CN102457834A - 用于访问控制客户端辅助漫游的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于访问控制客户端辅助漫游的方法和装置。公开了允许设备跨多个无线网络转换无线服务的方法和装置。在一个示例性实施例中，本发明能够实现在多个电子用户身份模块eSIM之间的存储和切换，其中每个eSIM特定于不同的运营商网络。通过加载适当的eSIM，用户设备可以向所选择的运营商认证其自己，而不漫游。在漫游操作期间，用户设备可以加载一个或多个先前存储的eSIM。eSIM的选择可以由用户手动完成或者由该用户设备根据期望的环境来驱动；例如，根据运营商的信号强度、成本效率等驱动。对多种无线电技术的支持还能够实现无线设备的通用连通性，甚至跨越以前不相容的技术，例如GSM、CDMA等。

Description

用于访问控制客户端辅助漫游的方法和装置
优先权和相关申请
本申请要求2011年5月17日提交的、名为“METHODS AND APPARATUSFOR ACCESS CONTROL CLIENT ASSISTED ROAMING”的美国专利申请序列号13/109,851的优先权，该申请要求2010年10月28日提交的、名为“METHODS AND APPARATUS FOR ACCESS CONTROL CLIENTASSISTED ROAMING”的美国临时专利申请序列号61/407,858的优先权，前述每一个申请的全部内容通过引用包含于此。
本申请还涉及共有且共同待决的以下美国专利申请：2009年1月13日提交的序列号为12/353,227、名为“POSTPONED CARRIER CONFIGURATION”的申请，2010年11月22日提交的序列号为12/952,082、名为“WIRELESSNETWORK AUTHENTICATION APPARATUS AND METHODS”的申请，2010年11月22日提交的序列号为12/952,089、名为“APPARATUS ANDMethods for Provisioning Subscriber Identity Data In a Wireless Network”的申请，2010年12月28日提交的序列号为12/980,232、名为“Virtual SubscriberIdentity Module Distribution System”的申请，2011年4月1日提交的序列号为13/078,811、名为“ACCESS DATA PROVISIONING SERVICE”的申请，2011年4月4日提交的序列号为13/079,619、名为“MANAGEMENT SYSTEMSFOR MULTIPLE ACCESS CONTROL ENTITIES”的申请，2011年4月5日提交的序列号为13/080,521、名为“METHODS AND APPARATUS FORSTORAGE AND EXECUTION OF ACCESS CONTROL CLIENTS”的申请，2011年4月5日提交的序列号为13/080,533、名为“SIMULACRUM OFPHYSICAL SECURITY DEVICE AND METHODS”的申请，2011年4月5日提交的序列号为13/080,558、名为“APPARATUS AND METHODS FORCONTROLLING DISTRIBUTION OF ELECTRONIC SUBSCRIBERIDENTITY MODULES”的申请，2011年4月25日提交的序列号为13/093,722、名为“APPARATUS AND METHODS FOR STORING ELECTRONICSUBSCRIBER IDENTITY MODULES”的申请，2011年4月27日提交的序列号为13/095,716、名为“SYSTEM FOR DISTRIBUTION OF UNIQUESUBSCRIBER IDENTITY MODULES”的申请；以及以下美国专利临时申请：2010年10月28日提交的序列号为61/407,862、名为“METHODS ANDAPPARATUS FOR DELIVERING ELECTRONIC IDENTIFICATIONCOMPONENTS OVER A WIRELESS NETWORK”的申请，2010年11月3日提交的序列号为61/409,891、名为“METHODS AND APPARATUS FORACCESS DATA RECOVERY FROM A MALFUNCTIONING DEVICE”的申请，2010年11月12日提交的序列号为61/413,317、名为“APPARATUS ANDMETHODS FOR RECORDATION OF DEVICE HISTORY ACROSSMULTIPLE SOFTWARE EMULATION”的申请，2011年4月26日提交的序列号为61/479,319、名为“ELECTRONIC ACCESS CLIENT DISTRIBUTIONAPPARATUS AND METHODS”的申请，2011年4月29日提交的序列号为61/481,114、名为“COMPACT FORM FACTOR INTEGRATED CIRCUITCARD”的申请，2011年5月6日提交的序列号为61/483,582、名为“METHODSAND APPARATUS FOR PROVIDING MANAGEMENT CAPABILITIESFOR ACCESS CONTROL CLIENTS”的申请，前述每一个申请的全部内容通过引用包含于此。
技术领域
本发明主要涉及例如蜂窝网络的无线系统领域，并且更具体地，涉及允许设备跨多个无线网络转换(migrate)无线服务的系统。
背景技术
许多无线系统或者网络需要用户识别和认证以便访问服务。举例来说，在示例性的通用移动电信系统(UMTS)的蜂窝系统环境下，蜂窝电话的访问控制由访问控制客户端管理，该访问控制客户端称为用户身份模块(SIM)，其实际上实现在物理卡形式的通用集成电路卡(UICC)中。在操作中，SIM卡向蜂窝网络认证用户。在成功的认证后，允许该用户访问蜂窝网络。
当SIM卡被制造时，通过运营商(carrier)特有的认证信息对SIM卡编程，该认证信息限制该SIM卡对特定的运营商使用。此外，每个SIM卡与单个用户账户相关联，其中用户帐户数据永久性地存储在该SIM卡上。如果用户希望将服务从现有的帐户更改到新的帐户，或者从现有的运营商改变到新的运营商，用户需要新的SIM卡。简而言之，用户帐户和运营商网络绑定到SIM卡，而不是移动设备本身。在这点上移动设备多少有点属于可取代的商品。
遗憾的是，当用户旅行到新的服务区域时，用户必须经常在支付昂贵的”漫游”费或者购置新的SIM卡之间作出选择。漫游服务指的是移动设备在不同于该移动设备注册的地方的本地位置的位置的连通性。与注册的用户服务相比，漫游服务可能具有降低了的信号质量和/或与其相关的额外开支。然而，在更极端的情况下，用户甚至可能不具有漫游的能力；因此，移动设备必须购买全新的SIM卡以向被访问的网络注册，或者完全放弃连通性。
因此，需要当设备在其本地位置之外时向用户提供获得(例如购买)和管理服务覆盖范围(coverage)的能力的改进的方案。这样的改进的方案将完美地支持在不需要新的SIM卡的情况下新的或者不同的用户帐户应用到先前配置或购买的设备。
发明内容
本发明公开了用于选择和利用在用户设备上使用的访问客户端的装置和方法等，从而解决了上述需要。
在本发明的第一个方面，公开了一种无线装置。在一实施例中，该装置包括：一个或多个无线接口，该一个或多个无线接口适合连接到一个或多个无线网络；安全单元，其中该安全单元适于存储多个用户访问数据单元，每个用户访问数据单元与对应的网络关联；处理器；和与该处理器数据通信的存储设备，该存储设备包括计算机可执行指令。在一变体中，当所述指令被处理器执行时，其被配置为：选择可用的网络；从安全单元获取与所选择的网络关联的第一用户访问数据单元；加载所获取的用户访问数据；用所加载的用户访问数据向所选择的网络进行认证。
在本发明的第二方面，公开了用于跨多个网络转换无线访问的方法。在一实施例中，该方法包括：检测漫游条件，并评估一个或多个访问控制客户端，其中每个访问控制客户端与一个或多个网络关联；选择可用的访问控制客户端；加载所选择的访问控制客户端；以及执行所选择的访问控制客户端。
在一变体中，该方法实质上由用户设备执行。在另一变体中，该方法实质上由网络实体执行。在又一变体中，该方法的各个任务由用户设备和一个或多个网络实体共同参与。
本发明的第三方面，公开了一种网络装置。在一实施例中，该装置被配置为产生对访问客户端(例如，eSIM)的转换所需条件的检测，例如漫游条件或者信号质量/强度的损失，并且实现随后的用户设备从一个网络或运营商到另一个网络或运营商的改变或移交。
在本发明的第四方面，公开了一种系统。在一实施例中，该系统包括无线网络和用户设备，该用户设备可以根据网络中的普遍条件(例如，用户相对于网络的漫游，信号质量或者强度，等等)选择性地选择和激活不同的访问客户端。
在第五方面，公开了一种计算机可读取装置。在一实施例中，该装置包括其上布置有至少一个计算机程序的存储介质。所述至少一个程序当执行时被配置为：检测漫游或其他触发条件；选择至少一个第二网络用于访问；实现对所选择网络的访问；并且终止对当前使用网络的访问。
在本发明的第六方面，公开了一种基站装置。在一实施例中，该基站装置被配置为至少支持第一无线网络，且便于无线设备转换到适于支持与第一无线网络不同的无线网络的不同的基站装置。在一变体中，该基站装置包括：一个或多个无线接口；处理器；和与该处理器数据通信的存储设备，该存储设备包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令当被处理器执行时被配置为：从无线设备接收操作信息；判断所述不同的基站装置是否可被该无线设备使用，该判断至少部分地基于该操作信息；以及向无线设备发送命令，该命令使得该无线设备连接到所述不同的基站。
当根据本文提供的公开内容进行考虑时，本发明的这些及其他方面将变得明显。
附图说明
图1图解说明了一个示例性的使用现有技术USIM的认证和密钥协商(AKA)程序。
图2是逻辑流程图，说明了结合本明各种的实施例使用的一个示例性的蜂窝系统。
图3图解说明根据本发明的一个实施例、用于将蜂窝设备由第一运营商网络转换到第二运营商网络的示例性的处理。
图4是说明根据本发明、用于转换蜂窝设备服务的总体方法的一个实施例的逻辑流程图。
图5是用于实现本发明的方法的示例性用户装置的框图。
图6是用于实现本发明的方法的示例性网络装置的框图。
图7是根据某些实施例的无线装置的功能框图。
图8是根据一些实施例的无线装置的功能框图。
全部图片属于2010年苹果公司的版权。保留所有权利。
具体实施方式
现在参照附图，其中同样的附图标记在文中指代同样的部件。
概述
在一方面，本发明涉及通过提供对于“本地”位置外的漫游覆盖范围的支持而允许用户设备访问不同的运营商的方法和装置。本发明的实旋例适于在存储在移动设备上的多个访问客户端(例如，电子用户身份模块或eSIM)之间切换，其中每一个eSIM包括被配置为通过运营商网络认证该移动设备的SIM。具体地，在一个示例性实施例中，移动设备检测漫游条件，并作为响应(或预先地)评估其可用的eSIM。如果至少一个eSIM适于与当前网络的非漫游操作，那么该eSIM被加载并且该移动设备在其新的本地网络中注册。
更一般地说，本发明涉及一种无线设备，该无线设备可以改变其当前访问控制客户端以匹配当前网络，而不是使用现有的漫游访问。例如，不是保持与第一网络关联的eSIM激活并在第二网络中漫游(由此有时生成额外的漫游费用)，该移动设备停用其与第一网络关联的eSIM，并同时或预先地加载与第二网络关联的eSIM。这种“移交”在示例性实施例中无缝地进行，从而使得用户体验不受影响(也就是，“在运行中进行”)。
本发明的各个方面实质地改善了服务的质量和效率，以及服务覆盖范围。通过在多个访问控制客户端之间灵活地转换，用户可在单个设备上与不同的网络服务提供方保持多个服务合同。因为他们可以通过向外国网络服务区域内的服务提供方购买用户访问数据，而从他们本国的服务区域漫游(例如在外国旅行的情况下)，因此该特征给用户带来了价值。另外，因为用户访问数据的形式不局限于特定的实体卡片(例如UICC，R-UIM卡，等等)，启用多个无线接口(例如，GSM，CDMA，等等)的用户设备可以通过允许用户在信号强度变化的不同的RAN之间切换来增强服务覆盖范围。
对示例性实施例的详细说明
以下将详细地描述本发明的示例性实施例。尽管这些实施例主要在GSM、GPRS/EDGE、UMTS蜂窝网络的用户身份模块(SIM)环境下讨论，但本领域技术人员将认识到本发明不限于此。事实上，本发明的各个方面在可受益于访问控制客户端辅助漫游的任何无线网络中(无论蜂窝或另外的)都是有用的。
还应当认识到，尽管在这里使用术语“用户身份模块”(例如，eSIM)，但该术语并不必须意味着或要以下之一：(i)被用户本身使用(即，本发明可被用户或非用户实践)；(ii)单一个人的身份(即，本发明可代表个体的群体(例如家庭或者例如企业的无形或虚拟的机构)来实践)；或(iii)任何有形的“模块”设备或硬件。
现有技术的用户身份模块(SIM)操作
在示例性的现有技术UMTS蜂窝网络的环境下，用户设备(UE)包括移动设备和通用用户身份模块(USIM)。该USIM是逻辑软件实体，其通过实体的通用集成电路卡(UICC)来存储和执行。各种信息存储在USIM中，例如用户信息，以及用来与网络运营方认证以获得无线网络服务的密钥和算法。
一般地，在用户分配之前UICC通过USIM编程；该预编程或“个人化”是特定于每个网络运营方的。例如，在配置以前，USIM与国际移动用户标识(IMSI)，特有的集成电路卡识别码(ICC-ID)和特定的认证密钥(K)关联。网络运营方在该网络的认证中心(AuC)中包含的登记簿上存储该关联信息。在个人化后该UICC就可以分配给用户。
现在参照图1，详细地说明使用上述现有技术USIM的一个示例性认证和密钥协商(AKA)程序100。在普通的认证程序中，UE102从USIM104获取国际移动用户识别码(IMSI)。UE将该识别码传给网络运营方或所访问的核心网络的服务网络(SN)106。SN转发该认证请求到本地网络(HN)的AuC。HN将接收到的IMSI与AuC的登记簿进行比较并且获得合适的K。HN产生随机数(RAND)并且利用K使用一算法对其签名以创建期望响应(XRES)。HN使用不同的算法进一步产生用于密码和完整性保护的密码密钥(CK)和完整性密钥(IK)以及认证令牌(AUTN)。HN向SN发送包含RAND、XRES、CK和AUTN的认证向量。SN存储该认证向量，仅仅供一次认证处理之用。SN将RAND和AUTN传递给UE。
一旦UE102接收到RAND和AUTN，USIM104就验证接收到的AUTN是否是有效的。如果是有效的话，UE就使用接收到的RAND、利用存储的K以及与产生XRES的算法的相同的算法来计算其自身的响应(RES)。UE向SN传回RES。SN106比较XRES和接收到的RES，并且如果它们匹配，SN则授权UE使用运营方的无线网络限务。
示例操作
在本发明示例性实施例的环境下，不是如在现有技术中那样使用实体的UICC，UICC被模拟为虚拟的或电子的实体，例如软件应用，此后将其称为电子通用集成电路卡(eUICC)，其被包含在UE中的安全单元内(例如，安全微处理器或存储设备)。eUICC能够存储和管理多个USIM单元，此后称之为电子用户身份模块(eSIM)。作为典型的USIM，每个eSIM包含相同的逻辑实体。eUICC基于eSIM的ICC-ID选择eSIM。一旦eUICC选择了期望的eSIM，UE可以启动认证程序来从eSIM的对应的网络运营方获得无线网络服务。
现在参考图2，图中说明用于描述本发明各个实施例的一个示例性的蜂窝系统200。该示例性的蜂窝系统包括三(3)个公共陆地移动网络(PLMN)或“网络运营商”：UMTS运营商A202A，UMTS运营商B202B和CDMA2000运营商C202C。虽然图示了两个UMTS和一个CDMA运营商，但应当认识到按照本发明也可以应用其他类型和数量的空中接口(蜂窝或其他)。此外，本发明设想可以涉及不同种类的网络类型：例如，在从WLAN到蜂窝或WiMAX网络的进程中的服务或者甚至呼叫或会话的转换，等等。
如图2所示，蜂窝设备204连接于UMTS运营商A的网络，同时处在另两个网络的覆盖下。在这个例子中，该蜂窝设备永久性注册于UMTS运营商A的网络，因此UMTS运营商A的网络是该蜂窝设备的“本地网络”。如果该蜂窝设备接收到来自UMTS运营商B的网络的服务，该第二个网络便是“访问网络”，因为该蜂窝设备并不永久性地注册于运营商B。CDMA2000运营商C的网络可以或者可以不支持漫游访问；在不同的技术类型(如UMTS、CDMA200)之间漫游是特定于实现方式的；例如，通过使用双模电话。
因此，在本发明的一个示例性实施例中，移动设备204改变其当前eSIM身份代替漫游。具体地，该移动设备具有存储在安全eUICC内的(或即时获得的)多个eSIM身份。该移动设备并不是保持与第一个网络关联的eSIM激活并在第二个网络中漫游，而是停用它与第一个网络202A关联的eSIM，并加载与第二个网络202C(在这种情况下是运营商C)关联的eSIM。其后，该移动设备连接到第二个网络作为它的新的本地网络。如同前面提到的，在该示例性实施例中，这可能以任意数量的不同序列发生，从而使该转变对于用户而言尽可能是无缝的。因此，本发明设想多种模型，包括“先接后断”示例，其中在用于先前的本地运营商的eSIM被停用或卸载之前，“新的”本地运营商服务至少部分地被启动。在另一模式下，使用“先断后接”逻辑。
现在参考图3，其呈现了用于跨多个蜂窝网络接收服务的一种示例性方法。在步骤302中，用户设备(UE)识别它可用的eSIM清单。如在上下文中所使用的，术语“可用的”可不作为限制地包括当前可用的或有条件(举例来说，在将来某时间，当例如进入另一基站范围的事件发生时，等等)可用的eSIM或访问客户端。在步骤304中，UE扫描与该可用的eSIM相对应的网络。例如，在该示例性的蜂窝系统200中，UE204识别三个网络运营商：UMTS运营商A202A、UMTS运营商B202B和CDMA2000运营商C202C；然而，该UE仅具有运营商A和运营商C的eSIM数据。
在步骤306，UE选择可用网络中的一个。例如，UE可能经由图形用户界面(GUI)向用户呈现网络选项列表，用户选择期望的网络。在这个例子中，用户选择从其现有的运营商(运营商A)改变成运营商C。作为选择，选择逻辑可在该用户设备(或者乃至网络内的远程实体)内使用，其根据一个或多个选择规则来选择合适的运营商，该选择规则可包括例如：(i)成本考虑；(ii)设备/兼容性考虑，和/或(iii)用户偏好。
在步骤308，UE从安全单元获取用于所选择的运营商的eSIM并加载该eSIM。例如，UE停用模拟UMTS运营商B的USIM的eSIM，举例来说，同时或预先加载与CDMA2000运营商C对应的eSIM。
在步骤310(如前述其可被同时或预先执行)，UE向所选择的网络认证。UE启动CDMA2000调制解调器，并向运营商C注册。
上述例子说明了本发明若干突出的优点。第一，与实体的SIM卡不同，本发明的移动设备在eUICC内存储多个eSIM。因此，本发明的各个方面可以显著地改善设备连通性覆盖。因为在示例性实施例中每个eSIM与不同的网络运营商关联，所以用户具有多个本地网络。用户可以在其任何本地网络中作为注册用户操作(举例来说，不会承受漫游费用，等等)。此外，上述示例性实施例可以支持不同的无线电访问网络和相关的eSIM类型。
第二，因为本发明的移动设备不具有实体的SIM卡，所以该移动设备可以支持多种无线电访问技术而无需和卡的形状因数有关的相关开销(举例来说，两个、三个或四个分离的SIM卡片槽)。移动设备不需要卡托，并且用户不需要随身携带多个卡，等等。
此外，因为eSIM的交换可以由GUI辅助或者在移动设备内部自动地执行，所以本发明的各个实施例都能帮助防止用户错误。例如，用户不会将SIM卡意外地留在家里，或者插入错误的SIM卡，或者将SIM卡不正确地插入，等等。
下面给出对用于实现本发明的一个或多个方面的一般性方法和装置的示例性实施例的描述。
方法
下面参考图4，图中示出并说明了用于设备的跨多个无线网络转换无线服务的一般性方法的一个实施例。
在这里使用的术语“访问控制客户端”一般指以硬件或软件实现的软件客户端，且其适合启动对无线网络和通信网络资源的访问。在一个示例性实施例中，访问控制客户端是在eUICC上执行的eSIM。在一变体中，该eSIM被配置用于与以下项目中的至少一个操作：通用用户身份模块(USIM)，IP多媒体服务身份模块(ISIM)，CDMA用户身份模块(CSIM)。
在步骤402，评估其他访问控制客户端选项。在一个示例性实施例中，评估访问控制客户端的处理是由该无线设备自动触发的。例如，如果UE实现多种无线无线电技术接口(举例来说GSM、CDMA)，用户可能会经历其当前激活的无线电信号强度降低(或根本无信号)。作为响应，该无线设备检查其可用的访问控制客户端来避免漫游。
在另一实施例中，更新访问控制客户端的处理是由用户手动触发的。例如，用户在其保持服务合同的不同网络供应商之间可能具有不同的语音和数据费率。该用户为了获得对于期望的无线网络服务(举例来说语音和数据)的最高成本效率，可能希望手动选择连接不同的网络供应商。作为选择，用户可能希望在不同的个人环境中使用不同的服务提供方；举例来说，一个用于私人，一个用于工作。
在另一实施例中，更新访问控制客户端的触发可由可用网络的特定使用环境(举例来说，成本效率、信号强度)来驱动。例如，用户在UE上可具有多个运营商的eSIM数据，每个eSIM都具有它们自身的使用费率。一个运营商可提供更好的晚间费率来促使UE在晚间选择该相应划算的网络。
在一个实施例中，更新访问控制客户端的触发可由时间和/或地理位置的限制来驱动。例如，用户可能具有针对个人账户的eSIM数据和针对工作帐户的eSIM数据。无线设备可确定该设备在正常的工作时间内位于用户的工作地点，并将因此选择与针对工作帐户的eSIM数据相关的网络。作为选择，如果该设备确定不是工作时间和/或不在工作场所(例如，主要居所)，那么该设备将选择与针对个人帐户的eSIM数据相关的网络。
此外，各种输入(举例来说，时间和/或地理环境)也可预测使用。例如，驾驶通过对于第一运营商而非第二运营商在历史上呈现出非常差的接收的区域的用户可自动触发对该访问控制客户端的更新。在有些实施例中，历史分析可基于该设备自身的历史(举例来说，根据先前的操作)，或者可以是“群包”，也就是基于从许多其他设备收集到的历史(无论其与使用的设备具有的型号/性能是相似的、不同的、还是上述不同种类的混合)。在有些情况下，该信息可以由用户下载到设备上(举例来说，经由应用软件或更新)，或者可能由网络提供给该设备(无论是自动地还是以其它方式)。
此外，网络运营商可能更喜欢该设备优先转换到“较好的”运营商，而不是用越来越低效率的网络资源来支持该设备，和/或负面地影响用户体验。例如，运营商A可能期望在众人皆知的弱覆盖区无缝地移交到运营商B，因为该无缝移交(尽管是移交给另一运营商)和服务的连续性相对于可能给运营商A带来不良反响的不稳定的、间断的服务是优选的。在某些情况下，用户甚至可能不知道该移交，因此即使运营商A并未在那里提供服务，这也将给运营商A带来积极的反响。
在可选的步骤403，无线设备汇编可用的访问控制客户端列表。在一实施例中，该列表基于当前存储的访问控制客户端。在一变体中，该列表额外包括外部存储的访问控制客户端。例如，如先前并并入本文的、在2010年10月28日提交的序列号为61/407,861、名为“MANAGEMENT SYSTEMS FORMULTIPLE ACCESS CONTROL ENTITIES”的美国临时专利申请中所描述的，访问控制客户端可存储在外部“钱包”上，或“置于”网络实体内。
在其他实施例中，该列表可包括尚未分配但是可自由分配的访问控制客户端。例如，在一变体中，该列表可包括被广告供销售和下载的访问控制客户端。
如图所示，按照步骤404，无线设备选择可用的访问控制客户端。在一个示例性实施例中，对可用访问控制客户端的选择是由用户手动完成的。例如，无线设备可通过GUI向用户呈现可用的访问控制客户端的列表。
在另一实施例中，对访问控制客户端的选择可由在用户的区域中扫描可用网络的无线设备来自动完成。在一变体中，对访问控制客户端的选择可由无线设备上可配置的设置(例如默认网络)来确定。例如，具有多个可用网络选项的移动设备可以选择能提供最好信号质量、最大带宽、最便宜费率等或者上述多项的组合/最佳化的网络。
在另一个示例性实施例中，无线设备可以实现多种无线电访问技术接口(例如CDMA2000、GSM)，以允许该设备选择针对每个可用接口的网络。在一种实现方式中，一个无线接口可以选择用于语音服务的网络，而另一个无线接口可以选择用于数据服务的网络。性能(例如，带宽)或QoS或安全性也可以用作选择的依据(即，一个网络用于安全传输，另一个用于非安全传输)。
一旦选择了合适的访问控制客户端，那么该无线设备将获取与所选择的网络关联的访问控制客户端数据。在本发明的一个示例性实施例中，用户访问数据(例如访问控制客户端和其他关联组件等等)可以从该无线设备的安全单元获取。例如，参见先前通过引用并入本文的、共有且共同待决的、于2010年10月28日提交的、序列号为61/407,866、名为“METHODS AND APPARATUSFOR STORAGE AND EXECUTION OF ACCESS CONTROL CLIENTS”的美国临时专利申请，该申请描述了用于实现这种从安全单元获取用户访问数据的示例性装置和方法。
在另选实施例中，与所选网络关联的用户访问数据可以下载到该无线设备。例如，参见先前通过引用并入本文的、共有且共同待决的、于2010年10月28日提交的、序列号为61/407,862、名为“METHODS AND APPARATUS FORDELIVERING ELECTRONIC IDENTIFICATION COMPONENTS OVER AWIRELESS NETWORK”的美国临时专利申请，该申请描述了用于实现这种用户访问数据的无线下载的示例性方法。
此后，该访问控制客户端将被加载到该无线设备中。在一个示例性实施例中，获取的用户访问数据(即，访问控制客户端和相关的其它组件等等)将被加载到该无线设备的软件中。在一种实现方式中，该无线设备的软件将确定需要连接到所期望网络的无线接口当前是否正应用于另一个已认证的会话。
如果该无线接口没有用于另一已认证的网络会话，那么该无线设备将启动如步骤406中所述的访问控制。如果该无线接口正在被使用，那么在一实施例中，该无线接口被该无线设备的软件复位以允许其连接到期望的网络。在复位该无线接口之后，该无线设备将如步骤406所述那样启动访问控制。在其他实施例中，第二无线接口与现有的无线连接并行启动，以支持对新的本地网络和先前访问的网络的同时连接。
在本发明的某些实现方式中，无线设备可包括一个或多个无线接口。在一个变体中，多于一个的无线接口可以同时激活，以允许同时加载用户访问数据。例如，在UE重启时，CDMA2000无线接口和GSM无线接口的用户访问数据可以同时加载。在另一变体中，UE可以从一个无线接口切换到另一个无线接口。
在步骤406，无线设备启动访问控制程序。如果成功，该无线设备可以从选择的网络中获得无线网络服务。在一实施例中，该访问控制程序是无线设备到网络和网络到无线设备两者相互认证的挑战应答协议。在一个这样的实施例中，访问控制程序包括认证和密钥协商(AKA)程序(参见图1和相关描述)。在其他实施例中，访问控制程序包括单向的认证；例如，仅仅蜂窝设备或蜂窝网络被认证。这样的实施例包括例如基于蜂窝认证和语音加密(CAVE)的算法，但是其他算法也可以使用，并取得同样的成效。
本发明的各个方面实质上改善了服务的质量和效率，以及服务覆盖范围。通过允许对多个用户访问数据的存储，用户可以在单个UE上保持与不同的网络服务提供方的多个服务合同。其中，因为他们可以通过向外国网络服务区域内的服务提供方购买用户访问数据，而从他们本国的服务区域漫游(例如在外国旅行的情况下)，因此该特征给用户增加了价值。另外，因为用户访问数据的形式不局限于特定的实体卡片(例如UICC，R-UIM卡，等等)，启用多个无线接口(GSM，CDMA，等等)的UE可以通过允许用户在信号强度变化的不同的无线访问网之间切换来增强服务覆盖范围。
在一实施例中，本发明考虑了与允许用户通过基于应用的商店(例如，在线商店)或代理商购买和接收他们的无线网络服务提供方的访问控制客户端关联的隐含收益或利润。例如，用户在获得无线服务时具有更大的灵活性，而无需获取具有必要的用户访问数据的新的实体卡片。此外，经由基于应用的商店的用户访问数据的供应商可以收取用于临时用户访问数据的额外费用(例如，在短期国外旅行的情况下)，然而该费用仍将比用户不得不支付的漫游费用或通过他们的本地服务提供方的国际服务费率要低。
示例性的移动装置
下面参考图5，图中说明了用于实现本发明的方法的示例性用户或客户端移动装置500。
图5的示例性的UE装置是具有处理器子系统502的无线设备，所述处理器子系统例如数字信号处理器、微处理器、现场可编程门阵列或者安装在一个或多个基片上的多个处理元件。该处理器子系统还可以包括内部高速缓冲存储器。该处理器子系统连接到包括存储器的存储器子系统504，该存储器可以包括例如SRAM、闪存和SDRAM元件。该存储器子系统可以实现一个或多个DMA型硬件，从而如本领域公知的那样便于数据访问。该存储器子系统包括可由该处理器子系统执行的计算机可执行指令。
在一个示例性实施例中，该设备可以包括一个或多个无线接口(506)，所述无线接口适于连接到一个或多个无线网络。通过实现适当的天线和调制解调器子系统，多个无线接口可以支持不同的无线电技术，例如GSM、CDMA、UMTS、LTE/LTE-A、WiMAX、WLAN、蓝牙，等等。
用户接口子系统508包括任意数量的众所周知的I/O，包括但不限于：键盘、触摸屏(例如多点触控接口)、LCD显示器、背光、扬声器和/或麦克风。然而，认识到，在某些应用中，这些组件中的一个或多个可以被去除。例如，PCMCIA卡型客户端实施例可以没有用户接口(因为它们可以背负在与其物理和/或电耦合的主设备的用户接口上)。
在示出的实施例中，该设备包括安全单元510，其包括并运行eUICC应用。该eUICC能够存储和访问多个用于向网络运营方认证的访问控制客户端。该安全单元可应处理器子系统的请求被存储器子系统访问。在一个示例性实施例中，该安全单元至少包括可分区的存储器，其中该可分区的存储器适于包括一个或多个访问控制客户端和相关的补丁。
该安全单元还可以包括在安全领域公知的所谓“安全微处理器”或这种类型的SM。此外，在一个实施例中，该安全单元保持已存储的访问控制客户端的列表或清单。该清单可以包括关于已存储的访问控制客户端的当前状态的信息。该信息可以包括可用性、完整性、正确性、先前经历的错误等等。如果需要，该清单可以更进一步地链接或耦合到该用户接口，以便使得用户能够对可用访问控制客户端进行选择。
此外，该示例性实施例的不同实现方式都包括一些指令，当执行所述指令时，检测漫游条件，并且作为响应评估其他访问控制客户端选项。在至少一个变体中，上述漫游检测是自动的。这样的检测可以通过以下各项发生：地理/时间(例如，经由GPS接收器)、与已知的位置或设备(例如，基站或WLAN AP)关联、接收到“外来的”网络通信(例如，广告消息，如WiMAX MOB_ADV消息)，等等。
在另一变体中，漫游条件的检测是通过用户手动触发的。此外，在其他实施例中，该设备可以在没有漫游检测的情况下被触发以对访问控制客户端进行评估；例如，通过用户输入触发、特定于环境的操作(例如，呼叫已经被用户分类为“工作”、“个人”或“国际”的号码)等触发。
然而，示例性实施例的其他实施例包括用于选择和加载访问控制客户端的指令。例如，一旦检测到漫游条件，用户设备就获取用于加载入设备软件中的用户访问数据(例如，访问控制客户端和相关的其它组件等等)。
在一种实现方式中，无线设备停用当前的连接，并重新建立对新的本地网络的连接。在另选实施例中，无线设备支持当前连接(其可能正在漫游)，并建立新的连接。例如，在本发明的某些实现方式中，无线设备可以包括一个或多个无线接口。在一个这样的变体中，多于一个的无线接口可以同时激活以允许同时加载用户访问数据。例如，在UE重启时，CDMA2000无线接口和GSM无线接口的用户访问数据可以同时加载。
可以理解，虽然用户设备500的上述实施例主要在移动电话(例如智能手机)的环境下进行描述，但是本发明决不限于电话设备。例如，上述技术可以直接应用于数据网络，例如支持“4G”WiMAX或WLAN的设备，例如手持或膝上型计算机。
示例性的网络装置
下面参考图6，图中说明了用于实现本发明方法的示例性的网络装置600。
图6的示例性网络装置是服务器600，其一般包括用于与通信网络接口的网络接口602、处理器604、存储装置606和后端接口608。后端接口608可以包括用于与UE500直接通信的接口，或者可以包括对因特网的接口，通过因特网可方便与UE500进行通信。此外，该后端接口608可以包括用于与蜂窝网络系统通信的接口。其他接口也可以被使用，上述部分仅仅是说明性的。
可以理解的是，虽然本发明的方法和装置的上述实施例实质上是以用户设备(如，UE)为中心的，但是这些功能中的一些或者全部都可以卸载到网络架构上。例如，在上面描述的基于“漫游”检测自动触发的实施例中，该检测可以由网络实体来执行(或者向网络实体信号通知)，所述网络实体例如服务器，其知道用户的帐户、设备概况和当前/可用的访问客户端。该网络实体也可以与信赖的访问客户端(例如，eSIM)供应商或代理商通信，以便基于漫游检测或其他标准下载新的eSIM(或激活已贮存在用户设备上的eSIM)。例如，当检测到用户正在移交或与某一服务提供方网络边缘的单元关联时，该实体可以下载和/或激活新的eSIM，该新的eSIM用于超出第一个网络覆盖范围的另一个网络。这样，该用户设备可以变得“更薄”，并且不需要任何固有的逻辑电路或设施来作出eSIM切换决定。
该网络实体可与服务提供方关联(例如，作为“老的本地”或“新的本地”网络的一部分)，或者加入或不加入第三方服务(例如，基于因特网的服务，其提供用于客户端的eSIM供应/管理作为服务，而不加入任何特定的服务提供方)。该网络实体也可以由用户设备(例如，智能手机)生产商来操作，以向购买者提供服务。为此，用户也可以在他们的设备上下载一个“应用”(应用程序)来使用，该应用便于与该网络实体通信以及漫游时有效地选择eSIM。
本发明还预期在服务提供方之间的各种商业关系和eSIM切换的启用。例如，当运营商X决定将一个其当前的“本地”用户切换到与运营商Y关联的eSIM，那么运营商X可以向运营商Y报告这一事件，并由于预先存在的关系，运营商X获得用于产生该切换(与可能切换至运营商Z相比)的付费或一些其他类型的报酬。在一个这样的模型中，运营商X和Y给予彼此针对每单位时间(例如，每月)内由其它运营商产生的向他们的网络的切换数量的无形的“信用”，以及相应地根据哪个运营商产生更多的切换而决定的报酬。本领域普通技术人员能够根据本公开内容认识到其他各种模型。
应认识到，虽然本发明的某些方面是依据方法步骤的特定序列来描述的，但是这些描述仅仅是本发明范围更大的方法的说明性描述，并且其可以根据特定的应用需要而修改。在某种情况下，某些步骤可能变成不必要的或可选的。另外，某些步骤或功能可以加入到已公开的实施例中，或者两个或更多个步骤的进行次序可以被改变。所有这类变化都被认为是在本文所公开和要求保护的发明的范围之内。
根据某些实施例，图7示出了根据本发明的上述原理配置的无线装置700的功能框图。该装置700的功能模块可以由实现本发明原理的硬件、软件或硬件和软件的结合来实现。本领域技术人员可以理解的是图7中所描述的功能模块可以组合起来或者划分成子模块，从而实现上述发明的原理。因此，本文的描述可以支持对本文描述的功能模块的任何可能的组合、或者划分、或者更进一步的限定。
如图7所示，无线装置700包括：一个或多个无线接口部件710、安全单元720和处理器部件730。该无线接口部件710适于连接到一个或多个无线网络。该安全单元720适于存储多个用户访问数据单元，每个用户访问数据单元与对应的网络相关联。处理器部件730还包括选择单元731、获取单元732、加载单元733和认证单元734。选择单元731被配置为选择可用的网络。获取单元732被配置为从安全单元720获取与所选择的网络关联的第一用户访问数据单元。加载单元733被配置为加载获取的用户访问数据单元。认证单元734被配置为用所加载的用户访问数据单元向所选择的网络进行认证。
优选地，多个用户访问数据单元包括一个或多个电子用户身份模块(eSIM)，安全单元包括电子通用集成电路卡(eUICC)，并且一个或多个eSIM中的每一个都与国际移动用户识别码(IMSI)关联。所述一个或多个的无线网络包括蜂窝网络。处理器部件730进一步包括请求单元735和执行单元736。请求单元735被配置为向蜂窝网络请求认证。执行单元736被配置为至少部分地基于获取的eSIM来执行认证和密钥协商(AKA)。
优选地，处理器部件730还包括检测单元737。检测单元737被配置为经由所述一个或多个无线接口部件710中的至少一个来检测可用的网络。
根据某些实施例，图8示出了根据本发明的上述原理配置的无线装置800的功能框图。该装置800的功能模块可以由实现本发明原理的硬件、软件或硬件和软件的结合来实现。本领域技术人员可以理解的是图8中所描述的功能模块可以组合起来或者划分成子模块，从而实现上述发明的原理。因此，本文的描述可以支持对本文描述的功能模块的任何可能的组合、或者划分、或者更进一步的限定。
如图8所示，无线装置800包括网络接口810和处理器820。网络接口810被配置为与网络接口。处理器820包括检测单元821、评估单元822、选择单元823、获取单元824和执行单元825。检测单元821被配置为检测漫游条件。评估单元822被配置为评估一个或多个访问控制客户端，每个访问控制客户端都与一个或多个网络关联。选择单元823被配置为选择可用的访问控制客户端。获取单元824被配置为从安全单元获取所选择的访问控制客户端。执行单元825被配置为执行所选择的访问控制客户端，其中该执行包括向与所选择的访问控制客户端关联的网络进行认证。
虽然以上详细说明已经示出、描述并指出了应用于各个实施例的本发明的创新之处，但可以理解的是，本领域技术人员能够在不脱离本发明的情况下，对所说明的设备或处理的形式和细节作出各种省略、替换和改变。以上描述是当前设想的实现本发明的最佳方式。这样的描述决不意味着对本发明的限制，而应该作为对本发明的一般原理的说明。本发明的范围应当参照权利要求来确定。

Claims (23)

1.一种无线装置，其包括：
一个或多个无线接口部件，所述一个或多个无线接口部件适于连接到一个或多个无线网络；
安全单元，其中所述安全单元适于存储多个用户访问数据单元，每个用户访问数据单元与对应的网络相关联；以及
处理器部件，其被配置为：
选择可用的网络；
从所述安全单元获取与所选择的网络关联的第一用户访问数据单元；
加载所获取的用户访问数据单元；以及
用所加载的用户访问数据单元向所选择的网络进行认证。
2.如权利要求1所述的无线装置，其中：
所述多个用户访问数据单元包括一个或多个电子用户身份模块(eSIM)，所述安全单元包括电子通用集成电路卡(eUICC)，并且所述一个或多个eSIM中的每一个都与国际移动用户识别码(IMSI)关联；
所述一个或多个无线网络包括蜂窝网络；并且
所述处理器部件还被配置为：
向所述蜂窝网络请求认证；以及
至少部分地基于所获取的eSIM来执行认证和密钥协商(AKA)。
3.如权利要求2所述的无线装置，其中所述一个或多个无线网络包括用于移动通信的全球标准(GSM)网络。
4.如权利要求2所述的无线装置，其中所述一个或多个无线网络包括通用移动电信系统(UMTS)网络。
5.如权利要求2所述的无线装置，其中所述一个或多个无线网络包括码分多址2000(CDMA2000)网络。
6.如权利要求1所述的无线装置，其中所述处理器部件还被配置为经由所述一个或多个无线接口部件中的至少一个来检测可用的网络。
7.如权利要求1所述的无线装置，其中对可用的网络的选择通过用户输入或者偏好触发。
8.如权利要求1所述的无线装置，其中对可用的网络的选择通过一个或多个环境输入自动触发。
9.如权利要求8所述的无线装置，其中所述一个或多个环境输入包括地理数据的输入。
10.如权利要求8所述的无线装置，其中所述一个或多个环境输入包括时间数据的输入。
11.如权利要求8所述的无线装置，其中所述一个或多个环境输入包括接收信号质量的输入。
12.一种用于无线装置的方法，其包括：
选择可用的网络；
从安全单元中获取与所选择的网络关联的第一用户访问数据单元，其中所述安全单元适于存储多个用户访问数据单元，每个用户访问数据单元与对应的网络相关联；
加载所获取的用户访问数据单元；以及
用所加载的用户访问数据单元向所选择的网络进行认证。
13.一种无线装置，其包括：
选择部件，用于选择可用的网络；
获取部件，用于以安全单元获取与所选择的网络关联的第一用户访问数据单元，其中所述安全单元适于存储多个用户访问数据单元，每个用户访问数据单元与对应的网络关联；
加载部件，用于加载所获取的用户访问数据单元；以及
认证部件，用于使用所加载的用户访问数据单元向所选择的网络进行认证。
14.一种用于跨两个或更多个网络转换无线访问的方法，所述方法包括：
检测漫游条件；
评估一个或多个访问控制客户端，每个访问控制客户端与一个或多个网络相关联；
选择可用的访问控制客户端；
从安全单元获取选择的访问控制客户端；以及
执行所选择的访问控制客户端，其中所述执行包括向与所选择的访问控制客户端关联的网络进行认证。
15.如权利要求14所述的方法，还包括检测一个或多个可用的网络。
16.如权利要求14所述的方法，其中对可用的访问控制客户端的选择基于用户输入。
17.如权利要求14所述的方法，其中对可用的访问控制客户端的选择基于一个或多个标准。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述一个或多个标准中的至少一个包括运行成本。
19.如权利要求17所述的方法，其中所述一个或多个标准中的至少一个包括接收信号的质量。
20.如权利要求17所述的方法，其中所述一个或多个标准中的至少一个包括地理环境。
21.如权利要求17所述的方法，其中所述一个或多个标准中的至少一个包括时间环境。
22.一种用于跨两个或更多个网络转换无线访问的无线装置，所述无线装置包括：
检测部件，用于检测漫游条件；
评估部件，用于评估一个或多个访问控制客户端，每个访问控制客户端与一个或多个网络相关联；
选择部件，用于选择可用的访问控制客户端；
获取部件，用于从安全单元获取所选择的访问控制客户端；以及
执行部件，用于执行所选择的访问控制客户端，其中所述执行包括向与所选择的访问控制客户端关联的网络进行认证。
23.一种用于跨两个或更多个网络转换无线访问的无线装置，所述无线装置包括：
用于与网络进行接口的网络接口；以及
处理器，其被配置为：
检测漫游条件；
评估一个或多个访问控制客户端，每个访问控制客户端与一个或多个网络关联；
选择可用的访问控制客户端；
从安全单元获取所选择的访问控制客户端；以及
执行所选择的访问控制客户端，其中所述执行包括向与所选择的访问控制客户端关联的网络进行认证。
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