FI94703C - Matkapuhelimen käyttökortin valvontapiiri - Google Patents

Description

94703

Matkapuhelimen käyttökortin valvontapiiri - övervaknings-krets för driftkortet i en mobiltelefon 5 Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista menetelmää, jolla valvotaan, onko käyttökortti (SIM) jatkuvasti paikallaan matkapuhelimessa. Keksintö koskee myös vastaavaa valvontapiiriä ja menetelmän toteuttavaa matkapuhelinta ja sen käyttöä GSM-matkapuhelinverkossa tai 10 muussa vastaavassa verkossa.

GSM-matkapuhelinjärjestelmän spesifikaatioiden mukaisesti matkapuhelin aina varustetaan tilalla, johon asetetaan käyttökortti. Käyttökortti sisältää käyttäjän tiedot talletettu-15 na mikrosirun muistiin. Kortin tietojen perusteella järjestelmä tunnistaa laitetta käyttävän henkilön ja osaa näin ohjata mm. laskut oikeaan osoitteeseen. Matkapuhelin voidaan varustaa puolikiinteällä pienellä käyttökortilla, jonka vaihtaminen tapahtuu harvoin. Tavallisemmin tultaneen mat-20 kapuhelimessa käyttämään luottokortin kokoista ns. SIM-kort-tia. Käyttökortin paikallaan olo ilmaistaan tyypillisesti elimellä, joka estää puhelimen normaalin toiminnan, jos kortti otetaan pois.

25 Kun käyttäjä asettaa kortin matkapuhelimeen ja kytkee virran | päälle, matkapuhelin ensin kysyy käyttäjän tunnusta, ns.

PIN-koodia (Personal Identity Number). Tällä varmistetaan, ettei esim. varastetulla kortilla voida käyttää GSM-palvelu-ja. Käyttäjän antaman, matkapuhelimessa olevaa korttia vas-30 taavan PIN-tunnuksen jälkeen laite on käyttövalmis, ja käyttäjä voi ottaa useampia puheluja, ja pitää niiden välillä * pitkiäkin taukoja, tarvitsematta syöttää PIN-koodia uudes taan. Tämä kuitenkin edellyttää, ettei matkapuhelimen sisäistä syöttöjännitettä välillä katkaista. Jos GSM-järjes-35 telmän matkapuhelimen syöttöjännite katkeaa, niin käyttäjän on uudestaan syötettävä PIN-tunnus, ennen kuin hän jälleen voi käyttää puhelintaan.

2 S4703

Tilapäisiä katkoksia syöttöjännitteessä saattaa esiintyä esim. silloin kun matkapuhelin on kytketty autoon, jolloin matkapuhelinta syötetään auton akkujännitteestä. Monissa autoissa käynnistyksen yhteydessä apulaitteilta katkaistaan 5 virta. Tällöin myös matkapuhelimen sisäinen jännite katkeaa, ja PIN-tunnus on syötettävä uudestaan ennen kuin puhelin on käyttövalmis. Kannettavassa käytössä syöttöjännite saattaa katketa, rakenteesta riippuen, kun jännitetaso menee alle akkujen vaihtopisteen (reset-piste), jolloin matkapuhelimeen 10 on vaihdettava tuore ladattu akku. Näissä tapauksissa esim. auton käynnistykseen tai uuden akkupaketin vaihtamiseen kuluu lyhyt aika, suuruusluokkaa 30 sekuntia.

Matkapuhelimen käyttäjä kokee PlN-koodin "turhat" uudelleen 15 syöttämiset ikävänä lisätyönä, joka varsinkin autokäytössä lisäksi saattaa olla liikennettä vaarantava toimenpide, kun auto käynnistyksen jälkeen juuri on saatu liikkeelle.

Keksinnön tavoitteena on välttää edellä mainittujen lyhyiden 20 jännitekatkosten johdosta esiintyvät PIN-koodin "turhat" uudelleensyöttämiset. Tämä tavoite saavutetaan patenttivaatimuksen 1 mukaisella menetelmällä. Keksinnön mukainen menetelmä toteutetaan edullisesti patenttivaatimusten 3-7 mukaisella valvontapiirillä.

25

Keksinnön mukaisesti matkapuhelimeen järjestetään elimet, joiden avulla tunnistetaan, onko käyttökortti pysynyt paikallaan syöttöjännitteen lyhyen katkoksen aikana. Jos käyttökortti otetaan pois paikaltaan katkoksen aikana, tästä 30 tuotetaan signaali, joka aiheuttaa PIN-koodin uudelleen kysymisen. Edullisessa suoritusmuodossa katkoksen pituus il-. maistaan yksinkertaisen RC-piirin avulla, jolloin mitataan kondensaattorin jännitteen aleneminen katkoksen aikana, joka on verrannollinen katkoksen pituuteen. Edullisesti on 35 järjestetty kytkinelimet, joilla kondensaattorin varaus puretaan, kun käyttökortti poistetaan paikaltaan.

• . · · - 94703 3

Keksintöä selitetään seuraavassa piirustukseen viitaten, jossa: kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen valvontapiirin edullisen suoritusmuodon periaatteellisen rakenteen, ja 5 kuviot 2a ja 2b esittävät kuvion 1 piirin valvottavan kondensaattorin jännitekäyriä, kun kortti pysyy paikallaan lyhyen katkoksen aikana (kuvio 2a), ja kun kortti poistetaan lyhyen katkoksen aikana (kuvio 2b).

10 Kuvion 1 mukainen valvontapiiri käsittää oleellisina osina sinänsä tunnetun käyttökortin asettamistilaan liittyvän kyt-kinelimen SW, joka on suljettuna eli asennossa a, kun käyt-tökortti SIM on asetettu paikalleen, jolloin kytkin SW tuottaa lähtösignaalin Swa. Esitetyssä kytkinasennossa b 15 kortti on otettu pois ja kytkin tuottaa lähtösignaalin Swb. Valvontapiiri käsittää lisäksi kytkinsignaalin invertteri-piirin INV, joka invertoi lähtösignaalin Sw. Tässä esimerkissä invertteripiiri on toteutettu yksinkertaisella tran-sistorikytkimellä Tl. Transistorin Tl kollektori on liitetty 20 RC-piirin RC keskipisteeseen vastuksen Rl ja kondensaattorin Cl välille. RC-piirillä mitataan keksinnön mukaisesti matkapuhelimen käyttöjännitteen katkoksen kestoaikaa alempana esitetyllä tavalla.

25 Kondensaattorin Cl jännite ilmaistaan elimien yhdistelmällä : DET, joka esitetyssä esimerkissä käsittää jännitteen il maisupiirin 11, esim. komparaattorin, joka suoraan tuottaa aktivointisignaalin eli tulossignaalin Act. Vaihtoehtoisesti piiri 11 käsittää jännitteen mittauspiirin 11, esim. digi-30 taali/analogia-muuntimen. Piirin 11 lähtö voidaan viedä piiriin 12, jolla ilmaistu jännitetieto muunnetaan aikatiedoksi : ilmaisten katkoksen pituuden. Muunnospiirin lähtö liittyy päätöspiiriin 13, joka tuottaa lähtösignaalin Act, jos katkoksen ilmaistu pituus on ylittänyt ennalta määrätyn raja-35 arvon tlim.

Kuviossa 2a on havainnollistettu kuvion 1 mukaisen piirin toimintaa. Kuvio esittää ajan funktiona kondensaattorin Cl - 94703 4 jännitteen Vei. Kuviossa 2a vasemmalta lähtien on esitetty, miten kondensaattorin Cl jännite nousee likimain arvoon +Vcc, kun matkapuhelimessa on paikalleen asetettu käyttö-kortti, ja kun käyttöjännite on kytketty päälle. Kytkimen Sw 5 lähtösignaali Swa on oleellisesti nolla, eikä transistori Tl johda, koska jännite Vcc kulkee diodin Dl ja vastuksen R2 kautta suoraan maahan. Kondensaattorin jännite pysyy likimain arvossa Vcc. Hetkellä tO alkaa syöttöjännitteen katkos. Jännite Vei laskee vuotovirtojen takia eksponentiaalisesti 10 RC-piirin aikavakion mukaisesti. Hetkellä tl jännite Vcc kytketään uudestaan päälle. Tällöin Vei alkaa nousta, myös eksponentiaalisesti, jäännösarvosta Vr alkaen. Aikavälin dt kuluttua hetkestä tl mitataan jännite Vei. Aikavälin dt pituus on ennalta annettu. Kuvion mukaan jännitearvoksi saa-15 daan Va. Jännite Va ilmaistaan piirillä 11, joka voi olla komparaattori, jolloin jännitettä Vei verrataan asetettuun raja-arvoon Vlim. Tässä tapauksessa oletetaan että Va >

Vlim, jolloin signaalia Act ei tuoteta.

20 Vaihtoehtoisesti voidaan jännitearvo Va muuntaa digitaaliseksi arvoksi ja suorittaa muunnos aika-arvoksi t0...tl eli (tl-tO), esim. käyttäen hyväksi matkapuhelimessa jo olevaa prosessorikapasiteettia. Tässä tapauksessa aika (t0...tl) on lyhyempi kuin asetettu raja-arvo, joka on esim. tlim = 30 s. 25 : Kuviossa 2b on kuvattu tilanne, jossa käyttökortti SIM pois tetaan tai irrotetaan matkapuhelimesta jännitekatkoksen aikana hetkellä tx. Tällöin kytkimen asento muuttuu asentoon b, jolloin signaali Swb ohjaa transistorin johtavaksi kan-30 nalle likimain +Vcc, minkä johdosta kondensaattorin Cl varaus purkautuu hyvin nopeasti. Kun jännite kytketään uudes-; taan, aikavälin dt kuluttua mitataan jännite Vei, jonka ar voksi saadaan Vb, eli suurempi kuin raja-arvo. Ilmaisinpiiri DET tuottaa aktivointisignaalin Act. Sama kuvion 2b mukainen 35 tilanne syntyy, jos aikaväli t0...tl on hyvin pitkä, jolloin kondensaattori on purkautunut. Tämän johdosta matkapuhelin käynnistyessään kysyy PIN-tunnuksen, koska oletetaan, että SIM-kortti on vaihdettu.

Il - 94703 5 PIN-tunnuksen kysymisen jälkeen matkapuhelimen prosessorin muistiin talletetaan näppäimistöltä syötetyn oikean tunnuksen jälkeen puhelimen käyttöä varten välttämättömät tunnistus- ym. tiedot eli toiminta aloitetaan alusta.

5

Valvottavan katkoksen raja-arvon tlim pituus (tai Vlim) voi olla kiinteä. Vaihtoehtoisesti raja-arvo voidaan asettaa verkon tukiasemalta saatavan informaation perusteella, esim. "Radio Link Time Out" -signaalin avulla. Nykyisissä järjes-10 telmätoteutuksissa raja-arvon tlim pitää olla suuruusluokkaa 30, joka vastaa GSMsssä olevaa pisintä uudelleensynkronoitu-misaikaa.

Vaikka edellä on selitetty keksinnön mukaisen menetelmän 15 toteuttavaa erästä edullista esimerkkitapausta lähemmin, alan ammattilainen ymmärtää, että monet yksityiskohdat voidaan tämän selityksen opein toteuttaa toisellakin tavalla. Esim. kytkimen SW käyttöasennot a, b voisivat olla päinvastaiset; tällöin myös piiri INV pitää toteuttaa toisentyyppi-20 sellä logiikalla. Kytkimen SW sijasta voidaan luonnollisesti käyttää muitakin SIM-kortin paikallaan olon ilmaisevia elimiä .

Lohkojen 11-13 toteutusta ei tässä ole selitetty yksityis- 25 kohtaisesti, koska ne eivät ole ratkaisevia keksinnön kan- ; naita, ja ne voidaan toteuttaa useammalla eri tavalla, joi- • · hin edellä on viitattu.

Keksintöä sovelletaan edullisesti GSM-järjestelmän matkapu-30 helimeen, mutta keksintöä ei ole rajoitettu tähän järjestelmään.

Claims (9)

1. Menetelmä, jolla valvotaan, onko käyttökortti (SIM) jatkuvasti paikallaan matkapuhelimessa, jonka sisäinen syöt-töjännite (+Vcc) voi katketa lyhyeksi aikaa (t0...tl) ulkoi- 5 sesta syystä johtuen, jolloin matkapuhelimessa on elin (Sw), joka tuottaa ensimmäisen lähtösignaalin (Swa), kun käyttö-kortti on paikallaan, tai toisen lähtösignaalin (Swb), kun käyttökortti on poistettu, tunnettu siitä, että - matkapuhelimeen järjestetään toinen elin (RC+DET), joka 10 mitattavan suureen (Vei) muutoksen (Vcc-Vr) avulla ilmaisee syöttöjännitteen katkaisun (t0) ja sen palauttamisen (tl) välisen ajan pituuden joko suoraan tai siihen verrannollisen suureen (Va, Vb) avulla, ja että - mainitulla toisella lähtösignaalilla (Swb) aiheutetaan 15 mitattavan suureen (Vei) maksimimuutos (Vcc), - jolloin toisella elimellä (DET) tuotetaan tulossignaali (Act), joka ilmaisee kortin poistamisen, kun ilmaistun ajan pituus (tO...tl) tai siihen verrannollinen suure (Va, Vb) on ylittänyt ennalta määrätyn raja-arvon (Vlim). 20

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että normaalitoiminnassa mainittu lyhyen katkoksen aika (tO...tl) on suuruusluokkaa 15 - 60 s, edullisesti noin 30 s. 25

3. Valvontapiiri, jolla valvotaan, onko käyttökortti (SIM) jatkuvasti paikallaan matkapuhelimessa, jonka sisäinen syöt-töjännite (+Vcc) voi katketa lyhyeksi aikaa (t0...tl), jolloin valvontapiiriin liittyy matkapuhelimen ensimmäinen elin 30 (Sw), joka tuottaa ensimmäisen lähtösignaalin (Swa), kun käyttökortti on paikallaan, tai toisen lähtösignaalin (Swb), * kun käyttökortti on poistettu, tunnettu siitä, että piiri lisäksi käsittää - toisen elimen (RC+DET), joka mitattavan suureen (Vei) muu-35 toksen (Vcc-Vr) avulla ilmaisee syöttöjännitteen katkaisun (tO) ja sen palauttamisen (tl) välisen ajan pituuden joko suoraan tai siihen verrannollisen suureen (Va, Vb) avulla, jolloin li - 94703 - mainittu toinen lähtösignaali (Swb) aiheuttaa mitattavan suureen (Vei) maksimimuutoksen (Vcc), ja jolloin - toinen elin (DET) tuottaa syöttöjännitteen (+Vcc) palauttamisen jälkeen lähtösignaalin (Act), joka ilmaisee kortin 5 (SIM) poistamisen, jos ilmaistun ajan pituus (t0...tl) tai siihen verrannollinen suure (Va, Vb) ylittää ennalta määrätyn raja-arvon (Vlim).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen valvontapiiri, tunnettu 10 siitä, että ensimmäinen elin (SW) on kaksiasentoinen koske- tinelin.

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen valvontapiiri, tunnettu siitä, että mitattava suure (Vei) on jännite ja 15 että sen tuottava toinen elin (RC+DET) käsittää RC-piirin (Rl, Cl).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen valvontapiiri, tunnettu siitä, että toinen elin (RC+DET) käsittää myös jännitekompa- 20 raattorin (11).

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen valvontapiiri, tunnettu siitä, että toinen elin (RC+DET) käsittää myös analogia/ digitaali-muuntimen (11). 25

• 8. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 menetelmän toteuttava mat kapuhelin, jossa käyttäjältä vaaditaan tunnus, kun laite otetaan käyttöön syöttöjännitteen katkoksen jälkeen, tunnettu siitä, että mainitun lyhyen katkoksen jälkeen tunnus ky-30 sytään vain, jos mainittu tulossignaali on aktivoitu.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukaisen matkapuhelimen käyttö GSM-matkapuhelinverkossa tai muussa vastaavassa verkossa. - 94703