技术摘要：
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  全部
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3GPP  TS  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。
技术实现要素：
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 4 CN 111556485 A 说　明　书 2/11 页 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 5 CN 111556485 A 说　明　书 3/11 页 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  Mobile  Subscriber  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 6 CN 111556485 A 说　明　书 4/11 页 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。