CN101971648B - 移动设备漫游方法及系统 - Google Patents

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Abstract

一种移动设备漫游方法及系统，以外地无线通信系统当作本地无线通信系统的身份在本地无线通信网络中运行。在本地无线通信网络中可建立无线通信系统与服务提供端之间的数据通信链路，通过数据通信链路，认证信息拨出请求可从无线通信系统交换至远程管理系统。通过数据通信链路，来自管理系统的认证信息得以接受，并通过信号链路，该信息从无线通信系统传送至服务提供端，基于服务提供端利用认证信息所提供的无线通信系统的认证，所请求的无线通信服务在无线通信系统中得以接收。

Description

移动设备漫游方法及系统
技术领域
本发明涉及一种移动设备漫游系统，尤其涉及一种在本地通信网络中运行外地移动通信设备如同运行本地移动通信设备一样的系统及方法。
背景技术
长久以来，藉由一根或更多的通信电缆将用户电话和计算机限制在通信网络中。在过去几十年间，电子设备的成本和尺寸的不断下降，通信技术的改进的和标准化，以及通信基础设施的大量投入已经使得使用无线信号传输声音和数据的移动通信设备的广泛使用成为可能。移动通信的使用快速增长，使得无线通信设备，如手机、无线个人数字助理(PDA)和无线笔记本计算机在当今的工业化国家中已经随处可见。为了实现通信，这些设备通过无线通信网络，例如蜂窝、卫星或WIFI网络传输和/或接收音频、视频和/或资料。
运行这些无线通信网络的无线通信服务提供端通过注册、认证、位置更新，移交、通话路由选择等方式为无线通信设备的用户提供预定的服务。
当前应用最广泛的无线通信网络是蜂窝电话。但是，并不是所有的蜂窝电话网络通信都使用同一个标准。最常用的标准是全球移动通信系统(GSM)，全球200多个国家和地区的通信服务提供端使用该标准。这使得GSM用户可以在世界上大部分区域使用其移动电话和其它GSM数据通信设备。GSM规定了声音通信，手机短信服务(SMS)文字信息信息，通用分组无线业务(GPRS)数据包通信和增强型数据率GSM演进(EDGE)高速数据通信的诸多标准。
GSM提供用户确认和认证，以及用户和通信网络其它部分的加密通信。用户识别模块(SIM)，可分离式电子卡，存储了用户的国际移动用户身份(IMSI)，每个用户的认证密钥(Ki)，加密密钥(Kc)，和个人信息信息，例如用户电话号码薄。IMSI由移动国家代码(MCC)，移动网络代码(MNC)和特定用户移动用户识别号码(MSIN)组成。
便携式SIM使得用户能够在GSM兼容设备之间方便的更换SIM卡，并利用与SIM卡相关的用户账户继续使用通信网络。
GSM的关键特点是漫游，该能力使得移动用户在本地网之外的地理覆盖区域旅行时，可自动发送和接收声音电话，发送和接收数据，或享用其它服务，包括数据服务。漫游需要移动管理、认证、授权和不同服务提供端商定的记账程序来支持。用户的本地网络是其移动通信设备登录的本地位置寄存器(HLR)网络。当移动通信设备启动时或转到网络时，使用IMSI，网络能够确定该站是否注册到其HLR中。如果是，该网络是用户的本地网络，则通信继续。如果移动通信设备没有注册，所访问的网络试图识别该设备的本地网络，然后请求关于移动通信设备服务信息。如果两个服务提供端之间没有签订漫游协议，或该移动通信设备不允许漫游，所访问的网络拒绝服务。如果服务允许，所访问的网络建立一个临时移动用户识别(TMSI)并开始保持服务记录。本地网络升级其信息，指示该移动通信设备在新的主机型网络(host network)，即所访问的网络中，因此发送到它上面的所有信息能够正确的发送。当一个电话拨打到漫游的移动通信设备时，公共交换电话网络(PSTN)将该电话发送到该站的本地网络，然后发送到被访问的网络上。
尽管漫游可以提供必要的容量，但是只有本地网络和访问网络之间使用相同的通信技术，并签有漫游协议时才能进行。并且漫游费用，尤其是国际漫游费用，是非常昂贵的。而且，从用户的角度来看，漫游费用是很不合理的，例如，当出差或出游的一群人中的一个成员给具有相同的本地网络并处于相同的访问网络中的其它人打电话时。为了解决这种问题，一些用户购买，租用或借用访问网络或国外网络的SIM卡或带有SIM卡的移动通信设备。例如，从美国去英国的游客可以从伦敦租用或购买SIM卡或手机。对于大多数用户来说，购买和更换SIM卡是不方便、效率低或从技术上存在问题的，尤其是在多个国家旅行的情况。这种方法也没有办法支持拨打到该用户原来的手机号的电话。另外，大多数用户购买定额的预付费SIM卡，这样可能会面临预付费的通话时间不够用或剩有没有使用的通话时间的情况。
因此，一种能够使用户方便进行网络间的漫游，而无须支付额外的漫游费用的系统和方法是非常需要的。
另外，在无线数据服务方面，如WIFI或WIMAX，通过支付一个月或一小时的费用，用户可以连接到远程的无线接入点或“热点”。月付费的每小时费用通常比小时付费的要低，但是用户可能无法在整个期间充分使用网络。因此一种能够使用户在不同网络间漫游，而无须支付额外的费用，并且将所有的费用简化到一张发票上的系统和方法是非常需要的。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决现有技术中的上述问题之一。
因此，为有效解决上述的问题，本发明主要目的是公开了一种适用于移动和无线通信设备，包括手机、小灵通、笔记本计算机、掌上计算机、超移动便携个人计算机(UMPC)、PDA、双模式(电话和数据通信)电话和其它可声音和/或例如文本信息、网络浏览等数据通信的设备，例如黑莓机(Blackberry)的掌上型设备或便携式计算机，以使这些移动和无线通信用户更加方便和更低成本地在更广泛的地理区间中使用，如在不同的国家和具有较大国土的不同地区，或者需要使用不同的通信技术，例如CDMA和GSM的地区。
为达上述目的，本发明无线移动设备的用户实现下面实施方式所述的服务，该服务拥有或从本地移动服务运营商处租用多数移动网络的本地预定和相关认证数据，以维护用户及其当前位置的数据库，所以当用户旅行到其移动无线通信设备无法被当作本地服务的地方(即外地)时，该移动无线通信设备和认证服务器通信(下文结合图1进行描述)，并从该服务器下载使得该设备运行为虚拟本地移动设备所需的参数。因此，经前述实施该移动设备在外地的本地通信便无法从其它位于本地的移动设备中区分出来了。
国际和其它非本地通信被转移到或从通信服务器(也如下文图1所示)转移出来，这样所有的拨出电话对于用户当前所处位置的通信网络来说都是本地的。因此，用户可以享用作为本地通信网络用户的所有便利，而不会产生任何漫游或其它国外用户通信费用，不同于服务运营商收取的费用。
本发明提出了一种移动设备漫游方法，以外地无线通信系统用作本地无线通信系统时，在本地无线通信网络内操作外地无线通信系统，该方法包括：
在本地无线通信网络内建立无线通信系统和服务提供端之间的数据通信链路；
所述无线通信系统包括彼此连接的无线通信客户端和扩展单元；所述扩展单元分别与所述无线通信客户端、本地无线通信网络和远程管理系统无线连接；
所述服务提供端包括一个或多个移动电话交换中心以及一个或多个基本蜂窝中心，所述服务提供端分别连接数据网络和声音网络；
所述远程管理系统包括：认证服务器、通信服务器、配置服务器、路由数据库、认证库、以及用户数据库；所述认证库包括：多个识别模块、电话及认证资料；所述认证服务器和所述配置服务器分别与数据网络无线连接；
建立数据通信链路后，所述服务提供端通过不同于数据通信链路的信号链路向所述无线通信系统发送本地认证信息请求；所述无线通信系统通过数据通信链路将本地认证信息请求发送至认证服务器，所述认证服务器从认证库中取得本地认证信息并通过数据通信链路发送至所述无线通信系统；所述本地认证信息包括本地电话号码；
所述无线通信系统通过信号链路将本地认证信息发送给所述服务提供端；所述服务提供端依据所述本地认证信息将无线通信系统认证为虚拟本地无线通信装置；认证后，所述无线通信系统作为一个虚拟本地无线通信装置与声音网络及/或数据网络进行无线通信；
所述通信服务器分别与所述声音网络、数据网络以及路由数据库无线连接，所述路由数据库具有用于不同地理区域之间连接的优先路由细节列表。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明用于在本地通信网络中运行外地无线通信设备如同运行本地无线通信设备一样的系统实施方式的结构图；
图2A为图1所示认证服务器实施方式的方块示意图；
图2B是为图1所示配置服务器实施方式的方块示意图；
图3A为图1所示用户数据库实施方式的方块示意图；
图3B为图1所示认证库实施方式的方块示意图；
图4A为图1所示通信服务器实施方式的方块示意图；
图4B为图1所示路由数据库实施方式的方块示意图；
图5A为图1所示的无线通信客户端(或无线通信扩展单元)实施方式的方块示意图；
图5B为非本地数据库示意图；
图6是图1所示的预定用户、无线通信客户端或SIM卡到系统的方法的流程图。
图7是图1所示的无线通信客户端建立数据链路的方法的流程图；
图8是无线通信客户端使用图1所示系统的方法流程图；
图9A和图9B分别是无线通信客户端和无线通信扩展单元使用图1所示系统的方法流程图；
图10为利用图1所示服务提供端的无线通信客户端重新认证的方法流程图。
【主要元件符号说明】
100  通信系统
110  服务提供端
101  无线通信系统
102  无线通信网络
104  基站
112  声音网络
114  数据网络
116  管理系统
106  无线通信客户端
108  无线通信扩展单元
118  认证服务器
124  用户数据库
126  认证库
128  通信服务器
130  路由数据库
132  配置服务器
200 201 400 500  中央处理器
202 203 402 502 512  内存
204 205 407 504 514  总线
206 207 404  输入及/或输出设备
208 209 406 518  通信电路
210 408 520  操作系统
212 213 410网络通信模块
214  记账模块
215  远程认证软件
216  管理模块
217  网络清单
304  无线账户数据
306  原始位置
308  当前位置
310  跟踪数据
312  账户数据
314  指针
320a-320n  物理识别模块
322  插槽
324  电话
324a-324n  电话
326  认证信息
420  漫游用户数据库
422  路由数据库
424  漫游用户
502  自足式电源
504  电源管理模块
506  用户接口装置
508  显示器
510  键盘
511  话筒和麦克风
522  网络通信模块
524  远程认证模块
525  非本地电话数据库
526  用户应用程序
540  无线电台或收发机
530  认证数据
532  认证信息
200  用户注册方法
700  无线通信客户端建立数据链路的方法
800  数据通信链接建立后为无线通信客户端建立虚拟本地无线服务的方法
900 928  使用无线扩展单元的无线通信客户端分别建立虚拟本地无线服务的方法
具体实施方式
下述的方法及系统使得外地无线通信装置可在本地无线通信网络中运行，就像它本来就是本地无线通信客户端一样。例如，一部属于旧金山AT&T网络的手机(外地无线通信客户端)从位于伦敦的VODAPHONE手机网络(本地无线通信网络)拨出一个电话。一般情况下，AT&T将对在伦敦使用移动电话的用户收取高昂的漫游费用。然而，下面介绍的系统和方法能够使在伦敦使用的AT&T手机就如这支手机是属于伦敦的VODAPHONE一样运行。这种使在本地无线通信网络中使用的外地无线通信装置如同它就是本地无线通信装置一样的功能为用户节省了大量的费用，无须再向蜂窝电话提供商支付昂贵的漫游费。
图1所示的通信系统100，包括无线通信网络102，无线通信网络102连接到例如公共交换电话网络(PSTN)的声音网络112上，以及数据网络114上。该通信系统100还包括管理系统116，其连接到该声音网络112和数据网络114上。前述无线通信网络102可以用于进行声音和/或数据通信，并包括蜂窝电话、WIFI、或WIMAX网络。如果是蜂窝电话网络，该网络102包括许多的蜂窝站点或基站104，通常由天线塔、无线电收发机(即基站收发机)和无线电控制器(即基站控制器)构成。如果是数据网络，例如WIFI或WIMAX，网络102包括许多基站104，通常包括接入点、无线路由器或类似设备。基站104包括收发器，或发送器和接收器，通过它们建立网络102和包括无线通信客户端106在内的大量无线通信客户端之间的无线链接。无线通信客户端106可以是任意可进行无线通信的电话或计算设备，例如蜂窝手机、个人数字助理(PDA)、计算机、网际协议语音(Voice Over Internet Protocol，VOIP)网关、SIP电话或类似设备。在一些可行的实施中，无线通信客户端106必需能够进行数据存取和通信。无线通信客户端106可参照图5A在下文中详细说明。
如图1所示为可选无线通信扩展单元108，在这些实施方式中，扩展单元108能够和无线通信客户端106及包括基站104的无线通信网络102进行通信；该无线通信扩展单元108将在后述一并参照图5B及图9详细说明。再者，在本较佳实施中，所述的无线通信系统101包括：该无线通信客户端106及/或扩展单元108的结合使用。
无线网络102的服务提供端110连接一个或多个基站104。这个服务提供端110还连接着声音网络112和数据网络114。
为了方便起见，下面将以该无线网络102为蜂窝电话网络的实施方式说明，例如GSM、GPRS(通用分组无线业务)、CDMA(码分多址)、EDGE(增强型数据率GSM演进)、3GSM、DECT、IS-136和iDEN、模拟，及前述举例的任意结合以及类似设备。但是，应当了解，同样的系统可以用于提供任何其它类似的无线声音或数据服务，例如WIMAX、WiFI、VOIP等。
服务提供端110可包括一个或多个移动电话交换中心(Mobiletelephone Switching Centers，MSC)或称移动电话交换站(Mobile telephoneSwitching Offices，MTSO)。另外，服务提供端110还包括至少一个或多个基本蜂窝中心(Base cellular Centers，BSC)(没有在图中显示)，以用于基站104与MSC之间的连接，例如，用于处理电话传递。
该服务提供端110持续的监控通话者和接收者的信号强度，当信号强度减弱时，设置下一个蜂窝站点，并自动重新选择路由以保持通信联接。例如，当无线通信客户端106从一个蜂窝移动到另一个蜂窝时，服务提供端110监控到这个移动，将在适当的时间将电话从第一个基站转移或传递到一个新基站，该转移可以包括通信无线电频率的交换，且对于用户而言是无形的。因而，服务提供端110的作用如同标准的PSTN或ISDN交换节点，还为移动用户提供其它相关的功能，如登录、认证、位置更新、移交和接入到漫游的用户等。
服务提供端110通常可使用一个或多个数据库(例如，本地位置寄存器“HLR”和访客位置寄存器“VLR”)用于跟踪用户，发送电话和漫游。服务提供端110通常还使用数据库(例如认证中心“AuC”)用于认证用户，以及单独的数据库(例如设备识别寄存器“EIR”)用于校验设备。服务提供端110将为其交换的每个电话分配一个路由号，当路由号和唯一的用户标识(例如IMSI)和唯一的设备标识(例如国际移动设备标识“IMEI”)不同时，MTSO可以定义路由号和关联每个无线通信客户端106的用户和/或设备标识的关系，这些标识使得服务提供端110可以追踪并确定其服务区域内所有无线通信客户端106的坐标，还使服务提供端110可以确定电话和通话者的合法性。
如现有技术公知及记载，服务提供端110通过其网络基站104发送声音通信到该网络上的其它通话者或到PSTN声音网络112，数据通信被发送到数据网络114上，通常为互联网。
数据网络114连接到管理系统116上，该管理系统116可以使外地无线通信客户端106在本地无线通信网络102中像本地无线通信客户端一样使用。“外地”表示无线通信客户端106(或它的SIM卡)没有注册到无线通信网络102中。例如，在旧金山的AT&T登录的蜂窝电话(外地无线通信客户端)并没有注册到位于伦敦的VODAPHONE蜂窝电话网络中(本地无线通信网络)。而该管理系统116能够使AT&T蜂窝电话在伦敦使用，如同该电话是在伦敦的VODAPHONE登录的一样。
管理系统116包括至少一个认证服务器118连接到用户数据库124和认证库126，以及至少一个可选择式的通信服务器128连接到路由数据库130上。认证服务器118首先认证连入请求，以认证和维护用户账户，该认证服务器118将结合图2A一并在后面详述。通信服务器128可以有助于非本地电话重新选择路由变的简便，进一步降低路由成本，该通信服务器128将结合图4A在后面详细介绍。该路由数据库130将结合图4B在后面详细的介绍。管理系统116包括至少一个配置服务器132，根据远程认证软件提供请求的用户，该配置服务器132将结合图2B在后面进一步的说明，前述配置服务器132和/或认证服务器118和/或通信服务器128可作为一个或多个定位到区域网络的部件，如在中心位置，在企业计算/通信中心，或有用户产品中。
一个或多个认证库126及/或一个或多个用户数据库124可以一起封装，或独立于一个或多个配套认证服务器118、通信服务器128和路由数据库130分别封装。其中认证库126将一并参照图3A在后述详细的说明；该用户数据库124将一并参照图3B在后述详细说明。该管理系统116的实施可包括用于冗余及更快的存取时间的附加零件。
图2A为认证服务器118的实施方式，认证服务器118包含大量的零件，例如至少一个中央处理器200；内存202；通信电路208；输入及/或输出设备206，例如监视器、键盘和鼠标；以及至少一根连接上述装置的总线204。内存202可能包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)或类似装置；处理器200可以是任意逻辑处理单元，如一个或多个中央处理器(CPU)，数字信号处理器(DSP)，特殊应用集成电路(ASIC)等。不同实施例可包括一些或所有的这些部件，在一些实施例中，这些部件至少部分封装到机箱中。
在一些实施方式中，认证服务器118包括一个硬盘驱动器(图中没有显示)用于硬盘的读写，和/或光盘驱动器(图中没有显示)和/或磁盘驱动器(图中没有显示)分别用于读写可更换光盘(图中没有显示)和磁盘(图中没有显示)。光盘可以是CD-ROM(只读光盘存储器)，而磁盘可以是软盘或磁盘。硬盘驱动器、光盘驱动器和磁盘驱动器可以经由总线204和处理单元通信。硬盘驱动器、光盘驱动器和磁盘驱动器可以包括接口或控制器(没有显示)，连接在这些驱动器和总线204之间，这些属于已知的技术。这些驱动器及其配套计算机可读介质，为认证服务器118提供了计算机可读性说明、数据结构、程序模块和其它数据的非易失性内存。也可以使用其它类型能够存储计算机可读取数据的计算机可读介质，例如磁带盒、闪存卡、数字视频盘(DVD)、柏努利卡匣(Bernoulli cartridges)、RAM、ROM、智能卡等。
总线204可以使用任何已知的总线构成或结构，包括带存储控制器的存储总线、外围总线和局域总线。除非另有所述，图2A所示的不同模块结构和操作属于常规设计。因此这里对这些模块无须做进一步的阐述，因为它们已经具有很高的普及性。
通信电路208被用于和数据网络114、服务提供端110、无线通信客户端106、和/或扩展单元108进行通信。
内存202可以包括一个或多个应用程序、模块、和/或数据，包括操作系统210，其具有数据通信、处理、访问、存储或查找的指令。比较合适的操作系统包括DOS、UNIX、WINDOWS或LINUX。操作系统还可以包括基本输入/输出系统(BIOS)，可以是ROM的部分，包含基本例行程序以帮助在认证服务器118中的组件之间传输信息，例如在启动时。另外，内存202还可以包括：网络通信模块212，用于和数据网络114、服务提供端110、无线通信客户端106、和/或扩展单元108通信；记账模块214和管理模块216。不同实施例的装置可能包括这些存储程序或模块的一些或全部。
在一些实施方式中，该网络通信模块212从无线通信客户端106和/或无线通信客户端扩展单元108接收认证信息的请求，并将其发送到管理模块216中，在一些实施方式中，根据存储在用户数据库124的用户信息确认请求者之后，及/或更新存储在用户数据库124中的用户信息之后，管理模块216从认证库126中定位并向请求的无线通信客户端106或扩展模块108提供本地无线网络认证信息。关于认证客户端106的方法在下文将结合图7、8进行详细的说明。
记账模块214管理不同的用户账目，包括维护：用户数据库124中的有效用户账目清单；追踪和计算用户使用情况；分配无线账户使用成本；和/或产生账单数据。在一些实施方式中，记账和管理模块持续更新用户数据库124中的记录，显示特定本地无线账户(例如，VODAPHONE账户)何时且多久被使用特定无线通信客户端106的特定用户使用。
图2B显示了前述图1的配置服务器132的实施方式。该配置服务器132包含多个部件，例如至少一个中央处理器201、内存203、通信电路209、输出及/或输出装置207如监视器、键盘和鼠标、以及至少一根总线205用于连接上述部件。内存203可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等等。处理器201可以是任何逻辑处理单元，例如一个或多个中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、特定用途集成电路(ASIC)等。在不同的具体实施中可以包括部分或全部前面列举的这些零件。在一些具体实施方式中，这些零件至少部分的被封装在外壳内。
在一些实施方式中，配置服务器132包括硬盘驱动器(图中没有显示)用于硬盘的读写，和/或光盘驱动器(图中没有显示)和/或磁盘驱动器(图中没有显示)分别用于读写可更换光盘(图中没有显示)和磁盘(图中没有显示)。光盘可以是CD-ROM，而磁盘可以是软盘或磁盘。硬盘驱动器、光盘驱动器和磁盘驱动器可以通过总线205连接。硬盘驱动器、光盘驱动器和磁盘驱动器可以包括接口或控制器(图中没有显示)，连接在这些驱动器和总线205之间，这些属于已知的技术。这些驱动器及其相关计算机可读取记录媒体，为认证服务器118提供了计算机可读取指令、数据结构、程序模块和其它数据的非易失性储存。也可以使用其它类型的计算机可读取记录媒体存储计算机可读取的数据，例如磁带盒、闪存卡、数字视频盘(DVD)、柏努利模块(Bernoulli cartridges)、RAM、ROM、智能卡等。
总线205可以使用任何已知的总线构成或结构，包括带存储控制器的存储总线、外围总线和局域总线。除非另有所述，图2B所示的不同模块结构和操作属于通常设计。因此这里对这些模块无须做进一步的阐述，因为它们已经具有很高的普及性。
通信电路209被用于和数据网络114、服务提供端110、无线通信客户端106、和/或扩展单元108进行通信。
内存203可以包括一个或多个应用程序、模块、及/或数据，包括操作系统211，其具有数据通信、处理、访问、存储或查找的指令。比较合适的操作系统包括DOS、UNIX、WINDOWS或LINUX。操作系统还可以包括基本输入/输出系统(BIOS)，可被当成ROM的部分，包含基本例行程序以帮助在认证服务器118中的组件之间传输信息，如在启动时。另外，内存203还可以包括网络通信模块213，用于和数据网络114、服务提供端110、无线通信客户端106、和/或扩展单元108通信；远程认证软件215(例如电话区号和对应位置表；当用户想拨出非本地电话时所使用的本地拨入电话号码列表等)；以及网络清单217。不同实施例的装置可能包括这些存储程序或模块的一些或全部。
在一些实施方式中，网络通信模块213从无线通信客户端106和/或无线通信客户端扩展单元108接收用于远程认证软件215的请求。在一些实施方式中，内存203储存对应于不同通信网络(如GSM、CDMA等)以及不同移动操作模式，如PALM OS或BLACKBERRY OS的多个版本的远程认证软件215。操作系统211包含指令，用于确定哪种类型的无线/移动网络(例如GSM、CDMA等)和移动操作系统正被请求无线通信系统101使用，例如通过使用网络清单217；以及用于提供给请求无线通信系统101以合适版本的远程认证软件215。无线通信系统101登录到远程认证服务器的详细方法将在后述参照图6进行说明。
图3A为图1所示的用户数据库124的具体实施方块图。用户数据库124包括用于系统的一个或多个用户或订户300a-300n的数据。对每个用户来说，用户数据库124存储了身份数据302，例如用户的联系方式、账单地址、用户的无线通信装置106的唯一的标识符、SIM卡或扩展单元108。识别资料可包括个人人口统计信息(例如姓名、地址、电话号码和电子邮件地址)、财务信息(例如信用卡信息)、用户网页(WEB)入口登录信息(例如用户名和密码)等。
对于每个用户来说，用户数据库124还可以存储原始位置306，在该位置用户或订户具有他/她的账户；用户的无线通信装置106、SIM卡、和/或扩展单元108的当前位置308；用户跟踪数据310；用户账户数据312；和/或当前用户所使用的和存储在认证库126(图1)中认证数据的指针。原始位置306是用户具有其无线登录账户的地理位置，例如对AT&T蜂窝电话账户用户来说，是旧金山。原始位置数据还可包括关于用户原始位置(家庭公用陆地移动网络(HPLMN)和电话号码)的无线通信客户端数据，和关于用户当前位置(登录公用陆地移动网络)的无线通信客户端数据。类似地，当前位置308是用户无线通信装置106、SIM卡、和/或扩展单元108的位置，由系统确定(下文详细介绍)。例如，当前位置是英国伦敦。跟踪数据310在收集关于用户联络会话(connectivity sessions)、时间、位置等的数据；账户数据312在计算用户通话时间、特定位置每分钟费用、运转和总成本等。发票可以从账户数据312中产生。最后，无线账户数据304可包括在用户目前使用的或曾经使用过的认证库中认证数据的指针。例如，在伦敦时，用户可根据认证库126(图1)中的特定VODAPHONE SIM卡被认证，该认证库126具有相关账户信息，存储在账户模块214(图2A)中，该模块中具有一天中各时段每分钟费用的特定信息。需要注意的是，指针314无须保持和特定认证数据的联系，并且在每次无线通话中都可以改变。例如，当白天从伦敦拨出电话时，用户可使用特定的VODAPHONESIM卡(和相关账户)，而在傍晚从伦敦拨出电话时，使用ORANGE SIM卡。账户模块214自动确定特定时间和位置所使用的最经济的账户(和相关SIM卡)。前述的过程对于用户来说是显而易见的。
图3B是图1所示的认证库126的方块图。认证库126包括一个或多个：物理识别模块(例如SIM卡)320a-320n、电话324a-324n及/或其它认证信息326。在使用时，认证服务器118(图1、2)的管理模块214(图2A)和账户模块216(图1)访问认证库126，以获得特定无线通信客户端106及/或扩展单元108(图1)当前位置的认证信息。如下文的详细介绍，物理识别模块320被用于为具有GSM网络的地区，例如英国的无线通信客户端106及/或扩展单元108(图1)提供无线通信。物理识别模块320可以包括：一个或多个用户识别模块(SIM)卡、通用用户识别模块(USIM或Universal SIM)、可拆卸用户识别模块(RUIM)卡、Willcom用户识别模块(W-SIM)以及通用SIM等。在本具体实施说明中，用户识别模块(SIM)一词用来指任意的这种物理识别模块。
大多数无线通信设备包括安全认证数据，在移动电话全球系统(GSM)通信系统中，可拆卸智能卡集成电路卡(ICC)，即用户识别模块(SIM)卡，安全的存储用户相关数据和信息，如用于识别用户的服务用户密钥(IMSI)。通过使用用户识别模块卡，用户可以通过将其从一个蜂窝或移动电话中简单地移出并插入到另一个蜂窝电话或宽带电话设备中而更改电话。SIM卡还可以存储一个或多个标识符，用于唯一的识别用户账户。在其它通信系统中，例如通用移动通信系统(UMTS)，同样的SIM卡被称做通用用户识别模块(USIM)。类似地，在使用码分多址(CDMA)的网络中，可拆卸用户识别模块(RUIM)用的更多。然而，许多CDMA网络不需要这种卡，并且服务被绑定到无线设备本身包含的唯一标识符上。
SIM卡存储网络特定信息用于认证和标识网络上的用户，其中最重要的是ICCID、IMSI、认证密钥(Ki)、本地区域标识(LAI)和紧急通话号码。SIM还存储了其它载体特定数据，如短信服务中心(SMSC)号码、服务提供端名称(SPN)、服务拨号号码(SDN)、咨询收费参数和增值服务(VAS)应用。
在使用SIM卡的网络中，当无线通信设备开启时，它从SIM卡获取IMSI，并将其发送到网络营运商(如服务提供端110)那里请求接入和认证。网络营运商搜索其数据库中关于来电IMSI及其相关Ki的信息。然后网络运营商产生一个随机号码(RAND)并利用和IMSI相关(并储存到SIM卡上)的认证密钥(Ki)签章，计算另一个号码作为签章的响应1(SRES1)，然后网络运营商将随机号码(RAND)发送到无线通信设备上，由它发送到SIM卡。SIM卡使用它的认证密钥(Ki)签注，产生签章回应2(SRES2)，并连同加密密钥(Kc)一起交付到无线通信设备。移动无线通信设备将签章回应2(SRES_2)转到网络运营商那里，然后运营商网络将比较所计算的回应1(SRES_1)和从无线通信设备返回的回应2(SRES_2)。如果这两个号码匹配，SIM即通过认证，同时允许该无线通信设备访问网络。加密密钥(Kc)被用于加密所有无线通信设备和网络之间的进一步通信，且该网络可以定期地要求无线通信设备重新认证。
而且，如下文所述，电话324被用于为该无线通信客户106及/或扩展单元108(见图1)提供无线通信，扩展单元108直接将认证信息存储到电话上而不是SIM卡上，如SPRINT的CDMA手机，前述认证信息326被用于提供其它无线通信，例如WIFI热点认证或类似的无线通信。
每个SIM卡320a-n都可被物理插槽(Physical slot)322a～n接收，该物理插槽的大小和尺寸恰巧适合接收SIM卡的插设，每个插槽可以例如为：由多数针状构成的电子接触面或光收发器的形式对准连接到SIM卡上的补充接口。通用异步收/发器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter；UART)(图中未显示)将连接到每个SIM插槽322，通用异步收/发器是这样的装置，通常以集成电路的形式，执行被传输数字数据的并到串转换，例如，从调制解调器或其它串口，对于计算机使用的；以及从并行转换到串行，例如，适于异步传输电话线。
虽然本实施以SIM卡作为说明，然而任何类似可以储存唯一用户识别信息的可读取记录媒体，比如IMSI和/或密钥也可使用。例如，这些可读取纪录媒体可包括通用用户识别模块，可拆卸用户识别模块，Willcom-SIM和通用SIM。
在一些实施方式中，电话324a和/或SIM320a及/或认证信息326和相关的唯一的电话号码一同使用。因此，当电话324a及/或SIM320a及/或认证信息326被分配给特定的无线通信客户端101时，唯一的电话号码页也被分配到无线通信客户端101。在一些实施方式中，分配的信息被存储到用户数据库124及/或路由数据库130中。
图4A是第1图中所示通信服务器128的实施方块图。通信服务器128包括多数部件，例如至少一个处理器400、内存402、通信电路406、输入和/或输出装置404，如显示器、键盘和鼠标、以及至少一根总线407连接上述部件。不同的实施方式可能包括这些零件的部分或全部，在一些实施方式中，这些零件至少部分的被封装到外壳中。处理器400可以是任意的逻辑处理单元，如一个或多个中央处理单元(CPU)，数字信号处理器(DSP)，特定用途集成电路(ASIC)等。
通信电路406被用于和数据与声音网络114和112(见图1)分别通信。在一些实施方式中，通信服务器128包括硬盘驱动器(没有显示)用于硬盘的读写，及/或光盘驱动器(没有显示)及/或磁盘驱动器(没有显示)分别用于从可更换光盘(没有显示)和磁盘(没有显示)进校读写。该光盘可以是CD-ROM，而磁盘可以是软盘或磁盘。该硬盘驱动器、光盘驱动器和磁盘驱动器可以通过总线407连接。硬盘驱动器、光盘驱动器和磁盘驱动器可以包括接口或控制器(没有显示)，连接在这些驱动器和总线407之间，这些属于已知的技术。这些驱动器及其相关计算机可读取记录媒体，为通信服务器128提供了计算机可读取指令、数据结构、程序模块和其它数据的非易失性储存。也可以使用其它类型的计算机可读取媒体存储计算机可读取的数据，例如磁带盒、闪存卡、数字视频盘(DVD)、柏努利模块(Bernoulli cartridges)、RAM、ROM、智能卡等。
总线407可以使用任何已知的总线构成或结构，包括带存储控制器的存储总线、外围总线和局域总线。除非另有所述，图4A所示的各种模块的结构和操作属于普遍的设计，因此这里对这些模块无须做进一步的阐述，因为它们已经具有很高的普及性。
内存402可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)或其它。内存402可以包括一个或多个应用程序、模块、及/或数据，包括操作系统408，具有数据通信、处理、存取、储存或检索的指令。比较合适的操作系统包括LINUX、JAVA、WINDOWS MOBILE、PLAM OS等。操作系统还可以包括基本输入/输出系统(BIOS)，可以是ROM的部分，包含基本例行程序以帮助在通信服务器128中的组件之间传输信息，如在启动时。另外，内存402还可以包括网络通信模块410，用于和数据网络114、声音网络112(图1)和路由数据库130(图1)通信；以及包括通信应用模块412用于接收电话，为电话确定最有效或适合的路线，并发送电话。例如，对于一个在伦敦的AT&T用户想使用VODAPHONE网络拨出电话，通信服务器可以决定下列路由矩阵：对于不会引起国际漫游(例如在英国)的电话，使用和VODAPHONE网络有关的认证信息；对于会引起国际漫游(例如到新西兰)的电话，决定路由路径，使用路由路径中相关网络的认证信息。
图4B是图1所示路由数据库130的实施方块图。该路由数据库包括漫游用户数据库420和最佳路由数据库422。该漫游用户数据库420列出了每个用户的唯一的电话号码或扩展，即分配给漫游用户的唯一电话号码，所有拨打到其常用号码的电话将被转换到上面，以及当前分配给漫游用户424的相关本地号码。例如，电话号码为415-555-1234的AT&T用户可能在伦敦被分配一个VODAPHONE号码+44-08457-300-123。最佳路由数据库422列出优先路由详情，用于在不同地理区域之间的连接，例如在旧金山和伦敦，在旧金山和珀斯(Perth)等。
其它用于可被通信服务器128执行发送(转发)电话的较佳实施，例如，若发起电话的通信服务器128位于外地，可以将该电话转发到位于被通话的无线通信客户端的登录地区的第二个通信服务器128上，然后第二个通信服务器128定位被通话的无线通信客户端，并使用标准电信技术和协议，将该电话转换到被通话无线通信用户机目前所处的本地无线通信网络102上。通过这个方法，通话无线通信客户端就向它的本地通信服务器128拨出了本地输出电话，而被通话的无线通信客户端通过其本地无线通信网络102接收到来电的本地电话。
图5A是图1所示无线通信客户端106(或无线扩展单元108)的方块图。无线通信客户端106(或无线扩展单元108)包括多个部件，例如至少一个处理器500、内存502、通信电路518连接到一个或多个无线电台或收发机540、用户接口装置506例如显示器508、键盘510、话筒和麦克风511、自足式电源502如电池，连接到电源管理模块504、以及至少一根总线514用于连接上述零件。无线通信客户端106(或无线扩展单元108)在SIM卡及/或内存512中存储了至少一部分认证数据530作为认证信息532。然而前述的实施并非惟一，在不同的实施中可包括前述一些零件或全部零件，尤其在一些具体实施中，这些零件至少部分的封装在外壳内。处理器500可以是任意的逻辑处理单元，如一个或多个中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、特定用途集成电路(ASIC)等。
通信电路518用于和服务提供端110，及/或扩展单元108、及/或数据网络114、及/或声音网络112(见图1)通信。该收发机540可包括蜂窝电话收发机，以及蓝牙收发机或其它，例如和无线扩展单元108进行通信。
内存512可以包括随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)或其它。在一些实施方式中，无线通信客户端106(或无线扩展单元108)包括硬盘驱动器(没有显示)用于硬盘的读写，及/或光盘驱动器(没有显示)及/或磁盘驱动器(没有显示)分别用于读写可更换式光盘(没有显示)和磁盘(没有显示)。光盘可以是CD-ROM，而磁盘可以是软盘或磁盘。该硬盘驱动器、光盘驱动器和磁盘驱动器可以通过总线514通信。硬盘驱动器、光盘驱动器和磁盘驱动器可以包括接口或控制器(没有显示)，连接在这些驱动器和总线514之间，这些属于已知的技术。这些驱动器及其配套计算机可读取纪录媒体，为无线通信客户端106(或无线扩展单元108)提供了计算机可读性说明、数据结构、程序模块和其它数据的非易失性内存。当然也可以使用其它类型的计算机可读取记录媒体存储计算机可读取的数据，例如磁带盒、闪存卡、数字视频盘(DVD)、柏努利模块(Bernoullicartridge)、RAM、ROM、智能卡等。
总线514可以使用任何已知的总线构成或结构，包括具有存储控制器的存储总线、外围总线和局域总线。除非另有所述，图5A所示的各种模块结构和操作属于常规设计。因此这里对这些模块无须做进一步的阐述，因为它们已经具有很高的普及性。
内存512可以包括一个或多个应用程序、模块、及/或数据，包括操作系统520，具有通信、处理、存取、储存或检索数据的指令。比较合适的操作系统包括LINUX、JAVA、WINDOWS MOBILE、PLAM OS等。操作系统还可以包括基本输入/输出系统(BIOS)，可以是ROM的部分，包含基本例行程序以帮助在无线通信客户端106(或无线扩展单元108)中的组件之间传输信息，如在启动时。另外，内存512还可以包括网络通信模块522，用于和服务提供端110、(扩展单元108)、(无线通信客户端106)、数据网络114，和/或声音网络112(图1)进行通信；远程认证模块524(可选包括非本地电话数据库525，将结合图5B进一步对其进行介绍)，和其它客户应用程序526，例如WEB浏览器等。不同的实施方式可能包括内存中这些程序或模块的部分或全部。
如果是蜂窝电话，尤其是GSM蜂窝电话，无线通信装置106包括一个或多个SIM卡接口，如SIM卡插槽、针状电子接触面、光收发器或其它接口。在一些实施方式中，SIM卡接口可以是空的，无线通信装置106完全依靠实时系统的远程认证，而在其它实施方式中，SIM接口可包括SIM卡530。SIM卡530的技术细节属于已知技术，因此没有在这里做重复说明。
在一些实施方式中，无线扩展单元108包括的零件、模块和程序比上述内容更少，在这些实施方式中，无线扩展模块108不包括用户接口506或用户应用程序526。在一些使用无线扩展单元108的实施方式中，无线通信客户端106仅进行声音或数据之一的通信，而无线扩展模块108进行其它通信，例如，无线通信客户端106可使用其现有无线账户，如AT&T账户通过数据网络114(图1)进行数据通信，而无线扩展单元108可以和服务提供端110(图1)和声音网络112进行声音通信。在这些实施方式以及下列详细介绍的实施方式中，无线通信客户端106在它自己和扩展单元108之间进行声音信号通信，扩展单元108在它自身和服务提供端110(图1)之间进行声音通信，例如使用蜂窝电话的蓝牙收发机。
图5B是图5A非本地电话数据库525的示意图。非本地电话数据库525列出了各种位置，相关的区号和相关的本地拨入电话号码以备用户位于特定位置时需要进行非本地通话时使用。例如，当位于特定区域的用户需要进行非本地通话时(例如外地用户在伦敦想通话他在旧金山的总公司)，客户机106或扩展单元108能够判断所拨出的号码不在本地，然后以表上表示的本地号码拨打本地通信服务器128(见图1)。通信服务器128(图1)，使用路由数据库130，然后使用最适合的路由，重新选择该电话到目的地的路由。例如，通信服务器128(图1)可以通过网际协议语音(VOIP)发送电话到另一个旧金山目的地附近的通信服务器，因此可以极大的降低通话费用。
图6是用户、无线通信客户端106、无线通信扩展单元108、和/或SIM卡注册到图1所示系统的注册方法200流程图。首先，用户使用无线通信客户端106、无线通信扩展单元108、客户端106和扩展单元108的联合，或任意计算机设备上的WEB浏览器请求注册到管理系统116。通过无线(例如3G、GPRS、EDGE或WiFi)或有线(例如网际网络或内部网络)连接到配制服务器132。
在步骤600中，用户通过提交用户信息(例如姓名、家庭住址、账单信息、电话号码、本地服务提供端名称、用户名和密码)发出请求到管理系统116。步骤602建立用户账户。步骤604，前述用户账户数据被认证服务器118储存到用户数据库124(图1)中。步骤608，用户从管理系统116下载远程认证模块524(图5A)，并将它安装到位于无线通信客户端106及/或无线扩展单元108中。在一些实施方式中，远程认证模块524(图5A)包括：相关地区的区域码列表；以及当用户欲拨打非本地电话使用的本地拨入号码名单等，如非本地电话数据库525(图5A)。在一些实施方式中，扩展单元108上的远程认证模块524(图5A)在生产时预先下载到该单元上。在一些实施方式中，如果需要，远程认证模块524(图5A)将被自动发送到客户端106或扩展单元108上。步骤608，远程认证模块524(图5)通过WEB浏览器被下载到单独的计算装置上，如用户的桌上型计算机，用户必需将该模块转换和安装到无线通信客户端106及/或无线扩展单元108上。
步骤614，使用网络认证模块522(图5A)，无线通信客户端106传输其凭证参数(Credentials parameters)及位置参数，如其MCC和MNC到配制服务器118。在一些实施方式中，无线通信客户端106根据其探测可用的蜂窝网络决定其位置信息。配制服务器118可以选择将IMSI和PLMN以及其它从认证库126中提取的信息发送到无线通信客户端106，该信息可以基于注册用户的区域信息和可用的参数来发送。步骤616，配制服务器118在用户数据库124(图1)中存储这些数据，以及用户的个人及支付信息。步骤618选择性地将确认(acknowledgement)发送到无线通信客户端106，在一些实施方式中，无线通信客户端106(或无线扩展单元108)储存至少一部分传入认证输入在SIM卡和/或内存512中，作为认证信息532。
图7是图1所示无线通信客户端106建立数据链路的方法700。首先步骤702，无线通信客户端106请求通过信号链接服务，该服务为从本地无线网络载体提供数据服务。例如，在旧金山的AT&T注册的用户旅行到伦敦。用户打开其蜂窝电话，该电话自动建立可能的网络连接，即该用户具有国际漫游权，GSM电话等。该服务要求可以是任何蜂窝电话服务要求，短信服务(SMS)，移动邮件服务，移动实时信息服务，互联网访问服务，VOIP服务，多媒体信息服务(MMS)或任何上述服务的组合。
为了建立服务，步骤704，本地服务提供端110通过信号链接从无线通信客户端106要求认证信息。步骤706，无线通信客户端106从认证数据530(图5A)中查找必要的认证信息，该认证数据可以从本地SIM卡或内存512中保存的认证数据530获得。步骤708，认证数据通过信号链接被送到服务提供端。步骤710，然后认证客户端106。步骤712，一旦前述客户端106被辨识成功后，通过数据链路提供本地无线服务，包括提供数据通信链接。在一些实施方式中，该无线通信客户端106和服务提供端110之间建立数据通信链接，而在其它实施方式中，在无线通信扩展单元108和服务提供端110之间建立数据通信链接。
当提供例如WIFI或WIMAX一类的无线数据通信服务时，没有必要使用图7所示的方法，而是可参照下图处理远程认证。
图8是一旦数据通信链接建立后，为无线通信客户端106(图1)建立虚拟本地无线服务的方法800。在一些实施方式中，在使用数据链路访问远程认证数据并如同本地用户一样进行注册的同时，无线通信客户端106具有访问用于通信服务的无线电的能力，如声音。该方法800无须扩展单元108的协助即可执行。一旦无线通信客户端106打开，或一旦无线通信客户端106试图拨打电话，则首先进行步骤802，通过信号链接发送请求到本地服务提供端110请求接入所需的无线服务。例如，一个在旧金山AT&T登录的用户在伦敦打开他的蜂窝电话。首先，需要数据链路，并按照图7的要求建立所需的数据链路。步骤804，服务提供端110通过利用信号链接从无线通信客户端106请求认证信息进行响应。步骤806，无线通信客户端106上的远程认证模块524(图5A)通过数据信道请求管理系统116的本地认证信息。该请求一般包括从服务提供端处接收的请求，唯一用户或无线通信客户端标识及/或密码，以及无线通信客户的当前位置。步骤808，通过检索用户数据库查找和账户相关的无线通信客户端的特定用户，管理系统116接收认证信息请求，并且首先核实用户的账户状态良好。步骤810，如果用户(或无线通信客户端)被确认，管理系统116的认证服务器118从认证库126中获得适当的本地认证信息。认证服务器118(图1)上的管理模块216(图2A)确定最适合且可获得的本地无线账户，然后从认证库126中获得该账户的认证信息。例如，如果用户在伦敦白天时使用电话，系统从多个账户中确定特定未使用的VODAPHONE账户，并提供该区域和时段的最佳费率，从账户相关的SIM卡获得VODAPHONE账户的认证信息。
步骤811，可选择地，管理系统在本地通信网络中的电话号码和请求的无线通信系统101之间建立联系。在一些实施方式中，电话324a及/或SIM320a及/或认证信息326已经和对应的唯一的电话号码建立了联系。因此，当电话324a及/或SIM320a及/或认证信息326被分配到特定无线通信客户端101时，唯一的电话号码也分配给该无线通信客户端101。在一些实施方式中，分配信息被存储到用户数据库124及/或路由数据库130中，例如，在伦敦的AT&T用户，其电话号码为415-555-000，被分配给VODAPHONE在伦敦的号码+44-08457-300-000，因此看起来好像VODAPHONE在当地的电话号码，无须支付昂贵的漫游费用。
步骤812，认证信息通过数据链路被发送到无线通信客户端。在一些实施方式中，可选地，该无线通信客户端储存一部分或全部认证信息在例如内存512中。步骤814，无线通信客户端接收认证信息并通过信号链接将它发送到服务提供端110。步骤816，服务提供端认证无线通信客户端为本地无线通信客户端，并通过步骤818向该无线通信客户端提供所请求的服务，然后无线通信客户端利用所请求通信链接，与目的地设备通信，例如，AT&T用户可以使用他的蜂窝电话拨打任何电话，因为它已经像本地蜂窝电话一样了。
图9A及9B为使用无线扩展单元108(图1)的无线通信客户端106(图1)分别建立虚拟本地无线服务的方法900和928。在一些实施方式中，在使用数据链路(例如使用图7所示的方法建立)去访问远程认证数据并如同本地用户一样进行注册的同时，无线通信客户端106(图1)不具有访问用于通信服务的无线电，例如声音的能力。在这种情况下，无线通信客户端106和无线扩展单元108可以一起使用。
在图9A所示的实施方式中，无线通信客户端106使用数据链路或链接(例如使用图7所示的方法建立)访问远程认证数据，并且无线扩展单元108访问用于提供通信服务的无线电。如图9A所示，无线通信客户端106一旦打开，它就可以建立如图7所示的数据链接。前述无线扩展单元108一旦打开，或第一次尝试拨出电话，首先进行步骤902，通过信号链接发送请求到本地服务提供端110请求接入所需本地无线服务，例如，在旧金山登录的AT&T用户在伦敦打开他的扩展单元和电话。步骤904，服务提供端110通过利用信号链接从无线通信扩展单元108请求认证信息进行响应。步骤906，无线通信扩展单元108上的远程认证模块524(图5A)向无线通信装置106请求本地认证信息；或者无线通信扩展单元108上的远程认证模块524(图5)通过建立在客户端106和管理系统116间的数据信道，向管理系统116请求本地认证信息。在一些实施方式中，无线通信扩展单元108和服务提供端110之间的通信通过无线通信客户端106进行。在一些实施方式中，扩展单元108和客户端106之间的通信通过蓝牙无线连接进行，而在其它实施模式中，通信可以通过设备之间的有线连接进行。
前述请求通常包括从服务提供端处收到的请求、唯一用户或无线通信扩展单元标识和/或密码，以及无线通信扩展单元的当前位置。步骤910，通过搜索用户数据库中和账户有关的特定无线通信客户端用户，管理系统116接收认证信息的请求，并确定用户的账号处于良好状态。步骤912，如果用户(或无线通信扩展单元)通过了确认，管理系统116的认证服务器119从认证库126获得适当的本地认证信息。特别是，认证服务器119(图1)上的管理模块216(图2A)确定某个本地无线账户是最适合的，然后从认证库126中获得该账户的认证信息。例如，如果用户在伦敦白天时使用电话，系统从多个账户中确定一个特定的没有使用的VODAPHONE账户，并提供伦敦白天时的最佳费率，并从账户相关的SIM卡获得VODAPHONE账户的认证信息。
步骤914，认证信息通过数据链路被送到无线通信客户端106。步骤916无线通信客户端106接收认证信息并发送到扩展单元108，或者认证信息通过由无线通信客户端106建立的数据链路被直接发送到扩展单元108，接着该认证信息可无线发送或通过连接到设备的电线发送。步骤918，认证信息被扩展单元108发送到服务提供端。步骤920，服务提供端110将无线通信扩展单元认证为本地无线通信客户端，并在步骤922向无线通信扩展单元提供所请求的服务。步骤924，扩展单元108为所请求的服务到达无线通信装置提供管道，则无线通信客户端通过扩展单元与目的地设备进行通信，例如，AT&T用户可以使用他的蜂窝电话通过扩展单元和目的地方通话，即用户的AT&T蜂窝电话扮演了本地VODAPHONE蜂窝电话的角色。
在图9B所示的实施方式中，无线扩展单元108使用数据链接(例如，使用图7所示的方法建立的数据链接)访问远程认证数据，例如，代表无线通信客户端106。图9B是使用无线扩展单元108(图1)为无线通信客户端106(图1)建立本地无线服务的方法928。当无线通信客户端106打开或试图拨打电话时，首先进行步骤930，请求通过向本地服务提供端110发送请求来访问所需本地无线服务，例如，旧金山AT&T登录的用户在伦敦打开他的扩展单元和电话。步骤932，服务提供端通过向无线通信客户端106请求认证信息而作出回应。然后无线通信客户端106上的远程认证模块524(图5)向无线通信扩展单元108请求本地认证信息。在一些实施方式中，客户端106和扩展单元108之间通过蓝牙无线连接通信，而在其它实施方式中，可以通过设备之间的有线联机进行通信。
这时或之前，扩展单元108如上述图7所示建立到服务提供端110的数据链接。步骤936，扩展单元108通过数据信道向管理系统116请求认证信息，该请求通常包括从服务提供端接收的请求、唯一的用户或无线通信扩展单元标识和/或密码，以及无线通信客户端的当前位置的请求。步骤938，通过检索用户数据库账户相关的无线通信用户的特殊用户，管理系统116接收关于认证信息，并确认用户的账户处于良好状态。步骤940，如果该用户(或无线通信扩展单元)通过确认，管理系统116上的认证服务器119从认证库126中获得适当的本地认证信息。特别是，认证服务器119(图1)上的管理模块216(图2A)确定哪个本地无线账户最适合，然后从认证库126获得关于该账户的认证信息。例如，如果用户在伦敦白天时使用电话，系统从多个账户中确定一个特定的未使用的VODAPHONE账户，并提供白天伦敦最好的费率，然后从该账户相关的SIM卡获得该VODAPHONE账户的认证信息。
步骤942，该认证信息将通过数据链接发送到无线通信扩展单元108。步骤944，扩展单元108接收该认证信息并发送到无线通信客户端106。接着，该认证信息可通过无线或连接到设备的电线发送。步骤948，认证信息被客户端106发送到服务提供端。步骤950，服务提供端110认证无线通信客户端106作为本地无线通信客户端，并经由步骤952向无线通信客户端106提供所请求的服务。然后无线通信客户端106可以和目的地设备通话，例如，AT&T用户可以使用他的蜂窝电话和目的地方进行任意通话，即用户的AT&T蜂窝电话扮演了本地VODAPHONE蜂窝电话的角色。
图10是图1所示服务提供端110重新认证的方法1000的流程图。无线通信客户端106及/或扩展单元108常常需要与服务提供端110重新认证。重新认证通常是防止违反服务提供端110要求的安全性需要。步骤1002，一旦服务提供端提供了所请求的服务，如上所述的安全性需要，在步骤1004，服务提供端110可定期或随时要求重新认证。根据所采用的实施方式，步骤1006，客户端106或扩展单元108通过数据链路向管理服务器116请求重新认证。步骤1008，如同上文所述，通过搜索与无线通信客户端特定用户相关的账户的用户数据库，管理系统116接收到认证信息请求，并确认用户的账户是否有效。步骤1010，如果用户(或无线通信扩展单元)通过了辨识，管理系统116的认证服务器119可从认证库126获得适当的本地认证信息。特别是认证服务器119(图1)上的管理模块216(图2A)确定哪一个本地无线账户最适合，然后从认证库126获得该账户的认证信息。
步骤1012，认证信息通过数据链路发送至无线通信客户端106或扩展单元108。当客户端106或扩展单元108接收到认证信息后，该信息由该客户端106或扩展单元108或其它客户端106或扩展单元108发送至服务提供端1014。该认证信息也可能再次通过无线或连接至装置的有线被发送。步骤1016，服务提供端110认证无线通信客户端106为本地无线通信客户端，并通过步骤1018继续为无线通信客户端106或扩展单元108提供其所请求的服务。无线通信客户端106会继续与目的装置通信，例如，AT&T移动用户可通过其手机与目的方进行任何通话，即移动用户的AT&T手机作用相当于本地VODAPHONE用户手机。
一旦某位手机用户以本地用户身份在本地网络内拨打其境外手机，该用户可以轻而易举地以明显低于漫游费率的本地费率进行本地联系通话。换言之，在进行本地播出或接听本地来电时(见以下描述)，在外地无线通信客户端和任何本地无线通信客户端之间不存在差别。不过，当用户希望拨打非本地号码时，如当某位来自旧金山造访伦敦的用户想要拨打旧金山的长途号码时，该非本地通话被路由至某个本地通信服务器，然后再被路由至以经济实惠的费率服务于旧金山地区的适当通信服务器而接入目的用户，如图5B描述。
对于通话来电，用户可手动或通过此处描述的服务方式(手动或自动)临时将所有通话转入位于最接近用户起始位置的通信服务器128处(图1)的唯一本地电话号码(或电话号码和唯一扩展码)。位于本通信服务器128(图1)的路由数据库130持续地将分配于用户的本地唯一电话号码与分配于用户的当前本地电话号码进行关联。例如，假如用户当前在伦敦，并拥有特定的VODAPHONE移动账号和分配于该用户的号码，路由号码将唯一本地号码与用户当前的VODAPHONE本地号码进行关联，然后，当用户常用号码被叫时，会转入最近的通信服务器，然后再被路由至关联用户的当前本地号码(如VODAPHONE号码)，而用户则能接听电话。来电会以最有效或最有利于用户和服务接入点的方式传输。例如，来电可通过VOIP从最接近用户起始位置的通信服务器传输到另一个最接近用户当前本地位置的通信服务器。这样会极大地减少来电费用，而且整个过程对于用户和通话用户呼叫方是清晰透明的。
值得重视的是图1所描述的系统和图6至10所描述的方法可用于提供任何其它类型诸如WIMAX，WFI，VOIP等无线语音或数据服务。例如，当接收无线数据服务时，如WIFI和WIMAX，用户可连接至远程无线接入点或“热点”，其方法是通过手机上的数据信道初始连接至管理服务器，以获取WIFI和WIMAX网络的认证信息(如用户名和密码)，然后利用认证信息通过其手机或笔记本计算机等接入WIFI和WIMAX网络。
替代实施例
某些无线通信客户端除了通过在无线通信网络102的标准GSM通信外，不允许修正认证数据(如Ki)和存储于SIM 530之中的软件程序，因此，在这些配置中此类数据从管理系统116下载至无线通信客户端101时，不能完全执行。为突破这一局限，采用一种替代装置下载应用程序和认证数据(如IMSI，Kc和其它能被客户端传输和存储的参数)至无线通信系统的内存，以便在操作过程中认证数据能传送至无线通信网络102，而取代SIM存储的资料。从而在注册时(图6)，预配服务器132向用户传送支持该配置的应用模块，用户将该应用模块安装于内存中。在注册时(图6)，预配服务器132下载关键认证参数，例如IMSI至用户，然后，由用户储存已传输数据到内存中。
当建立数据链路时(参见图7)，步骤704，服务提供端110要求来自无线通信客户端106(或无线扩展单元108)的认证信息。服务提供端110读取认证服务器118所接收并储存于无线通信客户端106内存(或无线扩展单元108)中的认证数据，但并不读取储存在本地SIM卡中的认证信息。此外，在其它需要认证信息的操作中，应用模块524介入并促使无线通信客户端106(或无线扩展单元108)传送或使用预配服务器132所储存的认证信息，而不是SIM卡储存的数据。
替代或附加地，在某些实施例中，接收自认证服务器118的认证资料可以存储在无线通信系统101中。其原因可归咎于认证数据的属性(如认证数据可动态调整)，及/或归咎于无线通信系统101的某些性质(如无线通信系统101具有受限及/或不安全的存储)。在这些情况中，每当服务提供端110要求认证或重新认证时，无线通信系统101就执行重新认证程序1000(图10)。因此每当服务提供端110要求认证或重新认证时，无线通信系统101就要求管理系统116提供认证数据。
上文所述，其目的在于解释说明，并参照特定实施例加以描述。但上述说明性讨论并非十分详尽，并不旨在限制对所披露的具体模式的创新。考虑到上述说明，其实还有很多修正和变更的可能性。例如，所描述的实施例配置可采用不同于本文所述的注册，加电，拨出和来电程序。这些配置之所以被选择和描述旨在最明确地解释创新原则和实际运用，从而使本领域的普通技术人员能最佳地利用发明创造和不同的适用于预期特殊用途的多种修正及组合。
此外，所提供的附图目的在于作为可能以一系列服务器形式出现的各种特征的功能性描述，而非作为本发明描述实施例的结构性示意。实际上，如本领域普通技术人员所知，分别显示的项目可以结合一起，并且一些项目也可以分离开。例如，在图中分开显示的某些项目可以执行于单个服务器中，并且单个项目可以由一个或更多服务器执行。服务器的实际数量及其被分配有何种的特性，将由不同的实施情况而发生变化，并且可以部分取决于系统在峰值使用阶段以及平均使用阶段必须处理的数据通信的数量。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (13)

1.一种移动设备漫游方法，以外地无线通信系统用作本地无线通信系统时，在本地无线通信网络内操作外地无线通信系统，该方法包括：
在本地无线通信网络内建立外地无线通信系统和服务提供端之间的数据通信链路；
所述外地无线通信系统包括彼此连接的无线通信客户端和扩展单元；所述扩展单元分别与所述无线通信客户端、本地无线通信网络和远程管理系统无线连接；
所述服务提供端包括一个或多个移动电话交换中心以及一个或多个基本蜂窝中心，所述服务提供端分别连接数据网络和声音网络；
所述远程管理系统包括：认证服务器、通信服务器、配置服务器、路由数据库、认证库、以及用户数据库；所述认证库包括：多个识别模块、电话及认证资料；所述认证服务器和所述配置服务器分别与数据网络无线连接；
建立数据通信链路后，所述服务提供端通过不同于数据通信链路的信号链路向所述外地无线通信系统发送本地认证信息请求；所述外地无线通信系统通过数据通信链路将本地认证信息请求发送至认证服务器，所述认证服务器从认证库中取得本地认证信息并通过数据通信链路发送至所述外地无线通信系统；所述本地认证信息包括本地电话号码；
所述外地无线通信系统通过信号链路将本地认证信息发送给所述服务提供端；所述服务提供端依据所述本地认证信息将外地无线通信系统认证为虚拟本地无线通信装置；认证后，所述外地无线通信系统作为一个虚拟本地无线通信装置与声音网络及/或数据网络进行无线通信；
所述通信服务器分别与所述声音网络、数据网络以及路由数据库无线连接，所述路由数据库具有用于不同地理区域之间连接的优先路由细节列表。
2.如权利要求1所述的方法，在建立所述数据通信链路之前还包括：
将所述无线通信客户端及/或所述扩展单元注册到所述远程管理系统，包括：
所述远程管理系统建立所述无线通信客户端及/或所述扩展单元的账户，并将所述账户的账户数据存储在所述用户数据库中；
所述无线通信客户端及/或所述扩展单元安装有远程认证模块；
所述无线通信客户端及/或所述扩展单元传输凭证参数及位置参数到配置服务器；
所述配制服务器将凭证参数及位置参数存储在用户数据库中，再将确认发送到所述无线通信客户端及/或所述扩展单元。
3.如权利要求1所述的方法，建立所述数据通信链路的步骤包括：
所述无线通信客户端及/或所述扩展单元，通过信号链路向服务提供端发送数据通信链路请求；
所述服务提供端通过信号链路，向所述无线通信客户端及/或所述扩展单元发送首次认证信息请求；
所述无线通信客户端及/或所述扩展单元，查找存储在所述无线通信客户端及/或所述扩展单元的内建认证信息，将内建认证信息通过信号链路发送到服务提供端；
所述服务提供端根据接收到的内建认证信息认证所述无线通信客户端及/或所述扩展单元；
认证后，所述服务提供端向所述无线通信客户端及/或所述扩展单元提供不同于信号链路的数据通信链路。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述无线通信客户端与所述扩展单元通过WIFI、蓝牙无线链路进行连接。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所有通过数据通信链路的通信在无线通信客户端、服务提供端、以及远程管理系统之间进行，所有通过信号链路的通信在扩展单元和服务提供端之间进行，且该方法还包括：
通信前：
在扩展单元中产生由服务提供端提供无线通信服务的请求；
通过信号链路，从扩展单元向服务提供端发出无线通信服务请求；
通过信号链路，在扩展单元处接收来自服务提供端的用于建立通信服务的本地认证信息请求；
传送来自扩展单元的本地认证信息请求到无线通信客户端；以及
在传送本地认证信息到服务提供端之前：
传送来自无线通信客户端的本地认证信息到扩展单元。
6.如权利要求5所述的方法，其中无线通信客户端和扩展单元之间的所有通信为无线通信。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所有通过数据通信链路的通信在扩展单元、服务提供端、以及远程管理系统之间进行，所有通过信号链路的通信在无线通信客户端和服务提供端之间进行，且该方法还包括：
通信前：
在无线通信客户端产生由服务提供端提供无线通信服务的请求；
通过信号链路，从无线通信客户端向服务提供端发出通信服务请求；
通过信号链路，在无线通信客户端接收来自服务提供端的用于建立通信服务的本地认证信息请求；
传送来自无线通信客户端的本地认证信息请求到扩展单元；以及
在传送本地认证信息到服务提供端之前：
传送来自扩展单元的本地认证信息到无线通信客户端。
8.如权利要求7所述的方法，其中无线通信客户端和扩展单元之间所有的通信为无线通信。
9.如权利要求1所述的方法，还包括：
在接收上次本地认证信息请求后，通过信号链路在外地无线通信系统处接收来自服务提供端的再次的本地认证信息请求；
通过数据通信链路，从外地无线通信系统向远程管理系统进行本地认证信息请求；
通过数据通信链路，在外地无线通信系统处接收来自远程管理系统的本地认证信息；
通过信号链路，从外地无线通信系统向服务提供端传送本地认证信息；并且
在外地无线通信系统中保持无线通信服务。
10.如权利要求1所述的方法，还包括：
在外地无线通信系统中存储已接收的本地认证信息；
在接收上次本地认证信息请求后，通过信号链路在外地无线通信系统处接收来自服务提供端的再次的本地认证信息请求；
通过信号链路，从外地无线通信系统向服务提供端传送已储存的本地认证信息；及
在外地无线通信系统中保持无线通信服务。
11.如权利要求1所述的方法，其中该无线通信网络包括：蜂窝电话网络、WIFI、或WIMAX网络。
12.如权利要求1所述的方法，其中该无线通信网络包括：天线塔、无线电收发机及无线电控制器。
13.如权利要求1所述的方法，其中无线通信客户端包括：蜂窝手机、个人数字助理PDA、计算机、VOIP网关、或SIP电话。
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