DE102008013664A1

DE102008013664A1 - Anordnung und Verfahren zum Betrieb einer SIM-Karte

Info

Publication number: DE102008013664A1
Application number: DE102008013664A
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl.-Ing. Michel; Peter Dipl.-Ing. Brune; Peter Dr.-Ing. Neumann; Andreas Dipl.-Ing. Hochscherff; Walter Dipl.-Ing. Mohrs
Original assignee: T Mobile International AG
Current assignee: Deutsche Telekom AG
Priority date: 2008-03-11
Filing date: 2008-03-11
Publication date: 2009-09-24
Also published as: WO2009112114A1

Abstract

Anordnung und Verfahren zum Betrieb einer SIM-Karte zur Authentifizierung zumindest eines Mobilfunkendgerätes, wobei die SIM-Karte zumindest einen Prozessor aufweist, wobei die SIM-Karte eine Antenne aufweist oder der SIM-Karte eine Antenne zugeordnet ist, wobei in der Antenne durch elektromagnetische Wellen eine Spannung induzierbar ist, mittels derer die Versorgung des Prozessors der SIM-Karte mit elektrischer Energie erfolgt, sodass die SIM-Karte unabhängig von einem Mobilfunkendgerät betreibbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Betrieb einer SIM-Karte zur Authentifizierung zumindest eines Mobilfunkendgerätes, wobei die SIM-Karte zumindest einen Prozessor aufweist.
Es ist bekannt, SIM-Karten mit einem Mobilfunkendgerät wie beispielsweise einem Mobiltelefon zu koppeln, indem die SIM-Karte in das Gerät eingelegt wird, wozu das Gerät eine dementsprechend ausgestaltete Aufnahme für eine solche SIM-Karte aufweist.
Bei der SIM-Karte (Subscriber Identity Module, d. h. Teilnehmer-Identifizierungs-Modul) handelt es sich somit um eine Chipkarte, die in ein Mobilfunkendgerät wie ein Mobiltelefon eingesteckt wird und zur Identifikation des Nutzers im Mobilfunknetz dient, d. h. zur Authentifizierung eines Mobilfunkendgerätes. Üblicherweise weist die SIM-Karte einen Prozessor mit Speicher auf. Durch die SIM-Karte wird das Mobilfunkendgerät, d. h. insbesondere ein Mobiltelefon, einem Nutzer zugeordnet und dieser authentifiziert. Für diese Zwecke sind auf der SIM-Karte entsprechende Identifizierungen, Nummern und Algorithmen gespeichert.
Zum Betrieb ist es erforderlich, dass jedem Mobilfunkendgerät eine SIM-Karte zugeordnet wird, um mittels des Mobilfunkendgerätes ein Mobilfunknetz nutzen zu können, beispielsweise zum Aufbau einer Gesprächsverbindung oder zur Datenübertragung.
Die Energieversorgung der SIM-Karte erfolgt dabei durch das Mobilfunkendgerät in das die SIM-Karte eingelegt oder eingesteckt ist.
Nachteilig bei dem bekannten Anordnungen und Verfahren zum betreiben einer SIM-Karte ist es, dass jedem einzelnen Mobilfunkendgerät eine SIM-Karte zugeordnet sein muss und der Betrieb einer SIM-Karte nur in Verbindung mit einem Mobilfunkendgerät möglich ist, da die Energieversorgung des Prozessors der SIM-Karte über das Mobilfunkendgerät selbst erfolgt.
Weiterhin nachteilig ist, dass zum Betrieb mehrerer Mobilfunkendgeräte entweder mehrere SIM-Karten erforderlich sind, oder aber jeweils die SIM-Karte von einem Mobilfunkendgerät entnommen und in das nächste Mobilfunkendgerät eingelegt werden muss, um dieses betreiben zu können.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung und ein Verfahren zum Betreiben einer SIM-Karte bereit zu stellen, mittels dessen es möglich ist, eine SIM-Karte unabhängig von einem Mobilfunkendgerät zu betreiben und es insbesondere zu ermöglichen, mit einer einzigen SIM-Karte mehrere Mobilfunkendgeräte authentifizieren zu können, ohne das es eines aufwendigen Austauschens oder Einsteckens der SIM-Karte in verschiedene Mobilfunkendgeräte bedarf.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung zum Betrieb einer SIM-Karte gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer SIM-Karte gemäß Anspruch 7 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.
Besonders vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Anordnung und dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb einer SIM-Karte zur Authentifizierung zumindest eines Mobilfunkendgerätes, wobei die SIM-Karte zumindest einen Prozessor aufweist, ist es, dass die SIM-Karte eine Antenne aufweist oder der SIM-Karte eine Antenne zugeordnet ist, wobei in der Antenne durch elektromagnetische Wellen eine Spannung induzierbar ist, mittels derer die Versorgung des Prozessors der SIM-Karte mit elektrischer Energie erfolgt, sodass die SIM-Karte unabhängig von einem Mobilfunkendgerät betreibbar ist, d. h. dass die Versorgung des Prozessors mittels elektrischer Energie mittels der in einer Antenne durch elektromagnetische Wellen induzierten Spannung erfolgt.
Hierdurch ist es möglich eine SIM-Karte außerhalb eines Mobilfunkendgerätes zu betreiben, da die Versorgung des Prozessors der SIM-Karte mit elektrischer Energie durch eine in einer Antenne induzierten Spannung erfolgt, wobei die Induzierung der Spannung durch elektromagnetische Wellen eines Radiofeldes erfolgt.
Es handelt sich somit bei der erfindungsgemäßen Anordnung um eine kontaktlose Chipkarte, die mittels eines Radiowellenfeldes, welches eine Spannung in einer der SIM-Karte zugeordneten oder in der SIM-Karte angeordneten Antenne induziert, mit der benötigten elektrischen Energie versorgt wird, indem die induzierte Spannung der Versorgung des Prozessors der SIM-Karte dient. Die SIM-Karte kann somit unabhängig von einem Mobilfunkendgerät und insbesondere kontaktlos betrieben werden. Hierdurch ist die erfindungsgemäße Anordnung gegenüber den nach dem Stand der Technik in die Geräte einzulegende SIM-Karte in ihrer Benutzung deutlich flexibler, da die SIM-Karte nicht mehr körperlich an ein Mobilfunkendgerät gekoppelt sein muss sondern autark betreibbar ist.
Es ist möglich, sowohl die SIM-Karte als auch die benötigte Antenne in einen Plastikträger oder in eine Plastikkarte, Chipkarte oder dergleichen zu integrieren.
Unter dem Begriff der SIM-Karte sind im Sinne der Erfindung zu verstehen jegliche Teilnehmer-Identifikations-Module (Subscriber Identity Module) wie SIM oder USIM oder dergleichen.
Vorzugsweise ist die Antenne, in der die elektrische Spannung durch die elektromagnetischen Wellen eines Radiowellenfeldes induziert werden, spiralförmig ausgebildet. Hierdurch ist es möglich, eine solche Antenne mit kleinen Ausmaßen herzustellen, die geeignet ist, eine in der Antenne induzierte Spannung zur Versorgung des Prozessors der SIM-Karte bereitzustellen.
Vorzugsweise steht die SIM-Karte über eine Nahfeldkommunikation mit einem oder mehreren Mobilfunkendgeräten in Verbindung und dient zur Authentifizierung des/der Mobilfunkendgeräte/s.
Es ist somit möglich, da die SIM-Karte mit einer in die SIM-Karte integrierten Antenne oder der SIM-Karte zugeordneten Antenne autark betrieben werden kann, über eine Nahfeldkommunikation mit einem oder mehreren Mobilfunkendgeräten in Verbindung zu treten und zur Authentifizierung eines oder mehrerer Mobilfunkendgeräte zu dienen. Hierdurch ist es somit möglich, mit einer einzigen SIM-Karte, die nunmehr außerhalb von Mobilfunkendgeräten angeordnet sein kann, da die Versorgung mit elektrischer Spannung zum Betrieb der SIM-Karte unabhängig von einem Mobilfunkendgerät erfolgt, mehrere Mobilfunkendgeräte zu authentifizieren und den Zugang zu einem Mobilfunknetzwerk zu ermöglichen.
Es kann also eine größere Anzahl als lediglich ein einzelnes Mobilfunkendgerät mittels einer SIM-Karte authentifiziert werden. Gleichzeitig kann durch eine getrennte Anordnung von Mobilfunkendgerät und SIM-Karte die Sicherheit gegen Diebstahl erhöht werden, da eine Nutzung des Mobilfunknetzes für den Benutzer nur möglich ist wenn er sowohl über die SIM-Karte als auch über das Mobilfunkendgerät gleichzeitig verfügt.
Des Weiteren ist es möglich, mit einer einzelnen SIM-Karte verschiedene Mobilfunkendgeräte zu benutzen, ohne dass es notwendig ist, die SIM-Karte in die Mobilfunkendgeräte, wie beispielsweise ein Mobiltelefon oder einen tragbaren Computer wie ein Notebook, Laptop, einzusetzen und wieder aus dem zuletzt genutzten Gerät herauszunehmen, wenn ein anderes Gerät mit der SIM-Karte betreiben, d. h. authentifiziert werden soll.
Der Benutzer kann die SIM-Karte beispielsweise in einer Tasche am Körper oder in der Kleidung tragen, wobei die SIM-Karte über eine Nahfeldkommunikation beispielsweise mit einem Funktelefon und einem tragbaren Computer wie einem Notebook oder Laptop in Verbindung steht. Somit ist es ohne einen Kartentausch für den Benutzer möglich, durch eine Authentifizierung mittels der SIM-Karte sowohl das Mobilfunktelefon, beispielsweise für Gesprächsverbindungen oder den Versand und den Empfang von Kurzmitteilungen zu benutzen und ohne dass es eines Kartentausches bedarf, einen Computer zu benutzen, wobei das Mobilfunknetz zur Datenübertragung genutzt wird.
Vorteilhaft ist dabei insbesondere, dass es nicht mehr erforderlich ist, dass die Mobilfunkendgeräte über eine entsprechend ausgestaltete Kartenaufnahme verfügen müssen, in die eine SIM-Karte einsteckbar oder einlegbar ist. Somit ergibt sich eine größere Gestaltungsfreiheit bei der Gestaltung von Mobilfunkendgeräten, wie beispielsweise Mobiltelefonen. Hierdurch ist es möglich, Mobiltelefone beispielsweise dünner oder kleiner auszugestalten, da nunmehr die Kartenaufnahme zur Aufnahme einer SIM-Karte innerhalb des Mobiltelefons durch die erfindungsgemäße Anordnung und das erfindungsgemäße Verfahren entfallen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Antenne derart ausgebildet, dass die Spannungsinduktion ausschließlich oder überwiegend oder zumindest teilweise mittels elektromagnetischer Wellen erfolgt, welche von einem Mobilfunknetzwerk emittiert werden.
Alternativ oder kumulativ kann die Antenne derart ausgebildet sein, dass die Spannungsinduktion ausschließlich oder überwiegend oder zumindest teilweise mittels elektromagnetischer Wellen erfolgt, welche von einem Mobilfunkendgerät emittiert werden.
Durch eine solche Ausgestaltung der Antenne, die dazu vorgesehen ist, dass in der Antenne durch elektromagnetische Wellen eine Spannung induzierbar ist, mittels derer die Versorgung des Prozessors der SIM-Karte mit elektrischer Energie erfolgt, können bevorzugte Wellenbereiche elektromagnetischer Wellen verwendet werden. Da sowohl die SIM-Karte als auch das Mobilfunkendgerät in einem Bereich betrieben werden, in dem eine Netzabdeckung durch ein Mobilfunknetzwerk vorliegt, können elektromagnetische Wellen zur Spannungsinduktion dienen, die von einem Mobilfunknetzwerk emittiert werden. Alternativ können auch jene elektromagnetische Wellen zur Spannungsinduktion dienen, welche von einem Mobilfunkendgerät in der näheren oder unmittelbaren Umgebung der SIM-Karte emittiert werden.
Vorzugsweise ist die Anordnung derart ausgebildet, dass für eine Nahfeldkommunikation der Anordnung zum Betreib der SIM-Karte mit einem oder mehreren Mobilfunkendgeräten einerseits und für eine Spannungsinduktion für die Versorgung der SIM-Karte, d. h. insbesondere des Prozessors der SIM-Karte, mit elektrischer Energie andererseits, jeweils modulierte elektromagnetische Signale Verwendung finden, die komplementär zueinander sind.
Hierdurch ist es möglich, Interferenzen zwischen den für die Nahfeldkommunikation verwendeten Wellenbereichen und jenen Wellenbereichen, die für die Spannungsinduktion Verwendung finden, zu vermeiden.
Die kontaktlose SIM-Karte bzw. die Anordnung zum Betreib einer SIM-Karte ist somit unmittelbar mit Energie versorgt aus dem Radiofeld des Mobilfunknetzes und/oder anderer elektromagnetischer Wellen, ohne dass einer zusätzlichen Energieversorgung der SIM-Karte bedarf. Das Radiofeld, welches für eine Nahfeldkommunikation mit einem Mobilunkendgerät genutzt wird, weicht dabei vorzugsweise von dem Radiofeld des Mobilfunknetzes ab, um Interferenzen zu vermeiden.
Hierdurch ist es auch möglich für den Prozessor bzw. die Signalverarbeitung innerhalb der SIM-Karte zwischen dem Nahfeldwellenbereich und dem Wellenbereich des Mobilfunknetzes, d. h. beispielsweise einem GSM- oder UMTS-Radiosignal zu unterscheiden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb einer SIM-Karte zur Autorisierung zumindest eines Mobilfunkendgerätes, wobei die SIM-Karte zumindest einen Prozessor aufweist, erfolgt die Versorgung des Prozessors mit elektrischer Energie mittels einer in einer Antenne durch elektromagnetische Wellen induzierten Spannung.
Vorzugsweise wir die Spannung ausschließlich oder überwiegend oder teilweise mittels elektromagnetischer Wellen induziert, welche von einem Mobilfunknetzwerk emittiert werden, insbesondere einem Mobilfunknetzwerk nach dem GSM-Standard oder dem UMTS-Standard, d. h. von Basisstationen, insbesondere BTS oder NodeB.
Alternativ oder kumulativ wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Spannung ausschließlich oder überwiegend oder teilweise mittels elektromagnetischer Wellen induziert, welche von einem Mobilfunkendgerät emittiert werden.
Die Bezeichnung der Spannung bezieht sich dabei auf jede Spannung, die in der Antenne durch elektromagnetische Wellen induziert wird und die der Versorgung des Prozessors der SIM-Karte bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dienen.
Bevorzugt steht die SIM-Karte über Nahfeldkommunikation mit einem oder mehreren Mobilfunkendgeräten in Verbindung und dient zur Authentifizierung des Mobilfunkendgerätes oder der Mobilfunkendgeräte bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Vorzugsweise finden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren für eine Nahfeldkommunikation der SIM-Karte mit einem oder mehreren Mobilfunkendgeräten einerseits und für die Spannungsinduktion in der Antenne andererseits modulierte elektromagnetische Signale Verwendung, die zueinander komplementär sind, wodurch es möglich ist Interferenzen zu vermeiden. Insbesondere ist hierdurch eine einfache Unterscheidbarkeit zwischen Nahfeldkommunikation, d. h. dem Wellenbereich der Nahfeldkommunikation einerseits und dem Wellenbereich für die Spannungsinduktion in der Antenne andererseits vereinfacht möglich, wodurch sich der Aufwand für die Signalverarbeitung reduziert.

Claims

Anordnung zum Betrieb einer SIM-Karte zur Authentifizierung zumindest eines Mobilfunkendgerätes, wobei die SIM-Karte zumindest einen Prozessor aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die SIM-Karte eine Antenne aufweist oder der SIM-Karte eine Antenne zugeordnet ist, wobei in der Antenne durch elektromagnetische Wellen eine Spannung induzierbar ist, mittels derer die Versorgung des Prozessors der SIM-Karte mit elektrischer Energie erfolgt, sodass die SIM-Karte unabhängig von einem Mobilfunkendgerät betreibbar ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne spiralförmig ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die SIM-Karte über eine Nahfeldkommunikation mit einem oder mehreren Mobilfunkendgeräten in Verbindung steht und zur Authentifizierung des/der Mobilfunkendgeräte/s dient.
Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne derart ausgebildet ist, dass die Spannungsinduktion ausschließlich oder überwiegend oder teilweise mittels elektromagnetischer Wellen erfolgt, welche von einem Mobilfunknetzwerk emittiert werden.
Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne derart ausgebildet ist, dass die Spannungsinduktion ausschließlich oder überwiegend oder teilweise mittels elektromagnetischer Wellen erfolgt, welche von einem Mobilfunkendgerät emittiert werden.
Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Nahfeldkommunikation der Anordnung mit einem oder mehreren Mobilfunkendgeräten einerseits und für eine Spannungsinduktion andererseits modulierte elektromagnetische Signale Verwendung finden, die komplementär zueinander sind.
Verfahren zum Betrieb einer SIM-Karte zur Authentifizierung zumindest eines Mobilfunkendgerätes, wobei die SIM-Karte zumindest einen Prozessor aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgung des Prozessors mit elektrischer Energie mittels einer in einer Antenne durch elektromagnetische Wellen induzierten Spannung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung ausschließlich oder überwiegend oder teilweise mittels elektromagnetischer Wellen induziert wird, welche von einem Mobilfunknetzwerk emittiert werden.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung ausschließlich oder überwiegend oder teilweise mittels elektromagnetischer Wellen induziert wird, welche von einem Mobilfunkendgerät emittiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die SIM-Karte über eine Nahfeldkommunikation mit einem oder mehreren Mobilfunkendgeräten in Verbindung steht und zur Authentifizierung des/der Mobilfunkendgeräte/s dient.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Nahfeldkommunikation der SIM-Karte mit einem oder mehreren Mobilfunkendgeräten einerseits und für die Spannungsinduktion andererseits modulierte elektromagnetische Signale Verwendung finden, die zueinander komplementär sind.