DE602005003121T2

DE602005003121T2 - Verfahren zur steuerung und analyse von kummunikationenen in einem telefonnetz

Info

Publication number: DE602005003121T2
Application number: DE602005003121T
Authority: DE
Inventors: Francois THALES DELAVEAU; Dominique THALES HEURGUIER
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2004-04-16
Filing date: 2005-04-08
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2025-04-09
Also published as: CN1973564B; US20080020749A1; FR2869189B1; CN1973564A; IL178604A; DE602005003121D1; EP1747695B1; FR2869189A1; EP1747695A1; ES2296164T3; IL178604A0; ATE377333T1; US7729693B2; WO2005112497A1

Description

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wiederherstellung und Interpretation der im Rahmen der Kommunikationen zwischen einem oder mehreren Mobiltelefonen (MS) und Basisstationen (BTS) ausgetauschten Meldungen in einem öffentlichen digitalen Zellularnetz, zum Beispiel.
Sie liegt zum Beispiel im Rahmen der Protokollaufstellung, der Steuerung und der Erzeugung des Inhalts der Signalisierungsmeldungen und der Verkehrsmeldungen, die bei den Kommunikationen zwischen Basisstationen (BTS) und mobilen Terminals (MS) ausgetauscht werden.
Sie betrifft auch das Gebiet der Mess- und Analyseverfahren, die in dem Fachmann bekannten Analyseeinrichtungen eingesetzt werden, wie zum Beispiel Testmobiltelefone (MT), Protokolltester für die mobilen Terminals (TPTM), Protokolltester für die Basisstationen (TPBS).
Die derzeit verwendeten Lösungen, um die von den in den zellularen Funknetzen zweiter Generation vorhandenen mobilen Terminals ausgehenden Kommunikationen zu analysieren, und um den Inhalt der Meldungen zu erzeugen, basieren auf der Vereinigung einer virtuellen Basisstation und eines Testmobiltelefons, die sowohl als Messsystem für die Planungsaufstellung des realen Netzes als auch als Relais zwischen der virtuellen Basisstation und dem realen Netz dient. Das Patent EP 1 051 053 B1 beschreibt ein Beispiel eines solchen Verfahrens.
Die Grenzen dieser Systeme liegen hauptsächlich in den folgenden Punkten:

– angesichts seiner Messkapazitäten hat das Testmobiltelefon MT häufig praktische Schwierigkeiten, die Gesamtheit der Netzinformationen zu erhalten, die für den einwandfreien Betrieb der Gesamtheit des Systems notwendig sind, es muss zu diesem Zweck im Standby- und im Kommunikationsmodus arbeiten. Die Reichweite des Systems und seine globale Zuverlässigkeit sind dadurch stark beeinträchtigt,
– angesichts der Kapazitäten des Testmobiltelefons MT ist es nicht möglich, die Synchronisation der von diesem gesendeten und empfangenen Meldungen in dem Relaismechanismus zwischen dem realen Netz und der Basisstation BTS_F oder die Sendezeitpunkte der BTS_F feinzusteuern,
– das Testmobiltelefon muss allgemein eine SIM-Karte (Subscriber Identity Module) verwenden, um sich im Netz zu registrieren, um Messungen über dieses durchzuführen, und um anschließend die Protokollschritte der Erstellung der Sitzungsschlüssel mit dem realen Netz zu überwinden, um die Weitergabe der decodierten Meldungen über BTS_F zum realen Netz zu gewährleisten, wobei das reale Mobiltelefon MS_R dann nicht mehr vom Netz wahrgenommen wird,
– die existierenden Systeme oder ihre Varianten, die versuchen, sich von der Verwendung einer SIM-Karte zu befreien, müssen den realen mobilen Terminals eigene Daten kennen, um diese im Mechanismus der Registrierung im Netz zu ersetzen.

1 zeigt schematisch die Schritte, die in einem klassischen System eingesetzt werden. Das Testmobiltelefon verwendet seine SIM-Karte, um eine Kommunikation mit dem Netz aufzubauen.
Diese drei Hauptschwächen führen zu vielen Störungen, wie zum Beispiel:

– Fakturierungsanomalien für das reale Mobiltelefon MS_R und für das reale Netz BTS_R, wenn die der SIM-Karte des realen Mobiltelefons eigenen Daten nicht bekannt sind (eine weitergeleitete ausgehende Kommunikation wird dem der SIM-Karte des Testmobiltelefons zugeordneten Abonnement berechnet),
– eine praktische Unmöglichkeit, das reale mobile Terminal MS_R vom Netz aus zu erreichen (die eingehenden Anrufe kommen nicht an, da die Weitergabe nicht korrekt vom Testmobiltelefon MT gewährleistet werden kann),
– verschiedene Betriebsanomalien, zum Beispiel im Fall der Abfrage seiner Mailbox durch das reale Mobiltelefon MS_R, im Fall spezifischer Rufnummern, usw.,
– Grenzen der Reichweite und der Zuverlässigkeit, usw.

Die Idee der vorliegenden Erfindung besteht insbesondere darin, gleichzeitig und synchron leistungsfähige Instrumentierungseinrichtungen zu verwenden, die bereits für Anwendungen der Messung oder der Qualitätssteuerung der Infrastruktur-Sender oder der Zellularfunk-Terminals verwendet werden, Einrichtungen, die durch Sendesysteme, Empfangssysteme und erfindungsspezifische Anwendungsprozeduren vervollständigt werden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und Analyse der zellularen Funkkommunikationen, die zwischen mobilen Terminals und Basisstationen BTS ausgetauscht werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein fiktives Mobiltelefonnetz RRTM_F, das eine fiktive Basisstation (BTS_F) und ein fiktives mobiles Terminal (MS_F) umfasst, in das reale Mobiltelefonnetz RRTM_R eingesetzt wird, wobei das fiktive Netz die Decodierung und eine transparente und synchrone Weitergabe der zwischen dem realen Netz und dem realen Mobiltelefon ausgetauschten Meldungen, die Zugangskontrolle der realen Mobiltelefone vom realen Netz oder vom fiktiven Netz gewährleistet.
Die ausgetauschten Meldungen sind zum Beispiel Meldungen einer gesendeten und zugeeigneten Signalisierung in den Zugangsphasen auf das Netz oder für den Verkehr in einer Situation einer hergestellten Verbindung bestimmt sind (Sprechfunk, Daten, Kurzmeldungen, DTMF).
Das Verfahren kann mindestens die folgenden Schritte aufweisen

– das fiktive Mobiltelefon führt eine Planungsaufstellung des Netzes durch und bestimmt für jede Zelle des Netzes ihre Eigenschaften;
– das fiktive Mobiltelefon optimiert die Auswahl einer Frequenz und der Zeitparameter in Zusammenhang mit einem fiktiven Bakensignal;
– die fiktive Basisstation sendet auf dieser ausgewählten Frequenz mit den ausgewählten Zeitparametern das fiktive Bakensignal, das zeitlich das normalerweise vom Netz gesendete Signal überlagert und von den Mobiltelefonen der realen Basisstation als eine reale Aussendung interpretiert wird.

Nach der Planungsaufstellung des Netzes sendet das fiktive Mobiltelefon MS_F zum Beispiel ein selektives Störsignal, das geeignet ist, die Verwendung bestimmter Frequenzen oder bestimmter Zeitintervalle oder im Englischen Slots den vorhandenen mobilen Terminals zu untersagen und ihre Verbindung mit der fiktiven Basisstation zu fördern.
Nach der Verbindung des Mobiltelefons MS_R mit der virtuellen Basisstation BTS_F führt letztere mindestens die folgenden Schritte aus:

– Decodierung, Interpretation und transparente und synchrone Weitergabe der Meldungen, die zwischen der realen Basisstation und dem realen Mobiltelefon gesendet werden, und dies unabhängig vom Ursprung des eingehenden und ausgehenden Anrufs,
– Authentifizierung der mobilen Terminals,
– unter Verwendung des Rufkanals und der speziell vorgesehenen Kanäle Einsatz der geeigneten Prozeduren,
– die das Mobiltelefon veranlassen, seine Parameter IMSI, IMEI, TMSI, SRES gemäß geeigneten Modi und Wiederholungsraten zu liefern, – die dann das fiktive Netz veranlassen, durch eine erfindungsspezifische Verarbeitung den Schlüssel Ki des Mobiltelefons MS_R zu erhalten, – die das fiktive Netz veranlassen, nach Verarbeitung den Schlüssel Kc des Mobiltelefons MS_R für spätere Sitzungen zu erhalten, – die das Mobiltelefon veranlassen, in seinen Speicher oder den seiner SIM-Karte Parameter und Anwendungen einzutragen, die vom fiktiven Netz angegeben werden, – die das Mobiltelefon veranlassen, die Signalisierungs-, Zugriffs- und Verkehrssignale auf den vom fiktiven Netz angegebenen Frequenzen zu senden.

Das Verfahren wird zum Beispiel in einem öffentlichen digitalen zellularen Mobiltelefonnetz verwendet.
Die Erfindung betrifft auch ein System zur Steuerung und Analyse der Funkkommunikationen, die zwischen mobilen Terminals und Basisstationen BTS ausgetauscht werden, umfassend ein fiktives Mobiltelefonnetz RRTM_F, umfassend eine fiktive Basisstation BTS_F und ein fiktives mobiles Terminal MS_F, wobei das fiktive Netz in das reale Netz RRTM_R eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das fiktive Netz dazu ausgelegt ist, die Decodierung und eine transparente und synchrone Weitergabe der zwischen dem realen Netz und dem realen Mobiltelefon ausgetauschten Meldungen, die Zugriffskontrolle der realen Mobiltelefone vom realen Netz oder vom fiktiven Netz zu gewährleisten.
Die Erfindung hat insbesondere die folgenden Vorteile:

• sie wendet eine Fein-Verwaltung der Interaktion und der Synchronisation zwischen den Bauteilen fiktives Mobiltelefon MS_F und den fiktiven Basisstationen BTS_F in den Phasen der transparenten Weitergabe der Meldungen des realen Netzes zum realen Mobiltelefon sowie eine Fein-Verwaltung der Synchronisation des fiktiven Netzes RRTM_F mit dem realen Netz RRTM_R an,
• sie ermöglicht die Feinsynchronisation des Sendesignals BCCH_F mit dem von der realen Basisstation BTS_R gesendeten Signal, was die Stör- und Indiskretionswirkungen im realen Netz begrenzt,
• sie ermöglicht es, sich von der eigenen Registrierung der Bauteile des fiktiven Netzes im realen Netz zu befreien, d. h. die Befreiung von der Verwendung einer SIM-Karte oder der Kenntnis der den realen mobilen Terminals eigenen Daten,
• die Verwendung eines solchen Verfahrens erhöht die Reichweite, die Zuverlässigkeit und die Vollständigkeit der Aktionen an den realen mobilen Terminals MS_R, die in der Umgebung vorhanden sind,
• sie ist optimal bezüglich der Reichweite und der Empfindlichkeit. Sie verwendet zum Beispiel für den Empfang Verarbeitungen, die auf den Empfehlungen der Normen (Demodulation mit Entzerrung, englisch ausgedrückt "data aided" bei middamble", Decodierung, usw.) basieren. Die Hardware-Konfiguration und die Verarbeitungen sind also optimal, während diejenigen der klassischen Systeme allgemein sehr viel minderwertiger sind, insbesondere der Teil Demodulation/Entzerrung,
• sie kann mit Techniken, die bei der Antennenverarbeitung, der adaptiven Filterung und den Verarbeitungen des Signalempfangs, der Entzerrung verwendet werden, die zum Beispiel in den Patenten des Anmelders FR 2 766 320 und FR 2 829 241 beschrieben sind, oder auch Störtechniken gekoppelt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen besser aus der Beschreibung, die veranschaulichend und keineswegs einschränkend zu verstehen ist, der beiliegenden Figuren hervor. Es zeigen:
1 ein klassisches Kommunikationssystem,
2 ein Beispiel einer Architektur eines erfindungsgemäßen Systems.
Zum besseren Verständnis des Prinzips der Erfindung wird das folgende Beispiel veranschaulichend und keineswegs einschränkend für ein Kommunikationssystem zwischen einem oder mehreren Mobiltelefonen (MS) und Basisstationen BTS in einem öffentlichen digitalen zellularen Mobiltelefonnetz angegeben.
2 zeigt ein Architekturbeispiel, das ein reales Netz BTS_R, ein Mobiltelefon MS_R, ein fiktives Mobiltelefonnetz RRTM_F aufweist, das zum Beispiel aus einer fiktiven Basisstation BTS_F und einem fiktiven Mobiltelefon MS_F besteht. Dieses fiktive Telefonnetz ist mit Hardware und mit für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens spezifischen Prozeduren versehen. Es ist in das reale Netz RRTM_R und die mobilen Terminals MS_R eingebettet, die in den Zellen dieses Netzes enthalten sind. Es weist auch eine Steuervorrichtung auf, deren Funktionen nachfolgend ausführlich erläutert werden.
Das fiktive Mobiltelefon MS_F hat insbesondere die Funktion,

• die Frequenzen abzutasten,
• die Signalisierung der verschiedenen Zellen des Netzes zu decodieren und zu interpretieren,
• die Planung der Zellen aufzustellen.

Es bestimmt insbesondere für jede umgebende Zelle eines oder mehrere Merkmale der Zelle, zum Beispiel:

• den empfangenen Pegel und das empfangene Verhältnis C/(I + N),
• die Farbcodes BSIC (Identitätscode der Basisstation oder im Englischen Base Station Identity Code), die Codes LAC (Lizenz-Authentifizierungscode oder im Englischen Localisation Area Code), und die Codes MCC/MNC (Ländercode oder Mobile Country Code and Mobile Network) der Zelle,
• den Plan der Frequenzen, die der Zelle zugeteilt werden, oder CA list der Zelle (im Englischen Cell Allocation List),
• die Liste der benachbarten Frequenzen der benachbarten Zellen der Zelle, bezeichnet durch den Ausdruck "BA list",
• die Kriterien der Wiederauswahl der Zelle (bezeichnet mit C1, C2, usw.)

Für eine umgebende reale Zelle BTS_R und in Abhängigkeit von den erfassten Merkmalen betreffend die verschiedenen umgebenden Zellen optimiert das fiktive Mobiltelefon MS_F die zugeordneten Zeitparameter, zum Beispiel:

• die Wahl einer Frequenz, die zur BA list der ausgewählten Basisstation BTS_R gehört,
• die Wahl des Sendezeitpunkts und der Zeit- und Synchronisationsmerkmale eines fiktiven Hakensignals BCCH_F,
• die Wahl der zu störenden Frequenzen, um die Verbindungsbilanz zu optimieren.

Fiktive Basisstation
Die fiktive Basisstation BTS_F sendet auf der ausgewählten Frequenz Fsel und mit den ausgewählten und gesteuerten Zeitmerkmalen ein fiktives Hakensignal BCCH_F, das:

• frequenzmäßig und zeitlich das normalerweise von dem Netz gesendete Signal überlagert,
• von den realen Mobiltelefonen MS_R der realen Zelle BTS_R als eine reale Aussendung des Netzes interpretiert wird.

Dieses fiktive Hakensignal enthält verschiedene Signalisierungsdaten, die gemäß den gesuchten Aktionen dazu bestimmt sind:

• eine Relokalisierungsprozedur auf die fiktive Basisstation BTS_F zu erzwingen, wobei das reale Mobiltelefon MS_R veranlasst wird, seine Parameter (TMSI temporäre Identität des Mobiltelefons – Temporary Mobile Subscriber Identity, IMSI International Mobile Subscriber Identity, IMSI International Mobile Equipment Identity) in seinen Austauschvorgängen mit dieser zu übertragen,
• den Zugang zum Netz zu untersagen,
• die Terminals der realen Zelle BTS_R auf der fiktiven Zelle BTS_F zu blockieren,
• die ursprüngliche blockierten mobilen Terminals zum realen Netz zurückzuweisen.

Das Steuerorgan (das die Schichten 1, 2, 3 der Luftschnittstelle abdeckt) ist insbesondere geeignet:

– die Umgebung des realen Netzes RRTM_R fein zu analysieren, die in dieser Umgebung vorhandenen Zellen und die Liste ihrer Nachbarzellen zu erfassen, die Kriterien der Wiederauswahl der verschiedenen Zellen aufzustellen, und dies völlig passiv,
– die vom realen Netz RRTM_R kommenden Signalisierungs- oder Verkehrsmeldungen zu decodieren und zu interpretieren,
– diese Meldungen synchron zu den mobilen Terminals mit oder ohne Veränderung weiterzuleiten,
– die vom Mobiltelefon MS_R kommenden Signalisierungs- oder Verkehrsmeldungen entweder auf seine eigene Initiative oder nach einer Prozedur, die vom realen Netz gestartet wird, oder im Fall einer vom fiktiven Netz erzwungenen Prozedur zu decodieren und zu interpretieren,
– diese Meldungen zum realen Netz RRTM_R mit oder ohne Veränderung synchron weiterzuleiten,
– für eine ausgewählte Zelle BTS_R des realen Netzes RRTM_R ein fiktives Bakensignal BCCH_F zu senden, dessen Merkmale (Frequenz, Anfangszeitpunkt des Sendens, Synchronisation, Inhalt der Signalisierungsmeldungen, Pegel, usw.) so bestimmt werden, dass ein mobiles Terminal MS_R in der ausgewählten Zelle BTS_R veranlasst wird, sich an die Bake BCCH_F anzukoppeln, wodurch es von der Basisstation BTS_F des fiktiven Netzes RRTM_F gesteuert wird,
– wenn das Bakensignal BCCH_F gesendet wurde, oder vor dem Senden dieses Signals, oder auch gleichzeitig mit diesem Senden, ein selektives Störsignal zu verwalten, das es ermöglicht, dem realen Mobiltelefon MS_R der gewählten Zelle BTS-R jede Verbindung mit den anderen Zellen des realen Netzes zu untersagen, die für es zugänglich sein könnten, um die Ankopplung von MS_R an die BTS_F des fiktiven Netzes zu fördern,
– wenn das Mobiltelefon MS_R an die BTS_F angekoppelt ist, alle von der Norm vorgesehenen Zustände und Prozeduren des Netzes zu verwalten, bei denen das reale Mobiltelefon MS_R und die reale Basisstation BTS_R veranlasst werden, sich zu finden,
– jede von der Norm für die Mobilitätsverwaltung oder den Anruf der Mobiltelefone vorgesehene Prozedur zu erzwingen, wie die Suche nach einer Person oder Paging, die Relokalisierung, der Zellentransfer oder Handover, die Authentifizierung, die Identifizierung, der Aufbau einer einzelnen Sitzung, die Annahme eines eingehenden oder ausgehenden Anrufs, usw.
– zum realen Mobiltelefon MS_R Daten oder Anwendungssoftware mittels der von der Norm autorisierten Prozeduren herunterzuladen, zum Beispiel Funktionen RAM "Remote Applet Management" oder RFM "Remote File Management", die je das Herunterladen von Anwendungen "SIM Application Toolkits" oder von Multimediadaten in die SIM-Karte oder das Terminal erlauben, usw.,
– spezifische Informationen ausgehend von den während der vorhergehenden Phasen decodierten Daten zu erzeugen,
– spezifische Informationen für das reale Mobiltelefon MS_R ausgehend von den während der vorhergehenden Phasen decodierten Daten zu erzeugen.

Das Verfahren verwendet zum Beispiel die nachfolgend beschriebenen Schritte oder Phasen.
Vorhergehende Phase
Das fiktive Mobiltelefon MS_F führt eine Planungsaufstellung des Netzes durch.
Phase der Ankopplung eines oder mehrerer Mobiltelefone
Das fiktive Netz sendet anschließend ein selektives Störsignal, um:

– die Verwendung bestimmter Frequenzen F_nonaut oder bestimmter Slots an den mobilen Terminals zu verbieten, die im realen Netz RRTM_R vorhanden sind,
– das Ankoppeln der mobilen Terminals an die fiktive Basisstation BTS_F zu fördern.

Dies ermöglicht insbesondere, mehrere umgebende Zellen (BTS_R1, BTS_R2, ..., BTS_RN) durch eine sorgfältige Auswahl der Frequenz, des Sendezeitpunkts und der Zeit- und Synchronisationsmerkmale des Signals BCCH_F und des selektiven Störsignals zu verarbeiten.
Phase nach der Ankopplung an ein Mobiltelefon
Nach dem Ankoppeln des realen Mobiltelefons MS_R an die virtuelle Basisstation BTS_F:

– gewährleistet letztere die Decodierung, die Interpretierung, und die transparente und synchrone Weitergabe der Meldungen, die von der realen Basisstation BTS_R gesendet werden, an das reale Mobiltelefon MS_R,
– gewährleistet letztere die Decodierung, die Interpretierung, und die transparente und synchrone Weitergabe der Meldungen, die vom realen Mobiltelefon MS_R gesendet werden, an die reale Basisstation BTS_R,
– dann führt die virtuelle Basisstation verschiedene erfindungsspezifische Prozeduren und Verarbeitungen durch, die ausgehend vom fiktiven Netz RRTM_F Teil- oder vollständige Prozeduren einsetzen, die für den Betrieb des Netzes normal sind, wie: • die Authentifizierung, die Identifizierung und/oder die Registrierung der Terminals, • das Herunterladen einer Funktion oder von Parametern in die Terminals, • den Anruf der Terminals, usw.

– das reale Mobiltelefon veranlassen, ihr seine Parameter IMSI, IMEI, TMSI, SRES gemäß geeigneten Modi und Wiederholungsraten zu übertragen,
– anschließend das fiktive Netz veranlassen, nach erfindungsspezifischer Verarbeitung den Authentifizierungsschlüssel Ki des Mobiltelefons MS_R zu erhalten,
– das fiktive Netz veranlassen, nach geeigneter Verarbeitung den Schlüssel Kc zu erhalten, der vom System des realen Mobiltelefons MS_R für spätere Sitzungen erzeugt wird,
– das reale Mobiltelefon veranlassen, in seinen Speicher oder in denjenigen seiner SIM-Karte Parameter und Anwendungen einzuschreiben, die vom fiktiven Netz angezeigt werden, usw.

Bei der Weiterleitung der Meldungen von den Mobiltelefonen zum Netz und vom Netz zu den Mobiltelefonen decodiert das fiktive Netz ihren Inhalt.
Das Verfahren kann anschließend die folgenden Schritte aufweisen:
Nach dem Ankoppeln und der Ausführung der oben erwähnten Schritte weist das fiktive Netz BTS_F das reale Mobiltelefon MS_R zurück, zum Beispiel

– durch Erzwingen einer Prozedur des Zelltransfers oder Handover oder der Relokalisierung in einen andere reale Zelle des Netzes als BTS_R,
– oder durch absichtliche Verschlechterung der Kommunikation, die zu ihrer Unterbrechung führt,
– oder durch erzwungenes Abfangen des Protokolls.

Decodierung und Interpretation der Meldungen einer spezifischen Signalisierung und der ausgehenden oder eingehenden Verkehrsmeldungen des realen Mobiltelefons MS_R.
Um die Meldungen einer spezifischen Signalisierung und die ausgehenden oder eingehenden Verkehrsmeldungen des realen Mobiltelefons MS_R zu decodieren und zu interpretieren, sind das fiktive Mobiltelefon MS_F und die fiktive Zelle BTS_F synchron angeordnet, damit das reale Mobiltelefon MS_R sich in der fiktiven Zelle BTS_F registriert, und

– dass bei einem ausgehenden Anruf vom Mobiltelefon MS_R in einem Netz, das die Transaktionen A5/0 akzeptiert, wobei der Anruf an der fiktiven Basisstation BTS_F ankommt, die Meldungen des Protokolls von BTS_F decodiert und interpretiert und an das fiktive Mobiltelefon MS_F übertragen werden, das sie mit leichten Veränderungen zum realen Netz weiterleitet, in Gegenrichtung die Antworten vom realen Netz decodiert und interpretiert, sie zur fiktiven Zelle BTS_F weiterleitet, die sie an das reale Mobiltelefon weiterleitet; dass hierzu das fiktive Mobiltelefon MS_F keine eigene Kommunikation mit dem realen Netz aufbauen oder über eine SIM-Karte verfügen muss,
– dass bei einem eingehenden Anruf beim Mobiltelefon MS_R über ein Netz, das die Transaktionen A5/0 akzeptiert, wobei der Anruf am fiktiven Mobiltelefon MS_F ankommt, die Anruf-Meldungen von MS_F decodiert und interpretiert und an die fiktive BTS BTS_F übertragen werden, die sie mit leichten Veränderungen an das reale Mobiltelefon MS_R weiterleitet, in Gegenrichtung die Antworten des realen Mobiltelefons decodiert und interpretiert, sie an das fiktive Mobiltelefon MS_F weiterleitet, das sie mit leichten Veränderungen zum realen Netz weiterleitet; dass hierzu das fiktive Mobiltelefon MS_F keine eigene Kommunikation mit dem realen Netz aufbauen oder über eine SIM-Karte verfügen muss,
– dass bei einem ausgehenden Anruf des Mobiltelefonds MS_R mit bekanntem oder vorher durch Anwendung der Erfindung erhaltenem Schlüssel Ki über ein Netz, das die Transaktionen A5/0 nicht akzeptiert, wobei der Anruf an der fiktiven Basisstation BTS_F ankommt, die Meldungen des Protokolls von BTS_F decodiert und interpretiert und an das fiktive Mobiltelefon MS_F übertragen werden, das sie an das reale Netz BTS_R weiterleitet, indem es hierzu den Sitzungsschlüssel Kc berechnet, in Gegenrichtung die Antworten des realen Netzes decodiert und interpretiert, sie an die fiktive Zelle BTS_F weiterleitet, die sie an das reale Mobiltelefon MS_R unter Verwendung des berechneten Sitzungsschlüssels weiterleitet; dass hierzu das fiktive Mobiltelefon MS_F keine eigene Kommunikation mit dem realen Netz aufbauen oder über eine SIM-Karte verfügen muss,
– dass bei einem eingehenden Anruf des Mobiltelefons MS_R mit bekanntem oder vorher durch Anwendung der Erfindung erhaltenem Schlüssel Ki über ein Netz, das die Transaktionen A5/0 nicht akzeptiert, wobei der Anruf am fiktiven Mobiltelefon MS_F ankommt, die Anruf-Meldungen von MS_F decodiert und interpretiert und an die fiktive Basisstation BTS_F übertragen werden, die sie an das reale Mobiltelefon MS_R weiterleitet, indem sie hierzu den Sitzungsschlüssel Kc berechnet, und dann in Gegenrichtung die Antworten von MS_R decodiert und interpretiert, sie an das fiktive Mobiltelefon MS_F weiterleitet, das sie unter Verwendung des berechneten Sitzungsschlüssels an das reale Netz weiterleitet; dass hierzu das fiktive Mobiltelefon MS_F keine eigene Kommunikation mit dem realen Netz aufbauen oder über eine SIM-Karte verfügen muss,
– dass bei einem ausgehenden Anruf des Mobiltelefons MS_R mit unbekanntem Schlüssel Ki über ein Netz, das die Transaktionen A5/0 nicht akzeptiert, wobei der Anruf an der fiktiven Basisstation BTS_F ankommt, • bis zur Erstellung der Sitzungsschlüssel die Meldungen des Protokolls von BTS_F decodiert und interpretiert und an das fiktive Mobiltelefon MS_F übertragen werden, das sie an das reale Netz BTS_R weiterleitet, in Gegenrichtung die Antworten des realen Netz decodiert und interpretiert, sie an die fiktive Zelle BTS_F weiterleitet, die sie an das reale Mobiltelefon MS_R weiterleitet; dass hierzu das fiktive Mobiltelefon MS_F keine eigene Kommunikation mit dem realen Netz aufbauen oder über eine SIM-Karte verfügen muss, • für die Erstellung der Sitzungsschlüssel zwischen dem fiktiven Netz und dem realen Mobiltelefon MS_R die fiktive BTS BTS_F dem Mobiltelefon den Kommunikationsmodus A5/0 anzeigt, • für die Fortsetzung der Weitergabe zwischen dem fiktiven Netz und dem realen Netz BTS_R das fiktive Mobiltelefon MS_F eine normale Kommunikation mit dem realen Netz und synchronisiert mit dem Aufbau des Links zwischen BTS_F und MS_R verwendet und hierzu eine SIM-Karte benutzt,
– dass bei einem eingehenden Anruf für das Mobiltelefon in MS_R mit unbekanntem Schlüssel Ki in einem Netz, das die Transaktionen A5/0 nicht akzeptiert, wobei der Anruf beim fiktiven Mobiltelefon MS_F ankommt, • bis zur Erstellung der Sitzungsschlüssel die Meldungen des Protokolls von MS_F decodiert und interpretiert und an die fiktive BTS BTS_F weitergeleitet werden, die sie an das reale Mobiltelefon MS_R weiterleitet, in Gegenrichtung die Antworten des realen Mobiltelefons MS_R decodiert und interpretiert, sie an das fiktive Mobiltelefon MS_F weiterleitet, das sie an das reale Netz BTS_R weiterleitet; dass hierzu das fiktive Mobiltelefon MS_F keine eigene Kommunikation mit dem realen Netz aufbauen oder über eine SIM-Karte verfügen muss, • für die Erstellung der Sitzungsschlüssel zwischen dem fiktiven Netz und dem realen Mobiltelefon MS_R die fiktive BTS BTS_F dem Mobiltelefon den Kommunikationsmodus A5/0 anzeigt, • für die Fortsetzung der Weitergabe zwischen dem fiktiven Netz und dem realen Netz BTS_R das fiktive Mobiltelefon MS_F eine normale Kommunikation mit dem realen Netz und synchron mit der Erstellung des Links zwischen BTS_F und MS_R aufbaut und hierzu eine SIM-Karte verwendet,
– dass bei einem ausgehenden Anruf vom Mobiltelefon MS_R mit unbekanntem Schlüssel Ki in einem Netz, das die Transaktionen A5/2 akzeptiert, wobei der Anruf bei der fiktiven Basisstation BTS_F ankommt, die ersten von MS_R im Zugangsprotokoll zum Netz gesendeten Meldungen von BTS_F decodiert und interpretiert und an das fiktive Mobiltelefon MS_F übertragen werden, das sie mit leichten Änderungen an BTS_R weiterleitet, die ersten von BTS_R im Zugangsprotokoll zum Netz gesendeten Meldungen von MS_F decodiert und interpretiert und an BTS_F übertragen werden, die sie mit leichten Änderungen an MS_R weiterleitet. BTS_F baut eine Sitzung A5/2 mit MS_R auf, und MS_F baut mit BTS_R eine Sitzung A5/2 auf, dann wendet das Steuerorgan des fiktiven Netzes jedes bekannte Verfahren an, das es ermöglicht, in ausreichend kurzer Zeit den Sitzungsschlüssel Kc zu erhalten. BTS_F decodiert und interpretiert die Meldungen von MS_R, leitet sie an MS_F weiter, die sie an BTS_R weiterleitet. MS_F decodiert und interpretiert die Meldungen von BTS_R, leitet sie an BTS_F weiter, die sie an MS_R weiterleitet. Hierzu muss das fiktive Mobiltelefon MS_F keine eigene Kommunikation mit dem realen Netz aufbauen oder über eine SIM-Karte verfügen,
– dass bei einem eingehenden Anruf des Telefons zum Mobiltelefon MS_R mit unbekanntem Schlüssel Ki in einem Netz, das die Transaktionen A5/2 akzeptiert, wobei der Anruf beim fiktiven Mobiltelefon MS_F ankommt, die ersten von BTS_R im Zugangsprotokoll zum Netz gesendeten Meldungen von MS_F decodiert und interpretiert und dann an BTS_F übertragen werden, die sie mit leichten Änderungen an MS_R weiterleitet, die ersten von MS_R im Zugangsprotokoll zum Netz gesendeten Meldungen von BTS_F decodiert und interpretiert und an MS_F übertragen werden, das sie mit leichten Änderungen an BTS_R weiterleitet. MS_F baut mit BTS_R eine Sitzung A5/2 auf, während BTS_F eine Sitzung A5/2 mit MS_R aufbaut, dann wendet das Steuerorgan des fiktiven Netzes jedes existierende Verfahren an, das es ermöglicht, in ausreichend kurzer Zeit den Sitzungsschlüssel Kc zu erhalten. MS_F decodiert und interpretiert anschließend die Meldungen von BTS_R, leitet sie an BTS_F weiter, die sie an MS_R weiterleitet; BTS_F decodiert und interpretiert die Meldungen von MS_R, leitet sie an MS_F weiter, das sie an BTS_R weiterleitet. Hierzu muss das fiktive Mobiltelefon MS_F keine eigene Kommunikation mit dem realen Netz aufbauen oder über eine SIM-Karte verfügen,
– dass bei einem ausgehenden Anruf vom Mobiltelefon MS_R mit unbekanntem Schlüssel Ki in einem Netz, dass nur die Transaktionen A5/1 akzeptiert, wobei der Anruf bei der fiktiven Basisstation BTS_F ankommt, die ersten von MS_R im Zugangsprotokoll zum Netz gesendeten Meldungen von BTS_F decodiert und interpretiert und an das fiktive Mobiltelefon MS_F übertragen werden, das sie mit leichten Änderungen an BTS_R weiterleitet, wobei die ersten von BTS_R im Zugangsprotokoll zum Netz gesendeten Meldungen von MS_F decodiert und interpretiert und an BTS_F übertragen werden, die sie mit leichten Änderungen an MS_R weiterleitet. BTS_F baut eine erste Sitzung A5/2 mit MS_R auf, dann wendet das Steuerorgan des fiktiven Netzes jedes vorhandene Verfahren an, das es ermöglicht, in ausreichend kurzer Zeit den Sitzungsschlüssel Kc zu erhalten. Wenn der Schlüssel Kc erhalten ist, baut BTS_F eine neue Sitzung A5/1 auf, während MS_F mit BTS_R eine Sitzung A5/1 aufbaut. MS_F decodiert und interpretiert anschließend die Meldungen von BTS_R, leitet sie an BTS_F weiter, die sie an MS_R weiterleitet; BTS_F decodiert und interpretiert die Meldungen von MS_R, leitet sie an MS_F weiter, das sie an BTS_R weiterleitet. Hierzu muss das fiktive Mobiltelefon MS_F keine eigene Kommunikation mit dem realen Netz aufbauen oder über eine SIM-Karte verfügen,
– dass bei einem eingehenden Anruf vom Telefon zum Mobiltelefon MS_R mit unbekanntem Schlüssel Ki in einem Netz, das nur die Transaktionen A5/1 akzeptiert, wobei der Anruf beim fiktiven Mobiltelefon MS_F ankommt, die ersten von BTS_R im Zugangsprotokoll zum Netz gesendeten Meldungen in MS_F decodiert und interpretiert und an BTS_F übertragen werden, die sie mit leichten Änderungen an MS_R weiterleitet, die ersten von MS_R im Zugangsprotokoll zum Netz gesendeten Meldungen von BTS_F decodiert und interpretiert und an MS_F übertragen werden, das sie mit leichten Änderungen an BTS_R weiterleitet. BTS_F baut eine erste Sitzung A5/2 mit MS_R auf, dann wendet das Steuerorgan des fiktiven Netzes jedes existierende Verfahren an, das es ermöglicht, in ausreichend kurzer Zeit den Sitzungsschlüssel Kc zu erhalten. Wenn der Schlüssel Kc erhalten ist, baut BTS_F eine neue Sitzung A5/1 auf, während MS_F mit BTS_R eine Sitzung A5/1 aufbaut. BTS_F decodiert und interpretiert die Meldungen von MS_R, leitet sie an MS_F weiter, das sie an BTS_R weiterleitet; MS_F decodiert und interpretiert anschließend die Meldungen von BTS_R, leitet sie an BTS_F weiter, die sie an MS_R weiterleitet. Hierzu muss das fiktive Mobiltelefon MS_F keine eigene Kommunikation mit dem realen Netz aufbauen oder über eine SIM-Karte verfügen.

Verwendung von Antennen und spezifischen Verarbeitungen zur Durchführung der vorhergehenden Aktionen, und insbesondere

• um die Signale zu empfangen, zu demodulieren und zu decodieren,
• den Inhalt der Meldungen zu registrieren,
• die Ankunftsrichtung und die Entfernung von BTS_R und von MS_R und dann ihre Lokalisierung zu bestimmen,

Das fiktive Mobiltelefon MS_F und die fiktive Basisstation BTS_F des fiktiven Netzes RRTM_F verwenden zum Beispiel spezifische Antennen und adaptive Antennenverarbeitungen für das Senden und für den Empfang, sowie für die Demodulation.
Die Verarbeitungen sind zum Beispiel:

– spezifisch der Verbesserung der Leistungen gewidmet,
– waren Gegenstand der Verfahren, die unter den Referenzen FR 2 766 320 , FR 99 16775 , FR 2 829241 , FR 01/12976 angemeldet wurden,
– veranlassen das fiktive Netz, auf Zellen einzuwirken, die von der Stelle entfernt sind, der es zugeteilt ist,
– erlauben dem fiktiven Netz, die Ankunftsrichtung zu bestimmen und die Bauteile BTS_R und MS_R zu lokalisieren.

Als nicht einschränkende Beispiele ermöglicht es die Erfindung, die folgenden Prozeduren durchzuführen und die folgenden Informationen in einem mobilen Terminal MS_R zu erzeugen (wobei die nachfolgende Liste nicht erschöpfend ist)

– Zurückweisung des Mobiltelefons MS_R zum Netz,
– Zugangsverbot des Mobiltelefons zu einer Zelle, zum Netz, usw.,
– Identifikationsparameter des mobilen Terminals MS_R (IMSI, IMEI, laufende TMSI),
– Authentifizierungsparameter des mobilen Terminals MS_R (SRES),
– Informationen bezüglich des Schlüssels Ki des mobilen Terminals MS_R und bezüglich des Schlüssels Kc für die späteren Sitzungen,
– Relokalisierung des Mobiltelefons MS_R mit möglicher Unterbrechung in jeder Phase des Protokolls,
– Anruf des Mobiltelefons MS_R mit möglicher Unterbrechung in jeder Phase des Protokolls,
– Zuweisung zum Mobiltelefon MS_R von Parametern, die in den Speicher der SIM-Karte eingetragen sind,
– Herunterladen von Anwendungssoftware in das Mobiltelefon MS_R,
– Herunterladen von Parametern, die im Speicher der im Mobiltelefon MS_R vorhandenen SIM-Karte oder im Speicher des Mobiltelefons MS_R eingetragen sind,
– Weitergabe der Anrufversuche von MS_R an BTS_R (ausgehender Anruf) bis zum Aufbau der Kommunikation, Erzwingen von spezifischen Prozeduren, die dem Teilnehmer einen besetzten Angerufenen, eine nicht verfügbare Mailbox oder ein nicht verfügbares Netz anzeigen, usw.
– Weitergabe der Anrufversuche von BTS_R an MS_R (eingehender Anruf) bis zum Aufbau der Kommunikation,
– Inhalt der eingehenden oder ausgehenden Kommunikation des mobilen Terminals MS_R (Sprechfunk, Daten, SMS, DTMF, usw.), usw.

Das erfindungsgemäße Verfahren führt insbesondere zu Verbesserungen, von denen manche zur Veranschaulichung angegeben werden, zum Beispiel,

• Befreiung von der eigenen Registrierung der Bauteile des fiktiven Netzes im realen Netz, d. h. Befreiung von der Nutzung einer SIM-Karte (im Englischen Subscriber Identity Module) oder der Kenntnis der den realen mobilen Terminals eigenen Daten,
• die Steuerung von Terminals in fernen Zellen und für jedes gesteuerte Terminal,
• die Erfassung und die Interpretation der Anrufe vom Netz an die Terminals,
• die Weitergabe von eingehenden Kommunikationen,
• die Decodierung und die Interpretation der verschiedenen Signalisierungs- und Verkehrs-Meldungen bezüglich der eingehenden Kommunikationen,
• das Herunterladen von Daten oder Anwendungssoftware in die Terminals.

Claims

Verfahren zur Steuerung und Analyse der Funkkommunikationen, die zwischen mobilen Terminals und Basisstationen (BTS) mit einem fiktiven Mobiltelefonnetz (RRTM_F), umfassend eine fiktive Basisstation (BTS_F) und ein fiktives mobiles Terminal (MS_F), das in das reale Netz (RRTM_R) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das fiktive Netz die Decodierung und ein transparentes und synchrones Netz der zwischen dem realen Netz und dem realen Mobiltelefon ausgetauschten Meldungen, die Zugriffskontrolle der realen Mobiltelefone vom realen Netz oder vom fiktiven Netz gewährleistet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgetauschten Meldungen verbreitete Anzeigemeldungen sind, die für die Zugriffsphasen auf das Netz oder für den Verkehr in einer Situation einer hergestellten Verbindung bestimmt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens die folgenden Schritte umfasst: • das fiktive Mobiltelefon führt eine Planungsaufstellung des Netzes durch und bestimmt für jede Zelle ihre Eigenschaften; • das fiktive Mobiltelefon optimiert die Auswahl einer Frequenz und der Zeitparameter in Zusammenhang mit einem fiktiven Kennzeichnungssignal; • die fiktive Basisstation entsendet auf dieser ausgewählten Frequenz mit den ausgewählten Zeitparametern das fiktive Kennzeichnungssignal, das zeitlich das normalerweise vom Netz entsandte Signal überlagert und von den Mobiltelefonen der realen Basisstation als eine reale Entsendung interpretiert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Planungsaufstellung des Netzes das fiktive Mobiltelefon (MS_F) ein selektives Störsignal entsendet, das dazu geeignet ist, die Verwendung gewisser Frequenzen oder gewisser Zeitintervalle oder Slots für die vorhandenen mobilen Terminals zu untersagen und ihre Verbindung mit der fiktiven Basisstation zu fördern.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verbinden des Mobiltelefons (MS_R) mit der virtuellen Basisstation (BTS_F) diese Letztgenannte mindestens die folgenden Schritte ausführt: • Decodierung, Interpretation und Verzögerung auf transparente und synchrone Weise der Meldungen, die zwischen der realen Basisstation und dem realen Mobiltelefon entsandt werden, und: • Authentifizierung der mobilen Terminals, • unter Verwendung des Rufkanals und der speziell vorgesehenen Kanäle Einsatz der entsprechenden Verfahren – die das Mobiltelefon dazu veranlassen, seine Parameter IMSI, IMEI, TMSI, SRES nach geeigneten Modi und Wiederholungsraten zu liefern, – die dann das fiktive Netz dazu veranlassen, durch eine erfindungsspezifische Bearbeitung den Schlüssel Ki des Mobiltelefons (MS_R) zu erhalten, – die das fiktive Netz dazu veranlassen, nach Bearbeitung den Schlüssel Kc des Mobiltelefons (MS_R) für spätere Sitzungen zu erhal ten, – die das Mobiltelefon dazu veranlassen, in seinen Speicher oder den seiner SIM-Karte Parameter und Anwendungen einzutragen, die vom fiktiven Netz angegeben werden, – die das Mobiltelefon dazu veranlassen, die Anzeige-, Zugriffs- und Verkehrssignale auf vom fiktiven Netz angegebenen Frequenzen zu entsenden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das fiktive Netz das reale Mobiltelefon (MS_R) durch Erzwingen eines Zelltransferverfahrens oder Handovers oder einer Relokalisierung auf eine andere reale Zelle des Netzes als die reale Basisstation (BTS_R) oder durch absichtliche Herabsetzung der Kommunikation, die zu ihrer Unterbrechung führt, oder durch erzwungenes Abfangen des Protokolls abweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein öffentliches digitales Mobiltelefonnetz verwendet wird.
System zur Steuerung und Analyse der Funkkommunikationen, die zwischen mobilen Terminals und Basisstationen (BTS) ausgetauscht werden, umfassend ein fiktives Mobiltelefonnetz (RRTM_F), umfassend eine fiktive Basisstation (BTS_F) und ein fiktives mobiles Terminal (MS_F), wobei das fiktive Netz in das reale Netz (RRTM_R) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das fiktive Netz dazu ausgelegt ist, die Decodierung und ein transparentes und synchrones Relais der zwischen dem realen Netz und dem realen Mobiltelefon ausgetauschten Meldungen, die Zugriffskontrolle der realen Mobiltelefone vom realen Netz oder vom fiktiven Netz zu gewährleisten.