CN111713093A - 通信方法和通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及为用户的至少一个移动终端(MT)提供的通信方法，适用于建立经由至少一个移动通信网络(PLMN)到数据终端(DT)或到语音终端(ST)的数据连接或呼叫，和适用于与主办方的主办方服务器(HS)进行无线通信。在方法中，a)在主办方服务器(HS)和移动终端(MT)之间建立无线通信链路，标识数据(ID)经由无线通信链路从移动终端(MT)传输到主办方服务器(HS)；b)由主办方服务器(HS)创建凭证(VR)，其中注册至少标识数据(ID)和时间段(tVR)，和优选注册主办方服务器(HS)的标识符；c)凭证(VR)被传输到移动通信网络(PLMN)的运营商或传输到服务提供商(SP)，其为移动终端(MT)准备收费明细表；及d)移动通信网络(PLMN)的运营商或服务提供商(SP)基于凭证(VR)，将在凭证(VR)中指示的时间段(tVR)期间已注册的用于移动终端(MT)的数据连接或呼叫连接的通信费用，至少部分地记账到被分配给主办方服务器(HS)的标识符的账户。

Description

通信方法和通信系统
技术领域
本发明涉及一种通信方法和通信系统，用于向移动终端的用户提供通信服务。
背景技术
现代通信网络允许订户或用户经由移动无线电网络在任何位置建立从其移动终端到直接或间接连接到该移动无线电网络的其他终端的呼叫连接或数据连接，该移动无线电网络例如为根据GSM标准或与之相关的扩展标准进行操作的移动无线电网络。
根据瑞士联邦通信局BAKOM于2015年6月在伯尔尼作出的GSM资料页，GSM系统最初是为移动语音电话服务设计的。后来，GSM标准被扩展有新功能，诸如HSCSD(高速电路交换数据)、GPRS(通用分组无线服务)和EDGE(GSM演进的增强数据速率)或LTE(长期演进)。
EP2023674A1描述了用于在移动无线电网络中移动终端的移动性管理的过程，通过该过程，可以避免与车辆中携带的移动终端的切换问题。因此，移动终端可以有效地在车辆中大量使用而没有受到干扰的风险。EP2631152A1描述了一种用于在移动无线电网络中定位移动终端以及在铁路网络中管理铁道车辆的方法。
在公共建筑物或场所中，移动终端经常可以经由无线网络(WLAN无线局域网)免费连接到互联网。
瑞士联邦通信局BAKOM于2017年3月在伯尔尼作出的WLAN资料页描述了WLAN技术和标准。通常，使用IEEE 802.11标准。对于短距离和ad hoc网络的建立，通常也会实施蓝牙标准IEEE 802.15.1。
在公共建筑和车辆中，来访者、客人和顾客通常被主机(host)授权免费使用通信服务。术语“主机”包括例如政府组织、公共交通系统运营商、商业建筑、饭店、体育设施或综合办公楼的所有者等。
这样的WLAN网络的操作对于运营商和用户而言具有优点和缺点。运营商可使用低费用的WLAN技术和低费用的互联网接入。收到密码后，用户可以免费使用WLAN服务。
缺点是通信服务的运营商或提供者必须确保用户在其整个逗留期间以及在整个休息室中都可以访问WLAN。因此，在大型房间或房间设施以及建筑群中(特别是在铁路列车中)，运营商必须进行相应复杂的安装和维护工作。从用户的角度来看，这通常不会获得用户已经习惯的从其自己的服务提供商那里获得的连接质量。数据传输速率可能太低或网络覆盖范围可能不足。数据传输速率通常随着连接到WLAN的移动终端的数量而降低。
因此，用户必须依赖于运营商或主机的解决方案，该解决方案通常是在费用方面而不是质量方面进行优化。技术问题的发生对双方而言都不是令人满意的。主机必然预计会收到影响整个服务包的错误消息和抱怨。需要通信服务的用户可能无法有效地进行其工作和业务交易。
发明内容
因此，本发明是基于创建改进的通信方法和改进的通信系统的目的。
本通信方法和通信系统应允许主机在没有以上提及的缺点的情况下，向客人或用户授权移动终端对通信服务的免费或打折访问。在通信系统运行期间，主机不应遇到技术问题和错误消息。用户应该能够在他们所习惯的质量不受限制、并且与其他活动移动终端的数量无关的情况下使用通信服务。在通信系统运行期间，主机不应遇到技术咨询和错误消息。
本发明的通信系统应具有简单的结构，并且应毫不费力地被实施。应避免复杂的安装。此外，应提出在对公共通信系统及其协议进行修订时可以有利地予以考虑的改进。
此课题是通过具有权利要求1和13中规定的特征的通信方法和通信系统来解决的。在本发明的有利实施例在进一步的权利要求中指出。
为用户的至少一个移动终端提供所述通信方法，所述通信方法适用于建立经由至少一个移动通信网络到数据终端或到语音终端的数据连接或呼叫连接，以及适用于与主机的主机服务器进行无线通信。尽管下面使用一个移动终端作为示例解释说明本发明的通信系统的使用，但是该通信系统可以被任意数量的不同类型移动终端使用，诸如智能电话、平板电脑、笔记本电脑等。
例如，铁路列车上乘客的移动终端，到饭店、交易会、办公楼、体育赛事或公共建筑的游客的移动终端可以不受限制地使用本发明的通信系统。
根据本发明，
a)在主机服务器和移动终端之间建立无线通信链路，标识数据经由所述无线通信链路将从移动终端传输到主机服务器；
b)主机服务器创建凭证，在所述凭证中注册至少标识数据和时间段，以及优选注册主机服务器的标识符；
c)凭证被传输到移动通信网络的运营商或传输到服务提供商，所述运营商或服务提供商为移动终端准备收费明细表；以及
d)移动通信网络的运营商或服务提供商基于凭证，将用于在所述凭证中指示的时间段期间已注册的移动终端的数据连接或呼叫连接的通信费用，至少部分地记账到被分配给主机服务器的标识符的账户。
因此，本发明的通信系统允许主机为移动终端的任何用户，例如客人，特别是乘客，业务合作伙伴，顾客，工作人员或来访者，免费或以较低的费用提供通信服务接入。通信费用全部或部分由主机承担，而主机与服务提供商协商有利条件。
用户可以继续使用其提供商的通信服务，而费用由主机承担。在本发明的各种配置中，主机的硬件成本很低。在本发明的特别有利的实施例中，可以完全省去无线网络的安装。而是安装无线电信标，该无线电信标仅发出标识符、而不与移动终端进行双向通信。因此，主机可以以最低的成本在其建筑物、区域或交通运输工具中安装所需数量的无线电信标，此后无需进一步的硬件支出。
用户可以毫不费力地登录到主机，然后可以如往常那样经由其移动终端进行通信，而费用由主机承担。由用户或者优选自动地发起利用标识数据传输进行的登录，使得不需要用户费力。只需一次性安装应用或应用程序(软件应用)，该应用与主机服务器中安装的应用交换数据。移动终端中的应用和主机服务器中的应用之间的短通信可以经由任何无线通信网络、WLAN或公共移动无线电网络进行。
用户可以例如经由移动无线电网络从主机的互联网页面下载应用，并将该应用安装在其移动终端上。然后，他可以经由已安装的应用与主机服务器进行通信。优选地，用户在第一次接触时向主机注册，并将他的标识数据(诸如IMSI)传送到主机。在稍后使用通信服务时，主机可控制管理从其提供的特惠受益的用户。如果用户已经在使用主机的其他应用或应用程序，并且已经为其输入了用户的标识数据，则此过程会特别容易。
可以在各种有利实施例中实现的本发明具有许多其他优点。
通过在移动终端中实现由主机提供的应用，可以在主机和用户之间进行扩展的数据交换，这可以用于凭证的安全创建或用于其他目的。
主机可以展示关于应用的当前特惠和信息。可以向铁路列车上的乘客提供当前的旅行信息，诸如预期的延误，或者特惠，例如餐车特惠或来自目的地服务提供商的特惠。在百货商店中，可以将特别活动传输到应用。在运动场中，可以在赛事结束后传送当前的运动成绩和关于交通可行方案的背景信息。
可以鼓励主机与用户之间的交互，从而提高客户忠诚度。例如，应用可以用于对在凭证分配或时间段计算中可能受到考虑的购买进行注册，而移动终端可以免费使用。交通网络的运营商可以将经扩展的凭证分配给运输服务的常规用户。
安装在根据本发明的移动终端中的应用可以有利地与被用来发行凭证或者为用户提供额外利益的其他应用交换数据。在优选实施例中，电子票与根据本发明的安装在移动终端中的应用耦合。这意味着仅在主机服务器检查了乘客的乘车权利后，才向乘客或其移动终端发行凭证。因此，激励乘客在旅途期间使其旅行权利被电子地检查，以便获得免费的访问通信服务。因此，电子票的展示不再是一种义务，而是一种期望的过程。这将便利铁路运营商的检查过程。
优选地，在移动终端中实现的应用还可以访问移动终端中的参数，该参数可以被用来建立与移动无线电网络的连接。例如，可以将所需的连接质量(QoS)设置为主机指定的值。这样，主机可以限制其成本。
优选地进行标识数据的重复询问(interrogation)，优选在时间段的开始和结束时进行，在该时间段期间免费提供对通信服务的访问。此询问或检查在进入和离开被分配给主机服务器的空间时，例如在进入铁路列车时以及在到达目的地后离开铁路列车时，能够是有利的。当使用无线电信标时，可以将其标识周期性地传输到主机服务器。无线电信标的标识还可以以主机服务器已知的方式进行切换，使得可以针对每次询问，将不同的标识传输到主机服务器。以这种方式，确保了用户在他/她接收到对通信服务的免费访问的时间段期间实际使用主机的服务和/或存在于主机的服务区域中。
因此，可以有利地根据在移动终端的登录与移动终端的注销之间的时间段，来限定授权通信服务的免费访问的时间段，该移动终端的登录优选地在进入被分配给主机服务器的房间时，该移动终端的注销优选地在离开被分配给主机服务器的房间时。
可替换地，可以根据用户使用的服务的时间段，来限定免费提供对通信服务的访问的时间段。该时间段可以例如从电子日历或与建筑物的开放时间有关的一组规定中获取。如果旅馆的访客预订了几天的住宿，则可以相应地接管此时间段用于通信服务的访问。运输公司、公共汽车公司或铁路公司的主机服务器可以从电子时刻表中获取时间段，或从时刻表计算机中检索该时间段，如果必要的话可以将延迟考虑在内。
还可以通过考虑为移动终端的用户存储的存在时间，来限定时间段。雇主可以承担雇员工作时间的时间段内的通信费用。
通信系统包括主机服务器和注册的移动终端，它们可以访问移动无线电网络。主机服务器可以满足主机的所有需要。具有若干位置的较大公司或具有车辆的运输公司优选地在每个位置和每辆车中使用至少一个主机服务器，该至少一个主机服务器与中央主机服务器进行通信。中央主机服务器可以控制、监视和保护凭证发行的协调。发行的凭证或相应报告可以直接或经由中央主机服务器从主机服务器传输到服务提供商。应当注意的是，通常将不同的服务提供商分配给移动终端。主机将与服务提供商签订合同，并就高流量协商优惠价格。
优选地，中央主机服务器以短时间间隔将参考号列表传输到主机服务器和服务提供商或网络运营商。在发行凭证时，这些列表被单个地分配给各凭证，并且在结算账单时，由服务提供商或网络运营商检查。这样，可以确保通信系统的安全。如果例如主机服务器被盗，则不会向其传输新的参考号，并且已分配的参考号将被声明为无效。但是，到达服务提供商的具有无效参考号的凭证可被用于识别已对主机服务器进行偷盗的人员。
同样，主机服务器，或者如果必要时中央主机服务器可以监视无线电信标。如果无线电信标被盗，则其标识被声明为无效。
服务提供商或网络运营商处理凭证可以用相对简单的措施来进行。唯一的前提条件是服务提供商或网络运营商必须将本发明的流程集成到其流程中，特别是集成到计费(billing)处理中。基本上，必须交换计费地址。另外，可以进行检查并发送确认。
GSM移动无线电网络中的计费和记账(accounting)在[4](Michel Mouly，Marie-Bernadette Pautet，The GSM System for Mobile Communications(用于移动通信的GSM系统)，Cell&Sys Verlag，1992年，第9.1.2章，第572至577页)中进行了描述。据描述，国际移动用户识别码(IMSI)是通信服务计费的基础。
在收费中心中，在用户家庭网络中收集收费(charging)信息，然后该收费信息被递送到服务提供商，该服务提供商具有对订户或用户收取通信费用的计费中心。
通过凭证的传输，由主机授权服务提供商或网络运营商改变计费地址，使得至少在计费处理中，标识符，例如用户的IMSI，被替代为主机的标识符或IMSI。
因此，服务提供商或网络运营商需要凭证和来自主机的确认，以确认凭证有效性。凭证本身可以包含主机的确认，使得主机稍后不能拒绝该凭证。优选地，使用主机的私有密钥对凭证进行签名或编码，并由服务提供商使用公共密钥对其进行解码。通过使用公共密钥基础架构，可以以一种简单的方式保护该过程的安全(请参见[6]，EP1263164B1或https://de.wikipedia.org/wiki/Public-Key-Infrastruktur)。
凭证可以由主机直接地、或者经由受益用户或其移动终端，传输到服务提供商或网络运营商。由于需要主机的确认或适当安全的凭证，并且免费访问通信服务的时间段是固定的，所以优选的是，凭证由主机直接传输到服务提供商或网络运营商。由于通信费用通常由服务提供商收取，所以凭证的处理可以最轻松地由服务提供商直接进行。可以根据简单协议，在主机和服务提供商之间处理此过程，该简单协议限定了主机和服务提供商之间的通信的类型和内容，并且独立于网络协议。不同的服务提供商也可能出于此目的，使用不同的协议。
如果凭证是在移动无线电网络内处理的，则收费中心中的外围干预是最简单的选择方案。同样，由主机直接传送凭证是优选的。用户或移动终端对凭证的传送可以通过移动无线电网络协议的扩展来调节。例如，凭证的移交或验证可以在移动终端在移动无线电网络中的注册时进行。在[4](第1.3.1.7章，第71页，安全功能)中，描述了用户进行认证以防止未注册的第三方访问。在扩展认证的范围内，可以出示凭证，随后对其进行检查。从网络运营商的角度来看，这可以毫无风险地完成，因为他可以根据合同免除对于无效凭证的责任。一旦接受了凭证，就可以在网络的计费和记账过程中使用主机的标识符，而不是使用用户的标识符。
附图说明
下面，参考附图更详细地解释说明本发明。由此示出：#
图1是具有覆盖地理区域的蜂窝移动无线网络PLMN的本发明通信系统，在所述地理区域中铁路列车TH载着使用移动终端MT的乘客行驶，由铁路运营商的主机服务器HS为所述移动终端MT中的每一个提供凭证VR，网络运营商或服务提供商在收取通信费用时将考虑所述凭证VR；
图2a是例如根据图1的通信系统，在该通信系统内将凭证VR从主机服务器HS直接传输到服务提供商SP，必要时则传输到网络运营商的收费中心CHC。
图2b为图2a所示的通信系统中用于针对由移动终端MT使用的通信服务发行凭证VR和收取通信费用的过程。
图3a是位于建筑物HH中的本发明通信系统，在该建筑物HH内，凭证VR从主机服务器HS传输到移动终端MT，再从那里传输到服务提供商SP或网络运营商的收费中心CHC；
图3b为图3a所示的通信系统中用于针对由移动终端MT使用的通信服务发行凭证VR和收取通信费用的过程。
图4a是例如上图之一所示的通信系统，在该通信系统中提供了无线电信标HB，通过该无线电信标HB可以确定登录到主机服务器HS的移动终端MT的位置；以及
图4b为在图4a所示的通信系统中用于针对由移动终端MT使用的通信服务发行凭证VR和收取通信费用的过程。
具体实施方式
图1示出了本发明的蜂窝移动无线网络PLMN的一部分，该PLMN具有若干位置区域LA1，…，LA8，…，每个位置区域具有至少一个小区LAX-ZY。在所示的部分内，若干条交通路线(特别是一条铁路线)正在运行，在该铁路线上载有许多乘客的铁路列车TH正在行驶。图1还示出了移动无线网络PLMN的各个单元，即，移动交换中心MSC、归属位置寄存器HLR、游客位置寄存器VLR、发送和接收站BTS以及相关联的控制单元BSC以及收费中心CHC。
在收费中心CHC中收集针对已递送的通信服务的收费信息或所谓的收费票证，并由相关的服务提供商SP收取费用，该SP具有计费中心，用于通常向订户或用户收取通信费用(参见[4]，第575页)。
图1还示出了铁路运营商在铁路列车TH内使用至少一个主机服务器HS，该主机服务器HS与乘客的移动终端MT进行无线通信并向他们提供凭证VR，该VR允许移动终端MT使用免费通信服务。这些凭证VR直接地或者经由移动终端MT间接地从主机服务器HS传输到移动网络PLMN的实例，优选为收费中心CHC，或者传输到服务提供商SP。随后向铁路运营商或主机收取为乘客或用户注册并且分配给例如其国际移动用户识别码(IMSI)的费用，并且优选地将该费用记录在中央主机服务器HSC中。
对于主机服务器HS，移动终端MS的定位特别重要。该定位可以自动地由通信系统的配置产生。如果主机服务器被集成到局域网中并且与移动终端MT交换数据，则该移动终端必然在局域网的区域中。然而，如果主机服务器HS经由移动无线电网络与移动终端MT交换数据，则优选地采取用于确定移动终端MT位置的措施。出于此目的，图4a的通信系统使用无线电信标，该无线电信标周期性地传输由移动终端MT接收的标识符，并允许主机服务器HS将移动终端MT的位置分配给相应的无线电信标。因此，主机服务器HS和移动终端MT可以位于不同的位置。
图1示出了通过将通常用于记账目的的用户的IMSI替换为铁路运营商的标识符，凭证VR的处理可以在整个处理链内的不同位置处进行。随后，使用此标识符向铁路运营商收取应计的通信费用。铁路运营商的标识符也可以是国际移动用户识别码IMSI(IMSI-H)，按照与处理链内的任何其他IMSI相同的方式对其进行处理。因此，可以以最小的努力在通信系统中实现该改变。凭证的传输可以以不同方式以及经由不同介质来完成。
凭证的发行和使用过程包括四个基本步骤(另请参见图2b、图3b或图4b)：
a)在主机服务器HS和移动终端MT之间建立无线通信链路，经由该无线通信链路，标识数据ID从移动终端MT传输到主机服务器HS。
b)在对标识数据ID进行评估和/或验证之后，主机服务器HS创建凭证VR，在该VR中至少注册了移动终端MT的标识数据ID和确定凭证VR有效性的时间段tVR。优选地，还记录主机服务器HS的标识符。
c)所创建的凭证VR将被直接或间接地传输到移动通信网络PLMN的运营商或服务提供商SP，该服务提供商SP为移动终端MT创建收费明细表。
d)最后，移动通信网络PLMN的运营商或服务提供商SP至少部分地向被分配给主机服务器HS的标识符的账户，收取用于在凭证VR中指示的时间段tVR期间已注册的移动终端MT的数据连接或呼叫连接的费用。
下面参考不同示例详细解释说明此过程。
图2a示出了在第一优选实施例中图1的通信系统，在该通信系统内，将凭证VR从主机服务器HS直接传输到服务提供商SP，可能传输到网络运营商的收费中心CHC。
图2a示出了在[5]“Bernhard Walke,Mobilfunknetze and ihre Protokolle，Band 1,B.G.Teubner Verlag，Stuttgart 2000，第3.17章，第339至341页”中描述的具有EDGE架构的移动无线电网络PLM，文献[5]为。EDGE(GSM演进的增强数据速率)架构在很大程度上对应于GPRS架构，但使用不同调制方案来实现更高数据速率。GSM分组数据服务GPRS(通用分组无线服务)在[5]第294至321页中进行了描述。网络转换功能在接下来的第322至325页中进行了描述。GPRS中的接口和参考点在[5]中第304页进行了描述。公知的GSM网络架构(请参见上文)由用于分组数据服务的三个网络元素扩展。网关GPRS支持节点(GGSN)用作与外部网络(IP网络/互联网)的接口。服务GPRS支持节点(SGSN)用于移动终端MT的功能支持。所有与GPRS相关的数据都存储在GPRS寄存器GR中，该GPRS寄存器GR是GSM-HLR的子集。经由无线电接口Um，移动终端MT可访问移动无线电网络。GPRS中的实际数据流量是经由SGSN处理的，而MSC仅用于信令。
本发明的通信系统还包括主机服务器HS以及软件应用、在主机服务器HS中实现的应用或应用APP-H、以及在移动终端MT中安装的应用APP-C。为了接收和使用凭证VR，在服务提供商SP处，优选在收费中心处，实现应用APP-SP。如果凭证VR由网络运营商接收并例如在收费中心CHC中使用，则在收费中心CHC那里提供应用APP-CHC。
MT移动终端可以由乘客在铁路列车TH上或车站的饭店中使用。因此，用户的休息室可以是移动的或静止的。因此，(静止的或移动的)主机服务器HS位于主机或铁路运营商的房间单元HE中。位于房间单元HE内的移动终端MT可以经由应用APP-C和APP-H(例如，经由WLAN或蓝牙)与主机服务器HS无线地联系和通信。
在开始已被提及的是，从EP2631152A1得知在移动无线网络中定位移动终端的过程。
公知的是，铁路运营商已经为移动终端MT提供了应用或应用程序，用于检索时刻表和购买票证。因此，本发明的应用APP-C优选地是这种已知应用的附加模块。为了购买票证，用户已经向铁路运营商注册过。因此，用户的标识数据被注册在移动无线电网络PLMN的归属位置寄存器HLR中以及铁路运营商的数据库中。对于以下示例，优选地使用已在归属位置寄存器HLR注册的身份(即IMSI)。可替换地，可以使用向铁路运营商注册的身份。
主机服务器HS可以是移动的或静止的，也可以是集中式或非集中式的。额外地，例如可以在建筑物或铁路列车中提供若干主机服务器，该主机服务器根据本发明的程序单独地工作。
主机服务器可以被集成在例如控制设备中，铁路列车乘务员可以使用这些设备检查票证。当检查票证时，可以从移动终端读取标识数据并且可以创建凭证。通过票证控制，可以同时进行免费使用通信服务的分配。这为铁路运营商和乘客提供了特别的优势，而无需付出额外努力。
在主机服务器HS和移动终端MT之间的通信期间，检索有效身份并将其包括在凭证VR中。额外地，确定其中凭证VR是有效的时间段tVR。上文描述了用于确定此时间段tVR的方法。
在上述实施例中，HS主机服务器已获知：MT移动终端位于铁路车厢内，并且因此有权接收免费的通信服务。如果主机服务器不知道移动终端MT的位置，该移动终端MT可能位于非集中的位置，则例如根据下面描述的过程来确定移动终端MT的位置。如果足够准确，则在移动无线电网络内进行定位也是可行的。
所创建的凭证VR或所创建的凭证VR列表优选地由铁路运营商使用公共密钥基础设施的私有密钥来签名(参见图2b)。通过使用私有密钥对凭证VR进行解码，服务提供商SP或收费中心CHC可以随后确定凭证VR是否有效。
在该示例中，凭证VR被传输到移动无线电网络PLMN的收费中心CHC，或者优选地被传输到服务提供商SP的计费中心。凭证VR的确认副本被传输到移动终端MT并被存储在那里。因此，用户可以稍后检查在时间段tVR内实际上未进行任何收费。在收费中心CHC或服务提供商SP的计费中心内，用于已在时间段tVR内针对移动终端MT注册的已注册通信费用的计费地址，将被改变为主机或铁路运营商的账户。
图2a示出了相应的账单<账单HSC>被传输到中央主机服务器HSC。可选的中央主机服务器HSC优选地管理凭证VR的分配、传送和计费。可以将由主机服务器HS发行的凭证VR传输到中央主机服务器HSC。然后，中央主机服务器HSC收集所有凭证VR，并以有序的方式，并可选地使用私有密钥进行签名，将它们传输到服务提供商SP，如果合适的话，传输到移动无线网络PLMN的收费中心CHC。
为了验证已传送的凭证VR，中央主机服务器HSC优选地发布序列号VRr，主机服务器HS将该序列号VRr分别输入到各凭证VR中。因此，这些序列号VRr也被传输到的中央主机服务器HSC或服务提供商SP，并可以由中央主机服务器HSC或服务提供商SP检查凭证VR是否有效。中央主机服务器HSC与主机服务器HS以及服务提供商SP之间的通信可以经由任何通信网络、经由移动电话网络GSM/GSM-R或经由互联网进行。
在接收到凭证VR或相应的确认VR之后，移动终端MT的用户可以使用通信网络PLMN的通信服务，并且建立到第三方DT、ST的数据连接或语音连接。
相应的收费TT被从交换中心(G)MSC传送到收费中心CHC，并由收费中心CHC将该收费TT与费用清单<收费SP>一起传输到服务提供商SP或直接传输到中央主机服务器HSC。在收费中心CHC或服务提供商SP中，计费地址如上所述那样被改变。服务提供者SP随后将费用清单<账单HSC>发送到中央主机服务器HSC。
图2b示出了在图2a所示的通信系统中用于针对由移动终端MT使用的通信服务发行凭证VR和收取通信费用的过程。
可选地，中央主机服务器HSC将首先将用于凭证VR的序列号VRr传输到主机服务器HS，以及传输到服务提供商SP用于验证。
随后，移动终端MT例如根据蓝牙协议或经由移动无线电网络，向主机服务器HS注册。然后，将数据从移动终端MT传输到主机服务器HS，标识数据ID优选地包括IMSI，可选地包括IMEI以及所使用的服务提供商的标识。此外，可以查询诸如电子票<eTicket>的存在的授权。此外，可以传输或确定位置数据。
在验证了数据和权限之后，为时间段tVR发行凭证VR，该VR优选地用私有PKI密钥进行签名，然后传输到服务提供商SP。时间段tVR由电子票<eTicket>确定，该电子票<eTicket>显示了乘客正在从苏黎世前往日内瓦。根据时刻表或时刻表计算机FPR，确定行程时间为下午15:03到17:45。因此，乘客在旅途中可以免费使用通信服务。例如可以通过主机服务器HS或中央主机服务器HSC检查行程时间，以便在延迟的情况下相应地调整凭证VR。
随后，通信费用通过话费单<TT>报告给收费中心，该收费中心又通过费用清单<收费SP>向服务提供商SP收取通信费用，检查优选地通过公共PKI密钥解码的费用和凭证VR，并将费用清单<账单HSC>发送到主机服务器HS，可选地传输到中央主机服务器HSC。
根据移动无线网络的协议来执行移动终端MT在移动无线网络PLMN中的注册以及连接的建立和终止。
图3a示出了安装在建筑物HH中的图1的本发明通信系统，在该通信系统中，凭证VR从主机服务器HS传输到移动终端MT，并且从移动终端MT那里传输到服务提供商SP或网络运营商的收费中心CHC。该传输根据限定的协议依序进行。优选地，凭证VR被集成到在移动终端MT向移动无线电网络PLMN注册期间或在建立连接期间进行交换的消息中。在这种情况下，从网络侧的移动终端MT的消息中提取凭证VR并使用。出于此目的，移动无线电网络PLMN的架构优选地具有应用APP-CHC，其导致在收费中心CHC中计费地址的改变。可替换地，将凭证VR从移动终端MT传输到服务提供商SP，在服务提供商SP中实现应用APP-SP。在移动终端MT中，针对每个协议栈，WLAN的协议栈和GSM协议栈，提供应用APP-C或APP-Cn，这允许经由相应的通信网络WLAN、PLMN进行通信。
GPRS协议栈在第5页的第308页中示出。因此，应用APP-Cn将在移动终端的应用层中实现，而应用APP-C将在SGSN的附加应用层中实现。
凭证VR还可以以其他方式从移动终端MT传输到服务提供商SP或收费中心CHC。例如，它们通过电子邮件或短消息传输。
图3a还示出了意图将主机单元HE安装在建筑物HH中，例如办公楼、公共建筑物或官方建筑物。因此，本发明普遍适用于任何移动或静止主机单元HE。即，图2a、图3a和图4a所示的通信系统的实施例可以可选地用于建筑物、交通运输工具或公共场所。本发明对于在移动主机单元HE中使用是特别有利的，在移动主机单元HE中，免费的WLAN访问经常提供不足的质量或需要复杂的安装。
图3b示出了图3a所示的通信系统中用于针对移动终端MT使用的通信服务发行凭证VR和收取通信费用的过程。
WLAN或移动无线电网络被用来在移动终端MT和主机服务器HS之间交换数据。用于凭证VR的时间段tVR是根据旅馆房间的预订持续时间来选择的，该预订持续时间可以从例如位于旅馆前台处的计算机RS中读取。检查例如旅馆预订<电子收据>中的标识数据和授权后，凭证VR被创建并传输到移动终端MT，并从移动终端MT那里传输到移动无线电网络PLMN。根据从2018年1月25日到2018年1月30日的预订，选择时间段tVR。因此，用户可以在其预订的时间段期间免费使用其服务提供商SP的通信服务。相应的费用将向旅馆运营商收取。
凭证VR优选地用旅馆的私有PKI密钥进行签名。但是，如果用户只是旅馆中的临时客人，则可以通过下面参考图4a描述的措施来确定移动终端MT的位置。图3a的示例示出了不必在每种情况下都确定位置数据，例如，如果主机服务器HS可以通过其他方式确定授权，例如基于旅馆中的预订。但是，在这种情况下，移动终端MT的注册是有利的，使得可以通过考虑预订和移动终端MT的注册来创建凭证VR。
在图3a的通信系统的实施例中，凭证VR将被传输到网络运营商，可选地被传输到收费中心CHC。将通过在其中实现了应用(APP)-CHC的责任实例(G)MSC或SGSN，提取凭证VR。结果，在话费单<TT>的创建期间或稍后在收费中心CHC处已经改变了账单地址。优选地，用户的IMSI-MT被替代为主机的IMSI-H。具有改变后的计费地址的费用清单<改变SP>将被发送到服务提供商SP或直接发送到主机服务器HS。如所提及的，凭证VR也可以由服务提供商SP处理。
如图2a和图4a所示，凭证VR也可以直接从旅馆的主机服务器HS传输到服务提供商SP。时间段tVR可以通过预订、或借助于无线电信标通过用户在旅馆中的存在时间来确定，如参考图4a所描述的。
图4a示出了本发明的通信系统的特别有利的实施例，该实施例可以毫无费力地实现在例如建筑物HH、铁路列车TH中、或甚至在公共土地上。在这种情况下，主机服务器HS经由移动无线电网络PLMN与安装的应用APP-C和APP-H的应用层上的移动终端MT进行通信。
因此，主机服务器HS可以安装在任何位置，例如在铁路运营商总部处。进一步示出用户可以是建筑物HH的来访者或铁路列车TH中的乘客。下面描述在安装应用APP-C之后，用户优选地向主机服务器HS注册。随后，经由APP-C应用，将用于免费使用通信服务的应用发送到主机服务器HS。主机服务器再次检查用户是否有权接收免费通信服务。这可以通过证明例如电子票的授权来完成，或通过证明移动终端MT在主机服务区域中的位置，即在建筑物HH中或在铁路列车TH中，来证明。
如果移动终端MT持有电子票或其他授权，则可以省去位置的确定。如果不存在其他授权，则在建筑物HH中或在铁路列车TH中确定移动终端MT的位置。这可以通过确定和传输GPS数据、或通过检查移动终端MT所注册到的传输和接收站BTSMT来完成。特别有利的，即简单的和精确的，移动终端MT的位置可以通过由主机在其服务区域内，例如在建筑物HH或铁路列车TH中，安装的无线电信标HB来确定。无线电信标，例如蓝牙或WLAN无线电信标，连续或周期性地广播由移动终端MT捕获并传输到主机服务器HS的身份或标识符BID。无线电信标HB例如由电池供电，并且可以在很长一段时间内自主执行其服务，而无需维护。无线电信标HB可以安装在天花板或墙壁上，并且几乎看不见。因此，可以以最小的努力和低成本来完成建筑物或铁路列车的改装。
主机服务器HS可访问其中记录有无线电信标HB的身份BID的寄存器。优选地，根据安装有无线电信标HB的车辆的车辆序号来选择无线电信标的身份BID。因此，移动终端MT将车辆标识与无线电信标身份BID一起传输，该车辆标识对于主机服务器是已经知道的或者可以从铁路运营商的铁道机车车辆清单确定。主机服务器，例如定期地，联系铁路网的管理铁路网的铁道机车车辆的服务器，并利用所报告的身份BID来检查无线电信标的存在，并优选检查对应铁路车辆的位置。
特别有利的是经由GPS数据的定位。从EP1862593A2中已知方法和设备，其允许以1m的精度确定铁路车辆的位置。因此，可以在线精确地确定铁路网络中行进的路线，和/或将该路线存储在数据库中并进行再次检索。因此，可以将由移动终端传输的GPS数据与铁路网络的行进路线的当前被记录或注册的GPS数据相关联，以确定移动终端MT是否已经沿着这样的路线移动。使用当前的行程数据或时刻表，还可以检查移动终端MT和铁路列车HT的位移之间的对应关系。以此方式，可以以最小的程序工作量、没有硬件成本、并且以确信用户是否正在使用主机的服务以及是否有权免费使用通信服务的确信性，作出确定。
因此，根据本发明，移动终端MT向主机服务器HS传输卫星数据或GPS数据一次或优选为多次，并且主机服务器HS将移动终端MT的这些GPS数据与以下内容进行比较：
a)当前确定的列车位置数据，和/或
b)铁路网络的已注册位置数据，
以确定移动终端MT的用户是否在沿着铁路网络的路线移动的铁路列车HT上。
例如，可以确定移动终端MT是否实际在本地区域移动，并且与当前正在铁路网络上运行的铁路列车HT以几乎恒定的偏移量移动。
如果用户在其应用APP-C上输入自己旅途的目的地并相应地通知主机服务器HS，则分配给当前使用的路线会更加容易。然后可以通过GPS数据确定起点。因此，旅途的起点和目的地以及当前时间对于主机服务器HS是已知的。以这种方式，可以验证用户不仅在所讨论的路线上旅行，而且还在使用主机的服务而不是竞争对手的服务。例如，如果两个铁路运营商X、Y在不同时间提供从A到B的运输，则基于旅途的时间数据和相应时刻表数据可以确定从A到B的旅途，并且还可以确定服务提供商X或Y。根据本发明的方法，可以确定用户所使用的交通运输工具或旅行路线和/或服务提供商。在注册之后继续在后台运行的移动终端MT的应用APP-C可以根据指定的方案或者在主机服务器HS的请求下传输GPS数据，使得确保足够GPS数据的确定。如果移动终端的位置在服务提供商的服务区域中静止一定时间段，则可以通过GPS数据精确确定该位置。因此，针对已经基于GPS数据验证了对应移动或静止位置、并由此验证了其相应授权的MT移动终端，可以授权该MT移动终端免费使用通信服务，。
通过使用GPS数据，可以避免使用无线电信标。
图4b示出了在停留期间，在图4a所示的通信系统中用于针对可以由移动终端MT免费使用的通信服务发行凭证VR以及收取通信费用的过程。
用斜线箭头示出了移动终端MT和主机服务器HS经由移动无线电网络PLMN彼此通信。经由移动无线电网络PLMN，移动终端MT向主机服务器HS注册。出于此目的，优选地传输IMSI、IMEI和负责服务提供商SP的标识符。
在主机的建筑物HH或铁路列车TH中，优选地安装多个无线电信标HB，该无线电信标HB覆盖整个房间并且周期性地发出带有其标识符BID的信号。移动终端MT接收此标识符BID或可替换地接收GPS信号，并且将其标识数据ID与标识符BID、无线电信标和/或GPS数据一起传输到主机服务器HS。
主机服务器HS基于所传输的无线电信标HB的标识符BID或通过GPS数据，优选地多次验证移动终端MT的位置，并且生成在指定区域中停留时间段tVR的凭证VR，该凭证VR被传输到服务提供商SP，并且优选地以副本的形式传输到移动终端MT。可以根据上述措施中的一个再次确定时间段tVR。例如，在一定时间例如几分钟内没有无线电信标HB的标识符BID从移动终端MT传输之后，时间段tVR结束。另外，可以提供预运行和/或后运行或公差范围。
举例说明了移动终端MT的注册，其中标识符BID的传输在15:03发生，以及无线电信标HB的标识符BID的传输在17:45结束。在此示例中，用户此时从苏黎世旅行前往日内瓦，如图2a的示例所述。因此，可以基于用户在铁路列车HT中的存在进行用户的授权，该用户的存在是通过处理无线电信标HB的信号，可选地是通过将时刻表考虑在内或通过检查从苏黎世到日内瓦的电子票。
配备电池的无线电信标HB的安装特别容易。可替换地，无线电信标HB可以连接到电源网络，其可以优选地被接通或关闭。如果铁路列车停车在旁轨上且未使用，则无线电信标HB优选地被关闭。但是，如果没有关闭无线电信标HB，则主机服务器HS可以从铁道机车车辆的规划确定相应铁路列车TH不在服务中，并且其无线电信标HB的BID并不指示允许接收免费通信服务。在其他优选实施例中，无线电信标HB优选的是经由无线接口可编程的，使得可以可选地改变BID标识符。使用智能无线电信标HB也是有利的，该智能无线电信标HB配备有传感器并且可以根据传感器信号的存在来传输不同BID码。例如。如果在较长时间段内未感知到任何光学信号或声音信号，则无线电信标将进入睡眠模式。每隔一段时间检查光学信号或声音信号的存在，并将无线电信标重置为活动状态。这样可以节省能源并节省电池。
所收集的用于用户在从苏黎世到日内瓦的旅途中使用的通信服务的收费票TT，随后在收费中心CHC中进行评估，并且通过将凭证VR考虑在内向服务提供商SP收费，服务提供商SP又向主机服务器HS收取移动终端MT使用的通信服务的费用。

Claims (15)

1.用于用户的至少一个移动终端(MT)的通信方法，所述通信方法适用于建立经由至少一个移动通信网络(PLMN)到数据终端(DT)或到语音终端(ST)的数据连接或呼叫连接，以及适用于与主机的主机服务器(HS)进行无线通信，其特征在于
a)在所述主机服务器(HS)和所述移动终端(MT)之间建立无线通信链路，标识数据(ID)经由所述无线通信链路从所述移动终端(MT)传输到所述主机服务器(HS)；
b)所述主机服务器(HS)创建凭证(VR)，在所述凭证(VR)中注册至少所述标识数据(ID)和时间段(tVR)，以及优选注册所述主机服务器(HS)的标识符；
c)所述凭证(VR)被传输到所述移动通信网络(PLMN)的运营商或传输到服务提供商(SP)，所述运营商或服务提供商为所述移动终端(MT)准备收费明细表；以及
d)所述移动通信网络(PLMN)的运营商或所述服务提供商(SP)基于所述凭证(VR)，将用于在所述凭证(VR)中指示的时间段(tVR)期间已注册的所述移动终端(MT)的数据连接或呼叫连接的通信费用，至少部分地记账到被分配给所述主机服务器(HS)的所述标识符的账户。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中实施主机应用(APP-H)的静止或移动主机服务器(HS)以及其中实施客户端应用(APP-C)的移动终端(MT)，在WLAN、移动无线网络的应用层上进行通信，或经由光学接口传输数据。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，传输到主机服务器(HS)的标识数据(ID)包括
a)与移动终端(MT)或用户相关联的标识符(IMEI，IMSI)，和/或
b)位置数据或/或主机标识符，和/或
c)被分配给服务提供商(SP)的标识符，和/或
d)时间戳，
在验证或注册上述标识数据(ID)后，创建凭证(VR)。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，提供传输由移动终端(MT)捕获的无线电信标标识(BID)的无线电信标(HB)，和/或移动终端(MT)接收GPS信号，以及移动终端(MT)将无线电信标标识(BID)和/或GPS数据传输到主机服务器(HS)，所述主机服务器(HS)使用无线电信标标识(BID)和/或GPS数据作为位置数据，并且如果移动终端(MT)的位置在主机的预定服务区域内，主机服务器(HS)创建凭证(VR)。
5.根据权利要求1-4中的一项所述的方法，其特征在于，
a)主机服务器(HS)将所述凭证(VR)单个或批量地传输到所述移动通信网络(PLMN)的运营商或传输到所述服务提供商(SP)，或
b)所述凭证(VR)被从所述主机服务器(HS)传输到所述移动终端(MT)，并从所述移动终端(MT)传输到所述移动通信网络(PLMN)的运营商或传输到所述服务提供商(SP)。
6.根据权利要求1-5中的一项所述的方法，其特征在于，所述主机服务器(HS)在验证以电子方式存储在移动终端(MT)中的授权的存在之后发行所述凭证(VR)，所述授权诸如是购买的电子证据。
7.根据权利要求1-6中的一项所述的方法，其特征在于，所述主机服务器(HS)在重复询问所述标识数据(ID)和/或位置数据之后，发出所述凭证(VR)，所述重复询问优选地在所述时间段(tVR)的开始或结束时和/或进入和离开被分配给所述主机服务器(HS)的房间或服务区域时。
8.根据权利要求1-7中的一项所述的方法，其特征在于，所述主机服务器(HS)根据以下来限定所述时间段(tVR)
a)根据与所提供的服务有关的时间段，诸如从管理计算机(VR)检索的时间段；或
b)根据所述移动终端(MT)的登录和所述移动终端(MT)的注销之间的时间段，所述移动终端(MT)的登录优选地在进入被分配给所述主机服务器(HS)的房间时，所述移动终端(MT)的注销优选地在离开被分配给所述主机服务器(HS)的房间时；或
c)通过考虑为所述移动终端(MT)的用户存储的存在时间；或
d)根据所述移动终端(MT)的位置位于所述主机的服务区域中的时间段。
9.根据权利要求1至8中的一项所述的方法，其特征在于，所述移动终端(MT)的所述用户在其移动终端(MT)上下载和实施所述客户端应用(APP-C)，并且在建立到所述主机服务器(HS)的所述主机应用(APP-H)的连接之后，通过转发标识数据(ID)在所述主机服务器(HS)处进行第一登录，并且所述主机服务器(HS)注册所述用户或所述移动终端(MT)，以及仅为已注册的用户或已注册的移动终端(MT)发行凭证(VR)，所述标识数据(ID)诸如是被分配给所述移动终端(MT)或被分配给所述用户的标识符(IMEI，IMSI)。
10.根据权利要求1至9中的一项所述的方法，其特征在于，所述服务提供商(SP)或所述移动通信网络(PLMN)的运营商使用允许从自移动终端(MT)接收的消息中提取所述凭证(VR)的应用(APP-SP；APP-O)。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述服务提供商(SP)或所述移动通信网络(PLMN)的运营商在接收到所述凭证(VR)之后，将用于通信费用的账单的接收者的身份替代为集中式主机服务器(HSC)的标识符或所述主机服务器(HS)的标识符，所述通信费用是用于在所述凭证(VR)中指示的时间段(tVR)期间已注册的移动终端(MT)的数据连接或呼叫连接的通信费用。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，被分配给所述移动终端(MT)的所述用户的标识符(IMSIMT)在所述凭证(VR)中指示的时间段(tVR)内被转换为所述集中式主机服务器(HSC)的标识符(IMSIH)或所述主机服务器(HS)的标识符。
13.一种通信系统，适用于执行根据权利要求1至12中的一项所述的通信方法。
14.根据权利要求13所述的通信系统，其特征在于，提供了用户的至少一个移动终端(MT)以及至少一个本地主机服务器(HS)，所述至少一个移动终端(MT)适用于建立经由至少一个移动通信网络(PLMN)到数据终端(DT)或到语音终端(ST)的数据连接或呼叫连接，并且在所述至少一个移动终端(MT)中实施客户端应用(APP-C)，在所述至少一个本地主机服务器(HS)中实施主机应用(APP-H)，以及通过所述主机应用(APP-H)
a)标识数据(ID)能够经由所述客户端应用(APP-C)从所述移动终端(MT)传输到所述主机服务器(HS)；
b)能够发行凭证(VR)，在所述凭证(VR)中注册至少所述标识数据(ID)和时间段(tVR)，以及优选注册所述主机服务器(HS)的标识符；
c)所发行的凭证(VR)可传输到所述移动通信网络(PLMN)的运营商或可传输到服务提供商(SP)，所述运营商或服务提供商(SP)为所述移动终端(MT)准备收费明细表；以及
d)所述移动通信网络(PLMN)的运营商的设备或所述服务提供商(SP)的设备被设计为基于所述凭证(VR)，将用于在所述凭证(VR)中指示的时间段(tVR)期间已注册的移动终端(MT)的数据连接或呼叫连接的费用，至少部分地记帐到被分配给所述主机服务器(HS)的所述标识符的账户。
15.根据权利要求13或14所述的通信系统，其特征在于，提供了发出所述移动终端(MT)可检测的信标标识的WLAN信标(HB)，特别是蓝牙信标，和/或所述移动终端(MT)被设计为接收GPS信号，以及所述信标标识和/或GPS数据从所述移动终端(MS)可传输到所述主机服务器(HS)，其中基于所述信标标识和/或所述GPS数据位置数据，能够确定用于所述移动终端(MT)的位置数据，并且能够基于所确定的位置数据发行凭证(VR)。
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