CN1130942C - 授权接入网络的方法,和相关的移动无线系统与简化电话 - Google Patents

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Abstract

本发明包括一个授权简化移动电话接入蜂窝移动无线网络的方法，简化移动电话的特别简化方面是不包含接收用户识别模块的读入器。根据本发明，通过一个服务初始化阶段可以接入网络(1)，在该阶段期间一个网络(1)的用户(30)向网络(1)提供表示特定于简化移动电话(4)的序列号的数据和以可以从简化移动电话(4)呼叫的预定电话号码为特征的数据，在网络的服务器(2)的数据库中，所有数据被存储在与简化移动电话(4)相关的一个专有目录中。

Description

授权接入网络的方法， 和相关的移动无线系统与简化电话
本发明涉及简化移动电话接入蜂窝移动无线网络的方法，实现该方法的移动无线系统和简化电话，其中简化移动电话的特别简化方面是不包含接收用户识别模块的读入器。
目前，只要装入网络经营商或其经销商提供的，包含关于用户的信息的用户识别模块，移动电话便可以在特定的蜂窝网络中使用。在不对全欧GSM网络作出限制的情况下，用户识别模块(SIM)具有符合ISO标准格式要求的智能卡或插入到移动电话的读入器中的微型卡的形式。存储在SIM卡中的数据允许电话向网络报出其身份。如果网络识别出卡中存储的数据，在被称作“登录”的阶段结束时授权该用户使用网络，尤其是允许发出呼叫，并且可以接收通过网络路由过来的呼叫。
SIM卡，或者更概括地，用户识别模块的一个优点是允许模块的拥有者通过适于接收模块的任意移动终端接入网络。
但为了防止任何人在没有得到用户授权的情况下使用移动电话，当配有SIM卡的移动电话开机时一个特殊的授权过程强制用户输入一个特定的代码(PIN)。换言之，如果用户输入错误的代码，移动电话不能登录到蜂窝网络上。
拥有移动电话的个人的数量近来迅速增长。但这些人多数处于预定的年龄段内。能够与某人联系或者可以在任何时间联系的好处应当不区分年龄地被所有人接受，尤其是对于那些年少的儿童孩子。
但在这种情况下，现有的移动电话具有以下缺点：
-在第一次使用电话之前装入SIM卡可能比较困难，尤其是在使用微型SIM卡的情况下。
-上述授权过程对某些用户也可能是复杂的，例如对年少的儿重。当然也可以关闭该过程，但会丧失安全性。
-有必要能够控制儿童打出的电话，尤其是因为明确的费用因素，并且能够限制从该电话打出电话的次数。某些运营商通过提供包含具有有限数量入口的号码表的卡允许进行这种控制，因而儿童只能用受到限制的电话号码打电话。
-最后，目前可用的电话除了操作复杂之外，用户购买费用也较高。因而父母显然难以为所有孩子购买一个便携电话。
本发明的目标是通过提出一个授权简化电话接入蜂窝移动无线网络的方法来解决上述问题，该电话特别简化的方面是不包含用户识别模块。
至此，本发明提供了一个授权接入公共无线网络的方法，该方法的特征在于包含以下阶段：
-一个服务初始化阶段，在该阶段期间一个网络用户向网络提供表示特定于简化移动电话的序列号的数据和以预定电话号码为特征的数据，其中上述简化移动电话适于在没有用户识别模块的情况下在网络中工作，并且包含呼叫上述预定电话号码的装置，所有上述数据被存储在网络中；
-一个上述简化移动电话登录到上述网络，连接上述服务，自动向网络无线发送表示序列号的数据和表示服务号的第一代码的阶段，网络连接到服务并且比较表示序列号的接收数据和表示序列号的存储数据，在匹配的情况下授权登录并且向简化移动电话无线发送一个授权码，上述授权码也可以被存储在网络中；
-一个上述简化移动电话被用来发出呼叫并且激活上述呼叫预定电话号码的装置，导致向网络无线发送用于连接到上述服务、表示服务号的第一代码，上述授权码和表示被叫号码的第二代码的阶段，网络连接到服务并且把授权码和接收的第二代码与网络中存储的数据和授权码相比较，在匹配的情况下对呼叫发出授权。
本发明也提供了一个包含公共移动无线网络的移动无线系统，该系统的特征在于包含：
-一个适于在没有用户识别模块的情况下在网络中工作，并且包含呼叫预定电话号码的装置的简化移动电话；
-一初始服务的装置，通过该装置一个网络用户向网络提供表示特定于上述简化移动电话的序列号的数据和以上述预定电话号码为特征的数据，其中所有上述数据被存储在网络中；
-一特定于上述简化移动电话、向网络无线发送表示序列号的数据和表示要连接到上述服务的服务号的第一代码的自动发送装置；
-特定于网络的第一装置，在连接到服务后，该装置比较表示序列号的接收数据和表示序列号的存储数据，在匹配的情况下授权简化移动电话登录，向简化移动电话无线发送一个授权码，并且在网络中存储该授权码；
-特定于上述简化移动电话、在激活上述呼叫预定电话号码的装置后向网络无线发送用于连接到上述服务、表示服务号的第一代码，授权码和表示被叫号码的第二代码的装置；
-特定于网络、在连接到服务后把授权码和接收的第二代码与网络中存储的数据和授权码相比较，并且在匹配的情况下对呼叫发出授权的第二装置。
本发明还提供了包含在蜂窝移动无线网络中登录并且发出呼叫的无线信号发送装置和输入预定电话号码的装置的简化移动电话，该电话的特征在于具有其特定的序列号，在登录期间上述发送装置发送包含一个表示上述序列号的数据和表示服务号的第一代码的无线信号，并且还包含存储网络在登录后发送的授权码的装置，在呼叫上述预定电话号码期间上述发送装置发送一个包含第一代码，授权码和表示预定电话号码的第二代码的无线信号。
通过下面的描述可以更好地理解本发明及其优点，其中参照附图进行描述，其中：
-图1是示出基于本发明的蜂窝移动无线系统的各种部件的图例；
-图2示出了基于本发明的方法的一个实施例中的初始化阶段的步骤；
-图3示出了基于本发明的方法的一个实施例中的简化电话登录阶段的步骤；
-图4示出了基于本发明的方法的一个实施例中的简化移动电话发出呼叫阶段的步骤和计费阶段的步骤。
参照图1，一个基于本发明的移动无线系统包含一个蜂窝网络1，例如一个GSM网络，一个要连接的或者在网络1中包含的服务器2，一个适于在蜂窝网络中进行登记的标准移动电话3和一个简化移动电话4。
“简化移动电话”是指适于在没有用户识别模块的情况下在蜂窝网络1中操作的移动电话，该电话与包含一个可以插入特定于用户的识别模块30的读卡器(未示出)的标准移动电话3相反。在后续描述中，用户及其识别模块30的称呼可以互换使用。在特定于移动电话的存储器中存储移动电话4的操作所需要的所有无线参数。
移动电话4的另一个简化方面是只能呼叫有限的电话号码集合，例如图1中由三个号码构成的集合。因而电话4的键盘可以被减少到键40的数量对应于至少可被呼叫的号码的数量。
简化移动电话4还包含：
-发送无线信号的装置，其中包含一个天线41；
-一个微型话筒42和一个耳机44。
尽管对于实现本发明是不必要的，但简化移动电话4也可以包含一个显示屏幕43。
根据本发明，通过标准移动电话3的用户30执行一个特殊的服务初始化阶段来允许简化移动电话4接入网络1，在该阶段期间用户向网络1提供表示特定于简化移动电话4的序列号、诸如其IMET(国际移动站设备标识)的号码，和以简化移动电话4可以呼叫的各个电话号码为特征的数据。在服务器2的数据库中数据被存储在一个与简化移动电话4相关的专有目录中。
图2是示出上述初始化阶段的步骤的图例。这些步骤被组合成两个阶段：被称作“连接服务阶段”的第一阶段和更新专有目录的第二阶段。
为了使用标准移动电话3连接服务，用户30必须首先输入一个表示与服务器2相关的服务号的号码(步骤50)。接着，为了安全，用户最好必须输入一个密码(步骤51)。如果密码正确，提示用户30输入表示简化移动电话4的序列号的数据(TMEI)(步骤52)。这个数据被无线发送到网络并且被存储到服务器2的数据库中(步骤53)。接着提示用户30输入以可以从简化移动电话4呼叫的各个电话号码J为特征的数据(步骤54)。在图1的例子中，用户30可以使一个指定电话号码与简化电话4的三个键40中的各个键相关联。这个数据也被存储在服务器2的数据库中(步骤55)。当用户30希望输入一个可以呼叫的新号码时步骤52-55被重复许多次(步骤56)。在更新涉及简化移动电话4的专有目录的处理结束时，最好有一个允许用户检查发送的所有数据是否正确的确认步骤(步骤57)。如果用户希望初始化另一个简化移动电话，则重复步骤52-57(步骤58)，以便建立或更新与另一个简化电话相关的专有目录。
用户30当然可以通过不同于其移动电话4的电信设备，例如通过与PSTN相连的电话或互连网进行这个初始化阶段。
当完成初始化阶段时，简化电话4可以接入网络1。当开机时，与其它标准移动电话类似，简化电话4首先登录到网络1上。但由于电话4没有用户识别模块，其使用的处理过程不同于如GSM建议规定的标准移动电话的登录过程。下面参照图3描述基于本发明的登录阶段。
在登录阶段期间，简化电话4向网络无线发送表示其序列号的数据(IMEI)和表示服务的代码S，以便允许连接到服务器2(步骤60)。在连接到服务器2后，网络1可以在服务器2的数据库中检查接收的数据(IMEI)是否对应于专有目录中存储的数据，或者在一个公共目录中检查服务是否适用于所有操作人(步骤61)。如果没有发现匹配，则拒绝登录到网络(步骤63)。如果发现匹配，则授权登录到网络并且网络1向简化移动电话4发送一个存储在网络和简化电话4的存储装置(未示出)中的授权码A(步骤62)。在第一个实施例中，授权码A对应于IMEI。授权码也可以是一个由网络产生并且从一组不对应于网络1的任何用户的代码中随机选择或者对应于用户30的一个标识的临时代码。
在前一阶段期间，在移动电话4请求登录到网络之后，以下述方式在网络1中进行路由：移动电话4所位于的小区内的网络1的基站10向站控制器11发送登录请求，该请求包含移动电话4发送的数据(IMEI)。控制器接着向移动交换中心(MSC)12传递该请求。MSC呼叫服务器2，尽管在普通情况下应当向一个原籍位置寄存器(HLR)13或一个访问位置寄存器(VLR)14发送请求。MSC检查服务器2的数据库以确定是否有一个与接收的IMEI相关的目录。在恰当的情况下，使用相反的路由向移动电话4发送授权码A。
但在不偏离本发明范围的情况下也可以考虑网络1中的其它路由。具体地，可以使用诸如移动电话3的标准移动电话在登录到网络时通常使用的路由，在这种情况下控制器12在原籍位置寄存器13和访问位置寄存器14中搜寻与接收的IMEI相关的目录。这预示服务2要事先更新寄存器13和14。
注意，如GSM网络中所规定的，由于服务器12存储了简化移动电话4在进行登录时所位于的小区，或者由于寄存器13或14已经存储了该信息，所以当简化移动电话4正在使用网络时，这个登录过程允许网络存储关于简化移动电话4的位置的信息。
每当简化移动电话4改变网络中的小区时，更新服务器12或寄存器13或14中的数据。可以在呼叫期间或者在待机模式下进行更新(例如使用GSM建议中的上述位置更新过程)。这个更新机制使用与结合登录服务过程或在简化电话关机后执行的过程所描述的路由相同的信息路由。
当移动电话4已经接收到来自网络1的授权码A时，该电话已经可以发出呼叫。参照图4描述的使用移动电话4发出呼叫的阶段包含连接服务的步骤和路由到被叫电话号码的步骤。
-连接到服务(步骤70)：
当移动电话4的用户按下电话上的按键40中的一个键(图1)时，表示与服务器2相关的服务的代码S，前面网络在例如登录阶段期间发送的授权码A，与已经按下的按键40相关的代码Q和被叫号码被无线发送到网络1。
-路由到被叫号码：
接着网络进行一系列的比较以便进行路由：首先(步骤71)，使用接收的授权码A确定服务器2的数据库是否包含一个对应于移动电话4的专有目录。如果没有，不能建立呼叫。如果找到对应目录，则网络使用接收的代码Q确定在数据库的专有目录中是否有一个对应于已经按下的按键40的电话号码(步骤72)。如果没有，则拒绝建立呼叫；如果找到电话号码，则可以建立呼叫(步骤73)。
在本发明的一个最优实施例中，处理过程还包括一个向用户30的账号发送计费信息的阶段。参照图4，在简化移动电话4发出各个呼叫后，这个阶段可以取出初始化服务的用户的标识以便检索出建立的所有呼叫(步骤74)，并且对用户30的账号进行计费，例如以月为间隔(步骤75)。
至此所描述的内容均涉及授权简化移动电话4接入网络1以便能够登录到网络并对有限的号码集合发出呼叫。
现在考虑简化移动电话也可以被呼叫的可能性。由于一旦移动电话4登录到网络上，网络便知道了该电话的位置，所以呼叫电话4是可能的。
在本发明的第一实现中，简化移动电话4不可以直接接收入线呼叫，但只可以接收关于其可以呼叫的有限电话号码集合中希望与其联系的号码拥有人的指示信息。在这种情况下，希望与简化移动电话4的用户联系的个人连接到服务器2提供的服务并且输入表示简化移动电话4的IMEI。网络1可以确定移动电话4最近登录的网络的小区。如果找到小区，则网络1向简化移动电话4发送一个包含涉及主叫方的数据的服务消息或SMS-PP(点对点短消息)消息。当接收到这种消息，并且该电话有一个显示屏幕时，简化移动电话4可以显示消息以便告诉移动电话4的用户应当呼叫希望与其联系的某个人。如果没有显示屏幕，可以使与主叫方电话号码相对应的按键40不断闪烁。闪烁对于儿童是非常实际的，儿童只需要按下不断闪烁的按键就可以呼叫希望与其联系的人。
在本发明的一个最优实施例中，简化移动电话4可以直接从网络1接收一个入线呼叫。这种情况下产生的主要问题是诸如GSM网络的蜂窝移动无线网络只通过在一个专用寻呼信道(PCH)上发送一个特定的包含IMSI(国际移动用户标识)的消息便可以向移动电话发送呼叫。由于没有用户识别模块，所以简化移动电话4没有IMSI。解决该问题的第一种尝试是使用一个空IMSI码，其中在简化移动电话的生产期间或在其销售点从一列不对应于任何真实用户的IMSI的代码中选出上述空IMSI码。任何这种利用许多必须产生的空码的解决方案的限制均是明显的。因而有必要找到另一种向移动电话4引导呼叫并且不必改变寻呼消息结构或产生大量空IMSI码的问题解决方案。
本发明提出的第一解决方案包括：
-在电话生产期间在简化移动电话4的存储器中存储一列n个，例如10个与IMSI码具有相同结构的特殊代码，网络1已知这些代码并且对于所有可以接入网络1的简化移动电话，这些代码均相同，
-从这些代码中为移动电话4分配m个，例如4个代码构成的一个特定并且唯一的序列(m＜n)。
为了把呼叫路由到简化移动电话4，需要网络完成的全部工作是通过简化移动电话4所位于的小区的PCH发送一个由m个连续消息(这里m＝4)构成的标识，每个消息均传递基于根据分配给简化移动电话4的序列的IMSI码。接着简化移动电话4可以识别其本身的序列并且响应呼叫。对于这种解决方案，网络可以把呼叫路由到Cn m个单独的简化电话，每电话均具有其自身的，基于相同空代码列的唯一序列。
本发明提供的第二解决方案是在简化移动电话4的生产期间或在其销售点为其分配一个空IMSI码。代码可以被不同的简化电话共用。在呼叫消息中可以使用一个由空IMSI码和IMEI码组合构成的标识。与前一个方案相比，第二个方案更易于实现，并且允许更快速地路由呼叫。
第三个解决方案是在呼叫消息中直接使用终端4的IMEI号。这个方案的好处是为了允许使用服务不需要产生任何附加的数据。

Claims (16)

1.一种授权接入公共无线网络(1)的方法，该方法的特征在于包含以下阶段：
-一个服务初始化阶段(50至58)，在该阶段期间一个网络(1)的用户(30)向网络提供表示特定于简化移动电话(4)的序列号的数据(IMEI)和以预定电话号码为特征的数据(Q)，其中上述简化移动电话适于在没有用户识别模块的情况下在网络中工作，并且包含呼叫上述预定电话号码的装置(40)，所有上述数据(IMEI，Q)被存储在网络(1)中；
-一个上述简化移动电话(4)登录到上述网络，连接上述服务，自动向网络无线发送表示序列号的数据(IMEI)和表示服务号的第一代码(S)的阶段(60-62)，网络连接到服务并且比较表示序列号的接收数据和表示序列号的存储数据，在匹配的情况下授权登录并且向简化移动电话(4)无线发送一个授权码(A)，上述授权码(A)也被存储在网络(1)中；
-一个上述简化移动电话(4)被用来发出呼叫并且激活上述呼叫预定电话号码的装置(40)，导致向网络(1)无线发送用于连接到上述服务、表示服务号的第一代码(S)，上述授权码(A)和表示被叫号码的第二代码(Q)的阶段(70-73)，网络(1)连接到服务并且把授权码(A)和接收的第二代码(Q)与网络(1)中存储的数据和授权码相比较，在匹配的情况下对呼叫发出授权。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于在登录阶段期间网络(1)向简化移动电话(4)发送的授权码(A)对应于表示序列号的数据(IMEI)。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于在登录阶段期间网络(1)向简化移动电话(4)发送的授权码(A)对应于简化移动电话中存储的一个临时码。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于临时码对应于用户(30)的一个标识。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于从不对应于任何用户的预定代码列表中随机选出临时码。
6.如前面任何一个权利要求所述的方法，其特征在于还包括一个向上述用户(30)的账号发送计费信息的阶段(74-75)。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于上述初始化阶段包括从一个具有与上述用户(30)相关的识别模块的标准移动电话(3)向网络(1)无线提供上述数据的步骤。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于包含下面使用标准移动电话(3)的输入装置(31)执行的步骤：
-输入(50)表示服务号的号码(S)，以便连接到上述服务；
-输入(51)一个密码；
-输入(52)表示特定于简化移动电话的序列号的数据(IMEI)；
-输入(55)预定电话号。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括一个使用网络存储关于上述简化移动电话(4)的位置的信息的阶段。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于还包括一个使用简化移动电话(4)接收一个入线呼叫的阶段，在此期间网络(1)通过一个呼叫信令信道向简化移动电话发送一个包含特定于上述简化移动电话(4)的标识的无线信号。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于上述标识包括m个连续消息，每个消息均通过特定于简化移动电话(4)的一个序列传递一个预定代码。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于由从n个代码构成的预定列表中选择m个代码构成上述序列。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于由一个预定代码和表示特定于简化移动电话的序列号的数据(IMEI)组合构成上述标识，并且通过呼叫信令信道上的单独一个消息传递该标识。
14.如权利要求10所述的方法，其特征在于上述标识是表示特定于简化移动电话(4)的序列号的数据(IMEI)，并且通过呼叫信令信道上的单独一个消息传递该标识。
15.一种包含公共移动无线网络(1)的移动无线系统，该系统的特征在于包含：
-一个适于在没有用户识别模块的情况下在网络(1)中工作，并且包含呼叫预定电话号码的装置(40)的简化移动电话(4)；
-一初始服务的装置(3)，通过该装置一个上述网络(1)的用户(30)向网络提供表示特定于上述简化移动电话(4)的序列号的数据(IMEI)和以上述预定电话号码为特征的数据(Q)，其中所有上述数据(IMEI，Q)被存储在网络(1)中；
-一特定于上述简化移动电话(4)、向网络无线发送表示序列号的数据(IMEI)和表示要连接的上述服务的服务号的第一代码(S)的自动发送装置(41)；
-包含在网络服务器(2)中的第一软件，在连接到服务后用于比较表示序列号的接收数据(IMEI)和表示序列号的存储数据，在匹配的情况下授权简化移动电话(4)登录网络，向简化移动电话(4)无线发送一个授权码(A)，并且在网络(1)中存储该授权码；
-特定于上述简化移动电话、在激活上述呼叫预定电话号码的装置(40)后向网络无线发送用于连接到上述服务、表示服务号的第一代码(S)，授权码(A)和表示被叫号码的第二代码(Q)的发送装置(41)；
-包含在网络服务器(2)中的第二软件，在连接到服务后把授权码和接收的第二代码与网络中存储的数据和授权码相比较，并且在匹配的情况下对呼叫发出授权。
16.一种包含在蜂窝移动无线网络中登录并且发出呼叫的无线信号发送装置(41)和输入预定电话号码的装置(40)的简化移动电话，该电话的特征在于具有其特定的序列号(IMEI)，在登录期间上述发送装置发送包含一个表示上述序列号的数据和表示服务号的第一代码(S)的无线信号，并且还包含存储网络在登录后发送的授权码(A)的装置，在呼叫上述预定电话号码期间上述发送装置发送一个包含第一代码(S)，授权码(A)和表示预定电话号码的第二代码(Q)的无线信号。
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