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Aus der Patentveröffentlichung
EP 0 344 989 ist bereits ein Verfahren
bekannt, um mit Hilfe einer Systemkennzahl (SID) festzustellen,
daß sich
eine Mobilstation in ihrem Heimatbereich befindet. Eine Mobilstation
gemäß dem Verfahren
besitzt mehrere Kennzahlen, aus denen sie entsprechend der SID eine
auswählt,
die zu verwenden ist. Folglich besitzt die Mobilstation mehrere
Heimatbereiche, die sie mit der Hilfe der SID, die sie empfängt, erfassen
kann.
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Aus der Patentveröffentlichung
US 5.444.765 ist eine Telekommunikationsvorrichtung bekannt,
die einen Speicher enthält,
der die Systemkenndaten eines Systems, zu dem die Vorrichtung gehört, speichert,
und die eine Anzeige, die damit in Beziehung steht, wo die Vorrichtung
vorhanden ist, auf der Grundlage eines Ergebnisses eines Vergleichs
zwischen den im Speicher gespeicherten Systemkenndaten und den durch
einen Steuerkanal, der unmittelbar bevor eine Sprachkommunikationsverbindung
hergestellt wird hergestellt wird, empfangenen Systemkenndaten bereitstellt.
Es ist in der gleichen Veröffentlichung
beschrieben, daß die über den
P-Kanal übertragenen
Systemkenndaten und die im voraus gespeicherten Systemkenndaten
als SIDp bzw. SIDH bezeichnet werden. Entsprechend der gleichen
Publikation werden, selbst wenn sich die Vorrichtung des Anwenders
zum Zeitpunkt des Anrufens aus dem Wanderbereich in den Heimatbereich oder
aus dem Heimatbereich in den Wanderbereich bewegt, die Bereichsbestätigungsdaten,
die der aktuellen Position der Vorrichtung entsprechen, auf der Anzeige
angezeigt, es wird z. B. 'ROAM' angezeigt.
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Aus der Patentveröffentlichung
US 5.471.643 ist eine Zellenmobiltelephonvorrichtung bekannt,
die eine Funkeinheit mit einer Antenne, die mit einer in einer Zelle
vorgesehenen Basisstation über
einen Funkkanal verbunden ist, und eine Telephoneinheit, die über eine
Leitung mit der Funkeinheit verbunden ist und aus einer Haupteinheit
und einem Handapparat gebildet ist, umfaßt. In der gleichen Veröffentlichung
bilden mehrere Zellen einen Dienstbereich, wobei die im Dienstbereich
enthaltenen Basisstationen über
Leitungen mit einer Mobiltelephon-Vermittlungsstelle verbunden sind. Ferner sind
entsprechend dem Dokument eine Systemkennzahl, die den Dienstbereich
repräsentiert,
und eine Mobilkennzahl, die den Telephonapparat innerhalb des Dienstbereichs
kennzeichnet, durch eine Mobiltelephongesellschaft einem Anwender
zugeordnet. Die Telephonvorrichtung umfaßt einen Tasteneingabeabschnitt,
um die Kennzahlen einzugeben, und einen elektrisch löschbaren
programmierbaren ROM, um die durch den Tasteneingabeabschnitt eingegebenen
Kennzahlen zu speichern.
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Ein Problem der bekannten Vorrichtungen ist,
daß sie
komplex sind und teuer zu verwirklichen sind.
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Die Erfindung versucht, diese Nachteile
zu beseitigen.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung ist durch das
gekennzeichnet, was im Anspruch 1 dargestellt ist. Die Mobilstation
gemäß der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, was im Anspruch 9 dargestellt ist. Die
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung sind in den unabhängigen
Ansprüchen
dargestellt.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zur Erfassung des Heimatbereichs in einer Mobilstation.
Gemäß der Erfindung
wird der Heimatbereich in der Mobilstation erfaßt, indem die durch die Mobilstation
von den Basisstationen des Zellennetzes empfangenen Daten mit vorgegebenen
Heimatbereichsdaten (LFP, Ortsfingerabdruck), die in der Mobilstation
gespeichert sind, verglichen werden.
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In einer Anwendung der Erfindung
werden die Heimatbereichsdaten auf der Grundlage wenigstens eines
Teils der folgenden Daten bestimmt.
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- a) ein mobiler Ländercode (MCC),
- b) ein mobiler Netzcode (MNC),
- c) ein Ortsbereichscode (LAC) und eine in Beziehung stehende
Zellenkennung (CI) für
sämtliche
Rundsendekanäle
(BCCH, Broadcast Control CHannel), die die Mobilstation empfangen
kann,
- d) die empfangenen Signalstärken
(RSS) für
alle Rundsendekanäle
(BCCH),
- e) die Abstände
zu allen Basisstationen (BTS) auf den Rundsendekanälen (BCCH)
und,
- f) die Zeitvoreilungen (TA) .
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Auf der Grundlage des Ländercodes
der Mobilstation, des mobilen Netzcodes und des Ortsbereichscodes
ist bekannt, wo sich die empfangbaren Basisstationen befinden. Vorzugsweise
wird beim Bestimmen das Signalstärken,
der Abstände
und der Zeitvoreilungen eine Mittelung verwendet, so daß plötzliche,
durch das Gelände
verursachte Änderungen
das Meßergebnis
nicht stören
sollten. Die Basisstationen, von denen die Daten empfangen werden, werden
vorzugsweise ausgewählt,
so daß nur
ein paar der am nächsten
benachbarten Stationen verwendet werden, um die Daten zu bestimmen.
Folglich wird der Ort vorteilhaft so genau wie möglich bestimmt. Vorzugsweise
werden soviel wie möglich
der vorausgehenden aufgelisteten Daten a) bis f) beim Bestimmen
des Orts der Mobilstation verwendet. Vorzugsweise werden wenigstens
drei der Daten a) bis f) verwendet. Die Erfindung ist jedoch nicht
darauf eingeschränkt,
genau die vorausgehend aufgelisteten Daten a) bis f) zu verwenden.
In verschiedenen Ausführungsformen
der Erfindung kann nur ein Teil der Daten a) bis f) verwendet werden
oder es können andere
Daten und Messungen außer
den Daten a) bis f) verwendet werden, um die Genauigkeit der Bestimmung
zu vergrößern.
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In einer Anwendung der Erfindung
umfaßt das
Vergleichsverfahren die folgenden Schritte:
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- a) die Heimatbereichsdaten werden mit den durch
die Mobilstation empfangenen Daten verglichen;
- b) für
die Mobilstation wird bestimmt, daß sie sich in dem Heimatbereich
befindet, falls die von der Mobilstation empfangenen Daten innerhalb
vorgegebener Toleranzen liegen, wenn sie mit den Heimatbereichsdaten
verglichen werden, während
im entgegengesetzten Fall bestimmt wird, daß sich die Mobilstation außerhalb
des Heimatbereichs befindet;
- c) das Bestimmungsergebnis wird dem Anwender präsentiert;
und
- d) falls sich die Mobilstation innerhalb des Heimatbereichs
befindet, wird dies einer Bedienungsperson berichtet.
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In einer Anwendung der Erfindung
werden die Heimatbereichsdaten bestimmt, indem die entsprechenden
Daten in der Mobilstation gespeichert werden, wenn sie sich innerhalb
des Heimatbereichs befindet.
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In einer Anwendung der Erfindung
werden die Heimatbereichsdaten durch eine Bestimmung auf der Grundlage
der Zellennetzstruktur bestimmt und die Heimatbereichsdaten in der
Mobilstation gespeichert.
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In einer Anwendung der Erfindung
kann es mehrere Heimatbereiche, die bestimmt und identifiziert werden
sollen, geben.
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In einer Anwendung der Erfindung
bildet der zu bestimmende Heimatbereich die Grundlage für einen
bestimmten Dienst.
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Die Mobilstation gemäß der Erfindung
umfaßt
einen Prozessor, der die Heimatbereichsdaten der Mobilstation definiert
und diese Daten mit empfangenen Daten vergleicht, um einen Heimatbereich zu
bestimmen, einen Speicher, in dem Programme und die Heimatbereichsdaten
gespeichert sind, einen HF-Abschnitt, der Daten empfangen und diese
Daten seiner Basisstationen senden soll, eine Tastatur, um die Definition
des Heimbereichs zu aktivieren, eine Anzeige, die das Vergleichsergebnis
des Heimatbereichs präsentiert,
und einen Datenbus für
die Datenkommunikation zwischen den Mitteln.
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Es ist ein Vorteil der Erfindung,
daß der
Ort der Mobilstation zuverlässig
erfaßt
wird. Ein weiterer Vorteil ist, daß, zurückzuführen auf die Erfindung, keine Änderungen
der Ausrüstung
erforderlich sind. Ferner muß,
zurückzuführen auf
die Erfindung, die Infrastruktur eines Zellennetzes nicht beteiligt
sein, wenn der Ort bestimmt wird. Ein Dienstesteuerungspunkt (SCP)
in einem Zellennetz steuert die Anruftarife und die Dienste auf
der Grundlage der Heimatdatei (HLR). Die Datenbank des Zellennetzes
befindet sich in der Heimatdatei, die permanente Basisdaten der
mobilen Teilnehmer umfaßt,
die in dem Netz registriert sind.
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Diese Erfindung schafft ein Verfahren,
das im Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert ist, um den Heimatbereich
in einer Mobilstation zu erfassen, und eine Mobilstation, die im
Oberbegriff des Anspruchs 8 definiert ist.
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Es ist ein Ziel, festzustellen, daß sich eine Mobilstation
in ihrem Heimatbereich oder in dem Bereich, indem sie hauptsächlich verwendet
wird, befindet, um Ortsgebühren
und lokale Dienste anzuwenden.
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Die Erfindung ist im folgenden unter
Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung ausführlich
beschrieben, worin
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1 in
einem Ablaufplan ein Verfahren gemäß der Erfindung für die Erzeugung
der Heimatbereichsdaten zeigt;
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2 ein
Verfahren gemäß der Erfindung zur
Erfassung des Heimatbereichs durch das Vergleichen mit den Daten,
die durch die Mobilstation empfangen werden, zeigt;
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3 in
einem Blockschaltplan die Abschnitte einer Mobilstation gemäß der Erfindung
zeigt; und
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4 das
Verfahren gemäß der Erfindung
in einer grundlegenden Figur zeigt.
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1 zeigt
als einen Blockschaltplan das Verfahren gemäß der Erfindung, um die Heimatbereichsdaten
zu erzeugen. In dieser Anwendung umfassen die Heimatbereichsdaten
die folgenden Daten: den mobilen Ländercode, den mobilen Netzcode,
den Ortsbereichscode und eine Zellenkennung, die Signalstärken, die
Abstände
von den Basisstationen und die Zeitvoreilungen. Die Heimatbereichsdaten
werden in den folgenden Verfahrensschritten aus den durch die Mobilstation
empfangenen Daten gespeichert. Im Schritt 1 wird der mobile Ländercode
MCC gespeichert, der ein dreistelliger Code ist, der jedem Land
gegeben ist, und der verwendet wird, um das Land der Registrierung
des mobilen Teilnehmers zu identifizieren. Dann wird im Schritt 2 der
mobile Netzcode MNC gespeichert, der ein Code ist, der das mobile
Netz identifiziert. Der Ortsbereichscode LAC und eine Zellenkennung
CI für
alle Rundsendekanäle
BCCH, die die Mobilstation empfangen kann, werden im Schritt 3 gespeichert.
Im Schritt 4 wird die empfangene Signalstärke RSS
für jeden
Rundsendekanal BCCH gemessen und gespeichert. Die Abstände zu jeder
Basisstation BTS werden im Schritt 5 unter Verwendung der
Rundsendekanäle
BCCH bestimmt und gespeichert. Die Zeitvoreilung TA wird im Schritt 6 gemessen
und gespeichert, falls der Abstand von der Basisstation zur Mobilstation
35 km oder weniger beträgt.
Die Zeitvoreilung TA bedeutet die geschätzte addierte Zweiweg-Laufzeitverzögerung.
Im GSM-System (globales System
für die
Mobilkommunikation) wird die Zeitvoreilung als die Bitmodulationsperioden
T gemessen, die eine Länge
von 48/13 μs
besitzen.
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Alternativ werden die Heimatbereichsdaten basierend
auf der Zellennetzstruktur durch Bestimmung erzeugt, z. B. so, daß der Netzbetreiber
die Daten erzeugt.
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2 zeigt
ein Verfahren gemäß der Erfindung
zur Erfassung des Heimatbereichs durch Datenvergleich. Die durch
die Mobilstation empfangenen neuen Daten, die dem Heimatbereich
entsprechen, werden im ersten Schritt 7 gespeichert. Im nächsten Schritt 8 werden
alle Heimatdaten mit den neuen Daten verglichen. Ein Teil der Daten
befindet sich in analoger Form, wie z. B. die Signalstärken, so daß ihre Werte
unter Verwendung bestimmter Toleranzen verglichen werden. Falls
sich die neuen Daten im Vergleich zu den Heimatbereichsdaten innerhalb
der Toleranzen befinden, wird die Operation im Schritt 9,
in dem bestimmt wird, daß sich
die Mobilstation im Heimatbereich befindet, und dann im Schritt 10,
in dem der Betreiber über
das Ergebnis informiert wird, fortgesetzt. Die Tarife und die Dienste entsprechend
dem Heimatbereich sind verfügbar, wenn
der Betreiber über
dieses informiert worden ist. Falls sich im Schritt 8 die Daten
nicht innerhalb der Toleranzen befanden, wird die Operation im Schritt 11
fortgesetzt, in dem bestimmt wird, daß sich die Mobilstation außerhalb
des Heimatbereichs befindet. Nach dem tatsächlichen Vergleichschritt 8 und
den folgenden Operationen 9 und 10 oder 11 wird
die Operation im Schritt 12 fortgesetzt, wo das Ergebnis dem Anwender
angezeigt wird.
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Es wird als ein Beispiel untersucht,
wie die Heimatbereichsdaten der Mobilstation gespeichert werden
und wie sich die Mobilstation aus dem Heimatbereich hinaus bewegt.
Der Anwender der Mobilstation bestimmt den zentralen Punkt des Heimatbereichs,
indem er einen Knopf auf der Mobilstation drückt oder indem er einen Anruf
zu einer speziellen Dienstnummer ausführt. Alternativ bestimmt der
Zellennetzbetreiber den zentralen Punkt des Heimatbereichs, indem
er vom Netz die Mobilstation anruft und indem er eine spezielle
Signalisierung verwendet, die z. B. auf dem Kurznachrichtendienst
(SMS) oder auf der USSD-Signalisierung (unstrukturierte ergänzende Dienstdaten)
basiert. Die Mobilstation speichert wenigstens die obenerwähnten Daten
des Heimatbereichs, d. h. den mobilen Ländercode, den mobilen Netzcode,
den Ortsbereichscode und die Zellenkennung, die Signalstärken, die
Abstände
zu den Basisstationen und die Zeitvoreilungen.
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Die oben dargestellten zu speichernden
Daten bilden die Heimatbereichsdaten, auf deren Grundlage die Mobilstation
später
ihren Ori identifizieren kann. Eine Bestätigungsnachricht in der Form einer
SMS oder von USSD wird zum Betreiber gesendet, wenn die Heimatbereichsdaten
gespeichert worden sind. Falls erforderlich, bestätigt der
Betreiber die Verwendung der Ortsgebühren und lokalen Dienste.
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Beim Einschalten und am Anfang jedes
Anrufs überprüft die Mobilstation
ihren aktuellen Ort, indem sie die Daten, die sie empfängt, mit
den Heimatbereichs-Definitionsdaten vergleicht. Die Mobilstation
berichtet außerdem
dem Zellennetz, ob sich die Mobilstation innerhalb ihres Heimatbereichs
befindet. Dies wird außerdem
dem Anwender durch eine Nachricht auf der Anzeige der Mobilstation,
durch eine Photodiode und/oder durch einen Ton angezeigt.
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In einigen Fällen kann die/der Anwenderin/Anwender
der Mobilstation ihren/seinen Heimatbereich an einem Ort definieren,
der sich vom vorausgehenden Ort unterscheidet, z. B. zurückzuführen auf Änderungen
im Zellennetz. Dies wird jedoch immer dem Betreiber berichtet, so
daß ein
Mißbrauch dieses
Merkmals verhindert wird.
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Das durch die Mobilstation verwendete
Verfahren, um den Heimatbereich zu erfassen, ist im wesentlichen
in der Art, die in 2 gezeigt
ist.
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Während
eines Anrufs werden die Zeitvoreilung TA und die von der Mobilstation
von den Nachbarbasisstationen empfangenen Signalstärken überwacht,
um zu wissen, ob sich die Mobilstation innerhalb ihres Heimatbereichs
befindet. Wenn beobachtet wird, daß sich die Mobilstation aus
ihrem Heimatbereich hinaus bewegt, zeigt dies die Mobilstation zuerst
dem Anwender an, wobei sie dann den "Heimatbereichs"-Merker ausschaltet
(siehe 2) und dies dem
Zellennetz meldet. Eine Folge von diesem ist, daß die Anruftarife und -dienste
entsprechend dem Heimatbereich nicht mehr verfügbar sind. Der Anruf wird fortgesetzt
oder beendet, abhängig
von den Bedingungen im Vertrag mit dem Betreiber.
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Vorzugsweise werden die empfangenen
Signalstärken
und die Zeitvoreilung über
eine bestimmte Zeit gemittelt, so daß nur langfristige bestimmte Änderungen
eine Entscheidung über
den Heimatbereich verursachen. Außer den Daten der aktuellen Zelle
werden Daten vorzugsweise nur von einer bestimmten Nachbarzelle
oder von bestimmten Nachbarzellen gesammelt, die für die Bestimmung
des Ortes am besten geeignet sind. Es werden z. B. diejenigen Zellen
mit den höchsten
empfangenen Signalstärken
verwendet, während
die Zellen mit Signalstärken,
die unter eine bestimmte Grenze fallen, ignoriert werden. Falls
erforderlich, werden die empfangenen Signalstärken für jede Zelle gewichtet, z.
B. auf der Grundlage des Abstands einer bestimmten Zelle von der
Mobilstation.
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3 zeigt
bestimmte Funktionsblöcke
der Mobilstation gemäß der Erfindung
als einen Blockschaltplan. Der Blockschaltplan zeigt einen Prozessor 13,
der die Heimatbereichsdaten verarbeitet, einen Speicher 14,
der die Programme und die Heimatbereichsdaten speichert, einen Hochfrequenzabschnitt
(HF-Abschnitt) 15, der die Heimatbereichsdaten sendet und
empfängt,
eine Tastatur 16, um die Definition der Heimatbereichsdaten
einzuleiten, eine Anzeige 17, die das Ergebnis darstellt,
und einen Datenbus 18, der die Kommunikation zwischen den
Blöcken
verwirklicht.
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4 zeigt
eine grundlegende Figur des Verfahrens gemäß der Erfindung in einer kartenartigen
Darstellung. Die Mobilstation 19 empfängt die Funkübertragungen
von den Basisstationen 20a, 20b, 20c.
Die Funkübertragungen
enthalten die obenerwähnten
codierten Heimatbereichsdaten, die gespeichert werden. Gleichzeitig
bestimmt die Mobilstation 19 die Abstände von der Mobilstation 19 zu den
Basisstationen 20a, 20b, 20c auf der
Grundlage der empfangenen Funkübertragungen.
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Um eine Verwendung gemäß dem Vertrag
zu sichern, verwendet ein Zellennetz einen Verwaltungsprozeß, der die
Statistiken über
die Heimatbereichseinstellungen sammelt, die in der Mobilstation vorgenommen
wurden. Die Verwendung erfolgt gemäß dem Vertrag, wenn der Heimatbereich
immer so definiert ist, daß er
der gleiche ist.
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Der Heimatbereich muß neu definiert
werden, wenn der Betreiber des mobilen Netzes die Netzstruktur ändert. Dies
wird dem Anwender angezeigt. Die/der Anwenderin/Anwender kann ihre/seine Heimatbereichsmerkmale
abermals verwenden, wenn sie/er die Neudefinition ausgeführt hat.
Die Definition wird alternativ automatisch durch die vom Netz zur
Mobilstation übertragenen
Daten ausgeführt.
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Außer den obenerwähnten absoluten
Größen oder
statt dieser Größen kann
der Heimatbereich unter Verwendung relativer Größen bestimmt werden, die sich
auf die Basisstationen beziehen. Bevorzugt wird dann die Differenz
der RSS-Pegel der verschiedenen Basisstationen als ein Kriterium
verwendet. Die beobachtete Zeitdifferenz (OTD) der von den Basisstationen
empfangenen Signale wird außerdem verwendet,
falls im mobilen Netz das Zeitdifferenzverfahren verwendet wird.
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Die Heimatbereichsdaten werden alternativ in
der Mobilstation nur verwendet, um die eigenen Funktionen der Mobilstation
an den Heimatbereich in Übereinstimmung
mit den Anforderungen der Vorrichtung oder des Anwenders anzupassen.
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Das oben dargestellte Beispiel des
Betriebs des Verfahrens gemäß der Erfindung
ist in einem GSM-Mobilsystem beschrieben, das System kann aber außerdem irgendein
anderes übliches
mobiles PLMN-Netz (öffentliches
Landfunknetz) sein.
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Die Erfindung ist nicht eingeschränkt, daß sie nur
die oben dargestellten Beispiele der Ausführungsformen betrifft, sondern
es sind viele Modifikationen innerhalb des in den Ansprüchen definierten
Erfindungsgedankens möglich.