在设备处使用远程订户标识模块的方法和系统与流程

在设备处使用远程订户标识模块的方法和系统
1.本技术案是申请号为201880001089.x、名称为“在设备处使用远程订户标识模块的方法和系统”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
2.本发明一般涉及在电子设备处使用订户标识模块(sim)卡，且更具体地使用多个远程sim卡的网络通信领域。


背景技术：

3.允许设备通过蜂窝网络与例如web服务器、物联网(iot)、自动驾驶车辆和路由器等其它设备进行通信的能力对于许多活动而言至关重要。使用订户标识模块(sim)卡对于通过蜂窝网络传输和接收数据而言至关重要。为了在这种设备上部署和更换sim卡，可能需要对设备和sim卡进行物理访问并且会增加昂贵的人工成本。此外，例如重新编码sim卡的使用、选择最低资费的sim卡、以及确定何时更换sim卡等所涉及的后勤工作会增加额外的人工成本。期望具有能够降低人工成本并降低资费成本的方法和系统。


技术实现要素：

4.本发明公开用于在第一无线通信模块与第一订户标识模块(sim)之间的蜂窝路由器处进行通信的方法和系统。根据本发明，蜂窝路由器包括至少一个无线通信模块、至少一个处理单元、至少一个存储器；至少一个非暂时性计算机可读存储介质，用于存储可由所述至少一个处理单元执行的程序指令，用于从第一无线通信模块接收第一请求。接着，蜂窝路由器将第一请求封装在第一修改的请求中，并将第一修改的请求发送到第一通信装置。在将第一修改的请求发送到第一通信装置之后，蜂窝路由器等待第一修改的应答。在等待第一修改的应答时，蜂窝路由器在第一时间阈值之后将至少一个停止消息发送到第一无线通信模块。当蜂窝路由器接收到第一修改的应答时，蜂窝路由器解封装第一修改的应答以取得第一应答并将第一应答发送到第一无线通信模块。对于本发明，第一修改的应答是对第一修改的请求的应答。第一无线通信模块容纳在蜂窝路由器内或耦合到蜂窝路由器，并且第一sim不容纳在蜂窝路由器中。
5.根据本发明的一个实施例，第一修改的请求包括sim标识。
6.根据本发明的一个实施例，第一时间阈值在一百毫秒到两秒之间。
7.根据本发明的一个实施例，当将多个停止消息发送到第一无线通信模块时，两个连续停止消息之间的时间间隔不长于两秒。
8.根据本发明的一个实施例，仅当第一请求包括五个字节的标头时才发送至少一个停止消息。
9.根据本发明的一个实施例，当第一请求的长度少于五个字节时，将中断信号发送到第一无线通信模块。
10.根据本发明的一个实施例，存储第一应答。
11.根据本发明的一个实施例，当接收到第二请求并且第二请求与第一请求相同时，取得第一应答并将其发送到第一无线通信模块。
12.根据本发明的一个实施例，通过聚合的端到端连接接收第二修改的请求。
13.根据本发明的一个实施例，通过聚合的端到端连接发送第一修改的请求。
附图说明
14.图1a示出了根据本发明的一个实施例的通信系统的情境。
15.图1b示出了根据本发明的一个实施例的通信系统的情境。
16.图2a描绘的流程图示出了根据图1b所示的通信系统的过程。
17.图2b示出了根据本发明的一个实施例封装在ip包的有效载荷中的消息的格式。
18.图3a示出了根据本发明的一个实施例的蜂窝路由器的基本框图。
19.图3b示出了根据本发明的一个实施例的通信装置或sim库的基本框图。
20.图3c示出了与图1b所示的蜂窝路由器101相同的蜂窝路由器的基本框图。
21.图4a描绘的实例序列图示出了与本发明相关联的特定情境的步骤和事件。
22.图4b描绘的实例序列图示出了与本发明相关联的特定情境的步骤和事件。
23.图5a描绘的实例序列图示出了与本发明相关联的特定情境的步骤和事件。
24.图5b描绘的实例序列图示出了与本发明相关联的特定情境的步骤和事件。
25.图6描绘的序列图示出了在实例无线通信模块与实例sim卡之间传输和接收的消息的各个阶段。
26.图7示出了根据本发明的一个实施例当使用以太网传输和接收数据时的消息的结构。
27.图8示出了根据本发明的一个实施例的网络图。
28.图9示出了根据本发明的多个实施例的序列。
29.图10示出了图9所示的某些步骤的更详细过程。
30.图11示出了图9所示的某些步骤的更详细过程。
31.图12示出了根据本发明的一个实施例的示例性sim目录服务器的基本框图。
32.图13示出了根据本发明的一个实施例执行的过程的流程图。
具体实施方式
33.以下说明仅提供优选的示例性实施例，而并不意图限制本发明的范围、适用性或配置。实际上，优选的示例性实施例的以下说明将为所属领域的技术人员提供实施本发明的优选示例性实施例的有利描述。应理解，在不脱离如在所附权利要求书中阐述的本发明的精神和范围的情况下可以对元件的功能以及布置进行各种改变。
34.在以下描述中给出特定细节以提供对实施例的透彻理解。然而，所属领域的技术人员应理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践所述实施例。例如，可以以框图示出电路以免以不必要的细节混淆实施例。在其它情况下，可以在没有不必要的细节的情况下示出熟知的电路、过程、算法、结构以及技术以便避免混淆实施例。
35.还应注意，实施例可以描述为过程，过程描绘为流程图、作业图、数据流图、结构图或框图。尽管流程图可以将操作描述为顺序过程，但是许多操作可以并行或同时执行。另
外，操作的顺序可重新安排。过程在其操作完成时终止，但是可以具有不包含在图中的另外步骤。过程可对应于方法、功能、程序、子例程、子程序等。当过程对应于功能时，过程的终止对应于功能返回到调用功能或主功能。
36.实施例或其各部分可以程序指令来实施，所述程序指令可在处理单元上操作以用于执行如本文中所描述的功能和操作。构成各种实施例的程序指令可以存储于非暂时性存储介质中。此外，如本文所公开，术语“非暂时性存储介质”可以表示用于存储数据的一个或多个设备，包含只读存储器(rom)、可编程只读存储器(prom)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、随机存取存储器(ram)、磁ram、磁芯存储器、软盘、软磁盘、硬盘、磁带、cd-rom、快闪存储器设备、存储卡和/或用于存储信息的其它机器可读介质。术语“机器可读介质”包含但不限于便携式或固定存储设备、光学存储介质、磁介质、存储器芯片或盒式磁盘、无线信道，以及能够存储、包含或携载指令和/或数据的各种其它介质。机器可读介质可以通过虚拟化来实现，且可以是虚拟机器可读介质，包含在基于云的实例中的虚拟机器可读介质。
37.如本文所使用的术语“非暂时性计算机可读介质”、“主存储器”或“辅助存储器”是指参与向处理单元提供指令以供执行的任何介质。计算机可读介质仅是机器可读介质的一个实例，所述机器可读介质可以携载指令以用于实施本文中所描述的方法和/或技术中的任一个。此类介质可以采用许多形式，包含但不限于非易失性介质、易失性介质及传输介质。非易失性介质包含(例如)光盘或磁盘。易失性介质包含动态存储器。传输介质包含同轴电缆、铜线以及光纤。传输介质还可以采用声波或光波的形式，例如在无线电波和红外线数据通信期间生成的声波或光波。
38.易失性存储器可以用于在通过处理器/处理单元执行指令期间存储临时变量或其它中间信息。非易失性存储器或静态存储器可以用于存储用于处理器的静态信息和指令，以及各种系统配置参数。
39.存储介质可以包含多个软件模块，所述软件模块可以实施为通过处理单元使用任何合适的计算机指令类型来执行的软件代码。软件代码可以作为一系列指令或命令、或作为程序存储在存储介质中。
40.各种形式的计算机可读介质可以涉及将一个或多个指令的一个或多个序列携载到处理器以供执行。例如，指令最初可以携载在远程计算机的磁盘上。可替代地，远程计算机可以将指令加载到其动态存储器中，且向运行一个或多个指令的一个或多个序列的系统发送指令。
41.处理单元可以是微处理器、微控制器(mcu)、数字信号处理器(dsp)、那些设备的任何组合，或配置成处理信息的任何其它电路。处理单元执行程序指令或代码段，以实施本发明的实施例。此外，实施例可以由硬件、软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言或其任何组合来实施。当用软件、固件、中间件或微码实施时，用于执行必要任务的程序指令可以存储于计算机可读存储介质中。处理单元可以通过虚拟化来实现，且可以是虚拟处理单元，包含在基于云的实例中的虚拟处理单元。
42.sim卡是订户标识模块(sim)。所属领域的技术人员将了解，当涉及物理sim时，sim和sim卡可以互换使用。sim作为订户标识模块也很常见。
43.本发明的实施例涉及使用计算机系统来实施本文所描述的技术。在实施例中，本发明的处理单元可以存在于计算机平台等机器上。根据本发明的一个实施例，本文中所描
述的技术通过计算机系统响应于处理单元执行易失性存储器中所含有的一个或多个指令的一个或多个序列来执行。此类指令可以从另一计算机可读介质读取到易失性存储器中。对易失性存储器中所包含的指令的序列的执行使得处理单元执行本文中所描述的过程步骤。在替代实施例中，可以使用硬连线电路代替软件指令或与软件指令组合以实施本发明。因此，本发明的实施例不限于硬件电路和软件的任何具体组合。
44.例如程序指令等代码段可以表示过程、功能、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件包、类别，或指令、数据结构或程序语句的任何组合。代码段可以通过传递和/或接收信息、数据、自变量、参数或存储器内容耦合到另一代码段或硬件电路。信息、自变量、参数、数据等可以经由包含存储器共享、消息传递、令牌传递、网络传输等任何合适的方式传递、转发或传输。
45.可替代地，可以使用硬连线电路代替软件指令或与软件指令组合以实施符合本发明的原理的过程。因此，符合本发明的原理的实施方案不限于硬件电路和软件的任何特定组合。
46.可以由节点提供的网络接口是以太网接口、帧中继接口、光纤接口、电缆接口、dsl接口、令牌环接口、串行总线接口、通用串行总线(usb)接口、火线接口、外围组件互连(pci)接口、蜂窝调制解调器等。
47.网络接口可以通过独立的电子组件实施或者可以与其它电子组件集成。根据配置，网络接口可以不具有网络连接或具有至少一个网络连接。网络接口可以是以太网接口、帧中继接口、光纤接口、电缆接口、数字订户线(dsl)接口、令牌环接口、串行总线接口、通用串行总线(usb)接口、火线接口、外围组件互连(pci)接口、蜂窝调制解调器等。
48.网络接口可以连接到有线或无线接入网络。接入网络可以携载一个或多个网络协议数据。有线接入网络可以使用以太网、光纤、电缆、dsl、帧中继、令牌环、串行总线、usb、火线、pci或能传递信息的任何材料来实施。无线接入网络可以使用红外线、高速分组接入(hspa)、hspa 、长期演进(lte)、wimax、gprs、edge、gsm、cdma、wifi、cdma2000、wcdma、td-scdma、蓝牙、wibro、演进数据优化(ev-do)；数字增强型无绳通信(dect)；数字amps(is-136/tdma)；集成数字增强型(iden)或任何其它无线技术来实施。
49.实施例或其部分可以实施于计算机数据信号中，计算机数据信号可以是用于通过传输介质进行通信的任何合适的形式，使得其可读取以供功能设备(例如，处理单元)执行来执行本文中描述的操作。计算机数据信号可以包含能够通过传输介质传播的任何二进制数字电子信号，所述传输介质例如电子网络信道、光纤、空气、电磁介质、射频(rf)链路等，因此数据信号可以采用电信号、光信号、射频或其它无线通信信号等形式。在某些实施例中，可以经由计算机网络下载代码段，计算机网络例如因特网、企业内部网、lan、man、wan、pstn、卫星通信系统、电缆传输系统等。
50.图1a示出了根据本发明的一个实施例的通信系统的情境。通信系统120包括经由连接112连接到蜂窝路由器111的通信装置114。蜂窝路由器可以是具有蜂窝连接能力的蜂窝路由器。
51.蜂窝路由器111和通信装置114进一步包括微控制器单元(mcu)和其它相关电路，为简单起见，这里未在图1a中示出。
52.通信装置114和蜂窝路由器111通过连接112连接。连接112用于在通信装置114与
蜂窝路由器111之间传输包含sim卡信息的数据。连接112的一端连接到蜂窝路由器111，连接112的另一端连接到通信装置114。ldp 117可以用作通信装置114的wan接口，并且用于发送和接收包含sim卡信息的数据。rdp 116用于发送和接收包含sim卡信息的数据，并且可以用作蜂窝路由器111的lan接口。
53.连接112可以包括一根或多根电线，例如cat-5电缆，并且可以按照以太网供电(poe)标准将电力注入cat-5电缆。蜂窝路由器111可以使用poe技术通过连接112从通信装置114汲取电力。
54.在一个变型例中，蜂窝路由器111也使用poe技术通过连接112向通信装置114提供电力。没有限制必须使用电缆来连接通信装置114与蜂窝路由器111。可以使用wifi和红外通信等无线通信技术来代替连接112。
55.天线113连接到蜂窝路由器111，以向基站108发送电信号和从基站108接收电信号。蜂窝路由器111能够使用天线113进行无线通信。
56.当sim卡插入sim插槽115时，sim卡的sim卡信息被传输到蜂窝路由器111或从蜂窝路由器111接收。通过使用sim卡信息，蜂窝路由器111能够连接到无线网络。对于本实施例，通信装置114中的sim插槽115的数量没有限制。每个sim插槽115能够容纳一个sim卡。并不限制sim卡必须由相同的无线服务提供商发行。在一个实例中，sim卡由五个不同国家的五个无线服务提供商发行。各种sim卡提供商允许蜂窝路由器111根据不同需要使用不同的sim卡。
57.通信装置114具有用于连接到一个或多个主机和/或节点进行传输和接收信息的lan接口118。例如，主机和/或节点经由lan接口118与通信装置114形成lan。通信装置114还可以用作主机和/或节点的因特网路由器或网关。lan接口118的数量不限于一个。例如，通信装置114可以具有多个lan接口118。lan接口118可以是有线lan接口、无线lan接口，或有线lan接口和无线lan接口的组合。例如，lan接口118可以是有线以太网接口。在另一实例中，lan接口118可以是基于ieee 802.11的lan接口。
58.在一个变型例中，通信装置114是以太网交换机或集线器。然后ldp 117成为lan接口。通信装置114能够连接到一个或多个主机和/或节点。蜂窝路由器111用作用于连接到通信装置114的主机和节点的因特网路由器或网关。
59.图1b示出了根据本发明的一个实施例的通信系统的情境。通信系统100包括经由互连网络103连接的蜂窝路由器101和通信装置105。蜂窝路由器101包括一个或多个网络接口102、多个无线通信模块109和多个天线107。蜂窝路由器101可以使用无线通信模块109和天线107连接到一个或多个无线通信网络或与基站108相关的蜂窝网络。通信装置105包括网络接口104和sim插槽106。sim插槽106可以表示用于通信装置105的一个或多个sim卡。蜂窝路由器101和通信装置105进一步包括mcu，以及为简单起见这里未在图1b中示出的其它相关电路。应结合图2a来看图1b。图2a描绘的流程图示出了根据图1b所示的通信系统100的过程。
60.在步骤201和202中，分别提供蜂窝路由器101和通信装置105。
61.在步骤203中，允许蜂窝路由器101使用嵌入于蜂窝路由器101中的无线通信模块109a和插入蜂窝路由器101的sim插槽中的第一sim卡向互连网络103注册。为简单起见，图1b中未示出插入蜂窝路由器101的sim插槽中的第一sim卡。互连网络103可以是外部本地可
访问蜂窝网络或蜂窝网络的互连。外部本地可访问网络是与海外区域中的本地sim卡相关联的家庭网络。家庭网络可通过国际sim卡访问，但具有漫游费用。漫游费用取决于目的地和那里可用的漫游类型。在蜂窝路由器101向互连网络103注册之后，通过无线通信模块109a在蜂窝路由器101与通信装置105之间建立第一数据连接或第一数据链路。建立的第一数据连接或第一数据链路优选是临时的，并且可能在启动与通信装置105的连接时需要漫游费用。
62.在一个变型例中，蜂窝路由器101能够通过连接访问因特网。可以不使用蜂窝连接建立第一数据连接，而是替代使用例如wi-fi连接、有线连接或通过使用任何其它可用技术来建立第一数据连接。然后，蜂窝路由器101可以经由第一数据连接与通信装置105通信。在这种情况下，不需要使用第一sim卡和无线通信模块109a并向互连网络103注册。
63.在步骤204中，蜂窝路由器101向通信装置105发送使用第二sim卡的请求。所述请求含有路由器信息，并使用第一数据连接发送。在接收到所述请求后，在步骤205，通信装置105从sim插槽106中选择第二sim卡。第二sim卡的选择可以基于各种因素，例如地理覆盖区域、连接带宽、时间、网络标识、服务提供商、使用价格和信号质量。优选地，可以注册第二sim卡以获得由互连网络103提供的服务的本地利益，使得第二sim卡的使用不会产生漫游费用。路由器信息可以包含蜂窝路由器101的标识、蜂窝路由器101的管理员的标识、可以由无线通信模块109a连接的蜂窝网络、当前由无线通信模块109a注册的蜂窝网络的标识以及蜂窝路由器101的位置。蜂窝路由器101的标识可以包含蜂窝路由器101的序列号。蜂窝路由器101的标识还可以包含分配给蜂窝路由器101的一个或多个mac地址。蜂窝路由器101的位置可以包括由蜂窝路由器101中的gps传感器提供或者可以由蜂窝路由器101的用户输入的gps坐标。
64.所述请求还可以包含验证信息。验证信息用于验证请求是由有效用户或设备发送的。例如，流氓网络主机可能窃取路由器信息并伪装成蜂窝路由器101，以便使用通信装置105中的sim卡。验证信息的使用将尽量降低这种窃取的可能性。
65.通信装置105用第二sim卡的sim卡信息和标识来应答所述请求。通信装置105还将第二sim卡保留一段时间以供蜂窝路由器101使用。
66.在步骤206中，蜂窝路由器101接收来自通信装置105的应答。然后，蜂窝路由器101的路由器mcu准备好无线通信模块109b以使用第二sim卡。向无线通信模块109b分配所选的第二sim卡。然后蜂窝路由器101中的路由器mcu启动无线通信模块109b。然后无线通信模块109b将发送atr(answer to reset，重置应答)。在接收到atr后，蜂窝路由器101的路由器mcu将按照图6中所示的序列将atr发送到通信装置105。
67.在步骤207中，无线通信模块109b然后能够使用与从通信装置105接收的所选的第二sim卡相关联的部分或全部sim卡信息向互连网络103注册。
68.通常，无线网络要求蜂窝路由器101在每次启动事件时或甚至在经过某个时间段之后进行验证。因此，蜂窝路由器101应与通信装置105连接以便一直进行验证。
69.在步骤208中，蜂窝路由器101现在能够通过无线通信模块109b连接到互连网络103。使用无线通信模块109b和来自sim插槽106的所选的第二sim卡在蜂窝路由器101与通信装置105之间建立第二数据连接。在建立第二数据连接之后，蜂窝路由器101使用无线通信模块109b保持与通信装置的连接。
70.在步骤209中，中断第一数据连接并停止使用第一sim卡。因此，蜂窝路由器101的用户不需要承担更多的漫游费用。无线通信模块109a可以重置、重启或停止。在不使用第一sim卡时，不能从第一sim卡传输或接收sim卡信息、数据通信和sms消息。
71.在一个变型例中，无线通信模块109a使用来自第三sim卡的sim卡信息连接到互连网络103。第三sim卡是除了已经在通信装置105中使用的sim卡或在另一通信装置中使用的另一sim卡之外的sim卡。将无线通信模块109a与第三sim卡以及无线通信模块109b一起使用的能力是将一个或多个数据连接绑定以形成聚合的数据连接。聚合的数据连接能够比单个数据连接提供更多的带宽。聚合的数据连接能够被使用它的会话或应用程序视为一个数据连接。在一个变型例中，聚合的数据连接可以被视为一个vpn连接。与仅单独使用无线通信模块109b相比，额外的带宽和更高的可靠性提供了更好的性能。当无线通信模块109a不用于连接到互连网络时，可以跳过步骤210到214。
72.在步骤210中，类似于步骤204，但是针对第三sim卡，蜂窝路由器101发送含有针对使用来自插入sim插槽106中的sim卡的第三sim卡的路由器信息的请求。步骤211中的过程类似于步骤205中的过程，但是针对第三sim卡。
73.在步骤212中，向无线通信模块109a分配所选的第三sim卡。在步骤213中，蜂窝路由器101使用所选的第三sim卡向互连网络103注册。在步骤214中，蜂窝路由器101现在还能够通过无线通信模块109a连接到互连网络103。
74.图3a示出了根据本发明的一个实施例的实例蜂窝路由器的基本框图。蜂窝路由器300包括数据总线301、存储器302、处理单元303、存储单元304、远程数据端口(rdp)305、mcu 306、无线通信模块307、接口电路308、sim插槽309、网络接口310和天线340。处理单元303直接连接到存储器302。
75.处理单元303执行程序指令或代码段，以实施本发明的蜂窝路由器的实施例。
76.存储器302和存储单元304是非暂时性计算机可读存储介质。在另一实施例中，存储单元304是非易失性存储器。非易失性存储器或静态存储器可以用于存储处理器的静态信息和指令，以及各种系统配置参数。存储单元304可以被配置成存储固件。固件可以是蜂窝路由器300的操作系统。
77.rdp 305向通信装置320发送和从通信装置320接收包含sim卡信息的数据。rdp 305还能够向mcu 306发送数据和从mcu 306接收数据。
78.mcu 306接收从rdp 305发送的sim卡信息，并将sim卡信息传输到无线通信模块307。mcu 306还能够通过rdp 305从无线通信模块307接收和传输消息、密钥。mcu 306还用于封装及取得数据，包含发送到通信装置320和从通信装置320发送的sim卡信息。
79.接口电路308包括相关电路，例如总线开关和电压移位器。总线开关用于相应地选择从mcu 306接收的sim卡信息，并且电压移位器用于在需要时改变来自路由器mcu 306的输出的电压。
80.无线通信模块307接收sim卡信息，然后基于所述信息经由天线340向无线通信网络或蜂窝网络进行验证。无线通信模块307还能够向mcu 306发送消息。对本发明的无线通信模块的数量没有限制。例如，图3c示出了与图1b所示的蜂窝路由器101相同的实例蜂窝路由器330的基本框图。图3c类似于图3a，但是图3c所示的蜂窝路由器330进一步包括两个无线通信模块307a-b，它们分别直接连接到接口电路308a-b并且还连接到天线340a-b。接口
电路308a-b直接连接到sim插槽309a-b，并且还直接连接到mcu 306。无线通信模块307可以容纳在蜂窝路由器内部或耦合到蜂窝路由器。对无线通信模块、天线、sim插槽和mcu的数量没有限制。例如，可能有八个无线通信模块、三十二个天线、十六个sim插槽和两个mcu。更详细地，每个mcu连接到四个无线通信模块；每个无线通信模块连接到两个sim插槽和四个天线。
81.数据总线301将处理单元303直接或间接地连接到存储单元304、rdp 305、mcu 306和无线通信模块307。
82.图3b示出了根据本发明的一个实施例的实例通信装置或sim库的基本框图。
83.通信装置320包括处理单元312、存储器311、存储单元313、mcu 314、数据总线301、本地数据端口(ldp)318、lan接口317、接口集成电路(ic)316和sim插槽315。处理单元312和存储器311彼此直接连接。对接口ic的数量没有限制。
84.处理单元312执行程序指令或代码段，以实施本发明的通信装置320的实施例。
85.存储器311和存储单元313是非暂时性计算机可读存储介质。存储介质可以包含多个软件模块，这些软件模块可以实施为由处理单元312使用任何合适的计算机指令类型执行的软件代码。软件代码可以作为一系列指令或命令、或作为程序存储在存储介质中。
86.ldp 318是任选的，并且向蜂窝路由器300发送和从蜂窝路由器300接收包含sim卡信息的数据。ldp 318还能够用作lan接口。
87.lan接口317能够连接到一个或多个主机和/或节点以发送和接收信息。
88.mcu314向插入sim插槽315中的sim卡发送和从所述sim卡接收包含sim卡信息的数据。mcu314还能够通过ldp 318向蜂窝路由器发送和从蜂窝路由器接收包含sim卡信息的数据。mcu 314还用于封装和取得数据，包含发送到蜂窝路由器300和从蜂窝路由器300发送的sim卡信息。
89.数据总线301将处理单元312直接或间接地连接到存储单元313、mcu 314、lan接口317和ldp 318。
90.接口ic 316与mcu 314结合使用，用于与插入sim插槽315中的sim卡通信。接口ic 316还用于上下移动电压，因为mcu 314的引脚电压可能与sim卡的引脚电压不同。并不限制接口ic 316必须与mcu 314一起用于与插入sim插槽315中的sim卡通信。在一个变型例中，在mcu 314的引脚电压与sim卡的引脚电压相同时，mcu 314直接连接到插入sim插槽315中的sim卡。当sim卡插入sim插槽(例如sim插槽315a)或从sim插槽移出时，将生成信号并由mcu 314接收。然后，mcu 314可以为处理单元312生成消息或信号。接着处理单元312可以向主机或服务器(例如蜂窝路由器或sim目录服务器)发送消息，以通知主机或服务器关于sim插槽和/或sim卡的状态变化。
91.图6示出了根据本发明的一个实施例在例如无线通信模块307a的实例无线通信模块与例如插入sim插槽315a中的sim卡的实例sim卡之间经由接口ic 316a、路由器mcu 306、sim库mcu 314和集成电路308a传输和接收消息的各个阶段。所述消息可以包含重置应答(atr)、控制消息、管理消息、请求、通知、指示和验证消息。所述消息可以是sim卡信息的部分。
92.由于无线通信模块307a与sim插槽315a之间的距离长于几英寸，因此传播延迟可能比sim卡协议中最初预期的传播延迟更长。更长的传播延迟可能导致以太网帧中的ip包
到达其目的地延时。因此，在从无线通信模块307a生成到插入sim插槽315a中的sim卡的重置信号之后，要求atr迅速可用。atr是由符合iso/iec7816标准的插入sim插槽315a中的sim卡生成的输出消息。atr之后是sim插槽315a中的sim卡芯片的电重置，并且在一个实例中，atr用作插入sim插槽315a中的sim卡可操作的第一指示。atr还传送关于插入sim插槽315a中的sim卡的性质和状态的信息以及插入sim插槽315a中的sim卡提出的通信参数。对于本实施例，通过在无线通信模块307a与插入sim插槽315a中的sim卡之间传输和接收一系列控制消息来实现atr，如图6中的步骤所示。
93.在步骤601中，将激活消息从路由器mcu 306发送到sim库mcu 314。激活消息用于使接口ic 308a发送用于插入sim插槽315a中的特定sim卡的激活信号。为了从插入sim插槽315中的sim卡识别插入sim插槽315a中的特定sim卡，激活消息附有sim卡标识。激活消息连同sim卡标识一起封装在一个或多个ip包中，然后发送到sim库mcu 314。一个或多个ip包也可以由路由器mcu 306嵌入一个或多个以太网帧中并发送到sim库mcu 314。
94.在一个实例中，激活信号将特定sim卡的重置引脚拉低约100ms，然后再次将重置引脚驱动为高电平。根据特定sim卡的规格，激活信号也可以将重置引脚拉高。
95.对于包括路由器mcu 306与sim库mcu 314之间传输和接收的请求或应答的一个或多个消息的格式没有限制。对于用于传输和接收消息的通信技术也没有限制。例如，因特网协议(ip)页面可以用于封装路由器mcu 306与sim库mcu 314之间的消息。所述消息的组成可以有特定信息的特定字段。图2b示出了封装在一个这样的ip包的有效载荷中的消息的格式之一。字段2201保存签名。签名用于安全性和验证目的，例如验证来源并确认消息的完整性。签名还可以由接收方处理器使用，例如由路由器mcu 306和sim库mcu 314使用，以辨识用于sim卡消息的ip包，尤其是在尚未发现接收方的ip地址的情况下。由于蜂窝路由器330具有超过一个无线通信模块307，因此需要标识以区分请求/响应的接收方和/或发送方。字段2202保存无线通信模块的特定标识。类似地，通信装置320可以具有插入sim插槽315中的一个或多个sim卡。每个sim卡插槽具有特定的sim卡插槽标识。字段2203保存用于识别特定sim卡插槽的特定标识。字段2204保存在无线通信模块与插入sim卡插槽中的sim卡之间传送的请求或响应。
96.在一个实例中，路由器mcu 306和sim库mcu 314经由以太网协议进行通信。图7示出了当使用以太网在路由器mcu 306与sim库mcu 314之间传输和接收数据时的消息结构。以太网帧7001由ip包7002组成。ip包7002能够保存包含sim卡信息和mcu创建信息7003的数据。
97.路由器mcu 306和sim库mcu 314能够将数据封装到一个或多个ip包7002的有效载荷中，并将一个或多个ip包7002嵌入到一个或多个以太网帧7001的有效载荷中。
98.出于示例目的，路由器mcu 306将字段2204中的激活消息以及分别在字段2201和2203中的签名和sim卡插槽标识封装到一个或多个ip包的有效载荷中，并将一个或多个ip包嵌入到一个或多个以太网帧的有效载荷中。然后，路由器mcu 306将一个或多个以太网帧传输到sim库mcu 314。
99.当sim库mcu 314接收到来自路由器mcu 306的激活消息时，sim库mcu 314首先解嵌一个或多个以太网帧并从一个或多个ip包取得字段2201中的签名、字段2203中的sim卡插槽标识和字段2204中的激活消息。然后，sim库mcu 314根据字段2203中的sim卡插槽标识
将字段2204中的激活消息传输到连接至插入一个sim卡插槽的sim卡的接口ic。当所述sim卡通过接口ic接收到从sim库mcu 314发送的激活信号时，sim卡将生成atr。然后通过其相应的接口ic将atr传输到sim库mcu 314。sim库mcu 314接收atr并将字段2204中的atr以及分别在字段2201和2203中的签名和sim卡插槽标识封装到一个或多个ip包的有效载荷中。然后，sim库mcu 314将一个或多个ip包嵌入到一个或多个以太网帧的有效载荷中，并将一个或多个以太网帧传输到路由器mcu 306。对于本图示，字段2202中的无线通信模块标识留空并且路由器mcu 306根据将发送重置信号的无线通信模块307a的特定标识来确定。
100.在一个变型例中，路由器mcu 306将激活消息发送到sim库mcu 314，使得字段2203中的sim卡插槽标识留空。在这种情况下，sim库mcu 314将分别从字段2201和2204取得签名和激活消息。然后，sim库mcu314将激活消息发送到随机选择的接口ic，所述接口ic连接到插入sim插槽315中的一个sim卡。
101.在步骤602中，在sim库mcu 314处以一个或多个以太网帧的形式接收存储在字段2204中的请求/响应中的激活消息。然后，在sim库mcu 314处将一个或多个以太网帧解嵌并对一个或多个ip包进行解封装，以便分别从字段2204、2203和2201取得激活消息、sim卡插槽标识和签名。在取得激活消息之后，根据字段2203中的sim卡插槽标识将激活消息发送到连接至特定sim卡插槽的接口ic。对于本实施例，字段2203中的sim卡插槽标识用于sim插槽315a，并且激活消息由sim库mcu 314相应地发送到接口ic 308a。
102.在步骤603中，通过接口ic 308a接收激活消息。当插入sim插槽315a中的sim卡接收到激活信号时，它将发送atr。
103.在一个变型例中，当sim库mcu 314能够直接与sim插槽315a中的sim卡通信时，可以不需要接口ic 308a，并且步骤602中的激活消息直接从sim库mcu 314发送到插入sim插槽315a中的sim卡。
104.在步骤604中，通过插入sim插槽315a中的sim卡接收激活信号。在接收到激活信号之后，作为响应，插入sim插槽315a中的sim卡将atr发送到接口ic 308a。
105.在一个变型例中，当插入sim插槽315a中的sim卡能够直接与sim库mcu 314通信时，不需要接口ic 308a，并且步骤604中的atr直接从插入sim插槽315a中的sim卡发送到sim库mcu 314。
106.在步骤605中，将atr从接口ic 308a发送到sim库mcu 314。
107.在步骤606中，通过sim库mcu 1835接收atr。当sim库mcu 314接收到atr时，sim库mcu 314存储sim插槽315a的标识。sim库mcu 314还创建签名。然后根据图2b中所示的格式将附有签名和sim卡插槽标识的atr封装在一个或多个ip包的有效载荷中。然后，由sim库mcu 314将一个或多个ip包嵌入一个或多个以太网帧中，并将其发送到路由器mcu 306。路由器mcu 306以一个或多个以太网帧的形式接收atr。然后，在路由器mcu 306处将一个或多个以太网帧解嵌并对一个或多个ip包进行解封装，以便取得atr。在取得atr之后，一旦路由器mcu 306接收到重置信号，就经由接口电路316a将atr发送到无线通信模块307a。
108.当插入sim插槽315a中的sim卡与无线通信模块307a之间的距离超过一米时，作为响应从插入sim插槽315a中的sim卡发送的atr可能花费比传播到无线通信模块307a所需的时间更长的时间。为了克服这个缺点，分配时间限制以从插入sim插槽315a中的sim卡接收响应。响应于激活信号而从插入sim插槽315a中的sim卡发送的atr由路由器mcu 306接收。
在接收到atr之后，路由器mcu 306取得并存储atr。一旦路由器mcu 306从无线通信模块307a接收到重置信号，atr就会在第一或第二时间限制(例如分别为0.1秒或1秒)内被迅速地发送到无线通信模块307a。提供这种配置是为了改进响应时间。在一个实例中，当无线通信模块307a需要atr信息以便开始与插入sim插槽315a中的sim卡进行通信会话时，通过向路由器mcu 306发送重置信号来取得atr，从而避免在这一时刻与插入sim插槽315a中的sim卡通信的必要性。
109.在步骤607中，接口电路316a接收由无线通信模块307a启动的重置信号以发送到路由器mcu 306。由于来自无线通信模块307a的输出电压可能与路由器mcu 306的输入电压不匹配，因此无线通信模块307a可能不能与路由器mcu 306通信。包括电压移位器和其它相关电路的接口电路316a有助于移位电压以将重置信号发送到路由器mcu 306。
110.在一个变型例中，当无线通信模块307a能够直接与路由器mcu 306通信而不需要转换电压时，则不需要接口电路316a中的电压移位器，并且步骤607中的重置信号可以直接从无线通信模块307a发送到路由器mcu306。
111.在步骤608中，路由器mcu 306从接口电路316a接收重置信号。当路由器mcu 306接收到重置信号时，路由器mcu 306存储无线通信模块307a的标识以便发送atr。然后准备好经由接口电路316a将atr发送到无线通信模块307a。
112.在步骤609中，接口电路316a从路由器mcu 306接收atr。接口电路316a中的电压移位器有助于移位电压以将atr发送到无线通信模块307a。
113.在一个变型例中，当路由器mcu 306能够直接与无线通信模块307a通信时，可以不需要接口电路316a，并且步骤609中的atr直接从路由器mcu 306发送到无线通信模块307a。
114.在步骤610中，在无线通信模块307a处接收atr。在接收到atr之后，在插入sim插槽315a中的sim卡与无线通信模块307a之间建立基本通信信道。然后，无线通信模块307a使用包含在atr中的信息开始与插入sim插槽315a中的sim卡通信。
115.并不限制图6所示的序列仅适用于sim插槽315a。所述序列也适用于315中的其它sim插槽，包含sim插槽315n。
116.在步骤606之后执行步骤607时没有时间限制。例如，可以在执行步骤606之后的一秒内执行步骤607。在另一个实例中，可以在执行步骤606之后几天执行步骤607。
117.在一个变型例中，高速缓存或存储atr，并且在一个无线通信模块与插入一个sim卡插槽中的一个sim卡之间建立通信会话。图6所示的序列也适用于所述变型例的实施例，除了将不需要分别在步骤601和606中在一个或多个ip包中分配插入sim卡插槽中的sim卡的id和无线通信模块的id之外。
118.在一个变型例中，sim库mcu 314在不执行步骤601的情况下开始步骤602。因此，在不从路由器mcu 306接收消息或请求的情况下执行步骤602。当在步骤605接收到atr时，sim库mcu 314接着将atr存储在非暂时性存储介质中，直到路由器mcu 306请求atr才将它发送到路由器mcu 306。由于蜂窝路由器可能不需要来自特定sim卡的sim卡信息，因此路由器mcu 306不需要具有所述特定sim卡的atr。当路由器mcu 306通过执行步骤601发送激活消息时，当已经执行了步骤602-605时，与先前未执行步骤602-605时相比，能够更快地执行步骤606。在另一个变型例中，在不执行步骤601的情况下执行步骤606。atr被发送到路由器mcu 306，以存储在蜂窝路由器处的非暂时性计算机可读存储介质中。这允许在步骤609中
将atr迅速发送到无线通信模块307a，因为atr已经存储在蜂窝路由器处的非暂时性计算机可读存储介质中。
119.并不限制在通信装置或蜂窝路由器处的非暂时性计算机可读存储介质中仅存储atr。还可以存储其它sim卡信息。例如，还可以存储国际移动订户标识(imsi)和联系人信息。
120.在一个变型例中，在步骤601处激活消息中没有作为路由器mcu 306的sim卡标识信息。然后，sim库mcu 314可以选择其中一个sim卡来发送步骤602的激活消息。
121.对于可以在通信装置或蜂窝路由器处高速缓存或存储的atr的数量也没有限制。例如，在通信装置320处的sim卡插槽中插入十个sim卡。通信装置320将激活消息发送到十个sim卡，然后存储接收到的atr。在另一实例中，路由器mcu 306将激活消息发送到十个sim卡，然后存储接收到的atr。
122.在一个变型例中，当atr已经长于第一时间段时，舍弃atr。第一时间段不应少于一分钟。优选的时间段是五分钟到一天。第一时间段越长，对应于atr的sim卡可能不再可用的概率就越高。
123.在一个变型例中，当正在使用sim卡或从通信装置320移除sim卡时，通信装置320将向蜂窝路由器发送消息以通知蜂窝路由器不能选择所述sim卡。然后，蜂窝路由器将不在激活消息中包含所述sim卡的标识。蜂窝路由器可以包含另一sim卡的标识。在一个变型例中，如果不偏好使用哪个sim卡或不知道sim标识，则蜂窝路由器可以不在激活消息中包含任何sim卡标识。在一个变型例中，蜂窝路由器可以在激活消息中包含sim卡选择标准，以使通信装置320为无线通信模块选择sim卡。
124.舍弃atr的原因之一是因为对应于atr的sim卡可能正被另一个蜂窝路由器使用或正从通信装置中移除。因此，无法再使用所述atr。
125.图4a描绘的实例序列图示出了与本发明相关联的特定情境的步骤和事件。本实施例试图延长无线通信模块307a的等待时间。在无线通信模块307a发送对来自相应sim卡的应答的请求之后，路由器mcu 306向无线通信模块307a发送停止命令，以通知无线通信模块307a相应的sim卡仍在处理所述请求。根据具有t＝0协议的iso/iec 7816标准族(版本a)，停止命令是具有含空值(即值60)的过程字节的消息。在此特定情境中，请求的组成有五个字节的标头和正文。因此，请求的完整大小至少为五个字节长。为了便于阅读，这里使用的术语“fbr”指的是至少五个字节长的请求。
126.请求401是fbr，并且首先从无线通信模块307a传输。然后，使请求401通过接口电路308a并到达路由器mcu 306。
127.然后，路由器mcu 306根据图2b所示的格式将请求401修改为请求402，接着将请求402传输到sim库mcu 314。请求402的传输使用传输控制协议(tcp)进行管理，因此被认为是可靠的。在一个变型例中，当速度比可靠性更重要时，使用用户数据报协议(udp)发送请求402，因为与tcp不同，udp是速度成为优于可靠性的折衷的无连接协议。此外，请求402的udp传输可以在路由器mcu 306想要广播或组播请求402以便连接到超过一个sim库mcu 314的网络环境中使用。
128.例如，在0.8秒之后，路由器mcu 306达到其时间阈值403a。应了解，对于可以设置多少秒的时间阈值403没有限制，只要它短于无线通信模块307a的超时时段即可。时间阈值
resent time threshold，mrrth)。mrrth越低，路由器mcu 306越早发送修改的请求。随着时间的推移，当到达下一个mrrth并且在到期之前仍未接收到来自sim库mcu 314的修改的应答时，路由器mcu 306发送修改的请求411c。路由器mcu 306继续将修改的请求411发送到sim库mcu314，直到接收到修改的应答414。出于说明的目的，在发送修改的请求411g之后接收修改的应答414。当接收到修改后的应答414时，路由器mcu 306基于修改的应答414发送应答415，并停止发送修改的请求411。
134.当发送修改的请求411时，路由器mcu 306在时间阈值412处向无线通信模块307a发送停止命令413，例如分别在时间阈值412a-412c处发送停止命令413a-413c，直到接收到修改的应答414或发送停止命令的数量已达到hst为止。
135.在一个实例中，mrrth是四十毫秒，时间阈值是八十毫秒。因此，路由器mcu 306每四十毫秒发送修改的请求并且每八毫秒发送停止命令，直到接收到修改的应答414或停止命令的数量已达到hst。并不限制mrrth必须是四十毫秒。例如，用户、管理员或制造商可以将mrrth设置在一毫秒到一千毫秒的范围内。
136.优选地，使用udp传输从路由器mcu 306传输修改的请求411。与tcp相比，使用udp来传输修改的请求411引起的延迟更少。如果使用tcp传输将修改的请求411传输到sim库mcu 314。
137.当sim库mcu 314接收到第一个修改的请求411时，sim库mcu 314解封装所述修改的请求411以取得请求，然后将请求传输到相应的sim卡。然后，相应的sim卡接收请求并生成对sim库mcu 314的应答。sim库mcu 314然后封装应答，并根据图2b所示的格式将修改的应答414传输到路由器mcu 306。
138.当sim库mcu 314接收到超过一个修改的请求411时，sim库mcu 314忽略在接收到第一修改的请求之后接收到的修改的请求。出于说明的目的，修改的请求411b是由sim库mcu 314接收到的第一修改的请求。然后，sim库mcu 314将忽略修改的请求411a、411c-g。在一个实例中，修改的请求411a-g嵌入有用于指示序列的编号，因此sim库mcu 314能够使用所述编号来确定修改的请求411a和411c-g是封装请求410。
139.然后，sim库mcu 314将解封装的请求从修改的请求411b传输到相应的sim卡。sim卡接着对从修改的请求411b解封装的请求生成应答，并将所述应答传输到sim库mcu 314。然后sim库mcu 314封装所述应答，并将遵循图2b所示的格式的修改的应答414传输到路由器mcu 306。
140.在一个实例中，使用tcp传输修改的应答414。在另一实例中，使用udp传输修改的应答414。路由器mcu 306然后解封装修改的应答414并将应答415传输到无线通信模块307a。在一个实例中，当使用udp传输修改的应答414时，发送多个重复的修改的应答414以便提高路由器mcu 306接收至少一个修改的应答414的概率。由于sim库mcu 314可以同时连接到多个蜂窝路由器300，因此sim库mcu 314可以处理来自多个蜂窝路由器300的多个修改的请求并将多个修改的应答发送到多个蜂窝路由器300。因此，发出封装相同应答的多个修改的应答可能导致sim库mcu 314过载和处理延迟更高。
141.市场上有许多不同类型和型号的无线通信模块可用，这些无线通信模块可能表现不同，并且可能具有与sim卡通信的不同技术。对于某些无线通信模块，停止命令仅适用于fbr。对于标头字节少于五个字节的请求，停止命令可能不适用。在图5a的实例序列图的实
施例中，当来自无线通信模块307a的请求的大小少于五个字节长时，路由器mcu 306使用中断信号重置超时时段。中断信号是在路由器mcu 306和无线通信模块307之间遵循uart协议的串行通信的串行中断。当通过串行通信发送中断信号时，可以独立于图4a和图4b中描述的停止命令使用中断信号。例如，可以与停止命令一起依次使用中断信号，以进一步增加无线通信模块307a的等待时间。在另一实例中，以混合的顺序使用中断信号和停止命令。
142.当无线通信模块307接收到中断信号时，无线通信模块307a将认为先前传输到相应sim卡的请求有误。因此，无线通信模块307a生成新的请求且接着传输新的请求，所述新的请求保存与先前请求相同的内容。
143.在无线通信模块307a传输请求501a之后，路由器mcu 306接收请求501a，并根据图2b所示的格式将请求501a修改成修改的请求502a。路由器mcu 306接着将修改的请求502a传输到sim库mcu 314。
144.出于说明目的，时间阈值是八十毫秒，并且无线通信模块307a将在重置相应的sim卡之前等待一百二十毫秒。当路由器mcu 306已达到八十毫秒时间阈值506a并且尚未从sim库mcu 314接收到应答时，路由器mcu 306将中断信号503a传输到无线通信模块307a。当无线通信模块307a接收到中断信号503a时，无线通信模块307a发送请求501b，因为无线通信模块307a可能认为请求501a有误并且没有被相应的sim卡正确接收。在无线通信模块307a已经传输了请求501b之后，无线通信模块307a将等待应答在一百二十毫秒内到达。类似地，当路由器mcu 306已达到另外的八十毫秒时间阈值506b并且尚未从sim库mcu 314接收到应答时，路由器mcu 306重复先前公开的过程并将中断信号503b发送到无线通信模块307a。无线通信模块接着发送请求501c。
145.路由器mcu 306从sim库mcu 314接收应答，路由器mcu 306在每个时间阈值516发送中断信号513，例如在时间阈值516a-516b发送中断信号513a-513b。随着时间推移，直到接收到应答或者发送的中断数量已达到中断发送阈值(break sent threshold，bst)时路由器mcu 306才传输到无线通信模块307a。可以基于来自蜂窝路由器300的用户或管理员的指令预先确定可以从路由器mcu 306传输到无线通信模块307a的bst的优选时间段。在整个优选时间段内，每当路由器mcu 306接近时间阈值时，路由器mcu 306就向无线通信模块307a发送中断信号。
146.请求501b-c被路由器mcu 306接收然后舍弃。舍弃请求501b-c的原因之一是，因为请求501b-c保存与请求501a相同的内容，并且请求501a已经作为修改的请求502a从路由器mcu 306使用tcp等可靠的连接进行传输，所以传输进一步的请求501b-c可能导致路由器mcu 306和sim库mcu 314的处理延迟较高。
147.出于示例目的，修改的应答504由路由器mcu 306在接收到请求501c之后接收。修改的应答504以图2b所示的格式接收，并且是对请求501a的应答。在接收到修改的应答504之后，路由器mcu 306停止发送进一步的中断信号，并基于修改的应答504将应答505发送到无线通信模块307a。
148.与图5a中路由器mcu 306接收到修改的应答之前仅发送修改的请求502a相比，在图5b中发送了多个修改的请求512a-g。在这种情况下，出于说明的目的，路由器mcu 306在接收到的请求511a之后发送修改的请求512a。如果在第一mrrth到期之前没有接收到来自sim库mcu 314的修改的应答，则路由器mcu 306发送修改的请求512b。
149.随着时间的推移，当在下一个mrrth处并且在到期之前仍然没有接收到来自sim库mcu 314的修改的应答时，路由器mcu 306将发送另外的修改的请求，例如修改的请求512c-g，直到接收到应答515。修改的请求512b-g的内容与修改的请求512a的内容相同，因为修改的请求512b-g是封装请求511a。在一个实例中，请求511b-c被路由器mcu 306接收然后舍弃，因为请求511b-c的内容应该与请求511a的内容相同。
150.出于示例目的，在发送修改的请求512g之后接收修改的应答514。然后，路由器mcu 306将基于修改的应答514将应答515发送到无线通信模块307a，并停止发送进一步的修改的请求512。
151.优选地，由于先前结合图4b所解释的原因，使用udp传输从路由器mcu 306传输修改的请求512。当sim库mcu 314接收到超过一个修改的请求512时，sim库mcu 314忽略在接收到第一修改的请求之后接收到的修改的请求。参考先前结合图4b解释的过程，其中每个修改的请求512都嵌入有编号，sim库mcu 314使用所述编号从其余修改的请求中确定第一接收到的修改的请求512a。修改的应答514是对来自sim库mcu 314最早接收到的修改的请求512中的请求的应答。
152.在一个变型例中，不舍弃请求511b-c。然后，修改的请求封装最近收到的请求。例如，修改的请求512a-c封装请求511a；修改的请求502d-f封装请求511b；修改的请求502g封装请求511c。通过封装最近的请求，修改的请求将更为更新。
153.当发送修改的请求512时，路由器mcu 306在时间阈值516周期性地向无线通信模块307a发送中断信号513，直到接收到修改的应答514或者发送的中断的数量已达到bst。
154.在一个替代方案中，蜂窝路由器300和通信装置320能够使用短消息服务(sms)来相互注册和通信。在另一个替代方案中，蜂窝路由器300和通信装置320能够使用音频信令相互注册。可以在蜂窝路由器与通信装置之间建立语音呼叫。然后，可以以特定音调的形式在蜂窝路由器与通信装置之间传输和接收数据。使用sms和/或语音呼叫在蜂窝路由器与通信装置之间进行注册和通信的好处是大多数有效的sim卡能够被蜂窝路由器用于连接到无线网络。当蜂窝路由器和通信装置不在相同的区域或国家时，可以使用漫游服务来建立连接。在蜂窝路由器建立到无线网络的连接之后，蜂窝路由器然后可以使用sms和/或语音呼叫与通信装置连接。
155.图8示出了根据本发明的实施例的网络图。蜂窝路由器800可以类似于蜂窝路由器300或蜂窝路由器330。在一个变型例中，蜂窝路由器800可以不具有远程数据端口。蜂窝路由器800具有多个无线通信模块，以允许蜂窝路由器800通过互连网络803与sim目录服务器804和sim库805通信。互连网络可以是因特网或公共和专用网络的组合。每个无线通信模块耦合到一个或多个天线，并且能够与例如蜂窝网络等无线通信网络通信。对无线通信模块的数量没有限制。sim库805可以是通信装置320，使得sim库805具有图3b所示的硬件组件。
156.图9示出了根据本发明的多个实施例的序列。应结合图8来看图9。为了便于阅读，sim库805a和805b分别是sim库a和sim库b。在步骤910和912，sim目录服务器804分别与sim库a和sim库b通信。对sim目录服务器804可以通信的sim库的数量没有限制。例如，sim目录服务器804可以与一个sim库或二十个sim库通信。也不限制所有sim库都必须同时进行通信。例如，sim目录服务器804可以首先与sim库b通信，然后在一分钟之后首先与sim库b通信。然后，分别在步骤911和913将sim卡可用性信息从sim库a和sim库b发送到sim目录服务
器804。下文将参考图3提供步骤910-913的更详细描述。
157.有可能在sim目录服务器804与sim库通信之后，sim库中的sim卡可以由蜂窝路由器使用或由另一sim目录服务器保留。因此，sim目录服务器可以周期性地与sim库a和sim库b通信以便取得更新的sim卡可用性信息。在一个变型例中，在sim卡可用性信息发生变化的情况下，相应的sim库可以主动地与sim目录服务器804通信。
158.优选地，sim目录服务器804具有sim库a和sim库b中的sim卡信息的更新信息。这使得当在步骤920从蜂窝路由器800接收到使用sim卡的请求时，sim目录服务器804能够识别适合或最适合蜂窝路由器800等蜂窝路由器的sim卡。在步骤921，sim目录服务器804从sim库a和sim库b之一中选择sim卡。sim目录服务器804应答允许蜂窝路由器800与sim库a和sim库b之一中的sim卡通信的sim卡连接信息。下面将参考图11提供步骤920-921的更详细描述。
159.仅出于示例目的，sim库a保存所选的sim卡。在步骤922，蜂窝路由器800向sim库a发送一个或多个请求以与所选的sim进行通信。在更详细的描述中，将一个或多个请求封装在数据报中，然后将所述数据报封装在网络帧或包中，例如因特网协议(ip)包。当sim库a通过其中的一个网络接口(例如网络接口317)接收到请求时，sim库a的处理单元(例如处理单元312)将处理请求并提取源自蜂窝路由器800的蜂窝调制解调器的sim卡请求。然后，处理单元将提取的sim卡请求中继到所选的sim卡。当所选的sim卡接收到提取的sim卡请求时，所选的sim卡可以用有效响应进行响应。所选的sim卡也可能以错误消息进行响应或拒绝请求。然后，处理单元将响应、错误消息或拒绝中继到网络接口。接着，在步骤923中，网络接口通过网络将响应、错误消息或拒绝发送到蜂窝路由器800。优选地将响应、错误消息或拒绝封装在数据报中，然后将所述数据报封装在网络帧或包中，例如ip包。
160.蜂窝路由器800的处理单元可以解封装来自网络帧或包的响应、错误消息或拒绝，然后将响应、错误消息或拒绝转发给蜂窝调制解调器。然后，蜂窝路由器800中的蜂窝调制解调器可以相应地使用响应。例如，蜂窝调制解调器可以基于响应来执行与蜂窝网络的验证。在另一实例中，蜂窝调制解调器可以基于响应来发送和接收无线数据。由于蜂窝调制解调器与所选的sim卡之间的通信被封装在网络帧和包中，因此蜂窝调制解调器和所选的sim卡甚至可以通过网络进行通信。
161.在另一实施例中，蜂窝路由器800不直接与sim库通信。sim目录服务器804在sim库与蜂窝路由器800之间中继消息、请求、响应、错误消息和拒绝。例如，在步骤931中，蜂窝路由器800向sim目录服务器804发送请求，然后sim目录服务器804将所述请求转发到保存所选的sim卡的sim库。仅出于说明目的，sim库b保存所选的sim卡。因此，在步骤932中，sim目录服务器804将请求转发到sim库b。当所选的sim卡应答响应、错误消息或拒绝时，在步骤933中，sim库b将应答转发到sim目录服务器804。然后，在步骤934中，sim目录服务器804将应答转发或中继到蜂窝路由器800。与步骤920-923中所示的实施例相比，使用sim目录服务器804进行中继的本实施例的益处包含安全性更高且更易于管理。然而，缺点包含延时更长。
162.在另一实施例中，蜂窝路由器800不直接与sim库通信。当在步骤941中从蜂窝路由器800接收到请求时，另外的sim目录服务器804可能不知道哪个sim卡可用。请求可以包括sim卡请求。在步骤942和943中，sim目录服务器804请求sim卡可用性，并且几乎同时将基于
步骤941中接收的请求的多个请求分别转发到sim库a和sim库b。几乎同时向sim库a和sim库b发送多个请求的益处之一是在相应的sim库未成功接收到其中一个请求或sim库不按顺序运作的情况下能减少等待时间。几乎同时向sim库a和sim库b发送多个请求的缺点之一是消耗更多资源。在步骤944中，sim库a响应于在步骤942中接收到的请求发送响应。类似地，在步骤945中，sim库a响应于在步骤943中接收到的请求发送响应。当步骤944和945中的响应都提供sim卡可用性信息时，sim目录服务器804可以选择一个sim卡可用性信息以转发到蜂窝路由器800。因此，只有一个sim卡被选择并由蜂窝路由器800使用。例如，sim目录服务器804选择在步骤944中从sim库a接收的响应中嵌入的sim卡可用性信息，在步骤946中sim目录服务器804将sim卡可用性信息转发到蜂窝路由器800。
163.关于在步骤945中从sim库b接收的sim卡可用性信息，sim目录服务器804的处理单元可以不进一步使用其或稍后将其用于蜂窝路由器800或另一蜂窝路由器。
164.图10示出了步骤910-911和步骤912-913的更详细过程。在过程1001中，sim目录服务器804选择sim库以与之通信。有无数种方法可以选择sim库。例如，sim目录服务器804可以基于上次通信的时间段来选择sim库。在另一实例中，sim目录服务器804可以周期性地选择sim库。在另一实例中，sim目录服务器804可以在从蜂窝路由器接收到连接或连接终止的请求之后选择sim库。在过程1002中，sim目录服务器804向所选的sim库发送消息以收集状态和/或指示所选的sim库。出于说明的目的，所选的sim库是sim库b。在一个实例中，sim目录服务器804可以收集sim卡可用性信息。sim卡可用性信息可以包含：可供使用的sim卡的数量、正在使用的sim卡的数量、一个或多个sim卡的状态、一个或多个sim卡的定位、一个或多个sim卡的地址、一个或多个sim卡的位置以及一个或多个sim卡的账单信息。在一个实例中，sim目录服务器804可以收集关于使用sim库b中的一个sim卡与蜂窝路由器建立的连接的信息。在一个实例中，sim目录服务器804可以指示sim库b以对一个或多个sim卡执行管理，包含检查sim卡的健康状况；断开蜂窝路由器与sim卡之间建立的连接；以电子方式重置sim卡；机械地重置sim卡。可以使用一个消息或依次一起执行过程1001和1002。在过程1003，sim目录服务器804可以从sim库b接收响应。所述响应可以含有sim库b的状态、sim库b中的一个或多个sim卡的状态、根据指令的执行结果、错误消息以及从sim库b中的一个或多个sim卡接收的一个或多个消息。基于响应，sim目录服务器804的处理单元可以更新数据库、进一步指示sim库b、向一个或多个蜂窝路由器发送一个或多个消息。并不限制sim库b必须向sim目录服务器804发送响应。例如，sim库b可能无序并且不能发送响应。在另一实例中，sim库b的处理单元可以根据存储在非暂时性计算机可读存储介质中的指令来确定不发送响应。
165.在步骤1003中更新的数据库可以用作查找合适的sim卡的目录。当蜂窝路由器800在步骤200发送请求时，蜂窝路由器800可能不知道它应该使用哪个sim卡。通过数据库，sim目录服务器804的处理单元能够识别用于蜂窝路由器800的可用sim卡。将在过程1112中描述数据库的更多细节。
166.图11示出了步骤920-921的更详细过程。在过程1111，sim目录服务器804从蜂窝路由器800接收使用sim卡的请求。当蜂窝路由器800首先需要sim卡与无线网络服务提供商建立无线通信时，蜂窝路由器800向sim目录服务器804发送请求。此时，蜂窝路由器800的处理单元不具有要使用哪个特定sim卡的信息。蜂窝路由器800的处理单元可以在请求中嵌入
sim卡的偏好。蜂窝路由器800的处理单元还可以在请求中嵌入其它信息，包含蜂窝路由器800的位置和蜂窝路由器800正在使用的其它sim卡。可以对请求加密。
167.在一个变型例中，蜂窝路由器800的处理单元可以向sim目录服务器804发送多个相同的请求，以便增加sim目录服务器804接收到请求的可靠性。对发送请求所使用的通信技术或媒体没有限制。例如，蜂窝路由器800可以通过dsl通信服务、4g/lte通信服务和ieee 802.11无线网络发送多个相同的请求。sim目录服务器804的处理单元可以处理多个相同的请求中第一个到达的请求，并忽略多个相同的请求中后续到达的请求。
168.在过程1112，sim目录服务器804的处理单元选择用于蜂窝路由器800的sim卡。可以基于蜂窝路由器800的位置、蜂窝路由器800可访问的无线通信服务提供商、资费、时间、日期、估计的蜂窝路由器800与sim库之间的可靠性、sim库的位置和/或使用限制来进行选择。对所选的sim卡必须处于的位置没有限制，除非存在这样的选择标准。例如，sim目录服务器804可以从sim库a和sim库b之一中选择sim卡。当存在可用的另外的sim库时，sim目录服务器804可以使用来自另外的sim库的sim卡。
169.更详细地，使用sim目录服务器804中的数据库来选择sim卡。由于数据库具有位于sim库805中的sim卡的可用性信息，因此sim目录服务器804的处理单元可以在从蜂窝路由器800接收到请求时使用所述数据库快速选择sim卡。在数据库中，与sim卡相关的存储的信息可以包含电话号码、imsi、移动国家码(mcc)、移动网络码(mnc)、sim卡的位置、保存sim卡的sim库的标识、sim库的ip地址、具有sim卡的sim卡插槽的ip地址、资费、有限数据计划、数据使用、剩余允许的数据使用、允许的无线技术、支付联系人、订阅代码、不会产生漫游费用的允许使用的地理区域，以及任何其它可能有助于选择sim卡的信息。
170.例如，基于请求中的蜂窝路由器800的位置信息，sim目录服务器804可以选择不会在蜂窝路由器800的位置产生漫游费用的sim卡。
171.优选地，实质标准之一是资费。在一个实例中，选择蜂窝路由器800用起来资费最低的sim卡。例如，蜂窝路由器800在洛杉矶运行。sim目录服务器804将为蜂窝路由器800选择在洛杉矶资费最低的sim卡。例如，当蜂窝路由器从洛杉矶移到拉斯维加斯时，可以选择另一sim卡以实现最低资费。
172.在另一实例中，基于由蜂窝路由器800找到并发送到sim目录服务器804的一个或多个蜂窝网络，sim目录服务器804可以选择mcc和mnc与一个或多个蜂窝网络之一匹配的sim卡。在一个变型例中，sim目录服务器804可以使用不同的标准来选择sim。例如，除了基于蜂窝路由器800的位置之外，sim目录服务器804可以不仅基于蜂窝路由器800的位置而且还基于sim卡的剩余允许数据使用来选择sim卡。
173.可以从保存所选的sim卡的sim库的数据库中取得所选的sim卡的信息。在选择sim卡之前，还可以将信息提供给sim目录服务器804。例如，信息可以存储在sim目录服务器804本地可访问的数据库中。一旦选择了sim卡，sim目录服务器804就可以从数据库中取得信息。信息可以用于便于选择。
174.在一个变型例中，在选择sim卡之后，sim目录服务器804可以验证所选的sim卡是否确实可用。sim目录服务器804可以向保存所选的sim卡的sim库发送请求以进行验证。在一个实例中，sim库将向保存所选的sim卡的正在运行的sim库发送请求。然后，sim库将应答sim目录服务器804的请求。
175.在过程1113，sim目录服务器804用连接信息应答在过程1111接收到的请求。sim卡连接信息可以包含sim库的标识、所选的sim卡的标识、所选的sim卡的imei、保存所选的sim卡的sim库的可公开可达地址、所选的sim卡的可公开可达地址、使用限制和/或验证信息。例如，保存所选的sim卡的sim库的ip地址可以包含在sim卡连接信息中。在另一实例中，具有时间限制的安全令牌被发送到蜂窝路由器800和sim库两者。然后，蜂窝路由器800将必须使用安全令牌在时间限制内与sim库进行验证。
176.对用于蜂窝路由器800发送使用sim卡的请求的介质和技术通信没有限制。例如，过程1111中的请求可以由蜂窝路由器800通过因特网连接或专用连接发送。所述请求还可以通过无线连接或有线连接发送。在一个实例中，通过蜂窝路由器800的网络接口310的检查使用adsl连接发送所述请求。在另一实例中，通过无线通信模块307中的一个无线通信模块发送请求，并且嵌入过程1113中的应答中的连接信息用于无线通信模块307中的另一无线通信模块。例如，无线通信模块是无线通信模块307a且另一无线通信模块是无线通信模块307b。无线通信模块307a用于发送请求，可以基于蜂窝路由器800中的本地可用sim卡建立连接。使用本地可用的sim卡可能招致漫游费用或更高的资费。因此，在可以使用无线通信模块307b之前，限制无线通信模块307a的使用。例如，无线通信模块307a可以仅用于与sim目录服务器804和sim库805通信。在一个变型例中，对无线通信模块307a的使用没有限制。
177.在一个实施例中，在无线通信模块307中的一个无线通信模块已成功建立到因特网的连接之后，蜂窝路由器800将针对另一无线通信模块重复(i)步骤920至923，(ii)步骤931-934或(iii)步骤941-946。例如，在无线通信模块307a已经使用来自sim库805的sim卡连接信息建立了因特网连接之后，蜂窝路由器800的处理单元可以使用无线通信模块307a来执行步骤931-934以取得sim卡连接信息从而使无线通信模块307b能够连接到因特网。用于无线通信模块307b的sim卡连接信息源自位于sim库之一中的sim卡。
178.在一个变型例中，sim库可以具有一个或多个无线通信模块。如果sim卡可操作，则sim库的处理单元可以使用一个或多个无线通信模块来测试所述sim卡。这避免了sim目录服务器804将无序sim卡分配给蜂窝路由器的情况。在一个变型例中，sim库的处理单元可以与sim卡通信以便在不使用无线通信模块的情况下进行测试。在一个变型例中，sim目录服务器可以向sim库发出测试指令以测试sim卡。
179.在一个变型例中，sim目录服务器可以具有一个或多个无线通信模块。如果sim库中的sim卡可操作，则sim目录服务器的处理单元可以使用一个或多个无线通信模块来测试所述sim卡。这避免了sim目录服务器804将无序sim卡分配给蜂窝路由器的情况。在一个变型例中，sim目录服务器的处理单元可以与sim卡通信以便在不使用无线通信模块的情况下进行测试。
180.图12示出了根据本发明的一个实施例的示例性sim目录服务器的基本框图。sim目录服务器1210包括数据总线1208、存储器1201、处理单元1202、存储单元1203和网络接口1207。处理单元1202直接连接到存储器1201。
181.处理单元1202执行程序指令或代码段，以实施本发明的sim目录服务器的实施例。
182.图13示出了根据本发明的一个实施例执行的过程的流程图。应该结合图8来看图13。当蜂窝路由器从一个区域移动到另一个区域时，可能会征收使用非本地sim卡的漫游费
用。在这种情况下，使用来自sim库的另一sim卡的资费可能低于正在使用的sim卡。正在使用的sim可以保存在蜂窝路由器或sim库中。
183.在过程1301，通过相同或不同的无线服务提供商使用源自保存在一个或多个sim库中的sim卡的sim卡连接信息建立多个连接。可以分别通过多个无线通信模块，例如无线通信模块307a和无线通信模块307b，建立多个连接。本发明也不限于两个无线通信模块。可以有五个、十个、五十个、一百个或甚至更多个无线通信模块。连接数量也没有限制。
184.在过程1302，蜂窝路由器800的处理单元确定是否需要断开一个或多个连接。断开连接的原因之一是资费。另一个原因是蜂窝路由器800的位置。还一个原因是达到一段时间内允许的最大数据量。蜂窝路由器800的处理单元还可以基于从用户、管理员或远程服务器接收到的指令来断开连接。如果不需要断开任何建立的连接，则过程在过程1303处停止。仅出于说明目的，蜂窝路由器800的处理单元确定应断开使用无线通信模块307a建立的连接。
185.在过程1304，蜂窝路由器800的处理单元指示无线通信模块307a断开连接。在断开之后，无线通信模块307a然后可以用于建立新连接。
186.在过程1305，蜂窝路由器800的处理单元通过经由无线通信模块307b和第二连接向sim目录服务器804发送请求来请求sim卡可用性信息。并不限制仅允许使用无线通信模块307b。当存在更多连接时，可以使用一个或多个连接来发送请求。例如，如果有第三无线通信模块已经建立了连接或者使用以太网电缆通过网络接口建立了连接，则可以使用所述连接。
187.在过程1306，蜂窝路由器800的处理单元接收来自sim目录服务器804的应答。所述应答可以封装第一sim卡连接信息，其可以包含第一sim库和由sim目录服务器804的处理单元选择的第一sim卡的地址。出于说明的目的，第一sim卡位于sim库805a处。
188.在过程1307，蜂窝路由器800的处理单元联系sim库805a以取得来自第一sim卡的响应。在过程1308，蜂窝路由器800的处理单元处理所述响应并指示无线通信模块307a建立新连接。然后，蜂窝路由器800的处理单元能够使用所述新连接与其它主机和服务器通信，包含因特网和电子邮件服务器。
189.因此，在过程1308之后，剩余的多个连接和新连接可以用于通信。在一个实例中，可以将连接聚合在一起以形成一个聚合的连接。蜂窝路由器800的处理单元可以使用聚合的连接来与sim目录服务器804通信并连接到其它主机和服务器。
190.在过程1308之后，将重复过程1302以便确定是否应该断开其它连接。在一个变型例中，此实施例可以在过程1308之后结束而不返回到过程1302。
191.并不限制mcu和接口电路必须是离散组件。如果处理单元能够提供mcu和/或接口电路的功能，则可以省略mcu和接口电路。例如，一个处理单元可以用于实现mcu314和处理单元312。在另一实例中，如果mcu 306或mcu 314能够与sim插槽中的sim卡通信，则可以省略接口电路。在另一实例中，如果处理单元能够与sim插槽中的sim卡通信，则可以省略mcu和接口电路。
192.在一个实施例中，以冗余执行蜂窝路由器(例如蜂窝路由器330和801)与sim库或sim目录服务器之间的通信以便提高可靠性。例如，可以发送多个相同的请求和/或响应。第一个接收到的请求或响应将用于处理，而其它请求或响应将被舍弃。
193.本发明不限于蜂窝路由器111。例如，蜂窝路由器可以用电子设备代替，所述电子
设备向其它设备或仅向其自身提供网络功能。电子设备可以通过因特网向另一电子设备发送信息。例如，电子设备可以是具有因特网连接的灯泡和车辆中的通信设备。