WO2000059243A1 - Chipkarte mit integriertem zeitbestimmungssystem - Google Patents

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WO2000059243A1
WO2000059243A1 PCT/CH1999/000129 CH9900129W WO0059243A1 WO 2000059243 A1 WO2000059243 A1 WO 2000059243A1 CH 9900129 W CH9900129 W CH 9900129W WO 0059243 A1 WO0059243 A1 WO 0059243A1
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WO
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chip card
card
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integrated
determined
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PCT/CH1999/000129
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English (en)
French (fr)
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Rudolf Ritter
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Swisscom Mobile Ag
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Priority to DE59906044T priority patent/DE59906044D1/de
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Priority to AU28242/99A priority patent/AU2824299A/en
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Definitions

  • Chip card with integrated timing system
  • the present invention relates to a chip card with an integrated time determination system.
  • the present invention also relates to a chip card, for example a SIM card, with an integrated time determination system.
  • the invention also relates to a clearing method that can be carried out with a corresponding chip card.
  • connection fee to be charged depends on various parameters, including the duration of the connection, the time of day and the geographical location of the calling and the called user. These parameters are mostly determined in the network infrastructure, for example in a billing center. The connection fee is then determined from these parameters and charged to the user's account with the network operator or with a financial institution. This billing process is extremely complex and expensive for the network operator and requires a complex billing system and many manual or semi-automatic operations.
  • Patent document EP656733 describes a
  • Billing system for mobile devices in which all connection parameters that are necessary to determine the charged fee are stored in the memory of the mobile device. This amount can then be displayed on the display of the mobile device for information. However, this document does not describe how the determined fee can be charged automatically.
  • the connection duration and the connection time are determined using the internal clock of the mobile device. The network operator has no influence on the accuracy of the watch in mobile devices offered by other manufacturers. This watch can be used in most mobile devices
  • Patent document FR2680261 describes a telephone chip card which contains a prepaid account and tariff tables.
  • the billed charges for the connections are determined from the prepaid account depending on the connection duration and the saved tariffs.
  • the time and duration of the connections are also determined in an external device.
  • the patent application PCT / CH97 / 00472 describes a billing method for billing a call to a subscriber identified with an identification card in a telecommunications network.
  • the duration of the call is measured by a crystal oscillator integrated in the identification card.
  • the amount billed is then evaluated as a function of the determined call duration and at least one tariff table stored in the identification card.
  • the most important parameters required for evaluating the amount billed can be determined directly on the card, so that billing can take place directly at the source at the subscriber.
  • the amount determined can then either be debited directly to a prepaid account on the identification card and / or packed in a billing document and transmitted to a debit server in the telecommunications network.
  • Patent application CH98 / 00367 describes an identification card for users of a mobile radio telephone, in which all components of a time measuring device, except the quartz, are contained.
  • the integrated timing device is connected to an external one
  • Clock signal for example from a crystal in the mobile device, synchronized.
  • the set time can be checked at any time by a time server in the network and corrected if necessary.
  • Various mechanisms make it possible to check the accuracy and the speed of the timing device from the time server in the network.
  • the chip card described in this application also only allows the call time and duration, but not the location of the participants to be determined.
  • Another goal is to propose a new chip card with an integrated time measurement device that can be used for secure applications in which an unalterable time determination is required.
  • the GPS receiver consists, for example, of an antenna, a high-frequency circuit and a digital processing circuit, all or only some of these components being integrated in the chip card.
  • Figure 1 shows a block diagram with an identification card in a first embodiment of the invention and a conventional terminal.
  • FIG. 2 shows a block diagram with an identification card in a second embodiment of the invention and a conventional terminal.
  • FIG. 3 shows a block diagram with an identification card in a third embodiment of the invention and a terminal.
  • FIG. 4 shows a block diagram with an identification card in a fourth embodiment of the invention and a terminal.
  • FIG. 5 shows a block diagram with an identification card in a fifth embodiment of the invention and a terminal.
  • FIG. 6 shows a block diagram with an identification card in a sixth embodiment of the invention and a conventional terminal.
  • FIG. 7 shows a block diagram with an identification card in a seventh embodiment of the invention, a conventional terminal and an additional device.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a system with a
  • the terminal 1 can be, for example, a digital mobile radio telephone, for example a GSM or a UMTS mobile radio telephone, or a palmtop or laptop with a communication interface and a chip card reader.
  • the terminal 1 could also be a telecommunications terminal, for example a telephone or a computer, which is connected to a fixed network, for example a public telephone network or a PLC network (Power Line Communication), in which the subscribers are identified with a personal chip card.
  • a digital mobile radio telephone for example a GSM or a UMTS mobile radio telephone
  • a palmtop or laptop with a communication interface and a chip card reader.
  • the terminal 1 could also be a telecommunications terminal, for example a telephone or a computer, which is connected to a fixed network, for example a public telephone network or a PLC network (Power Line Communication), in which the subscribers are identified with a personal chip card.
  • PLC network Power Line Communication
  • the identification card 2 for example a SIM card 2 (Subscriber Identity Module), can be connected to the terminal in order to identify the subscriber in a telecommunications network.
  • SIM card 2 Subscriber Identity Module
  • the SIM card is preferably a full-size card (ISO); it is connected to the terminal 1 by a contact area 27 on the surface of the card.
  • ISO full-size card
  • Other card formats and contactless cards can also be used in the context of this invention.
  • the SIM card 2 contains data processing means 21, for example a known GSM SIM microcontroller. SIM cards are described, for example, in the technical specifications GSM 11.11 and GSM 11.14, which have been available from 1995 and 1996 at the secretariat of the European Telecommunications Standards Institute, F-06921 Hospital Antipolis.
  • Other identification cards for example multi-purpose cards known under the term open card, or Java cards can also be used in this invention.
  • SIM card 2 additionally contains one
  • Receivers for signals which are emitted by a constellation of satellites in a location determination system for example a GPS system.
  • the receiver includes a radio frequency front end circuit 24, an integrated digital processor 23 and an integrated GPS antenna. Both the digital processor 23 and the front-end circuit 24 are each integrated in a chip.
  • the circuits 23 and 24 are both preferably made by an energy storage 20 (accumulator or capacitor) contained in the card 2 for example) fed, at least when the terminal 1 is switched off.
  • the supply voltage is preferably 3.3 volts or less so that the power consumption remains limited.
  • the front end circuit 24 preferably consists of an ASIC that converts the GPS signal with a frequency of approximately 1.575 GHz into a signal with a lower frequency that can be processed by the digital processor 23. Circuit 24 is preferably implemented using bipolar transistors or other fast technology. The front-end circuit may also include an amplifier for the signal from the antenna 25.
  • the digital circuit 23 comprises, for example, a universal processor, or preferably a signal processor (DSP), which can be implemented, for example, with CMOS or with another energy-saving technology, as well as a ROM, a RAM and possibly some correlators. With a program in ROM known per se, the processor in circuit 23 can process the signals from circuit 24 and determine time information and possibly location information from these signals.
  • DSP signal processor
  • An oscillator 22 for example a quartz oscillator, an LC oscillator or an oscillator, which can generate an electrical frequency from an interference between two optical frequencies of a laser, is also integrated in the card 2 in this variant.
  • the frequency generated by the oscillator 22 is used, among other things, to scan the GPS frequencies.
  • the antenna 25 is also in this embodiment in FIG.
  • the map contains all the components of a GPS receiver and can also determine the time and location when it is not connected to the mobile device. Since all components of the GPS receiver are integrated in map 2, it is also very difficult to forge the set time or location for a counterfeiter.
  • the digital circuit 23 is connected to a conventional GSM processor 21.
  • the time and location information determined by the GPS receiver is delivered to the GSM processor 21. With this time information, the processor 21 can determine the absolute time and the duration of certain processes in the card 2, for example the duration of a telephone connection.
  • the GSM processor 21 also preferably includes tariff tables with which it can determine the telecommunication charges depending on the time, the duration of the connection and / or the location of the subscriber.
  • tariff tables are preferably downloaded from a tariff server in the network managed by the network operator by means of cryptographically signed and encrypted SMS or USSD messages, and are stored in a secure area 210 of the processor 21, so that they cannot be changed by the user.
  • the processor checks whether the tariff tables received are actually from an authorized one
  • the determined amount can be displayed immediately on the display of the mobile device 21 and can be debited from a prepaid account of a prepaid SIM card, or can be packed in a signed receipt and sent to one
  • the card according to the invention can also be used to measure the duration of other processes in the card 2, for example the duration of use of certain services or applications or the use of resources that are not responsible for traffic management.
  • chip card for applications other than mobile radio telephony.
  • chip cards can also be used, for example, in pay-TV systems or in networked computers, for example for a usage-time-dependent calculation that depends on the usage time Duration of use and / or depending on the location of the user.
  • the chip card 2 can also be used as an identification card in a fixed network or in a PLC (Power Line Communication) network in which the subscribers are identified with personal chip cards.
  • PLC Power Line Communication
  • the processor 21 can also be a Java processor known per se, which for example can also contain WAP modules (Wireless Application Protocol) in order to connect the card 2 to the Internet. It is also possible within the scope of this invention, for example, to integrate the GSM processor 21 and the digital circuit 23 in a single chip.
  • WAP modules Wireless Application Protocol
  • the GPS circuit preferably uses the time and location information obtained from the mobile device and from the mobile radio network in order to synchronize itself more quickly and even in difficult reception conditions with the received GPS signal.
  • the SIM card 2 uses the time and location information from the mobile device and / or from the mobile radio network, for example from the base station, if it cannot receive a GPS signal, for example inside buildings.
  • the time is only set automatically when the card has a new one
  • FIG. 2 shows a block diagram of an identification card 2 in a second embodiment of the invention.
  • the card 2 does not contain its own oscillator for scanning the GPS frequencies, but instead uses the quartz oscillator 12, which is contained in most mobile devices 1 anyway.
  • the card cannot work if it is not connected to a mobile device.
  • the determined time cannot be easily manipulated Mobile device or a replacement of the quartz 12 can be adulterated, so that this embodiment ensures the same security as the first embodiment listed.
  • FIG. 3 shows a block diagram of an identification card 2 in a third embodiment of the invention.
  • the card also uses the crystal oscillator 12 of the mobile device.
  • it does not contain a GPS antenna, but uses an antenna integrated in the mobile device 1, the received signal being transmitted to the RF circuit 24 via the contact area 27.
  • This variant makes it possible to use a better, larger antenna and also to mount the antenna outside the housing of the mobile device or in the housing of the plug-in battery, so that the problem of attenuation of the GPS signal inside the housing is solved.
  • this variant can only work with mobile devices that have a GPS antenna.
  • FIG. 4 shows a block diagram of an identification card 2 in a fourth embodiment of the invention.
  • the card also uses the crystal oscillator 12 and the GPS antenna 15 of the mobile device 1.
  • it uses a radio frequency circuit 14, which is also present in the mobile device 1.
  • the signals between the circuit 14 and the digital circuit 23 are also transmitted via the contact area 27. Since the GPS signals are encoded, it is very difficult to generate false signals, so this variant also offers a high level of security.
  • the card now only includes the energy-saving components 21 and 22, it is also possible to dispense with the battery 20 and to use only the battery from the mobile device.
  • FIG. 5 shows a block diagram of an identification card 2 in a fifth embodiment of the invention.
  • the card also uses the quartz oscillator 12, the GPS antenna 15 and the radio frequency circuit 14 of the mobile device 1.
  • it uses at least certain functions of a GPS integrated in the mobile device 1. digital circuit so that the card only performs some safety-critical GPS operations. These operations can also be carried out, for example, by the GSM processor 21.
  • the card 2 receives digital and preferably electronically signed and encrypted signals from the circuit 13, which are in a form that is difficult to generate, and determines the time and / or location information from these signals.
  • This variant has the advantage that it does not require any hardware adjustments. It can be used, for example, with a conventional SIM card, for example with a JA VA card or with an OpenCard card, which has been programmed with a new application with which the card can access certain signals of the circuit 14.
  • FIG. 6 shows a block diagram of an identification card 2 in a sixth embodiment of the invention.
  • This variant corresponds to the embodiment in FIG. 1, except that the card is provided with an additional contactless interface 26, for example an electromagnetic interface, as described for example in the application PCT / CH97 / 00237, or a high-frequency interface, for example a so-called " Bluetooth interface ".
  • the SIM card can communicate contactlessly with external devices, for example to bill processes from external devices.
  • a contactless interface 26 can also be provided in chip cards according to one of the other embodiments of FIGS. 2 to 5.
  • FIG. 7 shows a block diagram of a system with an identification card 2 in a seventh embodiment of the invention.
  • the card comprises a conventional processor 21, for example a GSM processor or a multi-purpose JA VA processor, and a contactless interface 26, preferably one electromagnetic interface, for example a Bluetooth interface.
  • the SIM card can connect via this contactless interface to an external device 3, which has a GPS receiver.
  • the external device 3 comprises a contactless interface 36, for example an RFID interface, which operates at a frequency of 135 kHz, 13.65 MHz, 2.45 GHz or 5.8 GHz, or a Bluetooth interface, a GPS antenna 35, a radio frequency front-end circuit 34, a digital GPS circuit 33 and an oscillator 32.
  • the external device 3 preferably has signing means (not shown) for signing the time and location information received with the GPS receiver to pack and to forward these documents to the chip card 2 via the interface 36-26.
  • the chip card 2 can then receive these documents and check whether they have been signed by a device 3 approved by the network operator.
  • the chip card can use tariff tables in the secure memory area 210 to calculate processes based on the time and / or location information received.
  • the external device can preferably have communication means, not shown, with which it can receive digital data via a network, not shown.
  • the device 3 can have a modem or a router with which it can communicate on the Internet.
  • the device 3 preferably comprises a DAB receiver (Digital Audio Broadcasting) with which it can receive digital data in broadcast mode. This data can then also be transmitted via the interface 26-36. In this way, for example, updated tariff tables can be transferred into the SIM card 2 in this way.
  • DAB receiver Digital Audio Broadcasting

Abstract

Verrechnungsverfahren, um einem mit einer Identifizierungskarte (2) identifizierten Teilnehmer in einem Telekommunikationsnetz einen Anruf zu verrechnen. Die Dauer der Anrufe wird durch einen GPS-Empfänger ermittelt. Die Identifizierungskarte umfasst ausserdem vorzugsweise ferngeladene Tariftabellen, wobei der verrechnete Betrag von der ermittelten Anrufdauer und von den gespeicherten Tariftabellen abhängig ist. Vorteil: die ermittelte Zeit kann nicht vom Benutzer verfälscht werden.

Description

Chipkarte mit integriertem Zeitbestimmungssystem
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Chipkarte mit einem integrierten Zeitbestimmungssystem. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Chipkarte, zum Beispiel eine SIM-Karte, mit einem integrierten Zeitbestimmungssystem. Die Erfindung betrifft ausserdem ein Verrechnungsverfahren, das mit einer entsprechenden Chipkarte ausgeführt werden kann.
In Telekommunikationsnetzwerken, zum Beispiel in Telekommunikationsnetzwerken nach dem GSM-Standard, hängt die zu verrechnende Verbindungsgebühr von verschiedenen Parametern ab, unter anderem von der Dauer der Verbindung, von der Tageszeit und vom geographischen Standort des anrufenden und des angerufenen Benutzers. Diese Parameter werden meistens in der Infrastruktur des Netzes, zum Beispiel in einer Billingszentrale, ermittelt. Aus diesen Parametern wird dann die Verbindungsgebühr ermittelt und dem Konto des Benutzers beim Netzbetreiber oder bei einem Finanzinstitut belastet. Dieses Verrechnungsverfahren ist extrem aufwendig und teuer für den Netzbetreiber und verlangt ein komplexes Verrechnungssystem und viele manuelle oder halbautomatische Operationen.
Das Patentdokument EP656733 beschreibt ein
Verrechnungssystem für Mobilgeräte, in welchem alle Verbindungsparameter, die zur Ermittlung der verrechneten Gebühr nötig sind, im Speicher des Mobilgeräts gespeichert sind. Dieser Betrag kann dann auf der Anzeige des Mobilgeräts zur Information angezeigt werden. Es ist jedoch in diesem Dokument nicht beschrieben, wie die ermittelte Gebühr automatisch verrechnet werden kann. Ausserdem werden die Verbindungsdauer und die Verbindungszeit mit Hilfe der internen Uhr des Mobilgeräts ermittelt. Der Netzbetreiber hat keinen Einfluss auf die Genauigkeit der Uhr in von anderen Herstellern angebotenen Mobilgeräten. Diese Uhr kann in den meisten Mobilgeräten von den
Benutzern eingestellt werden, so dass ein Missbrauch durch Einstellung der Uhr auf eine günstigere Tarifperiode leicht möglich ist. Das Patentdokument FR2680261 beschreibt eine Telefon- Chipkarte, die ein Prepaid-Konto sowie Tariftabellen enthält. Die verrechneten Gebühren für die Verbindungen werden aus dem Prepaid- Konto in Abhängigkeit von der Verbindungsdauer und der gespeicherten Tarife ermittelt. Die Zeit und die Dauer der Verbindungen werden ebenfalls in einer externen Vorrichtung ermittelt.
Die Patentanmeldung PCT/CH97/00472 beschreibt ein Verrechnungsverfahren, um einem mit einer Identifizierungskarte identifizierten Teilnehmer in einem Telekommunikationsnetz einen Anruf zu verrechnen. In diesem Verrechnungsverfahren wird die Dauer des Anrufs durch einen in der Identifizierungskarte integrierten Quarzoszillator gemessen. Der verrechnete Betrag wird dann in Abhängigkeit von der ermittelten Anrufdauer und von mindestens einer in der Identifizierungskarte gespeicherten Tariftabelle ausgewertet.
Dadurch können die wichtigsten für die Auswertung des verrechneten Betrags benötigten Parameter direkt auf der Karte ermittelt werden, so dass die Verrechnung direkt an der Quelle beim Teilnehmer erfolgen kann. Der ermittelte Betrag kann dann entweder direkt auf einem Prepaid-Konto auf der Identifizierungskarte abgebucht werden und/oder in einem Billingbeleg verpackt und an einen Belastungsserver im Telekommunikationsnetz übermittelt werden.
Chipkarten mit einem integrierten Quarzoszillator sind jedoch schwierig herzustellen und haben eine kurze Lebensdauer, so dass sie auch teuer sind. Ausserdem erlauben die in dieser Anmeldung beschriebenen Chipkarten nur die Ermittlung der Gesprächszeit und -dauer, jedoch nicht des Standorts der anrufenden Teilnehmer.
Die Patentanmeldung CH98/00367 beschreibt eine Identifizierungskarte für Benutzer eines Mobilfunktelefons, in welcher alle Komponenten einer Zeitmessvorrichtung, ausser dem Quarz, enthalten sind. Die integrierte Zeitmessvorrichtung wird mit einem externen
Taktsignal, zum Beispiel aus einem Quarz im Mobilgerät, synchronisiert. Ausserdem kann die eingestellte Zeit zu jeder Zeit von einem Zeitserver im Netz geprüft, und falls notwendig, korrigiert werden. Verschiedene Mechanismen erlauben es auf diese Weise, die Genauigkeit und den Gang der Zeitmessvorrichtung aus dem Zeitserver im Netz zu überprüfen.
Mit diesem Verfahren kann nicht verhindert werden, dass die Zeit zwischen zwei Korrekturen vom Benutzer verfälscht wird. Die in dieser Anmeldung beschriebene Chipkarte erlaubt es ausserdem auch nur, die Gesprächszeit und -dauer, jedoch nicht den Standort der Teilnehmer zu ermitteln.
Es ist folglich ein Ziel der Erfindung, eine Chipkarte mit einer verbesserten integrierten Zeitmessvorrichtung vorzuschlagen.
Ein anderes Ziel ist es, eine neue Chipkarte mit einer integrierten Zeitmessvorrichtung vorzuschlagen, die für gesicherte Anwendungen, in welchen eine unverfälschbare Zeitermittlung benötigt wird, eingesetzt werden kann.
Erfindungsgemäss werden diese Ziele mit Hilfe einer im unabhängigem Vorrichtungsanspruch beschriebenen Vorrichtung und mit einem in den unabhängigen Verfahrensansprüchen beschriebenen Verfahren erreicht, wobei verschiedene Varianten in den abhängigen Ansprüchen beschrieben werden.
Insbesondere werden diese Ziele mit Hilfe eines Verfahrens erreicht, in welchem die Dauer der Verbindungen, oder die Dauer von anderen verrechneten Prozesse, mit einer Zeitangabe ermittelt wird, die mit einem GPS-Empfänger ermittelt wird. Der GPS-Empfänger besteht beispielsweise aus einer Antenne, einer Hochfrequenzschaltung und einer digitalen Bearbeitungsschaltung, wobei alle oder nur gewisse von diesen Komponenten in der Chipkarte integriert werden.
Dadurch können alle für die Auswertung des verrechneten Betrags benötigten Parameter direkt in der Chipkarte ermittelt werden, so dass die Verrechnung direkt an der Quelle beim Teilnehmer erfolgen kann. GPS-Signale sind sehr schwer zu fälschen, so dass das System eine hohe Sicherheit gewährleisten kann.
Die vorliegende Erfindung wird mit Hilfe der Beschreibung besser verständlich, welche als Beispiel angeführt ist und durch die Figuren dargestellt wird, wobei:
Die Figur 1 ein Blockschema mit einer Identifizierungskarte in einer ersten Ausführungsform der Erfindung und einem konventionellen Endgerät zeigt.
Die Figur 2 ein Blockschema mit einer Identifizierungskarte in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und einem konventionellen Endgerät zeigt.
Die Figur 3 ein Blockschema mit einer Identifizierungskarte in einer dritten Ausführungsform der Erfindung und einem Endgerät zeigt.
Die Figur 4 ein Blockschema mit einer Identifizierungskarte in einer vierten Ausführungsform der Erfindung und einem Endgerät zeigt.
Die Figur 5 ein Blockschema mit einer Identifizierungskarte in einer fünften Ausführungsform der Erfindung und einem Endgerät zeigt.
Die Figur 6 ein Blockschema mit einer Identifizierungskarte in einer sechsten Ausführungsform der Erfindung und einem konventionellen Endgerät zeigt.
Die Figur 7 ein Blockschema mit einer Identifizierungskarte in einer siebten Ausführungsform der Erfindung, einem konventionellen Endgerät und einer zusätzlichen Vorrichtung zeigt.
Die Figur 1 zeigt ein Blockschema eines Systems mit einem
Endgerät 1 und einer Identifizierungskarte 2. Das Endgerät 1 kann beispielsweise ein digitales Mobilfunktelefon sein, zum Beispiel ein GSM oder ein UMTS-Mobilfunktelefon, oder ein Palmtop oder Laptop mit einer Kommunikationschnittstelle und einem Chipkartenleser. Das Endgerät 1 könnte aber auch ein Telekommunikationsendgerät sein, beispielsweise ein Telefon oder ein Computer, das mit einem Festnetz, beispielsweise einem öffentlichen Telefonnetz oder einem PLC-Netz (Power Line Communication) verbunden ist, in welchem die Teilnehmer mit einer persönlichen Chipkarte identifiziert werden.
Die Identifizierungskarte 2, zum Beispiel eine SIM-Karte 2 (Subscriber Identity Module), kann mit dem Endgerät verbunden sein, um den Teilnehmer in einem Telekommunikationsnetz zu identifizieren. Konventionelle SIM-Karten werden jetzt schon unter anderem in GSM-, und UMTS-Mobilgeräten eingesetzt. Die SIM-Karte ist vorzugsweise eine Full- Size-Karte (ISO); sie wird durch ein Kontaktgebiet 27 auf der Oberfläche der Karte mit dem Endgerät 1 verbunden. Andere Kartenformate und kontaktlose Karten können aber auch im Rahmen dieser Erfindung angewendet werden. Die SIM-Karte 2 enthält Datenverarbeitungsmittel 21, zum Beispiel einen bekannten GSM-SIM-Mikrokontroller. SIM-Karten sind zum Beispiel in der technischen Spezifikation GSM 11.11 und GSM 11.14 beschrieben, die seit 1995 bzw. 1996 beim Sekretariat des European Telecommunications Standards Institute, F-06921 Sophia Antipolis, erhältlich ist. Andere Identifizierungskarten, zum Beispiel Mehrzweckkarten, die unter dem Begriff Opencard bekannt sind, oder Java-Karten, können auch in dieser Erfindung eingesetzt werden.
Erfindungsgemäss enthält die SIM-Karte 2 zusätzlich einen
Empfänger für Signale, die von einer Konstellation von Satelliten in einem Standort-Bestimmungssystem, beispielsweise einem GPS-System, ausgesendet werden. Der Empfänger umfasst eine Radiofrequenz-Front End Schaltung 24, einen integrierten digitalen Prozessor 23 und eine integrierte GPS-Antenne. Sowohl der digitale Prozessor 23 als auch die Front-End Schaltung 24 sind jeweils in einem Chip integriert. Die Schaltungen 23 und 24 werden beide vorzugsweise durch einen in der Karte 2 enthaltenen Energiespeicher 20 (Akkumulator oder Kondensator zum Beispiel) gespiesen, zumindest wenn das Endgerät 1 ausgeschaltet ist. Die Speisespannung beträgt vorzugsweise 3,3 Volts oder weniger, damit der Stromverbrauch begrenzt bleibt.
Die Front End Schaltung 24 besteht vorzugsweise aus einem ASIC, das das GPS Signal mit einer Frequenz von ca. 1,575 GHz in ein Signal mit einer niedrigeren Frequenz umwandelt, das vom digitalen Prozessor 23 bearbeitet werden kann. Die Schaltung 24 wird vorzugsweise mit bipolaren Transistoren realisiert, oder mit einer anderen schnellen Technologie. Die Front-End Schaltung kann eventuell auch einen Verstärker für das Signal aus der Antenne 25 umfassen.
Die digitale Schaltung 23 umfasst beispielsweise einen universellen Prozessor, oder vorzugsweise einen Signalprozessor (DSP), der beispielsweise mit CMOS oder mit einer anderen stromsparenden Technologie realisiert werden kann, sowie ein ROM, ein RAM und eventuell einige Korrelatoren. Mit einem an sich bekannten Programm im ROM kann der Prozessor in der Schaltung 23 die Signale aus der Schaltung 24 bearbeiten und aus diesen Signalen eine Zeitinformation und eventuell eine Standortinformation ermitteln.
Ein Oszillator 22, beispielsweise ein Quarzoszillator, ein LC- Oszillator oder ein Oszillator, der eine elektrische Frequenz aus einer Interferenz zwischen zwei optischen Frequenzen eines Lasers erzeugen kann, ist in dieser Variante auch in der Karte 2 integriert. Die vom Oszillator 22 erzeugte Frequenz wird unter anderem verwendet, um die GPS-Frequenzen zu scannen.
Die Antenne 25 ist in dieser Ausführungsform ebenfalls in der
Chipkarte 2 integriert. In dieser Variante enthält die Karte sämtliche Komponenten eines GPS-Empfängers und kann die Zeit und den Standort auch ermitteln, wenn sie nicht mit dem Mobilgerät verbunden ist. Da alle Komponenten des GPS-Empfängers in der Karte 2 integriert sind, ist es ausserdem sehr schwer, für einen Fälscher die eingestellte Zeit oder den Standort zu fälschen. Die digitale Schaltung 23 ist mit einem konventionellen GSM- Prozessor 21 verbunden. Die vom GPS-Empfänger ermittelte Zeit- und Standortinformation wird dem GSM-Prozessor 21 abgegeben. Mit dieser Zeitinformation kann der Prozessor 21 die absolute Zeit und die Dauer bestimmter Prozesse in der Karte 2, beispielsweise die Dauer einer telefonischen Verbindung, ermitteln. Der GSM-Prozessor 21 umfasst ausserdem vorzugsweise Tariftabellen, mit welchen er die Telekommunikationsgebühren in Abhängigkeit der Zeit, der Dauer der Verbindung und/oder des Standorts des Teilnehmers ermitteln kann. Diese Tariftabellen werden vorzugsweise aus einem vom Netzbetreiber verwalteten Tarifserver im Netz mittels kryptographisch signierter und verschlüsselter SMS- oder USSD Meldungen ferngeladen, und werden in einem gesicherten Bereich 210 des Prozessors 21 gespeichert, so dass sie vom Benutzer nicht geändert werden können. Der Prozessor prüft, ob die empfangenen Tariftabellen tatsächlich vom einem autorisierten
Netzbetreiber signiert worden sind. Die Schweizer Patentanmeldung Nr. 367/98 beschreibt andere Prozesse, um die Zeit beim Einloggen der SIM- Karte im Kommunikationsnetz einzustellen.
Auf diese Weise kann der ermittelte Betrag sofort auf der Anzeige des Mobilgeräts 21 angezeigt werden und von einem Prepaid- Konto einer vorbezahlten SIM-Karte abgebucht werden, oder in einem signierten Beleg verpackt werden und an ein
Finanzdienstleistungsunternehmen (Bank oder Netzoperator) übermittelt werden. Die erfindungsgemässe Karte kann aber auch eingesetzt werden, um die Dauer von anderen Prozessen in der Karte 2 zu messen, beispielsweise die Benutzungsdauer von bestimmten Diensten oder Anwendungen oder die Benutzung von nicht für die Verkehrsabwicklung zuständigen Ressourcen.
Es ist ausserdem möglich, die erfindungsgemässe Chipkarte für andere Anwendungen als die Mobilfunktelefonie einzusetzen. Solche Chipkarten können beispielsweise auch in Pay-TV-Systemen oder in vernetzten Computern benutzt werden, beispielsweise um eine benutzungszeitabhängige Rechnung, die von der Benutzungszeit, von der Benutzungsdauer und/oder vom Standort des Benutzers abhängt, zu erstellen. Die Chipkarte 2 kann auch als Identifizierungskarte in einem Festnetz oder in einem PLC (Power Line Communication) Netz angewendet werden, in welchen die Teilnehmer mit persönlichen Chipkarten identifiziert werden.
Der Prozessor 21 kann im Rahmen dieser Erfindung auch ein an sich bekannter Java-Prozessor sein, der beispielsweise auch WAP-Modulen (Wireless Application Protocol) enthalten kann, um die Karte 2 mit dem Internet zu verbinden. Es ist auch im Rahmen dieser Erfindung möglich, zum Beispiel den GSM-Prozessor 21 und die digitale Schaltung 23 in einem einzigen Chip zu integrieren.
Vorzugsweise benutzt die GPS-Schaltung die vom Mobilgerät und vom Mobilfunknetz erhaltene Zeit- und Standortinformation, um sich schneller und auch in schwierigen Empfangsbedingungen mit dem empfangenen GPS-Signal zu synchronisieren.
In einer Variante benutzt die SIM-Karte 2 die Zeit- und Standortinformation vom Mobilgerät und/oder vom Mobilfunknetz, beispielsweise von der Basisstation, wenn sie kein GPS-Signal empfangen kann, zum Beispiel im Inneren von Gebäuden. In diesem Fall wird die Zeit erst dann automatisch eingestellt, wenn die Karte eine neue
Zeitinformation aus einem GPS-Satellit empfangen kann. Die Benutzung der Karte kann mit einer speziellen Anwendung automatisch gesperrt werden, wenn die Karte innerhalb einer bestimmten Zeit nicht eingestellt wurde.
Die Figur 2 zeigt ein Blockschema einer Identifizierungskarte 2 in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. In dieser Variante enthält die Karte 2 keinen eigenen Oszillator für das Scanning des GPS-Frequenzen, sondern benutzt zu diesem Zweck den Quarzoszillator 12, der sowieso in den meisten Mobilgeräten 1 enthalten ist. In dieser Variante kann die Karte nicht funktionieren, wenn sie nicht mit einem Mobilgerät verbunden ist. Die ermittelte Zeit kann jedoch nicht mit einer einfachen Manipulation des Mobilgeräts oder einem Ersatz des Quarzes 12 verfälscht werden, so dass diese Ausführungsform die gleiche Sicherheit wie die erste aufgeführte Ausführungsform gewährleistet.
Die Figur 3 zeigt ein Blockschema einer Identifizierungskarte 2 in einer dritten Ausführungsform der Erfindung. In dieser Variante benutzt die Karte auch den Quarzoszillator 12 des Mobilgeräts. Ausserdem enthält sie keine GPS-Antenne, sondern benutzt eine im Mobilgerät 1 integrierte Antenne, wobei das empfangene Signal über das Kontakgebiet 27 an die RF-Schaltung 24 übermittelt wird. Diese Variante erlaubt es, eine bessere, grössere Antenne zu verwenden, und ausserdem die Antenne ausserhalb der Gehäuse des Mobilgeräts oder im Gehäuse der einsteckbaren Batterie zu montieren, so dass das Problem der Dämpfung des GPS-Signales im Inneren der Gehäuse gelöst wird. Allerdings kann diese Variante nur mit Mobilgeräten funktionieren, die über eine GPS-Antenne verfügen.
Die Figur 4 zeigt ein Blockschema einer Identifizierungskarte 2 in einer vierten Ausführungsform der Erfindung. In dieser Variante benutzt die Karte auch den Quarzoszillator 12 und die GPS-Antenne 15 des Mobilgeräts 1. Ausserdem benutzt sie eine Radiofrequenz-Schaltung 14, die auch im Mobilgerät 1 vorhanden ist. Die Signale zwischen der Schaltung 14 und der digitalen Schaltung 23 werden auch über das Kontaktgebiet 27 übermittelt. Da die GPS-Signale kodiert werden, ist es sehr schwierig, falsche Signale zu erzeugen, so dass diese Variante auch eine hohe Sicherheit bietet.
Da die Karte nur noch die stromsparende Komponenten 21 und 22 umfasst, ist es auch möglich, auf die Batterie 20 zu verzichten und nur die Batterie vom Mobilgerät zu verwenden.
Die Figur 5 zeigt ein Blockschema einer Identifizierungskarte 2 in einer fünften Ausführungsform der Erfindung. In dieser Variante benutzt die Karte auch den Quarzoszillator 12, die GPS-Antenne 15 und die Radiofrequenzschaltung 14 des Mobilgeräts 1. Ausserdem benutzt sie mindestens gewisse Funktionen einer im Mobilgerät 1 integrierten GPS- digitalen-Schaltung, so dass die Karte nur einige sicherheitskritische GPS- Operationen durchführt. Diese Operationen können beispielsweise auch vom GSM-Prozessor 21 durchgeführt werden. In dieser Variante erhält die Karte 2 digitale und vorzugsweise elektronisch signierte und verschlüsselte Signale aus der Schaltung 13, die in einer schwer zu generierenden Form sind, und ermittelt aus diesen Signalen die Zeit- und/oder die Standortinformation.
Diese Variante bietet den Vorteil, dass sie keine Hardwareanpassungen benötigt. Sie kann beispielsweise mit einer konventionellen SIM-Karte, beispielsweise mit einer JA VA-Karte oder mit einer OpenCard-Karte, eingesetzt werden, die mit einer neuen Anwendung programmiert worden ist, mit welcher die Karte auf bestimmte Signale der Schaltung 14 zugreifen kann.
Die Figur 6 zeigt ein Blockschema einer Identifizierungskarte 2 in einer sechsten Ausführungsform der Erfindung. Diese Variante entspricht der Ausführungsform der Figur 1, ausser dass die Karte mit einer zusätzlichen kontaktlosen Schnittstelle 26 versehen ist, zum Beispiel einer elektromagnetischen Schnittstelle, wie beispielsweise in der Anmeldung PCT/CH97/00237 beschrieben, oder einer hochfrequenten Schnittstelle, zum Beispiel einer sogenannten "Bluetooth-Schnittstelle". Mit dieser Schnittstelle kann die SIM-Karte kontaktlos mit externen Geräten kommunizieren, beispielsweise um Prozesse von externen Geräten zu verrechnen.
Eine kontaktlose Schnittstelle 26 kann auch in Chipkarten gemäss einer der anderen Ausführungsformen der Figuren 2 bis 5 vorgesehen werden.
Die Figur 7 zeigt ein Blockschema eines Systems mit einer Identifizierungskarte 2 in einer siebten Ausführungsform der Erfindung. In dieser Variante umfasst die Karte einen konventionellen Prozessor 21, beispielsweise einen GSM-Prozessor oder einen mehrzweck JA VA-Prozessor, sowie eine kontaktlose Schnittstelle 26, vorzugsweise eine elektromagnetische Schnittstelle, beispielsweise eine Bluetooth- Schnittstelle. Die SIM-Karte kann sich über diese kontaktlose Schnittstelle mit einer externen Vorrichtung 3 verbinden, die über einen GPS-Empfänger verfügt. Im dargestellten Beispiel umfasst die externe Vorrichtung 3 eine kontaktlose Schnittstelle 36, beispielsweise eine RFID-Schnittstelle, die mit einer Frequenz von 135KHz, 13,65MHz, 2,45GHz oder 5,8 GHz arbeitet, oder eine Bluetooth-Schnittstelle, eine GPS-Antenne 35, eine Radiofrequenz Front-End Schaltung 34, eine digitale GPS-Schaltung 33 und einen Oszillator 32. Die externe Vorrichtung 3 verfügt ausserdem vorzugsweise über nicht dargestellte Signierungsmittel, um die mit dem GPS-Empfänger erhaltene Zeit- und Standortinformation zu signieren, in Belegen zu verpacken und um diese Belege über die Schnittstelle 36-26 an die Chipkarte 2 weiterzuleiten.
Die Chipkarte 2 kann dann diese Belege empfangen und prüfen, ob sie von einer vom Netzbetreiber zugelassene Vorrichtung 3 signiert worden sind. In diesem Fall kann die Chipkarte mit Hilfe von Tariftabellen im gesicherten Speicherbereich 210 Prozesse auf Basis der empfangenen Zeit- und/oder Standortinformation verrechnen.
Die externe Vorrichtung kann vorzugsweise über nicht dargestellte Kommunikationsmittel verfügen, mit welchen sie digitale Daten über ein nicht dargestelltes Netz empfangen kann. Beispielsweise kann die Vorrichtung 3 über ein Modem oder über einen Router verfügen, mit welchem sie im Internet kommunizieren kann. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung 3 einen DAB-Empfänger (Digital Audio Broadcasting), mit welchem sie digitale Daten in Broadcast-Modus empfangen kann. Diese Daten können dann auch über die Schnittstelle 26-36 übermittelt werden. Auf diese Weise können beispielsweise aktualisierte Tariftabellen über diesen Weg in die SIM-Karte 2 übertragen werden.

Claims

Ansprüche
1. Verrechnungsverfahren, um einem mit einer Identifizierungskarte (2) identifizierten Teilnehmer in einem Telekommunikationsnetz einen Anruf zu verrechnen, umfassend:
Ermittlung einer Zeitinformation, die in der benannten Identifizierungskarte (2) verfügbar ist,
Auswertung des zu verrechnenden Betrags in Abhängigkeit von der benannten ermittelten Zeitinformation,
dadurch gekennzeichnet, dass die benannte Zeitinformation mit einem GPS-Empfänger (23,24,25; 23,24,15; 23,14,15; 13,14,15; 33,34,35) ermittelt wird.
2. Verrechnungsverfahren gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die benannte Zeitinformation in der benannten Identifizierungskarte berechnet wird.
3. Verrechnungsverfahren gemäss einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verrechnenden Beträge von der mit dem genannten GPS-Empfänger ermittelten Tageszeit abhängig sind.
4. Verrechnungsverfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verrechnenden Beträge von dem mit dem genannten GPS-Empfänger ermittelten Benutzerstandort abhängig sind.
5. Verrechnungsverfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verrechnenden Beträge von der mit dem genannten GPS-Empfänger ermittelten Dauer der Anrufe abhängig sind.
6. Verrechnungsverfahren gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der benannte GPS-Empfänger einen in der Identifizierungskarte (2) integrierten Oszillator (22) verwendet.
7. Verrechnungsverfahren gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der benannte GPS-Empfänger einen in einem mit der benannten Identifizierungskarte verbundenen Mobilgerät (1) integrierten Oszillator (12) verwendet.
8. Verrechnungsverfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der benannte GPS-Empfänger in einer externen Vorrichtung (3) integriert ist, die über eine kontaktlose Schnittstelle (26-36) mit der benannten Identifizierungskarte (2) verbunden ist.
9. Verrechnungsverfahren gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die benannte externe Vorrichtung (3) über eine elektromagnetische Schnittstelle (26-36) mit der benannten Identifizierungskarte (2) verbunden ist.
10. Verrechnungsverfahren gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die benannte externe Vorrichtung (3) elektronisch signierte Zeitbelege an die benannte Identifizierungskarte (2) übermittelt, und dass die benannte Identifizierungskarte (2) prüft, ob die empfangene Zeitbelege von einer zugelassenen externen Vorrichtung (3) signiert worden sind.
1 1. Chipkarte (2) mit mindestens einen Prozessor (21,23), welcher die Speicherung von Daten ermöglicht, die mindestens Teilnehmeridentifikationsdaten enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass der benannte Prozessor (21,23) digitale Signale, die von einem Standortbestimmung-Satellitsystem ausgesendet werden, dekodieren kann, um eine Zeitinformation zu ermitteln.
12. Chipkarte gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der benannte Prozessor (21,23) eine digitale Bearbeitungschaltung (23) umfasst, mit welcher die benannten Signale dekodiert werden können, sowie einen Prozessor (21), in welchem die benannten Teilnehmeridentifikationsdaten gespeichert sind.
13. Chipkarte gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die benannte digitale Bearbeitungschaltung (23) in einem Schaltkreis integriert ist.
14. Chipkarte gemäss einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem eine integrierte Schaltung (14) enthält, mit welcher Satelliten-Standortbestimmungssignale, die mit einer Antenne (15, 25) empfangen werden, in eine Form umgewandelt werden, die von der benannten digitalen Bearbeitungsschaltung (23) bearbeitet werden kann.
15. Chipkarte gemäss einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem eine integrierte Antenne (25) umfasst.
16. Chipkarte gemäss einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem eine integrierte Batterie (20) zur
Speisung der benannten digitalen Bearbeitungschaltung (23) umfasst.
17. Chipkarte gemäss einem der Ansprüche 1 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem eine kontaktlose Schnittstelle (26) umfasst.
18. Chipkarte gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die benannte kontaktlose Schnittstelle (26) eine elektromagnetische Schnittstelle ist.
19. Chipkarte gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die benannte elektromagnetische Schnittstelle (26) eine Bluetooth-Schnittstelle ist.
20. Chipkarte gemäss einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die benannte Identifikationsdaten
Identifikationsdaten eines Teilnehmers in einem digitalen Kommunikationsnetz sind.
21. Chipkarte gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer von Gesprächen im benannten Kommunikationsnetz mit der benannten Zeitinformation ermittelt wird.
22. Chipkarte gemäss einem der Ansprüche 20 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Benutzung von nicht für die Verkehrsabwicklung zuständigen Ressourcen in der Identifizierungskarte (2) mit der benannten Zeitinformation ermittelt wird.
23. Chipkarte gemäss einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem mindestens eine Tariftabelle (210) enthält, in welcher Gebühren für die Benutzung des Kommunikationsnetzes angegeben werden.
24. Chipkarte gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die benannte Tariftabelle (210) aus einem Tarif-Server im benannten Telekommunikationsnetz ferngeladen und/oder verändert werden kann.
25. Chipkarte gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem elektronische Signaturprüfmittel (21) umfasst, um die elektronische Signatur von empfangenen Tariftabellen zu prüfen.
26. Chipkarte gemäss einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem ein Prepaid-Konto umfasst, aus welcher die ermittelten Beträge abgebucht werden.
27. System, um die Dauer von Prozessen in einer Chipkarte (2) zu ermitteln, umfassend: eine Chipkarte (2), die in einem digitalen Telekommunikationsnetz eingesetzt werden kann, um einen Teilnehmer in diesem Telekommunikationsnetz zu identifizieren, einen Empfänger, um Signale eines Standortbestimmung- Satellits zu empfangen und um eine Zeitinformation aus diesen Signalen zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass die benannte Zeitinformation in der benannten Chipkarte (2) verfügbar ist, um die Dauer von Prozessen in dieser Chipkarte zu messen.
28. System gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens gewisse Komponenten des benannten Empfängers (23; 24; 25) in der Chipkarte (2) integriert sind.
29. System gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die benannte Zeitinformation in der Chipkarte (2) berechnet wird.
30. System gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Chipkarte (2) eine digitale Bearbeitungsschaltung (23) umfasst, mit welcher die benannte Zeitinformation berechnet wird.
31. System gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die benannte digitale Bearbeitungschaltung (23) in einem Schaltkreis integriert ist.
32. System gemäss einem der Ansprüche 27 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Chipkarte (2) ausserdem eine integrierte Schaltung (24) enthält, mit welcher Satelliten-Standortbestimmungssignale, die mit einer Antenne (15, 25) empfangen werden, in eine Form umgewandelt werden, die von der benannten digitalen Bearbeitungsschaltung (23) bearbeitet werden kann.
33. System gemäss einem der Ansprüche 27 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Chipkarte (2) ausserdem eine integrierte Antenne (25) umfasst.
34. System gemäss einem der Ansprüche 27 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Chipkarte (2) ausserdem eine integrierte Batterie (20) zur Speisung der benannten digitalen Bearbeitungschaltung (23) umfasst.
35. System gemäss dem Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die benannte Zeitinformation ausserhalb der Chipkarte (2) ermittelt wird und in diese Chipkarte übertragen wird.
36. System gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die benannte Zeitinformation über eine kontaktlose Schnittstelle (26-36) übertragen wird.
37. System gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die benannte Zeitinformation über eine elektromagnetische Schnittstelle (26-36) übertragen wird.
38. System gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die benannte Zeitinformation über eine Bluetooth- Schnittstelle (26-36) übertragen wird.
39. System gemäss einem der Ansprüche 27 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass ausserdem eine Standortinformation aus den benannten Signalen ermittelt wird, und dass diese Standortinformation in der benannten Chipkarte (2) verfügbar ist.
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