CN105554724B - 一种基于虚拟sim卡的漫游无缝认证的系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于虚拟SIM卡的漫游无缝认证的方法，包括以下步骤：S1、进行第一张虚拟SIM卡的认证；步骤S1包括以下子步骤：S11、用户先用通讯装置的实体SIM卡，连上漫游端行动基地台；S12、将第一张虚拟SIM卡连上漫游端行动基地台；S13、漫游端行动基地台送出认证问题到通讯装置；S14、通讯装置连上网络，通过因特网将认证问题以及第一张虚拟SIM卡的唯一ID传至虚拟SIM卡服务器。本发明还提供了一种基于虚拟SIM卡的漫游无缝认证的系统。本发明的有益效果是：利用虚拟SIM的技术可在全球各地以当地的连网价格使用行动数据网络。

Description

一种基于虚拟SIM卡的漫游无缝认证的系统

技术领域

本发明涉及漫游无缝认证的方法，尤其涉及一种基于虚拟SIM卡的漫游无缝认证的系统。

背景技术

目前各手机平台厂商急欲打破目前由行动网络营运商之间的网络漫游限制问题，纷纷提出虚拟SIM的相关解决方案。虽然各个虚拟SIM卡的技术和架构有差异，其共通的基本功能为：

不需更换SIM卡，可漫游(Roaming)在多个行动网络之间并且使用其语音及数据网络通讯。

使用语音及数据网络时，费率为本地费率，或是为单一费率 (本地费率例如，在美国为AT&T或Verizon的费率；在日本是Softbank的费率。单一费率例如每 1G bytes为10美元)。

目前在虚拟SIM的技术主要分为(1)换特殊SIM卡，例如Apple SIM及GoogleProject Fi SIM(2)使用原SIM卡，利用远程加载虚拟SIM卡的方式，注册当地网络，例如SimGo。

「特殊SIM卡」的解决方案的优点在于一张SIM卡中有多家行动网络的切换能力，但缺点(1)是必须更换原SIM卡，(2)而且目前只有美国境内可以申请，(3)只能在特殊设备上使用，例如Apple SIM只能在iPad/iPhone使用，而Google Project Fi SIM只能在Nexus 6使用，(4)功能不完全，例如Apple SIM只适用在美国和英国少数几家行动营运商；GoogleProject Fi SIM在美国以外只能使用3G而且有限速。

「使用原有的SIM卡」方案的缺点为，(1)只能在特殊设备使用，例如SimGo(http://www.simgo-mobile.com/)以一个类似手机保护壳的设备外接在手机上 (2)需要注册远程虚拟SIM卡服务器，用来取得虚拟SIM卡并且远程认证。而其优点是不需更换原SIM卡，而且全球只要能连上行动网络或Wi-Fi等封包数据网络皆可使用。本发明即是基于使用原有SIM卡的方案，使用者全球漫游时以极低廉的价格在基地台及行动网络之间移动时，随时无缝接轨认证(Seamless Authentication)以保持随时连网的状态。

「使用原有的SIM卡」的虚拟SIM方案在使用上有一个前提就是在和基地台做连网认证时，必须透过另一个数据网络联机 (例如Wi-Fi或漫游) 要求远程的虚拟SIM卡服务器做认证的动作，并同样地经由数据网络联机将结果回传至手机端才能让漫游端的手机及其虚拟SIM卡注册成功。

然而，由于手机的最大特点即是具移动性，所以如果使用Wi-Fi做为启始认证的数据网络就会有局限性造成使用上的困难。为了使手机同时具移动性并确保手机的虚拟SIM卡随时可以对基地台进行认证及注册，「使用原有的SIM卡」的虚拟SIM方案会利用另一张SIM卡先以漫游数据网络做小量的认证数据传输，在完成认证后，虚拟SIM卡连上基地台，则漫游SIM卡即可脱机。

若是手机在使用虚拟SIM时，因为在移动时而进行基地台间的网络切换，就必须重新认证。由于漫游SIM卡建立数据联机，必须以漫游费率计算，所以重新认证必须花费小额的漫游费用。若是持续移动所花费的费用就可能达成使用者无法接受的程度，例如在美国乘坐长途巴士或是在欧州跨国旅游，就会跨越多个基地台和网络，也就需要多次认证。

虚拟SIM卡的目的即是使用当地费率。然而，如果远程认证所花费金额过高，则虚拟SIM卡的商业价值就不高。例如每次认证需要双向各使用2 Kbytes数据量，以美国T-Mobile数据漫游费为0.12 Kbytes/人民币 而言，100次的认证需要2 2 100 0.12 = 48(人民币)，约8美元。已几乎是漫游优惠费率一日最高收费的六成 (台湾中华电信，可先在台湾设定去美国7天，则资料漫游费每日最高80人民币，48除以80为0.6，所以认证费用已达六成)。

现有的技术缺点在于必须内建SIM卡，所以必须和各地的网络营运商谈合作或并购置SIM卡或其芯片再内建其中，例如在中国和中国移动合作，让中国移动提供优惠的全漫游费率。然而，即使如此也不可能将全世界的SIM都内建在其中，所以造成产品只能在有合作行动营运商所在的国家使用而产生局限性的问题。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种基于虚拟SIM卡的漫游无缝认证的方法及系统，利用虚拟SIM的技术可在全球各地以当地的连网价格使用行动数据网络。

本发明提供了一种基于虚拟SIM卡的漫游无缝认证的方法，包括以下步骤：

S1、进行第一张虚拟SIM卡的认证；

步骤S1包括以下子步骤：

S11、用户先用通讯装置的实体SIM卡，连上漫游端行动基地台；

S12、将第一张虚拟SIM卡连上漫游端行动基地台；

S13、漫游端行动基地台送出认证问题到通讯装置；

S14、通讯装置连上网络，通过因特网将认证问题以及第一张虚拟SIM卡的唯一ID传至虚拟SIM卡服务器；

S15、虚拟SIM卡服务器取得与第一张虚拟SIM卡相对应的实体SIM卡，并要求与第一张虚拟SIM卡相对应的实体SIM卡根据认证问题计算出认证答案；

S16、虚拟SIM卡服务器将认证答案回传至通讯装置；

S17、通讯装置将认证答案回传漫游端行动基地台；

S18、第一张虚拟SIM卡认证完成，同时将通讯装置的实体SIM卡断开；

S2、进行第二张虚拟SIM卡的认证；

步骤S2包括以下子步骤：

S21、用户先用通讯装置的第一张虚拟SIM卡，连上漫游端行动基地台；

S22、将第二张虚拟SIM卡连上漫游端行动基地台；

S23、漫游端行动基地台送出认证问题到通讯装置；

S24、通讯装置连上网络，通过因特网将认证问题以及第二张虚拟SIM卡的唯一ID传至虚拟SIM卡服务器；

S25、虚拟SIM卡服务器取得与第二张虚拟SIM卡相对应的实体SIM卡，并要求与第二张虚拟SIM卡相对应的实体SIM卡根据认证问题计算出认证答案；

S26、虚拟SIM卡服务器将认证答案回传至通讯装置；

S27、通讯装置将认证答案回传漫游端行动基地台；

S28、第二张虚拟SIM卡认证完成。

作为本发明的进一步改进，第一张虚拟SIM卡与第二张虚拟SIM卡分别注册不同的运营商。

本发明还提供了一种基于虚拟SIM卡的漫游无缝认证的系统，包括通讯装置、漫游端行动基地台和虚拟SIM卡服务器，所述通讯装置包括第一无线行动通讯模块、第二无线行动通讯模块、实体SIM卡、第一张虚拟SIM卡和第二张虚拟SIM卡，所述通讯装置通过第一无线行动通讯模块或者第二无线行动通讯模块与所述漫游端行动基地台连接，所述漫游端行动基地台通过因特网与所述虚拟SIM卡服务器连接，所述虚拟SIM卡服务器包括实体SIM卡丛集。

作为本发明的进一步改进，所述实体SIM卡丛集包括与第一张虚拟SIM卡相对应的实体SIM卡和与第二张虚拟SIM卡相对应的实体SIM卡。

作为本发明的进一步改进，所述通讯装置为手机。

本发明的有益效果是：利用虚拟SIM的技术可在全球各地以当地的连网价格使用行动数据网络，不需要内建认证用实体SIM卡，在成本及可用性上都有优势；成本上，不需要另外的实体SIM，节省购买及装置的费用；可用性上，不必和特定行动营运商合作即可用低成本的方式进行认证，所以全球皆可使用，适用国家不必受制于与行动营运商的合作关系。

附图说明

图1是本发明一种基于虚拟SIM卡的漫游无缝认证的方法的流程图。

图2是本发明一种基于虚拟SIM卡的漫游无缝认证的系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

如图2所示，一种基于虚拟SIM卡的漫游无缝认证的系统，包括通讯装置1、漫游端行动基地台7和虚拟SIM卡服务器9，所述通讯装置1包括第一无线行动通讯模块2、第二无线行动通讯模块3、实体SIM卡4、第一张虚拟SIM卡5和第二张虚拟SIM卡6，所述通讯装置1通过第一无线行动通讯模块2或者第二无线行动通讯模块3与所述漫游端行动基地台7连接，所述漫游端行动基地台7通过因特网8与所述虚拟SIM卡服务器9连接，所述虚拟SIM卡服务器9包括实体SIM卡丛集10，第一无线行动通讯模块2用来连接实际使用(例如上网、收发Email)的虚拟SIM卡，第二无线行动通讯模块3用来连接认证用SIM卡，第一张虚拟SIM卡5用来和漫游端行动基地台7链接并传送一般网络操作用的数据，例如浏灠网页或收发电子邮件，第二张虚拟SIM卡6用来处理与漫游端行动基地台7的认证工作。

如图2所示，所述实体SIM卡丛集10包括与第一张虚拟SIM卡5相对应的实体SIM卡和与第二张虚拟SIM卡6相对应的实体SIM卡。

如图2所示，虚拟SIM卡服务器9用来集中管理大量实体SIM卡，可以将在漫游端虚拟SIM卡要连上行动基地台的认证答案用实体SIM卡计算后回传，使虚拟SIM上得以链接网络。

如图2所示，实体SIM卡丛集10(SIM Cluster)，单一虚拟SIM卡服务器可管理大量实体SIM卡。可服务多张虚拟SIM卡的认证结果计算要求。

如图2所示，所述通讯装置1为手机或者其他行动装置。

漫游端行动基地台7位于目前手机所在位置，第一张虚拟SIM卡5、第二张虚拟SIM卡6使用本地费率，而实体SIM卡4使用漫游费率。

本发明提供的一种基于虚拟SIM卡的漫游无缝认证的系统的基本原理是以双虚拟SIM卡为基础，其中一张虚拟SIM卡是用来连上行动网络，进行电子邮件、即时消息、网页浏灠等等一般事务；另一张虚拟SIM上用来和远程的虚拟SIM卡服务器做认证。上网用的虚拟SIM上会因为所在位置不同被基地台要求重新认证，此时认证用的虚拟SIM卡就必须负责认证数据的传送。

系统一开始以实体SIM卡连上漫游数据网络后，成功注册认证用虚拟SIM卡。此时认证用虚拟SIM卡连上基地台，并且可以提供数据网络服务。再来就可以经由认证用虚拟SIM卡对实际使用的虚拟SIM卡做认证。之后，不论是基地台或是手机主动要求认证，皆可透过认证用虚拟SIM做远程认证的工作。

当使用者抵达漫游端时，例如从中国到达美国。手机开机后必须对「认证用SIM卡」做第一次认证。此时手机可以连上因特网的途径可以利用Wi-Fi或实体SIM卡漫游。

图1为第一次认证流程，以实体SIM漫游为例。

1.用户先用实体SIM卡4，连上漫游端行动基地台7，此时的费用会是漫游费率。

2.将虚拟SIM卡连上漫游端行动基地台，例如漫游端为美国，虚拟SIM卡为AT&T的SIM。

3.漫游端行动基地台7送出认证问题到手机端。

4.手机端已连上网络，可以透过因特网将认证问题包含IMSI(SIM上的唯一ID)传至虚拟SIM卡服务器9。

5.虚拟SIM卡服务器9取得相对应的实体SIM卡(每个虚拟SIM上都有一张对应的实体SIM卡)。并且要求实体SIM卡根据认证问题计算出认证答案。

6.将计算完成的认证答案回传至手机。

7.手机将认证答案回传漫游端行动基地台7。

8.虚拟SIM卡注册完成，同时将实体SIM上断线。

以上的流程是将第一张虚拟SIM卡5注册至漫游端行动基地台7的流程。完成后就断开实体SIM卡4，所以最多使用到两个无线行动通讯模块。

接下来就可以用第一张已注册成功的虚拟SIM卡当成认证用SIM卡，取代上述流程中的漫游端的实体SIM卡4。如此在认证的流程就使用当地费用而不是漫游费用。然后以上述相同的流程注册第二张虚拟SIM卡6。第二张虚拟SIM卡6可用来做实际在因特网传送数据用。

当使用者在移动时，可能虚拟SIM卡会断线，主要原因是已离开基地台信号范围。所以本发明二张虚拟SIM卡会注册不同营运商，例如在美国，一张注册AT&T，另一张注册T-Mobile。如此同时断讯的状况就会大幅减少。当一张虚拟SIM卡断讯时，另一张虚拟SIM卡还能连上网络时，就变成认证用SIM卡，寻找当地可连上的基地台，并加载可连网的虚拟SIM卡并连上网络。例如，原本手机虚拟SIM卡，一张注册AT&T，另一张注册T-Mobile，但在开车时，已离开T-Mobile的范围，造成T-Mobile断讯，此时发现Verizon可连上，手机会加载Version虚拟SIM卡再利用仍保持联机的AT&T的虚拟SIM向虚拟SIM卡服务器完成认证流程。此时手机的两张虚拟SIM卡一张注册AT&T，另一张注册Verizon。过程中就无须负担任何漫游费用。

当然，若两张虚拟SIM上同时断讯，例如开车进入隧道，同时断讯，再出隧道后，重新认证时就必须实体SIM卡漫游的方式再进行认证。

本发明提供的一种基于虚拟SIM卡的漫游无缝认证的方法及系统，利用第二张虚拟SIM卡6做为认证用虚拟SIM，以确保手机可以在极低的价格下随时得以对虚拟SIM卡进行认证。

本发明是利用使用者本身的SIM卡做第一次认证，此时使用漫游网络，所以花了4Kbytes的数据传输，约0.48元人民币。第一次认证完成的虚拟SIM卡是用来做后续来认证其它的虚拟SIM卡之用，所以之后的认证都由认证用虚拟SIM卡产生费用，且使用当地的费率。如此可以达到认证费率当地化，且排除内建SIM上所产生的地域上的局限性。

本发明提供的一种基于虚拟SIM卡的漫游无缝认证的方法及系统，适用于具无线行动通讯功能的智能型手机。利用虚拟SIM的技术可在全球各地以当地的连网价格使用行动数据网络。本发明是让虚拟SIM在漫游跨越行动营运商(Mobile Operator)的行动网络时可以以极低的价格进行无缝认证。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于虚拟SIM卡的漫游无缝认证的系统，其特征在于：包括通讯装置、漫游端行动基地台和虚拟SIM卡服务器，所述通讯装置包括第一无线行动通讯模块、第二无线行动通讯模块、实体SIM卡、第一张虚拟SIM卡和第二张虚拟SIM卡，所述通讯装置通过第一无线行动通讯模块或者第二无线行动通讯模块与所述漫游端行动基地台连接，所述漫游端行动基地台通过因特网与所述虚拟SIM卡服务器连接，所述虚拟SIM卡服务器包括实体SIM卡丛集；

其中，

基于虚拟SIM卡的漫游无缝认证的系统进行以下步骤：

S1、进行第一张虚拟SIM卡的认证；

步骤S1包括以下子步骤：

S11、用户先用通讯装置的实体SIM卡，连上漫游端行动基地台；

S12、将第一张虚拟SIM卡连上漫游端行动基地台；

S13、漫游端行动基地台送出认证问题到通讯装置；

S14、通讯装置连上网络，通过因特网将认证问题以及第一张虚拟SIM卡的唯一ID传至虚拟SIM卡服务器；

S15、虚拟SIM卡服务器取得与第一张虚拟SIM卡相对应的实体SIM卡，并要求与第一张虚拟SIM卡相对应的实体SIM卡根据认证问题计算出认证答案；

S16、虚拟SIM卡服务器将认证答案回传至通讯装置；

S17、通讯装置将认证答案回传漫游端行动基地台；

S18、第一张虚拟SIM卡认证完成，同时将通讯装置的实体SIM卡断开；

S2、进行第二张虚拟SIM卡的认证；

步骤S2包括以下子步骤：

S21、用户先用通讯装置的第一张虚拟SIM卡，连上漫游端行动基地台；

S22、将第二张虚拟SIM卡连上漫游端行动基地台；

S23、漫游端行动基地台送出认证问题到通讯装置；

S24、通讯装置连上网络，通过因特网将认证问题以及第二张虚拟SIM卡的唯一ID传至虚拟SIM卡服务器；

S25、虚拟SIM卡服务器取得与第二张虚拟SIM卡相对应的实体SIM卡，并要求与第二张虚拟SIM卡相对应的实体SIM卡根据认证问题计算出认证答案；

S26、虚拟SIM卡服务器将认证答案回传至通讯装置；

S27、通讯装置将认证答案回传漫游端行动基地台；

S28、第二张虚拟SIM卡认证完成；

所述实体SIM卡丛集包括与第一张虚拟SIM卡相对应的实体SIM卡和与第二张虚拟SIM卡相对应的实体SIM卡；

所述通讯装置为手机

其中，

当一张虚拟SIM卡断讯，另一张虚拟SIM卡还能连上网络时，另一张虚拟SIM卡就变成认证用SIM卡，寻找当地可连上的基地台，并加载可连网的虚拟SIM卡并连上网络。