CN1663302A - 使用单个无线用户身份模块同时验证多个设备 - Google Patents

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Abstract

公开了允许多个移动设备同时访问一个用户身份模块(SIM)的系统和方法。所述SIM包含一无线收发信机，所述SIM可以位于移动电话内，或可以是独立设备。所述移动设备使用无线协议，如蓝牙，以从SIM中取出识别信息。所述设备随后使用该识别信息以连接到无线通信网络，如无线局域网。通过该网络，所述设备可以访问互联网。该SIM将永不被从一个设备取出并插入到另一个设备中，并且多个设备可以同时使用该SIM。因此无论其他设备是否使用该SIM，移动电话都可以工作。

Description

使用单个无线用户身份模块同时验证多个设备
技术领域
本发明一般涉及用户身份模块(SIM)，更具体地，本发明涉及由多个设备同时使用一个SIM以获得对无线通信网络的访问。
背景技术
用户身份模块(SIM)是移动电话内的器件，用于使移动电话网能够识别并验证用户，从而网络能够授权用户拨打或接听电话。另外，SIM通过使用本领域所公知的算法对会话加密。目前大多数移动电话都使用了SIM。SIM包括处理器和存储器，并且某些类型的SIM可以从移动电话中取出。通用用户身份模块(USIM)是下一代SIM。在下文中，SIM和USIM统称为SIM。
移动电话业务运营商现在通常通过用户的移动电话为用户提供互联网访问。在移动电话会话中，SIM用于识别和验证寻求连接到互联网的用户并用于加密正被传送的数据。
无线通信网络是允许设备不使用电缆或电线连接的网络。连接到无线通信网络以通过移动计算设备(例如膝上型(laptop)计算机或手持设备)接入互联网已变得日益流行。许多移动电话网的运营商已经或将要进入与他们的移动电话业务并行的提供无线通信网络的业务。无线通信网的一个熟知的示例是无线局域网，其提供比常规的无线电话网更高的访问速度。
一些移动计算设备的用户还拥有能够进行互联网访问的移动电话。如果用户已经接入了无线通信网络，他们可以通过他们的电话或他们的移动计算设备访问互联网。然而，为访问无线通信网络，膝上型设备或手持设备必须连接到SIM。因此，每次用户想连接到无线网络时，用户或者必须为用户想用以连接到无线网络的每个设备配备一个SIM，或者必须从一个设备中取出SIM并将其插入另一设备中。第一种方案的问题是因为用户被迫预订两种不同的业务(移动电话业务和WLAN业务)或，如果同一运营商经营这两个网络，则用户必须为其用以访问互联网的每个设备计帐。另外，将使用不同的设备连接到互联网的家庭成员必须每人都具有自己的SIM，这会使帐单问题变得复杂。用户还必须使多个设备上所保持的数据同步。第二种方案的问题是不仅因为用户必须物理地取出该SIM并将其插入另一设备，还因为每次仅有一个设备可被用于接入网络。因此不能仅利用一个SIM同时进行访问。此外，如果将SIM从移动电话中取出，则电话不能被用于拨打或接听电话。因此，需要一种简单的途径，使拥有多个设备的用户能在每个设备上连接到互联网。
发明内容
本发明通过提供一种能够与移动设备进行无线通信的SIM，以使至少一个设备能够远程地使用一个SIM连接到无线网络来解决现有技术的至少一些缺陷。SIM可以出现在移动电话中，或可以是独立(stand-alone)设备。因为SIM无需物理地在这些设备中重新定位，所以在膝上型设备或手持设备访问SIM时，移动电话仍可使用。
附图说明
图1示出了在移动电话网中带有常规SIM的常规移动电话；
图2示出了依据本发明各实施例的SIM；
图3示出了依据本发明的各实施例的使用独立的SIM连接到移动电话网的移动电话；
图4示出了依据本发明各实施例的使用无线SIM以连接到无线通信网的移动计算设备；
图5示出了依据本发明的实施例的使用单个SIM的多个移动设备；
图6示出了依据本发明各实施例的一个移动计算设备与其区域内的多个SIM之间的通信；
图7示出了依据本发明的实施例的多个SIM与同一区域内的多个设备之间的通信；
图8说明了依据本发明各实施例的多个移动计算设备和移动电话使用多个SIM以访问网络；
图9示出了依据本发明的各实施例的发现用于一设备的SIM的方法；
图10示出了依据本发明的各实施例的在设备访问SIM时发送报警的方法；
图11示出了依据本发明的实施例的移动设备使用SIM以连接到无线通信网络的方法。
具体实施方式
本发明的各个方面提供了允许膝上型设备或手持设备用户无线地使用未连接到该用户的设备的用户身份模块(SIM)以访问无线通信网络的功能。SIM可以存在于移动电话内或作为独立设备。用户通过可能控制无线通信网和移动电话网的无线业务运营商来预订该业务。当用户期望借助用户的移动计算设备(例如膝上型计算机或手持设备)连接到互联网时，用户的移动计算设备与SIM无线地通信以获得识别信息。一旦获得了该信息，用户可以通过移动计算设备访问无线通信网络，如同SIM与该设备相连一样。
图1示出了能够访问互联网的移动电话一般怎样在常规的系统中工作。移动电话100包含可以取出或不可以取出的SIM 102。移动电话与连接到移动电话网络106的移动台104通信。移动电话业务运营商经营该网络106，如果移动电话用户希望使用互联网，那么该用户可以通过与互联网108相连的移动电话网106访问互联网。
SIM 102用于使移动电话网106识别移动电话用户，移动电话网106对该用户进行验证和授权，用户的信息被保存在数据库中，如归属位置寄存器(HLR)。SIM 102还通过算法对话音和数据传输加密，从而他人不能偷听到会话。如果从移动电话100中取出SIM 102，则用户不能拨打或接听电话，或访问互联网。SIM 102存储几种类型的数据。管理数据涉及制造商、业务运营商、身份和安全信息。临时网络数据是关于电话位置和临时安全性和身份值的信息。业务数据属于用户是否可以访问不同业务的信息。SIM 102还可以存储运行业务或提供特色(feature)的应用。最后，SIM 102包括用户输入的个人数据。通用用户身份模块(USIM)是与通用移动电信系统(UMTS)兼容的SIM。
图2详细描述了在本发明各方面所公开的SIM 102。该SIM包括微处理器200和存储器202，这在本领域已经标准化。该SIM还可以包括无线收发信机204。在本发明的不同实施例中，无线收发信机可以使用，但不限于蓝牙、802.11a、802.11b、红外、GSM、小范围WLAN和其他通信协议。在本发明的某些实施例中，SIM可以包含电源模块206，诸如电池，但并不是每个实施例都采用。如果SIM是以下描述的独立设备，则可以包括电源模块206。
SIM可以是移动电话的一部分和/或可以是独立设备，如果其用作独立设备，则用户可以在皮夹中携带它，这使用户可以方便地访问公共通信终端或支付高速路收费。另外，带有例如放入皮夹中的独立的SIM具有一定的安全性优点。
图3示出了在SIM是独立设备的情况下移动电话如何工作。当用户希望拨打或接听电话或访问互联网310时，移动电话300通过该电话中的无线收发信机302和SIM 304中的无线收发信机312与SIM304通信。移动电话300向SIM 304请求识别信息，SIM 304将识别信息传送到该电话300。随后该电话使用该识别信息以发送到移动台306，移动台306再将其传送到移动电话网308。该网308随后对用户进行验证和授权并处理计帐信息，如计费。如果用户希望访问互联网310，则该网308可以提供这种功能。移动电话300如同其内部具有SIM一样地工作。在本发明的不同实施例中，移动电话网可以是，但不限于GSM、WCDMA、3GPP、TDMA、CDMA、FDMA、IP电话、UMTS或PCS。另外，在不同的实施例中，SIM可以是USIM。最后，移动电话300不限于使用SIM 304。其可以使用其他的SIM连接到移动电话网308。在某些实施例中，可以配置电话300以自动使用电话用户的SIM，但仍可被重新配置以使用另一SIM。
如果SIM被包含在移动电话中，与在一些实施例中一样，该系统的功能与图1的系统类似。如图2所示，SIM 102可以包含无线收发信机204，另外其可以包含电源模块206。如上所述，在本发明的不同实施例中，移动电话网络可以是，但不限于GSM、WCDMA、3GPP、TDMA、CDMA、FDMA、IP电话、UMTS或PCS，另外，在不同的实施例中，SIM可以是USIM。
图4示出了在本发明中移动计算设备400怎样连接到无线通信网络。移动计算设备400可以包含一个或多个无线收发信机402和404。当用户期望访问无线通信网络408时，移动计算设备400必须定位SIM406。在一些实施例中，可以预先配置设备400以使用SIM 406，或用户可以告诉设备使用SIM 406。在另外的实施例中，设备可以搜索附近的SIM并向用户返回一个SIM的列表，用户随后可以选择使用哪个SIM。如上面所解释的，SIM 406可以被集成进移动电话中，或在不同的实施例中，SIM 406可以是独立设备。一旦定位了SIM 406，则无线收发信机404与该SIM通信。在不同的实施例中，无线收发信机404可以使用，但不限于蓝牙、802.11a、802.11b、红外、GSM或小范围WLAN。SIM 406向移动计算设备400提供识别信息，移动计算设备400随后可以使用该识别信息连接到无线通信网408。移动计算设备400可以使用同一个无线收发信机404或不同的无线收发信机402与无线通信网408通信。与无线通信网通信的收发信机可以使用，但不限于802.11a、802.11b、GSM或WLAN。用于通信路径414和416的协议无需用于通信路径418和420。此外，出于安全性的目的，用于通信路径414的协议可以与用于路径416的不同，并且用于路径418的协议可以与用于路径420的不同。例如，收发信机404可以用蓝牙传送，而SIM 406可以用红外返回。此外，在不同的实施例中，SIM 406可以是USIM。移动计算设备400和SIM 406之间的通信不包括安全数据(如加密算法或长期密钥)的传送。而是当设备400请求访问安全数据时，其向SIM 406发送询问，SIM 406再向设备400发送回一响应。例如，设备400需要一些数据被解密，所以它向SIM406发送一个询问请求解密。SIM 406将使用所存储的算法解密该数据，并且SIM 406将把这些数据传送回设备400。因此安全数据不会被泄露。
无线通信网络408执行其自己的验证和授权，但其能与移动电话网412通信。一旦发生了验证和授权，用户可以访问无线通信网408和与无线通信网408相连的互联网410。
在这一点上，移动计算设备400如同SIM 406被插入该设备400中一样地工作。然而，因为SIM 406未被插入到设备400中，并因为SIM 406是无线的，所以其他设备可以同时使用该SIM来使网络进行验证。图5示出了多个设备同时访问该网络的系统。设备500、502和504都可以向SIM 506请求识别信息。SIM 506可以是移动电话的一部分，或者是独立设备。在一些实施例中，设备500可以是使用识别信息以与移动电话网510通信的移动电话。在一些实施例中，设备502可以是手持设备，如个人数字助理(PDA)，并且设备504可以是膝上型计算机，它们都可以使用该识别信息与无线通信网508通信。因此，系统允许多个设备使用来自同一SIM的相同识别信息同时访问被共同的运营商经营的不同的网络。通过该系统，用户可以通过该用户的膝上型计算机访问无线通信网508而不丧失利用用户的移动电话拨打和接听电话呼叫的能力。此外，在不同的实施例中，SIM 506可以是USIM。
图6示出了当单个移动计算设备600在多个SIM 604、606、608、和610的范围内的情景。在一些实施例中，设备的用户将预先配置设备600，从而无线收发信机602知道总是使用例如SIM 604。在另外的实施例中，在用户想要连接到无线通信网时，设备的用户将通知设备使用例如SIM 604。再在另外的实施例中，设备将搜索该区域中的SIM。设备将向用户显示菜单，示出在该范围内的SIM 604、606、608和610的列表。随后用户从菜单中选择使用哪个SIM。此外，在不同的实施例中，SIM可以是USIM。
图7示出了在多个SIM 700、702和704的同一区域中存在多个移动计算设备708、710和712的场景。SIM 704包含在移动电话706中。然而，其以与SIM 700和702相同的方式操作。如果被验证并授权，任何移动计算设备可以使用任何一个SIM。此外，如果被验证并授权，所有这三个设备708、710和712都可以同时使用相同的SIM以获得识别信息。如上面所述，即使移动计算设备708、710和712正在使用SIM 704，也可以使用移动电话706。此外，在不同的实施例中，任一SIM可以是USIM。
图8说明了本发明的一个实施例。移动电话800可以使用嵌入的SIM 802以通过移动台806与移动电话网808相连接。或者如果移动电话用户拥有独立的SIM 804，则移动电话800可以使用该SIM连接到移动电话网808。在这种情况下，移动电话800通过无线协议(如蓝牙)与SIM 804通信。移动电话800可以使用移动电话网拨打和接听电话并访问互联网816。也拥有移动计算设备如膝上型计算机810或手持设备812的用户可能希望连接到无线通信网814，如WLAN。用户可以访问该用户的移动电话800中的SIM 802或独立的SIM 804。不管用什么方式，膝上型计算机810和手持设备812都可以使用无线协议(诸如蓝牙)与SIM 802或SIM 804通信。使用从SIM 802或SIM 804中取出的识别信息，无线通信网814可以对用户进行验证和授权。随后，用户可以访问无线通信网814和互联网816。
本实施例的几个特征使其非常实用。膝上型计算机810和手持设备812可以同时使用SIM 802或SIM 804。SIM 802不必从移动电话800中取出以被膝上型计算机810或手持设备812使用。在膝上型计算机810或手持设备812正使用SIM 802时，移动电话800可以通过移动电话网808拨打或接听电话，并访问互联网816。同一运营商可能既经营无线通信网814又经营移动电话网808。因而，用户仅向一个网络运营商预订，仍具有相同的安全级别并访问两个网络。由于用户可以通过单个运营商和单个帐户接收他所有的互联网和移动电话访问，所以这简化了帐户计费。另外，移动电话网808和无线通信网814可以支持相互验证，意味着相同的识别信息在两个网络上都能验证用户。
在一些实施例中，网络业务运营商可能希望实现附加的特性。首先，运营商可能使他们的用户数据库(例如HLR和HSSLR)中的任何改变最小化。另外，移动电话网和无线通信网可以支持常规SIM和USIM。运营商可将用于移动设备的软件的改变和对管理该软件的需求最小化。最后，系统可能支持无线网络中的现存硬件。
图9的流程图更详细地描述了搜索SIM的步骤。在判定步骤900中，设备将确定其是否被预配置为使用某个SIM。如果是这样，则进入步骤910以尝试访问该SIM。如果不是，则设备在步骤902中要求用户输入SIM。如果用户进行了输入，在步骤910中，设备将尝试访问该SIM。如果用户未进行输入，则在步骤904中，设备将搜索在该区域中的SIM，并在步骤906返回一个带有可用SIM的列表的菜单。在步骤908中，用户可能选择一个SIM，并且设备在步骤910中尝试访问该SIM。步骤910与图10中的步骤1000相同。因此，如下所述，与步骤1002中一样，当用户试图访问该SIM时，在步骤912，SIM的拥有者(可能与该用户为同一人)会被提示。
系统提供安全性以防止未授权用户使用SIM。首先，任何用户必须输入凭证(如密码)，以证实他被授权使用该SIM。另外，SIM可以被编程以用于特定的设备。然而，该方法可以限制SIM的功能与兼容性。相对小范围的SIM提供了针对未授权用户的额外的安全级别，虽然这部分地依赖于在SIM和设备之间的通信所使用的协议的类型。无论如何，拥有者知道潜在的未授权用户必定在由使用的无线协议所指明的特定范围内。另外的安全性措施是SIM可以被断电以防止他人访问。防止未授权使用的另外的步骤是当有人试图访问SIM时，可以向SIM发出报警，或将报警传送到指定的设备。如果报警直接到达SIM，其可以发出嘟嘟声，或给出其他类型的信号。如果报警到达指定的设备，则将显示一条消息通知用户该访问。用户可以决定该访问是否被授权并可以允许或不允许该访问。
在流程图10中进一步详细描述了该处理的步骤。在步骤1000中，设备X(例如，移动电话或移动计算设备)访问一SIM(内嵌在移动电话中或独立)。在步骤1002中，该SIM向预先确定的主设备A无线发送一报警。主设备很可能是用户使用最频繁或带在身上的设备。在步骤1004，在设备A处的用户接收到在该设备上弹出的消息形式的报警。该消息通知用户另一设备已经从该SIM请求识别信息，并在判定步骤106中，该消息为用户展现了允许该访问或不允许该访问的选择。如果用户选择不允许该访问，在步骤1008将向SIM发送一条消息以拒绝访问该请求设备，并且在步骤1012中该SIM将不会向该请求设备发送识别信息。另一方面，如果用户选择允许该访问，则在步骤1010中，设备将向SIM发送一条消息以允许访问设备的访问。在这种情况下，在步骤1012中，该SIM将准许对该请求设备访问。
图11更详细地示出了当移动设备用户希望与无线通信网连接时，从SIM中取出识别信息的过程。在步骤1100，设备向一SIM请求识别信息。在步骤1102，该SIM向该设备发送一询问，这是第一层安全性。在步骤1104，用户将被提示输入用户凭证，并且在步骤1106设备将向该SIM发送回带有该凭证的响应。在步骤1108，SIM将尝试验证该用户。如果响应是无效的，则在步骤1122，用户将拒绝对该识别信息的访问。如果响应是有效的，在步骤1110，SIM将把识别信息发送到该设备，并且在步骤1112，设备将连接到无线通信网。在步骤1114，该网络将要求用户输入密码，这是第二层安全性。在步骤1116，用户将输入密码，并且在判定步骤1118，网络将试图验证用户。如果用户不能被验证，则在步骤1120，网络将拒绝访问。如果网络可以验证用户，则在步骤1124，网络将试图对用户授权。如果用户不能被授权，则在步骤1126网络将拒绝访问。如果网络可以对用户授权，则在步骤1128，其将准许访问。
图12示出了发明的另一方面，设备间的信息的自动同步。本发明的这一方面消除了人工重新输入数据的需要和通过软件手工同步数据的需要。图12中的同步自动进行，并对用户透明。用户可以在与SIM 1204通信的移动电话1202上输入数据1200(如电话本的条目)。当膝上型计算机1206和手持设备1208开始与SIM 1204通信时，SIM自动同步膝上型计算机1206和手持设备1208，更新它们的电话本。在一些实施例中，数据1200可以存储在电话1202上，并且，SIM 1204可以通过从电话1202中提取数据1200并将其发送到膝上型计算机1206和手持设备1208来提供同步。在另外的实施例中，数据1200可以存储在SIM 1204自身中。因而，当数据输入到电话1202时，其将迅速传送到SIM 1204。在一些实施例中，SIM 1204可以包含在电话1202中，此外在一些实施例中，SIM 1204可以是USIM。
虽然本发明是针对包括执行本发明的当前优选模式的特定示例描述的，本领域技术人员应意识到存在着对上述系统和技术的大量变化和改变。因此，所附权利要求所阐明的本发明的精神和范围应被广义解释。

Claims (28)

1、一种用于连接到网络的方法，包括以下步骤：
由数据处理设备从用户身份模块(SIM)请求信息，所述SIM与一个收发信机相关联；
在所述数据处理设备处从所述SIM接收所述信息；以及
使用所述信息以便连接到所述网络。
2、根据权利要求1所述的方法，其中请求所述信息的步骤包括以下步骤：
定位区域中的SIM；
将网络验证凭证(credential)输入到所述数据处理设备；
将所述网络验证凭证和设备验证信息传送到所述SIM；
核实所述设备验证信息；以及
使用所述网络验证凭证验证所述数据处理设备。
3、根据权利要求1所述的方法，其中接收所述信息的步骤包括以下步骤：
将所述请求的信息传送回所述数据处理设备。
4、根据权利要求1所述的方法，其中使用所述信息以便连接到所述网络的步骤包括以下步骤：
定位所述数据处理设备可以与之通信的网络；
向所述网络传送识别信息；
由所述网络验证所述数据处理设备；
授权所述数据处理设备使用所述网络。
5、根据权利要求1所述的方法，其中所述网络是无线通信网络。
6、根据权利要求5所述的方法，其中所述无线通信网络是无线局域网。
7、根据权利要求1所述的方法，其中请求所述信息并接收所述信息的步骤使用无线协议进行。
8、根据权利要求7所述的方法，其中所述无线协议是蓝牙。
9、根据权利要求1所述的方法，其中所述数据处理设备是手持设备。
10、根据权利要求1所述的方法，其中所述数据处理设备是膝上型计算机。
11、根据权利要求1所述的方法，其中所述SIM位于一移动电话中，并且所述移动电话提供所述收发信机。
12、根据权利要求1所述的方法，其中所述SIM是独立设备。
13、根据权利要求1所述的方法，其中所述SIM是通用用户身份模块(USIM)。
14、一种用户身份模块(SIM)，所述SIM包括：
微处理器；
存储器；以及
收发信机。
15、根据权利要求14所述的SIM，还包括
电源模块。
16、根据权利要求14所述的SIM，其中所述收发信机是无线的。
17、根据权利要求15所述的SIM，其中所述SIM作为独立设备操作。
18、根据权利要求14所述的SIM，其中所述SIM包含在移动设备中。
19、一种用于提供对用户身份模块(SIM)的同时访问的系统，所述系统包括：
带有无线收发信机的SIM；
能够与所述SIM通信的一个或多个移动设备。
20、根据权利要求19所述的系统，其中所述移动设备一从所述SIM接收到识别信息就能够访问无线通信网络和互联网。
21、根据权利要求19所述的系统，其中所述SIM在所述移动设备间自动同步数据。
22、一种计算机可读介质，包括计算机可读指令，当被处理器执行时，所述计算机可读指令使计算机执行以下步骤：
利用预先配置的信息、用户输入的信息或者通过搜索周围的区域，以无线方式定位用户身份模块(SIM)；
接收用户输入用于验证凭证；
向所述SIM发送所述凭证；
从所述SIM接收验证信息和识别信息；以及
使用所述识别信息访问无线通信网络。
23、一种用于自动同步数据的方法，包括以下步骤：
将所述数据输入一设备；
将所述数据传送到用户身份模块(SIM)；
将所述数据发送到与所述SIM通信的其他设备。
24、根据权利要求23所述的方法，其中所述传送和发送所述数据的步骤使用无线协议进行。
25、根据权利要求23所述的方法，还包括在所述SIM中存储所述数据的步骤。
26、一种用于使网络验证数据处理设备的系统，所述系统包括：
与一个或多个数据处理设备通信的用户身份模块(SIM)；
所述数据处理设备向所述SIM发送设备验证信息以将所述设备验证为有效设备；
所述SIM向所述设备传送所述识别信息；以及
所述设备使用所述识别信息以使网络对其进行验证。
27、根据权利要求26所述的系统，其中所述网络是无线网络。
28、根据权利要求26所述的系统，其中在所述SIM和所述数据处理设备之间的所述通信使用无线协议进行。
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