多个通信终端无线共享sim卡的方法及设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于通信终端设备领域。具体地说，本发明涉及一种通过短距离的无线通信，在多个通信终端之间共用同一个用户身份模块(SIM卡)接入移动通信网络的方法，同时，也涉及实现这种方法的设备。
【背景技术】
[0002]移动通信终端设备具有接入广域网的蜂窝式移动通信网络的功能。随着技术的发展和用户需求的多样化，移动通信终端设备具有多种形式，例如用户通常随身携带的手机，还包括可穿戴设备如手表式手机。更进一步，随着移动互联网络的发展，其它设备如移动固话，平板电脑，笔记本电脑，台式电脑，智能家居设备如智能电视，家庭媒体中心如机顶盒，家庭网络中心如路由器等都加入能够接入蜂窝式移动通信网络的功能。为简便，以下把这些设备都一律简称手机，其核心的特点是能够接入移动通信网络的功能，而不是局限于日常生活中通常所使用的手机。
[0003]为了完成接入移动通信网络，手机需要一个由移动通信营运商提供的用户身份模块卡(SIM卡)，插入手机的SIM卡插槽，用于移动用户的身份认证和鉴权。这种用户身份模块包括GSM系统的SM卡，CDMA系统的UM卡，以及2G，3G和4G移动通信系统都可以使用的多应用nCC卡即USIM卡。为简便，以下都一律简称SIM卡，其核心功能是用于移动通信网络对用户身份认证鉴权和用户信息的安全存储和传输，还可以用于完成对移动通信网络的认证，以防止手机接入冒充的虚假网络，保护用户的通信安全。并且为了兼容不同的移动通信网络，在USM卡中，通常都包括接入GSM网络的SM应用和接入3G和4G网络的USM应用(主要是不同基本文件系统)。
[0004]手机和SM卡共同在一起组成一个完整的移动通信用户设备，为用户提供移动通信服务。在现有的技术实现中，手机内部有一个SIM卡卡座，使得SIM卡插入卡座后通过引脚接触和手机进行通信。这种通信是一种有线通信形式，通过SIM卡的触点和手机内部的卡座引脚接触，建立起有线的通信链路。然而，由于无线通信的方便性，这种有线通信也可以用一种方便的无线通信来连接手机和SIM卡。
[0005]在中国发明申请201410452312.6 “一种智能的分离式SM卡卡座设备及通信方法”中，公开了一种在手机和SIM卡之间的中间设备，智能型SIM卡卡座设备，来取代现有的固定在手机内部的SIM卡卡座。智能型SM卡卡座设备和SIM卡之间的接口是现有的接触式引脚(即手机式的卡座引脚)，而和手机的接口可以是无线传输接口。在该发明中，手机端有一个相应的功能模块(称为通信终端接口设备)，配合智能型SIM卡卡座设备来完成手机和SM卡之间的无线数据通信。这样，通过通信终端接口设备和智能型SIM卡卡座设备的连接转发通信，在手机和SIM卡之间就建立起了一个无线链路，使得手机和SIM卡之间的数据交换就可以通过无线传输来完成。只要无线传输的传输差错和传输时间延迟在现有标准的范围内，在SM卡和网络双方看来，这个中间的通信终端接口设备和智能型SM卡卡座设备就是透明的，它们都不会觉察到其存在。对现有的移动用户身份认证鉴权过程和网络接入安全控制机制没有任何的影响，很好地兼顾了现有无线通信网络的安全性以及手机和SIM卡之间无线传输接口的方便性。
[0006]在中国发明申请201410495484.1“一种通信终端设备和SM卡之间的无线接口及功能实现”中，更进一步公开了一种无线传输协议，使得传输差错和传输时间延迟都在现有标准的容许范围之内。这样，通过这个无线传输接口的通信协议，把现有在手机中通过SIM卡座的六个引脚的直接电路信号(主要是串口数据通信1接口涉及到数据信息交换)连接转化成无线通信连接，极大地方便了用户的使用。
[0007]在中国发明申请201410735422.3 “一种通信终端和SM卡无线数据传输的终端接口设备”中，公开了一种实现通信终端接口设备的方法，这种通信终端接口设备可以具有SIM卡的形状，直接插入现有的手机SM卡插槽中，来完成手机和智能型SIM卡卡座设备的无线通信链路的建立。再通过插入智能型SIM卡卡座设备的SIM卡，进行手机的蜂窝式移动通信网络的接入，完成移动用户的身份认证和鉴权，为用户提供移动通信服务。
[0008]本发明的主要目的就是公开了一种在多个通信终端之间，通过和智能型SM卡卡座设备的无线接口，共享同一个插入智能型SIM卡卡座设备的SIM卡，使得多个通信终端都可以接入蜂窝式移动通信网络。避免了同一 SIM卡在多个通信终端的SIM卡插槽之间的拔出和插入过程，并且多个通信终端可以同时处于待机状态，随时准备为用户提供移动通信服务。这样，在用户的终端设备的使用选择上，就可以更加方便和自由。用户可以根据不同的使用场景的需求，选择使用不同的通信终端。
【发明内容】
[0009]本发明的方法主要是通过手机端的通信终端接口设备和SM卡端的智能型SM卡卡座设备的无线通信接口，完成多个手机的移动通信网络的接入。其核心特点是在现有手机和SIM卡之间的通信链路中增加中间的无线转发功能，并且这种转发功能在现有的手机、SIM卡、移动通信网络网络三方看来，都是透明的，都不会觉察到这个SM卡数据的无线转发通信存在。无线转发通信的关键点是控制传输差错和传输时间延迟，使得它们在现有标准的容许范围之内。其详细方法在在中国发明申请201410495484.1“一种通信终端设备和SIM卡之间的无线接口及功能实现”中公开。
[0010]如图1所示，具有无线通信功能的通信终端接口设备有SM卡的形状和大小，直接插入手机的SIM卡插槽中。在现有市场中，有些手机的SIM卡插槽设计在手机的侧边，并用抽屉式SM卡托插入SM卡。在这种情况下，通信终端接口设备就直接具有抽屉式SM卡托的形状和大小，插入手机的侧边插槽中，不再需要抽屉式的SIM卡托。这种通信终端接口设备的无线通信可以是如蓝牙通信模块，或者无线WiFi模块，具有数字信号通用输入输出接口(GP1接口)，用于和手机的SIM卡接口进行数据通信。为了叙述简便起见，下面就以蓝牙通信模块为例进行说明。
[0011]如图1所示，在现有SIM卡的触点位置，分别有触点连接于蓝牙通信模块，使得通信终端接口设备插入手机后，通过这些触点和手机的SIM卡插槽的触点建立连接。其电源的正极(VCC)和负极(GND)分别连接于手机的SIM卡插槽的正极和负极，直接从手机的SM卡接口获得电源供应，使得蓝牙通信模块可以不需要另外的电源供应就可以运行。另外，蓝牙通信模块的三个GP1接口也分别连接于现有SIM卡的三个触点位置，包括数据接口(10)，重置接口(RST)和时钟接口(CLK)，使得这些GP1 口和手机的SM卡接口进行数据交换。由于现有的SIM卡的编程电压接口(VPP)都不再使用，所以在其位置可以不具有触点连接于手机。
[0012]这样，当蓝牙通信模块插入手机的SM卡插槽后，通过其内部的微控制器(MCU)的程序运行，就充当一个通常的SIM卡的功能。在手机和移动通信网络看来，它和一个真正的SIM卡没有任何区别，能够完成移动用户的身份认证和鉴权。因为手机和移动通信网络所需要的所有数据，都是通过无线通信接口，转发给智能型SIM卡卡座设备，再由智能型SIM卡卡座设备从真正的SM卡中获取的，并且这个过程是双向通信的。
[0013]在智能型SM卡卡座设备中，其无线接口，也就是蓝牙通信模块，具有点对多点的通信功能。也就是说，它可以同时无线连接于多个通信终端接口设备，并且这多个通信终端接口设备分别插入多个不同手机的SM卡插槽中，和手机进行通信。实际上，在任意时亥IJ，这种通信连接是一个点对点的连接，只不过是对多个通信终端接口设备进行时分复用(TDMA)，由于这种时分复用的时间切换很短，所以在用户看来，就好像是同时具有多个无线通信链路一样。
[0014]图2是以两个手机为例说明。在两个手机的SM卡插槽中，都分别插入一个通信终端接口设备，充当SM卡的功能。而在智能型SIM卡卡座设备中，插入有SIM卡，存储有用于用户接入移动通信网络的数据信息。特别地，那些用于用户身份认证和鉴权的数据信息，只能存储在SIM卡中，并且在每次网络要求鉴权信息的时候，再在SIM卡内部运行鉴权算法，把鉴权结果返回给网络，以供网络进行身份认证和鉴权。这样，SM卡就和两个手机能够建立连接，只不过是通过无线接口，而不是通过现有的直接插入手机的SIM卡插槽的形式。
[0015]由于无线通信的方便性，这样一来，SIM卡和两个手机之间的通信就可以分时间片断地进行时分复用。当手机I需要和SIM卡进行通信的时候，就由手机I中的通信终端接口设备，无线连接于智能型SIM卡卡座设备，进而和SIM卡进行通信。同样，当