DE102017002795A1

DE102017002795A1 - Verfahren zur Multi-APN Kommunikation

Info

Publication number: DE102017002795A1
Application number: DE102017002795.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Schnellinger
Original assignee: Giesecke and Devrient Mobile Security GmbH
Current assignee: GIESECKE+DEVRIENT MOBILE SECURITY GERMANY GMBH, DE
Priority date: 2017-03-22
Filing date: 2017-03-22
Publication date: 2018-09-27

Abstract

Die Erfindung schafft ein Verfahren und ein M2M Gerät umfassend Telematik-M2M-Modul und eUICC, wobei in betreffend das eUICC Single-APN fähigen Mobilfunknetzwerken nur entweder eine Telematik-M2M-Modul Netzwerk-Verbindung oder eine eUICC Netzwerk-Verbindung betrieben wird, und im Fall einer bereits bestehenden Netzwerk-Verbindung der Aufbau einer weiteren Netzwerk-Verbindung verhindert wird.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kommunikation in einem Mobilfunknetz mittels eines Geräts, das mehrere APNs parallel benötigt, beispielsweise eines M2M Moduls, speziell eines Telematik-Moduls, in einem Fahrzeug.
Stand der Technik
Ein mobilfunkfähiges Endgerät (im englischsprachigen Raum verbreitet als „Mobile Device“ bezeichnet) (z.B. Smartphone oder Mobiltelefon) stellt über den APN (Access Point Name) eine Datenverbindung zum GGSN des Mobilfunkanbieters her (GGSN = Gateway GPRS Support Node; mit GPRS = General Packet Radio Service, entsprechend dem paketorientierten Datenübertragungsdienst im GSM-System). Der APN ist ein DNS-Hostname (DNS = Domain Name System) im GPRS-Backbone-System und ist vergleichbar aufgebaut wie eine Webadresse im Internet, z.B. „www.vodafone.de“ etc. Die Bezeichnung APN wird auch in den Nachfolgenetzwerken von GSM (2G), nämlich UMTS (3G) und LTE (4G), verwendet.
Moderne M2M Geräte („Devices“) in Fahrzeugen (Kraftfahrzeugen) haben ein Telematik-M2M-Modul und ein Telekommunikation eUICC (eUICC = embedded Integrated Universal Circuit Card), die beide an ein Modem des M2M Geräts angeschossen sind. Sie erlauben so zwei getrennte Netzwerkverbindungen nach außen. Mit dem Telematik-M2M-Modul lässt sich über ein, erstes, Telematik-Funknetzwerk ein Server des Fahrzeug-Herstellers kontaktieren, um Steuereinheiten, z.B. ECUs (ECU = Electronic Control Unit) für Funktionalitäten des Fahrzeugs anzusprechen. Über das eUICC lässt sich über ein, zweites, herkömmliches Mobilfunknetzwerk ein Server im Hintergrundsystem des Mobilfunknetz-Betreibers (Provider) kontaktieren, speziell ein Provisionierungs-Server des Providers, um Aktualisierungen für Software, Firmware oder/und Betriebssystem des eUICC in das eUICC zu laden.
Das Telematik-M2M-Modul und das eUICC des M2M Geräts nutzen unterschiedliche APNs, um den ihnen jeweils zugeordneten Server zu kontaktierten. Hierdurch können Telematik-M2M-Modul und das eUICC prinzipiell gleichzeitig Netzwerkverbindungen zu ihren Servern betreiben.
Manche Mobilfunknetzwerke erlauben die gleichzeitige Verwendung mehrerer APNs. Solche Mobilfunknetzwerke werden als Multi-APN fähige Mobilfunknetzwerke bezeichnet. Andere Mobilfunknetzwerke, beispielsweise manche japanische Mobilfunknetzwerke, erlauben keine gleichzeitige Verwendung mehrerer APNs. Solche Mobilfunknetzwerke werden als Single-APN fähige Mobilfunknetzwerke bezeichnet.
Wird das eUICC in einem Single-APN fähigen Mobilfunknetzwerk betrieben, und bei laufender Verbindung des Telematik-M2M-Moduls zum M2M Server, unter einem ersten APN, mittels des eUICC unter einem zweiten APN parallel eine Netzwerkverbindung zum Mobilfunkserver des eUICC aufgebaut, so wird durch das Mobilfunknetzwerk zwangsweise die Verbindung des Telematik-M2M-Moduls zum M2M Server unterbrochen. Somit unterbricht der Aufbau einer Datenverbindung mittels des eUICC unerwünschterweise laufende Hersteller-Dienste für das Fahrzeug. Umgekehrt, wird eine laufende eUICC-Datenverbindung durch den parallelen Aufbau einer Telematik-Verbindung zum M2M-Server unterbrochen.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Betrieb eines M2M Geräts mit Telematik-M2M-Modul und Mobilfunk eUICC zu schaffen, das selbst in Single-APN fähigen Mobilfunknetzwerken einen möglichst störungsarmen oder störungsfreien Betrieb erlaubt, in dem sich das Telematik-M2M-Modul und das eUICC möglichst wenig gegenseitig stören, andererseits aber möglichst wenig Einschränkungen bei Netzwerkverbindungen mit sich bringt.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und ein M2M Gerät nach Anspruch 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das Verfahren nach Anspruch 1 geht aus von einem M2M Gerät mit einem Telematik-M2M-Modul und einem Mobilfunk eUICC, mit denen - in der Regel über ein Modem des M2M Geräts, an das Telematik-M2M-Modul und eUICC beide angeschlossen sind - Netzwerkverbindungen nach außen herstellbar sind. Gemäß der Erfindung wird im Fall dass das Mobilfunk-Netzwerk, in dessen Empfangsbereich sich das eUICC gerade befindet, und das für eine (Daten-)Verbindung verwendet werden soll, als Single-APN ermittelt wird, der Aufbau der M2M-Netzwerk-Verbindung und der Mobilfunk-Netzwerk-Verbindung nur bedingt durchgeführt. Die Bedingtheit umfasst, dass, solange eine Netzwerk-Verbindung im M2M-Netzwerk-Verbindung besteht (eine M2M-Netzwerk-Verbindung irgendwann aufgebaut worden ist und noch nicht wieder abgebaut worden ist), verhindert wird, dass zusätzlich die andere Netzwerk-Verbindung, also die Mobilfunk-Netzwerk-Verbindung, aufgebaut wird. Ebenso wird verhindert, dass, solange eine Mobilfunk-Netzwerk-Verbindung besteht, zusätzlich parallel dazu eine M2M-Netzwerk-Verbindung aufgebaut wird. Hierdurch wird verhindert, dass die als erste eingerichtete, bereits bestehende Netzwerk-Verbindung durch Aufbau einer zusätzlichen zweiten Netzwerk-Verbindung unkontrolliert abgebrochen wird.
Gemäß Anspruch 6 hat das Telematik-M2M-Modul oder/und das eUICC, oder generell das M2M Gerät, eine Applikation, z.B. ein Applet, insbesondere ein Java oder native Applet, das den erfindungsgemäßen bedingten Verbindungsaufbau bewirkt.
Im Fall eines Single-APN fähigen Mobilfunknetzwerks wird somit nur entweder eine Telematik-M2M-Modul Netzwerk-Verbindung oder eine eUICC Netzwerk-Verbindung betrieben. Im Fall einer bereits bestehenden Netzwerk-Verbindung wird der Aufbau einer weiteren Netzwerk-Verbindung verhindert.
Daher ist gemäß Anspruch 1 ein Verfahren geschaffen, und gemäß Anspruch 6 ein entsprechendes M2M Gerät, das selbst in Single-APN fähigen Mobilfunknetzwerken einen möglichst störungsarmen oder störungsfreien Betrieb des M2M Geräts erlaubt.
Ist das Mobilfunknetzwerk Multi-APN fähig, kann bedingungsloser, unbeschränkter paralleler Betrieb zweier Netzwerk-Verbindungen zugelassen werden, speziell auch unbeschränkter Verbindungsaufbau, speziell für Datenkommunikation, in ein zweites Netzwerk, wenn bereits eine erste Verbindung in ein erstes von den beiden Netzwerken besteht. Hierdurch kann beispielsweise ein Subskriptions-Profil Download in das eUICC über die Mobilfunk-Netzwerk-Verbindung auch bei laufender M2M-Verbindung durchgeführt werden. Dies führt zu besserer Erreichbarkeit des eUICC und schnellerem Abschluss von Downloads.
Über die Mobilfunk-Netzwerk-Verbindung wird beispielsweise ein Subskriptions-Profil in das eUICC geladen. Über die M2M-Netzwerk-Verbindung werden beispielsweise Steuerdaten für eine ECU des M2M Geräts geladen. In einem Multi-APN fähigen Netzwerk sind Subskriptions-Profil Download und Senden von M2M Steuerdaten an ECUs parallel, über zwei gleichzeitig bestehende Netzwerkverbindungen störungsfrei möglich. In einem Single-APN fähigen Mobilfunknetzwerk werden dagegen Subskriptions-Profil Download und Senden von M2M Steuerdaten an ECUs nur nacheinander bzw. wechselweise verzahnt durchgeführt, damit sich die beiden Prozesse gegenseitig nicht stören.
Optional wird die ermittelte (Single- oder) Multi-APN-Fähigkeit an eine APN-Datenbank über die M2M-Netzwerk-Verbindung oder/und Mobilfunk-Netzwerk-Verbindung übermittelt, bevorzugt zusammen mit einem Bezeichner (z.B. Namen) des Mobilfunk-Netzwerk Providers.
Falls eine solche APN-Datenbank zur Verfügung steht, wird wahlweise beim Ermitteln der (Single bzw.) Multi-APN-Fähigkeit des Mobilfunknetzwerks überprüft, ob in der APN-Datenbank ein Eintrag zu dem Mobilfunknetzwerk vorhanden ist und, falls ja, der Eintrag beim Ermitteln der (Single- oder) Multi-APN-Fähigkeit ermittelt.
Das Ermitteln einer (Single- oder) Multi-APN-Fähigkeit des Mobilfunk-Netzwerks kann beispielsweise mittels folgender Vorgehensweise durchgeführt werden. Das M2M Gerät, genauer das Telematik-M2M-Modul oder das eUICC oder beide, versucht (ggf. über das Modem) versuchsweise mit zwei unterschiedlichen APNs Netzwerk-Verbindungen herzustellen. Falls das versuchsweise Herstellen der Netzwerk-Verbindung mit beiden APNs gleichzeitig gelingt, ist das Mobilfunk-Netzwerk als Multi-APN fähig erkannt. Falls das versuchsweise Herstellen der Netzwerk-Verbindung misslingt, ist das Mobilfunk-Netzwerk als Single-APN fähig erkannt. Zusammen mit der erkannten APN-Fähigkeit wird ein Bezeichner (Name) des Mobilfunk Providers, also des Netzbetreibers, erfasst.
Optional können der erfasste Mobilfunk Provider Bezeichner (Name) und die zugehörige ermittelte APN-Fähigkeit über eine Netzwerk-Verbindung an die o.g. APN-Datenbank gesandt werden, die APN-Fähigkeiten von Mobilfunk Providern sammelt, archiviert und zur Nutzung bereitstellt. APN-Fähigkeiten, die bereits einmal mit dem beschriebenen Verfahren oder auf andere Weise ermittelt worden und in der APN-Datenbank abgespeichert worden sind, können nachfolgend einfach ermittelt werden, indem sie in der APN-Datenbank nachgeschlagen werden.
Figurenliste
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, in der zeigen:

1 ein M2M Geräts mit einem Telematik-M2M-Modul und einem Mobilfunk eUICC, gemäß Ausführungsformen der Erfindung;
2 eine Tabelle mit APN-Fähigkeiten unterschiedlicher Mobilfunk Provider, gemäß Ausführungsformen der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
1 zeigt M2M Geräts D mit einem Telematik-M2M-Modul und einem Mobilfunk eUICC, sowie einem Modem, an das sowohl das Telematik-M2M-Modul als auch das eUICC angeschlossen sind. Das Telematik-M2M-Modul ermöglicht über das Modem den Aufbau einer M2M-Netzwerk-Verbindung zu einem M2M Server unter Verwendung dafür vorgesehener APNs des Mobilfunkbetreibers (Providers). Der Mobilfunkbetreiber (Provider) leitet die Datenpakete entsprechend an ein dafür eingerichtetes Virtual Private Network (VPN) an einen angeschlossenen Server weiter. Innerhalb des M2M Geräts ist das Telematik-M2M-Modul an eine Reihe von Steuereinheiten ECU (ECU = Electonic Control Unit) angeschlossen, durch die Funktionalitäten des Fahrzeugs gesteuert werden beispielsweise Motorsteuerung, Getriebesteuerung, Klimasteuerung, und dergleichen. Telematik-M2M-Modul und ECUs sind typischerweise über einen CAN-Bus oder ein vergleichbares Bussystem miteinander verbunden. Das eUICC ermöglicht, ebenfalls über das Modem, den Aufbau einer Mobilfunk-Netzwerk-Verbindung, speziell einer Datenverbindung im Mobilfunknetzwerk, zu einem Mobilfunk Server unter Verwendung des APN des Mobilfunkbetreibers. In dem Telematik-M2M-Modul oder in dem eUICC oder in dem Telematik-M2M-Modul als auch in dem eUICC ist eine Applikation APP installiert, die eingerichtet ist für ein Ermitteln einer APN-Fähigkeit des Mobilfunk-Netzwerks als Multi-APN fähig oder Single-APN fähig. Die Applikation ist dazu eingerichtet, im Fall dass das Mobilfunk-Netzwerk als Single-APN ermittelt wird, den Aufbau der M2M-Netzwerk-Verbindung und der Mobilfunk-Netzwerk-Verbindung nur bedingt zuzulassen. Solange eine Netzwerk-Verbindung, M2M-Netzwerk-Verbindung oder Mobilfunk-Netzwerk-Verbindung aufgebaut (und noch nicht wieder abgebaut ist), wird der Aufbau der anderen Netzwerk-Verbindung, Mobilfunk-Netzwerk-Verbindung oder M2M-Netzwerk-Verbindung, verhindert.
2 zeigt eine Tabelle mit APN-Fähigkeiten unterschiedlicher Mobilfunk Provider, und daraus resultierende Beschränkungen für den Aufbau von Netzwerk-Verbindungen, gemäß Ausführungsformen der Erfindung. Die Mobilfunk Provider Fantofon und Fonofon betreiben Single-APN fähige Mobilfunknetzwerke. Folglich wird, solange das eUICC im Fantofon oder Fonofon Mobilfunknetzwerk in Verbindungsbereitschaft ist, während einer laufenden M2M-Datenverbindung der zusätzliche Aufbau einer eUICC-Datenverbindung im Mobilfunknetz nicht zugelassen. Die Mobilfunk Provider Kombikom und Multifon betreiben Multi-APN fähige Mobilfunknetzwerke. Folglich wird, solange das eUICC im Kombikom oder Multifon Mobilfunknetzwerk in Verbindungsbereitschaft ist, während einer laufenden M2M-Datenverbindung der Aufbau einer eUICC-Datenverbindung im Mobilfunknetz ohne weiteres zugelassen.

Claims

Verfahren zum Betrieb eines M2M Geräts mit einem Telematik-M2M-Modul und einem Mobilfunk eUICC, umfassend: - Aufbau einer M2M-Netzwerk-Verbindung mittels des Telematik-M2M-Moduls zu einem M2M Server unter Verwendung eines ersten APN; - Aufbau einer Mobilfunk-Netzwerk-Verbindung mittels des eUICC zu einem Mobilfunk Server unter Verwendung eines zweiten, vom ersten unterschiedliche APN; gekennzeichnet durch die Schritte: - durch das M2M Gerät, insbesondere durch das Telematik-M2M-Modul oder durch das eUICC oder sowohl durch das Telematik-M2M-Modul als auch durch das eUICC: -- Ermitteln einer APN-Fähigkeit des Mobilfunk-Netzwerks als Multi-APN fähig oder Single-APN fähig; -- im Fall dass das Mobilfunk-Netzwerk als Single-APN ermittelt wird: Aufbau der M2M-Netzwerk-Verbindung und der Mobilfunk-Netzwerk-Verbindung nur bedingt, umfassend: solange eine Netzwerk-Verbindung, M2M-Netzwerk-Verbindung oder Mobilfunk-Netzwerk-Verbindung aufgebaut ist, Verhindern des Aufbaus der anderen Netzwerk-Verbindung, Mobilfunk-Netzwerk-Verbindung oder M2M-Netzwerk-Verbindung.
Verfahren nach Anspruch 1, weiter gekennzeichnet durch den Schritt: -- im Fall dass das Mobilfunk-Netzwerk als Multi-APN ermittelt wird: auch wenn eine Netzwerk-Verbindung, M2M-Netzwerk-Verbindung oder Mobilfunk-Netzwerk-Verbindung bereits aufgebaut ist, Zulassen des Aufbaus auch der andern Netzwerk-Verbindung, Mobilfunk-Netzwerk-Verbindung oder M2M-Netzwerk-Verbindung.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend den Schritt: Übermitteln der ermittelten APN-Fähigkeit an eine APN-Datenbank über die M2M-Netzwerk-Verbindung oder/und Mobilfunk-Netzwerk-Verbindung.
Verfahren nach Anspruch 3 weiter umfassend: beim Ermitteln der APN-Fähigkeit des Mobilfunknetzwerks, Überprüfen, ob in der APN-Datenbank ein Eintrag zu dem Mobilfunknetzwerk vorhanden ist und, falls ja, Verwenden des Eintrags beim Ermitteln der APN-Fähigkeit.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Ermitteln einer APN-Fähigkeit des Mobilfunk-Netzwerks als Multi-APN fähig oder Single-APN fähig mittels folgender Vorgehensweise durchgeführt wird: - durch das M2M Gerät, insbesondere durch das Telematik-M2M-Modul und / oder durch das eUICC: versuchsweises Herstellen einer Netzwerk-Verbindung mit zwei unterschiedlichen APNs; - Falls das versuchsweise Herstellen gelingt, Feststellen der APN-Fähigkeit des Mobilfunk-Netzwerks als Multi-APN fähig; - Falls das versuchsweise Herstellen misslingt, Feststellen der APN-Fähigkeit des Mobilfunk-Netzwerks als Single-APN fähig.
M2M Gerät (D), umfassend ein Telematik-M2M-Modul und ein Mobilfunk eUICC, eingerichtet für die Schritte: - Aufbau einer M2M-Netzwerk-Verbindung mittels des Telematik-M2M-Moduls zu einem M2M Server unter Verwendung eines ersten APN; - Aufbau einer Mobilfunk-Netzwerk-Verbindung mittels des eUICC zu einem Mobilfunk Server unter Verwendung eines zweiten, vom ersten unterschiedliche APN; gekennzeichnet durch: - in dem M2M Gerät, insbesondere in dem Telematik-M2M-Modul oder in dem eUICC oder in dem Telematik-M2M-Modul als auch in dem eUICC: -- eine Applikation (APP), die eingerichtet ist für ein Ermitteln einer APN-Fähigkeit des Mobilfunk-Netzwerks als Multi-APN fähig oder Single-APN fähig; -- wobei die Applikation (APP) dazu eingerichtet ist, im Fall dass das Mobilfunk-Netzwerk als Single-APN ermittelt wird: den Aufbau der M2M-Netzwerk-Verbindung und der Mobilfunk-Netzwerk-Verbindung nur bedingt zuzulassen, umfassend: solange eine Netzwerk-Verbindung, M2M-Netzwerk-Verbindung oder Mobilfunk-Netzwerk-Verbindung aufgebaut ist, Verhindern des Aufbaus der anderen Netzwerk-Verbindung, Mobilfunk-Netzwerk-Verbindung oder M2M-Netzwerk-Verbindung.
M2M Gerät (D) nach Anspruch 6, wobei die Applikation (APP) weiter dazu eingerichtet ist: -- im Fall dass das Mobilfunk-Netzwerk als Multi-APN ermittelt wird: auch wenn eine Netzwerk-Verbindung, M2M-Netzwerk-Verbindung oder Mobilfunk-Netzwerk-Verbindung bereits aufgebaut ist, den Aufbaus auch der andern Netzwerk-Verbindung, Mobilfunk-Netzwerk-Verbindung oder M2M-Netzwerk-Verbindung zuzulassen.
M2M Gerät (D) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Applikation weiter dazu eingerichtet ist, die ermittelte APN-Fähigkeit ein eine APN-Datenbank über die M2M-Netzwerk-Verbindung oder/und die Mobilfunk-Netzwerk-Verbindung zu übermitteln.
M2M Gerät (D) nach Anspruch 8, wobei die Applikation (APP) weiter dazu eingerichtet ist, beim Ermitteln der APN-Fähigkeit des Mobilfunknetzwerks, zu überprüfen, ob in der APN-Datenbank ein Eintrag zu dem Mobilfunknetzwerk vorhanden ist und, falls ja, den Eintrag beim Ermitteln der APN-Fähigkeit zu verwenden.