DE69613129T2

DE69613129T2 - Verfahren zum austausch von einem teilnehmerkennungsmodul(sim) in einem mobilkommunikationsnetz

Info

Publication number: DE69613129T2
Application number: DE69613129T
Authority: DE
Inventors: Andrew Morgan; Parker Shannon
Original assignee: Nortel Networks Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1995-08-08
Filing date: 1996-08-07
Publication date: 2001-09-13
Anticipated expiration: 2016-08-08
Also published as: DE69613129D1; GB9516262D0; WO1997006646A1; US6285869B1; EP0843944B1; CA2238811A1; GB2304257A; EP0843944A1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Mobil-Telekommunikationssysteme und auf die Identifikation von Teilnehmern in einem derartigen System. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Bereitstellung von Teilnehmer-Identifizierungskarten, durch die Teilnehmer identifiziert und zur Benutzung des Systems autorisiert werden.

Hintergrund der Erfindung

Ein spezielles Problem bei Mobiltelefonsystemen, auf die die Öffentlichkeit Zugriff hat, ist das Problem des betrügerischen Mißbrauchs, wobei die häufigste Form des Betrugs in der Verwendung von gestohlenen oder nachgeahmten Handapparaten besteht, um den Vorgang der Rechnungsstellung für Gesprächsverbindungen zu vermeiden. Dies stellt einen beträchtlichen Einkommensverlust für Systembetreiber dar. Eine Lösung dieses Problems bestand in der Einführung von Handapparaten, die das Einstecken einer Teilnehmer-Identifizierungskarte erfordern, die codierte Informationen enthält, bevor der Zugang an das System erlaubt wird. Beispielsweise erfordert das GSM- System die Verwendung einer Teilnehmer-ldentifizierungsmodul-Karte (51 M), um es einem mobilen Endgerät zu ermöglichen, die Systemdienste zu nutzen.
Es ist verständlich, daß eine Teilnehmer-Identifizierungskarte eine begrenzte Lebensdauer hat, und von Zeit zu Zeit einen Austausch oder Ersatz auf gelegentlicher Basis als Ergebnis eines Verlustes bei dem Teilnehmer oder häufiger auf einer periodischen Basis erfordert, um die normale Abnutzung und Beschädigung zu berücksichtigen. Dies ergibt ein Problem für den Systembetreiber, wenn die Sicherheit aufrechterhalten werden soll. Um einen Betrug zu verhindern, ist das System so angeordnet, daß es eine eindeutige Karte für jeden Teilnehmer erkennt. Dieses Erfordernis ist jedoch im allgemeinen nicht mit dem vorübergehenden Vorhandensein von zwei Karten während des Austauschvorganges kompatibel. Eine Lösung dieses Problems ist in der EP-A2-0481714 und der GB-A-2248999 beschrieben, die die Verwendung einer SIM-Karte oder einer intelligenten Karte zur Steuerung des Zugangs an das Mobilsystem beschreiben, Bei dieser Anordnung löst die erste Benutzung einer Austauschkarte die Löschung der ersetzten Karte aus den Systemaufzeichnungen aus. Dieser Vorgang verläßt sich jedoch auf die Sorgfalt des Teilnehmers, daß dieser die Austauschkarte sofort verwendet, so daß die Änderung wirksam gemacht werden kann.
Das Ziel der Erfindung besteht in einer weitgehenden Verringerung oder Beseitigung dieses Nachteils.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines größeren Ausmaßes der Kontrolle des Kartenaustauschvorganges durch den Systembetreiber.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Durchführung eines Austausches der Teilnehmer-Identifizierungskarte in einem Mobil-Kommunikationsnetz geschaffen, bei dem jedem Teilnehmer ein eindeutiger Identitätscode zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren das Speichern einer Liste dieser Identitätscodes zusammen mit Einzelheiten Über den Teilnehmer in einem ersten Speicher, die Schaffung eines neuen Identitätscodes für einen derartigen Teilnehmer und die Speicherung des neuen Codes in dem ersten Speicher und in einem zweiten Speicher, die Schaffung einer Abbildung oder Umsetzung zwischen dem neuen Identitätscode und dem entsprechenden vorhandenen Teilnehmer-Identitätscode, die Zuordnung einer Zeitinformation zu dem neuen Identitätscode, und die Zuordnung des neuen Identitätscodes zu den entsprechenden Einzelheiten über den Teilnehmer zu oder nach einer Zeit einschließt, die durch die Zeitinformation bestimmt ist, wodurch der neue Code aktiviert und der vorhandene Code deaktiviert wird.
Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung ergibt eine Anordnung zur Durchführung des Austausches der Teilnehmer-Idenitifizierungskarte in einem Mobil-Kommunikationsnetz, bei dem jedem Teilnehmer ein eindeutiger Identitätscode zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung einen ersten Speicher zur Speicherung einer Liste der Identitätscodes zusammen mit entsprechenden Einzelheiten über die Teilnehmer, einen zweiten Speicher zur Speicherung jedes dieser Codes zusammen mit einem Status-Anzeiger, dessen Wert bestimmt, ob dieser Identitätscode aktiviert oder deaktiviert ist, Einrichtungen zur Erzeugung eines neuen Identitätscodes für einen Teilnehmer zur Bereitstellung einer Abbildung oder Umsetzung zwischen dem neuen Identitätscode und dem entsprechenden vorhandenen Teilnehmer-Identitätscode und zur Zuordnung von Zeitinformationen zu dem neuen Identitätscode, und Einrichtungen zur Zuordnung des neuen Identitätscodes zu den entsprechenden Einzelheiten über den Teilnehmer zu einer oder nach einer Zeit einschließt, die durch die Zeitinformation bestimmt ist, wodurch der neue Code aktiviert und der vorhandene Code deaktiviert wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Mobil-Kommunikationssystems ist,
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm ist, das das Verfahren zur Erleichterung des Kartenaustausches in dem System nach Fig. 1 erläutert, und
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Abwicklungsprozedur zur Durchführung einer Teilnehmer-IMSI-Aufzeichnungs-Aktualisierung in dem System nach Fig. 1 erläutert.

Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

In Fig. 1 ist in äußerst schematischer Form ein Teil eines zellularen Mobil- Kommunikationsnetzes oder -systems gezeigt. Das Versorgungsgebiet des Systems ist in eine Vielzahl von aneinander angrenzenden Zellen 11 unterteilt, in denen jeweils Mobileinheiten 10 über eine jeweilige Basisstation 12 mit Diensten versorgt werden. Der Betrieb einer Gruppe von Basisstationen 12 wird über ein Basisstations-Steuergerät 13 gesteuert, und andererseits wird eine Anzahl von Basisstations-Steuergeräten durch eine Funkvermittlungsstelle 14 mit Diensten versorgt, die eine Schnittstelle zum öffentlichen Telekommunikationsnetz bilden kann. Bei dieser Anordnung kann die Funkvermittlungsstelle 14 über die Basisstations-Steuergeräte 13 und die Basisstationen 12 typischerweise über einhundert einzelne Zellen 11 mit Diensten versorgen. Informationen über die Mobilstationen 10 in dem Dienstbereich der Funkvermittlungsstelle 14 sind in einem Besucherregister oder einer Besucher- Datenbank 16 gespeichert, die der Funkvermittlungsstelle zugeordnet ist. Das System beinhaltet weiterhin eine Haupt-Datenbank 17 für Teilnehmerinformationen, wobei diese Haupt-Datenbank üblicherweise als ein Heimatregister (HLR) bezeichnet wird. Wenn eine Mobilstation in den Dienstbereich der MSC 14 eintritt, meldet sie sich bei dieser MSC an. Als Teil des Anmeldevorganges werden Informationen bezüglich dieser Mobilstation von dem Heimatregister gewonnen und in dem Besucherregister gespeichert.
In dem System nach Fig. 1 erfordert jedes Mobil-Endgerät 10 das Einstecken einer jeweiligen Karte oder eines Teilnehmer-Identifizierungsmoduls 110, das eindeutige teilnehmerspezifische Informationen trägt, die zur Autorisierung des Zuganges an das System über das Endgerät verwendet wird. Diese Information schließt einen Teilnehmer-Identifizierungscode ein, der in dem GSM-System als die internationale Mobilteünehmer-Identität (IMSI) bezeichnet wird. Von Zeit zu Zeit erfordert diese Karte einen Austausch, wobei das Verfahren hierfür nachfolgend beschrieben wird.
Gemäß Fig. 2 beinhaltet das Heimatregister eine erste Tabelle GHLRAUTH, die eine Liste von derzeit berechtigten Teilnehmer-Identitäten oder IMSI enthält. Eine zweite Tabelle GHLRDATA enthält diese Liste zusammen mit einer Statusanzeige für jeden Eintrag. Eine dritte Tabelle GHLRSIMR ergibt eine Korrelation zwischen einer vorhandenen IMSI und einer neuen IMSI, durch die sie zu ersetzen ist. Wenn eine Teilnehmerkarte ausgetauscht werden muß, wird die neue IMSI für diese Austauschkarte von dem Systembetreiber zu der Tabelle GHLRAUTH in der gleichen Weise hinzugefügt, wie die IMSI eines neuen Teilnehmers eingegeben würde. Dies bewirkt eine automatische Hinzufügung eines Eintrages in der Tabelle GHLRDATA für diese IMSI zusammen mit einem Status-Anzeiger D, der anzeigt, daß die IMSI derzeit deaktiviert ist. Die neue IMSI wird als nächstes zu der Tabelle GHLRSIMR hinzugefügt. Dies bewirkt, daß die Status-Anzeige für die IMSI in der Tabelle GHLRDATA auf R geändert wird, was einen Ersatz oder Austausch anzeigt. Die Anordnung ist derart, daß die neue IMSI nicht in die Tabelle GHLRSIMR eingegeben werden kann, sofern nicht ihre Status-Anzeige in der Tabelle GHLRDATA bereits auf D gesetzt wurde, d. h. deaktiviert wurde. Weiterhin ist, sobald eine neue IMSI zu der Tabelle GHLRSIMR hinzugefügt wurde, der Betreiber daran gehindert, irgendwelche grundlegenden oder zusätzlichen Dienste für diese IMSI zuzuteilen, während die derzeitige IMSI noch aktiv ist. Selbstverständlich gilt eine derartige Beschränkung nicht für die derzeitige IMSI. Beide IMSI-Einträge müssen jedoch sowohl in der GHLRAUTH- als auch der GHLRDATA-Tabelle vorhanden sein, bevor ein Eintrag der neuen IMSI in die GHLRSlMR-Tabelle erfolgen kann.
Wenn ein Eintrag zu der Tabelle GHLRSIMR hinzugefügt wird, so wird die folgende Information geliefert:
Die neue IMSI.
Die derzeitige IMSI
Ein Optionscode, der dazu verwendet wird, die Art und Weise anzuzeigen, wie der Wechsel durchgeführt wird.
Die Aktivierungszeit, d. h. die Zeit, von der an die neue Karte verwendet werden kann.
Die Aufrufzeit, d. h. die Zeit, von der an die neue Karte verwendet werden muß und die derzeitige Karte ungültig wird.
Es stehen drei Optionen zur Durchführung des Austausches von Karten zur Verfügung. Diese sind geplanter oder vorgesehener Wechsel, vom Benutzer ausgelöster Wechsel und erzwungener Wechsel. Die Art und Weise, wie diese Optionen ausgeführt werden, wird weiter unten erläutert.
Ein geplanter oder vorgesehener Wechsel ist das bevorzugte Betriebsverfahren, und dies ist die einfachste Weise der Verwaltung des SIM-Kartenaustausches. Der Betreiber gibt Daten für die neue IMSI und die derzeitige IMSI in den GHLRSIMR-Speicher ein, setzt das Optionsfeld auf "fixed" (fest) und legt eine Aufrufzeit fest, die die früheste Zeit bestimmt, zu der der Austausch erfolgen kann. Ein Abwicklungsprozeß wird zur Bestimmung der präzisen Zeit, zu der der Austausch erfolgen soll, verwendet, und verarbeitet alle GHLRSIMR-Einträge mit diesem Zeitstempel oder einem früheren Zeitstempel. Die Betriebsweise des Abwicklungsprozesses ist in dem Ablaufdiagramm nach Fig. 3 gezeigt. Unter regelmäßigen Intervallen, beispielsweise jede Stunde, tastet der Abwicklungsprozeß die GHLRSIMR-Tabelle ab und sucht nach Einträgen, deren Aufrufzeit erreicht wurde. Wenn ein derartiger Eintrag gefunden wird, d. h. wenn festgestellt wird, daß die neue SIM-Karte (IMSI + Ki) die aktive Karte werden soll, so wird das Austauschverfahren eingeleitet. Der Austausch wird dadurch bewirkt, daß die neue IMSI die Aufzeichnungen verwendet, die bisher für die alte IMSI verwendet wurden. Nach dem Austausch oder Wechsel wird die Zuordnung des Speichers, der bisher der neuen IMSI zugeordnet wurde, aufgehoben, und die alte IMSI wird aus der Ebenen-Indexierung entfernt. Die beim Wechsel oder dem Austausch durchgeführten Aufgaben sind wie folgt:
1. Kopiere die Authentizierungsdaten und die IMSI von der neuen IMSI- Aufzeichnung in die der alten IMSI.
2. Lösche die ungeschützten Daten in der alten IMSI-Aufzeichnung.
3. Kopiere die alte IMSI und die alten Positionsdaten in die von der neuen IMSI verwendete Aufzeichnung und markiere die Aufzeichnung als gelöscht.
4. Vertausche die Teilnehmer-Zugriffsindexe, die in der Ebenen-Indexierung gespeichert sind, für die beiden IMSI-Werte, d. h. die neue IMSI wird nunmehr auf den Teilnehmer-Zugriffsindex abgebildet, der der alten IMSI zugeordnet war, und umgekehrt.
Wenn die Überprüfung nicht innerhalb der zugeteilten Zeitperiode abgeschlossen wurde, beispielsweise innerhalb einer Stunde, so wird das Verfahren beendet und die nächste stündliche Überprüfung wird aufgerufen. Daher können während Perioden mit starken Verkehrsaufkommen einige Wechsel bis zu einer späteren Überprüfung verzögert werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform verringern wir die Zeit, die durch die Durchführung der stündlichen Überprüfung verlorengehen würde, wenn keine Nutzarbeit getan werden muß, d. h. es gibt keine IMSI, die derzeit eine Aktualisierung erfordert. Dies wird durch die Verwendung der folgenden Zeitstempel erzielt:
EARLY ACT STAMP: Dieser Zeitstempel zeichnet die früheste (nach der derzeitigen) Zeit eines GHLRSIMR-Eintrages auf. Wenn ein Eintrag zu GHLRSIMR hinzugefügt wird, so wird, wenn die Aktivierungszeit früher als der derzeitige Wert ist, GHLRSIMR mit dem neuen Wert aktualisiert.
EARLY INV STAMP: Dieser Zeitstempel zeichnet die früheste Aufrufzeit einer GHLRSIMR-Eintrages auf. EARLY INV STAMP wird in einer ähnlichen Weise wie EARLY-ACT STAMP aktualisiert, jedoch mit der Ausnahme, daß die Aufrufzeit geprüft wird.
Um diese beiden Zeitstempel zu verwenden, bewirkt der Abwicklungsprozeß zwei Prüfungen, bevor GHLRSIMR abgetastet wird:
Wenn EARLY ACT STAMP später als die derzeitige Zeit ist, so wird die Tabelle nicht zur Durchführung einer Aktualisierung abgetastet.
Wenn EARLY INV STAMP später als die derzeitige Zeit ist, so wird die Tabelle nicht abgetastet, um auszutauschende IMSI-Codes zu finden.
Ein vom Benutzer ausgelöster Austausch ist eine flexible Art und Weise zur Verwaltung des SIM-Austausches, weil hierdurch dem Teilnehmer die Wahl, innerhalb von Grenzen, gegeben wird, wann der Austausch erfolgen soll. Der Teilnehmer löst den Wechsel dadurch aus, daß er die alte SIM-Karte durch die neue Karte in dem Handapparat ersetzt und somit eine Positionsaktualisierung einleitet. Der Betreiber gibt Daten für die neue IMSI und die derzeitige IMSI in GHLRSIMR ein, setzt das Optionsfeld auf BENUTZER und liefert die Aktivierungs- und Aufrufzeiten. Die Aktivierungszeit ist die Zeit, von der an der Teilnehmer den Wechsel auslösen darf. Die Aufrufzeit ist die Zeit, zu der die Abwicklung des Wechsels vorgesehen ist, wenn der Teilnehmer den Wechsel noch nicht durch Einsetzen der neuen Karte ausgelöst hat.
Ein erzwungener Wechsel wird in den Ausnahmefällen verwendet, bei denen ein Wechsel oder ein Austausch umgehend bewirkt werden muß. Der Betreiber setzt den Teilnehmer auf einen abzuwickelnden oder vom Benutzer auszulösenden Wechsel, wie dies vorstehend beschrieben wurde. Sobald die neue IMSI zu GHLRSIMR hinzugefügt wurde, kann der Betreiber den Wechsel unmittelbar auslösen.
Es ist verständlich, daß, obwohl die vorstehende Kartenaustauschtechnik unter spezieller Bezugnahme auf das GSM-Mobilsystem beschrieben wurde, es in keiner Weise auf die Verwendung mit diesem speziellen System beschränkt ist, sondern allgemein auf Mobilsysteme anwendbar ist.

Claims

1. Verfahren zur Durchführung eines Austausches oder Wechsels einer Teilnehmer-Identitätskarte in einem Mobil-Kommunikationsnetz, bei dem jedem Teilnehmer ein eindeutiger Identitätscode zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die Speicherung einer Liste dieser Identitätscodes zusammen mit Einzelheiten über den Teilnehmer in einem ersten Speicher (GHLRAUTH), die Schaffung eines neuen Identitätscodes für diesen Teilnehmer und die Speicherung des neuen Codes in dem ersten Speicher und in einem zweiten Speicher (GHLRSIMR), die Schaffung einer Umsetzung zwischen dem neuen Identitätscode und dem entsprechenden vorhandenen Teilnehmer-Identitätscode, die Zuordnung von Zeitinformationen zu dem neuen Identitätscode, und die Zuordnung des neuen Identitätscodes zu den entsprechenden Einzelheiten für den Teilnehmer zu einer Zeit oder nach einer Zeit einschließt, die durch die Zeitinformation bestimmt ist, wodurch der neue Code aktiviert und der vorhandene Code deaktiviert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem jeder neue Teilnehmer-Identitätscode in dem zweiten Speicher (GHLRSIMR) mit einer Status-Anzeige versehen wird, dessen Wert bestimmt, ob dieser Identitätscode aktiviert oder deaktiviert ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Umsetzung zwischen den entsprechenden vorhandenen und neuen Teilnehmer-Identitätscodes in einem dritten Speicher gespeichert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem ein neuer Teilnehmer-Identitätscode in den dritten Speicher nur dann eingegeben werden kann, wenn dieser Identitätscode zusammen mit dem entsprechenden vorhandenen Code, der ersetzt werden soll, sowohl in dem ersten als auch dem zweiten Speicher vorhanden ist und die Status- Anzeige dieses Codes in dem zweiten Speicher einen deaktivierten Zustand dieses Codes anzeigt.

5. Verfahren nach Anspruch 4; bei dem jeder in dem dritten Speicher gespeicherte neue Teilnehmer-Identitätscode mit einem entsprechenden Optionscode versehen ist, der die Art und Weise anzeigt, wie dieser neue Code den entsprechenden vorhandenen Code ersetzen soll.

6. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem ein Netzwerk-Abwicklungsprozeß den Schritt der Zuordnung des neuen Identitätscodes zu den entsprechenden Einzelheiten über den Teilnehmer einleitet.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Zeitinformation eine Zeit bestimmt, nach der der Teilnehmer den Schritt der Zuordnung des neuen Identitätscodes zu den entsprechenden Einzelheiten für diesen Teilnehmer einleiten kann.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Zeitinformation weiterhin eine Zeit bestimmt, nach der ein Netzwerk-Abwicklungsprozeß den Zuordnungsschritt einleitet, wenn der Teilnehmer den Zuordnungsschritt nicht eingeleitet hat.

9. Anordnung zur Durchführung eines Austausches oder Wechsels einer Teilnehmer-Identitätskarte in einem Mobil-Kommunikationsnetz, bei dem jedem Teilnehmer ein eindeutiger Identitätscode zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung einen ersten Speicher (GHLRAUTH) zum Speichern einer Liste der ldentitätscodes zusammen mit entsprechenden Einzelheiten über die Teilnehmer, einen zweiten Speicher (GHLRSIMR) zum Speichern jedes dieser Codes zusammen mit einer Status-Anzeige, deren Wert bestimmt, ob der Identitätscode aktiviert oder deaktiviert ist, Einrichtungen zur Erzeugung eines neuen Identitätscodes für einen Teilnehmer, zur Schaffung einer Umsetzung zwischen diesem neuen Identitätscode und dem entsprechenden vorhandenen Teilnehmer-Identitätscode und zur Zuordnung von Zeitinformationen zu dem neuen Identitätscode, und Einrichtungen zur Zuordnung des neuen Identitätscodes zu den entsprechenden Einzelheiten über den Teilnehmer zu oder nach einer Zeit einschließt, die durch die Zeitinformation bestimmt ist, wodurch der neue Code aktiviert und der vorhandene Code deaktiviert wird.