-
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Kommunikationen und
insbesondere ein Kommunikationssystem und ein Verfahren, das eine
optische Kommunikation verwendet.
-
Allgemeiner Stand der Technik
-
Elektronische
Rechenvorrichtungen, wie Laptop-Computer und persönliche digitale
Assistenten (personal digital assistants) (PDAs) gestatten eine
erhöhte
Produktivität
sowie die Fähigkeit,
leichter Daten zu transportieren und zu senden. Solche Vorrichtungen
können
beispielsweise drahtlose Funkfrequenz (radio frequency) (RF)-Sender-Empfänger umfassen,
die ihnen gestatten, auf das Internet zuzugreifen und/oder elektronische
Mail (e-Mail)-Nachrichten über
ein Mobilfunknetzwerk oder ein drahtloses lokales Netzwerk (local
area network) (LAN) zu übertragen.
-
Darüber hinaus
können
solche Vorrichtungen auch beispielsweise über drahtlose persönliche Netzwerke
(personal area network) (PANs) kommunizieren. PANs verbinden Vorrichtungen
im Bereich einer einzelnen Person, typischerweise in einem Bereich
von etwa zehn Metern, untereinander. Beispielsweise kann eine Person
einen Laptop, einen persönlichen
digitalen Assistenten (PDA) und einen tragbaren Drucker in relativ
großer
Nähe beieinander unter
Verwendung eines gemeinsamen PAN-Kommunikationsprotokolls,
wie dem Standard IEEE 802.15, drahtlos miteinander verbinden.
-
Bei
bestimmten Anwendungen kann für
solche Vorrichtun gen wünschenswert
sein, dass sie durch andere Medien als drahtlose RF-Signale kommunizieren.
Beispielsweise sorgen oft Infrarot- und optische Signale für geeignete
drahtlose Vorrichtungskommunikationen im Nahbereich mit Vorrichtungen,
die eine freie Sichtlinie zueinander aufweisen. Das heißt, Infrarot-
und/oder eine optische Kommunikation kann für RF-Interferenz weniger anfällig sein
und die Regelungen, die kurzreichweitige Infrarot-/optische Kommunikationen
regeln, sind im Allgemeinen weniger streng als für RF-Kommunikationen.
-
Ein
Beispiel einer tragbaren Vorrichtung, die einen optischen Sender
für kurzreichweitige
Kommunikationen verwendet, ist in der
US-Patentanmeldung Nr. 2004/0005033 von
Nishihara et al. dargelegt. Die Anmeldung von Nishihara et al. offenbart eine
Kassette zur Verwendung mit einem radiographischen Abbildungssystem,
das photo-stimulierbare Medien verwendet. Die Kassette umfasst einen
optischen Datensender, der dafür
ausgelegt ist, eine optische Ausgabe zu senden, und eine Steuerung.
Der optische Sender kann eine Flüssigkristallanzeige
(liquid crystal display) (LCD) oder eine Licht emittierende Diode(n)
(light emitting diode) (LED) sein, deren Ausgabe sich ändert, wenn
es so von der Steuerung angewiesen wird. Die Kassette weist ein
Gehäuse mit
einem optischen Sender und Steuerung auf und der optische Sender
ist so angeordnet, dass er von außen beobachtbar ist. Ein weiteres
Beispiel ist die
US 2002/0171639 Verfahren
und Vorrichtung zum Senden von Daten über graphische Anzeigen von Ben-David.
-
Bei
der Leichtigkeit des Datenaustauschs, die durch elektronische Rechenvorrichtungen
mit drahtlosen Kommunikationsfähigkeiten
bereitgestellt wird, kann die Herausforderung zum Schützen der Daten
einer Organisation schwierig sein. Folglich kann es bei einigen
Anwendungen wünschenswert sein,
Sicherheitsmaßnahmen
zur Verwendung solcher elektronischer Vorrichtungen zu verbessern, während gleichzeitig
die erhöhte
Produktivität,
die solche Vorrichtungen bereitstellen können, nicht gedrosselt wird.
Die
US 2002/0138742 ,
Hamid et al., of fenbart eine personalisierte drahtlose, tragbare
biometrische Vorrichtung mit hoher Sicherheit in Verbindung mit
einer Vielzahl von allgegenwärtigen
Elementen.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist
ein schematisches Blockdiagramm eines Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
2 ist
ein schematisches Blockdiagramm einer alternativen Ausführungsform
des Kommunikationssystems von 1.
-
3 ist
ein Flussdiagramm eines Kommunikationsverfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
4 ist
ein schematisches Blockdiagramm, das beispielhafte Komponenten einer
mobilen drahtlosen Kommunikationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
darstellt.
-
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
-
Mit
Blick auf den vorhergehenden Hintergrund ist es daher eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, ein Kommunikationssystem mit verbesserten
Sicherheits- und Kommunikationsmerkmalen zwischen Einheiten und
zugehörige
Verfahren bereitzustellen.
-
Diese
und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile gemäß der vorliegenden Erfindung
werden durch ein Kommunikationssystem bereitgestellt, das eine erste
und eine zweite getrennte Einheit umfassen kann, von welchen wenigstens
eine einen Funkfrequenz (RF)-Sender-Empfänger umfassen kann. Die erste
Einheit kann eine Flüssigkristallanzeige (LCD)
umfassen, die wenigstens ein optisches Senderpixel umfasst. Ferner
kann die zweite drahtlose Einheit wenigstens einen optischen Empfänger zum Empfangen
optischer Signale vom wenigstens einen optischen Senderpixel der
LCD umfassen.
-
Als
Beispiel kann die erste Einheit eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung
(zum Beispiel PDA, Laptop, drahtlose e-Mail-Vorrichtung usw.) sein, die einen
RF-Sender-Empfänger
zum Zugreifen auf ein Kommunikationsnetzwerk (zum Beispiel ein LAN oder
Mobilfunknetzwerk) umfassen kann. Um nicht autorisierte Benutzer
davon abzuhalten, auf empfindliches Material auf einem Netzwerk
zuzugreifen, oder e-Mails von der ersten Einheit zu senden, die
empfindliche Informationen umfassen, kann die zweite Einheit eine
Authentisierungseinrichtung sein, die eine Identitäts-Leseeinrichtung
(zum Beispiel einen Kartenleser, einen Fingerabdruckleser, eine
Tastatur zum Eingeben eines Zugangscodes usw.) umfasst. Als solches
kann die zweite Einheit dazu verwendet werden zu ermöglichen,
dass die erste Einheit unter Verwendung ihres RF-Sender-Empfängers basierend
auf einer/einem empfangenen eindeutigen Kennung bzw. Identifikator
(unique identificator) (UID) kommuniziert.
-
Somit
kann (können)
das (die) optische(n) Senderpixel der ersten Einheit unter Verwendung
optischer Signale eine Vorrichtungskennung an die zweite Einheit
senden und vergleicht die zweite Einheit die Vorrichtungskennung
und die vom Benutzer über
die Identitäts-Leseeinrichtung
empfangene UID mit entsprechenden Einträgen, die in einem Speicher gespeichert
sind. Wenn die Vorrichtungskennung und der UID bestätigt sind,
dann ermöglicht
es die zweite Einheit, dass die erste Einheit beginnt, ihren RF-Sender-Empfänger zum
Senden von e-Mails,
Zugreifen auf ein Netzwerk usw. zu verwenden. Als Beispiel kann
die Authentisierungseinrichtung auch einen RF-Sender-Empfänger umfassen, der den RF-Sender-Empfänger der
ersten Einheit drahtlos freigibt.
-
Das
wenigstens eine optische Senderpixel kann eine Vielzahl davon umfassen
und sie können beispielsweise
optische Senderpixel mit verschiedenen Farben sein. Insbesondere
kann eine Vielzahl von LCD-Senderpixeln mit verschiedenen Farben
rote, blaue und grüne
optische Übertragungspixel
umfassen.
-
Dies
gestattet vorteilhafterweise, dass eine größere Datenmenge von der ersten
Einheit zur zweiten Einheit gesendet wird, im Gegensatz zur Verwendung
einer einzigen Lichtfarbe. Darüber
hinaus können
mehrere der optischen Senderpixel optische Taktsignale senden. Ebenso
kann der optische Empfänger
vorteilhafterweise eine Vielzahl von optischen Empfängern für verschiedene
Farben für
jeweilige optische Senderpixel mit verschiedenen Farben umfassen.
-
Die
LCD kann eine Wiederholrate aufweisen und das (die) optische(n)
Senderpixel kann (können) basierend
auf der Wiederholrate arbeiten. Der (die) optische(n) Empfänger kann
beispielsweise wenigstens einen optischen Filter umfassen. Ferner
kann der RF-Sender-Empfänger
unter Verwendung eines drahtlosen lokalen oder persönlichen
Netzwerkprotokolls kommunizieren. Auch kann die erste Einheit einen
Prozessor umfassen, der mit dem wenigstens einen optischen Senderpixel
verbunden ist, und die erste und die zweite Einheit können jeweilige
tragbare Gehäuse
aufweisen.
-
Ein
Kommunikationsverfahrensaspekt der Erfindung kann das Bereitstellen
einer ersten und einer zweiten getrennten Einheit, wie jenen, die
kurz oben beschrieben wurden, und das Senden optischer Signale von
dem wenigstens einen optischen Senderpixel der ersten Einheit umfassen.
Das Verfahren kann ferner das Empfangen der optischen Signale von
dem wenigstens einen optischen Senderpixel unter Verwendung wenigstens
eines optischen Empfängers
an der zweiten Einheit umfassen.
-
Die
vorliegende Erfindung wird nun nachfolgend unter Bezugnahme auf
die beigefügten
Zeichnungen ausführlicher
beschrieben, in welchen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
gezeigt sind. Diese Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen
Formen verkörpert
sein und sollte nicht als auf die hier dargelegten Ausführungsformen
beschränkt ausgelegt
werden. Stattdessen werden diese Ausführungsformen bereitgestellt,
damit diese Offenbarung genau und vollständig ist und den Umfang der Erfindung
für Fachleute
auf dem Gebiet vollständig ausdrückt. Ähnliche
Bezugsziffern beziehen sich auf im Ganzen auf ähnliche Elemente und die Hauptnotation
wird verwendet, um ähnliche
Elemente in alternativen Ausführungsformen
anzugeben.
-
Unter
anfänglicher
Bezugnahme auf 1 umfasst ein Kommunikationssystem 20 veranschaulichend
eine erste und eine zweite getrennte Einheit 21, 22.
In der beispielhaften Ausführungsform
umfasst die erste Einheit 21 veranschaulichend einen Funkfrequenz
(RF)-Sender-Empfänger 23 und
eine zugehörige
Antenne 24. Als Beispiel kann der RF-Sender-Empfänger 23 unter
Verwendung eines Drahtlos-LAN- oder Drahtlos-PAN-Protokolls (zum Beispiel
Bluetooth, IEEE 802.11x oder 802.15) kommunizieren oder kann er
ein Mobilfunk-Sender-Empfänger
zum Kommunizieren über
ein Mobilfunknetzwerk sein. Der RF-Sender-Empfänger 23 kann
beispielsweise auch basierend auf einem mit dem bundesstaatlichen
Informationsverarbeitungsstandard (Federal Information Processing
Standard) (FIPS) konformen Verschlüsselungsprotokoll kommunizieren,
wie von Fachleuten auf dem Gebiet eingesehen wird.
-
Die
erste Einheit 21 umfasst veranschaulichend auch eine Flüssigkristallanzeige
(LCD) 25 einschließlich
einem oder mehreren optischen Senderpixeln (optical transmitter
pixels) (OTP) 26. Ferner umfasst die zweite drahtlose Einheit 22 veranschaulichend
einen oder mehrere optische Empfänger 27 zum
Empfangen optischer Signale von dem (den) optische(n) Senderpixel(n) 26 der
LCD 25. Die jeweiligen Komponenten der ersten und zweiten
Einheit 21, 22 können von jeweiligen tragbaren
Gehäusen 28, 29 getragen
werden.
-
Unter
zusätzlicher
Zuwendung zu 2 wird nun eine Ausführungsform
der Erfindung beschrieben, in der die erste Einheit 21' eine drahtlose
Kommunikationsvorrichtung ist und die zweite Einheit 22' eine Authentisierungseinrichtung
ist. Als Beispiel kann die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 21' ein PDA, Laptop,
eine drahtlose e-Mail-Vorrichtung usw. sein, die es einem Benutzer
gestattet, auf einem Netzwerkwerk oder Tischcomputer gespeicherte
Dateien über
eine verdrahtete und/oder drahtlose Kommunikationsverbindung zuzugreifen.
Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 21' umfasst ferner veranschaulichend
einen Prozessor 35',
der mit der LCD 25' verbunden
ist, und einen drahtlosen PAN-Sender-Empfänger.
-
In
der dargestellten Ausführungsform
wird eine Vielzahl von optischen Sendern mit verschiedenen Farben 26r' (rot), 26b' (blau), 26g' (grün), die
jeweils ein oder mehrere Pixel umfassen, zum Senden von optischen
Takt- und Datensignalen verwendet. Im vorliegenden Beispiel sendet
der rote optische Sender 26r' ein
Taktsignal, während
die blauen und grünen
optischen Sender 26b', 26g' Datensignale senden.
Natürlich
können
in verschiedenen Ausführungsformen
verschiedene Signale unter Verwendung von verschiedenfarbigem Licht
gesendet werden und können
ebenfalls andere Farben als die gezeigten verwendet werden. Die
Verwendung verschiedener Farben für die Signalübertragung
gestattet vorteilhafterweise, dass eine größere Datenmenge von der drahtlosen
Kommunikationsvorrichtung 21' zur
Authentisierungseinrichtung 22' gesendet wird, im Gegensatz zur
Verwendung einer einzigen Lichtfarbe, obwohl bei bestimmten Ausführungsformen
ebenfalls eine einzige Farbe verwendet werden kann.
-
Um
nicht autorisierte Benutzer davon abzuhalten, auf empfindliche Informationen
zuzugreifen oder e-Mails von der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 21' zu senden,
die beispielsweise empfindliche Informationen enthalten, kann die
Authentisierungseinrichtung 22' vorteilhafterweise dazu verwendet
werden, zu verifizieren, dass die drahtlose Kommunikationsvorrichtung
von dem richtigen Benutzer verwendet wird, und sie dann zum Ausführen solcher Aufgaben
freizugeben. Zu diesem Zweck umfasst die Authentisierungseinrichtung 22' veranschaulichend eine
Identitäts-Leseeinrichtung 36' zum Lesen einer eindeutigen
Kennung (UID) des Benutzers. Im vorliegenden Bei spiel ist die Identitäts-Leseeinrichtung 36' ein Fingerabdruckleser,
obwohl weitere Leser, wie ein Kartenleser oder eine Tastatur zum
Annehmen einer persönlichen
Identifikationsnummer (personal identification number) (PIN) als
UID usw., verwendet werden können,
wie von Fachleuten auf dem Gebiet eingesehen wird.
-
Der
Authentisierungsvorgang kann wie folgt sein. Bevor die drahtlose
Kommunikationsvorrichtung 21' die
Authentisierungseinrichtung 22' für Authentisierungszwecke verwenden
kann, baut die drahtlose Kommunikationsvorrichtung zuerst ein sicheres
PAN mit der Authentisierungseinrichtung auf. Um ein sicheres PAN
aufzubauen, kann es beispielsweise erforderlich sein, dass die drahtlose
Kommunikationsvorrichtung 21' einen
ziemlich langen Vorrichtungsidentifikationscode bereitstellt, wie
von Fachleuten auf dem Gebiet eingesehen wird. Die optischen Sender 26r', 26b', 26g' sind zum Übertragen des
Vorrichtungsidentifikationscodes zur Authentisierungseinrichtung 22' gut geeignet,
da dies dem Benutzer die Mühe
des Eintippens eines langen Codes erspart. Darüber hinaus ist die schneller
als das Eintippen eines solchen Codes von Hand und es stellt eine
zusätzliche
Sicherheit dar, da Möchtegern-Hacker
nicht den Benutzer den Code eingeben sehen.
-
Vor
dem Zugreifen auf ein sicheres Netzwerk, dem Senden einer e-Mail
usw. würde
der Benutzer der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 21' zuerst über eine
Tastatur oder andere Eingabeeinrichtung (nicht gezeigt) eine Authentisierungsfolge einleiten,
um das PAN mit der Authentisierungseinrichtung 22' aufzubauen.
Der Benutzer hält
dann das Gehäuse 28' nahe an die
Authentisierungseinrichtung 22', so dass die optischen Sender 26r', 26b', 26g' im Allgemeinen
mit entsprechenden optischen Rot-, Blau- und Grün-Empfängern 27r', 27b', 27g' ausgerichtet
sind, die von der Authentisierungseinrichtung 22' getragen werden.
Der Prozessor 35' bewirkt,
dass die optischen Sender 26r', 26b', 26g' optische Signale zur Authentisierungseinrichtung 22' senden, die
den Vorrichtungsidentifizierungscode der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 21' kommunizieren.
Darüber
hinaus stellt der Benutzer auch seinen UID bereit, was im vorliegenden
Beispiel durch Legen seines Fingers 38' auf den Fingerabdruckleser 36' vorgenommen
wird.
-
Jeder
der optischen Rot-, Blau- und Grün-Empfänger 27r', 27b', 27g' weist veranschaulichend
einen dazugehörigen
jeweiligen optischen Filter 37r', 37b', 37g' zum Filtern von anderem Licht
als der gewünschten
Farbe auf, wie von Fachleuten auf dem Gebiet eingesehen wird. Als
Beispiel kann die Empfangsfläche
der optischen Empfänger 27r', 27b', 27g' einige Quadratmillimeter
(zum Beispiel drei) betragen. Die optischen Empfänger 27r', 27b', 27g' können Photodioden
oder andere geeignete Licht wahrnehmende Einrichtungen sein, wie
Fachleuten auf dem Gebiet eingesehen wird. Die Sendefläche der
optischen Sender 26r', 26b', 26g' ist vorzugsweise
etwas größer als
die entsprechenden Empfangsflächen,
wie etwa ein Quadratzentimeter. Natürlich können auch andere Abmessungen
verwendet werden.
-
Die
Authentisierungseinrichtung 22' umfasst ferner veranschaulichend
einen Prozessor 39',
der mit den optischen Empfängern 27r', 27b', 27g' verbunden ist,
die Identitäts-Leseeinrichtung 36', einen drahtlosen
PAN-Sender-Empfänger 40' und einen Speicher 41'. Der Prozessor 39' vergleicht
die über die
optischen Empfänger 27r', 27b', 27g' und die Identitäts-Leseeinrichtung 36' empfangene
Eingabe mit entsprechenden Einträgen,
die im Speicher 41' gespeichert
sind. Wenn sie zusammenpassen, arbeitet der Prozessor 39' dann mit dem
drahtlosen PAN-Sender-Empfänger 40' zusammen, um
ein Freigabesignal über
eine zugehörige
Antenne 42' zum drahtlosen
PAN-Sender-Empfänger 23' der drahtlosen
Kommunikationsvorrichtung 21' zu
senden, das den Prozessor 35' freigibt,
die gewünschte(n)
Operation(en) auszuführen.
Andernfalls kann ein Ablehnungssignal (oder überhaupt kein Signal) an die drahtlose
Kommunikationsvorrichtung 21' gesendet werden,
um deren Freigabe für
die gewünschte(n) Operation(en)
abzulehnen.
-
Die
Authentisierungseinrichtung 22' kann auch einen im Speicher 41' gespeicherten
geheimen Schlüssel
zur Verwendung durch den Prozessor 39' beim Initialisieren des PAN-Paarungsvorgangs
mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 21' aufweisen,
wie von Fachleuten auf dem Gebiet eingesehen wird. Wenn die Vorrichtungen 21', 22' nacheinander
in einem PAN gepaart wurden, ist es nicht mehr nötig, die beiden zusammenzuhalten,
da sie dann über
die drahtlosen PAN-Sender-Empfänger 40', 23' kommunizieren
können,
solange die drahtlose Kommunikationsvorrichtung authentisiert bleibt. Die
Authentisierungseinrichtung kann ferner eine Benutzermeldeeinrichtung
(nicht gezeigt), wie beispielsweise einen Ausgangs-Audiowandler, einen
Vibrator oder eine Licht emittierende Diode (LED), umfassen, um
den Benutzer zu informieren, wann die optischen Sender 25r', 26b', 26g' und optischen
Empfänger 27r', 27b', 27g' ausgerichtet
sind, ob die Authentisierungsprozedur erfolgreich war oder nicht
usw. Darüber
hinaus kann die Authentisierungseinrichtung 22' eine tragbare
Vorrichtung sein, die auch von dem Benutzer getragen wird, oder
sie kann beispielsweise an einem gewünschten Ort angebracht sein.
-
Die
Authentisierungsprozedur kann für
verschiedene Anwendungen geändert
werden. Beispielsweise kann es bei einigen Anwendungen wünschenswert
sein zu fordern, dass der Benutzer der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 21' jedes Mal authentisiert
wird, wenn ein Zugriff auf ein sicheres Netzwerk gewünscht wird,
oder vor Senden jeder e-Mail. In weiteren Ausführungsformen können periodische
Authentisierungen wünschenswerter
sein, wie einmal pro Tag, beispielsweise wenn die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 21' angeschaltet wird.
Es können
auch weitere Authentisierungsterminpläne oder -prozeduren verwendet
werden, wie von Fachleuten auf dem Gebiet eingesehen wird.
-
Um
sicher zu stellen, dass ein Möchtegern-Hacker,
der Zugang zur vorher authentisierten drahtlosen Kommunikations vorrichtung 21' erhält, keinen
Zugang zum Vorrichtungsidentifizierungscode erhält, sollte der Code vorzugsweise
nicht auf entweder der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung oder der
Authentisierungseinrichtung 22' in einer Form gespeichert sein,
die leicht abrufbar ist. Das heißt, dieser Code sollte nicht
in einer "Kontakte"- oder "Adress"-Datei gespeichert
sein, auf die von einem Möchtegern-Hacker
leicht zugegriffen werden kann. Darüber hinaus kann die Authentisierungseinrichtung beispielsweise
den Code löschen,
nachdem das Paaren/Authentisieren abgeschlossen ist. Zur zusätzlichen
Sicherheit kann es auch wünschenswert sein,
den Vorrichtungsidentifizierungscode periodisch (zum Beispiel einmal
am Tag) zu ändern.
-
Die
LCD 25' weist
eine Wiederholrate auf, die beispielsweise 60 Hz betragen kann,
und die optischen Sender 26r', 26b', 26g' arbeiten basierend auf
der Wiederholrate. Das heißt,
die Pixel, die die optischen Sender 26r', 26b', 26g' bilden, schalten mit der gegebenen
Wiederholrate der LCD zyklisch an und aus, was daher die Datenübertragungsgeschwindigkeit
der optischen Kommunikationsverbindung zwischen der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 21' und dem Authentisierungsleser 22' festsetzt,
wie von Fachleuten auf dem Gebiet eingesehen wird.
-
Es
sollte bemerkt werden, dass das Kommunikationssystem 20' nur eine von
vielen möglichen Implementierungen
der vorliegenden Erfindung ist. In einigen Ausführungsformen kann die optische
Kommunikationsverbindung zwischen der ersten und der zweiten Einheit 21, 22 für zusätzliche
Kommunikationen zwischen den Vorrichtungen und nicht notwendigerweise
zur Authentisierung oder Freigabe weiterer Einrichtungen verwendet
werden. Weitere Beispiele von Einrichtungen, die als die erste oder
die zweite Einheit 21, 22 verwendet werden können, umfassen Drucker,
Kopierer oder Multifunktionseinrichtungen (multifunction devices)
(MFDs), Dokumentscanner, Kameras, Strichcode-Scanner, Einrichtungen
für ein Satellitennavigationssystem
(zum Beispiel GPS/GALILEO) usw. Darüber hinaus können die
er ste und die zweite Einheit 21, 22 über ein
drahtloses LAN statt ein PAN kommunizieren, wie oben erörtert.
-
Ein
Aspekt des Kommunikationsverfahrens der Erfindung wird nun unter
Bezugnahme auf 3 beschrieben. Unter Bezugnahme
auf das beispielhafte Kommunikationssystem 20' wird beginnend
bei Block 50 die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 21' zum Ausführen einer
gegebenen Operation(en) in einem Startzustand (zum Beispiel wenn
sie von einem Netzwerk abgemeldet oder abgeschaltet ist) bei Block 51 deaktiviert.
Um die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 21' zu authentisieren,
leitet der Benutzer einen Authentisierungsvorgang ein, hält die optischen
Sender 26r', 26b', 26g' nahe an die
optischen Empfänger 27r', 27b', 27g' und legt seinen Finger
auf die Identitäts-Leseeinrichtung 36', wie oben erörtert. Der
Vorrichtungsidentifizierungscode erfolgt über optische Signale von den
optischen Sendern 26r', 26b', 26g' und wird von
den optischen Empfängern 27r', 27b', 27g' bei Block 52–53 empfangen
und der UID (d.h. im vorliegenden Beispiel ein Fingerabdruck) wird
von der Identitäts-Leseeinrichtung 36' bei Block 54 gelesen.
-
Der
Prozessor 39' der
Authentisierungseinrichtung 22' vergleicht dann bei Block 55 den
UID und den empfangenen Vorrichtungsidentifikationscode mit entsprechenden
Informationen, die im Speicher 41' gespeichert sind. Wenn sie zusammenpassen, dann
arbeitet der Prozessor 39' mit
dem LAN/PAN-Sender-Empfänger 40' zusammen, um
bei Block 56 die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 21' für die gewünschte(n)
Operation(en) freizugeben, wie weiter oben erörtert, womit das dargestellte
Verfahren beendet wird (Block 57). Andernfalls kann die Authentisierungsprozedur
wiederholt werden, um den richtigen UID für die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 21' bereitzustellen.
-
Eine
beispielhafte Vorrichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet werden kann, ist eine tragbare mo bile drahtlose Kommunikationsvorrichtung 1000,
die nun unter Bezugnahme auf 4 beschrieben
wird. Die Vorrichtung 1000 umfasst ein Gehäuse 1200,
eine Tastatur 1200 und eine Ausgabeeinrichtung 1600.
Die gezeigte Ausgabeeinrichtung ist eine Anzeige 1600,
die vorzugsweise eine vollständige
graphische LCD ist. Alternativ können
weitere Arten von Ausgabeeinrichtung verwendet werden. Eine Verarbeitungseinrichtung 1800 ist im
Gehäuse 1200 enthalten
und zwischen der Tastatur 1400 und der Anzeige 1600 angeschlossen.
Die Verarbeitungseinrichtung 1800 steuert den Betrieb der
Anzeige 1600 sowie den Gesamtbetrieb der mobilen Vorrichtung 1000 in
Antwort auf die Betätigung von
Tasten auf der Tastatur 14000 durch den Benutzer.
-
Das
Gehäuse 1200 kann
vertikal verlängert sein
oder kann weitere Größen und
Formen annehmen (einschließlich
Klappgehäusestrukturen).
Die Tastatur kann eine Modusauswahltaste oder weitere Hardware oder
Software zum Umschalten zwischen Texteingabe und Telefonieeingabe
umfassen.
-
Zusätzlich zur
Verarbeitungseinrichtung 1800 sind weitere Teile der mobilen
Vorrichtung 1000 in 4 schematisch
gezeigt. Diese umfassen ein Kommuniktionsuntersystem 1001,
ein kurzreichweitiges Kommunikationsuntersystem 1020, die
Tastatur 1400 und die Anzeige 1600 zusammen mit
weiteren Eingabe/Ausgabe-Einrichtungen 1060, 1080, 1100 und 1120 sowie
Speichereinrichtungen 1160, 1180 und verschiedene
weitere Vorrichtungsuntersysteme 1201. Die mobile Vorrichtung 1000 ist
vorzugsweise eine Zwei-Wege-RF-Kommunikationsvorrichtung mit Sprach-
und Datenkommunikationsfähigkeiten.
Außerdem
hat die mobile Vorrichtung 1000 vorzugsweise die Fähigkeit,
mit weiteren Computersystemen über
das Internet zu kommunizieren.
-
Von
der Verarbeitungseinrichtung 1800 ausgeführte Betriebssystemsoftware
ist vorzugsweise in einem Permanentspeicher, wie dem Flash-Speicher 1160,
gespeichert, kann aber in anderen Arten von Speichereinrichtungen,
wie einem Festwertspeicher (ROM) oder einem ähnlichen Speicherelement gespei chert
sein. Außerdem
können
Systemsoftware, spezielle Vorrichtungsanwendungen oder Teile davon
zeitweise in einen flüchtigen
Speicher, wie den Direktzugriffsspeicher (RAM) 1180, geladen
werden. Von der mobilen Vorrichtung empfangene Kommunikationssignale
können
auch im RAM 1180 gespeichert werden.
-
Die
Verarbeitungseinrichtung 1800 ermöglicht zusätzlich zu ihren Betriebssystemfunktionen die
Ausführung
von Software-Anwendungen 1300A–1300N auf
der Vorrichtung 1000. Ein vorbestimmter Satz von Anwendungen,
die grundlegende Vorrichtungsoperationen steuern, wie Daten- und Sprachkommunikationen 1300A und 1300B,
können auf
der Vorrichtung währen
der Herstellung installiert werden. Außerdem kann eine Anwendung
für einen persönlichen
Informationsmanager (personal information manager) (PIM) während der
Herstellung installiert werden. Der PIM ist vorzugsweise in der
Lage, Datenelemente zu organisieren und zu verwalten, wie e-Mail,
Kalenderereignisse, Sprachmails, Termine und Aufgabenelemente. Die
PIM-Anwendung ist vorzugsweise auch in der Lage, Datenelemente über ein
drahtloses Netzwerk 1401 zu senden und zu empfangen. Vorzugsweise
werden die PIM-Datenelemente über
das drahtlose Netzwerk 1401 nahtlos mit den entsprechenden
Datenelementen des Benutzers der Vorrichtung integriert, synchronisiert
und aktualisiert, die in einem Host-Computersystem gespeichert oder
mit ihm verbunden sind.
-
Kommunikationsfunktionen,
einschließlich Daten-
und Sprachkommunikationen werden über das Kommunikationsuntersystem 1001 und
möglicherweise über das
kurzreichweitige Kommunikationsuntersystem ausgeführt. Das
Kommunikationsuntersystem 1001 umfasst einen Empfänger 1500, einen
Sender 1520 und eine oder mehrere Antennen 1540 und 1560.
Außerdem
umfasst das Kommunikationsuntersystem 1001 auch ein Verarbeitungsmodul,
wie einen Digitalsignalprozessor (digital signal processor) (DSP) 1580 und
lokale Oszillatoren (local oscillators) (LOs) 1601. Die
spezielle Gestaltung und Implementierung des Kommunikationsuntersystems 1001 hängt vom
Kommunikationsnetzwerk ab, in dem die mobile Vorrichtung 1000 arbeiten
soll. Beispielsweise kann eine mobile Vorrichtung 1000 ein Kommunikationsuntersystem 1001 umfassen,
das so gestaltet ist, dass es mit den mobilen Datenkommunikationsnetzwerken
mit MobiltexTM, Data TACTM und General
Packet Radio Service (GPRS) arbeitet, und auch so gestaltet sein,
dass sie mit irgendeinem aus einer Vielfalt von Sprachkommunikationsnetzwerken, wie
AMPS, TDMA, CDMA, PCS, GSM usw. arbeitet. Weitete Arten von Daten-
und Sprachnetzwerken, sowohl separat als auch integriert, können ebenfalls
mit der mobilen Vorrichtung 1000 genutzt werden.
-
Netzwerkzugangsanforderungen
variieren abhängig
von der Art des Kommunikationssystems. Beispielsweise werden bei
den Mobitex- und DataTAC-Netzwerken mobile Vorrichtungen auf dem Netzwerk
unter Verwendung einer eindeutigen persönlichen Identifikationsnummer
oder PIN registriert, die jeder Vorrichtung zugeordnet ist. Bei
GPRS-Netzwerken ist jedoch der Netzwerkzugriff einem Teilnehmer
oder Benutzer einer Vorrichtung zugeordnet. Eine GPRS-Vorrichtung
erfordert daher ein Teilnehmeridentitätsmodul, gewöhnlich als
SIM-Karte bezeichnet, um auf einem GPRS-Netzwerk zu arbeiten.
-
Wenn
erforderliche Netzwerkwerkregistrierungs- oder -aktivierungsprozeduren
abgeschlossen sind, kann die mobile Vorrichtung 1000 über das Kommunikationsnetzwerk 1401 Kommunikationssignale
senden und empfangen. Vom Kommunikationsnetzwerk 1401 durch
die Antennen 1540 empfangene Signale werden zum Empfänger 1500 geleitet,
der für
eine Signalverstärkung,
eine Frequenz-Abwärtswandlung,
eine Kanalauswahl usw. sorgt, und auch eine Analog/Digital-Wandlung
bereitstellen kann. Eine Analog/Digital-Wandlung des empfangenen
Signals gestattet dem DSP 1580, komplexere Kommunikationsfunktionen,
wie eine Demodulation und eine Entschlüsselung, auszuführen. In ähnlicher
Weise werden zum Netzwerk 1401 zu übertragende Signale vom DSP 1580 verarbeitet
(zum Beispiel moduliert und verschlüsselt) und dem Sender 1520 zu
einer Digital/Analog-Wandlung, einer Frequenz-Aufwärtswandlung,
einer Filterung, einer Verstärkung und
einer Übertragung
zum Kommunikationsnetzwerk 1401 (oder -netzwerken) über die
Antenne 1560 geliefert.
-
Zusätzlich zum
Verarbeiten von Kommunikationssignalen sorgt der DSP 1580 für die Steuerung des
Empfängers 1500 und
des Senders 1520. Beispielsweise können auf Kommunikationssignale
im Empfänger 1500 und
Sender 1520 angewandte Verstärkungen über automatische Verstärkungssteuerungsalgorithmen,
die im DSP 1580 implementiert sind, adaptiv gesteuert werden.
-
Im
Datenkommunikationsmodus wird ein empfangenes Signal, wie eine Textnachricht
oder ein Web-Seiten-Download, vom Kommunikationsuntersystem 1001 verarbeitet
und in die Verarbeitungseinrichtung 1800 eingegeben. Das
empfangene Signal wird dann von der Verarbeitungseinrichtung 1800 für eine Ausgabe
an die Anzeige 1600 oder alternativ irgendeine andere zusätzliche
E/A-Einrichtung 1060 weiterverarbeitet. Ein Benutzer der
Vorrichtung kann auch unter Verwendung der Tastatur 1400 und/oder irgendeiner
weiteren zusätzlichen
E/A-Einrichtung 1060, wie einem Tastenfeld, einem Kippschalter,
einem Einstellrad oder irgend einer anderen Art von Eingabeeinrichtung,
Datenelemente, wie e-Mail-Nachrichten, verfassen. Die verfassten
Datenelemente können
dann über
das Kommunikationsuntersystem 1001 über das Kommunikationsnetzwerk 1401 gesendet
werden.
-
In
einem Sprachkommunikationsmodus ist der Gesamtbetrieb der Vorrichtung
im Wesentlichen gleich dem Datenkommunikationsmodus, außer dass
empfangene Signale an einen Lautsprecher 1100 ausgegeben
werden und Signale zur Sendung von einem Mikrofon 1120 erzeugt
werden. Alternative Sprach- oder Audio-E/A-Untersysteme, wie ein Aufzeichnungsuntersystem
für Sprachnachrichten,
können
ebenfalls auf der Vorrichtung 1000 implementiert sein.
Außerdem
kann die Anzeige 1600 auch im Sprachkommunikationsmodus
genutzt werden, beispielsweise um die Identität eines anrufenden Teilnehmers,
die Dauer eines Sprachanrufs oder weitere mit dem Sprachanruf zusammenhängende Informationen
anzuzeugen.
-
Das
kurzreichweitige Kommunikationsuntersystem ermöglicht eine Kommunikation zwischen
der mobilen Vorrichtung 1000 und weiteren nahen Systemen
oder Vorrichtungen, die nicht notwendigerweise ähnliche Vorrichtungen zu sein
brauchen. Beispielsweise kann das kurzreichweitige Kommunikationsuntersystem
eine Infraroteinrichtung und zugehörige Schaltungen und Komponenten
oder ein Bluetooth-Kommunikationsmodul umfassen, um für eine Kommunikation
mit ähnlich
befähigten
Systemen und Einrichtungen zu sorgen.
-
Viele
Modifikationen und weitere Ausführungsformen
der Erfindung werden dem Fachmann auf dem Gebiet, der den Vorteil
der in den vorhergehenden Beschreibungen und zugehörigen Zeichnungen
dargelegten Lehren hat, in den Sinn kommen. Daher ist selbstverständlich,
dass die Erfindung nicht durch die offenbarten speziellen Ausführungsformen begrenzt
sein soll und dass Modifikationen und Ausführungsformen im Umfang der
beigefügten
Ansprüche
eingeschlossen sein sollen.