TWI394478B - 移動設備漫遊方法 - Google Patents

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Description

移動設備漫遊方法
本發明係一種移動設備漫遊方法，尤其關於在本地通信網絡中如同運行本地移動通信設備一樣的運行外地移動通信設備。
長久以來，用戶電話和電腦被一根或更多通信電纜限制在通信網路中。在過去幾十年間，電子設備的成本和尺寸不斷下降，改進的和標準化的通信技術，通信基礎設施的大量投入已經使得使用無線信號傳輸聲音和資料的移動通信設備的廣泛使用成為可能。移動通信的使用快速增長，無線通信設備，如手機、無線個人資料助手(PDA)和無線筆記本電腦在當今的工業化國家中已經隨處可見。這些設備通過無線資料網路，如蜂窩、衛星或WIFI網路傳輸和/或接受音頻、視頻和/或資料。
運行這些無線通信網路的無線通信服務提供端通過註冊、認證、位置更新，移交、通話路由選擇等方式為無線通信設備的用戶提供預定的服務。
當前應用最廣泛的無線通信網路是蜂窩電話。但是，並不是所有的蜂窩電話網絡通信都使用同一個標準。最常用的標準是GSM，全球200多個國家和地區的通信服務提供端使用該標準。這使得GSM用戶可以在世界上大部分區域使用其行動電話和其他GSM資料通信設備。GSM規定了聲音通信，SMS文字資訊，GPRS資料包通信和EDGE高速資料通信的諸多標準。
GSM提供用戶確認和認證，用戶和通信網路其他部分的加密通信。一個用戶辨識模組(SIM)，可分離式電子卡，存儲了用戶的國際移動用戶身份(IMSI)，每個用戶的認證密鑰(Ki)，密鑰(Kc)，和個人資訊，如用戶電話號碼薄。IMSI由移動國家代碼(MCC)，移動網路代碼(MNC)和特定用戶移動用戶識別號碼(MSIN)組成。
可擕式SIM使得用戶能夠在GSM相容設備之間方便的更換SIM卡，利用對應於SIM卡的用戶帳戶繼續使用通信網路。
GSM的關鍵特點是漫遊，使移動用戶可在本地網之外的地理覆蓋區域自動發送和接收聲音電話，發送和接收資料，或享用其他服務，包括資料服務。漫遊需要移動管理、認證、授權和不同服務提供端之間的記賬程式。用戶的本地網路是其移動通信設備登錄的本地位置寄存器(HLR)網路。當移動通信設備啟動時或轉到網路時，使用IMSI，網路能夠確定該站是否註冊到其HLR。如果是，該網路是用戶的本地網路，則通信繼續。如果移動通信設備沒有註冊，所訪問的網路試圖識別該設備的本地網路，然後請求關於移動通信設備服務資訊。如果兩個服務提供端之間沒有簽訂漫遊協定，或該移動通信設備不允許漫遊，所參觀的網路拒絕服務。如果服務允許，所訪問的網路建立一個臨時移動用戶識別(TMSI)並開始保持服務記錄。本地網路升級其資訊，指示該移動通信設備在新的主機型網路(host network)，所訪問的網路中，因此發送到它上面的所有資訊能夠正確的發送。當一個電話撥打到漫遊的移動通信設備時，公共交換電話網絡(PSTN)將該電話 發送到該站的本地網路，然後發送到被訪問的網路上。
儘管漫遊可以提供必要的容量，但是只有本地網路和訪問網路之間使用相同的通信技術，並簽有漫遊協議時才能進行。並且漫遊費用，尤其是國際漫遊費用，是非常昂貴的。而且，從用戶的角度來看，漫遊費用是很不合理的，例如，當出差或出遊的一群人中的一個成員給具有相同的本地網路並處於相同的訪問網路中的其他人打電話時。為了解決這種問題，一些用戶購買，租用或借用訪問網路或國外網路的SIM卡或帶有SIM卡的移動通信設備。例如，從美國去英國的遊客可以從倫敦租用或購買SIM卡或手機。對於大多數用戶來說，購買和更換SIM卡是不方便、效率低或從技術上存在問題的，尤其是在多個國家旅行的情況。這種方法也沒有辦法支持撥打到該用戶原來的手機號的電話。另外，大多數用戶購買定額的預付費SIM卡，這樣可能會面臨預付費的通話時間不夠用或留有沒有使用的通話時間的情況。
因此一種能夠使用戶方便進行網路間的漫遊，而無須支付額外的漫遊費用的系統和方法是非常需要的。
另外，在無線資料服務方面，如WIFI或WIMAX，通過支付一個月或一小時的費用，用戶可以連接到遠處的無線接入點或“熱點”。月付費的每小時費用通常比小時付費的要低，但是用戶可能無法在整個期間使用網路。因此一種能夠使用戶在不同網路間漫遊，而無須支付額外的費用，將所有的費用簡化到一張發票上的系統和方法是非常需要的。
爰此，為有效解決上述之問題，本發明主要目的係揭露一種適用於移動和無線通信設備，包括手機、小靈通、筆記本電腦、掌上電腦、超便攜個人電腦(UMPC)、PDA、雙模式(電話和資料通信)電話和其他聲音和/或文本資訊資料通信設備，網路流覽器等，例如黑莓機(Blackberry)的掌上型設備或可擕式電腦，以使這些移動和無線通信用戶更加方便和低成本的在更廣泛的地理區間中使用，如在不同的國家和國內地區，或使用不同的通信技術的地區如CDMA和GSM。
為達上述目的，本發明無線移動設備的用戶實現下面實施方式所述的服務，該服務擁有或從本地移動服務運營商處租用多數移動網路的本地預定和相關認證資料，以維護用戶及其當前位置的資料庫，所以當一個用戶旅行到其移動無線通信設備無法被當作本地服務的地方(即外地)時，該移動無線通信設備和一個認證伺服器通信(下文圖1所示)，並從該伺服器下載成為虛擬本地移動設備所需的參數，業經前述實施該移動設備在外地的本地通信便無法從其他位於本地的移動設備中區分出來了。
國際和其他非本地通信被轉移到或從通信伺服器(也如下文圖1所示)轉移出來，這樣所有的撥出電話對於用戶當前所處位置的通信網路來說都是本地的。因此，用戶可以享用作為本地通信網路用戶的所有便利，而不會產生任何漫遊或其他國外用戶通 信費用，不同于服務運營商的費用。
本發明之上述目的及其結構與功能上的特性，將依據所附圖式之較佳實施例予以說明。
下述的方法及系統使得外地無線通信裝置可在本地無線通信網路中運行，就象它本來就是本地客戶端一樣。例如，一部屬於舊金山AT&T網路的手機(外地客戶端)從位於倫敦的VODAPHONE手機網路(本地無線通信網路)撥出一個電話。一般情況下，AT&T將對在倫敦使用行動電話的用戶收取高昂的漫遊費用。然而，下面介紹的系統和方法能夠使在倫敦使用的AT&T手機就如這支手機是屬於倫敦的VODAPHONE登錄一樣。這種使在本地無線通信網路中使用的外地無線通信裝置如同它就是本地無線通信裝置一樣的功能為用戶節省了大量的費用，無須再向蜂窩電話提供商支付昂貴的漫遊費。
第1圖所示的通信系統100，包括一無線通信網路102連接如公共交換電話網絡(PSTN)的一聲音網路112與資料網路114。該通信系統100還包括一管理系統116連接該聲音網路112和資料網路114的。前述無線通信網路102可以用於進行聲音和/或資料通信，包括蜂窩電話、WIFI、或WIMAX網路。如果是蜂窩電話網路，該網路102包括許多的蜂窩站點或基地台104，通常由天線塔、無線電收發器(即基地台收發器)和無線電控制器(即基地台控制器)構成。如果是資料網路，例如WIFI或WIMAX，無線通 信網路102包括許多基地台104，通常包括接入點、無線路由器或類似設備。基地台104包括一個收發器，或發送器和接收器，通過它們建立無線通信網路102和包括境外無線客戶端106在內的大量客戶端之間的無線聯接。境外無線客戶端106可以是任意可進行無線通信的電話或計算設備，例如蜂窩手機、個人資料助理(PDA)、電腦、VOIP閘道、SIP電話或類似設備。在一些可行的實施中，境外無線客戶端106必需能夠進行資料存取和通信。境外無線客戶端106可參照第5A圖在下文詳細說明。
如第1圖所示為一可選擴展單元108，在這些實施方式中，擴展單元108能夠和境外無線客戶端106及包括基地台104的無線通信網路102，基地台進行通信；該擴展單元108將在后述一併參照第5B及9圖詳細說明。再者，在本較佳實施中，所述的境外無線通信裝置101包括：該境外無線客戶端106及/或擴展單元108的結合使用。
無線通信網路102的服務提供端110聯接一個或多個基地台104。這個服務提供端110還聯接著聲音網路112和資料網路114。
為了方便起見，下面將以該無線網路102為蜂窩電話網絡的實施方式說明，例如GSM、GPRS(整體封包無線電服務))、CDMA(分碼多工擷取)、EDGE(改進數據率GSM演進)、3GSM、DECT、IS-136和iDEN、類比，及前述舉例的任意結合。但是，同樣的系統可以用於提供任何其他類似的無線聲音和資料服務，例如WIMAX、WiFI、VOIP等。
服務提供端110可包括一個或多個行動電話交換中心(“Mobile telephone Switching Centers：MSC”)或稱行動電話交換站(“Mobile telephone Switching Offices MTSO”)。另外，服務提供端110還包括至少一個或多個基本蜂窩中心(“Base cellular Centers BSC”)沒有在圖中顯示，用於基地台104與MSC之間的聯接，例如，用於處理電話傳遞。
該服務提供端110特續的監控通話者和接收者的信號強度，當信號強度減弱時，設置下一個蜂窩站點，並自動重新選擇路由以保持通信聯接。例如，當境外無線客戶端106從一個蜂窩移動到另一個蜂窩時，服務提供端110監控到這個移動，將在適當的時間將電話從第一個基地台轉移或傳遞到一個新基地台，該轉移可以包括通信無線電頻率的交換，且對於用戶而言是無形的。因而，服務提供端110的作用如同標準的PSTN或ISDN交換節點，還為移動用戶提供其他相關的功能，如登錄、認證、位更新、移交和接入到漫遊的用戶等。
服務提供端110通常可使用一個或多個資料庫(例如，本地位置寄存器“HLR”和訪客位置寄存器“VLR”)用於跟蹤用戶，發送電話和漫遊。服務提供端110通常還使用一個資料庫(例如認證中心“AuC”)用於認證用戶，一個單獨的資料庫(例如設備識別寄存器“EIR”)校驗設備。服務提供端110將為其交換的每個電話分配一個路由號，當路由號和唯一的用戶標識(例如IMSI)和唯一的設備標識(例如國際移動設備標識“IMEI”)不同時， MTSO可以定義路由號和聯接每個境外無線客戶端106的用戶和/或設備標識的關係，這些標識使得服務提供端110可以追蹤並確定其服務區域內所有境外無線客戶端106的座標，還使服務提供端110可以確定電話和通話者的合法性。
服務提供端110通過網路基地台104發送聲音通信到網路內的其他通話者或PSTN聲音網路112，發送資料通信到資料網路114，通常為互聯網。
資料網路114聯接到管理系統116上，該管理系統116可以使外地的境外無線客戶端106在本地無線通信網路102中像本地的客戶端一樣使用。“外地”表示境外無線客戶端106(或它的SIM卡)沒有註冊到無線通信網路102中，例如，在舊金山的AT&T登錄的蜂窩電話(外地客戶端)並沒有註冊到位於倫敦的VODAPHONE蜂窩電話網絡中(本地無線通信網路)。而該管理系統116能夠使AT&T蜂窩電話在倫敦使用，如同該電話是在倫敦的VODAPHONE登錄的一樣。
管理系統116包括至少一個認證伺服器118聯接到用戶資料庫124和認證庫126，以及至少一個可選擇式的通信伺服器128聯接到路由資料庫130上，認證伺服器118首先認證連入請求，認證和維護用戶帳戶，該認證伺服器118將結合第2A圖一併在後面詳述。通信伺服器128可以使非本地電話重新選擇路由變的簡便，進一步降低路由成本，該通信伺服器128將結合第4A圖在後面詳細介紹。該路由資料庫130將結合第4B圖在後面詳細的介 紹。管理系統116包括至少一個配置伺服器132，根據遠端認證模組提供請求的用戶，該配置伺服器132將結合第2B圖在后面進一步的說明，前述配置伺服器132和/或認證伺服器118和/或通信伺服器128可作為一個或多個定位到區域網路的部件，如在中心位置，在企業計算/通信中心，或用戶產品。
一個或多個認證庫126及/或一個或多個用戶資料庫124可以一起封裝，或與一個或多個配套認證伺服器118，該通信伺服器128和路由資料庫130分別封裝。其中認證庫126將一併參照第3A圖在后述詳細的說明；該用戶資料庫124將一併參照第3B圖在后述詳細說明。該管理系統116的實施可包括用於冗餘及更快的存取時間的附加零件。
第2A圖為認證伺服器118的實施方式，認證伺服器118包含大量的零件，如至少一個中央處理器200、記憶體202、通信電路208、輸入及/或輸出設備206、監視器、鍵盤和滑鼠；至少一根連接上述裝置的匯流排204。記憶體202可能包括隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)或類似裝置；處理器200可以是邏輯處理單元，如一個或多個中央處理器(CPUs)，數位信號處理器(DSPs)，特殊應用積體電路(ASICs)等。不同裝置可包括一些或所有的這些部件，在一些裝置中，這些部件至少部分封裝到機箱中。
在一些實施方式中，認證伺服器118包括一個硬碟驅動器(沒有顯示)用於硬碟的讀寫，和/或一個光碟驅動器(沒有顯示)和 /或一個磁碟機(沒有顯示)分別用於讀寫可更換光碟(沒有顯示)和磁片(沒有顯示)。光碟可以是CD-ROM，而磁片可以是軟碟或磁碟。該等硬碟驅動器、光碟驅動器和磁碟機係經由匯流排204和處理單元連接。硬碟驅動器、光碟驅動器和磁碟機可以包括介面或控制器(沒有顯示)連接在這些驅動器和匯流排204之間，這些屬於已知的技術。這些驅動器及其配套電腦可讀取記錄媒體，為認證伺服器118提供了電腦可讀性指令、資料結構、程式模組和其他資料的非易失性記憶體。也可以使用其他類型的電腦可讀介質存儲電腦可讀取的資料，例如磁帶盒、閃存記憶體、數位視頻盤(DVD)、柏努利卡匣(Bernoulli cartridges)、RAMs、ROMs、智能卡等。
匯流排204可以使用任何已知的匯流排構成或結構，包括帶存儲控制器的存儲匯流排、週邊匯流排和局域匯流排。除非另有所述，第2A圖所示的不同模組結構和操作屬於常規設計。因此這些模組無須做進一步的闡述，因為它們已經具有很高的普及性。
通信電路208被用於和資料網路114、服務提供端110、境外無線客戶端106、和/或擴展單元108進行通信。
記憶體202可以包括一個或多個應用程式、模組、和/或資料，包括一個作業系統210，具有資料通信、處理、訪問、存儲或查找的說明。比較合適的作業系統包括DOS、UNIX、WINDOWS或LINUX。作業系統還可以包括基本輸入/輸出系統(BIOS)，可以是ROM的部分，包含基本例行程式以幫助在認證伺服器118中的元件之間 傳輸資訊，例如在啟動時。另外，記憶體202還可以包括一個網路通信模組212，用於和資料網路114、服務提供端110、境外無線客戶端106、和/或擴展單元108通信；一個記賬模組214和一個管理模組216。不同的裝置可能包括這些存儲程式或模組的一些或全部。
在一些實施方式中，該網路通信模組212接收來自於境外無線客戶端106和/或境外客戶端擴展單元108的認證資訊請求，並將其發送到管理模組216中，在一些實施方式中，根據存儲在用戶資料庫124的用戶資訊確認請求者及/或更新存儲在用戶資料庫124中的用戶資訊後，管理模組216從認證庫126中定位並提供本地無線網路認證資訊給請求的境外無線客戶端106或擴展模組108。關於認證境外無線客戶端106的方法在下文將結合第7、8圖進行詳細的說明。
記賬模組214管理不同的用戶賬目，包括維護：用戶資料庫124中的有效用戶賬目清單；追蹤和計算用戶使用情況；分配無線帳戶使用成本；和/或產生帳單數據。在一些實施方式中，記賬和管理模組持續更新用戶資料庫124中的記錄，顯示一個使用者本地無線帳戶(例如，VODAPHONE帳戶)何時且多久被一個使用者用戶的特定境外無線客戶端106使用。
第2B圖係說明前述第1圖之配置伺服器132的實施方式。該配置伺服器132包含了數個零件，如至少一個中央處理器201、一個記憶體203、通信電路209、輸出及/或輸出裝置207如監視器、 鍵盤和滑鼠、以及至少一根匯流排205，連接上述部件。記憶體203可包括隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)等等。處理器201可以是任何邏輯處理單元，例如一個或多個中央處理單元(CPUs)、數位信號處理器(DSPs)、特定用途積體電路(ASICs)等。在不同的具體實施中可以包括部分或全部前面列舉的該等零件。在一些具體實施方式中，該等零件至少部分的被封裝在外殼內。
在一些實施方式中，配置伺服器132包括一個硬碟驅動器(沒有顯示)用於硬碟的讀寫，和/或一個光碟驅動器(沒有顯示)和/或一個磁碟機(沒有顯示)分別用於讀寫可更換光碟(沒有顯示)和磁片(沒有顯示)。光碟可以是CD-ROM，而磁片可以是軟碟或磁碟。硬碟驅動器、光碟驅動器和磁碟機可以通過匯流排205連接。硬碟驅動器、光碟驅動器和磁碟機可以包括介面或控制器(沒有顯示)，連接在這些驅動器和匯流排205之間，這些屬於已知的技術。這些驅動器及其相關電腦可讀取記錄媒體，為認證伺服器118提供了電腦可讀取指令、資料結構、程式模組和其他資料的非揮發性儲存。也可以使用其他類型的電腦可讀取記錄媒體存儲電腦可讀取的資料，例如磁帶盒、閃速記憶體、數位視頻盤(DVD)、柏努利模組(Bernoulli cartridges)、RAMs、ROMs、智慧卡等。
匯流排205可以使用任何已知的匯流排構成或結構，包括帶存儲控制器的存儲匯流排、週邊匯流排和局域匯流排。除非另有所述，第2B圖所示的不同模組結構和操作屬於通常設計。因此這 些模組無須做進一步的闡述，因為它們已經具有很高的普及性。
通信電路209被用於和資料網路114、服務提供端110、境外無線客戶端106、和/或擴展單元108進行通信。
記憶體203可以包括一個或多個應用程式、模組、及/或資料，包括一個作業系統211，具有資料通信、處理、訪問、存儲或查找的指令。比較合適的作業系統包括DOS、UNIX、WINDOWS或LINUX。作業系統還可以包括基本輸入/輸出系統(BIOS)，可被當成ROM的部分，包含基本例行程式以幫助在認證伺服器118中的元件之間傳輸資訊，如在啟動時。另外，記憶體203還可以包括一個網路通信模組213，用於和資料網路114、服務提供端110、境外無線客戶端106、和/或擴展單元108通信、一遠端認證模組215(例如電話區號和對應位置表，當用戶想撥出非本地電話時所使用的本地撥入電話號碼等)、以及網路清單217。不同的裝置可能包括這些存儲程式或模組的一些或全部。
在一些實施方式中，網路通信模組213從境外無線客戶端106和/或擴展單元108接收認證資訊的請求，並將其發送到管理模組216中，在一些實施方式中，記憶體203儲存對應於不同通信網路(如GSM、CDMA等)的多個版本的遠端認證模組215，及不同移動操作模式，如PALM OS或BLACKBERRY OS。作業系統211包含確定哪種類型的無線/移動網路(例如GSM、CDMA等)和移動作業系統被用於境外無線通信裝置101的指令，例如被用於網路清單217以提供請求境外無線通信裝置101和相關的遠端認證模組215的 版本。境外無線通信裝置101的詳細運作將在后述的遠端認證伺服器中一併參照第6圖說明。
第3A圖為第1圖所示的用戶資料庫124的具體實施方塊圖。用戶資料庫124包括一個或多個用戶或系統訂戶300a-300n。對每個用戶來說，用戶資料庫124儲存了身份資料302，例如用戶的聯繫方式、帳單位址、用戶的無線通信裝置106的個人識別字、SIM卡或擴展單元108。識別資料可包括個人人口統計資訊(例如姓名、位址、電話號碼和通信地址)、財務資訊(例如信用卡資訊)、用戶WEB入口登錄資訊(例如用戶名和密碼)，等。
對於每個用戶來說，用戶資料庫124還可以儲存原始位置306，用戶或訂戶具有他/她的帳戶；用戶無線通信裝置106的當前位置308、SIM卡、及/或擴展單元108；用戶跟蹤資料310；用戶帳戶資料312；及/或當前用戶所使用的和存儲在認證庫126中認證資料的指標(圖1)。原始位置306是用戶無線登錄的地理位置，如對AT&T蜂窩電話帳戶用戶來說，是舊金山。原始位置資料還可包括關於用戶原始位置的客戶端資料(家庭公用陸地行動網路(HPLMN)和電話號碼)，和用戶當前位置(登錄公用陸地行動網路)客戶端資料。類似地，當前位置308是用戶無線通信裝置106、SIM卡、及/或擴展單元108的位置，由系統確定(下文詳細介紹)。例如，當前位置是英國倫敦。追蹤資料310在收集關於用戶聯絡會話(connectivity sessions)、時間、位置等的資料；帳戶資料312在計算用戶通話時間、特定位置每分鐘費用、線路 和總成本等。最後，無線帳戶資料304可包括一個在用戶目前使用的或曾經使用過的認證庫中認證資料的指標。例如，在倫敦時，用戶可根據認證庫126中的特定VODAPHONE SIM卡被認證(第1圖)，該認證庫有一個相關帳戶資訊存儲在帳戶模組214(第2A圖)中，該模組中具有一天中各時段每分鐘費用的特定資訊。需要注意的是，指標314無須保持和特定認證資料的聯繫，在每次無線通話中都可以改變。例如，當在白天從倫敦撥出電話時，用戶可使用特定的VODAPHONE SIM卡(和相關帳戶)，而在傍晚從倫敦撥出電話時，使用ORANGE SIM卡。記帳模組214自動確定特定時間和位置所使用的最經濟的帳戶(和相關SIM卡)。前述的過程對於用戶而言是看不見的。
第3B圖是第1圖所示的認證庫126的方塊圖。認證庫126包括一個或多個：物理識別模組(例如SIM卡)320a-320n、電話324a-324n及/或其他認證資訊326。在使用時，認證伺服器118(第1、2圖)的管理模組216(第2A圖)和記帳模組214(第2A圖)訪問認證庫126獲得特定境外無線客戶端106及/或擴展單元108(第1圖)當前位置的認證資訊。如下文的詳細介紹，物理識別模組320被用於為具有GSM網路的地區(如英國)的境外無線客戶端106及/或擴展單元108(第1圖)提供無線通信。物理識別模組320a-320n包括：一個或多個用戶辨識模組(SIM)卡、一個通用用戶辨識模組(USIM或Universal SIM)、一個可拆卸用戶辨識模組(RUIM)卡及一個Willcom用戶辨識模組(W-SIM)等。 在本具體實施說明中，用戶辨識模組一詞用來指任意的這種物理識別模組。
大多數無線通信設備包括安全認證資料，在行動電話全球系統(GSM)通信系統中，一個可拆卸智慧卡積體電路卡(ICC)，即用戶辨識模組(SIM)卡，安全的存儲用戶相關資料和資訊，如用於識別用戶的服務用戶密鑰(IMSI)。通過使用用戶辨識模組卡，用戶可以通過將其從一個蜂窩或行動電話中轉移到另一個蜂窩電話或寬頻電話設備中更改電話。SIM卡還可以存儲一個或多個識別字，用於唯一的識別用戶帳戶。在其他通信系統中，如通用移動通信系統(UMTS)，同樣的SIM卡被稱做通用用戶辨識模組(USIM)。類似地，在使用碼分多址(CDMA)的網路中，可拆卸用戶辨識模組(RUIM)用的更多。然而，許多CDMA網路不需要這種卡，該服務被綁定在含有唯一識別字的無線設備本身。
SIM卡儲存網路特定資訊用於認證和標識網路上的用戶，其中最重要的是ICCID、IMSI、認證密鑰(Ki)、本地區域標識(LAI)和緊急通話號碼。SIM還儲存了其他內建特定資料，如短資訊服務中心(SMSC)號碼、服務提供端名稱(SPN)、服務撥號號碼(SDN)、諮詢收費參數和增值服務(VAS)。
在使用SIM卡的網路中，當無線通信設備開啟時，它從SIM卡獲取IMSI，並將其發送到網路營運商(如服務提供端110)那裏請求連接和認證。網路營運商搜索其資料庫中關於來電IMSI及其相關Ki的資訊。然後網路運營商產生一個隨機號碼(RAND)並 用和IMSI(儲存到SIM卡上)相關的認證密鑰(Ki)簽章，計算另一個號碼作為簽章的回應1(SRES_1)，然後網路運營商將隨機號碼(RAND)發送到無線通信設備上，由它發送到SIM卡。SIM卡使用它的認證密鑰(Ki)簽注，產生回應2(SRES_2)，並連同加密密鑰(Kc)一起交付到無線通信設備。移動無線通信設備將回應2(SRES_2)轉到網路運營商那裏，然後運營商網路將比較所計算的回應1(SRES_1)和從無線通信設備返回的回應2(SRES_2)，如果這兩個號碼匹配，SIM即通過認證，同時該無線通信設備允許訪問網路。加密密鑰(Kc)被用於加密所有無線通信設備和網路之間的進一步通信，且該網路將定期的要求無線通信設備重新認證。
電話324被用於為該境外無線客戶端106及/或擴展單元108(第1圖)提供無線通信，擴展單元108直接將認證資訊存儲到電話上而不是SIM卡上，如SPRINT的CDMA手機，前述認證資訊326被用於提供其他無線通信，例如WIFI熱點認證或類的無線通信。
每個SIM卡320a-n都可被物理插槽(Physical slot)322a~n接收，該物理插槽的大小和尺寸恰巧適合SIM卡插設，每個插槽可以例如為：由多數針狀構成的電子接觸面或光收發器的形式連接到SIM卡上的補充介面。通用非同步收/發器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter；UART)(未顯示)將連接到每個SIM插槽322，通用非同步收/發器是一個裝置，通常以積 體電路的形式，執行被傳輸數位資料的並到串轉換，例如，從一個數據機或其他串口，對於電腦使用的，從平行轉換到串列，例如，適於非同步傳輸電話線。
雖然本實施係以SIM卡作為說明，然而任何類似可以儲存單一用戶辨識資訊的可讀取記錄媒體，比如IMSI和/或密鑰亦可使用。例如，這些可讀取紀錄媒體可包括通用用戶辨識模組，可拆卸用戶辨識模組，Willcom-SIM和通用SIM。
在一些實施方式中，一個電話324a和/或SIM 320a及/或認證資訊326和相關的唯一的電話號碼一同使用。因此，當電話324a及/或SIM 320a及/或認證資訊326被分配給特定的境外無線客戶端106時，單一的電話號碼頁被分配到境外無線客戶端106。在一些實施方式中，分配的資訊被存儲到用戶資料庫124及/或路由資料庫130中。
第4A圖是第1圖中所示通信伺服器128的實施方塊圖。通信伺服器128包括多數個零件，例如至少一個處理器400、一個記憶體402、通信電路406、輸入和/或輸出裝置404，如顯示器、鍵盤和滑鼠、以及至少一根匯流排407連接上述零件。不同的實施方式可能包括這些零件的部分或全部，在一些實施方式中，這些零件至少部分的被封裝到外殼中。處理器400可以是任意的邏輯處理單元，如一個或多個中央處理單元(CPUs)，數位信號處理器(DSPs)，特定用途積體電路等。
通信電路406被用於和資料與聲音網路114和112分別通信 (第1圖)。在一些實施方式中，通信伺服器128包括一個硬碟驅動器(沒有顯示)用於硬碟的讀寫，及/或一個光碟驅動器(沒有顯示)及/或一個磁碟機(沒有顯示)分別用於讀寫可更換光碟(沒有顯示)和磁片(沒有顯示)。該光碟可以是CD-ROM，而磁片可以是軟碟或磁碟。該硬碟驅動器、光碟驅動器和磁碟機可以通過匯流排407連接。硬碟驅動器、光碟驅動器和磁碟機可以包括介面或控制器(沒有顯示)，連接在這些驅動器和匯流排407之間，這些屬於已知的技術。這些驅動器及其相關電腦可讀取記錄媒體，為通信伺服器128提供了電腦可讀取指令、資料結構、程式模組和其他資料的非揮發性儲存。也可以使用其他類型的電腦可讀取媒體存儲電腦可讀取的資料，例如磁帶盒、閃速記憶體、數位視頻盤(DVD)、柏努利模組(Bernoulli cartridges)、RAMs、ROMs、智慧卡等。
匯流排407可以使用任何已知的匯流排構成或結構，包括帶存儲控制器的存儲匯流排、週邊匯流排和局域匯流排。第4A圖所示的不同模組結構和操作屬於普遍的設計，因此這些模組無須做進一步的闡述，因為它們已經具有很高的普及性。
記憶體402可由隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)或其他組成。記憶體402可以包括一個或多個應用程式、模組、及/或資料，包括一個作業系統408，具有通信指令、處理、存取、儲存或檢索的指令。比較合適的作業系統包括LINUX、JAVA、WINDOWS MOBILE、PLAM OS等。作業系統還可以包括基本輸入/輸 出系統(BIOS)，可以是ROM的部分，包含基本例行程式以幫助在通信伺服器128中的元件之間傳輸資訊，如在啟動時。另外，記憶體402還可以包括一個網路通信模組410，用於和資料網路114、聲音網路112(第1圖)和路由資料庫130(第1圖)通信；通信應用模組412用於接收電話，為電話確定最有效或適合的路線，並發送電話。例如，對於一個在倫敦的AT&T用戶想使用VODAPHONE網路撥出電話，通信伺服器可以決定下列路由矩陣：對於不會引起國際漫遊(例如在英國)的電話，使用和VODAPHONE網路有關的認證資訊；對於會引起國際漫遊(例如到新西蘭)的電話，決定路由路徑，使用路由路徑中相關網路的認證資訊。
第4B圖是第1圖所示路由資料庫130的實施方塊圖。該路由資料庫包括一個漫遊用戶資料庫420和一個最佳路由資料庫422。該漫遊用戶資料庫420列出了唯一的電話號碼或每個用戶的範圍，即分配給漫遊用戶的唯一電話號碼，所有撥打到其常用號碼的電話將被轉換到上面，以及現在分配給漫遊用戶424的相關本地號碼。例如，電話號碼為415-555-1234的AT&T用戶可能在倫敦被分配一個VODAPHONE號碼+44-08457-300-123。最佳路由資料庫422列出優先路由詳情，用於在不同地理區域之間的連接，例如在舊金山和倫敦，在舊金山和珀斯(Perth)等。
其他用於可被通信伺服器128執行發送(轉發)電話之較佳實施，例如，若發起電話的通信伺服器128位於外地，可以將該電話轉發到位於被通話的客戶端的登錄地區的第二個通信伺服器 128上，然後第二個通信伺服器128定位被通話的客戶端，並使用標準通信技術和協定，將該電話轉換到被通話的客戶端目前所處的本地無線通信網路102上。藉由這樣，通話客戶端就向它的本地通信伺服器128撥出了一個本地輸出電話，而被通話的客戶端通過其本地無線通信網路102接收到一個來電的本地電話。
第5A圖是第1圖所示境外無線客戶端106(或擴展單元108)的方塊圖。境外無線客戶端106(或擴展單元108)包括多數零件，例如至少一個處理器500、一個記憶體502、通信電路518連接到一個或多個無線電臺或收發器540、用戶介面裝置506例如顯示器508、鍵盤510、話筒和麥克風511；一個自足式電源502如電池，連接到電源管理模組504，以及至少一根匯流排514用於連接上述零件。境外無線客戶端106(或擴展單元108)在SIM卡及/或記憶體中儲存了至少一部分認證資料530作為認證資訊。然而前述的實施並非惟一，在不同的實施中可包括前述一些零件或全部零件，尤其在一些具體實施中，該等零件至少部分的封裝在外殼內。處理器500可以是任意的邏輯處理單元，如一個或多個中央處理單元(CPUs)、數位信號處理器(DSPs)、特定用途積體電路(ASICs)等。
通信電路518用於和服務提供端110，及/或擴展單元108、及/或資料網路114、及/或聲音網路112(第1圖)通信。該收發器540可包括蜂窩電話收發器，以及藍牙收發器或其他，例如和擴展單元108進行通信。
記憶體512可以包括隨機存取記憶體(RAM)，唯讀記憶體(ROM)或其他。在一些實施方式中，境外無線客戶端106(或擴展單元108)包括一個硬碟驅動器(沒有顯示)用於硬碟的讀寫，及/或一個光碟驅動器(沒有顯示)及/或一個磁碟機(沒有顯示)分別用於讀寫可更換式光碟(沒有顯示)和磁片(沒有顯示)。光碟可以是CD-ROM，而磁片可以是軟碟或磁碟。該硬碟驅動器、光碟驅動器和磁碟機可以通過匯流排514通信。硬碟驅動器、光碟驅動器和磁碟機可以包括介面或控制器(沒有顯示)，連接在這些驅動器和匯流排514之間，這些屬於已知的技術。這些驅動器及其配套電腦可讀取紀錄媒體，為境外無線客戶端106(或擴展單元108)提供了電腦可讀取指令、資料結構、程式模組和其他資料的非易失性記憶體，當然也可以使用其他類型的電腦可讀取記錄媒體存儲電腦可讀取的資料，例如磁帶盒、閃速記憶體、數位視頻盤(DVD)、柏努利模組(Bernoulli cartridges)、RAMs、ROMs、智慧卡等。
匯流排514可以使用任何已知的匯流排構成或結構，包括具有存儲控制器的存儲匯流排、週邊匯流排和局域匯流排。除非另有所述，第5A圖所示的不同模組結構和操作屬於常規設計。因此這些模組無須做進一步的闡述，因為它們已經具有很高的普及性。
記憶體512可以包括一個或多個應用程式、模組、及/或資料，包括一個作業系統520，具有通信指令、處理、存取、儲存或檢索的說明。比較合適的作業系統包括LINUX、JAVA、WINDOWS MOBILE、 PLAM OS等。作業系統還可以包括基本輸入/輸出系統(BIOS)，可以是ROM的部分，包含基本例行程式以幫助在境外無線客戶端106(或擴展單元108)中的元件之間傳輸資訊，如在啟動時。另外，記憶體512還可以包括一個網路通信模組522，用於和服務提供端110、(擴展單元108)、(境外無線客戶端106)、資料網路114，和/或聲音網路112(圖1)通信；遠端認證模組524(可選包括非本地電話資料庫525，將結合第5B圖進一步介紹)，和其他客戶應用程式526，例如WEB流覽器等。不同的實施方式可能包括這些記憶體程式或模組的部分或全部。
如果是蜂窩電話，尤其是GSM蜂窩電話，無線通信裝置106包括一個或多個SIM卡介面，如一個SIM卡插槽、針狀電子接觸面、光收發器或其他介面。在一些實施方式中，SIM卡介面可以是空的，無線通信裝置106完全依靠即時系統的遠端認證，而在其他實施方式中，SIM介面可包括一個SIM卡(如認證資料的儲存530)。SIM卡的技術細節屬於已知技術，因此沒有在這裏做重複說明。
在一些實施方式中，擴展單元108包括的零件、模組和程式比上述內容更少，在這些實施方式中，無線擴展單元108不包括用戶介面506或用戶應用程式526。在一些使用擴展單元108的實施方式中，境外無線客戶端106僅進行聲音或資料通信之一，而無線擴展單元108進行其他通信，例如，境外無線客戶端106可使用其現有無線帳戶，如AT&T帳戶通過資料網路114(第1圖) 進行資料通信，而擴展單元108可以和服務提供端110(第1圖)和聲音網路112進行聲音通信。在這些實施方式以及下列詳細介紹的實施方式中，境外無線客戶端106和擴展單元108之間進行聲音信號通信，擴展單元108和服務提供端110(圖1)之間進行聲音通信，如使用蜂窩電話的藍牙收發器。
另外在一些具體實現中，前述擴展單元108具有一個或多個插槽提供SIM卡插接，例如：前述境外無線客戶端106具有一第一插槽，而該擴展單元108具有至少一第二插槽，其中該第一插槽中插設一第一SIM卡，該第二插槽中插設一第二SIM卡，前述第一SIM卡係在外地取得註冊認證，前述第二SIM卡係在本地(亦稱為目前所在地)取得註冊認證，則該擴展單元108無須先下載本地的認證資料及號碼，即可令外地境外無線客戶端106在本地無線通信網路102中像本地客戶端一樣使用。
如前所述，該擴展單元108可以裝置至少一個或多個本地(亦稱為目前所在地)註冊的SIM卡，則當境外無線客戶端106位於這些地方時，該擴展單元108無須下載對應所在地的認證資料及號碼，立即可提供該境外客戶端106在這一些本地無線通信網路102中像本地客戶端一樣使用。
第5B圖是第5A圖非本地電話資料庫525的示意圖。非本地電話資料庫525列出了各種位置，相關的區號和相關的本地撥入電話號碼以備用戶需要進行非本地通話時使用，此時位於特定位置。例如，當位於特定區域的用戶需要進行非本地通話時(例如 外地用戶在倫敦想通話他在舊金山的總公司)，境外無線客戶端106或擴展單元108能夠判斷所撥出的號碼不在本地，然後以圖上表示的本地號碼撥打本地通信伺服器128(第1圖)。通信伺服器128(第1圖)，使用路由資料庫130，然後重新選擇該電話到目的地的路由，使用最適合的路由。例如，通信伺服器128(第1圖)可以通過VOIP發送電話到另一個舊金山目的地附近的通信伺服器，因此可以極大的降低通話費用。
第6圖是第1圖用戶註冊方法，境外無線客戶端106、擴展單元108、和/或SIM卡到系統的流程圖。首先，操作者使用境外無線客戶端106或擴展單元108或境外無線客戶端106聯合擴展單元108或電腦設備上的WEB流覽器，請求註冊到管理系統116。通過無線(例如3G、GPRS、EDGE或WiFi)或有線(例如網際網路或內部網路)連接到配置伺服器132。
步驟600，用戶通過提交用戶資訊(例如姓名、家庭住址、帳單資訊、電話號碼、本地服務提供端名稱、用戶名和密碼)發出請求到管理系統116。步驟602建立用戶帳戶。步驟604，前述用戶帳戶資料被認證伺服器118儲存到用戶資料庫124(第1圖)中。步驟606，用戶從管理系統116下載遠端認證模組524(第5A圖)，並將它安裝到位於境外無線客戶端106及/或擴展單元108中。在一些實施方式中，遠端認證模組524(第5A圖)包括：相關地區的區域碼列表；以及當用戶欲撥打非本地電話使用的本地撥入號碼名單等，如非本地電話資料庫525(第5A圖)。在一些實施方式 中，擴展單元108上的遠端認證模組524(第5A圖)在生產時預先下載在該單元上。在一些實施方式中，如果需要，遠端認證模組524(第5A圖)將被自動發送到境外無線客戶端106或擴展單元108上。步驟608，遠端認證模組524(第5圖)通過WEB流覽器下載到單獨的計算裝置上，如用戶的桌上型電腦，將該模組轉換和安裝到境外無線客戶端106及/或擴展單元108上。
步驟614，使用網路通信模組522(第5A圖)，境外無線客戶端106傳輸其憑證參數(Credentials parameters)及位置參數，如其MCC和MNC到配製伺服器118。在一些實施方式中，境外無線客戶端106根據其探測可用的蜂窩網路決定其位置資訊。配置伺服器118可以選擇將IMSI和PLMN以及其他從認證庫126中提取的資訊發送到境外無線客戶端106，其中該資訊的發送係基於該註冊用戶的區域資訊及可用的參數來發送。步驟616，配置伺服器118在用戶資料庫124(第1圖)中存儲這些資料，以及用戶的個人及支付資訊。步驟618選擇性的將一個確認(acknowledgement)發送到境外無線客戶端106，在一些實施方式中，本方法更具步驟612，境外無線客戶端106(或擴展單元108)儲存至少一部分傳入認證輸入在SIM卡和/或記憶體512中，作為認證資訊。
第7圖是第1圖所示境外無線客戶端106建立資料連結的方法700。步驟702，境外無線客戶端106請求通過信號鏈結服務，該服務係為從本地無線網路內建提供資料服務。例如，在舊金山 的AT&T註冊的用戶旅行到倫敦。用戶打開其蜂窩電話，該電話自動建立可能的網路連接，即該用戶具有國際漫遊權，GSM電話等。該服務要求可以是任何蜂窩電話(手機)服務、簡訊服務(SMS)、行動郵件服務、行動即時資訊服務、互聯網訪問服務、一種網路接入服務和一種網際協定語音服務(VOIP)服務、多媒體資訊服務(MMS)或任何上述服務的組合。
為了建立上述服務，步驟704，本地服務提供端110要求自境外無線客戶端106通過信號鏈結認證資訊。步驟706，境外無線客戶端106從認證資料530(第5A圖)查找必要的認證資訊，該認證資料可以從本地SIM卡或記憶體512中的認證資料530獲得。步驟708認證資料通過信號鏈結被送到服務提供端。步驟710認證境外無線客戶端106。步驟712，一旦前述境外無線客戶端106被辨識成功後，通過資料連結提供本地無線通信服務，包括提供資料通信鏈結。在一些實施方式中，該境外無線客戶端106和服務提供端110之間建立資料通信鏈結，而在其他實施方式中，該擴展單元108和服務提供端110之間建立資料通信鏈結。
當提供如WIFI或WIMAX一類的無線資料通信服務時，沒有必要使用圖7所示的方法，可參照下圖處理遠端認證。
第8圖是一旦資料通信鏈結建立後，為境外無線客戶端106(第1圖)建立虛擬本地無線通信服務的方法800。在一些實施方式中，境外無線客戶端106具有為了通信服務存取無線電的能力，如聲音，當使用資料連結到存取遠端認證資料時，對寄存器來說 如同本地用戶一樣。該方法800無須擴展單元108的協助即可執行。一旦境外無線客戶端106打開，或一旦境外無線客戶端106試圖通話，則首先進行步驟802信號鏈結發送請求到本地服務提供端110請求接入所需的無線通信服務。例如，一個在舊金山AT&T登錄的用戶在倫敦打開他的蜂窩電話。首先，按照第7圖的要求建立所需的資料連結。步驟804服務提供端110利用信號鏈結回應無線通信客戶106的請求認證資訊。步驟806境外無線客戶端106上的遠端認證模組524(第5A圖)通過資料管道請求管理系統116的本地認證資訊，該請求一般包括從服務提供端處接收的請求，單一用戶或客戶端辨識文字及/或密碼，以及境外無線客戶端106的當前位置。步驟808，管理系統116接收認證資訊和第一次校驗的請求，用戶的帳戶狀態良好，通過檢索用戶資料庫查找和帳戶相關的客戶端的特定用戶。步驟810，如果用戶(或客戶端)被確認，管理系統116的認證伺服器118從認證庫126中獲得適當的本地認證資訊。認證伺服器118(第1圖)上的管理模組216(第2A圖)確定最適合的本地無線帳戶然後從認證庫126中獲得該帳戶的認證資訊。例如，如果用戶在倫敦時使用電話，系統從多個未使用的VODAPHONE帳戶確定並提供該區域和時段的最佳費率，從SIM卡相關帳戶獲得認證資訊。
步驟811可選擇地有或無，在步驟811中管理系統在一個本地通信網路中的電話號碼和請求的境外無線通信裝置101之間建立聯繫。在一些實施方式中，電話324a及/或SIM320a及/或認證 資訊326已經和一個唯一的電話號碼建立了聯繫。因此，當電話324a及/或SIM 320a及/或認證資訊326被分配到特定的境外無線客戶端106時，唯一的電話號碼也分配給該境外無線客戶端106；在一些實施方式中，分配資訊被儲存到用戶資料庫124及/或路由資料庫130中，例如，一個在倫敦的AT&T用戶，其電話號碼未415-555-000，被分配給一個VODAPHONE在倫敦的號碼+44-08457-300-000，因此看起來好像VODAPHONE在當地的電話號碼，無須支付昂貴的漫遊費用。
步驟812，認證資訊通過資料連結被發送到境外無線客戶端106。在一些實施方式中，該境外無線客戶端106儲存一部分或全部認證資訊在記憶體512中。步驟814，境外無線客戶端106接收認證資訊並通過信號鏈結將它發送到服務提供端110。步驟816，服務提供端認證境外無線客戶端106為一個本地客戶端，並透過步驟818向該境外無線客戶端106提供所請求的服務，然後境外無線客戶端106利用所請求通信鏈結和目的地設備通信，例如，AT&T用戶可以使用他的蜂窩電話撥打任何電話，因為它已經向本地蜂窩電話一樣了。
第9A及9B圖係為使用擴展單元108(第1圖)的境外無線客戶端106(第1圖)分別建立虛擬本地無線通信服務的方法900和928。在一些實施方式中，境外無線客戶端106(第1圖)不具有為通信服務存取無線電的能力，如聲音，當使用資料連結(例如使用第7圖所示的方法建立)到存取遠端認證資料時，對寄存 器來說如同本地用戶一樣，在這種情況下，境外無線客戶端106和擴展單元108可以一起使用。
在第9A圖所示的實施方式中，境外無線客戶端106使用資料連接(例如使用圖7所示的方法建立)存取遠端認證資料，擴展單元108為提供通信服務存取無線電。如第9A圖所示，境外無線客戶端106一旦打開，它就可以建立如第7圖所示的資料連接。前述擴展單元108一旦打開，或第一次通話，首先進行步驟902通過信號鏈結發送請求到本地服務提供端110，以請求接入所需本地無線通信服務，例如，一個在舊金山登錄的AT&T用戶在倫敦打開他的擴展單元和電話。步驟904，服務提供端110利用信號鏈結回應擴展單元108的請求認證資訊。步驟906擴展單元108上的遠端認證模組524(第5A圖)通過的無線通信裝置106請求本地認證資訊；或者步驟908，擴展單元108上的遠端認證模組524(第5圖)通過建立在客戶機106和管理系統116間的資料通道向管理系統116請求本地認證資訊。在一些實施方式中，擴展單元108和服務提供端110之間的通信通過境外無線客戶端106進行。在一些實施方式中，擴展單元108和客戶機106通過藍牙無線連接，而在其他實施模式中，通信可以通過設備之間的有線連接進行。
前述請求通常包括從服務提供端處收到的請求、唯一用戶或擴展單元辨識字碼和/或密碼，以及擴展單元的當前位置。步驟910，管理系統116接收認證資訊的請求，確定用戶的帳號處於良好狀態，通過搜索用戶資料庫中和帳戶有關的特定客戶端用戶。 步驟912，如果用戶(或擴展單元)通過了確認，管理系統116的認證伺服器119從認證庫126獲得適當的本地認證資訊。特別是，認證伺服器119(第1圖)上的管理模組216(第2A圖)確定某個本地無線帳戶是最適合的，然後從認證庫126中獲得該帳戶的認證資訊，例如，如果用戶在倫敦白天時使用電話，系統從多個帳戶中確定一個沒有使用的VODAPHONE帳戶，並提供倫敦白天時的最佳費率，並從SIM卡相關的帳戶獲得VODAPHONE的認證資訊。
步驟914認證資訊通過資料連結送到境外無線客戶端106。步驟916境外無線客戶端106接收認證資訊並發送到擴展單元108，或者認證資訊通過由境外無線客戶端106建立的資料連結被直接發送到擴展單元108，接著該認證資訊可通過無線或連接到設備的電線發送。步驟918認證資訊被擴展單元108發送到服務提供端。步驟920服務提供端110認證擴展單元作為本地客戶端110，並在步驟922向擴展單元108提供所請求的服務。步驟924擴展單元為所請求的服務提供一個管道到境外無線客戶端106，則境外無線客戶端106通過擴展單元108和目的地設備進行通信，例如，AT&T用戶可以使用他的蜂窩電話通過擴展單元和目的地方通話，即用戶的AT&T蜂窩電話扮演了本地VODAPHONE蜂窩電話的角色。
在第9B圖所示的實施方式中，擴展單元108使用資料連接(例如，使用第7圖所示的方法建立)存取遠端認證資料，例如，代表境外無線客戶端106。第9B圖是使用擴展單元108(第1圖) 為境外無線客戶端106(第1圖)建立本地無線通信服務的方法928。當境外無線客戶端106打開或試圖通話時，首先進行步驟930，通過信號鏈結發送請求到本地服務提供端110，以請求接入所需本地無線通信服務，例如，舊金山AT&T登錄的用戶在倫敦打開他的擴展單元和手機。步驟932，服務提供端110通過向境外無線客戶端106請求認證資訊作出回應。然後境外無線客戶端106上的遠端認證模組524(第5圖)向擴展單元108請求本地認證資訊。在一些實施方式中，境外無線客戶端106和擴展單元108之間通過藍牙無線連接通信，而在其他實施方式中，可以通過設備之間的連線進行通信。
擴展單元108如第7圖所示建立到服務提供端110的資料連接。步驟936擴展單元108通過資料通道向管理系統116請求認證資訊，該請求通常包括向服務提供端、唯一的用戶或擴展單元辨識字碼和/或密碼，和客戶端的當前位置的請求。步驟938，管理系統116接收關於認證資訊和確認用戶的帳戶有效的請求，通過檢索用戶資料庫帳戶相關的無線通信用戶的特殊用戶。步驟940如果該用戶(或擴展單元)通過辨識，管理系統116上的認證伺服器119從認證庫126中獲得適當的本地認證資訊。特別是，認證伺服器119(第1圖)上的管理模組216(第2A圖)確定那個本地無線帳戶最適合，然後從認證庫126獲得關於該帳戶的認證資訊。例如，如果用戶在倫敦，白天時使用電話，系統從多個帳戶中確定一個特定的未使用的VODAPHONE帳戶，並提供白天倫敦 最好的費率，然後從該帳戶相關的SIM卡獲得該VODAPHONE帳戶的認證資訊。
步驟942，該認證資訊將通過資料連接發送到擴展單元108。步驟944，擴展單元108接收該認證資訊並發送到境外無線客戶端106。接著，該認證資訊可通過無線或連接到設備的電線發送。步驟948，認證資訊被境外無線客戶端106發送到服務提供端110。步驟950，服務提供端110認證客戶端作為本地客戶端，並經由步驟952向境外無線客戶端106提供所請求的服務。然後境外無線客戶端106可以和目的地設備通話，例如，AT&T用戶可以使用他的蜂窩電話通過擴展單元和目的地方通話，即用戶的AT&T蜂窩電話扮演了本地VODAPHONE蜂窩電話的角色。
第10圖是第1圖所示服務提供端110重新認證的方法1000的流程圖。境外無線客戶端106及/或擴展單元108常常需要被服務提供端重新認證。重新認證通常是防止違反服務提供端110要求的安全性需要。步驟1002一旦服務提供端提供了所請求的服務，如上所述的安全性需要，在步驟1004，服務提供端110可定期或隨時要求重新認證。根據所採用的實施方式，步驟1006，客戶機106或擴展單元108通過資料連結向管理系統116請求重新認證。步驟1008，管理系統116接收到認證資訊請求，並通過搜索用戶資料庫和帳戶相關的客戶端特定用戶確認用戶的帳戶是否有效。步驟1010，如果用戶(或擴展單元)通過了辨識，管理系統116的認證伺服器119可從認證庫126獲得適當的本地認證資 訊。特別是認證伺服器119(第1圖)上的管理模組216(第2A圖)確定哪一個本地無線帳戶最適合，然後從認證庫126獲得該帳戶的認證資訊。
步驟1012，認證資訊通過資料連結發送至境外無線客戶端106或擴展單元108。步驟1014，當境外無線客戶端106或擴展單元108接收到認證資訊後，該資訊由該境外無線客戶端106或擴展單元108發送至服務提供端.該認證資訊也可能再次通過無線或有線連接至接受裝置。步驟1016，服務提供端110認證境外無線客戶端106為位於的本地客戶端，並透過步驟1018繼續為境外無線客戶端106或擴展單元108提供其所請求的服務。境外無線客戶端106會繼續與目的裝置通信，例如，AT&T移動用戶可通過其手機與目的方進行任何通話，即移動用戶的AT&T手機作用相當於本地VODAPHONE用戶手機。
一旦某位手機用戶以本地用戶身份在本地網路內撥打其境外手機，該用戶可以輕而易舉地以明顯低於漫遊費率的本地費率進行本地聯繫通話。換言之，在進行本地外出或接聽本地來電時(見以下描述)，在境外客戶端和任何本地客戶端之間不存在差別。不過，當用戶希望撥打非本地號碼時，如當某位來自舊金山造訪倫敦的用戶想要撥打舊金山的長途號碼時，該非本地通話被路由至某個本地通信伺服器，然後再被路由至以經濟實惠的費率服務於舊金山地區的適當通信伺服器而接入目的用戶，如第五B圖。
對於通話來電，用戶可手動或通過此處描述的服務方式(手 動或自動)臨時將所有通話轉入一個位於通信通信伺服器128處(第1圖)最接近用戶起始位置的獨一無二的本地電話號碼(或電話號碼和獨一無二的擴展碼)。位於本通信通信伺服器128(第1圖)的路由資料庫130持續且將分配於用戶的本地獨一無二的電話號碼連接于分配於用戶的當前本地電話號碼。例如，假如用戶當前在倫敦，並擁有一個特別的VODAPHONE移動帳號和分配於該用戶的號碼，路由號碼將獨一無二的本地號碼與用戶當前的VODAPHONE本地號碼連接，然後，當用戶常用號碼被叫時，會轉入最近的通信通信伺服器，然後再被路由至連接用戶的當前本地號碼(如VODAPHONE號碼)而用戶則能接聽電話。通話來電會以最有效或最有利於用戶和服務接入點的方式傳輸。例如，通話來電可通過VOIP從最接近用戶起始位置的通信伺服器傳輸到另一個最接近用戶當前本地位置的通信伺服器。這樣會極大地減少通話來電費用，而且整個過程對於用戶和通話用戶方是看不見的。
值得重視的是第1圖所描述的系統和第6至10所描述的方法可用於提供任何其他類型諸如WIMAX,WFI,VOIP等無線語言或資料服務。例如，當接收無線資料服務時，如WIFI和WIMAX，用戶可連接至遠端無線接入點或“熱點”，其方法是通過手機上的資料通道初始連接至管理伺服器以獲取WIFI和WIMAX網路的認證資訊(如用戶名和密碼)，然後利用認證資訊通過其手機或筆記本電腦等接入WIFI和WIMAX網路。
替代裝置
某些客戶端除了通過在無線通信網路102的標準GSM通信外，不允許修正認證資料(如Ki)和儲存於SIM中的軟體程式(如第5A圖的認證資料530)，因此，在這些裝置中此類資料從管理系統116下載至境外無線通信裝置101時，不能完全執行。為突破這一局限，採用一種替代裝置下載應用程式和認證資料(如IMSI,Kc和其他能被用戶端傳輸和儲存的參數)至無線通信系統的記憶體，以便在操作過程中認證資料能傳送至無線通信網路102取代SIM儲存的資料(即認證資料530)。從而在註冊時(第6圖)，配置伺服器132向用戶傳送支援該配置的應用模組，用戶將該應用模組安裝於記憶體中。在註冊時(第6圖)，配置伺服器132下載關鍵認證參數，如IMSI至用戶，然後由用戶儲存已傳輸資料於記憶體中。
當建立資料連結時(參第7圖)，步驟704，服務提供端110要求來自境外無線客戶端106(或擴展單元108)的認證資訊。服務提供端110讀取認證伺服器118所接受的，儲存於境外無線客戶端106記憶體(或擴展單元108)的認證資料，但並不讀取儲存在本地SIM卡儲存的認證資訊。此外，在其他需要認證資訊的操作中，遠端認證模組524介入並促使境外無線客戶端106(或擴展單元108)傳送或使用配置伺服器132所儲存的認證資訊，而不是SIM卡儲存的資料。
通過替代或附加某些裝置，接受於認證伺服器118的認證資料可以存儲在境外無線通信裝置101其原因可歸咎於認證資料的 屬性(如認證資料可動態調整)，及/或歸咎於境外無線通信裝置101的某些性質(如境外無線通信裝置101限制了及/或不安全的儲存)。在這些情況中，每當服務提供端110要求認證或重新認證時，境外無線通信裝置101就執行重新認證程序1000(第10圖)。因此每當服務提供端110要求認證或重新認證時，境外無線通信裝置101就要求管理系統116提供認證資料。
上文所述，其目的在於解釋說明，並參照特定配置加以描述。但上述說明性討論並非十分詳盡，並不旨在限制對所披露的具體模式的創新。考慮到上述說明，其實還有很多修正和變更之可能性。例如，所描述的配置可採用不同于本文所述的註冊，加電，外出和來電程式。這些配置之所以被選擇和描述旨在最明確地解釋創新原則和實際運用，從而使精於該專業者能最佳利用發明創造和不同的適用於預期特殊用途的多種修正及組合。
100‧‧‧通信系統
110‧‧‧服務提供端
101‧‧‧境外無線通信裝置
102‧‧‧無線通信網路
104‧‧‧基地台
112‧‧‧聲音網路
114‧‧‧資料網路
116‧‧‧管理系統
106‧‧‧境外無線客戶端
108‧‧‧擴展單元
118‧‧‧認證伺服器
124‧‧‧用戶資料庫
126‧‧‧認證庫
128‧‧‧通信伺服器
130‧‧‧路由資料庫
132‧‧‧配置伺服器
200 201 400 500‧‧‧中央處理器
202 203 402 502 512‧‧‧記憶體
204 205 407 504 514‧‧‧匯流排
206 207 404‧‧‧輸入及/或輸出設備
208 209 406 518‧‧‧通信電路
210 408 520‧‧‧作業系統
212 213 401‧‧‧網路通信模組
214‧‧‧記賬模組
215‧‧‧遠端認證模組
216‧‧‧管理模組
217‧‧‧網路清單
304‧‧‧無線帳戶資料
306‧‧‧原始位置
308‧‧‧當前位置
310‧‧‧跟蹤資料
312‧‧‧帳戶資料
314‧‧‧指標
320a-320n‧‧‧物理識別模組
322‧‧‧插槽
324‧‧‧電話
324a-324n‧‧‧電話
326‧‧‧認證資訊
420‧‧‧漫遊用戶資料庫
422‧‧‧路由資料庫
424‧‧‧漫遊用戶
502‧‧‧自足式電源
504‧‧‧電源管理模組
506‧‧‧用戶介面裝置
508‧‧‧顯示器
510‧‧‧鍵盤
511‧‧‧話筒和麥克風
522‧‧‧網路通信模組
524‧‧‧遠端認證模組
525‧‧‧非本地電話資料庫
526‧‧‧用戶應用程式
540‧‧‧無線電臺或收發器
530‧‧‧認證資料
700‧‧‧客戶端建立資料連結的方法
800‧‧‧資料通信鏈結建立後為客戶端建立虛擬本地無線通信服務的方法
900 928‧‧‧係為使用擴展單元的客戶端分別建立虛擬本地無線通信服務的方法
第1圖是在本地通信網路中運行外地無線通信設備的實施方式的結構圖，可以使其如同本地無線通信設備一樣；第2A圖是第1圖所示認證伺服器實施方式的方塊示意圖；第2B是第1圖所示提供伺服器實施方式的方塊示意圖；第3A圖是第1圖所示用戶資料庫實施方式的方塊示意圖；第3B圖是第1圖所示認證單元實施方式的方塊示意圖；第4A圖是第1圖所示通信伺服器實施方式的方塊示意圖； 第4B圖是第1圖所示路由資料庫實施方式的方塊示意圖；第5A圖是第1圖所示的客戶端(或擴展單元)實施方式的方塊示意圖；第5B圖非本地電話資料庫示意圖； 第6圖是第1圖所示的預定用戶、客戶端或SIM卡到系統的方法的流程圖。
第7圖是第1圖所示的客戶端建立資料連結的方法的流程圖；第8圖是第1圖所示的客戶端使用該系統的方法的流程圖；第9A、B圖是第1圖所示的客戶端和客戶端擴展單元使用該系統的方法的流程圖；第10圖是第1圖所示的客戶端被服務提供商重新認證的方法的流程圖；
100‧‧‧通信系統
101‧‧‧境外無線通信裝置
102‧‧‧無線通信網路
104‧‧‧基地台
106‧‧‧境外無線客戶端
108‧‧‧擴展單元
110‧‧‧服務提供端
112‧‧‧聲音網路
114‧‧‧資料網路
116‧‧‧管理系統
118‧‧‧認證伺服器
124‧‧‧用戶資料庫
126‧‧‧認證庫
128‧‧‧通信伺服器
130‧‧‧資料庫
132‧‧‧配置伺服器

Claims (16)

  1. 一種移動設備漫遊方法，係將境外無線通信裝置虛擬為本地無線通信裝置以使其在本地通信網絡內運作之方法，該方法包括：藉由該境外無線通信裝置之一初始設定，以將該境外無線通信裝置登記在服務中，其中該初始設定係根據該境外無線通信裝置及一遠端管理系統之間的通信，該境外無線通信裝置包括有彼此連接的一境外無線客戶端及一擴展單元，該擴展單元無線地直接連通該境外客戶端、該本地通信網絡及該遠端管理系統，且該遠端管理系統更包括至少一認證伺服器、至少一配置伺服器、至少一通信伺服器、至少一用戶資料庫、至少一路由資料庫及至少一認證庫，該認證庫具有複數用戶辨識模組(SIMs)、電話及認證資料，且其中該至少一認證伺服器及該至少一配置伺服器連結一資料網路；初始設定後，在該境外無線通信裝置、該本地無線通信系統之一服務提供端及該遠端管理系統之間建立一資料通信鏈路以傳送資訊，其中該服務提供端包括複數行動電話交換中心及基本蜂窩中心，且連接該資料網路及一電話網路；在該資料鏈路建立後，該境外無線客戶端在回覆該服務提供端的一本地認證要求時建立一本地認證資訊包括有一本地號碼及一用戶標識(IMIS)，其中該擴展單元無線傳遞該本地認證資訊要求到該至少一認證伺服器，並從連接該至少一認證伺服器的至少一認證庫取得一合適的本地認證資訊； 根據該取得合適的本地認證資訊，該服務提供端將一虛擬本地無線服務建立在該境外無線客戶端，其中該虛擬本地服務係由該擴展單元通過該遠端管理系統以無線之方式請求；根據該建立的虛擬本地無線服務提供該境外無線通信裝置一通信服務，其中該境外無線客戶端變成該虛擬本地無線通信裝置，作為分配有一本地電話號碼的本地手機在一聲音鏈路中運作，該聲音鏈路可經由該聲音網路及/或經由該至少一通信伺服器以連結至該資料網路，該至少一通信伺服器連接該資料網路、該聲音網路及該至少一路由資料庫，並根據取得的本地認證資訊分配該本地電話號碼，其中該路由資料庫具有用在不同地理區域之間連接的優先路由詳細名單。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該初始設定步驟更包括：該境外無線客戶端、該擴展單元或境外無線客戶端聯合擴展單元請求註冊到該遠端管理系統；建立該境外無線客戶端及/或該擴展單元的帳戶，其中該帳戶被儲存到該至少一認證伺服器的至少一用戶資料庫；該境外無線客戶端及/或該擴展單元從該遠端管理系統下載及安裝一遠端認證模組；該境外客戶端及/或該擴展單元傳輸其憑證參數及位置參數到該至少一配置伺服器，然後將該憑證參數及位置參數儲存在該配置伺服器；及 在該憑證參數及位置參數存儲至該至少一配置伺服器後，將一確認發送到該境外無線客戶端及/或該擴展單元。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該建立資料連結的步驟更包括：該境外無線客戶端及/或該擴展單元通過一命令鏈結發送資料連結請求到該服務提供端；該服務提供端通過該命令鏈結將一認證資訊儲存到該境外客戶端及/或該擴展單元；查找儲存在該境外無線客戶端及/或該擴展單元內的認證資訊；將所查找到的認證資訊通過命令鏈結發送到服務提供端；從位於服務提供端的該境外無線客戶端及/或該擴展單元接收該查找到的認證資訊；根據該服務提供端所接收的認證資訊認證該境外無線客戶端及/或該擴展單元；及在認證該境外無線客戶端及/或該擴展單元後，提供不同於該命令鏈結之資料鏈結。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該建立本地認證資訊的步驟更包括：該擴展單元經該命令鏈結發送一通信服務的請求到該服務提供端；該服務提供端經由該命令鏈結回覆該擴展單元的認證資訊請求； 該擴展單元經該建立的資料鏈結從該遠端管理系統請求該本地認證資訊；在該至少一認證資料庫查找合適的本地認證資訊回覆該本地認證資訊的請求；從該遠端管理系統經該建立的資料鏈結發送在該至少一認證資料庫找到的合適的本地認證資訊到該擴展單元。
  5. 如請求項4所述之方法，其中該請求一認證資訊回覆步驟更包括：該服務提供端回覆該境外無線客戶端的認證資訊請求；及該境外無線客戶端將該回覆傳遞到該擴展單元。
  6. 如請求項4所述之方法，其中該請求本地認證資訊步驟更包括：該擴展單元通過該境外無線客戶端請求該本地認證資訊；該境外無線客戶端將該請求傳遞到該遠端管理系統。
  7. 如請求項4所述之方法，其中發送該合適的本地認證資訊步驟更包括：該遠端管理系統經該建立的資料鏈結發送在該至少一認證資料庫找到的合適的本地認證資訊到該境外無線客戶端；及該境外無線客戶端傳遞該合適的本地認證資訊到該擴展單元。
  8. 如請求項1所述之方法，其中該建立一虛擬本地無線服務的步驟更包括： 該擴展單元發送該取得的合適的本地認證資訊到該服務提供端；且認證該擴展單元為該虛擬本地無線通信裝置。
  9. 如請求項8所述之方法，其中該提供一通信步驟更包括：將認證過的擴展單元作為該虛擬無線通信裝置，並提供一通信服務給該擴展單元；擴展單元為所請求的通信服務提供一個管道到該境外無線客戶端；及該境外無線客戶端通過擴展單元和一目的地設備通信。
  10. 如請求項1所述之方法，其中該建立一虛擬本地服務步驟更包括：該擴展單元發送該取得的合適的本地認證資訊到該境外無線客戶端；且從該境外無線客戶端傳遞該取得合適的本地認證資訊到該服務提供端；及認證該境外無線客戶端為該虛擬本地無線通信裝置。
  11. 如請求項8所述之方法，其中該提供一通信步驟更包括：根據該認證該境外無線客戶端為該虛擬無線通信裝置，對該境外無線客戶端提供一通信服務；該境外無線客戶端和一目的地設備通信。
  12. 如請求項1所述之方法，其中該境外無線客戶端及該擴展單元係安裝在一裝置。
  13. 如請求項1所述之方法，其中該境外無線客戶端及該擴展單元為兩個獨立的裝置。
  14. 如請求項1所述之方法，該方法更包括：該服務提供端請求該境外無線通信裝置再認證。
  15. 如請求項1所述之方法，其中該請求再認證步驟更包括：該服務提供端經一命令鏈結為該通信服務提供一請求到該境外無線客戶端及/或該擴充單元；服務提供端經該命令鏈結週期性的請求一認證資訊到該境外無線客戶端及/或該擴充單元；該遠端管理系統經該資料鏈結請求該境外無線客戶端及/或該擴充單元的本地再認證資訊；該遠端管理系統查找儲存在遠端管理系統內的合適的本地再認證資訊；該遠端管理系統經由該資料鏈結發送該合適的本地再認證資訊到該境外無線客戶端及/或該擴充單元；該境外無線客戶端及/或該擴充單元接收該合適的本地再認證資訊；該境外無線客戶端及/或該擴充單元發出該合適的本地再認證資訊到該服務提供端；認證該境外無線客戶端及/或該擴充單元為該虛擬本地無線通信裝置；及為該境外無線客戶端及/或該擴充單元繼續提供通信服務。
  16. 如請求項1所述之方法，其中該本地認證資訊係儲存在SIM卡、通用用戶識別模組(USIM)卡、卸除式使用者識別模組(RUIM)卡及Willcom-SIM卡其中之一。
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