CN105120448A - 一种无限制使用多sim卡系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无限制使用多SIM卡的系统，包括SIM卡池设备、SIM卡控制服务器、终端通讯设备。SIM卡池设备用于存储、管理不同的SIM卡，终端通讯设备向SIM控制服务器汇报其当前的状态，SIM卡控制服务器，根据分配策略以及终端通讯设备的状态，为各终端通讯设备分配对应SIM卡池设备中对应的SIM卡。终端通讯设备根据SIM卡控制服务器的分配，与相应的SIM卡池设备通讯，获取对应的SIM卡数据，并转换为虚拟SIM卡。当需要虚拟SIM卡产生时效性或加密报文时，所述终端通讯设备转发给真实SIM卡，获取SIM卡池设备中真实SIM卡产生的应答数据来使用。本发明实现了SIM卡与终端通讯设备的动态匹配，使终端通讯设备在最佳时间、地点内使用对应的SIM卡，从而达到减少资费，全球无障碍使用的目的。

Description

一种无限制使用多SIM卡系统及方法

技术领域

本发明涉及移动通讯领域，尤其涉及一种不受时间地域限制可以根据情况使用不同SIM卡的实现技术。

背景技术

在移动终端设备领域，SIM卡是非常重要的用户身份模块（SubscriberIdentityModule），主要包含了IMSI（国际移动用户识别码）、KI值以及加密算法和运营商信息等等。SIM卡由运营商提供给用户，用户将有效的SIM卡插入到移动终端设备上，该终端设备才能通过运营商网络的用户身份识别和鉴权，否则无法注册和使用网络。近年来随着移动互联网的大力发展，移动终端设备的品种也越来越丰富，大量的SIM卡被应用到各类终端设备中，一台移动终端设备固定使用一张SIM卡的方式，越来越无法满足一台移动终端设备使用多张SIM卡的管理需求和跨地域/跨网络的应用需求。

目前业界主要有三种支持多SIM卡的移动终端设备的技术方案：

（1）使用多SIM卡槽，插多张SIM卡，比如双卡双待的手机，移动终端设备通过内置的管理策略选用某张SIM卡。这种方法移动终端设备需预留多个SIM卡槽，不仅数量受限，而且固定占用多张SIM卡，管理依然不便。

（2）使用增强型的SIM卡，多卡合一，在一张物理SIM卡上同时写入多个运营商的SIM卡数据，移动终端设备通过内置的管理策略选用某个SIM卡数据。这种方法移动终端设备虽然只需要一个SIM卡槽，只要物理SIM卡的存储容量够大，理论上可以写入足够多的SIM卡数据，但是如何写入多个运营商的SIM卡数据，涉及到运营商的发卡/制卡环节，不便协调。

（3）使用虚拟化的SIM卡，将多张SIM卡的核心用户数据和加密算法数据化，完全取消物理SIM卡，直接将多份数据写入移动终端设备的特殊存储区域，移动终端设备通过内置的管理策略选用某个虚拟SIM卡的数据。这种方法使用虚拟化的SIM卡，要求运营商完全开放SIM卡的核心用户数据和加密算法，会带来严重的安全隐患，并影响运营商的利益，因此常常遭到运营商抵制，难度极高。

专利申请（申请号为201410015097.3）公开了基于弹性云的VoIP带宽质量提升方法及系统，提供了一种DBO多路径冗余转发机制，本发明将利用该DBO多路径冗余转发机制来解决上述现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术的问题，提出一种无限制使用多SIM卡的系统，包括：至少一个SIM卡池设备，设有多个卡槽，用于存储、管理不同的SIM卡，根据终端通讯设备的请求，备份相应的SIM卡数据发送给终端通讯设备；SIM卡控制服务器，根据分配策略以及终端通讯设备的状态，为各终端通讯设备分配对应SIM卡池设备中对应的SIM卡；至少一个终端通讯设备，向SIM控制服务器汇报其当前的状态，接收SIM卡控制服务器分配的对应的SIM卡池设备中对应的SIM卡的相关信息，与对应的SIM卡池设备进行通讯，获取对应的SIM卡的数据，模拟真实SIM卡的运行环境，将SIM卡数据转换为虚拟SIM卡来使用；当需要虚拟SIM卡产生时效性或加密报文时，所述终端通讯设备转发给真实SIM卡，获取SIM卡池设备中真实SIM卡产生的应答数据来使用。

本发明还提出了一种无限制使用多SIM卡的方法，包括如下步骤：

步骤1：终端通讯设备向SIM卡控制服务器汇报当前的状态；步骤2：SIM卡控制服务器根据终端通讯设备当前的状态以及分配策略，为终端通讯设备动态分配当前最合适的SIM卡数据；步骤3：终端通讯设备将SIM卡数据转换为虚拟SIM卡，实现其无线服务请求。

本发明不需要在移动终端设备上安装真实的SIM卡，通过SIM卡池设备对各种不同的SIM进行集中管理和维护，降低维护成本，同时通过SIM卡控制服务器将SIM卡池设备中的SIM卡与移动终端设备进行动态捆绑，实现全球化灵活换卡，通过灵活的资费策略在合适的地点、合适的时间使用卡池中响应的SIM卡，可以安全地集中管理SIM卡，显著降低地区漫游和国际漫游的通讯费用的同时，还不用远程去更换卡，降低维护换卡费用。

附图说明

图1是本发明的工作原理图；

图2是本发明的远程SIM卡接口的结构图；

图3是本发明的流程图；

图4是本发明终端通讯设备实现无线服务的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，详细说明本发明的工作过程。

如图1所示，本发明的无限制使用多SIM卡的系统，包括至少一个SIM卡池设备，SIM卡控制服务器以及至少一个终端通讯设备，通过SIM卡控制服务器来动态分配SIM卡池设备中的SIM卡供终端通讯设备使用。

每个SIM卡池设备内设置有多个卡槽，可以安装多张SIM卡，这些SIM卡所属的国家、网络运营商、以及所采用的资费套餐、所适用的网络制式都可以各不相同。SIM卡池可以将这些SIM卡的静态数据进行备份，这些静态数据是根据ISO7816标准的Host角色备份的未加密的SIM卡数据。

SIM卡控制服务器，根据终端通讯设备当前的状态，采用相应的分配策略为终端通讯设备动态分配SIM卡池设备中的SIM卡，它会告诉终端通讯设备相应的SIM卡池设备的唯一标识号、IP等信息，然后终端通讯设备会根据SIM卡控制服务器提供的信息，去相应的SIM卡池设备中获取相应的SIM卡的静态数据。

SIM卡控制服务器的分配策略可以是根据终端通讯设备当前所处的国家或者是地区来分配相应国家/地区的SIM卡，也可以是根据运营商的资费标准，在不同国家/地区调用不同的资费套餐的SIM卡，以求达到最低资费花费的规则来分配，或者是根据终端通讯设备使用的时段来分配相应的SIM卡。此外，各种策略还可以组合使用，例如一张SIM卡的资费套餐有100条免费短信，当使用的当前的SIM卡已发送100条短信后，SIM卡控制服务器会自动调用相同资费套餐的SIM卡供终端通讯设备使用，按每日、每月短信数目切换策略，按每日、每月通话分钟切换策略，按优惠时段切换策略，按通讯套餐切换策略，按地理位置切换策略等等。

终端通讯设备，包括远程SIM卡接口、移动通讯模块以及终端控制模块三个部分。终端控制模块会向SIM卡控制服务器汇报其状态，例如，告知SIM卡控制服务器终端通讯设备的远程SIM卡接口空闲，需要分配一张合适的SIM卡，或者告知SIM卡控制服务器当前的位置信息、基站信息等，需要Sim卡控制服务器重新分配一张最合适的SIM卡。SIM卡控制服务器根据终端通讯设备当前的状态，发送最合适的SIM卡的有关索引信息及其所在的SIM卡池设备，让远程SIM卡接口知道该去哪个SIM卡池设备中取哪张SIM卡来使用。远程SIM卡接口根据SIM卡控制服务器提供的这些信息，去相应的SIM卡池设备中请求相应的SIM卡数据。此时，SIM卡池设备会将对应的SIM卡的静态数据进行备份，然后发送给远程SIM卡接口。于是，远程SIM卡接口根据SIM卡控制服务器的分配策略得到了一份当前最合适的SIM卡的数据，然后远程SIM卡接口模拟真实SIM卡的运行环境，将接收的SIM卡的数据转换为虚拟SIM卡，然后移动通讯模块访问该虚拟SIM卡，实现终端通讯设备的服务请求。本发明的移动通讯模块可以支持GSM、3G、4G当中的任意一种制式。

在移动通讯模块访问虚拟SIM卡的过程中，由于虚拟SIM卡只有静态数据，即只有部分非加密数据，有些如鉴权报文等时效性报文或加密报文需要真实SIM卡才能产生。此时，远程SIM卡接口会将移动通讯模块访问虚拟SIM卡的请求，经过编码压缩处理后，转发给SIM卡池设备，SIM卡池设备中真实的SIM卡会进行应答，然后将真实SIM卡的应答数据，经过编码压缩处理后，转发给远程SIM卡接口，从而对移动通讯模块的访问请求进行应答。在时效性报文或加密报文及其应答数据的转发过程中，需要采用一种优化的方式进行转发，本申请称之为透传，即SIM卡控制服务器应用申请号为201410015097.3的技术方案，告知远程SIM卡接口以及SIM卡池设备当前最合适的DBO路径号，让发送方（远程SIM卡接口/SIM卡池设备）采用DBO多路径冗余转发机制来传递时效性报文或加密报文及它们的应答数据，所谓DBO多路径冗余转发机制，就是发送方同时通过多条路径去转发时效性报文，接收方接收信息丢包率最低最快的那一条，以量来确保发送速度和发送质量。

如图2所示，远程SIM卡接口的详细结构包括与远程SIM卡池通讯的无线通讯模块、SIM卡通讯接口、模拟SIM卡的工作环境的SIM卡文件系统仿真模块、SIM卡文件系统缓冲模块、SIM卡鉴权报文透传模块。SIM卡文件系统缓冲模块通过无线通讯模块接收远端SIM卡池设备中SIM卡的静态数据，这些静态数据经过SIM卡文件系统仿真模块处理后供SIM卡通讯接口读取，对SIM卡通讯接口而言，文件系统仿真模块模拟了一张虚拟SIM卡，但是鉴权等动态数据不能通过SIM卡文件系统仿真模块模拟，这些数据通过SIM卡鉴权报文透传模块协商的DBO多路径方式与SIM卡池进行双向通讯。

如图3所示，本发明的无限制使用多SIM卡的方法，其具体步骤为：

根据需要设置相应数量的SIM卡池设备，并且在SIM卡池设备中安装多张SIM卡，这些SIM卡所属的国家、网络运营商、以及所采用的资费套餐、所适用的网络制式都可以各不相同，SIM卡池设备可以将各SIM卡的静态数据进行备份，以便可以随时被调用。

终端通讯设备向SIM卡控制服务器报告当前的状态，例如远程SIM卡接口是否空闲，终端通讯设备的位置信息、基站信息是否发生变化等。

SIM卡控制服务器根据预设的分配策略，为终端通讯设备分配当前一张最合适的SIM卡，即告知终端通讯设备相应的SIM卡池设备唯一标识、IP、对应的SIM卡的索引信息等。

终端通讯设备根据SIM卡控制服务器提供的信息，与相应的SIM卡池设备进行通讯，请求对应的SIM卡数据，由SIM卡池设备将对应的SIM卡的静态数据进行备份，然后发送给终端通讯设备，终端通讯设备接收到SIM卡数据后，将SIM卡数据转换为虚拟SIM卡，实现其无线服务请求。

如图4所示，在终端通讯设备接收到SIM卡数据后，其详细工作过程如下：

远程SIM卡接口模拟真实SIM卡的运行环境，将静态SIM卡数据转换为虚拟SIM卡，并备份静态SIM卡数据到本地存储器；

开启移动通讯模块访问虚拟SIM卡；

远程SIM卡接口解析移动通讯模块发出的访问SIM卡请求；

若访问SIM卡请求为读文件/目录，远程SIM卡接口查看本地存储器中是否有相应的文件/目录，若有则将得到的数据信息反馈给移动通讯模块；若无则反馈给移动通讯模块该文件/目录不存在；

若移动通讯模块的访问SIM卡请求为写文件，远程SIM卡接口根据文件信息刷新本地存储器。例如移动通讯模块注册到移动网络后，运营商网络发起的SIM卡位置更新等通知，此时由于是采用虚拟SIM卡与运营商网络进行通讯，因此更新的是当前使用该虚拟SIM卡的终端通讯设备的位置。

若移动通讯模块访问SIM卡请求为鉴权报文等时效性请求时，则终端通讯设备与远程SIM卡池设备之间将通过DBO多路径冗余转发机制进行通讯，通过多条路径发送移动通讯模块的命令，以及SIM卡池设备反馈的应答数据。例如，当运营商需要对移动终端用户进行身份识别认证，需要真实SIM卡和运营商认证鉴权服务器之间相互通讯，进行识别，这是业务能开通的前提，这些消息是不能被伪造和篡改的，因此，需要终端通讯设备通过DBO以最快速度传递给SIM卡池设备最全的数据，而且需要SIM卡池设备以最快速度返回最全的应答数据给终端通讯设备，从而确保虚拟SIM卡的正常运行。此外，采用3G/4G通讯制式的SIM卡（也叫USIM卡）还会对运营商服务器进行反向认证，避免出现伪基站，此时，终端通讯设备中的虚拟SIM卡同样需要通过相同的方法让真实SIM卡来传递相应的报文数据/应答数据。

应当理解的是，上述针对具体实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种无限制使用多SIM卡的系统，其特征在于，包括：

至少一个SIM卡池设备，设有多个卡槽，用于存储、管理不同的SIM卡，根据终端通讯设备的请求，备份相应的SIM卡数据发送给终端通讯设备；

SIM卡控制服务器，根据分配策略以及终端通讯设备的状态，为各终端通讯设备分配对应SIM卡池设备中对应的SIM卡；

至少一个终端通讯设备，向SIM控制服务器汇报其当前的状态，接收SIM卡控制服务器分配的对应的SIM卡池设备中对应的SIM卡的相关信息，与对应的SIM卡池设备进行通讯，获取对应的SIM卡的数据，模拟真实SIM卡的运行环境，将SIM卡数据转换为虚拟SIM卡来使用；

当需要虚拟SIM卡产生时效性或加密报文时，所述终端通讯设备转发给真实SIM卡，获取SIM卡池设备中真实SIM卡产生的应答数据来使用。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述终端通讯设备包括：

远程SIM卡接口，用于接收静态SIM卡数据，模拟真实SIM卡的运行环境，将SIM卡数据转换为虚拟SIM卡；将移动通讯模块访问虚拟SIM卡的请求，转发给SIM卡池设备，并接收SIM卡池设备的应答数据，将所述应答数据反馈给移动通讯模块；

移动通讯模块，访问虚拟SIM卡，实现终端通讯设备的无线服务请求；

终端控制模块，向SIM控制服务器汇报终端通讯设备当前的状态，获取分配的SIM卡的信息，以及与SIM卡池设备通讯的路径。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述移动通讯模块支持GSM、3G、4G当中的一种制式。

4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述远程SIM卡接口包括：

与远程SIM卡池通讯的无线通讯模块、SIM卡通讯接口、为虚拟SIM卡模拟SIM卡的工作环境的SIM卡文件系统仿真模块、SIM卡文件系统缓冲模块、SIM卡鉴权报文传输模块。

5.如权利要求1至4任意一项权利要求所述的系统，其特征在于，所述SIM卡池设备根据ISO7816标准的Host角色备份的未加密的SIM卡数据。

6.如权利要求1至4任意一项权利要求所述的系统，其特征在于，当需要虚拟SIM卡产生时效性或加密报文时，所述终端通讯设备与SIM卡池设备之间通过DBO多路径冗余转发机制进行通讯。

7.如权利要求1至4任意一项所述的系统，其特征在于，所述分配策略包括终端通讯设备的当前所在地、或终端通讯设备的使用时段、或运营商的相关资费标准进行分配或其组合。

8.一种无限制使用多SIM卡的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：终端通讯设备向SIM卡控制服务器汇报当前的状态；

步骤2：SIM卡控制服务器根据终端通讯设备当前的状态以及分配策略，为终端通讯设备动态分配当前最合适的SIM卡数据；

步骤3：终端通讯设备将SIM卡数据转换为虚拟SIM卡，实现其无线服务请求。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：

步骤31：所述远程SIM卡接口模拟真实SIM卡的运行环境，将SIM卡数据转换为虚拟SIM卡，并备份SIM卡数据到本地存储器；

步骤32：终端通讯设备开启移动通讯模块访问虚拟SIM卡；

步骤33：远程SIM卡接口解析访问SIM卡请求；

步骤34：若访问SIM卡请求为读文件/目录，远程SIM卡接口查看本地存储器中是否有相应的文件/目录，若有则将得到的数据信息反馈给移动通讯模块；若无则反馈给移动通讯模块该文件/目录不存在；

步骤35：若访问SIM卡请求为写文件，远程SIM卡接口根据文件信息刷新本地存储器；

步骤36：若访问SIM卡请求为其他命令，则终端控制模块通过DBO多路径冗余转发机制，将命令发送给远程SIM卡池设备，SIM卡池设备将对应的真实SIM卡对命令的应答数据通过DBO多路径冗余转发机制反馈给终端通讯设备。