CN110418332A - 一种双通道通讯模块、虚拟sim卡系统及上网方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双通道通讯模块、虚拟SIM卡系统及上网方法，属于虚拟SIM卡技术领域，双通道通讯模块将第一通信模块和第二通信模块集成至通用接口，节省设备空间的占用，无需插卡，无需卡槽，基于该双通道通信模块的虚拟SIM卡系统包括卡池、SIM卡管理中心和带双通道通信模块的移动终端，以及基于该虚拟SIM卡系统的上网方法实现了实时自动配置最优网络、动态配卡；全球无漫游，通讯资费当地化，满足用户出境上网资费当地化、无需更换卡、套餐可视化、支付一体化等便利要求。

Description

一种双通道通讯模块、虚拟SIM卡系统及上网方法

技术领域

本发明涉及虚拟SIM卡技术领域，具体涉及一种双通道通讯模块、虚拟SIM卡系统及上网方法。

背景技术

移动智能终端越来越普及，移动智能终端大多具有上网功能，方便终端设备搜集各类信息，将采集到的数据传输到后台进行分析处理等。而移动智能终端上网关键在于SIM卡。SIM卡是用户身份模块(Subscriber Identity Module，SIM)，存储用户身份识别数据，移动智能终端读写SIM卡信息来鉴权及申请流量。

全球有200多个国家和地区，如今国际交流越来越频繁，使用了某一国SIM卡的移动终端去到另外一国上网会导致昂贵的国际漫游费用。如果到另一国之后选择换卡，又需要考虑设备机型是否支持，需要了解不同国家的SIM卡的充值方法、套餐时长、如何使用、SIM卡大小等。而且如果一次出行多个国家，还需购买多个国家的SIM卡，十分繁琐，也十分浪费金钱。

即使在一国内，也拥有多家不同的网络运营商，而且不同运营商之间的套餐、资费、网络覆盖、服务质量等又各不相同，选择一家运营商，只能享受这家运营商的优点，而忍受它的缺点。不能将各家运营商的优点进行综合，从而增强用户上网体验，降低用户上网资费。

而现有技术中有一种虚拟SIM卡的系统，包括卡池、云端卡池管理中心、移动终端通信设备等。通过卡池将物理SIM卡云化，再由云端卡池管理中心按照分配策略分配最优的SIM卡给移动终端通信设备上网。移动终端通信设备会周期性主动地向云端卡池管理中心上报终端当前位置信息、所用电信运营商、网络制式、数据业务状态、小区能力信息、信号强度等状态信息，该过程称之为心跳数据。SIM卡管理中心根据心跳数据判断是否需要重新动态绑定虚拟SiM卡。例如当移动终端设备由A国移动到B国时，地理位置信息发生变动，原在A国分配的SIM卡在B国没有服务信号，此时云端SIM服务器通过心跳数据发现了这个变化，从数据库中调用出最优的SIM卡，重新进行虚拟SIM卡写号，该过程称之为动态绑定。

虚拟SIM卡技术优点很多，但需移动终端支持，移动终端需有双通信模块，而现有大多设备都只有单通信模块，若不进行改版无法与卡池资源相连接，但若对主板进行改造，成本大，而且直接改造主板，每种产品的主板都需进行改造，行业通用性不强，不利于虚拟SIM卡技术快速推广到移动通讯终端上。

发明内容

本发明的目的在于：本发明提供了一种双通道通讯模块、虚拟SIM卡系统及上网方法，解决了在目前移动终端采用单通信模块无法使用虚拟SIM卡技术的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种双通道通信模块，包括第一通信模块和第二通信模块，所述第一通信模块和第二通信模块集成至通用接口，实现标准化。

进一步的，所述第一通信模块为2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块、5G通讯模块中的一种，所述第二通信模块为2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块、5G通讯模块中的一种。

进一步的，所述通用接口为MiniPCIE。

一种基于双通道通信模块的虚拟SIM卡系统，包括

卡池，用于储存物理SIM卡，并与SIM卡管理中心进行数据交换；

SIM卡管理中心，用于对所述物理SIM卡进行管理，并向移动终端分配虚拟SIM卡；

移动终端，包括第一通信模块和第二通信模块，所述第一通信模块用于与SIM卡管理中心进行数换并获得虚拟SIM卡，所述第二通信模块用于利用所述虚拟SIM卡进行业务数据传输。

进一步的，所述卡池为便携式卡池，包括通讯模块、供电模块和多个卡槽，所述通讯模块用于与所述SIM卡管理中心进行数据交换，所述供电模块用于对所述便携式卡池进行供电，所述卡槽用于放置所述物理SIM卡，所述卡槽与所述通讯模块连接。

一种基于虚拟SIM卡系统的上网方法，包括以下步骤：

步骤1：移动终端利用第一通信模块向SIM卡管理中心请求分配一张虚拟SIM卡；

步骤2：所述SIM卡管理中心给所述移动终端分配一张虚拟SIM卡；

步骤3：所述移动终端利用第一通信模块对所述虚拟SIM卡进行鉴权，若鉴权成功，则跳转至步骤4，否则鉴权失败，跳转至步骤5；

步骤4：所述移动终端的通信模块由第一通信模块切换至第二通信模块，进行业务传输；

步骤5：结束鉴权，所述SIM卡管理中心收回下发的虚拟SIM卡。

进一步的，所述步骤3中，鉴权方法具体为：

步骤31：移动终端利用第一通信模块将所述虚拟SIM卡的国际移动用户识别码(1MISI)发送至基站；

步骤32：所述基站生成一组随机数，并将所述随机数返回所述移动终端；

步骤33：所述移动终端利用第一通信模块将所述随机数发送至所述SIM卡管理中心；

步骤34：所述SIM卡管理中心将所述随机数透传给卡池中的物理SIM卡，所述物理SIM卡与虚拟SIM卡对应；

步骤35：所述物理SIM卡利用所述随机数和KI计算SRES，并将所述SRES通过SIM卡管理中心透传至所述移动终端；

步骤36：所述移动终端利用第一通信模块将所述SRES传给基站；

步骤37：所述基站找出与所述IMISI对应的KI，利用相同的随机数和算法计算出SRES’，若SRES＝SRES’，则鉴权成功，否则鉴权失败。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的双通道通信模块，将两种通信模块集成至通用接口，节省设备空间的占用，无需插卡，无需卡槽，两种通信模块具有多种组合方式，满足不同需求。

本发明的双通道通信模块，替换成本低，标准化MiniPCIE接口，移动终端原有的PCB板无需进行改版。

本发明的基于双通道通信模块的虚拟SIM卡系统，实现动态配卡，满足出境上网要求，采用虚拟SIM卡，流量使用统筹管理，使用本地流量，流量资费低。

本发明的基于双通道通信模块的虚拟SIM卡系统，采用便携式SIM卡池，设备结构简单，极大的降低了卡池的建造难度，同时降低了卡池开发及维护成本。降低了用户参与门槛，同时该卡池还十分便于携带，用户可随时随地更换卡池中的卡。

本发明实现了实时自动配置最优网络、动态配卡；全球无漫游，通讯资费当地化，满足用户出境上网资费当地化、无需更换卡、套餐可视化、支付一体化等便利要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明虚拟SIM系统的整体架构图；

图2是本发明中双通道通信模块的结构图；

图3是本发明双通道通信模块中2G通信模块的电路图；

图4是本发明双通道通信模块中供电模块的电路图；

图5是本发明双通道通信模块中4G通信模块的电路图；

图6是本发明双通道通信模块中指示电路的电路图；

图7是本发明中便携式卡池的结构示意图；

图8是本发明中上网方法数据信息流图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

一种双通道通信模块，包括第一通信模块和第二通信模块，所述第一通信模块和第二通信模块集成至通用接口，实现标准化。

所述第一通信模块为2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块、5G通讯模块中的一种，所述第二通信模块为2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块、5G通讯模块中的一种。

所述通用接口为MiniPCIE。

一种基于双通道通信模块的虚拟SIM卡系统，包括

卡池，用于储存物理SIM卡，并与SIM卡管理中心进行数据交换；

SIM卡管理中心，用于对所述物理SIM卡进行管理，并向移动终端分配虚拟SIM卡；

移动终端，包括第一通信模块和第二通信模块，所述第一通信模块用于与SIM卡管理中心进行数换并获得虚拟SIM卡，所述第二通信模块用于利用所述虚拟SIM卡进行业务数据传输。

所述卡池为便携式卡池，包括通讯模块、供电模块和多个卡槽，所述通讯模块用于与所述SIM卡管理中心进行数据交换，所述供电模块用于对所述便携式卡池进行供电，所述卡槽用于放置所述物理SIM卡，所述卡槽与所述通讯模块连接。

一种基于虚拟SIM卡系统的上网方法，包括以下步骤：

步骤1：移动终端利用第一通信模块向SIM卡管理中心请求分配一张虚拟SIM卡；

步骤2：所述SIM卡管理中心给所述移动终端分配一张虚拟SIM卡；

步骤3：所述移动终端利用第一通信模块对所述虚拟SIM卡进行鉴权，若鉴权成功，则跳转至步骤4，否则鉴权失败，跳转至步骤5；

步骤4：所述移动终端的通信模块由第一通信模块切换至第二通信模块，进行业务传输；

步骤5：结束鉴权，所述SIM卡管理中心收回下发的虚拟SIM卡。

所述步骤3中，鉴权方法具体为：

步骤31：移动终端利用第一通信模块将所述虚拟SIM卡的国际移动用户识别码(IMISI)发送至基站；

步骤32：所述基站生成一组随机数，并将所述随机数返回所述移动终端；

步骤33：所述移动终端利用第一通信模块将所述随机数发送至所述SIM卡管理中心；

步骤34：所述SIM卡管理中心将所述随机数透传给卡池中的物理SIM卡，所述物理SIM卡与虚拟SIM卡对应；

步骤35：所述物理SIM卡利用所述随机数和KI计算SRES，并将所述SRES通过SIM卡管理中心透传至所述移动终端；

步骤36：所述移动终端利用第一通信模块将所述SRES传给基站；

步骤37：所述基站找出与所述IMISI对应的KI，利用相同的随机数和算法计算出SRES’，若SRES＝SRES’，则鉴权成功，否则鉴权失败。

实施例1

本实施例用于对所述双通道通信模块进行说明。

一种双通道通信模块，包括第一通信模块和第二通信模块，所述第一通信模块和第二通信模块集成至通用接口，目前移动终端常采用的通用接口有MiniPCIE接口和邮票孔。

本实施例将第一通信模块和第二通信模块集成至MiniPCIE标准板上，通过改进体积、形态等外观设备，在MiniPCIE标准板上搭载两种通信模块，所述第一通信模块和第二通信模块均为2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块、5G通讯模块中的一种，即能实现“2G+4G、3G+4G、4G+4G、3G+5G、4G+5G、5G+5G”等双通道通信功能，可标准化推广，快速替换拥有标准miniPCIE或邮票孔的单通信模块，提高虚拟SIM卡技术的利用率。

本实施例以2G通信模块加4G通信模块为例进行说明，将2G通信模块加4G通信模块集成在一个MiniPCIE标准板上，2G通信模块加4G通信模块各需要一根天线，如图2-6所示。

实施例2

本实施例用于对一种基于双通道通信模块的虚拟SIM卡系统进行说明。

该系统包括卡池，用于储存物理SIM卡，并与SIM卡管理中心进行数据交换；可采用一般的集卡器，优选的采用便携式卡池，所述便携式卡池(卡池设备)包括通讯模块、供电模块和多个卡槽，所述通讯模块用于与所述SIM卡管理中心进行数据交换，交互SIM卡应答信息，采用2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块、5G通讯模块中的一种；所述供电模块用于对所述便携式卡池进行供电，采用电池即可，可减小便携式卡池的体积，所述卡槽用于放置所述物理SIM卡，包含N个卡槽，用于储存不同国家或地区不同运营商的物理SIM卡，可以在其中选择对应国家、运营商、资费套餐、网络制式的物理SIM卡，所述N个卡槽均与所述通讯模块连接，具体数量可由用户根据功耗、卡池设备体积等因素进行设定。便携式卡池的外观尺寸可设定为长为150mm，宽为80mm，高为15mm。

SIM卡管理中心，用于对所述物理SIM卡的信息进行管理，并利用现有分配策略向移动终端分配虚拟SIM卡。分配策略可以根据移动终端当前所处的国家/地区、当前所处的时段、用户的使用需求选择资费最低的物理SIM卡的信息。用户的使用需求主要是网络流量需求，而物理SIM卡的筛选条件可以是一个也可以多个条件进行组合。例如，当前某个移动终端位于泰国，用户使用需求为5天10GB流量，则SIM卡管理模块从物理SIM卡池中选择一个最合适的物理SIM卡，并将该SIM卡的相关信息发送给移动终端，也可以只根据所处的国家或者地区调用不同的资费套餐的SIM卡，或者是根据设备使用时间段来分配相应的SIM卡，以求达到最低资费开销；一张SIM卡资费套餐有500M免费流量，当前SIM卡使用完500M流量后，SIM卡管理服务器会自动调用相同资费套餐的SIM卡供终端设备使用，可按照每日、每月通话时长切换策略、优惠时段切换策略、通信套餐切换策略、地理位置切换策略等均可。

移动终端，包括第一通信模块和第二通信模块，所述第一通信模块用于与SIM卡管理中心进行数据交换，上报移动终端的位置和状态，从SIM卡管理中心获得虚拟SIM卡卡信息、获取相关的鉴权信息，完成网络的注册与鉴权，所述第二通信模块用于利用所述虚拟SIM卡进行业务数据传输。所述第一通信模块和第二通信模块均为2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块、5G通讯模块中的一种。

实施例3

本实施例用于对一种基于虚拟SIM卡系统的上网方法进行说明。

该方法包括以下步骤：

步骤1：移动终端利用第一通信模块向SIM卡管理中心上报当前位置等心跳数据，请求分配一张虚拟SIM卡，第一通信模块采用全球漫游卡，可使用2G网络进行通信；

步骤2：所述SIM卡管理中心给所述移动终端分配一张适用该心跳数据的虚拟SIM卡，该虚拟SIM卡对应卡池中的一张物理SIM卡；

步骤3：所述移动终端利用第一通信模块对所述虚拟SIM卡进行鉴权，鉴权步骤如下：

步骤31：移动终端利用第一通信模块将所述虚拟SIM卡的国际移动用户识别码(IMISI)发送至基站；

步骤32：所述基站生成一组随机数，并将所述随机数返回所述移动终端；

步骤33：所述移动终端利用第一通信模块将所述随机数发送至所述SIM卡管理中心；

步骤34：所述SIM卡管理中心将所述随机数透传给卡池中的物理SIM卡，所述物理SIM卡与虚拟SIM卡对应；

步骤35：所述物理SIM卡利用所述随机数和KI计算SRES，并将所述SRES通过SIM卡管理中心透传至所述移动终端；

步骤36：所述移动终端利用第一通信模块将所述SRES传给基站；

步骤37：所述基站找出与所述IMISI对应的KI，利用相同的随机数和算法计算出SRES’，若SRES＝SRES’，则鉴权成功，跳转至步骤4，否则鉴权失败，跳转至步骤5。

步骤4：所述移动终端的通信模块由第一通信模块切换至第二通信模块，所述第二通信模块实现的即为对应物理SIM卡的功能，进而进行业务传输；

步骤5：结束鉴权，所述SIM卡管理中心收回下发的虚拟SIM卡。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种双通道通信模块，其特征在于：包括第一通信模块和第二通信模块，所述第一通信模块和第二通信模块集成至通用接口，实现标准化。

2.根据权利要求1所述的一种双通道通信模块，其特征在于：所述第一通信模块为2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块、5G通讯模块中的一种，所述第二通信模块为2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块、5G通讯模块中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种标准化接口的双通道通信模块，其特征在于：所述通用接口为miniPCIE。

4.一种基于双通道通信模块的虚拟SIM卡系统，其特征在于：包括

卡池，用于储存物理SIM卡，并与SIM卡管理中心进行数据交换；

SIM卡管理中心，用于对所述物理SIM卡进行管理，并向移动终端分配虚拟SIM卡；

移动终端，包括第一通信模块和第二通信模块，所述第一通信模块用于与SIM卡管理中心进行数换并获得虚拟SIM卡，所述第二通信模块用于利用所述虚拟SIM卡进行业务数据传输。

5.根据权利要求4所述的一种基于双通道通信模块的虚拟SIM卡系统，其特征在于：所述卡池为便携式卡池，包括通讯模块、供电模块和多个卡槽，所述通讯模块用于与所述SIM卡管理中心进行数据交换，所述供电模块用于对所述便携式卡池进行供电，所述卡槽用于放置所述物理SIM卡，所述卡槽与所述通讯模块连接。

6.一种基于权利要求4所述虚拟SIM卡系统的上网方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：移动终端利用第一通信模块向SIM卡管理中心请求分配一张虚拟SIM卡；

步骤2：所述SIM卡管理中心给所述移动终端分配一张虚拟SIM卡；

步骤3：所述移动终端利用第一通信模块对所述虚拟SIM卡进行鉴权，若鉴权成功，则跳转至步骤4，否则鉴权失败，跳转至步骤5；

步骤4：所述移动终端的通信模块由第一通信模块切换至第二通信模块，进行业务传输；

步骤5：结束鉴权，所述SIM卡管理中心收回下发的虚拟SIM卡。

7.根据权利要求6所述的一种上网方法，其特征在于：所述步骤3中，鉴权方法具体为：

步骤31：移动终端利用第一通信模块将所述虚拟SIM卡的国际移动用户识别码(IMISI)发送至基站；

步骤32：所述基站生成一组随机数，并将所述随机数返回所述移动终端；

步骤33：所述移动终端利用第一通信模块将所述随机数发送至所述SIM卡管理中心；

步骤34：所述SIM卡管理中心将所述随机数透传给卡池中的物理SIM卡，所述物理SIM卡与虚拟SIM卡对应；

步骤35：所述物理SIM卡利用所述随机数和KI计算SRES，并将所述SRES通过SIM卡管理中心透传至所述移动终端；

步骤36：所述移动终端利用第一通信模块将所述SRES传给基站；

步骤37：所述基站找出与所述IMISI对应的KI，利用相同的随机数和算法计算出SRES’，若SRES＝SRES’，则鉴权成功，否则鉴权失败。