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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Verfolgen von Identitätscodeveränderungen
in einem Kommunikationssystem; insbesondere, jedoch nicht ausschließlich bezieht
sich die vorliegende Erfindung auf die Verfolgung von Veränderungen
an wirksamen Teilnehmeridentitätscodes
in Mobilfunksystemen, wie z. B. Systemen, die gemäß dem Standard
GSM, DCS1800 oder PCS1900, arbeiten.
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Aus
Bequemlichkeit werden Systeme, die gemäß dem Standard GSM und DCS1800
arbeiten, sowie Herleitungen hiervon im folgenden als „GSM-Typ"-Systeme bezeichnet,
wobei DCS1800-Systeme
selbst von GSM-Systemen hergeleitet sind und für vorliegende Zwecke die gleichen Charakteristika
zeigen; es wird jedoch darauf verwiesen, daß die vorliegende Erfindung
nicht auf GSM-Typ-Systeme eingeschränkt ist.
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Hintergrundtechnik
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In
Mobilfunknetzen wird im allgemeinen zu Beginn jeder Kommunikationstransaktion
ein wirksamer Identitätscode
durch eine mobile Station an den Festnetzteil weitergeleitet. Dieser
wirksame Identitätscode
identifiziert im allgemeinen den Benutzer gegenüber dem Netz, wobei zu diesem
Zweck jedem Benutzer ein eindeutiger Identitätscode zugewiesen ist. Es ist
jedoch nicht wünschenswert,
daß alle Transaktionen
eines Benutzers durch den eindeutigen Identitätscode des Benutzers markiert
sind, da es dies ermöglicht,
daß die
Aktivität
des Benutzers durch ein Abhören
des Netzfunkverkehrs überwacht werden
kann. Aus diesem Grund sind Benutzern zeitweilige Identitätscodes
durch den Festnetzteil zugeteilt, wobei der Festnetzteil selbst
die Zuordnung zwi schen dem zeitweiligen und dem eindeutigen Identitätscode eines
Benutzers kennt; der zeitweilige Identitätscode wird dann durch die
mobile Station eines Benutzers als ihr wirksamer Identitätscode verwendet,
wenn eine Transaktion eingeleitet wird.
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Im
Prinzip sollte es für
den Netzbetreiber eine einfache Aufgabe sein, den gegenwärtigen wirksamen
Identitätscode,
der durch einen Benutzer verwendet wird, zu ermitteln, wenn die
Netzinfrastruktur die Zuordnung bereits kennt. Praktisch gesehen
jedoch erfordert ein Zugreifen auf die Informationen, die in der
Netzinfrastruktur gehalten werden, zu Nicht-Standardzwecken eine
wesentliche Modifizierung an existierender Software mit dem folglichen Bedarf,
die Software und zugeordnete Systeme erneut zu qualifizieren.
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Deshalb
besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine alternative
Art und Weise zur Verfolgung der gegenwärtigen wirksamen Benutzeridentität eines
bestimmten Benutzers zu schaffen.
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Wie
unten ausführlicher
dargelegt ist, beinhaltet die vorliegende Erfindung ein Bereitstellen
eines Überwachungsverfahrens
und einer -vorrichtung, die die Informationen, nach denen gesucht wird,
herleiten, indem Signalisierungsnachrichten auf dem Netz überwacht
werden, anstatt daß auf
Daten, die in der Netzinfrastruktur gespeichert sind, zugegriffen
wird. Ein Überwachen
von Signalisierungsnachrichten zur Herleitung von Informationen
auf einem mobilen Netz ist selbst nicht neu und kann z. B. unter
Verwendung des Signalisierungstestsatzes 37900D von Hewlett-Packard
durchgeführt
werden. Es ist nicht nur bis jetzt nicht bekannt, sich um die Ermittlung
des gegenwärtigen
wirksamen Identitätscodes
zu bemühen,
der durch einen Benutzer verwendet wird, indem Netzsignalisierungsnachrichten überwacht
werden, sondern auch die erforderlichen Informationen zur Verfolgung
des gegenwärtigen wirksamen
Identitätscodes
sind im allgemeinen nicht in einer einzelnen Nachricht enthalten,
sondern über unterschiedliche
Nachrichten verteilt.
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Ferner
ist aus der
EP 0 710
043 A (Hewlett-Packard Company), veröffentlicht am 1. Mai 1996,
ein Überwachungsverfahren
zum Überwachen eines
Zellularsystems zur Bestimmung von ortsbereichsbezogenen Informationen
bekannt.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Verfolgen
von Identitätscodeveränderungen
in einem Kommunikationssystem bereitgestellt, in dem eine Mehrzahl
von Benutzerstationen gleichzeitig jeweilige Kommunikationstransaktionen
ausführen
kann, während
derer Signalisierungsnachrichten mit dem Rest des Kommunikationssystems über zumindest
einen Signalisierungspfad eines Signalisierungsteilsystems des Kommunikationssystems
ausgetauscht werden, wobei die Signalisierungsnachrichten erste
Nachrichten, die durch die Benutzerstationen gesendet werden und
jeweils einen Identitätscode
umfassen, der der Benutzerstation, die diese Nachricht sendet, zugeordnet
ist, und zweite Nachrichten umfassen, die entsprechende Identitätscodes
für bestimmte
Benutzerstationen spezifizieren; wobei das Verfahren folgende Schritte
aufweist:
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- a) Überwachen
des Signalisierungsteilsystems, um eine erste Nachricht zu erfassen;
- b) Extrahieren, aus der in Schritt a) erfaßten ersten Nachricht, des
in derselben enthaltenen Identitätscodes;
- c) weiteres Überwachen
des Signalisierungsteilsystems, um eine zweite Nachricht zu erfassen, die
auf die gleiche Kommunikationstransaktion wie die in Schritt a)
erfaßte
erste Nachricht bezogen ist und
- d) auf eine Erfassung der zweiten Nachricht in Schritt c) hin,
Aufzeichnen des in derselben spezifizierten Identitätscodes
als den Identitätscode, der
dem in Schritt b) extrahierten Identitätscode entspricht.
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Üblicherweise
ist das Kommunikationssystem ein Mobilfunknetz, in dem Benutzer
jeweilige eindeutige Identitätscodes
aufweisen und die Benutzerstationen mobile Stationen sind, die über Funkkanäle mit einem
Festnetzteil kommunizieren, der den zuvor genannten Rest des Kommunikationssystems
bildet. In diesem Fall ist der Identitätscode, der in einer ersten
Nachricht enthalten ist, im allgemeinen entweder (i) der eindeutige
Identitätscode
eines Benutzers, der der Benutzerstation zugeordnet ist, die diese
erste Nachricht sendet, oder (ii) ein zeitweiliger Identitätscode,
der durch eine zweite Nachricht zugewiesen wird, die an die Benutzerstation
gesendet wird. Die mobilen Stationen (z. B. Benutzer-Handapparate) können auch
jeweilige eindeutige Identitätscodes aufweisen,
wobei in diesem Fall einer der Identitätscodes, die in der ersten
und der zweiten Nachricht enthalten sind, der jeweilige eindeutige
Identitätscode
für eine
mobile Station sein kann.
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Im
allgemeinen beinhaltet Schritt c) ein Erfassen von Signalisierungsnachrichten,
die auf die gleiche Kommunikationstransaktion bezogen sind, indem
ein spezifischer Signalisierungspfad nach Signalisierungsnachrichten
durchgesehen wird, die zumindest einen bestimmten Parameterwert
aufweisen, der zumindest zeitweilig charakteristisch für die gleiche
Kommunikationstransaktion auf dem zuvor genannten spezifischen Signalisierungspfad
ist.
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Der
spezifische Signalisierungspfad ist zumindest zu Beginn der Signalisierungspfad,
auf dem die erste Nachricht bei Schritt a) erfaßt wird; der Signalisierungspfad
jedoch, der in Bezug auf die gleiche Transaktion verwendet wird,
kann sich während
des Verlaufs der Transaktion verändern
und das vorliegende Überwachungsverfahren
ist vorzugsweise wirksam, um derartige Veränderungen zu erfassen und den
spezifischen Signalisierungspfad entsprechend einzustellen.
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In
Bezug auf den zumindest einen bestimmten Parameterwert wird derselbe
vorzugsweise aus zumindest einer Signalisierungsnachricht bestimmt, die
zuvor auf dem spezifischen Signalisierungspfad als auf die gleiche
Kommunikationstransaktion bezogen erfaßt wurde. So kann in dem Fall
eines GSM-Mobilfunksystems,
das auf seinen A-Schnittstellen überwacht
wird, der zumindest eine bestimmte Parameterwert die Endpunktreferenz
der SCCP-Verbindung sein, die für
die Kommunikationstransaktion auf dem spezifischen Signalisierungspfad
eingerichtet ist; in diesem Fall bleibt der zumindest eine bestimmte
Parameterwert so lange der gleiche, wie der spezifische Signalisierungspfad
unverändert
bleibt. Für
ein GSM-System, das auf seinen Abis-Schnittstellen überwacht
wird, kann der zumindest eine bestimmte Parameterwert die Kanalzahl des
Funkkanals sein, der für
die Transaktion verwendet wird; dieser Wert kann jedoch während der
Transaktion verändert
werden, wobei deshalb vorzugsweise das vorliegende Überwachungsverfahren
angeordnet ist, um derartige Veränderungen
zu verfolgen und den zumindest einen Parameterwert entsprechend
einzustellen.
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Vorzugsweise
umfaßt
das Überwachungsverfahren
den Schritt eines Erzeugens einer Aufzeichnung für den spezifischen Signalisierungspfad, der
den in Schritt a) extrahierten Identitätscode dem gegenwärtigen zumindest
einen Parameterwert zuordnet, der charakteristisch für die gleiche
Kommunikationstransaktion auf dem spezifischen Signalisierungspfad
ist, wobei Schritt d) ein Zuordnen des in der zweiten Nachricht
spezifizierten Identitätscodes zu
der Aufzeichnung beinhaltet. In diesem Fall umfaßt das Verfahren vorzugsweise
ebenso den weiteren Schritt eines Überwachens des spezi fischen
Signalisierungspfads, um einen Abschluß der gleichen Kommunikationstransaktion
zu erfassen, sowie darauffolgend eines Entfernens der Aufzeichnung.
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Im
allgemeinen weist das überwachte
Signalisierungsteilsystem eine Mehrzahl von Signalisierungspfaden
auf, wobei in diesem Fall das Überwachungsverfahren
vorzugsweise ein Ausführen
der Schritte a) und c) durch ein Überwachen zumindest einiger
dieser Signalisierungspfade beinhaltet, wobei die Operation in d)
eines Aufzeichnens des Identitätscodes,
der dem in Schritt b) extrahierten Identitätscode entspricht, vorzugsweise
ein Erzeugen eines Berichts, der beide diese Identitätscodes
beinhaltet, sowie ein Senden dieses Berichts an eine Station beinhaltet,
wobei diese Station für
alle überwachten
Signalisierungspfade die gleiche ist.
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Vorzugsweise
beinhaltet die Operation in Schritt d) eines Aufzeichnens des Identitätscodes, der
dem in Schritt b) extrahierten Identitätscode entspricht, ein Verwenden
dieser Identitätscodes
zur Beibehaltung einer Zuordnungseinrichtung, wie z. B. einer Nachschlagtabelle,
die die entsprechenden gegenwärtigen
Identitätscodes
eindeutigen Teilnehmeridentitäten
zuordnet.
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Wenn
das überwachte
Kommunikationssystem ein Mobilfunknetz ist, das sich über eine
Mehrzahl von Ortsbereichen erstreckt, wobei zeitweilige Identitätscodes
eindeutig innerhalb jedes derartigen Bereichs zugeordnet sind, umfaßt das Verfahren
vorzugsweise den Schritt eines Überwachens
des Signalisierungspfads zur Identifizierung des gegenwärtigen Ortsbereichs
der Benutzerstationen, die an Kommunikationstransaktionen teilnehmen,
sowie eines Aufzeichnens des Ortsbereichs einer Benutzerstation
gemeinsam mit ihrem Identitätscode.
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Ein
Verfolgen des gegenwärtigen
Identitätscodes
eines bestimmten Benutzers, dem ein eindeutiger Identitätscode zu gewiesen
wurde, ermöglicht es,
daß das
Nutzungsverfahren dieses Benutzers durch die folgenden Schritte überwacht
werden kann:
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- i) Verfolgen von Identitätscodeveränderungen gemäß dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung, das eine Zuordnung zwischen dem eindeutigen Identitätscode eines
Benutzers und dem entsprechenden gegenwärtigen Identitätscode beibehält;
- ii) beginnend mit dem eindeutigen Identitätscode des bestimmten Benutzers,
Identifizieren des entsprechenden gegenwärtigen Identitätscodes
dieses Benutzers aus der Zuordnungseinrichtung; und
- iii) Überwachen
des Signalisierungspfads(oder von – Pfaden), um erste Nachrichten
zu erfassen, die den entsprechenden gegenwärtigen in Schritt ii) identifizierten
Identitätscode
umfassen, und Aufzeichnen vorbestimmter Parameter der Kommunikationstransaktionen,
von denen diese erste Nachrichten einen Teil bilden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
zum Verfolgen von Identitätscodeveränderungen
in einem Kommunikationssystem bereitgestellt, in dem eine Mehrzahl
von Benutzerstationen gleichzeitig jeweilige Kommunikationstransaktionen
ausführen
kann, während
derer Signalisierungsnachrichten mit dem Rest des Kommunikationssystems über zumindest
einen Signalisierungspfad eines Signalisierungsteilsystems des Kommunikationssystems
ausgetauscht werden, wobei die Signalisierungsnachrichten erste Nachrichten,
die durch die Benutzerstationen gesendet werden und jeweils einen
Identitätscode
umfassen, der der Benutzerstation zugeordnet ist, die diese Nachricht
sendet, und zweite Nachrichten umfassen, die entsprechende Identitätscodes
für bestimmte
Benutzerstationen spezifizieren, wobei die Vorrichtung folgende
Merkmale aufweist:
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- eine erste Überwachungseinrichtung
zum Überwachen
des Signalisierungsteilsystems, um eine erste Nachricht zu erfassen;
- eine erste Extrahierungseinrichtung zum Extrahieren, aus der
ersten Nachricht, die durch die erste Überwachungseinrichtung erfaßt wird,
des in der selben enthaltenen Identitätscodes;
- eine zweite Überwachungseinrichtung
zum weiteren Überwachen
des Signalisierungsteilsystems, um eine zweite Nachricht zu erfassen,
die auf die gleiche Kommunikationstransaktion wie die erste Nachricht bezogen
ist, die durch die erste Extrahierungseinrichtung erfaßt wird;
und
- eine zweite Extrahierungseinrichtung zum Extrahieren, aus der
zweiten Nachricht, die durch die zweite Überwachungseinrichtung erfaßt wird,
des in dieser zweiten Nachricht spezifizierten Identitätscodes
als den Identitätscode,
der dem durch die erste Extrahierungseinrichtung extrahierten Identitätscode entspricht.
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Es
ist zu erkennen, daß die
erste und die zweite Überwachungseinrichtung
im allgemeinen die gleichen physischen Elemente zum Anhören des
Signalisierungsteilsystems verwenden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Verfolgen von Identitätscodeveränderungen
gemäß der vorliegenden
Erfindung werden nun mittels nicht einschränkenden Beispiels Bezug nehmend
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 ein Blockdiagramm, das
die Hauptkomponenten eines GSM-Zellularmobilfunksystems zeigt;
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2 ein Diagramm, das die
Beziehung zwischen Funkzellen und Ortsbereichen in dem System aus 1 darstellt;
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3A ein Diagramm, das das
Format eines IMSI-Teilnehmeridentitätscodes darstellt;
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3B ein Diagramm, das das
Format eines TMSI-basierten Teilnehmeridentitätscodes darstellt;
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4 ein Diagramm, das die
Signalisierungsnachrichten darstellt, die zwischen einer mobilen
Station und einer MSC des Systems aus 1 während einer
Ortsaktualisierungsprozedur geleitet werden;
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5 ein Diagramm, das das
geschichtete Format der Nachricht darstellt, die verwendet wird, um
die Ortsaktualisierung-Anforderung in 4 zu tragen;
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6 ein Diagramm, das die
Signalisierungsnachrichten darstellt, die zwischen einer mobilen
Station und einer MSC des Systems aus 1 während einer
von Teilnehmer eingeleiteten Serviceanforderungsprozedur geleitet
werden;
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7 ein Diagramm, das die
Signalisierungsnachrichten darstellt, die zwischen einer mobilen
Station und einer MSC des Systems aus 1 während einer
Rufantwortprozedur geleitet werden;
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8 ein Diagramm, das die
Verarbeitung von Nachrichten in einer Überwachersonde darstellt, die
als Teilnehmeridentitätsinformationen
tragend erfaßt werden,
wobei diese Verarbeitung die Erzeugung von Berichtnachrichten umfaßt;
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9 ein Diagramm, das die
Verarbeitung von Berichtnachrichten darstellt, die von Überwachungssonden
empfangen werden, um eine Tabelle zu aktualisieren, die IMSIs entsprechenden
TMSIs zuordnet;
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10 ein Diagramm, das die
Signalisierungsnachrichten darstellt, die zwischen einer MSC und
zwei BSCs des Systems aus 1 während einer
Weiterreichen- bzw. Handover-Operation geleitet werden, die eine
Veränderung
der BSC beinhaltet; und
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11 ein Diagramm, das die
Signalisierungsnachrichten darstellt, die zwischen einer BSC und
zwei BTSs des Systems aus 1 während einer
Weiterreichen-Operation geleitet werden, die eine Veränderung
der BTS beinhaltet.
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Bester Modus
zum Ausführen
der Erfindung
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Übersicht über ein
GSM-Netz
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1 ist ein Diagramm, das
die Hauptelemente eines öffentlichen
Mobilfunknetzes (PLMN) basierend auf einer Digitalzellularfunktechnologie zeigt;
insbesondere ist das Netz aus 1 ein GSM-Netz.
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Das
Netz aus 1 weist ein
Netz- und Schaltteilsystem (NSS) 10 auf, das mit einer
Mehrzahl von Basisstationsteilsystemen (BSS) 11 verbunden
ist; das BSS liefert eine Funckommunikation mit mobilen Stationen 12 (wobei
nur eine derselben in 1 gezeigt
ist). Das NSS 10 kommuniziert außerdem mit dem öffentlichen
Festnetz 13 (dem öffentlichen
Telefonwählnetz
PSTN und dem integrierten digitalen Fern meldenetz ISDN). Tatsächlich kann
man sich das PLMN als einen Zugangspfad zu dem PSTN/ISDN vorstellen,
obwohl Anrufe auch vollständig
innerhalb des PLM enthalten sein können.
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Jedes
BSS 11 weist eine Basisstationssteuerung (BSC) 17 und
eine Mehrzahl von Basis-Sende/Empfangsgerät-Stationen (BTS) 18 auf,
wobei jede derselben durch die BSC 17 gesteuert wird. Jede
BTS 18 weist Funksender und -Empfänger zum Bereitstellen einer
Funkabdeckung eines lokalen Bereichs auf, der als eine „Zelle" bekannt ist.
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Signalisierung
und Benutzerdaten (digitalisierte Sprach- und weitere digitale Daten, wie z.
B. Computerdaten) laufen zwischen jeder mobilen Station 11 und
der BTS 18 einer Zelle hin und her, in der sich die mobile
Station befindet. Wenn sich eine mobile Station von einer Zelle
zu einer weiteren bewegt, wird eine Steuerung des Weiterreichens
einer Kommunikation mit der mobilen Station von der BTS der alten
Zelle an die BTS der neuen Zelle durch die BSC bewirkt.
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Die
Funkschnittstelle, auch als Luftschnittstelle bekannt, zwischen
einer mobilen Station und der BTS ist innerhalb eines bestimmten
Systems, wie z. B. GSM, standardisiert. Ähnlich ist die Schnittstelle zwischen
jeder BTS 18 und ihrer zugeordneten BSC 17, durch
die Benutzerdaten und Signalisierung zwischen diesen Elementen ausgetauscht
werden, ebenso standardisiert (in GSM ist diese Schnittstelle als
die „Abis"-Schnittstelle bekannt).
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Jedes
BSS 11 kommuniziert mit einer Funkvermittlungsstelle (MSC) 20 des
NSS 10, wobei jede MSC 20 im allgemeinen in Kommunikation
mit mehreren BSS steht. Die Schnittstelle zwischen einem BSS und
einer MSC ist im allgemeinen wieder standardisiert, wobei diese
Schnittstelle in GSM als die „A"-Schnittstelle bekannt
ist.
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In
GSM-Netzen werden Benutzerdaten und Signalisierung über die
Funkschnittstelle, die „Abis"-Schnittstelle und
die „A"-Schnittstelle multiplexiert.
Innerhalb des NSS jedoch werden Benutzerdaten und Signalisierung
separat gehandhabt. Dies ist in 1 gezeigt,
indem Benutzerdatenpfade in durchgezogenen Linien dargestellt und
Signalisierungspfade in gepunkteten Linien dargestellt sind; wenn
beide den gleichen Pfad verwenden, wird eine durchgezogene Linie
mit darübergelegten
weißen Punkten
verwendet.
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In
dem NSS werden die Benutzerdaten durch die MSCs gehandhabt und die
Benutzerdaten durchlaufen üblicherweise
für einen
bestimmten Anruf zwei MSCs 20. Obwohl in 1 die MSCs 20 durch eine durchgezogene
Linie als direkt verbunden gezeigt sind, soll dies lediglich aufgefaßt werden,
um zu zeigen, daß ein
Benutzerdatenverkehr zwischen den MSCs verlaufen kann; in der Praxis
können MSCs,
während
eine direkte Verbindung verwendet wird, wo dies durch Verkehrspegel
gerechtfertigt ist, durch den Vermittler des öffentlichen Festnetzes 13 verbunden
sein.
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Zusätzlich zu
den MSCs 20 können
Benutzerdaten auch in dem NSS durch etwas gehandhabt werden, was
im GSM-Chargon als eine Gateway-MSC (GMSC) 21 bekannt ist.
Der Zweck der GMSC 21 besteht darin, Anrufe, die in einer
beliebigen Richtung zwischen mobilen Stationen und außerhalb
des PLMN aufgebaut sind, zu handhaben; so bestimmt die GMSC für einen
Anruf von außerhalb des
PLMN in Richtung einer mobilen Station, wo der Anruf geführt werden
sollte, um die mobile Station zu erreichen. In der Praxis ist oft
eine GMSC-Funktionalität
an jeder MSC vorgesehen.
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Die
verbleibenden Komponenten des NSS 10 sind mit Steuerfunktionen
betraut und diese Komponenten kommunizieren miteinander, mit den
MSCs und der GMSC und mit dem öffentlichen
Festnetz durch Signalisierungsverbindungen unter Verwendung eines
Signalisierungssystems, das im allgemeinen auf dem Standard SS7
(CCITT Signalisierungssystem Nr. 7) basiert. Innerhalb des NSS 10 verwendet
ein GSM-System die MAP- (Mobilanwendungsteil-) Protokolle für einen
nicht schaltungsbezogenen Signalisierungsverkehr und TUP (Telephonbenutzerteil)
und ISUP (ISDN-Benutzerteil) für
einen schaltungsbezogenen Signalisierungsverkehr. Wieder sind die
Signalisierungspfade zwischen Komponenten des NSS 10 nicht
notwendigerweise direkt, sondern verwenden im allgemeinen auch das
SS7-Netz, das dem öffentlichen
Festnetz zugeordnet ist.
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Die
Komponenten des NSS, die noch nicht beschrieben wurden, sind die
folgenden:
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- – das
Ausgangsortsregister (HLR) 23 – dies enthält Informationen über Teilnehmer,
die bei den PLMN registriert sind (wie z. B. die Dienste, die für einen
bestimmten Teilnehmer verfügbar
sind, und die PLMN-Netzadresse der MSC, an der sich der Teilnehmer
gegenwärtig
befindet);
- – das
Besucherortsregister (VLR) 24 – im allgemeinen weist jede
MSC ihr eigenes zugeordnetes VLR auf, das sowohl Teilnehmerdaten über Benutzer,
die gegenwärtig
den Bereich besuchen, der durch die MSC abgedeckt wird, als auch
Daten über
den gegenwärtigen
Ort jedes Benutzers innerhalb des Abdeckungsbereichs der MSCs hält;
- – das
Authentifizierungsregister (AuC) 25 – diese Komponente ist dem
HLR eng zugeordnet und hält
Daten, die eine Teilnehmeridentifizierung und Verschlüsselung
von Anrufen liefern;
- – das
Ausrüstungsidentitätsregister
(EIR) 26 – dies
speichert Informationen über
die mobilen Stationen 12 selbst;
- – das
SMS-Gateway 27 – in
GSM ist ein spezieller „Kurznachrichtendienst" verfügbar, wobei
dieser durch das SMS Gateway bereitgestellt wird.
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Drei
Hauptsteuerfunktionen können
beim Regeln von Anrufen in dem PLMN identifiziert werden (wobei
der Signalisie rungsverkehr die Kommunikation ist, die zur Implementierung
dieser Funktionen benötigt
wird).
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Diese
drei Funktionen sind die folgenden:
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Funkressourcenverwaltung – Dies ist
die Aufgabe eines Einrichtens, Beibehaltens und Freigebens stabiler
Verbindungen zwischen mobilen Stationen und einer MSC trotz Bewegungen
einer mobilen Station. Diese Verwaltungsfunktion beinhaltet hauptsächlich die
BSCs, jedoch auch die BTSs und die MSCs.
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Mobilitätsverwaltung – Dies ist
die Aufgabe eines Beibehaltens aktualisierter Benutzerortinformationen,
um es zu ermöglichen,
daß eingehende Anrufe
zu der geeigneten mobilen Station geführt werden können; in
GSM wird die Adresse der MSC, in deren Bereich ein Benutzer gefunden
werden soll, in dem HLR des Benutzers gespeichert, während der Ort
des Benutzers innerhalb dieses Bereichs in dem VLR gehalten wird,
der der MSC zugeordnet ist. Diese Verwaltungsfunktion beinhaltet
die MSCs/VLRs und das HLR.
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Anrufverwaltung – Diese
Aufgabe beinhaltet, wie auch die übliche Steuerung von Anrufen,
wie dies in dem öffentlichen
Festnetz zu finden ist, die Führung
von Anrufen in Richtung einer mobilen Station, wenn der Ort letzterer
zu Beginn nicht bekannt ist. In GSM besteht für Anrufe in Richtung einer
mobilen Station von außerhalb
des PLMN, in dem der Benutzer der mobilen Station registriert ist,
die Aufgabe der GMSC darin, aus dem Ausgangs-HLR des angerufenen
Benutzers herauszufinden, wo sich dieser Benutzer befindet, und
dann geeignet den eingehenden Anruf zu führen. Die Anrufverwaltungsfunktion
beinhaltet MSC/VLR, HLR und GMSC.
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Ortsbereiche
und Ortsaktualisierung
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Bezug
nehmend auf 2 zeigt
diese eine Struktur sechseckiger Zellen, wobei jede derselben eine
entsprechende Funk zelle darstellt, d. h. den Abdeckungsbereich einer
BTS (unter der Annahme, daß jede
BTS nur einen Bereich abdeckt). In 2 wurden
nur acht Zellen besonders gekennzeichnet, wobei diese Zellen C1
bis C8 sind.
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Gruppen
von Funkzellen (im allgemeinen, jedoch nicht notwendigerweise, physisch
benachbart zueinander) sind logisch zugeordnet, wobei die resultierenden
Abdeckungsbereiche als „Ortsbereiche" bezeichnet werden.
So sind die Zellen C1 bis C8 zusammen gruppiert und bedecken einen
Ortsbereich L1. In 2 sind
sechs Ortsbereiche L1 bis L6 gezeigt.
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In
GSM-Systemen sind die Zellen, die jeder MSC zugeordnet sind (das
bedeutet die Zellen, die den BTSs der BSSs zugeordnet sind, die
mit der betreffenden MSC verbunden sind), in einen oder mehrere
Ortsbereiche unterteilt sind, wobei die einzige Einschränkung die
ist, daß kein
Ortsbereich Zellen enthalten kann, die mehr als einer MSC zugeordnet sind.
So bilden in 2 die Zellen,
die der oberen MSC 20 zugeordnet sind, drei Ortsbereiche
L1 bis L3, während
die Zellen, die der unteren MSC 20 zugeordnet sind, weitere
drei Ortsbereiche L4 bis L6 bilden.
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Es
lohnt die Anmerkung, daß die
GSM-Standards selbst es nicht erforderlich machen, daß alle Zellen,
die einem bestimmten BSS 11 zugeordnet sind, sich in dem
gleichen Ortsbereich befinden, wobei dies jedoch oft der Fall sein
wird.
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Der
Zweck eines Gruppierens von Zellen in Ortsbereichen besteht darin,
die Aufgabe einer Mobilitätsverwaltung
zu erleichtern. Damit eine mobile Station lokalisiert werden kann,
um einen eingehenden Anruf zu empfangen, sind zwei grundlegende Ansätze möglich. Erstens
könnte
eine Rufnachricht in jedem Anruf des PLMN übertragen werden, damit eine
mobile Station, nach der gesucht wird, zur Identifizierung ihrer
Position anspricht; ein derartiger Ansatz ist jedoch sehr ineffizient.
Der zweite Ansatz besteht darin, daß das PLMN Ortsinformationen über jeden
Benutzer speichert, die periodisch aktualisiert werden, wenn sich
der Benutzer (oder vielmehr seine mobile Station) in dem Netz umherbewegt.
Dieser letztere Ansatz ist derjenige, der üblicherweise genommen wird.
Wenn eine Ortsaktualisierung jedoch jedes Mal bewirkt wird, wenn
sich eine mobile Station von einer Zelle zu einer weiteren bewegt,
würde eine sehr
große
Menge Signalisierungsverkehr erzeugt werden. Um dieses Problem zu
vermeiden, verwendet GSM das Konzept eines Ortsbereichs, wobei eine mobile
Station eine Ortsaktualisierung nur einleitet, wenn bestimmt wird,
daß der
Ortsbereich sich geändert
hat. Da das PLMN nun den Ortsbereich jeder mobilen Station kennt,
ist es, wenn es nötig
ist, einen eingehenden Anruf zu einem bestimmten Mobilgerät zu führen, nur
notwendig, eine Rufnachricht in den Zellen des relevanten Ortsbereichs
zu übertragen.
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Wie
zuvor angezeigt wurde, sind Ortsinformationen tatsächlich in
zwei Teilen gespeichert, wobei die Adresse der MSC, in deren Bereich
sich eine mobile Station gegenwärtig
befindet, in dem HLR gespeichert ist und Lokalortsinformationen
(d. h. der gegenwärtige
Ortsbereich) in dem VLR gespeichert sind, der dieser MSC zugeordnet
ist.
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Eine
mobile Station kann sagen, wann sich der Ortsbereich verändert hat,
da die BTS jeder Zelle in periodischen Abständen die Identität der Zelle
und den Ortsbereich überträgt, in dem
sie sich befindet; durch ein Speichern dieser Ortsbereichsinformationen
kann die mobile Station ohne weiteres sagen, wann sie den Ortsbereich ändert.
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Auf
ein Erfassen einer Ortsbereichsänderung
hin sendet die mobile Station eine „Ortsaktualisierungsanforderung", die durch die BTS
der Zelle empfangen wird, in der die mobile Station gegenwärtig zu
finden ist. Diese Anforderung wird über die BSC, die der BTS zugeordnet
ist, zurück
zu der relevanten MSC geleitet. Die MSC aktualisiert dann die Ortsinformationen,
die für
die mobile Station in dem VLR gehalten werden, das der MSC zugeordnet
ist. Falls sich ei ne mobile Station von einem Ortsbereich, der durch
eine MSC abgedeckt wird, in einen Ortsbereich bewegt, der durch
eine weitere MSC abgedeckt wird, wird ein Umschaltprozeß zwischen
MSCs bewirkt, der auch beinhaltet, daß das HLR mit der Adresse der
MSC aktualisiert wird, in deren Bereich sich die mobile Station
nun bewegt hat.
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Eine
mobile Station ist ebenso angeordnet, um eine Ortsaktualisierungsanforderungsnachricht auszusenden,
wenn sie eine Anzeige von dem Netz empfängt, daß für das VLR nicht bekannt ist,
in wessen Abdeckungsbereich sie sich gegenwärtig befindet.
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Schließlich ist
jede mobile Station, um sicherzustellen, daß Aktualisierungsortsinformationen auf
mobilen Stationen beibehalten werden, und ebenso, um es zu ermöglichen,
daß die
Datenbanken in dem HLR und VLR im Falle eines Datenverlustes neu
aufgebaut werden können,
angeordnet, um eine Ortsaktualisierungsanforderungsnachricht (eine „periodische" Ortsaktualisierungsanforderung)
zu senden, wenn sie keine derartige Anforderung innerhalb einer
vorbestimmten, netz-konfigurierbaren Zeitmenge gesendet hat.
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Es
wird darauf verwiesen, daß eine
mobile Station eine Ortsaktualisierung-Anforderung nur aus ihrem
Untätig-Modus
erzeugt und nicht dann, wenn sie bereits in ihrem zweckgebundenen
Modus ist. Jedes Mal, wenn eine Ortsaktualisierung-Anforderung erzeugt
und dann gesendet wird, spricht das VLR unabhängig von dem Grund für die Anforderung
entweder mit einer Ortsaktualisierung-Annahme- oder Ortsaktualisierung-Zurückweisung-Nachricht,
wie dies geeignet ist, an.
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Benutzeridentität – IMSI und
TMSI
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In
der internationalen GSM-Gemeinschaft wird jeder Teilnehmer eindeutig
durch eine Zahl identifiziert, die IMSI (internationale Mobilteilnehmeridentität). Diese
Zahl ist fünfzehn
Stellen oder weniger lang und weist, wie in 3A gezeigt ist, einen Drei-Stellen-Mobil-Landescode
(MCC), einen Zwei-Stellen-Mobil-Netzcode (MNC), der das Ausgangs-PLMN des Teilnehmers
angibt, und eine Mobilteilnehmeridentifizierungszahl (MSIN) auf,
die den Teilnehmer in seinem Ausgangs-PLMN identifiziert. Die IMSI
ist nicht die Telephonnummer des Teilnehmers – viele Telephonnummern können einem einzelnen
Teilnehmer zugewiesen sein.
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Die
IMSI eines Teilnehmers wird in einem Teilnehmeridentitätsmodul
(SIM) gehalten, das in eine mobile Station eingesteckt ist. Jedes
Mal, wenn die mobile Station auf das PLMN zugreift, wird die IMSI,
die in dem zugeordneten SIM gehalten wird, an das PLMN geliefert
(entweder direkt oder indirekt in der Form einer TMSI, wie unten
erläutert
ist). Die IMSI ermöglicht
es, daß das
PLMN auf den HLR zugreifen kann, bei dem der Teilnehmer registriert
ist, um gemäß dem Kontext
teilnehmerspezifische Daten wiederzugewinnen und die MSC aufzuzeichnen,
in deren Bereich sich die mobile Station gegenwärtig befindet.
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Ein
Senden der IMSI über
den inhärent
unsicheren Funkpfad bei jedem PLMN-Zugriff ist aus Vertraulichkeits-
und Sicherheitsgründen
unerwünscht. Folglich
wird eine zeitweilige Identitätszahl,
die als zeitweilige Mobilteilnehmeridentität (TMSI) bekannt ist, im allgemeinen
als ein Alias für
die IMSI verwendet. Die TMSI ist ein Vier-Oktett-Code, der durch
das PLMN auf einer Ortsbereichsbasis zugeteilt ist, und identifiziert
zu jeder Zeit eindeutig den Teilnehmer in dem betreffenden Ortsbereich.
Wenn die mobile Station den Ortsbereich ändert, ändert sich im allgemeinen auch
die TMSI. Eine TMSI ist nur eindeutig innerhalb eines Ortsbereichs
und muß mit
der LAI (Ortsbereichsidentität)
des relevanten Ortsbereichs kombiniert werden, um einen PLMNeindeutigen
Identifizierer bereitzustellen (siehe 3B).
Eine TMSI wird im allgemeinen jedoch in einem Zusammenhang verwendet,
in dem der betreffende Ortsbereich entweder bereits bekannt oder
impliziert ist.
-
TMSIs
werden durch die/das gegenwärtige MSC/VLR
verwaltet. Für
einen bestimmten Ortsbereich ist eine TMSI einer mobilen Station
zugeteilt, wenn sie in dem Ortsbereich registriert ist; diese TMSI
wird freigegeben, wenn die mobile Station den Ortsbereich verläßt. Eine
TMSI kann entweder durch einen zweckgebundenen TMSI-Neuzuweisungsbefehl
zugeteilt werden, der von der/dem MSC/VLR an die mobile Station
geleitet wird (und durch eine TMSI-Neuzuweisung-Vollständig-Nachricht
bestätigt wird),
oder als Teil einer Ortsaktualisierung-Annahme-Nachricht, die von
der mobilen Station folgt, die eine Ortsaktualisierung-Anforderung
stellt, nachdem sie in einen neuen Ortsbereich eingetreten ist.
Eine TMSI-Aufhebung ist üblicherweise
implizit; insbesondere löscht
für die
mobile Station die Zuteilung einer neuen TMSI jede zuvor zugewiesene
TMSI, wie dies auch ein Empfang einer Ortsaktualisierung-Annahme-Nachricht
in einem neuen Ortsbereich tut.
-
Wenn
eine mobile Station den Ortsbereich ändert, kann die neue TMSI sich
vollständig
von der TMSI unterscheiden, die in dem vorherigen Ortsbereich verwendet
wurde, oder sie kann die gleiche sein (die zugeordneten LAIs liefern
dann eine Unterscheidung). Es ist auch möglich, explizit eine existierende TMSI
zu löschen,
indem der TMSI-Neuzuweisungsbefehl unter Verwendung der IMSI gesendet
wird; in diesem Fall kehrt die mobile Station zu einer Verwendung
der IMSI zur Identifizierung von sich selbst gegenüber dem
PLMN zurück,
bis ihr eine nächste TMSI
zugeteilt wird.
-
Es
ist klar, daß,
wenn sich eine mobile Station zuerst selbst unter Verwendung einer
IMSI identifiziert und die/das entsprechende MSC/VLR mit einer Zuteilung
einer TMSI fortfährt,
diese/dieses MSC/VLR die IMSI kennt und deshalb auf das HLR des
Teilnehmers zugreifen kann. Wenn die mobile Station sich jedoch
zu einem neuen Ortsbereich bewegt, der durch ein/e unterschiedliche/s
MSC/VLR abgedeckt wird, wird dieser/m letzteren eine TMSI vorgelegt, die
nicht ausreichend Informationen enthält, damit die/das MSC/VLR auf
das HLR des Teilnehmers zugreifen kann. Die/das neue MSC/VLR könnte eine
spezifische Identifizierungsanforderung an die mobile Station stellen,
damit ihre IMSI zurückgegeben
wird; dies jedoch stellt einen Kompromiß für die angestrebte Sicherheit
dar. Statt dessen fragt deshalb im allgemeinen die/das neue MSC/VLR die/das
alte MSC/VLR nach der IMSI, wobei dies möglich ist, da, wenn die mobile
Station die TMSI an die/das neue MSC/VLR sendet, dieselbe auch die LAI
des alten Ortsbereichs sendet, was es ermöglicht, daß die/das alte MSC/VLR identifiziert
werden kann.
-
Wenn
eine TMSI zugeteilt und nicht gelöscht wurde, wird sie durch
die mobile Station selbst dann beibehalten, wenn dieselbe ausgeschaltet
wird.
-
Verfolgen einer
Teilnehmeridentität
-
Eine
Identität
des mobilen Teilnehmers wird in dem PLMN jedes Mal durch die mobile
Station angemerkt, die durch den Teilnehmer verwendet wird, wenn
die mobile Station eine Verbindung einrichten möchte, d. h. in den folgenden
Umständen:
-
- – CM-Dienstanforderung
(vom Teilnehmer eingeleitete Dienstanforderung)
- – Rufantwort
(Mobilstationsantwort auf eine Rufnachricht)
- – Ortsaktualisierung
(Benachrichtigung über
einen neuen Ortsbereich durch Mobilgerät oder periodische Aktualisierung)
- – IMSI-Anbringung
und -Entfernung (beim Einschalten und Ausschalten einer mobilen
Station)
- – CM-Neueinrichtungsanforderung
(nach einem Verbindungsverlust)
-
Die
Teilnehmeridentität,
die durch die mobile Station gegeben ist, ist natürlich die
gegenwärtige TMSI
(wobei die gegenwärtige
LAI ebenso gesendet wird) oder, falls keine existiert, die IMSI;
diese Teilnehmeridentität
wird unten auch als wirksame Teilnehmeridentität bezeichnet. Die mobile Station
kann auch die IMSI ansprechend auf eine Identitätsanforderung von dem PLMN
liefern (die Identitätsanforderung
kann auch verwendet werden, um die gegenwärtige TMSI zu erhalten).
-
Wenn
die Teilnehmeridentität
auf einer PLMN-weiten Basis betrachtet wird, ist zu erkennen, daß für eine wirksame
Teilnehmeridentität,
die eine TMSI aufweist, die relevante LAI explizit oder implizit einen
Teil der wirksamen Teilnehmeridentität bildet; wenn die Teilnehmeridentität jedoch
nur innerhalb eines bestimmten Ortsbereichs betrachtet wird, wird die
LAI nicht benötigt.
-
Die
wirksame Teilnehmeridentität
wird durch das PLMN entweder durch den TMSI-Neuzuweisungsbefehl
oder als Teil einer Ortsaktualisierung-Annahme-Nachricht, wie bereits
erläutert
wurde, verändert.
-
Ein
Verfolgen der wirksamen Teilnehmeridentität für einen bestimmten Teilnehmer,
wie durch eine IMSI identifiziert, ist eine inhärente Operation der PLMN-Infrastruktur,
wobei diese Abbildung durch die/das MSC/VLR beibehalten wird, in
der/dem der Teilnehmer gegenwärtig
registriert ist. In der Theorie ermöglicht es dies, daß die Verhaltenscharakteristika eines
bestimmten Teilnehmers überwacht
werden können.
In der Praxis jedoch erfordert ein Zugreifen auf die Informationen
in der/dem MSC/VLR für Nicht-Standardzwecke
eine wesentliche Modifizierung an existierender Software mit dem
folgenden Bedarf einer Neuqualifizierung der Software und zugeordneter
Systeme. Es ist deshalb attraktiv, in der Lage zu sein, die gegenwärtige wirksame
Teilnehmeridentität
eines bestimmten Teilnehmers unter Verwendung eines separaten Überwachungssystems verfolgen
zu können,
das nicht auf den Haupt-PLMN-Infrastrukturkomponenten beruht, sondern
die erforderliche Verfolgung durch ein Überwachen eines Signalisierungsverkehrs
in dem PLMN durchführen
kann.
-
Leider
umfassen die Nachrichten von dem PLMN an die mobile Station, die
dieselbe anweisen, die wirksame Teilnehmeridentität zu einem
bestimmten Wert zu ändern,
nicht die alte Teilnehmeridentität, so
daß ein
einfaches Identifizieren derartiger Nachrichten keinen großen Wert
hat.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Nachrichtenparameter, der sowohl den Verbindungseinrichtungsnachrichten
als auch den Nachrichten gemein ist, die die wirksame Teilnehmeridentität verändern, verwendet,
um eine Verbindung zwischen diesen Nachrichten einzurichten, wodurch
es ermöglicht
wird, daß Veränderungen
an der wirksamen Teilnehmeridentität abgebildet werden können.
-
Bei
einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung werden Signalisierungsnachrichten auf
der A-Schnittstelle überwacht
und die angestrebte Verbindung zwischen Verbindungseinrichtungsnachrichten,
die die gegenwärtige
wirksame Teilnehmeridentität
umfassen, und nachfolgenden Nachrichten, die die wirksame Teilnehmeridentität verändern, wird
durch die Tatsache bereitgestellt, daß diese Nachrichten zwischen
einer BSC und der entsprechenden MSC durch ein verbindungsorientiertes
Protokoll weitergeleitet werden, nämlich das SS7-SCCP-Protokoll
in dem Klasse 2-Modus.
Insbesondere leitet die anfängliche
Verbindungseinrichtungsnachricht, die von der BSC an die MSC geleitet wird,
den Aufbau einer SCCP-Verbindung ein, wobei hierbei der MSC eine
lokale Referenz weitergeleitet wird, die die MSC bei nachfolgenden
Kommunikationen mit der BSC für
die Transaktion verwenden muß, auf
die die Verbindungseinrichtung bezogen ist. Bei einem Ansprechen
auf die anfängliche
Nachricht von der BSC verwendet die MSC die BSC-Lokalreferenz als die Zielortreferenz
für die
Antwort und umfaßt
ihre eigene Lokalreferenz als die Quellenlokalrefe renz der Antwort.
Bei nachfolgenden Kommunikationen für die Transaktion verwendet
die BSC die Lokalreferenz der MSC als die Zielortreferenz für ihre Nachrichten
an die MSC. Durch ein Anmerken dieser Lokalreferenzen ist es möglich, alle
Nachrichten zu identifizieren, die auf die gleiche SCCP-Verbindung bezogen
sind, wodurch es ermöglicht
wird, daß Nachrichten,
die die wirksame Teilnehmeridentität verändern, mit den anfänglichen
Verbindungseinrichtungsnachrichten verbunden werden können. Die
Zuordnung von Lokalreferenzen zu einer bestimmten SCCP-Verbindung
dauert nur für
die Dauer dieser Verbindung an.
-
Auf
eine ähnliche
Weise werden gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung Signalisierungsnachrichten auf der Abis-Schnittstelle überwacht
und der Kanalzahlparameter in diesen Nachrichten wird verwendet,
um die Verbindung zwischen Verbindungseinrichtungsnachrichten, die
die gegenwärtige
wirksame Teilnehmeridentität
umfassen, und nachfolgenden Nachrichten bereitzustellen, die die
wirksame Teilnehmeridentität
verändern.
Da die Kanalzahl während
einer Transaktion verändert werden
kann (um von einem anfänglichen
Signalisierungskanal zu einem Verkehrskanal zu ändern), ist es auch nötig, derartige
Kanalzahlveränderungen
zu verfolgen.
-
Erstes Ausführungsbeisiel – Detailliertes Signalisierungsbeispiel
-
Als
Beispiel für
die allgemeine Funktionsweise des ersten Ausführungsbeispiels wird der Fall
betrachtet, bei dem eine mobile Station in einem Untätig-Modus
bestimmt, daß sie
sich in einem neuen Ortsbereich befindet. Dies führt dazu, daß die mobile Station
eine Ortsaktualisierungsanforderung mit der gegenwärtigen wirksamen
Teilnehmeridentität
stellt; wenn alles gut läuft,
spricht das PLMN mit einer Ortsaktualisierungsannahme an, die eine
neue TMSI umfaßt,
die als die wirksame Teilnehmeridentität verwendet werden soll.
-
Insbesondere
und Bezug nehmend auf 4 überträgt die mobile
Station zuerst eine Kanalanforderung auf dem RACH-Kanal, die durch
eine BTS aufgegriffen wird und als eine Kanalanforderungsnachricht
an die zugeordnete BSC geleitet wird (Linie („a"), 4).
Die BSC spricht durch ein Auswählen
eines freien Kanals an und aktiviert denselben in der BTS (diese
Aktivierung und die Bestätigung
von der BTS an die BSC sind in Fig. 4 nicht dargestellt). Danach
leitet die BSC das Senden einer Zwischenzuweisung-Nachricht auf
dem PAGCH-Kanal ein, die der mobilen Station die Details des Kanals
mitteilt, der für
eine weitere Signalisierungskommunikation zugewiesen wurde (Linie
b).
-
Die
mobile Station setzt dann ihre Empfangs- und Sendekonfiguration
auf den zugewiesenen Kanal und richtet eine Verbindungsebenenverbindung mit
der BTS auf dem neuen Kanal ein, indem sie einen SABM-Rahmen sendet;
dieser SABM-Rahmen trägt
auch die anfängliche
Nachricht, die bei dem vorliegenden Beispiel die Ortsaktualsierungsanforderung
und die wirksame Teilnehmeridentität umfaßt. Die Ortsaktualisierungsanforderung
wird dann in einer Einrichtungsanzeigenachricht von der BTS an die BSC
geleitet. Die BSC baut nach einem Empfangen dieser Nachricht eine
SCCP-Verbindung mit der entsprechenden MSC mittels einer Verbindungsanforderungsnachricht
auf, auf die die Ortsaktualisierung-Anforderung im allgemeinen huckepackmäßig geladen
wird (Linie (c) in 4).
-
Das
Format dieser ersten Nachricht von der BSC an die MSC ist in 5 dargestellt. Wie für alle Nachrichten
auf der „A"-Schnittstelle liefern
der SS7-SCCP (SCCP = Signalisierungsverbindungssteuerteil) und der
darunterliegende MTP (Nachrichtenübertragungsteil) den Transportdienst.
Insbesondere werden Informationen in den MTP-Ebene 2-Signalisierungseinheiten
transportiert, deren Zusammensetzung ein Flag-Feld, ein Rückwärtssequenzzahl-BSN-Feld,
ein Rückwärtsindikator-Bit
BIB, ein Vorwärtssequenzzahl-FSN-Feld, ein
Vorwärtsindikator-Bit
FIB, ein Längenindikator
LI, ein Ersatz-SP-Feld, ein Dienstinformationsoktett SIO, ein Signalisierungsinformationsfeld
SIF, ein Prüffeld
und ein abschließendes
Flag-Feld sind. MTP-Ebene 3-Informationen sind in dem SIO enthalten
und in einem Führungsetikett,
das einen Teil des Ebene 2-Signalisierungsinformationsfelds bildet.
Das Führungsetikett
umfaßt
Quellen- und Zieladresse für
die Signalisierungseinheit hinsichtlich Punktcodes. Über der MTP-Ebene
3 befindet sich die SCCP-Schicht zum Tragen von Informationen gemäß einem
angeforderten Diensttyp (in diesem Fall verbindungsorientiert). Ein
SCCP-Anfangsblock umfaßt
weitere Adressierungsinformationen, die untereinander etwas, was als „Teilsystemzahl" bezeichnet wird,
zum Identifizieren des Benutzers des Transportdienstes spezifizieren,
der durch den SCCP bereitgestellt wird. In dem vorliegenden Fall
ist der Benutzer ein Punkt-Zu-Punkt-Protokoll
des Basisstation-Teilsystem-Anwendungsteils (BSSAP), das zwischen
dem betreffenden BSS und der MSC arbeitet. BSSAP-Nachrichten werden
durch eine Teilsystemzahl von „FE" in Hexadezimaldarstellung
identifiziert. Der SCCP-Anfangsblock
umfaßt
normalerweise auch sowohl die zuvor genannten Quellen- als auch
die Zielortsreferenz für
die betreffende Verbindung, wenn auch natürlich für die vorliegende Verbindungsanforderungsnachricht
nur die Quellenlokalreferenz (für
die BSC) vorhanden ist, da diese Nachricht die anfängliche
Nachricht für
die Verbindung ist.
-
Der
BSSAP ist in zwei Teile unterteilt, wobei jede BSSAP-Nachricht einem oder
dem anderen Teil zugeordnet ist, wie durch ein Diskriminator-Oktett
angezeigt ist (DSCR in 5).
Diese beiden Teile sind ein BSS-Verwaltungsanwendungs-Unterteil (BSSMAP),
der zur Funkressourcen- (RR-) und BSC-Verwaltung verwendet wird, und ein Direktübertragungsanwendung-Unterteil
(DTAP), der für
die Übertragung
von Anrufsteuerverwaltungs- (CM-) und Mobilitätsverwaltungs- (MM-) Nachrichten
verwendet wird. Ortsaktualisierungsanforderungen sind auf eine Mobilitätsverwaltung
bezogen und es ist deshalb zu erwarten, daß derartige Anforderungen in
DTAP- Nachrichten
eingebettet zu finden sind. Tatsächlich
sind Ortsaktualisierungsanforderungen in BSSMAP-Nachrichten eingebettet.
Der Grund hierfür
besteht darin, daß jede
Ortsaktualisierungsanforderung die Einrichtung einer neuen Funkverbindung
zwischen der betreffenden mobilen Station und der relevanten MSC
erfordert, wobei die Einrichtung einer derartigen Verbindung ein
Funkressourcenverwaltungsproblem ist. Tatsächlich wird jedes Mal, wenn eine
neue Funkverbindung eingerichtet wird, die betreffende „anfängliche
Nachricht" huckepackmäßig mit
dieser Verbindung auf die RR-Nachricht
auf der „A"-Schnittstelle gepackt,
die beim Aufbauen der Verbindung durch die relevante MSC beinhaltet
ist. Anfängliche
Nachrichten, einschließlich
Ortsaktualisierungsanforderungen, werden in BSSMAP-„Vollständig-Schicht 3-Informationen"-Nachrichten getragen, wobei
diese letzteren durch ein Nachrichtentypoktett „01010111" angezeigt werden (das Bit am weitesten rechts
ist das erste Bit des Oktetts). Jede „Vollständig-Schicht 3-Informationen"-Nachricht weist zwei Informationselemente
auf, nämlich
einen Zellidentifizierer und Schicht 3-Informationen. Es ist das „Schicht
3-Informationen"-Informationselement,
das tatsächlich
die Ortsaktualisierungsanforderung sowie die wirksame Teilnehmeridentität enthält (für eine TMSI
ist auch der alte Ortsbereichsidentifizierer LAI, der ein Element
der gegenwärtigen
TMSI ist, in diesem Informationselement zu finden). Das „Zellidentifizierer"-Informationselement
umfaßt
den gegenwärtigen
Ortsbereich der mobilen Station.
-
Gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist eine Überwachersonde, die die BSC/MSC-Verbindung überwacht,
angeordnet, um alle anfänglichen
Nachrichten zu erfassen, wie z. B. die, die in 5 dargestellt sind, sowie, um die wirksame
Teilnehmeridentität
aus dem Schicht 3-Informationselement sowie die SCCP-Lokalreferenz
der BSC zu extrahieren. Diese lokale Referenz wird nachfolgend durch
die Überwachersonde
verwendet, um alle Nachrichten zu identifizieren, die auf die gleiche
SCCP-Verbindung bezogen sind, bis die letztere unterbrochen wird.
-
Wieder
Bezug nehmend auf 4 können nach
einem Empfang der Ortsaktualisierungsanforderung durch die MSC Authentifizierungs-
und Verschlüsselungsnachrichten
wahlweise zwischen der mobilen Station und der MSC ausgetauscht
werden (Linien (d) bis (g)). Die Sonde, die die relevante BSC/MSC-Verbindung überwacht,
weiß von
der Quellenlokalreferenz oder Ziellokalreferenz (abhängig von
der Nachrichtenrichtung), daß diese
Nachrichten sich auf die SCCP-Verbindung beziehen, die der Ortsaktualisierungstransaktion
zugeordnet ist, wobei die Sonde jedoch durch ein Überwachen
der Nachrichtentypen bestimmt, daß die Nachrichten keine Modifizierung
der Teilnehmeridentität
beinhalten.
-
Zu
gegebener Zeit sendet die MSC eine Ortsaktualisierungsannahme-Nachricht,
die bei dem vorliegenden Beispiel auch eine neue TMSI setzt (Linie
(h) in 4). Diese Nachricht
wird durch die Überwachersonde überwacht,
wie der SCCP-Verbindung
von Interesse zugeordnet, wobei es dies ermöglicht, daß die neue TMSI mit der alten
wirksamen Teilnehmeridentität
verbunden ist, was die angestrebte Abbildung liefert. Die Ortsaktualisierungsannahme-Nachricht,
die eine Mobilitätsverwaltungsnachricht
ist (die auch keine anfängliche
Nachricht ist), wird in einer DTAP-Nachricht auf der A-Schnittstelle
getragen.
-
Nach
einem Empfang der Ortsaktualisierungsannahme-Nachricht, einschließlich der
neuen TMSI, gibt die mobile Station eine TMSI-Neuzuweisung-Vollständig-Nachricht
zurück
(Linie (i) in 4); diese
Nachricht wird auch in einer DTAP-Nachricht auf der A-Schnittstelle
getragen. Schließlich
sendet die MSC einen Löschen-Befehl
in einer BSSMAP-Nachricht,
die huckepackmäßig auf
eine SCCP-Freigabe-Nachricht gepackt ist. Die BSC leitet den Freigabebefehl
als eine Kanalfreigabenachricht weiter (Linie (j) in 4), wonach eine Löschen-Vollständig-Nachricht
an die MSC in einer BSSMAP-Nachricht gesendet wird, die huckepackmäßig auf
eine SCCP-Freigabe-Vollständig-Nachricht
gepackt ist. Diese Freigabe-Vollständig-Nachricht und nachfolgende
Freigabenachrichten zwischen der mobilen Station, der BTS und der
BSC sind in 4 nicht
gezeigt. Die Überwachersonde
auf der A-Schnittstelle erfaßt
die SCCP-Verbindung-Freigabe-Nachrichten
und löscht
ihre Aufzeichnung der SCCP-Verbindung.
-
Die 6 und 7 sind weitere Beispiele, ähnlich dem
aus 4, die die Abbildung
zwischen einer Teilnehmeridentität,
die zu der Zeit der Verbindungseinrichtung wirksam ist, und einer
nachfolgend zugeordneten TMSI zeigen, wobei die Verbindung zwischen
den relevanten Nachrichten durch die Lokalreferenzen der betreffenden
SCCP-Verbindungen eingerichtet wird. 6 bezieht
sich auf eine vom Teilnehmer eingeleitete Dienstanforderung und 7 bezieht sich auf eine
Ruf-initiierte Antwort von der mobilen Station. In beiden Fällen sendet
die MSC einen TMSI-Neuzuweisungsbefehl, den die mobile Station in
einer TMSI-Neuzuweisung-Vollständig-Nachricht
bestätigt.
Beide Nachrichten werden in DTAP-Nachrichten auf der A-Schnittstelle
getragen.
-
Erstes Ausführungsbeispiel – Grundlegende
Implementierung
-
Wie
in 1 dargestellt ist,
wird jede „A"-Schnittstelle durch
eine jeweilige Überwachersonde 40 überwacht.
Diese Überwachersonden 40 extrahieren
Teilnehmeridentitätsinformationen
aus den Nachrichten auf der „A"-Schnittstelle und
leiten diese Informationen in Berichtnachrichten zurück zu einer
Zentralstation 42, bei der eine weitere Verarbeitung ausgeführt wird.
Eine Kommunikation zwischen den Überwachersonden 40 und
der Zentralstation 42 wird über ein Netz 41 bewirkt,
das ein zweckgebundenes Netz sein kann oder ein bereits existierendes, wie
z. B. das Operations- und Verwaltungsnetz, das dem Hauptnetz zugeordnet
ist.
-
8 stellt die allgemeine
Operation einer Überwachersonde 40 dar.
Nach Erhalt einer Nachricht decodiert die Sonde 40 die
Nachricht, um ihren Typ zu bestimmen (Schritt 50). Wenn
die Nachricht eine „anfängliche
Nachricht" in Bezug
auf eine Verbindungseinrichtung ist, erzeugt die Sonde 40 eine Verbindungsaufzeichnung 51 für die SCCP-Verbindung,
die aufgebaut wird, und speichert in dieser Aufzeichnung die folgenden
Elemente (Schritt 52):
-
- – den
Ortsbereich der Zelle, in der sich die mobile Station gegenwärtig befindet,
wobei diese Informationen aus dem Zellidentifizierer-Informationselement
der überwachten
anfänglichen
Nachricht extrahiert werden (in bestimmten Fällen sind diese Informationen
u. U. nicht vorhanden);
- – die
wirksame Teilnehmeridentität
(IMSI oder TMSI plus LRI des Ortsbereichs, in dem die TMSI zugewiesen
wurde), die in dem Schicht 3-Informationen-Informationselement der überwachten
anfänglichen
Nachricht gegeben ist; und
- – die
BSC-Lokalreferenz für
die SCCP-Verbindung.
-
Wenn
die überwachte
Nachricht ein Freigabe-Befehl ist, verwendet die Sonde 40 die
Ziellokalreferenz zum Identifizieren und Löschen der entsprechenden Verbindungsaufzeichnung 51 (Schritt 53).
-
Wenn
die überwachte
Nachricht die wirksame Teilnehmeridentität ändert (ein TMSI-Neuzuweisungsbefehl
oder eine Ortsaktualisierungsannahme-Nachricht) oder die wahre Teilnehmeridentität angibt
(in einer Identitätsantwortnachricht),
bestimmt die Überwachersonde 40 zuerst
die entsprechende Verbindungsaufzeichnung aus der geeigneten SCCP-Lokalreferenz
und erzeugt dann eine Berichtnachricht 54 zum Berichten
der neuen Informationen über
die Teilnehmeridentität
an die Zentralstation 42 (Schritt 55). Diese Berichtnachricht 54 weist
ein Sonde-ID-Feld 56, das die Sonde identifiziert, ein
Feld 57, das den gegenwärtigen
Ortsbereich LAI enthält, wie
in der entsprechenden Verbindungsaufzeichnung 51 enthalten
ist, ein Feld 58, das die alte wirksame Teilnehmer identität hält, die
in der Verbindungsaufzeichnung 51 gehalten wird, ein Feld 59,
das die neu erfaßten
Teilnehmeridentitätsinformationen
enthält, und
einen Berichtstyp 60 auf, der anzeigt, ob die Berichtnachricht
eine Identitätsänderung
betrifft oder eine Identitätsantwortnachricht
berichtet. In dem Fall einer Identitätsänderung enthält das Feld 59 die
neue wirksame Teilnehmeridentität
(entweder die IMSI oder wahrscheinlicher eine neue TMSI und die
gegenwärtige
LAI). In dem Fall einer Identitätsantwortnachricht,
die eine IMSI enthält,
enthält
das Feld 59 die IMSI (tatsächlich wird, wenn die wirksame
Teilnehmeridentität
auch die Teilnehmer-IMSI ist, keine Berichtnachricht erzeugt). Jedes
der Felder 58, 59 ist üblicherweise zusammengesetzt
und weist sowohl einen Indikator des Identitätstyps (IMSI oder TMSI + LAI)
sowie die Identität
selbst auf (selbst ohne einen derartigen Typ-Indikator wäre es möglich, zwischen den
beiden Identitätstypen
anhand ihrer Länge
zu unterscheiden, wobei die Verwendung eines Indikators jedoch bequemer
ist).
-
In
Bezug auf die Identitätsveränderungsnachrichten
wird die Ausgabe der Berichtnachricht vorzugsweise verzögert, bis
eine TMSI-Neuzuweisung-Vollständig-Nachricht,
die die Veränderung
bestätigt,
durch die Sonde 40 für
die relevante SCCP-Verbindung erfaßt wird.
-
Wie
auch der Überwacher
die Berichtnachricht 54 erzeugt, aktualisiert er in Schritt 55 auch
die relevante Berichtsaufzeichnung mit allen zugehörigen neuerfaßten Informationen.
So wird, wenn die wirksame Teilnehmeridentität verändert wurde, diese neue wirksame
Identität
in der Verbindungsaufzeichnung anstelle der zuvor gespeicherten
wirksamen Teilnehmeridentität
gespeichert. Ferner nimmt der Überwacher 40,
wenn eine Ortsaktualisierungsannahme-Nachricht oder ein TMSI-Neuzuweisungsbefehl
durch den Überwacher 40 verarbeitet
wird, da beide diese Nachrichtentypen üblicherweise die gegenwärtige Ortsbereichsidentität umfassen,
die Gelegenheit wahr, die Verbindungsaufzeichnung 51 mit diesen
Informationen zu aktualisieren, was den vorherigen Eintrag ersetzt.
-
Für andere
Nachrichtentypen als die oben erläuterten muß die Überwachersonde 40 keine
Aktion in Bezug auf eine Teilnehmeridentitätsverfolgung unternehmen (mit
Ausnahme in Bezug auf Weiterreich-Vorgänge, wie in dem folgenden Abschnitt
erläutert
ist). Da es jedoch nützlich
sein kann, den gegenwärtigen
Ortsbereich einer mobilen Station zu verfolgen, kann auch vorgesehen
sein, Veränderungen
an dem Ortsbereich zu berichten, die keiner Veränderung der Teilnehmeridentität zugeordnet
sind (dies kann auftreten, wenn die IMSI in sowohl dem alten als
auch dem neuen Ortsbereich verwendet wird). Insbesondere wird, wenn
eine Ortsaktualisierungsanforderung erfaßt wird, gefolgt durch eine
Ortsaktualisierungsannahme, die keinen Neuzuweisungsbefehl umfaßt, und
ein expliziter TMSI-Neuzuweisungsbefehl nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeit-Aus-Periode
folgt, eine Berichtnachricht 51 erzeugt, um den neuen Ortsbereich
der mobilen Station in dem Feld 57 zu berichten; in diesem
Fall kann das Feld 60 angeordnet sein, um anzuzeigen, daß die Berichtnachricht
einfach eine Ortsbereichsveränderung
berichtet.
-
Bei
der Betrachtung der Operation der zentralen Station 42 behält diese
Station eine Tabelle 61 (siehe 9) bei, die einen Eintrag für jede bekannte IMSI,
IMSI(a) bis IMSI(m), umfaßt,
wobei dieser Eintrag durch einen Ortsbereich LAI(1) bis LAI(N) gegeben
ist, wobei die gegenwärtige
wirksame TMSI, falls vorhanden, der betreffenden IMSI entspricht.
-
Nach
Empfang einer Berichtnachricht 54 von einer der Überwachersonden 40 klassifiziert
(Schritt 62) die Zentralstation 42 die Informationen,
die sie enthält,
gemäß dem Inhalt
des Feldes 60 und der Felder 58 und 59 in
eine von fünf
Fällen:
-
- Fall A – die
wirksame Teilnehmeridentität
wurde von einer IMSI in eine TMSI geändert;
- Fall B – die
wirksame Teilnehmeridentität
wurde von einer TMSI in eine neue TMSI geändert (potentiell in einem
unterschiedlichen Ortsbereich);
- Fall C – die
wirksame Teilnehmeridentität
wurde von einer TMSI zurück
in die IMSI geändert;
- Fall D – die
IMSI eines Teilnehmers wird gemeinsam mit der gegenwärtigen wirksamen
TMSI berichtet;
- Fall E – der
Ortsbereich wurde ohne eine Veränderung
der wirksamen Teilnehmeridentität
aktualisiert.
-
Die
Station 42 fährt
dann fort, die Tabelle 61 in Abhängigkeit von ihrer Klassifizierung
der berichteten Informationen zu aktualisieren (Schritt 63).
Die Aktualisierungsprozedur für
jeden Fall ist wie folgt:
-
Fall
A: Veränderung
IMSI zu TMSI – Die
Tabelle 61 wird zuerst nach der IMSI durchsucht. Wenn die
IMSI lokalisiert ist, wird jede existierende TMSI, die in dem ISMI-Eintrag
vorhanden sein könnte,
entfernt und die neue TMSI wird unter dem geeigneten Ortsbereich
hinzugefügt.
Wenn keine IMSI gefunden wird, wird ein neuer Tabelleneintrag für die IMSI
erzeugt und die neue TMSI gemäß ihrem
Ortsbereich eingegeben.
-
Fall
B: Veränderung
TMSI zu TMSI – Die
Tabelle 61 wird zuerst nach der alten TMSI durchsucht (in
dem Nachrichtenfeld 58 enthalten), wobei diese Suche durch
die Organisation der Tabelle nach Ortsbereich erleichtert wird,
und wobei der Ortsbereich der alten TMSI bekannt ist. Wenn die alte
TMSI nicht in der Tabelle gefunden wird, muß die entsprechende IMSI noch
unbekannt sein, wobei in diesem Fall kein Eintrag möglich ist
und die Aktualisierungsoperation abgeschlossen wird. Unter der Annahme
jedoch, daß die
alte TMSI gefunden wird, wird die neue TMSI in den gleichen IMSI-Eintrag
unter dem geeigneten Ortsbereich eingefügt und die alte TMSI wird entfernt.
-
Fall
C: Veränderung
TMSI zu IMSI – Nach der
IMSI wird zuerst in der Tabelle 61 gesucht, wobei, falls
sie gefunden wird, jede in den IMSI-Eintrag eingegebene TMSI entfernt
wird. Wenn die IMSI in der Tabelle nicht gefunden wird, wird ein
neuer IMSI-Eintrag ohne TMSI hinzugefügt (eine „keine TMSI"-Anzeige kann optional
unter dem geeigneten Ortsbereich hinzugefügt werden, wobei in diesem
Fall in dem Fall A diese Anzeige ein Entfernen erfordern würde, wenn
eine TMSI zugeordnet war).
-
Fall
D: IMSI und wirksame TMSI berichtet – Dieser Fall kann auf die
gleiche Weise wie der Fall A oben gehandhabt werden.
-
Fall
E: Ortsaktualisierung berichtet – Dieser Fall beinhaltet einfach,
daß der
Teilnehmeridentitätseintrag
(hier im allgemeinen eine „keine
TMSI"-Anzeige) zu
der geeigneten Ortsbereichsspalte aus Tabelle 61 bewegt
wird.
-
Durch
ein derartiges Aktualisieren der Tabelle 61 kann die Zentralstation
die gegenwärtige
wirksame Teilnehmeridentität
für alle
Teilnehmer verfolgen, deren IMSIs bekannt sind. Natürlich ist
für Fachleute
auf diesem Gebiet zu erkennen, daß es auch möglich wäre, dafür zu sorgen, daß Veränderungen an
der TMSI selbst dann verfolgt werden, wenn die entsprechende IMSI
nicht bekannt wäre.
Die Tabelle ermöglicht
es außerdem,
daß der
gegenwärtige
Ortsbereich des Teilnehmers verfolgt werden kann.
-
Umgang mit Weiterreich-Vorgängen (Handovers)
-
In
dem Vorangegangenen wurde angenommen, daß jede Transaktion nur eine
SCCP-Verbindung beinhaltet – in
der Praxis kann die mobile Station, wenn sich ein Teilnehmer bewegt,
von einer Zelle zu einer weiteren laufen und dies kann zu einer Änderung
der BSC führen,
was natürlich
beinhaltet, daß die
ursprüngliche
SCCP-Verbindung unterbrochen wird und eine neue eingerichtet wird.
Während
es bekannte Weiterreich-Prozeduren zum Umgang mit Veränderungen
an einer Zelle während
des Verlaufs einer Kommunikationssitzung gibt, können Veränderungen an der SCCP-Verbindung
das oben beschriebene Verfolgungsverfahren beeinflussen.
-
Insbesondere
ist es ziemlich wahrscheinlich, daß keine Nachrichten auf der
neuen SCCP-Verbindung erscheinen, um den wirksamen Identitätscode zu
geben, wohingegen eine TMSI-Neuzuweisungsnachricht ausgegeben werden
könnte,
was den wirksamen Identitätscode ändert; in
einer derartigen Situation wäre
das oben beschriebene Verfolgungsverfahren unangemessen. Es wird
eine Art und Weise eines Verbindens der alten und der neuen SCCP-Verbindung
benötigt,
so daß der
wirksame Identitätscode,
der für
die alte SCCP-Verbindung bekannt ist, in die Aufzeichnung hinüber übertragen
werden kann, die für
die neue Verbindung eingerichtet wird.
-
Um
dies zu erzielen, sind die Überwachersonden 40 angeordnet,
um eine Weiterreichen-bezogene Signalisierung auf den A-Schnittstellen
zu überwachen,
um gemeinsame Parameter zu sammeln, die auf sowohl einer alten SCCP-Verbindung
erscheinen, die hinsichtlich einer Kommunikationssitzung gerade
unterbrochen wird, als auch auf einer neuen SCCP-Verbindung, die eingerichtet ist, um
eine Kommunikationssitzung zu übernehmen;
die Werte dieser gemeinsamen Parameter werden dann verglichen, um
eine alte und eine neue SCCP-Verbindung, die auf die gleiche Kommunikationssitzung
bezogen sind, abzugleichen.
-
Als
Beispiel wird der Fall eines Weiterreichens zwischen einer BSC,
im folgenden „BSCalt" genannt, und einer
weiteren BSC, im folgenden „BSCneu" genannt, die mit
der gleichen MSC verbunden sind, betrachtet (wie dies ersichtlich
wird, trifft das zu beschreibende Verfahren zum Korrelieren einer
alten und einer neuen SCCP-Verbindung, die auf die gleiche Kommunikationssitzung
bezogen sind, über
ein Wei terreichen gleichermaßen
auf den Fall zu, bei dem sich auch die MSC verändert). 10 stellt die A-Schnittstellenverbindungen
dar, die bei dem Weiterreichen beinhaltet sind, wobei die darauf bezogenen
Signalisierungsverbindungen zwischen den BSCs und der mobilen Station
zur Klarheit weggelassen sind. Insbesondere kommuniziert die mobile
Station 12 zu Beginn mit der MSC 20 über die BSCalt 17A unter
Verwendung einer SCCP-Verbindung „SCCPalt", die über die A-Schnittstellenverbindung 68 eingerichtet
ist, durch eine anfängliche Nachricht 70;
nach einem Weiterreichen kommuniziert die mobile Station mit der
MSC 20 über
die BSCneu 17Z unter Verwendung einer SCCP-Verbindung „SCCPneu", die über die
A-Schnittstellenverbindung 69 eingerichtet ist, über eine
Weiterreichen-Anforderung-Nachricht 72. Die Verbindungen 68 und 69 werden
durch jeweilige Überwachersonden 40A und 40Z überwacht,
wobei diese Sonden wirksam sind, um Weiterreichen-bezogene Nachrichten
zu erfassen und dieselben unter Verwendung der SCCP-Lokalreferenzen
auf die Verbindungsaufzeichnungen 51 zu beziehen, die für die betreffenden
SCCP-Verbindungen eingerichtet sind.
-
10 zeigt die Flüsse von
Nachrichten, die auf dem SCCPalt und dem SCCPneu während des Verlaufs
eines nachfolgenden Weiterreichens zu sehen sind. Es ist die BSCalt 17A,
die die Entscheidung trifft, daß ein
Weiterreichen benötigt
wird, wobei diese Entscheidung auf Informationen basiert, die sie von
der mobilen Station empfängt.
Nach einem Entscheiden, daß ein
Weiterreichen benötigt
wird, sendet die BSCalt 17A eine BSSMAP-Weiterreichen-Benötigt-Nachricht 71 an
die MSC 20. Die MSC 20 ist verantwortlich dafür, die Entscheidung
zu treffen, ein Weiterreichen zu bewirken, wobei sie, wenn sie eine positive
Entscheidung trifft, den SCCPneu zu der BSCneu 17Z öffnet und
eine BSSMAP-Weiterreichen-Anforderung-Nachricht 72 an
die BSCneu 17Z sendet. Die BSCneu antwortet, nachdem ein
Funkkanal für
die mobile Station zugeteilt ist, mit einer BSSMAP-Weiterreichen-Anforderung-Bestätigung-Nachricht 73,
die eine RR3-Weiterreichen-Befehl-Signalisierungseinheit
enthält;
dies sind die Informationen, die letztendlich an die mobile Station
geleitet werden, um derselben in Bezug auf Funkfrequenzen und Zeitschlitzzahl
zu sagen, wohin sie abstimmen soll.
-
Nach
einem Empfang der BSSMAP-Weiterreichen-Anforderung-Bestätigung-Nachricht
gibt die MSC 20 den RR3-Weiterreichen-Befehl in einen BSSMAP-Weiterreichen-Befehl 74,
den sie über
den SCCalt an die BSCalt 17A sendet; die BSCalt 17A leitet
diese Nachricht an die mobile Station 12 weiter.
-
Die
mobile Station richtet dann einen Kontakt zu der BSCneu 17Z unter
Verwendung des Funkkanals ein, der durch letztere zugeteilt ist.
Nachdem ein Kontakt erfolgreich eingerichtet ist, sendet die BSCneu
eine BSSMAP-Weiterreichen-Vollständig-Nachricht 75 auf
dem SCCPneu an die MSC 20, die dann einen BSSMAP-Löschen-Befehl 76 auf
dem SCCPalt an die BSCalt 17A sendet, wobei dieser Befehl
eine „Weiterreichen-Erfolgreich"-Anzeige beinhaltet.
Der SCCPalt wird darauf beendet.
-
Aus
dem vorangegangenen ist zu erkennen, daß die RR3-Weiterreichen-Befehl-Signalisierungseinheit
auf sowohl dem SCCPneu als auch dem SCCPalt erscheint. Ein Anpassen
der Parameterwerte dieser Signalisierungseinheit bildet die Basis
eines Korrelierens von SSCPneu und SCCPalt. Tatsächlich ist es vorstellbar,
daß zwei
Weiterreich-Vorgänge
in einem PLMN in im wesentlichen dem gleichen Moment mit den gleichen
RR3-Weiterreichen-Befehl-Parameterwerten auftreten könnten, wobei
in diesem Fall ein Vertrauen einzig auf diesen Parameterwerten,
um eine SCCP-Verbindungskorrelation zu bewirken, während allgemein
zufriedenstellende Ergebnisse erzeugt werden, gelegentlich zu einer
Zweideutigkeit führt
und möglicherweise
zu Fehlern (oder zumindest einer Unfähigkeit zur Herstellung einer Korrelation).
Es wird deshalb bevorzugt, die Korrelation auf der Basis von sowohl
RR3-Weiterreichen-Befehl-Parameterwerten
als auch der Zellen-ID der Zelle zu bewirken, von der das Weiterreichen
bewirkt wird („alte
Zell-ID"); ein Einschließen dieses
zusätzlichen
Parameters bei den Anpassungskriterien macht es sehr unwahrscheinlich
(wenn auch theoretisch nicht unmöglich),
daß eine
Zweideutigkeit auftritt. Die alte Zell-ID erscheint auf dem SCCPalt
in der anfänglichen
Nachricht 70, die den SCCPalt aufbaut (wenn ein BSC-internes
Weiterreichen danach auftritt, was die wirksame Zelle ändert, ohne
die SCCP-Verbindung
zu ändern,
ist die Zell-ID der neuen Zelle diejenige, die als die „alte Zell-ID" zum Korrelieren
von SCCP-Verbindungen verwendet werden muß, sollte ein nachfolgendes
Weiterreichen eine Veränderung der
BSC beinhalten – diese
neue „alte
Zell-ID" kann aus
der BSSMAP-Weiterreichen-Durchgeführt-Nachricht, die nicht dargestellt
ist, ermittelt werden, die eine BSC in dem Fall eines BSC-internen
Weiterreichens an die zugeordnete MSC sendet). Die alte Zell-ID
erscheint auf dem SCCPneu in der BSSMAP-Weiterreichen-Anforderung-Nachricht 72.
-
Der
Prozeß eines
Korrelierens von SCCPalt und SCCPneu erfolgt so wie folgt:
-
Der Überwacher 40A,
der die Verbindung 68 überwacht:
-
- (i) – Wenn
eine neue SCCP-Verbindung durch eine anfängliche Nachricht aufgebaut
wird, erzeugt der Überwacher 40A eine
neue Verbindungsaufzeichnung 51, extrahiert die alte Zell-ID aus
der anfänglichen
Nachricht und weist dieselbe der neu erzeugten Verbindungsaufzeichnung zu;
- (ii) – daraufhin,
daß eine
BSSMAP-Weiterreichen-Durchgeführt-Nachricht
(nicht gezeigt) durch den Überwacher 40A erfaßt wird,
extrahiert derselbe die neue Zell-ID und setzt dieselbe anstelle
der alten Zell-ID ein, die der Verbindungsaufzeichnung zugeordnet
ist, die durch die SCCP-Lokalreferenzen der BSSMAP-Weiterreichen-Durchgeführt-Nachricht 71 identifiziert
wird;
- (iii) – wenn
der Überwacher 40A einen
BSSMAP-Weiterreichen-Befehl 74 erfaßt, extrahiert derselbe die
RR3-Weiterreichen-Befehl-Parameterwerte und weist dieselben der
relevanten Verbindungsaufzeichnung zu (wieder durch die SCCP-Lokalreferenzen
des Befehls 74 identifiziert);
- (iv) – daraufhin,
daß der Überwacher 40A einen BSSMAP-Löschen-Befehl 76 erfaßt, sendet
der Überwacher 40A,
wenn die Verbindungsaufzeichnung 51, die aus den SCCP-Lokalreferenzen
des Befehls 76 identifiziert wird, bereit eine alte Zell-ID und
RR3-Weiterreichen-Befehl-Parameterwerte aufweist,
die derselben zugeordnet sind, eine Korrelation-Alt-Nachricht 80 an
die Zentralstation 42, die die Überwacher-ID, die alte Zell-ID,
die Parameterwerte des RR3-Weiterreichen-Befehls und die gegenwärtige wirksame
Teilnehmeridentität umfaßt, wie
in der Verbindungsaufzeichnung 51 gehalten wird. Die Verbindungsaufzeichnung
wird dann entfernt.
-
Der Überwacher 40Z,
der die Verbindung 69 überwacht:
-
- (i) – Daraufhin,
daß die
MSC den SSCPneu aufbaut, erzeugt der Überwacher 40Z eine
entsprechende Verbindungsaufzeichnung 51, die zumindest
eine der SCCP-Lokalreferenzen umfaßt (wenn nur die BSC-Lokalreferenz
gespeichert ist, wie zuvor beschrieben wurde, wird diese Referenz
aus der BSCneu-Antwort auf die anfängliche Verbindungsaufbau-Nachricht
von der MSC genommen);
- (ii) – wenn
eine BSSMAP-Weiterreichen-Anforderung-Nachricht 72 durch
den Überwacher 40Z erfaßt wird,
extrahiert derselbe die alte Zell-ID und ordnet dieselbe der Verbindungsaufzeichnung
zu, die durch die geeignete SCCP-Lokalreferenz der Nachricht 72 identifiziert
wird;
- (iii) – daraufhin,
daß der Überwacher 40Z eine
BSSMAP-Weiterreichen-Anforderung-Bestätigung 73 erfaßt, extrahiert
derselbe die RR3-Weiterreichen-Befehl-Parameterwerte und weist dieselben der
Aufzeichnung zu, die durch die geeignete SCCP-Lokalreferenz der
Nachricht 73 identifiziert wird;
- (iv) – wenn
eine Weiterreichen-Vollständig-Nachricht 75 durch
den Überwacher 40Z erfaßt wird, prüft derselbe,
ob die Verbindungsaufzeichnung, die durch die geeignete SCCP-Lokalreferenz
der Nachricht 75 identifiziert wird, eine zugewiesene alte
Zell-ID und RR3-Weiterreichen-Befehl-Parameterwerte aufweist – falls
diese Parameterwerte vorhanden sind, sendet der Überwacher 40Z eine Korrelation-Neu-Nachricht 81 an
die Zentralstation 42, die die Überwacher-ID, die alte Zell-ID,
die Parameterwerte des RR3-Weiterreichen-Befehls und die SCCP-Lokalreferenz
umfaßt,
die zur Identifizierung der Verbindungsaufzeichnung verwendet wird;
- (v) – wenn
die Zentralstation 42 in der Lage ist, einen SCCPalt mit
einem SCCPneu zu korrelieren, der durch den Überwacher 40Z überwacht
wird (siehe unten bezüglich
dessen, wie dies durchgeführt
wird), empfängt
der Überwacher 40Z zu
gegebener Zeit eine Korrelation-Vollständig-Nachricht 82,
die die SCCP-Neu-Verbindung und die wirksame Teilnehmeridentität enthält, von
der entsprechenden SCCPalt-Verbindung. Der Überwacher 40Z verwendet
die SCCP-Lokalreferenz in der Nachricht 82, um die entsprechende
Verbindungsaufzeichnung 51 zu lokalisieren, und fügt dann
die wirksame Teilnehmeridentität
in die Aufzeichnung ein.
-
Zentralstation 42
-
- (i) – Die
Station 42 behält
zwei Korrelationstabellen bei, wobei diese eine Alt-Korrelationstabelle 85A,
wobei jeder Eintrag derselben den Inhalt einer entsprechenden Korrelation-Alt-Nachricht 80 enthält, und
eine Neu-Korrelationstabelle 85Z sind, wobei jeder Eintrag
derselben den Inhalt einer entsprechenden Korrelation-Neu-Nachricht 81 hält. Jeder
Eintrag in die Tabellen 85A und 85Z weist einen
zugeordneten Zeitstempel auf, der der Zeit einer Eintragserzeugung
entspricht.
- (ii) – Wenn
eine Korrelation-Alt-Nachricht 80 empfangen wird, prüft die Station 42 die
Neu-Korrelationstabelle 85Z nach einem Eintrag, der die
gleichen Werte der alten Zell-ID und von RR3-Weiterreichen-Befehl-Parameterwerten
aufweist. Wenn keine Übereinstimmung
gefunden wird, wird der Inhalt der Korrelation-Alt-Nachricht 80 in
die Tabelle 85A eingegeben. Wenn jedoch eine Übereinstimmung
gefunden wird, wird eine Korrelation-Vollständig-Nachricht 82 erzeugt und an
den Überwacher 40Z gesendet,
der in dem Eintrag identifiziert ist, der in der Tabelle 85Z gehalten wird;
dieser Eintrag wird danach gelöscht.
- (iii) – Wenn
eine Korrelation-Neu-Nachricht 81 empfangen wird, prüft die Station 42 die
Alt-Korrelationstabelle 85A nach einem Eintrag, der die gleichen
Werte der alten Zell-ID und von RR3-Weiterreichen-Befehl-Parameterwerten
aufweist. Wenn keine Übereinstimmung
gefunden wird, wird der Inhalt der Korrelation-Neu-Nachricht 81 in
die Tabelle 85Z eingegeben. Wenn jedoch eine Übereinstimmung
gefunden wird, wird eine Korrelation-Vollständig-Nachricht 82 erzeugt und an
den Überwacher 40Z gesendet,
der in der Korrelation-Neu-Nachricht 81 identifiziert ist;
der relevante Eintrag in der alten Tabelle 85A wird dann
gelöscht.
- (iv) – In
periodischen Abständen
werden die Tabellen 85A und 85Z abgetastet und
alle Einträge, die älter als
eine vorbestimmte Schwelle sind, beurteilt nach ihren Zeitstempeln,
werden gelöscht. Diese
vorbestimmte Schwelle wird durch die maximale Verzögerung gesetzt,
die wahrscheinlich zwischen verwandten Korrelationsnachrichten 80 und 81 auftritt.
Auf diese Weise werden alle nicht übereinstimmenden Tabelleneinträge in periodischen
Abständen
entfernt.
-
Die
Weiterreichen-Operation kann z. B. aus einer Anzahl unterschiedlicher
Gründe
fehlschlagen und die Überwacher 40 müssen in
der Lage sein, derartige Situationen zu erfassen und zu handhaben
(im allgemeinen ist die Station 42 sich versuchter Weiterreich-Vorgänge, die
fehlschlagen, nicht bewußt).
So ist, wenn die BSCneu 17Z eine BSSMAP-Weiterreichen-Fehlschlag-Nachricht
anstelle einer BSSMAP-Weiterreichen-Anforderung-Bestätigung 73 zurückgibt,
der Überwacher 40Z auf
ein Erfassen dieser Nachricht hin angeordnet, um seine entsprechende Verbindungsaufzeichnung 51 zu
entfernen, während der Überwacher 40A angeordnet
ist, um die Alt-Zell-ID-Informationen, die seiner Verbindungsaufzeichnung 51 für die relevante
SCCPalt-Verbindung zugeordnet sind, zu löschen.
-
Nachdem
der BSSMAP-Weiterreichen-Befehl 74 an die BSCalt 17A geleitet
wurde, kann ein Weiterreichen-Fehlschlag aus einem der folgenden Gründe auftreten:
-
- (a) Die mobile Station 12 ist nicht
in der Lage, einen Kontakt mit der BSCneu einzurichten, und kehrt
zu dem alten Funkkanal zurück.
In diesem Fall wird ein BSSMAP-Weiterreichen-Fehlschlag von der
BSCalt 17A an die MSC 20 auf dem SCCPalt weitergeleitet,
was es ermöglicht,
daß der Überwacher 40A die
Weiterreichen-Parameter löscht,
die der entsprechenden Verbindungsaufzeichnung zugeordnet sind.
Die MSC gibt dann einen BSSMAP-Löschen-Befehl
an die BSCneu 17Z auf dem SCCPneu aus; der Überwacher 40Z erfaßt diesen
Befehl und entfernt daraufhin die entsprechende Verbindungsaufzeichnung.
- (b) Die mobile Station 12 kann keinen Kontakt mit der
BSCneu einrichten, kehrt jedoch nicht zu dem alten Funkkanal zurück. In diesem
Fall wird eine BSSMAP-Löschen-Anforderung
von der BSCalt 17A an die MSC 20 auf dem SCCPalt
geleitet, woraufhin die MSC als Antwort einen BSSMAP-Löschen-Befehl
an sowohl die BSCalt als auch die BSCneu sendet. Die Überwacher 40A und 40Z erfassen
den Löschen-Befehl
und entfernen ihre jeweiligen Verbindungsaufzeichnungen.
- (c) Die MSC entscheidet, die Weiterreichen-Prozedur abzubrechen,
und sendet einen BSSMAP-Löschen-Befehl
an sowohl die BSCalt als auch die BSCneu auf dem SCCPalt bzw. SCCPneu.
Die Überwacher 40A und 40Z erfassen
diesen Befehl und entfernen ihre entsprechenden Verbindungsaufzeichnungen.
-
Die
Löschen-Befehle,
die in den obigen Fällen
ausgegeben werden, umfassen ein Bewirken von Codes, die es ermöglichen,
daß die
verschiedenen Fälle
voneinander unterschieden werden können.
-
Es
ist zu erkennen, daß das
vorangegangene Verfahren zum Korrelieren von SCCPalt und SCCPneu
nicht darauf beruht, daß die
MSC 20 der Schaltpunkt für das Weiterreichen ist, so
daß ein Schalten
statt dessen an einer Anker-MSC auftreten könnte (die primäre MSC,
die beim Aufbauen einer bestimmten Zelle beinhaltet ist – diese
MSC verändert
sich während
des gesamten Anrufs nicht).
-
Es
wird angemerkt, daß bei
dem oben beschriebenen Beispiel ein Verfolgen der SCCP-Verbindung über ein
Weiterreichen hinweg nicht die Art und Weise verändert, auf die Teilnehmeridentitätsveränderungsberichte
durch die Überwacher 40A und 40Z gestellt
werden, noch die Art und Weise, wie derartige Nachrichten an der
Zentralstation 42 gehandhabt werden.
-
Schließlich kann
auch angemerkt werden, daß,
da der gegenwärtige
Ortsbereich der mobilen Station in der BSSMAP-Weiterreichen-Anforderung-Nachricht 72 enthalten
ist, diese Informationen ohne weiteres durch den Überwacher 40Z extrahiert und
in die Verbindungsaufzeichnung 51 eingesetzt werden können, die
dem SCCPneu zugeordnet ist. Da es vorstellbar ist, daß der Ortsbereich
durch das Weiterreichen gleichzeitig damit verändert werden kann, daß die wirksame
Teilnehmeridentität
unverändert
bleibt (wenn dies die IMSI ist und deshalb in allen Ortsbereichen
gültig
ist), ist der Überwacher 40Z angeordnet,
um eine Berichtnachricht 54 des Ortsaktualisierungstyps
zu erzeugen, wenn er keinen TMSI-Neuzuweisungsbefehl
innerhalb einer vorbestimmten Periode erfaßt, nachdem das Weiterreichen
erfolgreich abgeschlossen wird; diese Nachricht kann auch redundant
sein, wobei dies jedoch keine Probleme an der Zentralstation 42 bewirkt.
-
Zweites Ausführungsbeispiel
-
Wie
bereits angemerkt wurde, arbeitet das zweite Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung auf eine ähnliche Weise wie das erste
Ausführungsbeispiel, überwacht
jedoch Nachrichten auf der Abis-Schnittstelle und nicht der A-Schnittstelle und verwendet
den Kanalzahlparameter zur Verbindung von Nachrichten, die auf die
gleiche Transaktion bezogen sind. Der Kanalzahlparameter identifiziert
den Kanaltyp, TDMA-Versatz und Zeitschlitzzahl des Funkkanals, die
bei der Luft-Schnittstelle verwendet werden soll; der Kanalzahlparameter
erscheint in bestimmten Nachrichten auf der Abis-Schnittstelle,
entweder in einem Kanalzahlinformationselement oder als Teil eines
Kanalbeschreibung-Informationselements.
-
Als
Beispiel für
die Operation des zweiten Ausführungsbeispiels
wird wieder die Ortsaktualisierungstransaktion, die in 4 dargestellt ist, betrachtet.
Die Ortsaktualisierungsanforderung (Linie c) wird auf der Abis-Schnittstelle
in einer Anzeige-Einrichten-Nachricht getragen, die das Kanalzahl-Informationselement
umfaßt,
das den Signalisierungskanal identifiziert, der zuvor durch die
betreffende BSC zum Handhaben der Ortsaktualisierungsprozedur zugewiesen
wurde. Eine Überwachersonde
auf der Abis-Schnittstelle erfaßt
diese Anzeige-Einrichten-Nachricht, erzeugt eine Aufzeichnung für die betreffende
Kanalzahl und gibt die wirksame Teilnehmeridentität, die in
der Anzeige-Einrichten-Nachricht enthalten ist, in die Aufzeichnung
ein. Zu gegebener Zeit erfaßt
die gleiche Überwachersonde
eine Ortsaktualisierungsannahme (Linie h) für die gleiche Kanalzahl, wobei
sowohl die Ortsaktualisierungsannahme als auch die Kanalzahl in
Informationselementen einer Datenanforderungsnachricht getragen
werden. Als ein Ergebnis sendet die Überwachersonde eine Berichtnachricht
zurück
an eine Zentralstation. Die Überwachersonde
aktualisiert außerdem
ihre Aufzeichnung für
den Kanal durch ein Aufzeichnen der neuen wirksamen Teilnehmeridentität, die in
der Ortsaktualisierungsannahme enthalten ist. Tatsächlich kann,
wie bereits für
das erste Ausführungsbeispiel
angezeigt wurde, das Senden der Berichtnachricht und der Aufzeichnungsaktualisierung
bis zu dem Punkt verzögert
werden, nach dem die entsprechende TMSI-Neuzuweisung-Vollständig-Nachricht erfaßt ist,
die in einer Datenanzeige-Nachricht auf der Abis-Schnittstelle getragen wird. Schließlich wird
an dem Ende der Ortsaktualisierungstransaktion eine Kanalfreigabe-Nachricht
von der BTS an die mobile Station gesandt; diese Freigabenachricht
wird durch die Überwachersonde
erfaßt,
woraufhin dieselbe die Aufzeichnung löscht, die sie für den betreffenden
Kanal beibehalten hat.
-
Aus
dem vorangegangenen ist ersichtlich, daß in Bezug auf eine Teilnehmeridentitätsverfolgung die
allgemeine Operation der Überwachersonde,
die Form der Berichtnachricht und die Operation der Zentralstation
im wesentlichen für
das zweite Ausführungsbeispiel
die gleichen wie die entsprechenden Komponenten des ersten Ausführungsbeispiels
sein können.
Folglich sind diese Komponenten für das zweite Ausführungsbeispiel
nicht detailliert beschrieben, wobei für Fachleute auf diesem Gebiet
ersichtlich ist, welche Variationen nötig sind, um dieselben auf
die spezifischen Details der Abis-Schnittstelle anzupassen.
-
Die
vorangegangene Besprechung hat nicht betrachtet, was in dem Fall
eines Weiterreichens geschieht. Bevor jedoch die Beschreibung eines
Weiterreichens abgehandelt wird, wird eine weitere Komplikation,
dieses Mal spezifisch für
das zweite Ausführungsbeispiel,
erwähnt.
Diese Komplikation besteht darin, daß selbst ohne eine Zellveränderung
der zugeteilte Kanal sich in dem Fall ändert, in dem es nötig ist,
einen Verkehrskanal nach einer anfänglichen Zuteilung eines Signalisierungskanals
zuzuweisen. Diese Veränderung
resultiert natürlich
darin, daß eine
neue Kanalzahl zugewiesen wird. Ein Verfolgen von Kanalzahlveränderungen
kann durch ein Suchen nach einer Zuweisungsbefehl-Nachricht bewirkt
werden, die von der BSC an die mobile Station geleitet wird, wobei
dieser Befehl auf dem alten Kanal gesendet wird und Details des
neuen Kanals umfaßt, der
bei einem Kanalbeschreibung-Informationselement verwendet werden
soll. Wenn eine Überwachersonde
den Zuweisungsbefehl erfaßt,
modifiziert dieselbe die Aufzeichnung, die sie für die alte Kanalzahl beibehält, indem
die Kanalzahl auf die neue geändert
wird.
-
Nun
wird betrachtet, wie eine Prozedur (Transaktion) über ein
Weiterreichen stattfindet. 11 stellt
die Hauptnachrichten dar, die mit einer BSC 17 ausgetauscht
werden, wenn eine mobile Station 12 von einer BTS (BTSalt 18A)
zu einer weiteren (BTSneu 18Z), die mit der gleichen BSC 17 verbunden
ist, weitergereicht wird. Die Abis-Schnittstelle zwischen der BTSalt 18A und
der BSC 17 wird durch eine Überwachersonde 140A überwacht,
während die
Schnittstelle zwischen der BTSneu 18Z und der BSC 17 durch
eine Überwachersonde 140Z überwacht
wird.
-
Die
BSC 17 trifft ihre Entscheidung hinsichtlich eines Weiterreichens
basierend auf Funksignalmessungen, die von der BTSalt 18A in
einer Meßergebnis-Nachricht 91 empfangen
werden, wobei diese Nachricht den Kanal, auf den sie sich bezieht,
durch den Einschluß der
Kanalzahl des Mobil/BTSalt-Kanals
anzeigt. Auf die Entscheidung zur Einleitung eines Weiterreichens
hin sendet die BTS 17 eine Kanalaktivierungs-Nachricht 92 an
die BTSneu 18Z und empfängt
hierfür
eine Kanalaktivierung-Bestätigung-Nachricht 93.
Die Kanalaktivierungs-Nachricht enthält die Kanalzahl des Kanals,
der durch die BTSneu 18Z verwendet werden soll, sowie eine
Weiterreichen-Referenzzahl; der Überwacher 140Z erzeugt auf
ein Erfassen der Kanalaktivierungs-Nachricht hin eine neue Aufzeichnung 151 für die Kanalzahl,
die in der Nachricht identifiziert ist, und ordnet die Weiterreichen-Referenz-Zahl der Nachricht
dieser Aufzeichnung 151 zu.
-
Nach
einem Empfangen der Kanalaktivierung-Bestätigung-Nachricht 93 sendet
die BSC 17 einen Weiterreichen-Befehl 94 an die
BTSalt 18A. Die Weiterreichen-Befehl-Nachricht umfaßt natürlich die Kanalzahl
für den
existierenden Kanal zwischen der BTSalt und der mobilen Station.
Zusätzlich
enthält der
Weiterreichen-Befehl ein Kanalbeschreibung-Informationselement mit der Kanalzahl
des Kanals, der durch die BTSneu 18Z verwendet werden soll,
und die Weiterreichen-Referenzzahl; sowohl die Kanalzahl für die BTSneu
als auch die Weiterreichen-Referenz werden durch die Überwachersonde 140A extrahiert
und der Aufzeichnung 151 zugeordnet, die zuvor für den gegenwärtigen Kanal
zwischen der BTSalt und der mobilen Station 12 eingerichtet
wurde.
-
Zu
gegebener Zeit verändert
die mobile Station sich zu der BTSneu und letztere sendet eine Weiterreichen-Vollständig-Nachricht 95 an
die BSC 17. Nach einem Erfassen dieser Nachricht sendet
die Überwachersonde 140Z eine
Korrelation-Neu-Nachricht 181 an
die Zentralstation 142, die die Kanalzahl für die BTSneu
und die Weiterreichen-Referenzzahl enthält. Wenn die BSC die Weiterreichen-Vollständig-Nachricht
empfängt,
sendet sie eine Kanalfreigabe-Nachricht 96 an die BTSalt.
Der Überwacher 140A erfaßt diese
Nachricht und sendet daraufhin eine Korrelation-Alt-Nachricht 180 an
die Zentralstation 142; diese Nachricht enthält nicht
nur die Kanalzahl für
die BTSneu und die Weiterreichen-Referenzzahl, sondern auch die
gegenwärtige
wirksame Teilnehmeridentität.
Die Zentralstation 142 verwendet dann die Korrelation-Alt-
und die Korrelation-Neu-Nachricht, um den neuen Kanal dem alten zuzuordnen,
und leitet daraufhin die wirksame Teilnehmeridentität an den Überwacher 140 zum
Hinzufügen
zu der relevanten Aufzeichnung 151 weiter. Die Operation
der Station 142 ist im wesentlichen die gleiche wie die
der Station 42 aus 10;
insbesondere wird ein Zeitstempelmechanismus verwendet, um sicherzustellen,
daß nur
die jüngste
Korrelation-Alt- und Korrelation-Neu-Nachricht zum Übereinstimmen
behalten werden, wodurch das Risiko von Fehlübereinstimmungen minimiert
wird.
-
Die Überwachersonde 140Z überwacht
danach die Abis-Schnittstelle
zwischen der BSC 17 und der BTSneu 18Z, um Nachrichten,
die auf den neuen Kanal bezogen sind, zu erfassen und alle Veränderungen
an der wirksamen Beschreiberidentität auf die bereits oben beschriebene
Art und Weise zu identifizieren.
-
Es
ist zu erkennen, daß neben
den unterschiedlichen Weiterreichen-Parametern, die durch die Überwachersonden 140A,
Z und 40A, Z erfaßt werden,
die Überwachersonden 140A,
Z in Bezug auf die Weiterreichen-Abfolge im wesentlichen auf die
gleiche Weise wie die Überwachersonden 40A,
Z arbeiten.
-
Es
ist ebenso zu erkennen, daß das
vorangegangene Verfahren zum Korrelieren des alten und des neuen
Kanals, die der gleichen Transaktion zugeordnet sind, nicht darauf
beruht, daß die
BSC 17 der Schaltpunkt für das Weiterreichen ist, so
daß ein Schalten
statt dessen bei einer MSC oder Anker-MSC auftreten könnte (anders ausgedrückt müssen die
BTSalt und die BTSneu nicht mit der gleichen BSC verbunden sein).
-
Überwachen
eines Teilnehmerverhaltens
-
Für einen
Teilnehmer, dessen IMSI in der Tabelle 61 enthalten ist,
ist es möglich,
das Verhalten dieses Teilnehmers zu überwachen, indem die gegenwärtige wirksame
Teilnehmeridentität
(die TMSI, die für
den IMSI-Eintrag des Teilnehmers in die Tabelle 61 eingegeben
ist, oder, wenn keine TMSI vorhanden ist, die IMSI selbst) an alle Überwachersonden 40 weitergeleitet
wird und die Sonden angewiesen werden, eine Aktivität von Interesse
zu überwachen und
zu berichten. Sollte sich die wirksame Teilnehmeridentität verändern, wird
gleichzeitig die Tabelle 61 aktualisiert, die Zentralstation 42 benachrichtigt die
Sonden 40 über
diese neue Identität,
wobei die alte Identität,
die überwacht
werden soll, in den Sonden gelöscht
wird.
-
Tatsächlich ist
es, da die Tabelle 61 den gegenwärtigen Ortsbereich eines Teilnehmers
identifiziert, nicht nötig,
daß alle Überwachersonden 40 angewiesen
werden, die Teilnehmeraktivität
zu überwachen;
statt dessen müssen
nur diejenigen Sonden 40 in dem gegenwärtigen Ortsbereich, der durch
die Tabelle 61 angezeigt ist, angewiesen werden. In diesem Fall
wird, wenn die Tabelle 61 anzeigt, daß die mobile Station sich zu
einem neuen Ortsbereich bewegt hat, die Überwachung auch auf diesen
Bereich übertragen,
indem die Überwachersonden
in diesem Ortsbereich benachrichtigt werden, wobei die Sonden 40 in
dem alten Ortsbereich zurückgestellt
werden.
-
Um
das Auslösen
einer Sondenaktualisierung in Bezug auf diese Überwachungsfunktionen zu ermöglichen,
kann jeder IMSI-Eintrag in der Tabelle 61 bequemerweise
ein Feld umfassen, das anzeigt, ob der entsprechende Teilnehmer
gerade überwacht wird.
Jedes Mal, wenn ein Tabelleneintrag aktualisiert wird, wird dieses
Feld geprüft,
wobei, wenn dies anzeigt, daß eine Überwachung
beibehalten wird, eine geeignete Sondenaktualisierung bewirkt wird.
-
Verfolgung von
Ausrüstungsidentitätscodes
-
Die
oben beschriebenen Techniken können erweitert
werden, um Identifizierer der verwendeten Ausrüstung anstelle von oder zusätzlich zu
Identifizierern der Teilnehmer, die die Ausrüstung verwenden, zu verfolgen.
-
In
einem mobilen Kommunikationssystem ist jedes Handgerät einer
Ausrüstungsidentität zugewiesen.
Aufgrund von Variationen zwischen Handgerätherstellern und Variationen
bei dem Herstellungsverfahren innerhalb von Handgerätherstellern
müssen Netzbetreiber
einzelne Handgeräte
oder Posten von Handgeräten
identifizieren, die z. B. nicht wie erwartet funktionieren, oder
als Vorsorge zur Erfassung einer betrügerischen Verwendung mehrerer
Handgeräte,
die angeblich die gleiche Ausrüstungsidentität aufweisen.
-
In
dem Fall von GSM ist jedem Handgerät eine internationale Mobilausrüstungsidentität (IMEI) zugeteilt.
So identifiziert die IMEI das Handgerät selbst, während die IMSI und/oder TMSI
den Benutzer des Handgeräts
identifizieren. Jede Transaktion zwischen der mobilen Station und
dem Netz beinhaltet die Verwendung einer IMSI, einer TMSI oder einer IMEI.
-
Im
allgemeinen kann eine IMEI durch ein Überwachen der gesamten Signalisierung
auf der GSM-Abis-Schnittstelle und ein Benachrichtigen, wann IMEIs
verwendet werden, verfolgt werden. Jedes Mal, wenn eine IMEI gefunden
wird, wird der Rest der Transaktion zwischen der mobilen Station und
der BTS geprüft,
um zu sehen, ob entweder eine IMSI oder TMSI ebenso verwendet wird.
Auf diese Weise kann die IMEI einer IMSI und/oder einer TMSI zugewiesen
werden.
-
Es
ist notwendig, die IMEI der gegenwärtig verwendeten IMSI und/oder
TMSI zuzuordnen, da die IMEI nicht in jeder Transaktion zwischen
der mobilen Station und dem Netz verwendet wird. In Fällen, bei
denen die IMEI in einer Transaktion nicht verwendet wird, kann entweder
die gegenwärtig
zugeordnete IMSI oder TMSI während
dieser Transaktion, wie oben beschrieben wurde, verfolgt und verwendet werden,
falls dies erforderlich ist, um die Identität des Handgeräts festzustellen.
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In
dem Fall einer CM-Dienstanforderung z. B. identifiziert die mobile
Station zu Beginn sich selbst gegenüber dem Netz unter Verwendung
der IMSI oder TMSI. Das Netz fragt dann in einer Identitätsanforderung
nach der IMEI. Der Kanalzahlparameter wird verwendet, um Nachrichten,
die auf die gleiche Transaktion gezogen sind, zu verbinden, wie oben
in Bezug auf das „Zweite
Ausführungsbeispiel" beschrieben wurde.
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Die
Tabelle aus 9, die verwendet
wird, um die TMSIs anzumerken, die gegenwärtig den gegenwärtig verwendeten
IM-SIs zugeordnet
sind, wird erweitert, um jede gegenwärtig verwendete IMEI jeder
gegenwärtigen
IMSI und einer entsprechenden TMSI zuzuordnen. Tatsächlich wird
dies durch ein Hinzufügen
einer dritten Dimension zu der Tabelle aus 9 erzielt, wobei unterschiedliche erfaßte IMEIs
entlang dieser dritten Dimension aufgelistet sind. Die Tabelleneinträge werden
aktualisiert, wenn die neuen IMSI/TMSI/IMEI-Korrespondenzen entdeckt werden und
gegenwärtige
Korrespondenzen verschwinden, so daß es für jede bekannte IMSI/IMEI-Paarung einen Eintrag
gibt, der durch den Ortsbereich die gegenwärtige wirksame TMSI, falls vorhanden,
angibt, die dieser IMSI/IMEI-Paarung entspricht.
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Eine
IMSI oder TMSI kann abhängig
von der stattfindenden Prozedur in einer Anzahl unterschiedlicher
Anfängliche-Schicht 3-Nachrichten
gesendet werden. Die Prozeduren in der folgenden Liste verwenden
eine Anfängliche-Schicht
3-Nachricht und erlauben
es, daß die
Identitätsanforderungssignalisierung
innerhalb der Prozedur verwendet werden kann:
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- – in
einem von einem Mobilgerät
ausgehenden Anruf wird die IMSI oder TMSI in einer CM-Dienstanforderungsnachricht
gesendet;
- – in
einem bei einem Mobilgerät
endenden Anruf wird die ISMI oder TMSI in einer Rufantwortnachricht
gesendet;
- – bei
einer Anrufneueinrichtung kann die IMSI oder TMSI in einer CM-Neueinrichtungsanforderungsnachricht
gesendet werden; und
- – bei
einer Ortsaktualisierung kann die IMSI oder TMSI in einer Ortsaktualisierungsanforderungsnachricht
gesendet werden.
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Die
bei den obigen Prozeduren verwendete IMSI/TMSI muß für die Länge der
Prozedur für
den Fall gespeichert werden, daß ein
Identitätsanforderung/Antwort-Signalisierungsaustausch
während
der Prozedur stattfindet. Dieser Identitätsanforderung/Antwort-Signalisierungsaustausch
kann zu jeder Zeit während
der Transaktion zwischen der mobilen Station und der BTS stattfinden.
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Unter
normalen Umständen
kann keine Transaktion zwischen der mobilen Station und der BTS
stattfinden, es sei denn, in das Handgerät wurde eine SIM-Karte eingesteckt.
So wird die IMSI/TMSI normalerweise bei allen Transaktionen verwendet, um
den Benutzer gegenüber
dem Netz zu identifizieren.
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GSM
erlaubt es einem Benutzer jedoch, einen Anruf an die Notfalldienste
unter Verwendung eines Handgerätes,
in das keine SIM eingesteckt ist, durchzuführen. In diesem Fall verwendet
das Handgerät
sein IMEI in der CM-Dienstanforderungsnachricht, die an das Netz
gesendet wird. Im allgemeinen ist dies nur der Fall, wenn die IMEI
in der Anfängliche-Schicht
3-Nachricht verwendet wird.
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Ein
weiteres Verfahren zum Erhalten der IMEI besteht darin, die GSM-Identität zu verwenden, die
als eine internationale Mobilausrüstungsidentität mit Softwareversionszahl
(IMEISV) bekannt ist. Diese Zahl ist im wesentlichen die IMEI mit
einem zusätzlichen
Feld, das die Versionszahl der Software enthält, die eine Operation des
Handgeräts
steuert. Die Verschlüsselungsmodusbefehl-Nachricht,
die von der BSC an die BTS gesendet wird, kann anfordern, daß die IMEISV
von der mobilen Station an das Netz gesendet wird. Ansprechend darauf
wird die IMEISV von der mobilen Station in einer Verschlüsselungsmodus-Vollständig-Nachricht
an das Netz gesendet. Diese Verschlüsselungstransaktion kann in jeder
Zweiwegekommunikation zwischen der mobilen Station und dem Netz
stattfinden.
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Varianten
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Verschiedene
Modifizierungen sind natürlich an
dem oben beschriebenen Verfahren zum Verfolgen von Identitätscodeveränderungen
möglich.
Die Tabelle 61 könnte
z. B. in Teiltabellen aufgeteilt sein, nämlich eine für jeden
Ortsbereich, oder eine andere Zuordnungseinrichtung als die Tabellendatenstruktur könnte verwendet
werden, um eine IMSI der gegenwärtigen
entsprechenden TMSI zuzuordnen. Wieder könnte, anstatt explizit nach
Verbindungsfreigabenachrichten zu suchen, um eine Entfernung der
Verbindungsaufzeichnungen 54 auszulösen, unter der Voraussetzung,
daß die
SCCP-Lokalreferenzen über einen
bestimmten Zeitraum, der größer als
die maximale erwartete Dauer der Transaktion ist, eindeutig ge macht
wurden, die Entfernung einer Aufzeichnung angeordnet sein, um nach
einem vorbestimmten Intervall aufzutreten, das kleiner als der gegebene
Zeitraum, jedoch länger
als die übliche
maximale Verbindungsdauer ist (tatsächlich kann die Tatsache, daß eine Zeitgrenze
zur Aufzeichnungsentfernung vorhanden ist, in diesem Fall eine nützliche
Haushaltungsmaßnahme
sein).
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In
gewissen Umständen
kann die anfängliche
Korrelation zwischen der IMSI eines Benutzers und der gegenwärtigen TMSI
aus dem Inhalt einer BSSMAP-Rufanforderungsnachricht eingerichtet werden,
die durch das PLMN gesendet wird, um eine mobile Station zu lokalisieren,
mit der ein angehender Anruf verbunden werden soll. Diese Rufanforderungsnachricht
enthält üblicherweise
sowohl die IMSI als auch die gegenwärtige TMSI und ermöglicht so ohne
weiteres, daß ihre
Zuordnung identifiziert werden kann.
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Obwohl
bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
der Identitätsverfolgungsvorrichtung
Signalisierungsnachrichten, die auf die gleiche Transaktion bezogen
sind, durch einen einzelnen Parameterwert bezogen wurden (eine SCCP-Ende-Referenz für das erste
Ausführungsbeispiel
und eine Kanalzahl für
das zweite Ausführungsbeispiel),
ist es ersichtlich, daß in
geeigneten Fällen
unterschiedliche Parameter oder Kombinationen von Parametern verwendet
werden könnten.
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In
Bezug auf eine Verfolgung über
Weiterreich-Vorgänge
ist zu erkennen, daß anstatt
der Tatsache, daß die
Zentralstation 42 den Korrelationsprozeß ausführt, jeder Überwacher 40 angeordnet
sein kann, um diese Korrelation für seine neuen SCCP-Verbindungen
(A-Schnittstelle) oder Kanalzahlen (Abis-Schnittstelle) auszuführen; in
diesem Fall sendet jeder Überwacher 40 Korrelation-Alt-Nachrichten an
alle anderen Überwacher
aus und die Korrelation-Neu- und die Korrelation-Vollständig-Nachricht werden
nicht weiter benötigt.
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Das
Identitätsverfolgungsverfahren
kann natürlich
auf jedes geeignete Zellularfunksystem angewendet werden und ist
in seiner Anwendung nicht auf GSM-Typ-Systeme eingeschränkt. Tatsächlich kann das
Verfolgungsverfahren auf weitere Typen von Kommunikationssystemen
angewendet werden, bei denen Identitätscodes und zeitweilige Identitätscodes
verwendet werden. Veränderungen
an dem Identitätscode
könnten
von dem Benutzer eingeleitet werden, anstatt von dem Kommunikationsnetz,
obwohl in diesem Fall geeignete Vorkehrungen zur Bewahrung einer
Eindeutigkeit unternommen werden müßten.
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Eine
mögliche
Anwendung des Verfolgungsverfahrens auf ein anderes System als ein
mobiles System ist zur Überwachung
eines vom Internet ausgehenden Verkehrs, der in ein PSTN gelangt.
Aufgrund der unsicheren Natur des Internets besteht u. U. ein Bedarf
danach, daß zeitweilige
Identitäten
auf die gleiche Weise wie für
mobile Systeme zugewiesen werden, wobei in diesem Fall das vorliegende Verfolgungsverfahren
beim Verfolgen einer Benutzeridentität wertvoll wäre.