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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Chipkarte für eine in
einem Mobilkommunikationssystem verwendete Mobilstation, wie beispielsweise
ein Teilnehmerkennungsmodul (SIM), wie es in einem digitalen zellularen
GSM-Funksystem (GSM = Globales System für Mobilkommunikationen) zum Einsatz
kommt, auf eine eine solche Chipkarte enthaltende Mobilstation und
auf ein Verfahren zur Übertragung
von Datenelementen zu und von einer solchen Chipkarte.
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In
einem bekannten konventionellen GSM-System ist jede Mobilstation,
wie zum Beispiel ein Mobiltelefonhörer mit einer hier auch als
Chipkarte bezeichneten SIM versehen, die in die Mobilstation eingelegt
wird, um der Mobilstation den Empfang von Diensten in einem GSM-Netzwerk
zu gestatten.
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Eine
typische SIM enthält
einen Mikroprozessor, Speicherelemente einschließlich eines permanenten Speichers
(z. B. ROM), eines nichtflüchtigen
wiederbeschreibbaren Speichers (z. B. EEP-ROM) und eines flüchtigen
wiederbeschreibbaren Speichers (z. B. RAM), und Kontakten zur Bildung
der Datenübertragungsschnittstelle
zwischen der SIM und der Mobilstation.
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Der
GSM-Standard schreibt ferner einen Befehlssatz vor, den eine Mobilstation
zum Zugriff auf Datensätze
in der SIM und zum Abrufen und Schreiben von Daten von und auf die
SIM benutzen kann. Derartige Datensätze können permanente Datensätze, wie
zum Beispiel ein Datensatz der internationalen Mobilteilnehmerkennung
(IMSI), sein, wobei der Mobilteilnehmer von einem Mobilkommunikationsnetzwerk
erkannt wird.
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Andere
Datensätze
sind modifizierbar, entweder auf Veranlassung der Mobilstation (wie
zum Beispiel der Datensatz, der die aktuelle Lokalbereichsinformation
(LAI) für
die Mobilstation enthält)
oder auf Veranlassung des Mobilteilnehmerdatensatzes (wie zum Beispiel
die Kurzwählnummer
(ADN), die dem Teilnehmer das automatische Wählen der gespeicherten Wählnummer
ermöglicht,
indem die zugehörige
Wählnummerkennung
bei Anzeige auf der Mobilstation ausgewählt wird.
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Zu
anderen modifizierbaren Datensätzen
gehört
ein kurzer Meldungssatz, der Daten in Form von alphanumerischen
Zeichen speichert, die sich auf eine oder mehrere Kurzmeldungen
beziehen, die von der Mobilstation zum zukünftigen Abruf durch den Teilnehmer
empfangen wurden.
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Weitere
Einzelheiten über
die Datensätze, die
in einer SIM gespeichert werden können, sind der technischen
GSM-Spezifikation 11.11 (ETS 300 608), zu entnehmen.
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Die
Speicherkapazität
der SIM ist gezwungenermaßen,
hauptsächlich
im Hinblick auf die Kosten, begrenzt. Demzufolge sind die oben erwähnten Datensätze in Größe und Anzahl
entsprechend der Speicherkapazität
der SIM begrenzt, welches ein Nachteil sein kann. Zum Beispiel ist
es bei ADN-Datensätzen
Gewohnheit, so viel Speicherkapazität speziell für eine ADN-Liste
zuzuweisen, dass bis zu 90 ADN-Datensätze bereitgestellt
werden können. Manche
Teilnehmer benötigen
jedoch eine größere ADN-Speicherkapazität. Dies
ist an der Tatsache erkennbar, dass ADN-Speicherkapazität als positives Vermarktungsargument
von Lieferanten benutzt wird, die in der Lage sind, SIMs mit relativ
großen
Speicherkapazitäten
anzubieten. Wenn man jedoch bedenkt, dass die insgesamt verfügbare Speicherkapazität feststeht,
muss eine Erhöhung
in der den ADN-Datensätzen
zugewiesenen Speicherkapazität durch
eine Reduktion in der anderen Datensätzen zugewiesenen Speicherkapazität ausgeglichen
werden.
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Weitere
Information, die sich auf bekannte, in GSM benutzte Teilnehmerkennungsmodule
bezieht, ist in Farrugia A J et Al. L: „Smard Card Technology Applied
to the Future European Cellular Telephone on the digital D-Network", ausgewählte Papiere
der Zweiten Internationalen SmartCard 2000 Konferenz, 4. bis 6.
Oktober 1989, Amsterdam, NL, 1991, Seite 93–107, zu finden.
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Die
GB-A-2251357 beschreibt ein Funktelefonterminal, welches eine Terminaleinheit
mit einem Sendeempfänger
und einem externen Gerät
enthält. Das
externe Gerät
weist eine Speichereinheit zum Speichern von Teilnehmerinformation,
eine Abrufeinheit zum selektiven Abrufen der gespeicherten Information
auf. Vom externen Gerät
kann die Information abgerufen und der Funkeinheit zugeführt werden,
so dass es möglich
ist, einen Anruf an der ,Terminaleinheit unter Einsatz einer im
externen Gerät
gespeicherten Teilnehmertelefonnummer einzuleiten, ohne das ein
Wählvorgang
an der Terminaleinheit erforderlich ist. Somit kann die in der Terminaleinheit
gespeicherte Teilnehmerinformation durch im externen Gerät gespeicherte
Teilnehmerinformation vermehrt werden.
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Die
US-A-4875230 beschreibt ein Zelltelefon mit Logikschaltungen, die
es ermöglichen,
Tastenfolgen zu speichern und über
einen Kurzformabrufbefehl zur Aktivierung abzurufen. Sie beschreibt
nicht den Einsatz einer Chipkarte.
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In
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Chipkarte für eine in
einem Mobilkommunikationssystem benutzte Mobilstation vorgesehen,
die Folgendes enthält:
eine
Schnittstelle zur Übertragung
von Datenelementen zu und von der Mobilstation;
einen Speicher
zum Speichern von Datenelementen; und
einen zweiten Datenprozessor
zum Zusammenwirken mit einem ersten Datenprozessor in einer Mobilstation,
indem er Datenelemente in einem vordefinierten Codierungsformat
von diesem empfängt
und an diesen überträgt, derart,
dass die Karte mit verschiedenen Mobilstationen, die den gleichen
Mobilstations-/Chipkarten-Schnittstellenstandard implementieren,
kompatibel ist, und zum Speichern und Abrufen der Datenelemente
in und von dem Speicher,
dadurch gekennzeichnet, dass
der
zweite Prozessor derart angepasst wird, dass er ein über die
Schnittstelle erhaltenes Datenelement von dem vordefinierten Codierungsformat
in ein komprimiertes Codierungsformat umwandelt und das Datenelement
im Speicher im komprimierten Codierungsformat speichert; und
der
zweite Prozessor derart angepasst ist, dass er das Datenelement
nach Abrufen aus dem Speicher vor dem Übertragen des Datenelements über die Schnittstelle
im vordefinierten Codierungsformat aus dem komprimierten Codierungsformat
in das vordefinierte Codierungsformat umwandelt,
wobei die
Komprimierung und Dekomprimierung auf der Chipkarte durchgeführt wird,
um den von dem Datenelement auf der Chipkarte belegten Speicherplatz
zu reduzieren, ohne von dem Mobilstations-/Chipkarten-Schnittstellenstandard
abzuweichen.
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Auch
wenn ein standardisiertes Datencodierungsformat für ein über die
Chipkarte/Mobilstation übertragenes
Daten element nicht optimal für
die Speicherung ist, kann dennoch unter Einsatz der vorliegenden
Erfindung das Datenelement in der Chipkarte in einem komprimierten
Datencodierungsformat gespeichert werden, ohne dass dadurch die Chipkarte
nicht mehr kompatibel mit dem gewählten Standard ist.
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Die
Umwandlung des Datencodierungsformats kann für die Mobilstation unsichtbar
implementiert werden. Das heißt,
die Kommunikation von Datenelementen über die Schnittstelle zwischen
der Chipkarte und der Mobilstation kann ungeachtet des für gespeicherte
Elemente benutzten Datencodierungsformats in dem von dem gewählten Standard benötigten Datencodierungsformat
implementiert werden.
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Somit
kann die Chipkarte weiterhin mit allen Mobilstationen, die dem gewählten Standard
entsprechen, kompatibel bleiben.
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In
einigen Fällen
müssen,
Datenelemente einem standardisierten Festlängen-Datencodierungsformat
entsprechen, wenn sie zu oder von der Mobilstation gesendet werden.
Das Datenelement-Umwandlungsmittel wandelt dann vorzugsweise Datenelemente
aus dem Festlängen-Datencodierungsformat
in ein Variabellängen-Datencodierungsformat um.
Auf diese Weise kann eine effizientere Datencodierung erzielt werden.
Im Falle von ADN-Datensätzen
kann beispielsweise der Einsatz eines Variabellängen-Codierungsformats zur
Speicherung von ADN-Datenelementen die Menge der verfügbaren ADN-Datensätze im Vergleich
zum konventionellen Speicherformat um über 50% erhöhen. Somit kann die Anzahl
der verfügbaren
ADN-Datensätze
auf über
100 erhöht
werden, ohne den der ADN-Liste zugewiesenen Speicher zu vergrößern.
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Diese
Datenelemente können
eine variable Menge von nicht-auffüllenden Zeichendaten (d. h. Daten,
die sich auf nützliche
Information beziehen) und, falls im standardisierten Datencodierungsformat,
eine variable Menge von Auffülldaten
(d. h. Daten, deren Inhalt ignoriert wird) enthalten. Das Datenelement-Umwandlungsmittel
bewirkt vorzugsweise eine Reduktion in der Menge der Auffülldaten,
wenn die Datenelemente in das andere Datencodierungsformat umgewandelt
werden. Datenelemente können dann
in einem kompakteren Codierungsformat in einem gegebenen zugewiesenen
Speicherplatz gespeichert werden.
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In
einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Speichern
und Abrufen eines Datenelements unter Einsatz einer mit einer Mobilstation
eines Mobilkommunikationssystems über eine Schnittstelle kommunizierenden
Chipkarte bereitgestellt, wobei die Chipkarte und Mobilstation jeweils dem
gleichen Mobilstations-/Chipkarten-Schnittstellenstandard entsprechen,
der bei Übertragung über die
Schnittstelle ein vordefiniertes Datencodierungsformat für ein Datenelement
definiert, und das Verfahren folgende, Schritte umfasst:
- (i) Verarbeiten eines Datenelements in der
Mobilstation, um sicherzustellen, dass das Datenelement das vordefinierte
Format aufweist, und Übertragen
des Datenelements im vordefinierten Format an die Chipkarte über die
Schnittstelle;
- (ii) Speichern des Datenelements in einem Speicher in der Chipkarte
und
- (iii) Abrufen des Datenelements aus dem Speicher und Übertragen
des Datenelements im vordefinierten Format von der Chipkarte an
die Mobilstation;
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren
weiterhin folgende Schritte beinhaltet:
in (ii), Verarbeiten
des Datenelements in der Chipkarte, um das Datenelement in ein komprimiertes
Codierungsformat umzuwandeln und um das Datenelement im Speicher
im komprimierten Codierungsformat zu speichern; und
in (iii),
Verarbeiten des Datenelements in der Chipkarte, um das Datenelement
aus dem komprimierten Codierungsformat in das vordefinierte Codierungsformat
umzuwandeln,
wobei die Komprimierung und Dekomprimierung auf der
Chipkarte durchgeführt
wird, um den vom Datenelement auf der Chipkarte belegten Speicherplatz
zu reduzieren, ohne vom Mobilstations-/Chipkarten-Schnittstellenstandard
abzuweichen.
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Im
Folgenden werden Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf
die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 ein
Blockdiagramm eines Mobilkommunikationsnetzwerks ist;
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2 ein
Blockdiagramm einer Mobilstation ist;
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3 die
Struktur einer sequentiell festen Datendatei darstellt;
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4 die
Struktur eines Festlängen-Datensatzes
darstellt;
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5 eine
Standardcodierung typischer Wählnummern
darstellt;
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6 ein
Prinzip der vorliegenden Erfindung darstellt;
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7 die
Struktur einer erfindungsgemäßen Datendatei
darstellt;
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8 die
erfindungsgemäße Datensatzstruktur
darstellt;
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9 die
erfindungsgemäße Codierung
typischer Wählnummern
darstellt;
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10 ein
Ablaufdiagramm darstellt, welches ein von der SIM einer Mobilstation
benutztes erfindungsgemäßes Verfahren
beim Lesen eines ADN-Datensatzes veranschaulicht; und
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11 ein
Ablaufdiagramm darstellt, welches ein von der SIM einer Mobilstation
benutztes erfindungsgemäßes Verfahren
beim Aktualisieren eines ADN-Datensatzes veranschaulicht.
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Ein
mit PLMN (Public Land Mobile Network – Öffentliches Landfunk-Netzwerk)
bezeichnetes GSM-Netzwerk ist schematisch in 1 veranschaulicht.
Dieses ist an sich bekannt und wird nicht im Detail beschrieben.
Eine mobile Vermittlungsstelle (MSC) 2 ist über Kommunikationsverbindungen
mit einer Anzahl von Basisstation-Controllern 4 (BSCs) verbunden.
Die BSCs 4 sind geografisch über Bereiche verteilt, die
von der mobilen Vermittlungsstelle 2 bedient werden. Jeder
BSC 4 steuert eine oder mehrere Basis-Sendeempfangsstationen 6 (BTSs),
die entfernt vom BSC angeordnet und über weitere Kommunikationsverbindungen
mit diesem verbunden sind. Jede BTS 6 überträgt Funksignale an, und empfängt Funksignale
von, Mobilstation 8, die sich in einem Bereich befindet,
der von dieser BTS bedient wird. Dieser Bereich wird als „Zelle" bezeichnet. Ein GSM-Netzwerk ist mit
einer großen
Anzahl solcher Zellen versehen, die idealerweise zusammenhängen, um
das gesamte Netzwerkgebiet lückenlos
abzudecken.
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Eine
mobile Vermittlungsstelle 2 ist ferner über Kommunikationsverbindungen
mit anderen mobilen Ver mittlungsstellen im Rest des Mobilkommunikationsnetzwerks 10 und
mit anderen Netzwerken, wie zum Beispiel einem öffentlichen Telefonnetzwerk (PSTN)
verbunden, welches nicht veranschaulicht ist. Die mobile Vermittlungsstelle 2 ist
mit einer Heimatdatei 12 (HLR) versehen, d. h. einer Datenbank, die
Teilnehmerberechtigungsdaten einschließlich der internationalen Mobilteilnehmerkennung
(IMSI) speichert, welche einzigartig für jede Mobilstation 8 ist. Die
IMSI wird auch in der Mobilstation in einem Teilnehmerkennungsmodul
(SIM) zusammen mit anderer teilnehmerspezifischer Information gespeichert.
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Die
mobile Vermittlungsstelle ist ferner mit einer Besucherdatei 14 (VLR)
versehen, d. h. einer Datenbank, die vorübergehend Teilnehmerberechtigungsdaten
für in
diesem Bereich aktive Mobilstationen speichert.
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In 2 ist
eine Mobilstation 8 dargestellt, die eine Sendeempfangsantenne 16,
einen Funkfrequenz-Sendeempfänger 18,
einen an einen Lautsprecher angeschlossenen Sprachcodierer/-decodierer 20 und
ein Mikrofon 24, einen Prozessorschaltkreis 26 und
den zugehörigen
Speicher 28, ein LCD-Display 30 und einen manuellen
Eingabeport 32 (Tastenfeld) umfasst. Die Mobilstation ist über elektrische
Kontakte 35 an eine herausnehmbare SIM 34 angeschlossen.
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Die
an die Mobilstation angeschlossene SIM 34 hat einen SIM-Prozessor 36,
zum Beispiel einen Hitachi H8 Mikroprozessor, und den SIM-Speicher 38,
der zum Beispiel 16 Kilobyte anwenderprogrammiertes ROM 38a,
welches das SIM-Betriebssystem enthält, 8 Kilobyte Lese-/Schreib-EEPROM 38b für die nichtflüchtige Speicherung
von Datenelementen und 256 Byte RAM zum Einsatz durch den SIM-Prozessor 36 während des
Betriebs enthält.
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Gegenwärtig werden
von den GSM- und ISO-Standards zwei physikalische SIM-Formate vorgeschrieben.
Das erste wird als ID-1 SIM bezeichnet, bei dem es sich um eine
herausnehmbare Chipkarte handelt, die dem ISO 7816 Standard entspricht
und ähnliche
Abmessungen wie eine konventionelle Kreditkarte aufweist. Das zweite
wird als Einsteck-SIM bezeichnet, bei dem es sich um eine Chipkarte
der gleichen Dicke wie die ID-1 SIM, aber mit einer Länge von
nur 25 Millimetern und einer Breite von 15 Millimetern handelt.
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Sowohl
die Mobilstation 8 als auch die verschiedenen Formate von
SIM 34 sind gut bekannt, und müssen daher hier nicht im Detail
beschrieben werden. Eine handelsübliche
SIM ist die SIM-Karte GemXplore (eingetragenes Warenzeichen), die
von Gemplus, BP 100-13881, Gemenos Cedex-Frankreich, hergestellt
wird.
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Wie
oben beschrieben, wird die SIM 34 vom Prozessor 26 der
Mobilstation 8 zum Speichern und Abrufen von Datenelementen
benutzt. Der Befehlssatz, die Datendateistruktur und das Datencodierungsformat
für Daten,
die über
die Schnittstelle zwischen dem Mobilstationsprozessor 26 und
dem SIM-Prozessor 36 übertragen
werden, sind sämtlich im
GSM-System in der technischen GSM-Spezifikation 11.11 vorgeschrieben.
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Eine
als sequentiell feste Dateistruktur bezeichnete Standard-GSM-Dateistruktur
für die
Speicherung von Daten auf einer SIM ist in 3 dargestellt.
Sie besteht aus einer Kopfzeile 40 und einem Datensatzraum 42.
Der Datensatzraum ist in N Festlängen-Datensätze unterteilt.
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Ein
Beispiel eines im SIM-Speicher 38 einer konventionellen
SIM 34 vorgesehenen Datensatzes ist ein Kurzwählnummer-(ADN)Datensatz 44,
der Teil einer ADN-Listendatei
mit sequentiell fester Dateistruktur bildet. Die Daten jedes ADN-Datensatzes 44 sind
in einem Festlängen-Codierungsformat gespeichert.
Der Datensatz 44 ist in Festlängen-Datenblöcke unterteilt,
die jeweils aus einem oder mehreren Bytes bestehen. Ein erster,
aus n Bytes bestehender Datenblock 46 ist für Daten
reserviert, die sich auf eine Wählnummerkennung
wie beispielsweise den Namen einer Person oder einen Firmennamen
beziehen. Ein aus einem Byte bestehender zweiter Block 48 ist
für Daten
reserviert, die die Länge
der Wählnummer
angeben. Ein aus einem Byte bestehender dritter Block 50 ist
für Daten
reserviert, die den Typ der in dem Datensatz gespeicherten Wählnummer
angeben. Ein aus 8-Byte-Speicher bestehender vierter Block 52 ist
für die
Wählnummerdaten
selbst reserviert, die wie in der technischen GSM-Spezifikation
11.11 definiert, in erweiterter BCD-Codierung codiert sind. Ein
aus einem Byte bestehender fünfter
Block 54 ist für
einen „Leistungskonfigurationszeiger" reserviert, der
die Trägerdienste
(z. B. Sprechanruf, Fax, usw.) angibt, die von der Telefonausrüstung entsprechend
der gespeicherten Wählnummer
unterstützt
werden können.
Ein aus einem Byte bestehender letzter Datenblock 56 ist
ein Erweiterungsatzzeiger, der die Adresse eines in einer anderen
Datendatei aufzurufenden Erweiterungssatzes angibt und den Rest
einer Wählnummer
bildet. Der Erweiterungssatzzeiger kommt nur in dem seltenen Fall
zum Einsatz, dass die Wählnummer
eine größere Länge hat,
als in dem zugewiesenen Datenblock 52 gespeichert werden
kann.
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In 5 sind
im standardisierten Format codierte Datenelemente dargestellt, die
sich auf drei typische Wählnummern
und ihre zugehörigen
Wählnummerkennung
beziehen. Jede Tetrade (vier Datenbits) ist in hexadezimaler Notation
angegeben. Es ist zu erkennen, dass die codierten Daten nicht nur aus
nützlichen
Zeichendaten, sondern auch aus Auffülldaten (in diesem Fall hexadezimale „Fs") bestehen, die hinzugefügt werden,
um im Festlängen-Datensatz nicht belegtem
Speicherplatz zu füllen.
So wurden für
die Wählnummerkennung „Home" 4 Bytes zum Codieren
der Zeichendaten benutzt, obwohl in diesem Fall 10 Bytes zur Verfügung stehen.
Die restlichen 8 Bytes wurden mit Auf fülldaten gefüllt. Die Länge des Nummernanzeigers („07") wurde in einem Byte
codiert, und der Nummerncodetyp („81") wurde im nächsten Byte codiert. Die Wählnummer
selbst wurde in einem Tetraden-Tausch-Codierungsformat gespeichert,
das heißt,
die Tetraden in jedem Byte wurden in umgekehrter Reihenfolge codiert.
Die der Wählnummer „01234
567890" entsprechenden
Zeichendaten belegen 5 ½ Bytes,
und 4 ½ Bytes
des Datenblocks 52 sind mit Auffülldaten gefüllt. Wie im Allgemeinen der
Fall ist, stehen keine Erweiterungssatzdaten oder Leistungskonfigurationzeigerdaten zur
Verfügung.
Die letzten zwei Datenblöcke 54 und 56 wurden
deshalb ebenfalls mit Auffülldaten
gefüllt.
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Das
Prinzip dieser Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in 6 dargestellt.
Gemäß dieser
Ausführungsform
der Erfindung muss ein standardisiertes Codierungsformat nur selektiv
in den Kommunikationen zwischen der Mobilstation 8 und
der SIM 34 verwendet werden. Die Übertragung von Daten zwischen
dem SIM-Prozessor 36 und
dem SIM-Speicher 38 erfolgt in einem anderen Datencodierungsformat
als dem, welches an der Kommunikationsschnittstelle 58 zwischen
dem SIM-Prozessor 36 und dem Mobilstationsprozessor 26 zum
Einsatz kommt.
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Im
Falle der vorliegenden Ausführungsform ist
das im ROM des SIM-Prozessors 36 gespeicherte Betriebssystem
darauf eingerichtet, die zwischen dem SIM-Speicher 38 und
der Schnittstelle 58 übertragenen
Daten zu komprimieren und zu dekomprimieren. Das heißt, das
Datencodierungsformat der Datensätze
im SIM-Speicher 38 ist nicht das Gleiche wie das Format,
das beim Übertragen
dieser Datensätze über die
Schnittstelle 58 zu und von dem Mobilstationsprozessor 26 zum
Einsatz kommt.
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Dies
ermöglicht
die Implementierung eines kompakteren Datencodierungsformats im
SIM-Speicher 38, während
die SIM selbst einem vorgeschriebenen GSM-Standard entspricht.
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In 7 ist
eine neue Dateistruktur für
Variabellängen-Datensätze in der
SIM dargestellt. Diese Dateistruktur umfasst einen Kopfabschnitt 60,
eine Verzeichnisliste 62 und einen Datensatzraum 64.
Der Kopf 60 besteht aus 2 Bytes von Daten, wobei das erste
die Durchschnittslänge
von Datensätzen
im Datensatzraum 64 und das zweite die Anzahl der gültigen Datensätze in diesem
Raum angibt. Die Verzeichnisliste 62 ist in N Blöcke unterteilt,
die Speicherplatz für
Adressen oder Versatzadressenwerte für bis zu N Datensätze im Datensatzraum 64 bieten. Der
Datensatzraum 64 enthält
die Variabellängen-ADN-Datensätze.
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Ein
Datencodierungsformat für
ein ADN-Datenelement, wenn im Datensatzraum 64 gespeichert, ist
in 8 dargestellt. Der ADN-Datensatz 66 besteht
aus unterschiedlichen Datenblöcken.
Ein erster Festlängen-Datenblock 68,
bestehend aus einem Byte, enthält
individuelle Bits für
verschiedene Informationen. Ein Bit ist für ein Erweiterungssatz-Flag
reserviert, ein zweites ist für
ein Leistungskonfigurations-Flag reserviert, ein drittes Bit steht
zur Speicherung von anderer Information zur Verfügung, und fünf Bits sind zur Anzeige der
Bytelänge
des Datensatzes bestimmt. Ein zweiter Variabellängen-Datenblock 70 besteht
aus n Bytes, die die Wählnummerkennungsdaten
enthalten. Jedes dieser Bytes ist mit nicht-auffüllenden Zeichendaten, zum Beispiel
dem Namen der anzurufenden Partei, gefüllt, die wie in der technischen
GSM-Spezifikation
03.38 definiert, im 7-Bit-codierten Alphabet codiert sind, wobei
das achte Bit jedes Bytes auf Null gesetzt ist. Die Länge des Datenblocks 70 entspricht
der Länge
der Wählnummerkennung.
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Ein
dritter Datenblock 72 besteht aus einer Tetrade, bei der
jedes Bit auf „eins", d. h. ein hexadezimales „F" gesetzt ist, um
das Ende der Wählnummerkennung
anzugeben. Ein vierter Festlängen-Datenblock 74,
bestehend aus einem Byte, ist zur Speicherung von Daten, die sich
auf den im Datensatz gespeicherten Wählnummertyp beziehen, reserviert. Ein
fünfter
Variabellängen-Datenblock 76 ist
zur Speicherung von Meldungsdaten reserviert, die im GSM-erweiterten BCD-Codierungsnummernsatz, der
die Wählnummer
darstellt, codiert sind. Die Länge
des Datenblocks 76 entspricht der Anzahl der Ziffern in
der Wählnummer.
Ein letzter Datenblock 78, bestehend aus einer Tetrade,
bei der jedes Bit auf „eins" gesetzt ist, ist
eine Schlussmarkierung, die das Ende des Datensatzes bezeichnet.
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9 zeigt
die gleichen ADN-Daten, wie in 5 dargestellt,
codiert entsprechend dem komprimierten Datencodierungsformat. Das
erste Byte jedes ADN-Datenelements, entsprechend bezeichnet mit „XY", „WZ" bzw. „UW", stellt die neuen
Daten dar, die in Datenblock 68 erstellt wurden. Der Rest
jedes Datenelements, besteht aus den umstrukturierten Zeichendaten,
die sich auf die Wählnummerkennung,
den Typ der Nummernkennung und die Wählnummer selbst beziehen. Wie
zu sehen ist, wurden im komprimierten Datencodierungsformat unnötige Auffülldaten
gelöscht.
Die einzigen vorhandenen hexadezimalen „Fs" wurden entweder zur Codierung der alphabetischen
Zeichen oder als Datenblockendemarkierungen benutzt. Aus 9 ist
im Vergleich zu 5 ersichtlich, dass die Datenelemente,
wenn sie sich im komprimierten Datencodierungsformat befinden, signifikant
weniger Speicherplatz als im standardisierten Codierungsformat einnehmen.
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Das
vom SIM-Prozessor 36 implementierte SIM-Betriebssystem
führt Umwandlungen
zwischen dem komprimierten Datencodierungsformat und dem standardisierten
Datencodierungsformat durch, wenn Daten auf den SIM-Speicher 38 geschrieben und
aus dem SIM-Speicher 38 abgerufen werden. Dadurch ist sichergestellt,
dass die über die
Schnittstelle 58 zu oder von der Mobilstation 8 übertragenen Datenelemente
im standardisierten Datencodierungsformat gemäß den Anforderung des GSM-Standards
erscheinen.
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Wenn
alle Datenelemente den zugewiesenen Platz im Festlängen-Codierungsformat
einnähmen,
könnte
durch Implementierung des erfindungsgemäßen Datencodierungsformat-Umwandlungsverfahrens
keine wahrnehmbare Verdichtung erhalten werden. In der Praxis jedoch,
da das standardisierte Format so definiert ist, dass die SIM fähig ist,
relativ lange Wählnummern
unterzubringen, sind die meisten Wählnummern und oft auch die
Wählnummerkennungen
kürzer
als die vorgesehene maximale Länge.
Es kann deshalb eine signifikante Datenverdichtung erzielt werden.
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Mit
Bezug auf 10 erzeugt nun der Mobilstationsprozessor 26,
um auf einen ADN-Datensatz zugreifen zu können, einen „DATEI
WÄHLEN" Befehl zum Auswählen der
ADN-Listendatei, die in Schritt 80 vom SIM-Prozessor 36 empfangen
wird. Als Nächstes
erzeugt der Prozessor 26 einen „DATENSATZ LESEN" Befehl, der vom
SIM-Prozessor 36 in Schritt 82 empfangen wird
und vorschreibt, dass Datensatznummer n in der Datendatei gelesen
werden soll. Diese Befehle sind in der technischen GSM-Spezifikation
11.11 angegeben. Eine konventionelle SIM-Karte würde reagieren, indem sie Datensatz
n in der sequentiell festen Datei liest und den Datensatzinhalt
transparent an den Prozessor 26 überträgt.
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Gemäß dieser
erfindungsgemäßen Ausführungsform
greift der von seinem Betriebssystem gesteuerte SIM-Prozessor als Erstes
auf die Verzeichnisliste 62 zu, um die Adresse von Datensatz
n im Datensatzraum 64, Schritt 84, zu identifizieren,
und liest dann die Daten, beginnend mit dieser Adresse, im Datensatzraum 64,
Schritt 86, wobei die Länge des
Datensatzes durch die Länge
der Daten angegeben wird, die im ersten Block 68 des Datensatzes
gespeichert sind.
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Der
SIM-Prozessor 36 dekomprimiert jetzt den Datensatzinhalt
durch Umwandlung aus dem komprimierten Datencodierungformat in das
standardisierte Datencodierungsformat, wobei nach Bedarf die Auffülldaten
hinzugefügt
werden, um ein Datenelement einer festen Längen, Schritt 88,
zu erzeugen. Dieses wird jetzt über
die Schnittstelle 58 an den Mobilstationsprozessor 26,
Schritt 90, übertragen.
Der Mobilstationsprozessor 26 kopiert nun dieses Datenelement
auf seinen zugehörigen
Speicher 28, wo es, solange die Mobilstation eingeschaltet
ist, zum Wiederabrufen vorübergehend
gespeichert wird.
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Jetzt
soll auf 11 Bezugnahme genommen werden.
Wenn der Mobilstationsprozessor 26 ein ADN-Datenelement
auf die SIM 34 schreiben will, erzeugt er einen „DATEI
WÄHLEN" Befehl zum Auswählen der
ADN-Listendatei, der vom SIM-Prozessor 36 in
Schritt 92 empfangen wird. Als Nächstes sendet der Prozessor 26 das
Datenelement im standardisierten Datencodierungsformat über die
Schnittstelle 58 an den SIM-Prozessor 36 mit einem „DATENSATZ
n AKTUALISIEREN" Befehl,
der in Schritt 94 vom SIX Prozessor 36 empfangen
wird. Der SIM-Prozessor komprimiert nun die Daten durch Umwandeln
derselben in das komprimierte Datencodierungsformat in Schritt 96 und
speichert das komprimierte Datenelement in einem neu erstellten
Datensatz am Ende der aktuellen Datensätze im Datensatzraum 64 in
Schritt 98. Das SIM-Betriebssystem setzt einen entsprechenden
Eintrag in die Verzeichnisliste 62 in Schritt 100.
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Wenn
Datensätze
fortlaufend in den Datensatzraum 64 eingegeben werden,
sind sie zusammenhängend.
Beim Löschen
oder Aktualisieren eines Datensatzes wird jedoch der vorher durch
diesen Datensatz eingenommene Speicherplatz mit Auffülldaten
(hexadezimalen „Fs") gefüllt. Wenn
ein Datensatz mit neuen Daten aktualisiert wird, wird ein neuer Datensatz
erstellt und am Ende der aktuellen Datensätze gespeichert, da nicht garantiert
werden kann, dass der Datensatz nach dem Aktualisieren noch die gleiche
Länge aufweist.
Wenn somit Datensätze
gelöscht
oder aktualisiert werden, tritt eine Fragmentierung des Datensatzraums 64 ein.
Um dies zu überwinden,
defragmentiert das Kartenbetriebssystem periodisch die Datensätze im Datensatzraum 64,
indem es einen an einen (mit Auffülldaten gefüllten) Leerraum angrenzenden
Datensatz im Datensatzraum 64 in einen Pufferspeicherplatz
einliest und den Datensatz mindestens teilweise erneut in den leeren Datensatzraum,
zusammenhängend
mit dem angrenzenden Datensatz, schreibt.
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Wenn
die Defragmentierung sofort nach Aktualisieren oder Löschen eines
Datensatzes vorgenommen würde,
bestünde
die Gefahr, dass die SIM während
der Defragmentierung als Reaktion auf einen Befehl von der, Mobilstation 8 abgeschaltet
würde und
dadurch der Inhalt des Datensatzes womöglich verloren ginge. In dieser
Ausführungsform
der Erfindung führt
das SIM-Betriebssystem die Defragmentierung schrittweise in Reaktion
auf einen (zur Durchführung
einer anderen Funktion bestimmten) Befehl durch, der periodisch
von der Mobilstation 8 an die SIM gesendet wird, wie zum
Beispiel ein Rücksetzbefehl.
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Ein
Rücksetzbefehl
wird dann gesendet, wenn die Mobilstation 8 das erste Mal
eingeschaltet, und vom SIM-Prozessor 36 verschiedene
Initialisierungsschritte nach Empfang eines Rücksetzbefehls durchgeführt werden.
Da anzunehmen ist, dass die ADN-Listenaktualisierungsfrequenz relativ
niedrig ist, ist es nicht erforderlich, die ganze ADN-Liste nach
jedem Zurücksetzen
zu defragmentieren.
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Stattdessen
erfolgt die Defragmentierung allmählich, und für jeden
Rücksetzbefehl
wird eine begrenzte Anzahl von Datensätzen, zum Beispiel 2 oder 3,
defragmentiert. Das heißt,
bei jedem Zurücksetzen
der SIM werden 2 oder 3 Datensätze
im Datensatzraum 64 verschoben, um den Platz eines früher gelöschten oder
verschobenen Datensatzes einzunehmen. Mit Hilfe dieses Verfahrens
können
vom Mobilstationsbenutzer erlittene Verzögerungen, die durch Defragmentierung
der ADN-Liste vor dem Initialisieren der SIM verursacht werden,
reduziert werden.
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Die
SIM enthält
einen mit jedem Rücksetzbefehl
ansteigenden Zählerdatensatz,
der die gegenwärtige
Datensatznummer angibt, bis zu der die Defragmentierung abgeschlossen
wurde. Der Inhalt dieses Zählerdatensatzes
wird vom SIM-Prozessor 36 bei jedem Rücksetzbefehl gelesen, um zu
bestimmen, welche Datensätze
als Nächstes
zu defragmentieren sind. Somit wird für einen stark fragmentierten
Datensatzraum 64 ein großer Block verfügbaren Speicherplatzes
erstellt, während
die Datensätze durch
die Defragmentierung allmählich
verdichtet werden. Nach Abschluss der Defragmentierung aller aktuellen
Datensätze
setzt das SIM-Betriebssystem den Zählerwert zurück, und
die Defragmentierung der ADN-Liste beginnt, falls erforderlich,
von neuem am ersten Datensatz im Datensatzraum, wenn die SIM wieder
zurückgesetzt
wird.
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ANDERE AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bei
den bis jetzt beschriebenen Daten handelte es sich um ADN-Daten.
Es lässt
sich jedoch erkennen, dass die vorliegende Erfindung auch auf andere
Datentypen angewendet werden kann, die über die Mobilstation/die entfernbare
Datenspeicherschnittstelle entsprechend dem relevanten Standard in
nicht-optimalen Datencodierungsformaten übertragen werden sollen.
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Im
GSM-Standard werden andere Daten zwischen der Mobilstation und der
SIM in einem dem Format der ADN-Daten ähnlichen Festlängen-Codierungsformat übertragen,
auf welches die vorliegende Erfindung deshalb ebenfalls anwendbar
ist. Zu diesen anderen Daten gehören
feste Wählnummerdaten
(FDN), Mobilteilnehmer-Verzeichnisnummerdaten (MSISDN), Erweiterungssatzdaten
usw.
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Ferner,
obwohl in der obigen Ausführungsform
durch Entfernen von Auffülldaten
aus – und
Wiedereinsetzen von Auffülldaten
in – Datenelementen ein
Komprimierungs/Dekomprimierungsverfahren implementiert wird, sind
auch andere oder zusätzliche
Datencodierungsformat-Umwandlungsverfahrten denkbar. Abgesehen von
dem mit Auffülldaten verbundenen
verschwendeten Speicherpatz enthalten viele Wählnummern häufig wiederholte Wählcodes.
Zum Beispiel könnte
der Wählcode
für Mobilstationen,
die Teilnehmer in einem bestimmten Mobilkommunikationsnetzwerk sind, „0973" sein. Das Ersetzen
dieses Codes durch einen Token-Code mit kürzerer Länge könnte vor dem Speichern der
Wählnummer
im SIM-Speicher vom SIM-Betriebssystem, implementiert werden, und
das Wiedereinsetzen des Codes in seiner vollen Länge könnte erfolgen, wenn der Wählcode vom
SIM-Betriebssystem aus dem SIM-Speicher abgerufen wird.
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Es
ist auch zu erwähnen,
dass die Datenformatumwandlung nicht unbedingt von der SIM durchgeführt werden
muss. Zum Beispiel könnte
eine Mobilstation implementiert werden, die Datenelemente über die
SIM/Mobilstationsschnittstelle sowohl in einem standardisierten
Datencodierungsformat (wobei die Mobilstation mit konventionellen
SIMs kompatibel bleibt und deshalb einem Standard entspricht) als auch
in einem komprimierten Datencodierungsformat überträgt (oder empfängt) wobei
eine SIM in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung die im komprimierten Datencodierungsformat
empfangenen Datenelemente speichern und die im standardisierten Datencodierungsformat
empfangenen Elemente beseitigen kann.
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Obwohl
sich die obige Beschreibung auf eine SIM in einer GSM-kompatiblen
Mobilstation bezieht, ist zu erkennen, dass die vorliegende Erfindung
auch auf äquivalente
Chipkartenformen, wie sie in anderen Mobilkommunikationssystemen
zum Einsatz kommen, anwendbar ist. Die Verweise auf GSM beinhalten
andere Standards, für
welche mindestens einige Merkmale, insbesondere mit Bezug auf die
Mobilstation/SIM-Schnittstelle, durch die technischen GSM-Spezifikationen,
wie den PCN-Standard und den DCS 1800 Standard, gesetzt sind.
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Auch
andere Variationen, Verbesserungen und Modifikationen sind denkbar,
die in den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung fallen.