DE60306880T2 - Verfahren und system zur übertragung von nachrichten unter verwendung eines funksignals - Google Patents

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Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Erfindung betrifft allgemein drahtlose Kommunikationssysteme und spezieller die Lokalisierung und Identifizierung von Mobiltelefonen und das Autorisieren von Transaktionen, die mit identifizierten Mobiltelefonen vorgenommen werden.
  • Stand der Technik
  • Mobiltelefone werden weit verbreitet zur Bequemlichkeit genutzt, um an vielfältigen Stellen kommunizieren zu können. 1 stellt ein typisches Übertragungssystem 100 für Mobiltelefone nach dem Stand der Technik dar. Das System umfasst ein Mobiltelefon 110, das ein aufwärts gerichtetes Funksignal 111 an eine Basisstation 120 sendet. Die Basisstation 120 sendet ein abwärts gerichtetes Funksignal 112 an das Mobiltelefon. Die Basisstation 120 wird außerdem durch eine Verbindung 122, die in der Regel Teil des öffentlichen vermittelten Fernsprechnetzes (PSTN) ist, an eine Telefonanlage 130 angeschlossen. Die Telefonanlage 130 kann eine beliebige Art von Telefon einschließlich eines anderen Mobiltelefons, oder ein automatischer Anrufbeantworter oder ein mit einem Computer verbundenes Modem sein. Das System 100 stellt zwischen dem Mobiltelefon 110 und der Telefonanlage 130 eine Zweiweg-Standleitung bereit.
  • Als öffentliche Dienstleistung ist die Notwendigkeit bekannt, Mobiltelefone zu lokalisieren und zu identifizieren. Viel Aufmerksamkeit ist einer jüngsten Forderung der FCC (Bundeskommission für das Nachrichtenwesen) gewidmet worden, dass ein einen Notruf abgebendes Mobiltelefon zu lokalisieren sei, ohne Rücksicht darauf, wo sich das Telefon in dem Funkdienstbereich befindet, siehe FCC E911 Vorschriftsaufstellung, Inhaltsverzeichnis Nr. 94-102. Ein Mobiltelefon kann durch Überwachung seiner aufwärts gerichteten, drahtlosen Übertragungen durch Triangulation oder andere im Stand der Technik bekannte Verfahren lokalisiert werden.
  • Für private Dienstleistungen wäre es außerdem nützlich, Mobiltelefone in der Umgebung eines Diensteanbieters oder Warenanbieters lokalisieren und erkennen zu können, so dass die von Mobiltelefonen ausgelöste Transaktionen mit einem hohen Zuverlässigkeitsgrad abgeschlossen werden können, die gegen Hereinlegung und arglistige Täuschung beständig sind. Ein typisches Beispiel einer gut verwendbaren Transaktion ist die Ausführung einer Bezahlung mit einem Mobiltelefon anstelle einer Kreditkarte.
  • Es ist bekannt, dass ein übertragenes Signal, welches der Hüllkurve eines übertragenen Funksignals proportional ist, detektiert werden kann, siehe US-Patent Nr. 5 649 296. Dieses Signal wird gewöhnlich die Hüllkurve des Basisbandes genannt. Von besonderem Interesse für die Erfindung sind Signale, die entsprechend weit verbreiteten Luftschnittstellen-Standards wie das globale Mobilfunksystem nach GSM-Standard für Telefone übertragen werden. GSM-Dienste umfassen das GSM 1800, das im 1800 MHz-Frequenzband arbeitet und auch als PCN oder PCN 1800 oder DCS 1800 bezeichnet wird. Das GSM 1900 arbeitet im 1900 MHz-Frequenzband und wird auch als PCS 1900 und DCS 1900 bezeichnet. Das GSM 900 arbeitet im 900 MHz-Frequenzband.
  • Ebenfalls von Interesse sind Signale, die zumeist von Geräten des japanischen PDC-Netzes gesendet werden.
  • Gewünscht ist, die Basisband-Hüllkurve von durch Mobiltelefone für HF-Identifizierung (RFID) gesendeten Signalen zu nutzen. Spezieller ist gewünscht, Mobiltelefone zu identifizieren, zu autorisieren und zu lokalisieren, ohne das zugrunde liegende, verschlüsselte drahtlose Signal dekodieren zu müssen. Außerdem wäre es vorteilhaft, eine Mobiltelefon-Identifizierung bereit zu stellen, ohne bestehende Mobiltelefone, drahtlose Netzwerke und Luftschnittstellen-Standards der drahtlosen Kommunikation modifizieren zu müssen.
  • Es ist bekannt, dass die Hüllkurve eines Funksignals genutzt werden kann, um Informationen zu übertragen. Das ist das bekannte Amplitudenmodulationsverfahren (AM). Es wird verständlich, dass die augenblickliche Amplitude eines Funksignals die gleiche wie ihre Hüllkurve ist. In dem Mazur et al. erteilten US-Patent Nr. 6 072 792 wird eine Vorrichtung zur Leistungssteuerung für einen TDMA-Transmitter (Vielfachzugriff mit Zeitteilung) beschrieben. Das darin beschriebene Verfahren wird verwendet, um Interferenz in dem gesendeten Signal zu reduzieren. Damit wird ermöglicht, dass ein Empfänger das TDMA-Signal aus den benachbarten Zeitschlitzen extrahiert. Ein anderes Beispiel kann in der WO 0 241 617 gefunden werden.
  • Gewünscht ist, die durch ein Mobiltelefon gesendete Hüllkurve bewusst zu beeinflussen, um Informationen zu übertragen, die genutzt werden können, um die oben erwähnte RFID zu erhalten, ohne vorhandene Mobiltelefone, drahtlose Netzwerke, Kommunikationsstandards und Luftschnittstellen-Standards für Mobiltelefone modifizieren zu müssen.
  • Abriss der Erfindung
  • Die Erfindung stellt ein System und Verfahren zum Übermitteln einer Identifizierung, Authentifizierung oder anderen Art von Nachricht von einem Mobiltelefon zu einem Funkempfänger zur Verfügung, ohne das zugrunde gelegte Sprech- oder Datensignal zu demodulieren oder zu dekodieren. Stattdessen werden durch die Erfindung Modulationen der Basisband-Hüllkurve des gesendeten Funksignals genutzt. Eine solche Kommunikation kann vorteilhaft zum Identifizieren eines Mobiltelefons und zum Authentisieren von durch das erkannte Mobiltelefon ausgelösten Transaktionen genutzt werden.
  • Nach der Erfindung modifiziert das Mobiltelefon die Basisband-Hüllkurve des gesendeten Signals zum Kodieren einer Nachricht, während ein Sprech- oder Datensignal mit einem Funksignal gesendet wird, welches die Anforderungen des weit verbreitet verwendeten Luftschnittstellen-Standards des Mobiltelefons, wie zum Beispiel der GSM-Standard, erfüllt. In einer Ausführung simuliert das Mobiltelefon das Muster einer „Sprachaktivierung" wie man es bei einem normalen Stimmen-Telefonanruf antrifft. Ein solches Sprachaktivierungsmuster führt zu einem entsprechenden Muster der Funkübertragung. Das simulierte Sprachaktivierungsmuster kann eingestellt werden, so dass die Hüllkurve des entsprechenden Funkübertragungsmusters eine Identifizierungs- oder Authentisierungsnachricht übermittelt. Ein zum Empfangen der Funkübertragung und zum Erkennen der Hüllkurve angepasster Funkempfänger rekonstruiert die dazugehörige Nachricht. Die Identifizierungsnachricht kann zum Erkennen des Mobiltelefons und die Authentisierungsnachricht zum Berechtigen oder Abschließen einer kommerziellen Transaktion verwendet werden. Zum Beispiel kann ein von einem Waren- oder Diensteanbieter betriebener Funkempfänger einen Einkauf genehmigen.
  • Das erfundene Verfahren zur Erzeugung einer simulierten Sprachaktivierung zum Zweck der Modulation der Hüllkurve eines Mobiltelefon-Funksignals zum Übertragen einer Erkennungsnachricht kann außerdem auf die Funkübertragung von einem Transmitter angewandt werden, der kein Mobiltelefon ist. Zum Beispiel empfängt das Mobiltelefon während eines Mobiltelefon-Sprechanrufs von einer festen Basisstation ein abwärts gerichtetes Funksignal. Dieses abwärts gerichtete Funksignal ist Teil einer Standleitung, die das Telefongespräch ermöglicht und das Mobiltelefon mit einer anderen Telefonanlage verbindet. Die Sprachaktivierung der anderen Telefonanlage bestimmt das Muster der Funkübertragung im abwärts gerichteten Funksignal. Somit ist es möglich, dass die andere Telefonanlage eine Nachricht zu einem Funkempfänger überträgt, der von einem Waren- oder Dienstleistungsanbieter in der Nähe des Mobiltelefons betrieben wird.
  • Insbesondere legt der Benutzer eines Mobiltelefons einen Anruf auf eine vorgegebene Nummer einer automatischen Abfrageeinheit um eine Transaktion durchzuführen. Der drahtlose Teil des Anrufs enthält ein aufwärts gerichtetes Funksignal, das von einer festen Basisstation und durch einen Funksignaldetektor in der Nähe des Mobiltelefons empfangen wird. Der Detektor misst Parameter des aufwärts gerichteten Funksignals einschließlich zum Beispiel einer Frequenz und einer freien Stelle mit Zeitvielfachzugriff (TDMA) des Signals. Aus den Parametern bestimmt der Detektor entsprechende Parameter des von der Basisstation gesendeten abwärts gerichteten Funksignals, das von dem Mobiltelefon empfangen wird.
  • Die automatische Abfrageeinheit gewinnt Informationen der „Rufnummernidentifikation" des Mobiltelefons. Unter Verwendung einer simulierten Sprachaktivierung kodiert die automatische Abfrageeinheit die ID-Informationen zu einem simulierten Sprachsignal, das in dem abwärts gerichteten Funksignal an das Mobiltelefon zurück gesendet wird. Der Funksignaldetektor enthält einen Funkempfänger, der auf die Parameter des abwärts gerichteten Signals anspricht, wobei der Detektor in der Lage ist, die Hüllkurve des abwärts gerichteten Signals zu erkennen und die kodierte ID-Informationen durch die simulierte Sprachaktivierung zu rekonstruieren. Der Detektor kann anschließend anzeigen, dass die spezielle Transaktion abgeschlossen werden kann.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine grafische Darstellung eines Mobiltelefon-Kommunikationssystems nach dem Stand der Technik;
  • 2 ist die grafische Darstellung eines Mobiltelefon-Kommunikationssystems, bei dem Basisband-Hüllkurvenmodulation gemäß der Erfindung eingesetzt wird;
  • 3 ist ein Zeitdiagramm von Zeitschlitzen (Bursts) von TDMA-Funksignalen;
  • 4 ist ein Zeitdiagramm von Signalfolgen eines GSM-Funksignals;
  • 5 ist die grafische Darstellung eines Mobiltelefon-Kommunikationssystems, bei dem Basisband-Hüllkurvenmodulation durch simulierte Sprachaktivierung gemäß der Erfindung eingesetzt wird;
  • 6 ist die grafische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems zur Erkennung und Authentifizierung eines Mobiltelefons;
  • 7 ist das Blockdiagramm eines Authentifizierungs-Diensteanbieters, und
  • 8 ist das Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erkennung und Authentifizierung eines Mobiltelefons.
  • Beste Art und Weise zur Ausführung der Erfindung
  • Hüllkurvenmodulation
  • 2 zeigt ein System 200 zur Übertragung einer Identifizierung, Authentifizierung oder anderen Nachrichtenart von einem Mobiltelefon 210 zu einem Hüllkurvendetektor 220, während das Mobiltelefon 210 das aufwärts gerichtete Signal 111, das einen Luftschnittstellen-Standard erfüllt, zu der Basisstation 120 überträgt. Der Hüllkurvendetektor 220 soll das aufwärts gerichtete Signal 111 durch eine Antenne 221 empfangen. Der Hüllkurvendetektor 220 überwacht die Hüllkurve des Aufwärtssignals 111, während das Mobiltelefon 210 ein Sprach- oder Datensignal zu der Basisstation 120 überträgt. Der Hüllkurvendetektor kann an einer Stelle angeordnet werden, wo ein Benutzer des Mobiltelefons 210 gern eine Transaktion abschließen würde, z. B. einen Einkauf in einem Geschäft machen oder Waren oder Dienstleistungen von einem Verkaufsautomaten, z. B. ein Ticketautomat auf einem Flughafen, einkaufen.
  • Die Empfindlichkeit des Hüllkurvendetektors 220 kann eingestellt werden, um zu gewährleisten, dass sich das Mobiltelefon 210 innerhalb eines vorgegebenen Abstands des Detektors befindet, so dass mehrere Detektoren ganz nahe zueinander angeordnet werden können. Wenn zum Beispiel der erfindungsgemäße Hüllkurvendetektor in Verkaufsautomaten verwendet wird, kann die Empfindlichkeit des Detektors auf einen sehr kleinen Abstand z. B. einen Zentimeter oder weniger eingestellt werden, so dass der Benutzer des Mobiltelefons 210 das Mobiltelefon unmittelbar neben die Antenne 221 legen muss, so dass ein anderer in der Nähe befindlicher Verkaufsautomat, der ebenfalls mit einem Detektor ausgerüstet ist, nicht irrtümlich aktiviert wird. In dem Fall einer Kasse eines Einzelhandelsgeschäfts kann der Empfindlichkeitsabstand auf etwa einen Meter oder weniger erhöht werden. Verfahren zur Einstellung der Empfindlichkeit von Funkempfängern auf präzise Abstände sind bekannt.
  • Die Basisstation 120 ist Teil eines drahtlosen Netzwerks, das normalerweise mit einem verkabelten Kommunikationsnetzwerk, z.B. das öffentliche Fernsprechnetz (PSTN) und das Internet angeschlossen ist. In der bevorzugten Ausführung nutzt das Mobiltelefon 210 einen Luftschnittstellen-Standard mit Zeitvielfachzugriff (TDMA). Bei einem Vielfachzugriff mit Zeiteinteilung wird jeder Funkkanal in mehrere Zeitkanäle geteilt, um die Datenmenge die übertragen werden kann, zu erhöhen. TDMA wurde zuerst als ein Standard im vorläufigen Standard 54 (IS-54) von EIA/TIA festgelegt. IS-136, eine entwickelte Version von IS-54, ist der US-Standard für TDMA sowohl für das Spektrum des Mobiltelefon-Nachrichtendienstes (850 MHz) als auch das Spektrum für Kommunikationsdienste (1,9 GHz). TDMA wird genutzt durch das digitale Mobilfunksystem der USA (D-AMPS), das PDC-Netz (PDC), den japanischen Schnurlostelefon-Standard (JDC) und im globalen Mobilfunksystem nach GSM-Standard (GSM). TDMA wird außerdem zum verbesserten Übertragungsstandard für digitale schnurlose Telefone (DECT) verwendet. Dienste des globalen Mobilfunksystems nach GSM-Standard (GSM) umfassen das GSM 1800, das im Frequenzband von 1800 MHz arbeitet und auch als PCN oder PCN 1800 oder DCS 1800 bezeichnet wird. Das GSM 1900 arbeitet im Frequenzband von 1900 MHz und wird auch als PCS 1900 und DCS 1900 bezeichnet. Das GSM 900 arbeitet im Frequenzband von 900 MHz.
  • Diese Beschreibung erfolgt unter dem Aspekt des TDMA-Standards und GSM-Standards. Es können jedoch auch andere ähnliche Typen von Luftschnittstellen-Standards, zum Beispiel CT-2 und TDMA/TDD-Hybridsysteme wie persönliches Mobiltelefon (PHP) und europäischer Übertragungsstandard für digitale schnurlose Telefone (DECT) genutzt werden. Zum Zweck dieser Beschreibung werden alle TDMA-, TDD- und TDMA-/TDD-Systeme als TDMA-Systeme bezeichnet. Im Hinblick auf Standards, die nicht auf TDMA basieren, sind die allgemeinen Konzepte dennoch anwendbar. Es soll verständlich werden, dass die vorliegende Erfindung auf die meisten Mobiltelefone der zweiten Generation (2G) und alle der dritten Generation (3G) angewandt werden kann.
  • Während einer Übertragung zur Basisstation 120 überträgt das Mobiltelefon 210 die Nachricht zum Hüllkurvendetektor 220 durch Hüllkurvenmodulation des aufwärts gerichteten Signals 111. Die Hüllkurvenmodulation wird in der Weise angewandt, dass eine Übereinstimmung des aufwärts gerichteten Signals 111 mit einem zugewiesenen Luftschnittstellen-Standard, wie zum Beispiel der GSM-Funkstandard, gesichert wird. Es soll verständlich werden, dass die vorliegende Erfindung auf eine breite Vielfalt von Luftschnittstellen-Standards anwendbar ist.
  • Insbesondere ist die Erfindung auf alle Luftschnittstellen-Standards anwendbar, wie oben erwähnt wurden. In diesen Standards wird der hochfrequente Träger oftmals moduliert, indem eine Kodierung durch Phasenverschiebung oder ein anderes digitales Modulationsschema zu dem Zweck vorgenommen wird, eine erste Nachricht von einem Funktelefon zu einer Basisstation zu kodieren. Gemäß dieser Erfindung wird die Basisband-Hüllkurvenmodulation des aufwärts gerichteten Signals 111 auf das Funksignal gleichzeitig mit der digitalen Trägermodulation angewandt. Die Wahl der Hüllkurvenmodulation zur Kodierung einer zweiten Nachricht für einen in der Nähe gelegenen Hüllkurvendetektor ist wegen der Einfachheit der Realisierung eines Hüllkurvendetektors vorteilhaft. Das trifft insbesondere dann zu, wenn die zum Kodieren der zweiten Nachricht verwendete Bitrate niedrig ist.
  • In einer sichereren Version extrahiert eine mit der Basisstation 120 verbundene automatische Abfrageeinheit 240 Informationen der „Rufnummernidentifikation" des Mobiltelefons 210. Durch eine optionale Verbindung 241 tauscht die automatische Abfrageeinheit 240 mit dem Hüllkurvendetektor 220 Informationen aus. Zum Beispiel können die Informationen eine Bestätigung der vom Mobiltelefon 210 an den Hüllkurvendetektor 220 durch Hüllkurvenmodulation des aufwärts gerichteten Signals 111 gesendeten Nachricht enthalten. Vorteilhaft ist, dass eine solche Bestätigung die Sicherheit der Transaktion verbessert und das Risiko arglistiger Täuschung verringert. Die optionale Verbindung 241 kann in bekannter Weise verwirklicht werden, sie kann z. B. eine Internetverbindung oder eine verkabelte oder drahtlose Telefonverbindung sein.
  • 3 zeigt ein beispielhaftes Funksignal 300 von dem Mobiltelefon 210, wie es gemäß einem auf Vielfachzugriff mit Zeitteilung (TDMA) basierenden Luftschnittstellen-Standard auftritt. Die Abbildung zeigt die Hüllkurve eines übertragenen Funksignals. Die Modulation der Hüllkurve des übertragenen Funksignals ist eine Funktion der Zeit. Eine Übertragung tritt als eine Folge von kurzen Zeitschlitzen (Bursts) 310 auf, wobei jeder Zeitschlitz 310 eine Dauer 311 und eine Amplitude 312 besitzt und zu einem Zeitpunkt 313 innerhalb eines vorgegebenen Zeitkanals 314 beginnt.
  • Die Startzeit 313, die Amplitude 312 und die Dauer 311 jedes übertragenen Zeitschlitzes werden durch den Luftschnittstellen-Standard, z. B. GSM, festgelegt. Jedoch ermöglichen Schnittstellen-Standards im Allgemeinen eine bestimmte Toleranz für die exakten Werte jedes Parameters von Startzeit, Amplitude und Dauer. Zum Beispiel kann der Standard einen Nennwert und eine Toleranz für jeden Parameter festlegen. Solange wie alle Parameter innerhalb der festgelegten Toleranzen bleiben, kann der Transmitter bei Bedarf einen beliebigen oder alle Burst-Parameter ändern. Zum Beispiel ist beim GSM-Luftschnittstellen-Standard die normale Dauer eines „Zeitschlitzes" 576,52 μs, jedoch werden die erste 11,07 μs und die letzte 41,47 μs als „Schutzzeit" betrachtet. Der aktuelle Burst muss innerhalb seines Zeitschlitzes bleiben und kann so kurz wie 523,98 μs sein. Ein GSM-Mobiltelefon kann die tatsächliche Dauer eines übertragenen Bursts innerhalb dieses zugelassenen Bereiches ändern, was dennoch als im Einklang mit dem GSM-Standard befindlich betrachtet wird. Außerdem kann das Mobiltelefon zum Beispiel die Leistung des übertragenen Funksignals innerhalb eines bestimmten Bereiches, wie durch den Luftschnittstellen-Standard vorgeschrieben, einstellen. Dies ermöglicht es, dass das Mobiltelefon die Amplitude eines Bursts innerhalb der Toleranzen einstellt.
  • Erfindungsgemäß wird die Nachricht durch Änderung der Parameter des übertragenen Signals innerhalb ihrer zugelassenen Toleranzen einzeln oder in Kombination kodiert. Zum Beispiel ändert die Impulslagenmodulation (PPM) die Anfangszeit 313 jedes Bursts, und die Impulsbreitenmodulation (PWM) ändert die Dauer 311. Die Amplitudenmodulation (AM) ändert die Amplitude 312 jedes Bursts. Diese Modulationen der Hüllkurve des Signals werden durch den Hüllkurvendetektor 220 erfasst.
  • Luftschnittstellen-Standards mit Codemultiplexzugriff (CDMA) lassen außerdem Änderungen der Hüllkurve in ihren übertragenen Funksignalen zu. Zum Beispiel tritt entsprechend dem CDMA-Luftschnittstellen-Standard IS-95 eine Übertragung von einem Mobiltelefon in kurzen Bursts auf, die als Leistungsregelungsgruppen (PCG) bekannt sind. Deshalb kann ein Mobiltelefon mit CDMA IS-95 die Parameter der PCGs innerhalb ihrer erlaubten Toleranzen modulieren zum Zweck der Kodierung einer Nachricht auf die Signal-Hüllkurve in einer Art und Weise, die der ähnlich ist, die für TDMA-Mobiltelefone beschrieben wurde. Ähnliche Verfahren sind in anderen CDMA-Luftschnittstellen-Standards und solchen ohne CDMA möglich.
  • Hüllkurvenmodulation durch Burst-Auswahl und simulierte Sprachaktivität
  • Die meisten modernen drahtlosen Luftschnittstellen ermöglichen einen mobilen Transmitter, um verschiedene Typen von Bursts in Abhängigkeit von Bedürfnissen der Kommunikation zu übertragen. Zum Beispiel überträgt das Mobiltelefon im GSM-Luftschnittstellen-Standard einen kürzeren Burst von 324,72 μs an Stelle des normalen Bursts von 546,12 μs während einer „Synchronisationsfolge". Deshalb kann eine Hüllkurvenmodulation ausgeführt werden, indem längere oder kürzere Bursts übertragen werden, wo der Luftschnittstellen-Standard die Option erlaubt, dies zu tun. Zum Beispiel kann das Mobiltelefon einen kurzen Burst-Typ übertragen, um einen Bitwert von 0 zu senden, und einen langen Burst-Typ, um einen Bit Wert von 1 zu senden. Als weiteres Beispiel kann das Mobiltelefon die Bursts auf dem „Random Access Channel" übertragen, der auch als Suchrufkanal bekannt ist. Die zeitliche Steuerung der Bursts kann durch das Impulspositionsmodulationsverfahren moduliert werden. Die Bursts können konfiguriert werden, um Informationen zu erhalten, die dadurch ignoriert werden und an dem drahtlosen Netzwerk keinen Schaden verursachen, während die PPM- modulierte, zeitliche Steuerung der Bursts die durch den Hüllkurvendetektor 220 detektierbare Nachricht kodiert.
  • Während eines Telefonanrufs überträgt das Mobiltelefon Bursts in Zeitschlitzen, die in einem Verhältnis von ungefähr 217 Hz in dem GSM-Luftschnittstellen-Standard auftreten. Wegen der durch den Standard erlaubten Toleranz kann das Mobiltelefon die Dauer von übertragenen Bursts um eine kleine Größe ändern, während Übereinstimmung mit dem Standard aufrechterhalten wird. Zum Beispiel kann das Mobiltelefon gelegentlich etwas kürzere Bursts übertragen. Zur Bequemlichkeit kann die Größe der Verkürzung des Bursts ein Mehrfaches der Symbolperiode sein. Weil der Hüllkurvendetektor 220 sich verhältnismäßig nahe am Telefon 210 befindet, ist das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) hoch. Daher kann die zeitliche Steuerung der Bursts mit genügender Genauigkeit bestimmt werden, um einen Burst zu unterscheiden, der nur um ein Symbol kürzer ist. Zum Beispiel kann ein Burst jede 120 ms entweder eine normale Länge oder eine kürzere Länge aufweisen, so dass 1 Informationselement mit einer Geschwindigkeit von etwa acht Bits oder einem Byte pro Sekunde kodiert wird.
  • Während des Telefonanrufs muss das Mobiltelefon keinen Burst in jedem zugewiesenen Zeitschlitz senden. Zum Beispiel kann das Mobiltelefon im GSM-Luftschnittstellen-Standard die meisten Übertragungen während „Zeichenpausen", d. h. in Zeiträumen, wenn der Benutzer des Mobiltelefons nicht spricht, sperren. Während Zeichenpausen überträgt das Mobiltelefon nur wenige vereinzelte Bursts, um den Kanal offen zu halten. Der Hüllkurvendetektor 220 kann das Fehlen oder Vorhandensein eines Bursts in einem speziellen Zeitschlitz detektieren und folglich „Sprachaktivität" des Telefonbenutzers erfassen. Das Mobiltelefon 210 kann diese Fähigkeit ausnutzen, um die Nachricht für den Hüllkurvendetektor 220 zu kodieren. Durch Simulation der Sprachaktivität kann das Mobiltelefon Bursts in bestimmten Zeitschlitzen weggelassen oder aufnehmen, um zum Beispiel eine Folge von Informationsbits zu kodieren, die als normale Sprachaktivität erscheinen, ohne die Leistung des drahtlosen Netzwerks zu beeinträchtigen. Der Hüllkurvendetektor 220 kann die Informationsbits aus dem beobachteten Muster von Bursts rekonstruieren.
  • Ein wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Hüllkurvenmodulation mit einem Signal erreicht wird, das als normale Sprachaktivität erscheint. Ein drahtloses Telefon kann diese Erfindung nutzen, um mit dem Hüllkurvendetektor 220 zu kommunizieren, während vorhandene drahtlose Netzwerke genutzt werden. In den drahtlosen Netzwerken sind Modifizierungen nicht erforderlich, und durch Mobilfunk-Diensteanbieter ist kein Eingriff notwendig.
  • 4 zeigt das Beispiel einer Burst-Funkübertragung, die durch ein Mobiltelefon erzeugt werden kann. Die vertikale Achse stellt eine Funksignal-Hüllkurve als Funktion der Zeit dar. Das spezielle Beispiel ist für ein GSM-Telefon. In dem GSM-Standard sind die meisten Bursts etwas länger als 0,5 ms. Folglich erscheint jeder Burst im Maßstab von 4, in der sich die waagerechte Achse über die Zeit von zwei Sekunden erstreckt, als eine schmale vertikale Linie. 4 zeigt deutlich mehrere kurze Burst-Blöcke 401, die während eines Rufaufbaus auftreten, während kein Sprachsignal übertragen wird, dem sich eine ständige Folge von Bursts 402 anschließt, während ein Sprachsignal übertragen wird. An dem Punkt erzeugt das Mobiltelefon kurze Bursts eines Funksignals (RF) mit einem Verhältnis von etwa 217 Hz, welches die TDMA-Framerate für GSM ist. Dies tritt auf, weil die Zuweisung des Telefonkanals dadurch realisiert wird, dass dem Anruf ein spezieller Zeitschlitz innerhalb des TDMA-Rahmens zugeordnet wird, und das Mobiltelefon einen Burst von Funkenergie in seinem zugeordneten Zeitschlitz in den meisten TDMA-Rahmen überträgt.
  • 4 zeigt, dass die unterschiedlichen Muster einer Burst-Übertragung zu unterschiedlichen Zeitpunkten durch einen Hüllkurvendetektor leicht erkennbar sind. Tatsächlich ist der Hüllkurvendetektor 220 in der Lage zu bestimmen, welcher Aktivitätstyp ausgeführt wird, indem das Burst-Muster detektiert und gemessen wird.
  • Eine Möglichkeit der Generierung „simulierter" Sprachaktivität ist die Erzeugung eines Audiosignals, das eine spektrale Zusammensetzung aufweist, die der menschlichen Stimme ähnlich ist. Alternativ dazu kann das Audiosignal ein aufgezeichnetes Sprachsignal sein. Außerdem kann das Audiosignal irgendeine Wellenform sein, die durch eine Sprachkodiereinrichtung als Sprache interpretiert wird. Durch Ein- und Ausschalten des Audiosignals zu bestimmten Zeitpunkten kann die Nachricht in einer Folge von simulierten plötzlichen Gesprächsaktivitäten kodiert werden. Der Funksender überträgt anschließend das Funksignal in einem Muster, das den simulierten plötzlichen Gesprächsaktivitäten folgt.
  • Die aufeinander folgenden Bursts des Informationen tragenden Signals werden im gleichen Zeitschlitz in aufeinander folgenden Teilrastern übertragen. Während ein Transmitter im System in einem spezifischen Zeitschlitz überträgt, arbeiten andere Transmitter gleichzeitig mit der gleichen Frequenz, indem andere Zeitschlitze innerhalb des Teilrasters genutzt werden. Andere Transmitter innerhalb des Systems arbeiten gleichzeitig mit anderen Trägerfrequenzen in ähnlicher Weise.
  • Diese Beschreibung erfolgt unter dem Aspekt des GSM-Luftschnittstellen-Standards. Jedoch ermöglichen viele andere Luftschnittstellen-Standards eine Sprachaktivitäts-Impulssperrung. Insbesondere lassen die meisten Mobiltelefone der zweiten Generation (2G) und alle Mobiltelefone der dritten Generation (3G) eine Sprachaktivitäts-Impulssperrung zu. Es soll verständlich werden, dass die vorliegende Erfindung auf alle Luftschnittstellen-Standards angewandt werden kann, die eine Sprachaktivitäts-Impulssperrung des übertragenen Funksignals ermöglichen.
  • Hüllkurvenmodulation in der Abwärtsstrecke
  • Bei den meisten drahtlosen Luftschnittstellen-Standards, z. B. GSM und den meisten CDMA-basierten Standards, kann sowohl in der Aufwärtsstrecke 111 als auch in der Abwärtsstrecke 112 eine Sprachaktivitäts-Impulssperrung des übertragenen Signals auftreten. Die meisten drahtlosen Luftschnittstellen-Standards definieren außerdem eine vorbestimmte Frequenzbeziehung zwischen der Aufwärtsstrecke und der entsprechenden Abwärtsstrecke, z. B. eine feststehende Frequenzdifferenz von 80 MHz und eine Trennung von 2 1/2 Zeitschlitzen zwischen den TDMA-Schlitzzuordnungen für den GSM-Standard in den USA. Deshalb können die Parameter einer Strecke aus der anderen Strecke bestimmt werden. Im GSM-Standard mit Frequenzsprungverfahren kann das Muster des Frequenzsprungverfahrens einer Strecke durch Überwachung des Musters des Frequenzsprungverfahrens der anderen Strecke bestimmt werden. Im IS-95 Standard auf CDMA-Basis weist ein spezieller Funkkanal die Zuordnung einer spezifischen Funkfrequenz und die Zuordnung eines spezifischen Walsh-Codes auf. Die Frequenzzuordnung und die Walsh-Code-Zuordnung der einen Strecke können aus der Frequenzzuordnung und der Walsh-Code-Zuordnung der anderen Strecke bestimmt werden.
  • Sprachaktivität in der Aufwärtsstrecke 111 wird durch den Benutzer des Mobiltelefons erzeugt. Sprachaktivität in der Abwärtsstrecke 112 wird durch die Telefonanlage 130 erzeugt, mit der das Mobiltelefon verbunden ist. Zum Beispiel wird im System 200 von 2 Sprachaktivität in der Abwärtsstrecke 112 durch die automatische Abfrageeinheit 240 erzeugt. Deshalb erfordert die Hüllkurvenmodulation der Abwärtsstrecke keine spezielle Maßnahme durch das Mobiltelefon.
  • 5 zeigt ein System, das eine Hüllkurven-Kommunikation durch simulierte Sprachaktivität in der Abwärtsstrecke 112 ausnutzt. Das System 500 umfasst ein Mobilfunkgerät 210, z. B. das Mobiltelefon 110, die Basisstation 120 und den Mobiltelefon-Identifikator 510 (MPI). Der Mobiltelefon-Identifikator 510 umfasst einen Aufwärtsstrecken-Receiver 511, einen Abwärtsstrecken-Receiver 512 und eine Antenne 521. Während eines Telefonanrufs hat der Benutzer des Mobiltelefons 210 eine Zweiweg-Standleitung mit Telefonanlage, z. B. ein Server 25. Die Verbindung kann zum Beispiel durch einen Mobilfunk-Diensteanbieter bereitgestellt werden und wird zum Teil durch den Aufwärtsstrecken-Kanal 111 und den Abwärtsstrecken-Kanal 112 erreicht und durch eine Telefonverbindung 522 vervollständigt. Die Telefonverbindung 522 kann Teil des öffentlichen Telefonnetzes sein, das normale Anrufe überträgt. Zum Beispiel kann die Verbindung in bekannter Weise durch das Mobiltelefon 210 aufgebaut werden, indem eine Telefonnummer des Servers 520 gewählt wird.
  • Der Aufwärtsstrecken-Receiver 511 und der Abwärtsstrecken-Receiver 512 sollen empfangene Funksignale von der Antenne 521 entweder vom Mobiltelefon 210 oder der Basisstation 120 aufnehmen. Der Aufwärtsstrecken-Receiver 511 soll außerdem die Trägerfrequenz und die Eintrittszeit von TDMA-Bursts einer Funkübertragung bestimmen, die in dem aufwärts gerichteten Funksignal 111 auftreten. In Abhängigkeit von dem verwendeten Luftschnittstellen-Standard kann der Aufwärtsstrecken-Receiver 511 zusätzliche Parameter des aufwärts gerichteten Funksignals 111, wie zum Beispiel das Muster des Frequenzsprungverfahrens oder den verwendeten Walsh-Code, messen. Der Aufwärtsstrecken-Receiver 511 stellt anschließend dem Abwärtsstrecken-Receiver 512 über eine Verbindung 514 die Trägerfrequenz, die Eintrittszeit und beliebige andere beobachtete Parameter des aufwärts gerichteten Signals 111 bereit.
  • Der Abwärtsstrecken-Receiver 512 soll die Trägerfrequenz, die Eintrittszeit und andere Parameter des aufwärts gerichteten Funksignals 111 aufnehmen und bestimmt die Trägerfrequenz, die Eintrittszeit und andere Parameter des entsprechenden abwärts gerichteten Funksignals 112. Der Abwärtsstrecken-Receiver 512 soll außerdem ein empfangenes Funksignal von der Antenne 521 aufnehmen und außerdem das durch die Basisstation 120 übertragene abwärts gerichtete Funksignal 112 detektieren. Der Abwärtsstrecken-Receiver 512 kann ein spezielles abwärts gerichtetes Funksignal aus einer Vielzahl von durch die Basisstation 120 übertragenen abwärts gerichteten Funksignalen auf Basis der berechneten Trägerfrequenz, der berechneten Eintrittszeit und anderer berechneter Parameter extrahieren, die über die Verbindung 514 durch an sich bekannte Verfahren erzielt werden. Schließlich überwacht der Abwärtsstrecken-Receiver die Aktivität des abwärts gerichteten Funksignals 112. Wie oben erörtert, reflektiert die Aktivität des abwärts gerichteten Funksignals 112 die Sprachaktivität (real oder simuliert) des Servers 520. Der Server 520 ist somit in der Lage, eine Nachricht für den Mobiltelefon-Identifikator 510 durch simulierte Sprachaktivität zu kodieren, indem die erfindungsgemäßen Sprachaktivitäts-Verfahren mit Hüllkurvenmodulation verwendet werden.
  • Wie im System 200 und in 2 kann die optionale Verbindung 241 vorteilhaft genutzt werden, um Sicherheit und Leistungsfähigkeit zu verbessern. Zum Beispiel kann der Mobiltelefon-Identifikator 510 an den Server 520 eine Nachricht senden, um die Genauigkeit einer über die Abwärtsstrecke 112 durch Hüllkurvenmodulation empfangene Identifikationsnachricht nachzuprüfen.
  • Es sind alternative praktische Ausführungen möglich, um die gleichen Ergebnisse zu erzielen. Zum Beispiel können getrennte Antennen für die zwei Receiver 511 und 512 genutzt werden, wobei die zwei Receiver 511 bis 512 kombiniert werden können.
  • System zur Erkennung und Bestätigung eines mobilen, kombinierten Sende-Empfangs-Geräts
  • 6 zeigt ein erfindungsgemäßes System 600 zur Erkennung eines mobilen, kombinierten Sende-Empfangs-Geräts. Das System 600 umfasst das mobile, kombinierte Sende-Empfangs-Gerät 210, die Basisstation 120 und den Mobiltelefon-Identifikator 510 (MPI). Der MPI kann sich an einer Stelle befinden, wo ein Benutzer des mobilen, kombinierten Sende-Empfangs-Gerätes 210 gern eine Transaktion abschließen, z. B. einen Einkauf in einem Geschäft machen oder Waren oder Dienstleistungen von einem Verkaufsautomaten kaufen würde. Der MPI 510 ist über die Verbindung 611 mit einem Verkaufsautomaten 610, z. B. ein Ticketautomat an einem Flughafen, verbunden.
  • Die Basisstation 120 ist durch die Verbindung 122, die normalerweise Teil des öffentlichen vermittelten Fernsprechnetzes (PSTN) ist, mit einem Berechtigungsdienstanbieter 620 (ASP) verbunden. Der MPI 510 und der ASP 620 können über die Verbindung 241 miteinander verbunden werden.
  • In einer Ausführung nach der Erfindung ist das mobile, kombinierte Sende-Empfangs-Gerät 210 ein Mobiltelefon, das die Fähigkeit zur Modulation der Hüllkurve des übertragenen, aufwärts gerichteten Signals 111 nach einem oder mehreren der oben beschriebenen Verfahren mit Basisband-Hüllkurvenmodulation besitzt. In dieser Ausführung nutzt das Mobiltelefon solche Modulationstechniken, um eine Erkennungsnachricht für den Mobiltelefon-Identifikator 521 zu kodieren. Der Mobil telefon-Identifikator prüft die durch die Erkennungsnachricht kodierte Identität mit an sich bekannten Verfahren, wie die zur Bestätigung einer Kreditkartennummer genutzten Verfahren, wenn ein Einkauf mit Kreditkarte vorgenommen wird, nach. Zum Beispiel kann der Mobiltelefon-Identifikator die Verbindung 241 nutzen, um eine Zugangsberechtigung von dem ASP 620 zu erhalten. Wenn die nachgeprüfte Identität dazu berechtigt, einen Einkauf vorzunehmen, weist der Mobiltelefon-Identifikator 510 den Verkaufsautomaten 610 an, Waren auszugeben.
  • Die Fähigkeit des Mobiltelefons 210 zur Modulation der Basisband-Hüllkurve des übertragenen Aufwärtssignals kann durch modifizierte Firmware oder Hardware im Telefon selbst verwirklicht werden. Alternativ dazu kann diese Fähigkeit durch Modifizierung von Software in einer Kundenidentifikationskarte (SIM), die auch als intelligente Chipkarte bekannt ist, realisiert werden. Die Nutzung von SIM-Karten ist ein Merkmal des GSM-Luftschnittstellen-Standards. Die SIM-Karte wird in das Mobiltelefon eingesetzt um seine Funktionsfähigkeit zu steuern. Die SIM-Karte hält alle persönlichen Informationen des Kunden und Telefoneinstellungen fest. Im Wesentlichen ist es die Berechtigung des Kunden, das Netzwerk zu nutzen. Sie hält außerdem die Telefonnummer, den persönlichen Sicherheitsschlüssel und andere Daten fest, die zur Funktion des Mobiltelefons notwendig sind. Die Karte kann in jedes Mobiltelefon eingesetzt werden, um zu veranlassen, dass ein spezielles Telefon alle Anrufe auf der Teilnehmernummer empfängt. Es ist an sich bekannt, wie die Software in einer SIM-Karte angepasst werden kann, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen.
  • In einer anderen Ausführung dieser Erfindung ist das mobile, kombinierte Sende-Empfangs-Gerät 210 ein Mobiltelefon vom Stand der Technik. In einer solchen Ausführung bewirkt der Benutzer des Mobiltelefons eine Transaktion durch Anrufen einer vorgegebenen Nummer unter Verwendung des Mobiltelefons. Die vorgegebene Nummer wird dem Berechtigungsdiensteanbieter (ASP) 620 zugewiesen. Ein drahtloses Netzwerk, z. B. ein GSM-Netzwerk, stellt zum ASP eine Funktelefon-Verbindung her. Das drahtlose Netzwerk ordnet dem Anruf einen speziellen Funkkanal zu. Nach dem GSM-Standard entspricht ein solcher Kanal einer speziellen Zeitschlitz-Zuordnung innerhalb des 8-Zeitschlitz-TDMA-Rahmens von GSM und einer spezifischen Frequenzzuordnung innerhalb der Bandbreite, die dem Funkdiensteanbieter zugewiesen ist. Wenn das Frequenzsprungverfahren genutzt wird, ist die „Frequenzzuordnung" wirklich ein Muster von Frequenzen in einer vorgegebenen Reihenfolge. Das Basiskonzept bleibt jedoch das gleiche.
  • In jedem Fall bestimmt der MPI 510, dass ein Mobiltelefon in der Nähe einen Mobiltelefonanruf angemeldet hat, indem ein Basisband-Hüllkurvenmuster in dem durch das Mobiltelefon übertragenen, aufwärts gerichteten Signal 111 detektiert wird, während der Anruf angemeldet wird. Der MPI 510 ist nicht in der Lage, die verschlüsselten Informationen in dem aufwärts gerichteten Signal 111 zu dechiffrieren, kann jedoch mehrere Parameter des aufwärts gerichteten Signals 111 bestimmen. Insbesondere zeichnet er die Eintrittszeit des Telefonanrufs auf und bestimmt den GSM-Funkkanal, der dem Mobiltelefon zugeordnet worden ist, indem die Position der Bursts von Funkübertragungen rechtzeitig überwacht wird und die Frequenz oder Frequenzmuster gemessen werden. Zu diesem Zeitpunkt hat der MPI bestimmt, dass sich das Mobiltelefon in der Nähe befindet und welcher Kanal durch das Mobiltelefon genutzt wird. Gleichzeitig empfängt der ASP 610 den Telefonanruf von dem Mobiltelefon.
  • 7 zeigt das Blockdiagramm einer möglichen praktischen Ausführung des ASP 620. Der ASP umfasst einen Computer 710 und ein Sprachmodem 720 mit Rufnummernidentifikationserfassung, die durch eine Verbindung 711 miteinander verbunden sind. Das Sprachmodem mit Rufnummernidentifikationserfassung ist ein handelsüblich erhältliches Gerät mit den Möglichkeiten der bekannten Sprachband-Computermodems. Zusätzlich zur Fähigkeit, einen ankommenden Telefonanruf auf der Telefonverbindung 122 zu beantworten, ist es jedoch zusätzlich auch in der Lage, die Informationen der Rufnummernidentifikation zu erfassen, die den ankommenden Telefonanruf begleiten. Außerdem kann es ein Sprachsignal erzeugen und dieses unter Steuerung durch den Computer 710 über die Verbindung 711 in eine Telefonverbindung 122 einleiten.
  • Durch Prüfung der Informationen der Rufnummernidentifikation, die den Telefonanruf begleiten, bestimmt der ASP 610 die Identität des Mobiltelefons. Dies reduziert das Risiko von arglistiger Täuschung.
  • Wenn der MPI 510 eine Benutzer-Identifikation oder einen anderen eindeutigen Code in einer durch Basisband-Hüllkurve modulierten, dekodierbaren Nachricht im aufwärts gerichteten Signal 111 empfängt, dann kann die Identifikation über die Verbindung 241 mit dem ASP 620 ausdrücklich rechtskräftig gemacht werden. Weil es zwischen dem abwärts gerichteten Signal und dem aufwärts gerichteten Signal einer drahtlosen Verbindung eine genau festgelegte und vorher bestimmte Beziehung gibt, ist eine andere Möglichkeit, dass sich der MPI auch auf das abwärts gerichtete Signal 112 einstellen und die damit verbundene Basisband-Hüllkurvenmodulation überwachen kann, um eine Nachricht, die eine Benutzer-Identifikation oder einen anderen eindeutigen Code wie zum Beispiel einen Berechtigungscode enthält, zu erfassen. Dies wird, wie oben beschrieben, durch den Abwärtsstrecken-Receiver 512 auf der Basis der beobachteten Parameter des aufwärts gerichteten Signals 111 erreicht.
  • Der ASP 610 erzeugt ein simuliertes Sprachsignal, welches ein Muster der Sprachaktivität enthält. Das Muster ist so strukturiert, dass es eine vom MPI 510 detektierte Nachricht unter Verwendung des Abwärtsstrecken-Receivers 512 kodiert. Die Nachricht wird durch die Basisband-Hüllkurvenmodulation des abwärts gerichteten Funksignals 112 übertragen. Die Einmaligkeit der Zuordnung des abwärts gerichteten Funksignals 112 mit dem aufwärts gerichteten Funksignal 111 wird durch den Luftschnittstellen-Funkstandard, z. B. der GSM-Standard, gewährleistet. Wegen der Einmaligkeit der Zuordnung wird das Risiko arglistiger Täuschung und fehlerhafter Identifizierung verringert. Die Nachricht wird durch den ASP auf der Basis der Information der Rufnummernidentifikation und anderer Informationen, die über den Benutzer des Mobiltelefons verfügbar sein können, erzeugt. Der MPI erlernt die Identität des Mobiltelefons 210 aus der durch das abwärts gerichtete Funksignal 112 übertragenen Nachricht wie es oben beschrieben ist.
  • Die Verbindung 241 ist zum Abschließen der Transaktion frei wählbar. Zum Beispiel kann der ASP zum MPI alle notwendigen Informationen durch die Basisband-Hüllkurvenmodulation des abwärts gerichteten Signals 112 übertragen. Ist jedoch die Verbindung 241 verfügbar, dann werden die Zuverlässigkeit, Geschwindigkeit, Geheimhaltung und Sicherheit der Transaktion verbessert. Zum Beispiel kann in einer Situation, bei der sich mehrere MPI in der Nähe zueinander befinden, das aufwärts gerichtete Funksignal 111 gleichzeitig durch die mehreren MPI erfasst werden, wenn das Mobiltelefon 210 einen Telefonanruf vornimmt. Wenn jeder MPI die Verbindung 241 zu dem ASP hat, kann jeder MPI dem ASP anzeigen, dass das Funksignal erfasst worden ist. Außerdem kann jeder MPI verfügbare Informationen über das detektierte Signal an den ASP melden. Die gemeldeten Informationen können die Stärke des detektierten Signals enthalten.
  • Der ASP prüft die von mehreren MPI empfangenen Informationen und wählt den MPI aus, der die größte Signalstärke anzeigt. Anschließend sendet der ASP unter Verwendung der Verbindung 241 eine Anweisung an den ausgewählten MPI, mit der er beauftragt wird, einen spezifischen Code in der Basisband-Hüllkurvenmodulation des abwärts gerichteten Signals 112 zu suchen. Der bestimmte Code kann ein zufällig entnommener Wert sein. Falls jedes Mal ein unterschiedlicher zufälliger Wert entnommen wird, wird das Risiko arglistiger Täuschung oder fehlerhafter Identifizierung verringert. Wenn der ausgewählte MPI den bestimmten Code in der Basisband-Hüllkurvenmodulation des abwärts gerichteten Signals 112 erfasst, dann ist die Identität des Mobiltelefons 210 ausdrücklich bestätigt.
  • Nachdem der MPI 510 eine zuverlässige Identifizierung des Mobiltelefons 210 durch eines der oben beschriebenen Verfahren erreicht und eine entsprechende Berechtigung erhält, weist der MPI den Verkaufsautomaten 610 an, Waren auszugeben.
  • 8 zeigt die Schritte und Vorgänge eines erfindungsgemäßen Verfahrens 800 zur Erkennung und Berechtigung eines Mobiltelefons. Die Kette von Vorgängen wird durch das Mobiltelefon 210 eingeleitet, das bei 810 einen Telefonanruf zu dem ASP 620 vornimmt. Die Schritte 820, 830, 840, 850, 860, 870 und 880 zeigen Maßnahmen, die von dem MPI 510 vorgenommen werden. Die Schritte 825, 835, 845, 855, 865, 875 und 885 zeigen die vom ASP 620 vorgenommenen Maßnahmen. Die Pfeile in 8 stellen eine kausale Beziehung dar. Insbesondere nimmt Pfeil 811 die Kommunikation durch Basisband-Hüllkurvendetektion des aufwärts gerichteten Funksignals 111 auf; Pfeil 812 nimmt die Kommunikation durch einen Funktelefonanruf nach Luftschnittstellen-Funkstandard, z. B. der GSM-Standard, auf; Pfeil 861 nimmt die Kommunikation durch Basisband-Hüllkurvendetektion einer simulierten Sprachaktivität hinsichtlich des abwärts gerichteten Funksignals 112 auf; und die Pfeile 871 und 881 nehmen die Kommunikation durch die frei wählbare Verbindung 241 auf. Alle anderen Pfeile nehmen Kommunikationen auf, die für den MPI oder für den ASP intern sind. Der Text in den Kästchen erläutert sich selbst und beschreibt die von den verschiedenen Kästchen ausgeführten Funktionen.
  • Während sich die Beschreibung dieser Erfindung auf Mobiltelefone bezieht, sind viele der Verfahren auf andere Arten drahtloser Endgeräte anwendbar. Speziell werden Datenendgeräte, die ein Funksignal als eine Reihenfolge von Bursts übertragen, in der Lage sein, die Parameter dieser Bursts zum Kodieren einer Nachricht bei Bedarf zu ändern. In Fällen, bei denen ein Datenendgerät Daten durch ein Funksignal empfängt, das als eine Reihenfolge von einem oder mehreren Bursts eingerichtet ist, kann es möglich sein, dass die Quelle der Daten die zeitliche Steuerung und Menge der Daten derart manipuliert, dass ein spezifisches Muster von Hüllkurvenvariationen erreicht wird, das anschließend eine Nachricht übertragen kann.

Claims (33)

  1. Verfahren zum Übertragen von Nachrichten unter Verwendung eines Funksignals, welches aufweist: Übertragen eines Funksignals gemäß einem Luftschnittstellenstandard für drahtlose Funkübertragungen; Modulieren eines Trägers des übertragenen Funksignals, während eine Übereinstimmung mit dem Luftschnittstellenstandard aufrecht erhalten wird, um eine erste Nachricht zu einem ersten Empfänger in Übereinstimmung mit dem Luftschnittstellenstandard zu senden; und gekennzeichnet durch Modulieren einer Basisbandumhüllung des übertragenen Funksignals, während eine Übereinstimmung mit dem Luftschnittstellenstandard aufrecht erhalten wird, um eine zweite Nachricht zu einem zweiten Empfänger zu senden, wobei die Modulierung des Trägers gleichzeitig mit der Modulierung der Basisbandumhüllung stattfindet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Sender ein mobiles Telefon ist, der erste Empfänger eine Basisstation ist und der zweite Empfänger ein Detektor für die Basisbandumhüllung ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Sender eine Basisstation, der erste Empfänger ein mobiles Telefon ist und der zweite Empfänger ein Detektor für die Basisbandumhüllung ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Luftschnittstellenstandard einen Zeitvielfachzugriff verwendet.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Luftschnittstellenstandard einen Codevielfachzugriff verwendet.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin aufweist: Modifizieren der Dauer von Bursts des Funksignals, um die Basisbandumhüllung zu modulieren.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin aufweist: Modifizieren der Auftrittszeiten von Bursts des Funksignals, um die Basisbandumhüllung zu modulieren.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin aufweist: Modifizieren einer Amplitude von Bursts des Funksignals, um die Basisbandumhüllung zu modulieren.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin aufweist: Modifizieren einer Anzahl der Bursts des Funksignals, um die Basisbandumhüllung zu modulieren.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin aufweist: Senden des Funksignals als Burst enthaltend einen ersten Typ von Burst und einen zweiten Typ von Burst, um die Basisbandumhüllung zu modulieren.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin aufweist: Simulieren der Sprachaktivität in dem Funksignal, um die Basisbandumhüllung zu modulieren.
  12. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der zweite Empfänger Parameter eines Aufwärtskanals des Senders erfasst, um einen Abwärtskanal des Senders zu bestimmen.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die erfassten Parameter eine Trägerfrequenz und einen Zeitvielfachzugriffsschlitz enthalten.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die erfassten Parameter eine Auftrittszeit eines Übertragungsbursts enthalten.
  15. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die erfassten Parameter ein Frequenzsprungmuster enthalten.
  16. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die erfassten Parameter einen Walsh-Code enthalten.
  17. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die zweite Nachricht eine Identifizierung des Senders enthält.
  18. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die zweite Nachricht eine Identifizierung des Mobiltelefons enthält.
  19. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die zweite Nachricht einen eindeutigen Code enthält.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der eindeutige Code ein Authentifizierungscode für eine kommerzielle Transaktion ist.
  21. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der eindeutige Code durch eine automatische Antworteinheit geliefert wird.
  22. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin aufweist: Einstellen einer Empfindlichkeit des zweiten Empfängers, damit der Sender in einem vorbestimmten Abstand von dem zweiten Empfänger sein muss.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der vorbestimmte Abstand kürzer als ein Meter ist.
  24. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der vorbestimmte Abstand kürzer als 5 cm ist.
  25. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der zweite Empfänger einen Aufwärtsverbindungsempfänger und einen Abwärtsverbindungsempfänger enthält.
  26. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der zweite Empfänger mit einem Verkaufsautomaten verbunden ist, welches weiterhin aufweist: Beenden einer Transaktion in dem Verkaufautomaten in Abhängigkeit von dem Empfang der zweiten Nachricht in dem zweiten Empfänger.
  27. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der zweite Empfänger mit einer Registrierkasse verbunden ist, welches weiterhin aufweist: Beenden einer Transaktion in der Registrierkasse in Abhängigkeit von dem Empfang der zweiten Nachricht in dem zweiten Empfänger.
  28. Verfahren nach Anspruch 2, welches weiterhin aufweist: Verifizieren der zweiten Nachricht in einem Ser ver; und Benachrichtigen des zweiten Empfängers über die Verifizierung.
  29. Verfahren nach Anspruch 28, bei dem der Server mit der Basisstation verbunden ist.
  30. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Sender eine Teilnehmerinformations-Modulkarte enthält, um die Modulation durchzuführen.
  31. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin aufweist: Prüfen von Anrufer-ID-Informationen, die mit dem Sender assoziiert sind.
  32. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Modulation des Trägers eine digitale Phasenumtastung verwendet.
  33. System zum Übertragen von Nachrichten unter Verwendung eines Funksignals, welches aufweist: einen Sender (210), der ausgebildet ist zum Übertragen eines Funksignals gemäß einem Luftschnittstellenstandard für drahtlose Funkübertragungen, welcher Sender weiterhin Mittel zum Modulieren eines Trägers des übertragenen Funksignals aufweist, während die Übereinstimmung mit dem Luftschnittstellenstandard aufrechterhalten wird, um eine erste Nachricht zu codieren, und gekennzeichnet durch Mittel zum Modulieren einer Basisbandumhüllung des übertragenen Funksignals, während die Übereinstimmung mit dem Luftschnittstellenstandard aufrecht erhalten wird, um eine zweite Nachricht zu codieren, wobei das Modulieren des Trägers gleichzeitig mit dem Modulieren der Basisbandumhüllung stattfindet; und einen Empfänger (220), der ausgebildet ist zum Empfangen des Funksignals gemäß dem Luftschnittstellenstandard für drahtlose Funkübertragungen, welcher Empfänger weiterhin Mittel zum Demodulieren der Basisbandumhüllung des empfangenen Funksignals aufweist, um die zweite Nachricht zu decodieren.
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