CN1087565C - 防止无线通信不正当行为的鉴别系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种改进的无线通信系统包括用于检测和防止无线通信业务不正当使用的方法和设备。其改进包括与无线通信网络和寻呼网络通信的一个中央数据库，利用中央数据库能够确定在无线通信网络中何时无线终端被不正当的使用。中央数据库还能够发送寻呼消息到该用户，通知该用户可疑的不正当使用。

Description

防止无线通信不正当行为的鉴别系统和方法

本发明一般地涉及通信网络，特别是涉及防止无线通信不正当行为的鉴别系统和方法。

图1示出总的表示为10的现有技术中典型的无线通信系统一部分的示意图，该系统为处于一个地理区域内的多个无线终端服务。典型的无线系统的核心称为无线交换中心(“WSC”)12。典型地，WSC12连接到多个基站14，它们分布在由系统10和市内及长途电话网络16服务的整个地理区域。WSC12发送或“交换”无线单元22之间或者无线终端22与通常经过市话网和/或长途网络16接到系统10的有线终端(未示出)之间的呼叫。

由系统10服务的地理区域被分为称作“网孔”20的多个空间上分开的区域。如图1所示，每个网孔20以六角形示意地表示；但是在实际上，每个网孔20通常具有不规则的形状，这取决于由系统10服务的地域的地形。典型地，每个网孔20包含一个基站14，该基站14包括其用于与无线终端22通信的天线和无线电设备，而且包括其用于与WSC 12通信的传输设备。各种类型的在市场上可买到的无线通信系统的结构和一般操作在本专利和通信技术文章中作为资料充分提供了。

不正当使用和资用业务是目前无线通信业务公司面临的主要的业务和技术问题之一。“不正当用户”是指想要获得或者实际上获得了未经许可的无线业务的任何人。不正当使用可采取几种形式。这种不正当使用的第一个例子涉及盗窃一个无线终端并随后在相同的或不同的地理区域中未经许可地使用。第二个例子，通过获得有效用户的许可数据纯系化(cloning)或者复制有效的移动电话机是另一种不正当使用。第三个例子，不正当使用无线业务可涉及使用随机的、未经许可的电子序号-移动识别号(ESN-MIN)数据。这个数据可由数据序列发生器随机地产生，以试图不正当的接入无线业务。最后，抡劫者或订费欺诈(subscription fraud)方案通常会涉及不正当用户的无线终端的发送功率的增加。这经常使不正当用户能够占用由业务提供公司指定给另一个移动用户的合法的移动无线业务量信道。

如图2所示的，许多无线网络N₁，N₂，…N_j，…N_n各在无线业务提供者的控制下提供无线通信业务给在指定的地理区域内的用户。无线网络N₁-N_n例如通过网络交换机自动地转发呼叫到全国范围的电话系统的其它部分。为了主要计费监视的目的，现有技术无线电话系统已使用数据交换站型业务中心52。虽然无线网络N₁-N_n和商用的票据交换站52交换重要数据，但是由于没有适当的协议所以在业务之前或其期间不能检测不正当。一些交换机制造商  使用只在该制造商的交换机之间操作的专有协议。在实施该协议中，这些协议已制止了某种不正当，但是不是纯系化的(cloning)。这种实践和在业务之前及其期间不能识别不正当业务请求已导致无线电话工业的损失大大增加。

在美国专利4955049中叙述了防止不正当使用或盗窃无线业务的一个尝试。4955049专利教导结合经许可用户的记帐和计费记录产生呼叫序列表。呼叫序列表允许合法用户区别许可的和未经许可的呼叫。但是，在授权无线业务的时间之前或其期间，这个呼叫序列过程不检测不正当使用。相反，4955049专利教导一种系统，它只在用户的无线电话帐单上区别许可的和未经许可的呼叫。

在本发明的一个优选实施例中，提供一种改进的无线处理和系统，它装入一个防不正当设备，在业务开始授权给未经许可用户的时间之前和该期间检测无线通信系统中的不正当使用。

本发明的一个实施例涉及防不正当设备，包括能够存储无线通信用户的利用率阈值数据的一个中央数据库。利用率阈值数据例如可包括：呼叫时长数据；呼叫频率数据；排除地理站址数居或这些数据的组合。中央数据库与至少一个无线通信网络和与至少一个寻呼网络通信。此外，处理器确定何时当前的用户利用率超过存储在该数据库内的利用率阈值数据。

一个接口将该处理器连接到至少一个寻呼系统。当检测到不正当活动时该寻呼系统可寻呼该用户。一旦检测到不正当使用，处理器可自动地开始终止无线业务。或者，用户可启动该终止。

从下面结合附图对本发明的详细叙述中，本发明的进一步特性将变得容易理解，在图中相同标号表示相似或相同的部件，其中：

图1是无线通信系统一部分的示意图；

图2是与票据交换站通信以便检测不正当使用的现有技术通信网络的方框图；

图3是与全国范围无线通信系统中多个国内无线网络组合的本发明的一个实施例的示意方框图；

图4是可用于图3的系统中的无线通信网络的示意方框图；

图5是可用于图3的系统中的寻呼网络的示意方框图；

图6是根据本发明的一个实施例的图3的全国呼叫分布数据库的方框图；

图7是说明图3的系统的操作的逻辑流程图。

参见图3，总的以100表示，示出了一个改进的无线通信系统，包括根据本发明的防止无线通信不正当行为的许可系统和方法的实施例。无线系统100包括一个全国呼叫分布数据库(NCPD)110。如在下面详细地叙述的，NCPD 110除了具有常规含义上的数据库的存储能力之外还具有处理能力。在公用无线业务提供者的控制下，NCPD 110与常规的无线通信网络A₁，A₂，…A_i…A_n通信。在不同的业务提供者的控制下，NCPD 110也可与其它的无线网络(未示出)通信。每个无线网络A₁-A_n提供通信业务给从该无线网络相关的本地区域呼叫的用户。由公用业务提供者服务的每个用户可经过任一个网络A₁-A_n从较大地理区域内如美国大陆内的任何地方进行无线通信。这个较大地理区域包含由网络A₁-A_n服务的所有局部区域。

无线系统100还包括常规的寻呼网络B₁，B₂，…B_i，…B_n，每个网络分别在与无线网络A₁-A_n相同的局部区域内提供寻呼业务。寻呼网络B₁-B_n可在与无线网络A₁-A_n相关的相同业务提供者的控制下提供寻呼业务给由无线网络A₁-A_n服务的相同用户。寻呼网络B₁-B_n也与NCPD 110通信。在不同业务提供者的控制下其它寻呼网络(未示出)也可与NCPD 110通信。

NCPD 110可分别通过常规的低费用数据通信链路114和116与无线网络A₁-A_n和寻呼网络B₁-B_n通信，所述数据通信链路可以是光纤或同轴电缆。另一情况，NCPD 110可经过微波天线和轨道卫星系统发送数据到业务提供者A₁-A_n，微波天线和轨道卫星系统二者都是本领域公知的。NCPD 110可以与任何其它适当的通信方案与业务提供者A₁-A_n的寻呼网络B₁-B_n通信。

现在参见图4，示出一个示例性的无线网络A_i的方框图，它可以是系统100的任何无线网络A₁-A_n所使用的配置。无线网络A_i例如可以利用在常规蜂窝网络中使用的协议/具有能够与NCPD 110通信的附加能力进行配置。应该懂得，可替代地采用其它的协议，如用于相对新的个人通信网络(PCN)的协议，而且本发明不限于蜂窝网络。

网络A_i包括交换许多通信消息到和来自公共交换电话网(PSTN)的无线交换中心130和无线基站135。通信消息在PSTN与交换中心130之间在通信链路124上收发，该通信链路可以是中继光缆。这些通信消息在标准电话呼叫中可以是音频消息，或者在传真机或计算机对计算机通信中为电子数据。

从PSTN用户始发的、预定给特定无线终端140的每个呼叫由交换中心130转接到一般最接近预定无线终端的基站135。然后基站135向和从无线终端140无线收发通信消息。每个基站135与交换中心130之间的通信链路132在它们间传递通信消息。如果基站135和交换中心130是基于地面的，链路132可以是无线链路。如果交换中心130和/或基站135为基于卫星的，例如在点波束系统中，则链路132典型地是时域复用(TDM)微波链路。

现在翻到图5，一个说明性的寻呼网络B_i的方框图可用作系统100的任何寻呼网络B_i-B_n的配置。寻呼网络B_i包括一个消息中心200，分别经过通信链路126和116与PSTN和NCPD接口。消息中心200利用通信链路202还连接到多个寻呼基站210的每个站。每个寻呼基站210操作以发送无线寻呼消息到通常在那个寻呼基站210的预定距离内的寻呼机250。每个寻呼机250预定寻呼无线网络A₁-A_n的一个相关用户。当觉察到用户的无线终端的不正当使用时，由NCPD 110开始寻呼。当寻呼实现了，可在相应于消息中心200的电话机电话号码的寻呼机250上显示电话号码。然后该用户利用打电话给消息中心200检索该消息。根据用户的选择，寻呼机250也可起着提供标准寻呼业务的作用。

现在参见图6，NCPD 110包括一个处理器112，监视用户的当前利用率图，确定对于任何用户是否超过阈值。如在下面进一步详细叙述的，当一用户超过阈值时，NCPD 110可提醒该用户可能为不正当使用。如果用户确认不正当使用，则通过与业务提供者联系根据用户的选择可终止无线业务。另一方案，当觉察到不正当使用时，NCPD 110可开始自动地终止到无线终端的业务。这是通过NCPD 110发送适当的命令到一个或几个无线网络A₁-A_n实现业务终止而实现的。

用户的期望利用率图数据可存储在连接到处理器112的数据库118内。这个利用率图数据包括利用率图信息，例如：用户的无线电话呼叫的典型的或平均的时长；呼叫的频率；和呼叫始发的无线网络的地理位置和发出去话呼叫的位置。对于特定的时间周期如日期的时间和年的时间也可记录利用率图数据。这个数据可反映任何给定用户的典型每日无线终端电话活动的变化和在该年的一些周期期间变化。例如，在峰值期间用户可增加他们的利用率。

利用率图数据可以多种方式确定，例如，使用上面叙述的准则使用户完成关于预期的无线电话利用率的详细问题，确定利用率图数据的另一种方法需要业务提供者察看过去各个用户利用率图。可以以规则的间隔研究利用率图，以便周期地更新存储的利用率图数据。一旦建立了利用率图数据，可确定利用率阈值，如果超过了，它将出现不正当使用的标记。

如上所述的，NCPD 110包括处理器112，它工作以便恒定地比较来自各个无线网络A₁-A_n的输入数据与存储在NCPD 110的数据库118中的信息。NCPD 110还包括一个输入/输出(I/O)接口120，用于接口NCPD 110与寻呼网络B₁-B_n和无线网络A₁-A_n。接口129可以是使用与网络A₁-A_n和B₁-Bn数据通信的合适协议的多信道调制解调器(modem)。可任选几个modem(未示出)用于接口120，每个modem用于与分开的无线网络A₁-A_n或分开的寻呼网络B₁-Bn通信。如在下面更详细地叙述的，当在无线终端的特定呼叫超过存储的利用率阈值时，数据库118通过接口120自动地经寻呼网络B₁-Bn之一始发关于觉察的不正当活动的寻呼消息。这个消息可通知与该无线终端相关的用户：发送该呼叫的去话电话号码。这个消息由用户在单个寻呼机250上接收。任选地，寻呼消息可以是一个提醒信号，如可闻信号音，用户可呼叫消息中心200(图5)，获得有关觉察的不正当活动的详细消息。

现在参见图7，结合图3-6，下面叙述防止无线通信不正当行为的过程。首先，当无线网络A₁-A_n的用户开始预定由NCPD 110提供的许可过程，用户必须建立一个呼叫分布，方框510。这可通过用户将所期望的呼叫图编程入NCPD 110的数据库118进行。(编程可通过在按键单音电话机上响应由NCPD 110开始的话音提示自动地实现。)如上所述，期望的呼叫图涉及，例如：呼叫的预期时长；呼叫的频率；发出呼叫和/或呼叫目的地的地理位置，以及期望的呼叫时间图。一旦期望的呼叫图数据输入到处理器12，在方框520，由处理器112使用预定的准则计算用户利用率阈值数据。然后该阈值数据存储在数据库118中。当这个阈值数据被相关无线终端的随后利用率超过时，不正当活动则被察觉。另一方案，用户可编程利用率阈值数据本身到处理器112而不是编程期望的呼叫图数据，不需要处理器112计算该阈值。

例如，在下面的表1中所示的是与用户的利用率阈值数据有关的示例性数据。利用存储在数据库118中的利用率阈值数据，当与该用户相关的无线终端参与了超过存储的利用率阈值数据(例如，表1)的活动时，则经过寻呼网络B₁-Bn命令处理器112通知用户这种不正当的使用。作为例子，当与该用户相关的无线电话为以下情况时，利用率阈值数据可被超过：a)参与长于30分钟的呼叫；或者b)开始一天四个以上的呼叫；或c)在纽约、新泽西或宾夕法尼亚之外的地理区域中使用；或者当(a)、(b)或(c)的预定组合出现时。

                              表1

用户利用率阈值数据的例子

呼叫时长：                   30分钟

呼叫频率：                   一天4次

除外的地理站址：              纽约、新泽西、宾夕法尼亚

当使用用户的无线终端进行呼叫时，有关那个呼叫的信息经过传输信道114从接收该呼叫的无线网络A₁-A_n中继到NCPD110，方框530。然后接收的呼叫信息在处理器112中处理，以便分析呼叫图，方框540。如果分析的呼叫图超过在方框520中建立的阈值，在方框550，NCPD 110经过传输信道116发送寻呼消息到该用户所在的寻呼网络B₁-B_n。

然后在方框560该用户从NCPD 110接收寻呼的消息。在该用户接收这个寻呼的消息之后和如果该用户确认这是不正当活动，则在方框570该用户报告该不正当活动给用户的业务提供者。并不是将损失都加给没有向业务提供者通知不正当活动的用户，业务提供者可提供鼓励如包括信用卡的奖励到用户的无线电话帐号上，或者对迅速地通知业务提供者不正当活动的用户提供“免费”地线电话呼叫的份额(allotment)或广播时间。

在出现未经许可用户的可疑的不正当活动期间，NCPD 110还可自动地拒绝无线通信业务。在这种情况下，通过一个寻呼网络B₁-Bn通知用户该可疑的不正当活动和必须与用户的业务提供者联系，以便重新开始无线通信活动。

一旦由用户通知业务提供者该不正当活动时，在方框580，业务提供者可拒绝到与该用户的帐号相关的无线终端的无线业务。在方框590，业务提供者可发给该用户的无线终端一个新的识别码，以便防止另外的不正当使用。这样识别码可包括诸如电子序号(ESN)和/或移动识别号(MIN)。

因此，这里披露的防不正当行为的系统与无线电话防不正当行为的现有方法相比，提供了迅速发现和反馈有关可疑的不正当活动，如上所述的，现有的方法只在每月用户收到的收费帐单报表中向用户提供有关无线电话活动的信息。

应该懂得，这里所叙述的实施例只是示例性的，在不脱离本发明的精神和范围下本领域的技术人员可对所述实施例进行很多修改和变化。例如，本发明不应理解为限制在蜂窝网络中应用，而可应和于很多无线通信系统，如个人通信网(PCN)或使用个人的和/或终端移动管理器的通信系统。因此，所有这样的修改和变化都包括在由所附的权利要求书限定的本发明的范围内。

Claims (13)

1.一种无线通信系统，包括：

至少一个无线通信网络，能够提供无线通信业务给多个用户；

一个与所述至少一个无线通信网络通信的数据库，能够存储利用率阈值数据，所述数据库包括一个处理器，用于确定何时所述多个用户的任一个用户的当前用户利用率超过所述存储的利用率阈值数据；和

与所述数据库通信的至少一个寻呼网络，用于在所述利用率阈值数据被超过时，通过寻呼网络发送寻呼信号到所述多个用户的寻呼机上，从而能够通知所述多个用户的任一个。

2.根据权利要求1的无线通信系统，其中所述至少一个无线通信网络是可操作的，以监视当前用户利用率数据，和还包括一个数据传输网络，用于发送来自所述至少一个无线通信网络的所述当前用户利用率数据到所述数据库。

3.根据权利要求1的无线通信系统，还包括一个接口，用于发送来自所述数据库的命令到任一个所述寻呼网络，以便向所述多个用户的至少一个用户通知不正当活动。

4.根据权利要求1的无线通信系统，其中所述数据库可供使用与所述至少一个无线通信网络通信，以便在超过所述存储的利用率阈值数据时拒绝到与用户无关的无线终端的业务。

5.根据权利要求1的无线通信系统，其中所述利用率数据是从由呼叫时长数据、呼叫频率数据、排除的地理站数据及它们的组合组成的组中选择的。

6.根据权利要求5的无线通信系统，其中所述数据库根据任一个所述用户的日平均无线终端的活动更新所述利用率数据。

7.根据权利要求1的无线通信系统，还包括多个无线通信网络和多个寻呼系统。

8.一种防止无线通信业务不正当使用的方法，包括：

存储至少一个用户的利用率阈值数据；

确定所述存储的利用率阈值数据是否被当前的利用率数据超过；和

当超过所述利用率阈值数据时发送寻呼消息到所述用户的寻呼机。

9.根据权利要求8的防止无线通信业务不正当使用的方法，其中所述存储利用率数据包括在中央数据库中存储的所述利用率数据。

10.根据权利要求9的防止无线通信业务不正当使用的方法，进一步包括发送来自至少一个无线通信网络的所述当前利用率数据到所述中央数据库。

11.根据权利要求8的防止无线通信业务不正当使用的方法，进一步包括：当超过所述利用率阈值数据时终止到与所述用户相关的无线终端的无线通信业务。

12.根据权利要求9的防止无线通信业务不正当使用的方法，进一步包括：从表示所述至少一个用户的日平均无线终端活动的数据更新存储在所述中央数据库中的所述利用率数据。

13.根据权利要求8的防止无线通信业务不正当使用的方法，进一步包括：从由呼叫时长数据、呼叫频率数据、排除的地理站数据及其组合组成的组中选择所述利用率数据。

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