  类似于呼叫控制，SIM卡也可以对发出的短消息进行控制。
• Event download，事件下载
  SIM卡可以向手机发送主动式命令（SET UP EVENT LIST），要求监听一些列事件。当这些事件发生时，手机需要使用ENVELOPE命令通知SIM卡详细的事件信息。这些事件包括：
  ○ 来电
  ○ 电话接通/挂断
  ○ 位置更新
  ○ 用户操作
  ○ 手机进入待机界面
  ○ 手机语言变化
  ○ 数据网络状态变化
  ○ 有数据到达
• BIP（Bearer Independent Protocol），承载无关业务
  一般使用BIP来表示承载无关业务，其实就是数据网络相关功能，包括5个主动式命令和2个事件。
  主动式命令包括：
  ○ OPEN CHANNEL：打开数据通道
  ○ CLOSE CHANNEL：关闭数据通道
  ○ SEND DATA：发送数据
  ○ RECEIVE DATA：接收数据
  ○ GET CHANNEL STATUS：获取数据通道状态
  事件为：
  ○ Data Available：有数据到达
  ○ Channel Status Change：数据通道状态变化

命令流程
因为手机与SIM卡之间的交互，总是手机主动给SIM卡发出命令，这意味着SIM卡是无法主动向手机发出命令的。如下图所示：

为此，定义了一个名为Fetch的命令。当手机给SIM卡发送普通命令（如Status等）的时候，SIM卡的返回值可以是：我有一条主动式命令要发出（值为91XX）。当手机收到这个返回值时候，就立即发送Fetch命令给SIM卡，从而在SIM卡的返回值中获取到这条主动式命令。在手机执行完命令之后，需要发送返回值给SIM卡。如果没有后续命令，SIM卡返回结束消息（值为9000）如下图所示：

从上图还可以看出，手机对命令的执行结果，通过Terminal Response发送给SIM卡。
Terminal Response可以是：
• 成功
• 失败，有临时性问题。如手机正在打电话，有些命令暂时不能执行。
• 失败，有永久性问题。如命令无法解析，命令超出手机执行能力，或者和网络相关的命令被网络拒绝等。

命令
根据前面的描述，可以总结出来，STK功能通过如下4个命令实现
• TERMINAL PROFILE：告知SIM卡手机对STK的支持能力。初始化SIM卡的过程中发给SIM卡。
• FETCH：手机从SIM卡获取命令
• TERMINAL RESPONSE：手机返回SIM卡执行主动式命令的结果
• ENVELOPE：手机发送数据或者事件给SIM卡。

流程举例
下图是一个最常见的STK流程
• 开机SIM卡初始化阶段，手机发送Terminal Profile给SIM卡，告知手机的支持能力。然后SIM卡将Menu菜单发送给手机，手机保存该菜单并生成CatApp。
• 开机之后，用户点击CatApp，选择菜单中的某一项，开始用SIM卡的STK交互。
• SIM卡根据用户选择的主菜单的菜单项，返回select item命令，内容是一个item 列表，用于生成子菜单
• 在子菜单中，用户选择某一项，触发不同的行为。可能是显示一段文本，或者是发送SS给网络，或者输入一段文本，等等。

命令解析
STK命令为TLV结构，即Tag（标签），Length（长度），Value（值）。
如下图所示

命令的Tag在协议11.14的第13.1和13.2章节中定义，常用的有：
• D0：Proactive SIM command tag
• D3：Menu Selection tag
• D6：Event download tag
命令TLV结构的Value部分，由多个内容TLV组成。
内容的Tag在协议11.14的第13.2章节中定义，太多，不在这里一一列举。每一种内容的value结构定义都不同，在协议的第12章定义，每一种内容有一个小节详细说明。

举例
下面是一个显示文本命令的实例。在手机开机时，会弹出欢迎界面，这个欢迎界面就是STK的主动式命令“Display Text”发起的。
命令：

D0308103012101820281028D25085C0A656C768475286237FF0C6B228FCE60A84F7F75284E2D56FD8054901A4E1A52A1FF01

解析：

D0:  TAG，表示主动式命令
30:  LENGTH，0x30=48，表示命令的VALUE部分长度为48 byte。
以下是命令内容
81:  Command details tag
03:  Command details length
01:  cmd.number
21:  cmd.type -> DISPLAY TEXT
01:  cmd.qual -> 
  high priority;
  clear message after a delay;

82:  Device identity tag
02:  Device identity length
81:  Devices.source -> SIM
02:  Devices.dest -> Display

8D:  Text string tag
25:  Text string length
08:  Data coding scheme，表示字串使用UCS2编码
5C0A:  UCS2[0]: 尊
656C:  UCS2[1]: 敬
7684:  UCS2[2]: 的
7528:  UCS2[3]: 用
6237:  UCS2[4]: 户
FF0C:  UCS2[5]: ，
6B22:  UCS2[6]: 欢
8FCE:  UCS2[7]: 迎
60A8:  UCS2[8]: 您
4F7F:  UCS2[9]: 使
7528:  UCS2[10]: 用
4E2D:  UCS2[11]: 中
56FD:  UCS2[12]: 国
8054:  UCS2[13]: 联
901A:  UCS2[14]: 通
4E1A:  UCS2[15]: 业
52A1:  UCS2[16]: 务
FF01:  UCS2[17]: ！
执行结果就是：手机立即显示“尊敬的用户，欢迎您使用中国联通业务！”，并且显示一会儿后会自动消失