CN111556485A - 含iSIM和计数器的用于数据限制通信的移动无线通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种含iSIM和计数器的用于数据限制通信的移动无线通信设备，包括具有集成订户身份模块的移动无线通信接口、数据存储器、配置成在预定时刻检测物理量的数据值并将其存储在数据存储器中的传感器、计数器、电压馈电器和控制器。移动无线通信接口配置成将在预定时刻检测到的数据值发送到移动无线网络。控制器配置成：当计数器读数达到计数器阈值时，将集成订户身份模块与电压馈电器永久性断开，以禁用集成订户身份模块。

Description

含iSIM和计数器的用于数据限制通信的移动无线通信设备

技术领域

本发明涉及一种具有集成订户身份模块(iSIM)和计数器的用于经由移动无线网络进行数据限制通信的移动无线通信设备及其相应方法。

背景技术

具有一张或多张SIM卡的移动无线通信设备日益广泛用于IoT(Internet-of-Things，物联网)领域，以使机器联网。这类设备不仅能使机器联网，而且通常还能使物理和虚拟对象彼此联网，并允许它们通过通信相互协作。利用“物联网”技术实现的功能允许人与通过由此联网的任何电子系统之间以及系统自身之间进行交互。物联网的目标是，自动从现实世界中收集相关信息，将这些信息相互关联，并可供网络使用。为此，例如参阅3GPPTS 23.501标准概述，正越来越多地使用根据5G系统架构的通信网络。

在工业自动化领域和IoT通信领域中，低价且节省资源的数据传输日渐成为一项基本要求。在IoT通信中，必须向网络传输与各种不同传感器和执行器相关联的大量数据，反之亦然。但这种数据传输的成本不应超过预算。因此，需要能够成本透明地将测量数据传输到网络的数据传输技术，以便能够在网络中对这许多IoT设备的数据进行评估，并基于这些数据生成相应的控制命令。

发明内容

本发明的目的是提出一种成本和资源透明的数据传输概念，其在人人、人机和/或机机通信中确保以高度成本和资源透明的方式进行通信。

具体而言，本发明的目的是提供一种移动无线通信设备，其根据预付费进行数据传输，尤其是通过使用5G系统架构的网络切片，能够以成本和资源透明的方式向网络传输数据和反向传输数据。

成本是指提供传输所需的工作量或资源复杂性。成本透明表明用户可概览待提供的资源。

本文描述的移动无线通信设备和通信系统可以采用各种类型。所描述的各个元素可以通过软件或硬件组件来实现，并且可以通过各种技术来制造。各个组件可以例如包括微处理器、半导体芯片、ASIC、信号处理器、电光电路、集成电路和/或无源器件。

本文描述的移动无线通信设备和移动无线网络可以包括各种技术和网络标准，例如符合5G系统架构。5G系统架构包括网络切片的概念，即将通信网络划分为单独的片段或切片或者子网。在此，网络切片是一种虚拟网络架构形式，其中该网络架构被划分成可以相互链接(也可通过软件)的虚拟元素。通过网络切片的概念可以在一个公共物理基础架构上建立多个虚拟网络。这些虚拟网络则可以适应应用、服务、设备、客户或运营商的具体要求。在此，每个虚拟网络(网络切片)均包括一组独立的逻辑网络功能，这些网络功能支持各自应用情况的要求。

这些虚拟网络或网络切片中的每一个均为使用相应网段的特定服务和业务提供资源和网络拓扑。这样就能分派诸如速度、容量、连通性和覆盖范围等功能来满足每种应用情况的特殊要求，但功能组件也能在各种网络切片之间共享。为此，每个网络切片均能获得管理能力，它们可以由网络运营商或用户根据应用情况来控制。可以独立地管理和组织网络切片。

按照5G系统架构，本文描述的移动无线网络可以基于5G网络。面向服务的5G网络支持十分不同的服务，它们具有十分不同的性能要求。例如，5G支持三种不同的服务类别：增强型移动宽带(eMBB)、海量机器类通信(mMTC，又称IoT，即物联网)和超可靠与低延迟通信(UR-LLC)。

下文描述的移动无线通信设备包括执行许多任务的移动无线通信接口或简称为通信接口。这样的通信接口可以例如包括负责执行所述任务的处理器。在本文中，术语“处理器”是指任何可用于处理特定任务的设备(或者区块或步骤)。处理器可以是单处理器或多核处理器，或者可以包含一组处理器，或者可以包含处理机构。处理器可以处理软件或固件或应用等。

根据第一方面，本发明涉及一种用于经由移动无线网络进行数据限制通信的移动无线通信设备，其中，该移动无线网络具有网络标识，该移动无线通信设备具有以下特征：用于与移动无线网络进行通信的移动无线通信接口，其中，该通信接口具有集成订户身份模块(iSIM：Integrated Subscriber Identity Module)，其中，该集成订户身份模块实施为嵌入式集成电路并永久性存储移动无线订户标识符、网络标识和移动无线网络的网络地址，其中，该移动无线订户标识符在移动无线网络中标识集成订户身份模块；数据存储器；传感器，该传感器配置成在预定时刻检测物理量的值并将其作为数据值存储在数据存储器中；其中，移动无线通信接口配置成：从数据存储器读出在预定时刻检测到的数据值，从集成订户身份模块读出移动无线订户标识符、网络标识和移动无线网络的网络地址，并将移动无线订户标识符连同网络标识、移动无线网络的网络地址和所读出的当前数据值一起发送到移动无线网络的网络地址；计数器，该计数器配置成：从初始计数器读数开始，每当通过通信接口发送数据值时，便将计数器的计数器读数递减一个计数；电压馈电器，该电压馈电器配置成向集成订户身份模块提供电压；以及控制器，该控制器配置成：当计数器读数达到计数器阈值时，将集成订户身份模块与电压馈电器永久性断开，以禁用集成订户身份模块。

这样的移动无线通信设备因在达到计数器阈值时禁用集成订户身份模块而确保成本和资源透明的数据传输，这在人人、人机和/或机机通信中确保以高度成本和资源透明的方式进行通信。当达到一定次数的数据传输时，将iSIM禁用，从而不会产生进一步的成本。这样就能实现向网络及反向的预付费数据传输。该通信设备特别适用于5G系统架构的网络切片，如下文详述。

在所述移动无线通信设备的示例性实施方式中，集成订户身份模块具有电压馈电接口，该电压馈电接口经由热熔断体连接到电压馈电器，其中，控制器配置成向热熔断体馈送电流，从而热熔断该热熔断体，以永久性禁用集成订户身份模块。

这些安全措施会确保在达到计数器阈值时不再使用订户身份模块，从而不会产生进一步的成本。用户就能使用该通信设备，直到与计数器阈值相关联的现有信用用尽为止。这样，鉴于用户所安装的IoT通信设备，该用户始终得以完全成本透明，而不会产生不可预见的成本。

在所述移动无线通信设备的示例性实施方式中，控制器配置成响应于计数器读数达到计数器阈值而向热熔断体馈送电流，从而永久性禁用具有集成订户身份模块的移动无线通信接口。

这样实现的技术优势在于，所述移动无线通信设备在达到计数器阈值时通过电流来热熔断热熔断丝而自动禁用。自这一时刻起，不再产生进一步的成本，从而用户可以获得完全成本透明化。如果用户仍希望继续使用通信设备，则他可以再将计数器重置为其初始计数器读数，并更换热熔断丝或更换整体通信设备。

在所述移动无线通信设备的示例性实施方式中，计数器的初始计数器读数永久性存储在计数器中。

这样实现的技术优势在于，初始计数器读数为预定义的并可以例如与信用或指示可用通信设备进行数据传输次数的数据量相关联。用户就能获知他可以在禁用iSIM之前用通信设备进行数据传输的次数。

在所述移动无线通信设备的示例性实施方式中，移动无线通信接口配置成从存储器中删除发送的各数据值。

这样提供的技术优势在于，如果每次传输后便从存储器中删除发送的数据值，数据存储器中就不会存储任何已经传输的不必要的数据，则可延长传感器数据的记录时间。

在所述移动无线通信设备的示例性实施方式中，控制器配置成控制通信接口在两个相继的预定时刻之间发送检测到的数据值，并且移动无线通信接口配置成响应于控制器的控制而发送检测到的数据值。

这样实现的技术优势在于，通过在各个预定时刻记录数据，然后在未发生任何记录时(即在两个相继的预定时刻之间)将数据发送到网络，可使通信设备特别高效地工作。将待处理的动作在时间上分布开，可以最佳地充分利用通信接口的性能。

在所述移动无线通信设备的示例性实施方式中，传感器是温度传感器，并且物理量是温度。

这样达成的技术优势在于，可以将温度值高效地传输到网络。

在所述移动无线通信设备的示例性实施方式中，移动无线订户标识符是IMSI(International Mobile Subscriber Identity，国际移动订户身份)。

这样实现的技术优势在于，可以基于IMSI将在网络中发送的数据关联到对应的移动无线通信设备，以便始终获知所记录的数据源自何处。IMSI(International MobileSubscriber Identity，国际移动订户身份)是唯一的移动无线订户标识符，不会多方分配，因此允许唯一地标识数据。

在所述移动无线通信设备的示例性实施方式中，移动无线网络是5G移动无线网络的子网，移动无线通信设备是IoT通信设备，其中，通过使用公共加密密钥将移动无线订户标识符以加密编码方式存储在集成订户身份模块中，其中，该公共加密密钥与移动无线网络相关联，并且其中，移动无线通信接口配置成发送经加密编码的移动无线订户标识符。

这样提供的技术优势在于，所述具有iSIM的移动无线通信设备能够用于5G通信网络，尤其是网络切片，并且基于计数器，始终确保成本或数据传输次数或仍剩的数据传输次数的透明化。这样就能利用5G系统架构的优势，即公共物理基础架构上的虚拟网络架构具体适应应用、服务、设备、客户或运营商的要求，支持逻辑网络功能，针对应用分派诸如速度、容量、连通性和网络覆盖范围等功能来满足每种应用情况的特殊要求，以及跨各种网络切片共享功能组件等。由于基于计数器进行数据传输，用户始终得以完全的成本和资源透明化。

根据第二方面，本发明涉及一种通过移动无线通信设备经由移动无线网络进行数据限制通信的方法，其中，该移动无线网络具有网络标识，该移动无线通信设备包括用于与移动无线网络进行通信的移动无线通信接口，其中，该移动无线通信接口具有集成订户身份模块(iSIM：Integrated Subscriber Identity Module)，其中，该集成订户身份模块实施为嵌入式集成电路并永久性存储移动无线订户标识符、网络标识和移动无线网络的网络地址，其中，该移动无线订户标识符在移动无线网络中标识集成订户身份模块；其中，移动无线通信设备进一步包括数据存储器、传感器、计数器和电压馈电器，该电压馈电器配置成向集成订户身份模块提供电压；其中，该方法具有以下步骤：通过传感器在预定时刻检测物理量的数据值并将其存储在数据存储器中；从数据存储器读出在预定时刻检测到的数据值，并从集成订户身份模块读出移动无线订户标识符、网络标识和移动无线网络的网络地址；以及通过移动无线通信接口将移动无线订户标识符连同网络标识、移动无线网络的网络地址和所读出的当前数据值一起发送到移动无线网络的网络地址；以及每当通过通信接口发送数据值时，便通过计数器将计数器的计数器读数从初始计数器读数开始递减一个计数；当计数器读数达到计数器阈值时，永久性断开集成订户身份模块与电压馈电器，以禁用集成订户身份模块。

这样的方法因在达到计数器阈值时禁用集成订户身份模块而确保成本和资源透明的数据传输，这在人人、人机和/或机机通信中确保以高度成本和资源透明的方式进行通信。当达到一定次数的数据传输时，将iSIM禁用，从而不会产生进一步的成本。这样就能实现向网络及反向的预付费数据传输。该方法特别适用于5G系统架构的网络切片，如下文详述。

附图说明

以下结合附图说明具体实施例。

图1示出根据示例性实施方式的移动无线通信系统的示意图，其中根据本公开用于数据限制通信的移动无线通信设备具有集成订户身份模块和计数器；

图2示出根据示例性实施方式的移动无线通信系统的示意图，其中根据本公开用于数据限制通信的移动无线通信设备具有集成订户身份模块、计数器和热熔断体；

图3示出根据本公开具有iSIM和计数器的用于数据限制通信的移动无线通信设备在符合3GPP TS 23.501标准的根据示例性实施方式的5G通信系统中的示意图；

图4示出根据本公开借助集成订户身份模块和计数器进行数据限制的移动无线通信的方法的示意图。

具体实施方式

下述具体内容中结合附图，这些附图构成本文的一部分，并举例说明可以实施本发明的具体实施方式。应当理解，在不脱离本发明构思的情况下，可以利用其他实施方式并且可以进行结构或逻辑上的更改。因此，下述具体内容不应视为具限制意义。应当理解，本文描述的各种实施例的特征还可彼此组合，除非另作特别指明。

参照附图描述多个方面和实施方式，其中相似的附图标记一般指代相似的元素。在下述内容中，出于说明目的阐述许多具体细节，从而提供对本发明一个或多个方面的全面理解。但对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以采用更少程度的具体细节来实施一个或多个方面或实施方式。在其他情况下，以示意图形式表示公知的结构和元素，以简化描述一个或多个方面或实施方式。应当理解，在不脱离本发明构思的情况下，可以利用其他实施方式，并可以进行结构或逻辑上的更改。

此外，尽管可能已就多种实施方式中的一种实施方式披露一种实施方式的特定特征或方面，但针对给定或特定的应用，这种特征或这种方面可以与其他实施方式的一个或多个其他特征或方面组合。此外，就下述具体内容或权利要求中使用的术语“包含”、“具有”、“带有”或它们的其他变型的范围而言，这些术语旨在以类似于术语“包括”的方式包括在内。术语“耦合”和“连接”可以与其派生词配合使用。应当理解，这类术语用于指示两个元素相互协作或相互作用，而不考虑它们是直接物理接触还是电性接触。此外，术语“示例性”仅应理解为实例，而非指示最佳或最优。因此，下述内容不应视为具限制意义。

下面描述网络接入实体、移动无线通信设备以及这类网络接入实体和移动无线通信设备的功能。网络接入实体确保移动无线网络中的接入与移动性管理。通过网络接入实体，移动无线通信设备可以利用其移动无线订户标识符(例如，UE ID或IMSI)在移动无线网络中进行注册，并接收建立通信连接的许可。例如，5G网络中的网络接入实体可以是AMF(Access and Mobility Management Function，接入与移动性管理功能)，以提供接入与移动性管理功能。AMF管理接入与移动性控制，还能包括网络切片选择功能。在4G网络中，网络接入实体也可以是MME(移动性管理实体)。这会提供用于建立呼叫的寻呼功能和常规的通信连接以及控制目的信令。网络接入实体将核心网络连接到接入网络，并管理所有移动无线通信设备在其接通的无线小区中的所在地。

网络接入实体还与移动无线通信设备建立安全关系，以便随后可以例如通过网络协议Diameter和超文本传输协议(http)在移动无线通信设备和网络接入功能的网络应用功能(NAF)中安装安全要素，例如密钥。

图1示出根据示例性实施方式的移动无线通信系统100的示意图，其中根据本公开用于数据限制通信的移动无线通信设备130具有集成订户身份模块150和计数器170。

移动无线通信设备130用于经由具有网络标识111的移动无线网络110进行数据限制通信。

移动无线通信设备130具有用于与移动无线网络110进行通信的移动无线通信接口140。该通信接口140具有集成订户身份模块(iSIM：Integrated Subscriber IdentityModule)150，该集成订户身份模块实施为嵌入式集成电路并永久性存储有移动无线订户标识符113、网络标识111和移动无线网络110的网络地址112。在此，移动无线订户标识符113在移动无线网络110中标识集成订户身份模块150。

移动无线通信设备130进一步包括数据存储器180和传感器160，该传感器配置成在预定时刻检测物理量161的值162并将其作为数据值114存储在数据存储器180中。

移动无线通信接口140配置成：从数据存储器180读出在预定时刻检测到的数据值114，从集成订户身份模块150读出第一移动无线订户标识符113、第一网络标识111和移动无线网络110的网络地址112，并将移动无线订户标识符113连同网络标识111、移动无线网络110的网络地址112和当前所读出的数据值114一起发送到移动无线网络110的网络地址112。

移动无线通信设备130包括计数器170，该计数器配置成：每当通过通信接口140发送数据值114时，便将计数器170的计数器读数从初始计数器读数开始递减一个计数。

移动无线通信设备130包括电压馈电器190，该电压馈电器配置成向集成订户身份模块150提供电压。

移动无线通信设备130包括控制器120，所述控制器配置成：当所述计数器读数达到计数器阈值时，将集成订户身份模块150与电压馈电器190永久性断开，以禁用集成订户身份模块150。

该移动无线通信设备130因在达到计数器阈值时禁用集成订户身份模块150而确保成本和资源透明的数据传输，这在人人、人机和/或机机通信中确保以高度成本和资源透明的方式进行通信。

当达到一定次数的数据传输时，通过控制器120将iSIM 150禁用，从而不会产生进一步的成本或工作量。这样就能实现向网络110及反向的预付费数据传输。如图3详述，该通信设备130特别适用于5G系统架构的网络切片。

移动无线网络110由其网络标识(ID1)111来标识并可经由其网络地址112来寻址。例如，移动无线网络110中存在网络接入实体，该网络接入实体对移动无线网络110的接入进行协调。然后可以经由该网络接入实体的网络地址来寻址或访问移动无线网络110。该网络接入实体识别出移动无线网络110的网络标识111并可管理对移动无线网络110的接入。

如下将参照图3详述，移动无线网络110的网络接入实体可以例如是RAN(RadioAccess Network，无线接入网络)实体，例如5G网络中的基站或者无线接入实体或AMF(Access and Mobility Management Function，接入与移动性管理功能)实体。

本图中仅示例性示出通信系统100。它也可以包括另外的移动无线网络，其可以采用类似于本图所示的网络110的构造。另外，作为移动无线网络110的补充或替代，还可以实施具有其他无线接入技术的网络，例如WLAN或WiFi网络。另外的移动无线通信设备130也可以位于通信系统100中并在其中进行通信。

除图1所示的集成订户身份模块150以外，移动无线通信设备130还可以包括另外这样的订户身份模块，例如，它们可以是用于例如基于其他网络接入技术接入其他移动无线网络的模块。

永久性存储表示：即使切断电源，移动无线订户标识符113连同网络标识111和移动无线网络110的网络地址112也一起存储在集成订户身份模块150中。

移动无线订户标识符113例如是移动无线网络110中的订户的标识符，例如IMSI(International Mobile Subscriber Identity，国际移动订户身份)，即用于唯一标识移动无线网络110中的网络订户的编号。移动无线订户标识符113可以包括用于在移动无线网络110中标识和认证订户的参数。

在此，数据114可以与订户身份模块150相关联。例如，数据114可以是这样的数据，即其可以不再存储在订户身份模块150中，因而被转移到数据存储器180中。这里例如可能涉及订户身份模块150所测量的测量值，例如记录的图像或语音数据，或者温度值、压力值、电平值、电流强度、电压值等。通过将数据114存储在数据存储器180中，在订户身份模块150发生故障的情况下，这些测量值不受影响。

移动无线通信设备130可以进一步包括第一执行器或第一执行器的接口，其配置成从数据存储器180中的数据114导出或读出用于驱控执行器的控制命令并将该控制命令转发到执行器或执行器的接口，以对应地驱控执行器。

执行器可以例如是可由数据114驱控的机器组件。执行器可以例如是自动化或只能住房或住宅中可经由数据114来驱控的家用电器。可选或替代地，执行器可以例如是可经由数据114来驱控并激活的移动无线通信设备130的扬声器或振动装置。

移动无线网络110可以例如是5G移动无线网络的子网或切片，如例如参照图3详述。

图2示出根据示例性实施方式的移动无线通信系统200的示意图，其中根据本公开用于数据限制通信的移动无线通信设备130具有集成订户身份模块150、计数器170和热熔断体192。通信设备130对应于如上参照图1所述的通信设备130，其中，iSIM 150的电压馈电接口191处额外实施有热熔断体192。

集成订户身份模块150具有电压馈电接口191，该电压馈电接口经由热熔断体192连接到电压馈电器190。控制器120配置成向热熔断体192馈送电流121，从而热熔断该热熔断体192，以永久性禁用集成订户身份模块150。热熔断体192可以例如实施为热熔断丝。

控制器120可以配置成响应于计数器读数达到计数器阈值而向热熔断体192馈送电流121，从而永久性禁用具有集成订户身份模块150的移动无线通信接口140。

当达到计数器阈值时，移动无线通信设备可以通过用电流121热熔断该热熔断体192而自动禁用。自这一时刻起，不再产生进一步的成本，从而用户可以始终获得完全成本透明化。如果用户仍希望继续使用通信设备130，则他可以再将计数器重置归其初始值，并更换热熔断体192，或者他可以更换整个通信设备。

计数器170的初始计数器读数可以例如永久性存储在计数器170中。

这样，初始计数器读数可为预定义的，并且例如与信用或指示可用通信设备130传输数据114的次数的数据量相关联。用户就能获知他在禁用iSIM 150之前可以用通信设备130传输数据114的次数。

移动无线通信接口140可以从存储器180中删除已发送的数据值114。

这样，通过每次传输后从存储器180中删除已发送的数据值，从而数据存储器180中不会存储任何已经传输的不必要的数据，因此可以延长传感器数据的记录时间。

控制器120可以配置成在两个相继的预定时刻之间控制移动无线通信接口140发送相应检测到的数据值114。移动无线通信接口140可以响应于控制器120的控制而发送相应检测到的数据值114。

这样，通信设备130在预定时刻记录数据，然后在未发生任何记录时(即在两个相继的预定时刻之间)将数据发送到网络110，即可特别高效地工作。

传感器160可以例如是温度传感器，并且物理量161可以是温度。

移动无线订户标识符113例如是IMSI，即用于唯一标识移动无线网络110中的网络订户的编号。移动无线订户标识符113可以包括用于在移动无线网络110中标识和认证订户的参数。

如下参照图3详述，移动无线网络110可以是5G移动无线网络的子网。移动无线通信设备130可以例如是IoT通信设备。可以通过使用公共加密密钥将移动无线订户标识符113以加密编码方式存储在集成订户身份模块150中。在此，公共加密密钥可以与移动无线网络110相关联。移动无线通信接口140可以配置成发送经加密编码的移动无线订户标识符113。

这样，如下参照图3所述，具有iSIM 150的移动无线通信设备130能够用于5G通信网络，尤其是网络切片，并且基于计数器170，始终确保成本或数据传输次数或剩余的数据传输次数的透明化。

这样就能利用如图3详述的5G系统架构的优势，即公共物理基础架构上的虚拟网络架构具体适应应用、服务、设备、客户或运营商的要求，支持逻辑网络功能，针对应用分派诸如速度、容量、连通性和网络覆盖范围等功能来满足每种应用情况的特殊要求，以及跨各种网络切片共享功能组件等。由于基于计数器来传输数据114，用户始终得以完全的成本和资源透明化。

图3示出根据本公开具有iSIM 150和计数器170的用于数据限制通信的移动无线通信设备130在符合3GPP TS 23.501标准的根据示例性实施方式的5G通信系统300中的示意图。图3示意性示出这种5G通信系统300(以下也称5G网络300，或者称为下一代网络)所包括的各区块。

移动无线通信设备130对应于用户设备(UE)或客户终端，其可以由订户操作来发起5G网络中的通信，即开始通信(移动始发，MO)或接受通信(移动终止，MT)。移动无线通信设备130也可以在无用户交互的情况下发起通信，例如，它可以是例如用于汽车、机器、机器人或其他设备的机器终端。

(R)AN((无线)接入网络)实体331代表移动无线通信设备130用来获得对5G通信网络的接入的(无线)接入网络。当接入网络331是无线网络时，移动无线通信设备130与(R)AN之间的接口可以是空中接口，或当接入网络331是有线网络时，该接口可以是有线接口。

AMF(Access and Mobility Management Function，接入与移动性管理功能)实体340代表接入与移动性管理功能，以管理接入与实现移动性控制。AMF 340也可以包括网络切片选择功能。无线接入时通常无需移动性管理。

SMF(Session Management Function，会话管理功能)实体341代表会话管理功能。SMF实体341根据网络策略或网络规划来建立会话并管理会话。

UPF(User Plane Function，用户平面功能)实体332代表用户平面功能。根据服务类型，可以在各种配置和位置中使用这种用户平面功能。

PCF(Policy Control Function，策略控制功能)实体342代表策略(或规划)控制功能。PCF实体342用于提供包含网络切片、漫游和移动性管理的策略框架。这对应于4G系统中PCRF的功能。

UDM(Unified Data Management，统一数据管理)实体352提供公共数据管理。借助这种数据管理，可以保存订户数据和配置文件。这对应于4G系统中HSS的功能，但可用于NGCore网络中的移动和有线接入。

通信接口140可以例如将数据114连同如上参照图1至图2所述的网络参数111、112、113一起传输到区块UDM 352。这样就能例如将移动无线通信设备130所记录的测量值或测量参数保存在网络300中。

DN(Data Network，数据网络)333提供数据网络，通过该数据网络例如从一个移动无线通信设备130向另一个移动无线通信设备130或UE传输数据。例如，如上参照图1至图2所述的两个机器终端130可以经由数据网络333而互相通信。

因此，可以经由DN 333将数据114从移动无线通信设备130传输到另一个移动无线通信设备或另一个UE。

AUSF(Authentication Server Function，认证服务器功能)实体351提供认证功能，订户或移动无线通信设备130可以使用该认证功能来登录网络。集成订户身份模块150可以例如经由5G网络300中的区块AUSF 351来进行认证。

AF(Application Function，应用功能)实体351提供应用功能，使用该应用功能可以执行特定服务，例如由集成订户身份模块150设立或使用的服务。

NSSF(Network Slice Selection Function，网络切片选择功能)实体350提供选择特定网络切片的功能。这样，例如集成订户身份模块150可以选择5G通信系统300中的第一切片或第二切片，并由此进行通信或在此传输其数据114。

图3所示的5G通信系统300对应于符合3GPP TS 23.501标准的5G系统架构，并表示由网络功能(NF)和连接NF的参考点组成的NG(Next Generation，下一代)网络的结构。但在3GPP TS 23.501标准中，一般仅由UE(User Equipment，用户设备)指定终端设备，而非图3所示的具有集成订户身份模块iSIM 150和计数器170的特定实施方式。移动无线通信设备130或UE连接到无线接入网络(Radio Access Network，RAN)331或接入网络(AccessNetwork，AN)331。移动无线通信设备130或UE还连接到接入与移动性功能(AMF)340。RAN331代表使用新的RAT(Radio Access Technology，无线接入技术)和先进LTE技术的基站，而AN 331代表具有非3GPP接入的通用基站，例如WiFi。下一代核心网络或图4所示的5G通信系统300由各种网络功能(NF)组成。图3中存在七个下一代核心NF，即(1)AMF 340，(2)会话管理功能(SMF)341，(3)策略控制功能(PCF)342，(4)应用功能(AF)343，(5)认证服务器功能(AUSF)351，(6)用户平面功能(UPF)332和(7)用户数据管理(UDM)352。集成订户身份模块150、160可以从中选择一个或多个网络功能来发起通信。

网络功能(NF)代表3GPP在下一代(NextGen或NG)中接管的处理功能。它既有功能性行为，又同时充当接口。NF既能在专用硬件上实施为网元，又能作为软件实例在专用硬件上运行，也能在适当平台(例如，云基础架构)上实施为虚拟化功能。

AMF或AMF实体340提供基于UE的认证、授权、移动性管理等。例如，AMF 340与接入技术无关，因此移动无线通信设备130连接到单个AMF 340。换而言之，即使需要多种接入技术的移动无线通信设备130也仅连接到单个AMF 340。

该AMF 340例如形成如上参照图1至图2所述具有网络标识111和网络地址112的网络实体，并负责终止或应答来自移动无线通信接口140的集成订户身份模块150的消息或通信请求，以在移动无线网络110中发起集成订户身份模块150的通信。

AMF 340可以进一步处理来自移动无线通信接口140的集成订户身份模块150的消息或通信请求，并将它们转发到第二移动无线网络，例如通信系统300的第二网络切片，以例如在第二网络切片中发起集成订户身份模块150的通信。

SMF或SMF实体341负责会话管理，并向移动无线通信设备130分派一个或多个IP地址。SMF 341还选择UPF 332，并在数据传输方面(例如，关于传输数据114)控制UPF 332。当移动无线通信设备130具有多个会话时，各个SMF 341可以与每个会话相关联，以对其进行单独控制，并可能在每个会话中提供多个功能。

AF或AF实体343提供有关数据包流量的信息并将该信息提供给PCF 342，其负责策略控制，以保证服务质量(QoS)。基于该信息，PCF 342确定AMF 340和SMF 341正常工作的移动性和会话管理准则。

AUSF或AUSF实体351存储用于认证移动无线通信设备130的数据，而UDM 352存储移动无线通信设备130的订阅数据或订户数据。数据网络DN 333并非NG核心网络的一部分，它提供因特网接入和运营商服务。

该架构的各参考点的呈现可以用来表示下一代(NG)标准化中的细化消息流。参考点N1 301定义为移动无线通信设备130与AMF 340之间的传输信令。连接AN 331与AMF 340以及连接AN 331与UPF 332的参考点分别定义为N2302和N3 303。AN 331与SMF 341之间无参考点，但AMF 340与SMF 341之间有参考点N11 311。这就表示SMF 341受AMF 340控制。由SMF 341和UPF332使用N4 304，以便可以使用SMF 341所生成的控制信号来设置UPF 332，并且UPF 332可以将其状态报告给SMF 341。N9 309是连接不同UPF 332之间的参考点，相应的，N14 314是不同AMF 340之间的参考点。定义N15 315和N7 307，以便PCF 342可以将其准则应用于AMF 340或SMF 341。AMF 340需要N12 312对移动无线通信设备130执行认证。定义N8 308和N10 310的原因是AMF 340和SMF 341需要移动无线通信设备130的订阅数据。

下一代网络旨在实现用户平面和控制平面或控件平面的分离。用户平面传输用户数据业务，而控制平面传输网络中的信令。在图3中，UPF 332位于用户平面，而所有其他网络功能(即AMF 340、SMF 341、PCF 342、AF 343、AUSF351和UDM 352)位于控制平面。用户平面与控制平面的分离保证每个网络平面上资源的独立扩展。这种分离还允许以与控制平面的功能分离的分布式方式来提供UPF 332。

NG架构由模块化功能组成。例如，AMF 340和SMF 341是控制平面中的独立功能。分离的AMF 340和SMF 341允许独立的开发和扩展。其他控制平面功能(诸如PCF 342和AUSF351)也能分离。图4所示的模块化功能设计还允许下一代网络灵活地支持各种服务。

每个网络功能均直接与另一个NF进行交互。在控制平面中，两个NF之间的一系列交互定义为一项服务，从而可能重复使用这项服务。该服务允许支持模块化。用户平面支持交互，例如在不同UPF 332之间转发操作。

下一代网络支持漫游，即移动无线网络订户能够在其本地网络以外的移动无线网络中自动接听或拨打电话、发送和接收数据或者访问其他移动无线网络服务。存在两种类型的应用场景，一种是本地路由(HR)，另一种是本地疏导(LBO，local breakout)。这样，通信设备130也可以经由访问的移动无线网络使用上述功能将其数据114发送到其家庭网络。

图4示出根据本公开借助集成订户身份模块150和计数器170进行数据限制的移动无线通信的方法400的示意图。

该方法400用于例如图1至图3所示的移动无线通信设备130经由移动无线网络110进行数据限制通信。移动无线网络110具有网络标识111。移动无线通信设备130包括用于与移动无线网络110进行通信的移动无线通信接口140，该移动无线通信接口具有集成订户身份模块iSIM(Integrated Subscriber Identity Module)150。如上参照图1至图3所述，集成订户身份模块150实施为嵌入式集成电路，并永久性存储移动无线订户标识符113以及移动无线网络110的网络标识111和网络地址112。

移动无线订户标识符113在移动无线网络110中标识集成订户身份模块150。如上参照图1至图3所述，移动无线通信设备130进一步包括数据存储器180、传感器160、计数器170和电压馈电器190，该电压馈电器配置成向集成订户身份模块150提供电压。

该方法400包括以下步骤：

如上参照图1至图3所述，通过传感器160在预定时刻检测401物理量的数据值并将其存储402在数据存储器180中。

如上参照图1至图3所述，从数据存储器180读出403在预定时刻检测到的数据值，并从集成订户身份模块150读出404第一移动无线订户标识符113、第一网络标识111和移动无线网络110的网络地址112；并且通过移动无线通信接口140将移动无线订户标识符113连同网络标识111、移动无线网络110的网络地址112和所读出的当前数据值一起发送405到移动无线网络110的网络地址112；

如上参照图1至图3所述，从初始计数器读数开始，每当通过通信接口140发送数据值时，便通过计数器将计数器的计数器读数递减一个计数；

如上参照图1至图3所述，当计数器读数达到计数器阈值时，永久性断开407集成订户身份模块150与电压馈电器190，以禁用集成订户身份模块。

这些步骤例如对应于上文参照图1至图3所述的功能。

本发明的一方面还包括一种计算机程序产品，该计算机程序产品可以直接加载到数字计算机的内置存储器中并包括软件代码部分，当在计算机上运行该计算机程序产品时，可以利用该软件代码部分执行参照图4所述的方法400或参照图1至图3所述的过程。该计算机程序产品可以存储在适合计算机的非暂时性媒介上并包括计算机可读程序介质，其促使计算机执行方法400或者实施或控制参照图1至图3所述的通信网络的网络组件。

该计算机可以是PC，例如计算机网络中的PC。该计算机可以实现为芯片、ASIC、微处理器或信号处理器并可以布置在计算机网络中，例如参照图1至图3所述的通信网络中。

不言而喻，本文描述的各种示例性实施方式的特征可以彼此组合，除非另作特别指明。如说明书和附图中，以相关方式呈现的各个元素无需彼此直接相关；相关的元素之间可设有中间元素。不言而喻，本发明的实施方式还可以在单独电路、部分集成电路或完全集成电路或者编程装置中实施。术语“示例性”仅作实例，而非最佳或最优。本文已经图示和描述了某些实施方式，但对于本领域技术人员而言显而易见的是，在不脱离本发明构思的情况下，可以实现多种替选和/或类似的实施方式来替代本文图示和描述的实施方式。

Claims (10)

1.一种用于经由移动无线网络(110)进行数据限制通信的移动无线通信设备(130)，其中，所述移动无线网络(110)具有网络标识(111)，其特征在于，所述移动无线通信设备(130)包括：

用于与所述移动无线网络(110)进行通信的移动无线通信接口(140)，其中，所述移动无线通信接口(140)具有集成订户身份模块(150)；所述集成订户身份模块(150)实施为嵌入式集成电路并永久性存储有移动无线订户标识符(113)、所述网络标识(111)和所述移动无线网络(110)的网络地址(112)；所述移动无线订户标识符(113)在所述移动无线网络(110)中标识所述集成订户身份模块(150)；

数据存储器(180)；

传感器(160)，所述传感器配置成在预定时刻检测物理量(161)的值(162)并将其作为数据值(114)存储在所述数据存储器(180)中；

其中，所述移动无线通信接口(140)配置成：从所述数据存储器(180)读出在预定时刻检测到的数据值(114)，从所述集成订户身份模块(150)读出所述移动无线订户标识符(113)、所述第一网络标识(111)和所述移动无线网络(110)的网络地址(112)，并将所述移动无线订户标识符(113)连同所述网络标识(111)、所述移动无线网络(110)的网络地址(112)和当前所读出的数据值(114)一起发送到所述移动无线网络(110)的网络地址(112)；

计数器(170)，所述计数器配置成：从初始计数器读数开始，每当通过所述移动无线通信接口(140)发送所述数据值(114)时，便将所述计数器(170)的计数器读数递减一个计数；

电压馈电器(190)，所述电压馈电器配置成向所述集成订户身份模块(150)提供电压；以及

控制器(120)，所述控制器配置成：当所述计数器读数达到计数器阈值时，将所述集成订户身份模块(150)与所述电压馈电器(190)永久性断开，以禁用所述集成订户身份模块(150)。

2.根据权利要求1所述的移动无线通信设备(130)，其特征在于，所述集成订户身份模块(150)具有电压馈电接口(191)，所述电压馈电接口经由热熔断体(192)连接到所述电压馈电器(190)，其中，所述控制器(120)配置成向所述热熔断体(192)馈送电流(121)，从而热熔断所述热熔断体(192)，以永久性禁用所述集成订户身份模块(150)。

3.根据权利要求2所述的移动无线通信设备(130)，其特征在于，所述控制器(120)配置成响应于所述计数器读数达到所述计数器阈值而向所述热熔断体(192)馈送电流(121)，从而永久性禁用具有所述集成订户身份模块(150)的移动无线通信接口(140)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的移动无线通信设备(130)，其特征在于，所述计数器(170)的所述初始计数器读数永久性存储在所述计数器(170)中。

5.根据前述权利要求中任一项所述的移动无线通信设备(130)，其特征在于，所述移动无线通信接口(140)配置成从所述存储器(180)中删除已发送的数据值(114)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的移动无线通信设备(130)，其特征在于，所述控制器(120)配置成控制所述移动无线通信接口(140)在两个相继的预定时刻之间发送检测到的数据值(114)；所述移动无线通信接口(140)配置成响应于所述控制器(120)的控制而发送检测到的数据值(114)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的移动无线通信设备(130)，其特征在于，所述传感器(160)是温度传感器，所述物理量(161)是温度。

8.根据前述权利要求中任一项所述的移动无线通信设备(130)，其特征在于，所述移动无线订户标识符(113)是国际移动订户身份。

9.根据前述权利要求中任一项所述的移动无线通信设备(130)，其特征在于，所述移动无线网络(110)是5G移动无线网络的子网，所述移动无线通信设备(130)是IoT通信设备，其中，通过使用公共加密密钥将所述移动无线订户标识符(113)以加密编码方式存储在所述集成订户身份模块(150)中，所述公共加密密钥与所述移动无线网络(110)相关联，所述移动无线通信接口(140)配置成发送经加密编码的移动无线订户标识符(113)。

10.一种通过移动无线通信设备(130)经由移动无线网络(110)进行数据限制通信的方法(400)，其中，所述移动无线网络(110)具有网络标识(111)，所述移动无线通信设备(130)包括用于与所述移动无线网络(110)进行通信的移动无线通信接口(140)，其中，所述移动无线通信接口(140)具有集成订户身份模块(150)，所述集成订户身份模块(150)实施为嵌入式集成电路并永久性存储有移动无线订户标识符(113)、所述网络标识(111)和所述移动无线网络(110)的网络地址(112)，所述移动无线订户标识符(113)在所述移动无线网络(110)中标识所述集成订户身份模块(150)；其中，所述移动无线通信设备(130)进一步包括数据存储器(180)、传感器、计数器和电压馈电器，所述电压馈电器配置成向所述集成订户身份模块提供电压；其特征在于，所述方法(400)包括以下步骤：

通过所述传感器在预定时刻检测(401)物理量的值并将其作为数据值存储(402)在所述数据存储器(180)中；

从所述数据存储器(180)读出(403)在预定时刻检测到的数据值并从所述集成订户身份模块(150)读出(404)所述移动无线订户标识符(113)、所述第一网络标识(111)和所述移动无线网络(110)的网络地址(112)，并且通过所述移动无线通信接口(140)将所述移动无线订户标识符(113)连同所述网络标识(111)、所述移动无线网络(110)的网络地址(112)和当前所读出的数据值一起发送(405)到所述移动无线网络(110)的网络地址(112)；

从初始计数器读数开始，每当通过所述移动无线通信接口(140)发送数据值，便通过所述计数器将所述计数器的计数器读数递减(406)一个计数；

当所述计数器读数达到计数器阈值时，永久性断开(407)所述集成订户身份模块与所述电压馈电器，以禁用所述集成订户身份模块。

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