ES2219881T3 - Sistema de comunicacion sin hilos compatible con un sistema de comunicacion movil publico. - Google Patents
Sistema de comunicacion sin hilos compatible con un sistema de comunicacion movil publico.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN SISTEMA DE COMUNICACION INALAMBRICA QUE, EN UN INTERFAZ DE RADIO, ES SUSTANCIALMENTE COMPATIBLE CON UN SISTEMA PUBLICO DE COMUNICACION MOVIL DOTADO DE AL MENOS UNA FUNCION DE AUTENTICACION, EN EL CUAL LA ESTACION BASE DEL SISTEMA INALAMBRICO DE COMUNICACION ESTA DOTADA DE DISPOSITIVOS PARA LEER Y ESCRIBIR INFORMACION DE/EN MODULOS DE IDENTIFICACION, Y VA EQUIPADA CON UN SOFTWARE APROPIADO, DE MANERA QUE PUEDAN DISPONERSE FUNCIONES DE REGISTRO DE LUGAR PROPIO (RLP) O CENTROS DE AUTENTICACION (CAU) JUNTO CON LOS DATOS REGISTRADOS EN EL MODULO DE IDENTIFICACION. EN EL MODULO DEL SISTEMA DE IDENTIFICACION SE REGISTRAN IGUALMENTE PARAMETROS COMPLETOS Y NO MANIPULATIVOS DE INICIALIZACION DE LAS ESTACIONES INALAMBRICAS BASE QUE EL OPERADOR DE LA RED DESEE MANTENER BAJO CONTROL.
Description
Sistema de comunicación sin hilos compatible con
un sistema de comunicación móvil público.
La presente invención se refiere a un sistema de
comunicación sin hilos, compatible con un sistema de comunicación
móvil, y a un procedimiento para el funcionamiento del mismo según
el preámbulo de la reivindicación principal.
En los sistemas de comunicaciones móviles
actuales, hay una clara diferencia entre sistemas de telefonía
móvil pública, tales como, por ejemplo, el sistema GSM, y sistemas
de comunicación sin hilos privados, que funcionan, por ejemplo,
según el estándar digital DECT. Esto ha llevado a diferentes
sistemas de aparatos que son apropiados para el funcionamiento de la
telefonía móvil o para el funcionamiento sin
hilos.
hilos.
Se han realizado ya ensayos para construir
aparatos terminales, especialmente terminales de telefonía móvil,
que son apropiados para el funcionamiento en dos sistemas de
comunicación móvil distintos. Debido a la incompatibilidad de los
diferentes estándares, esto lleva, sin embargo, a soluciones
complicadas y caras para el usuario.
Otro punto de partida radica en preparar la
estación base de un sistema de comunicación sin hilos, de tal manera
que ésta sea compatible en un sistema de comunicación móvil público,
es decir, que pueda comunicar con terminales móviles convencionales
del sistema de comunicación móvil público. Sin embargo, faltan
propuestas de solución adecuadas para la realización, por ejemplo,
de las funciones de seguridad necesarias. Un problema radica en que
la estación base del sistema de comunicación sin hilos está unida
con una red fija de hilo, de tal manera que no es posible una
influencia directa de la estación base a través del sistema de
comunicación móvil.
El documento
WO-A-95/24106 se ocupa de un sistema
de comunicación personal seguro que se basa en una estación base
conectada a la red móvil pública, que permite un funcionamiento de
los terminales del sistema de comunicación móvil. La seguridad de
la comunicación se garantiza por el empleo del procedimiento de
autentificación usual en el sistema de comunicación móvil, estando
unida la estación base a través de la red fija pública con los
equipos de seguridad del sistema de comunicación móvil, e
intercambia con estos informaciones de seguridad, para permitir un
registro del terminal móvil en la estación base. Este procedimiento
se basa en un intercambio de las secuencias de autentificación entre
los terminales móviles y la estación base, por una parte, y entre
la estación base y los equipos de la red de comunicación móvil, por
otra.
Por el documento
WO-A-95/02927 se conoce un
procedimiento para el mando de los equipos de transmisión/recepción
de sistemas de comunicación móvil. Para ello, el equipo de
transmisión/recepción está dotado de dispositivos para la lectura
de una llamada Smart Card, en la que se almacena información sobre
las posibilidades de utilización de los equipos de
transmisión/recepción, de las frecuencias liberadas por los
operadores de los sistemas de comunicación.
El objetivo de la presente invención es proponer
un sistema de comunicación sin hilos con funciones de seguridad,
pero compatible con un sistema de comunicación móvil público y que
permita la utilización de los correspondientes terminales
móviles.
Otro objetivo consiste en que el sistema de
comunicación sin hilos, a pesar de sus características como sistema
privado, debe presentar la posibilidad de estar preparado y
funcionar bajo el control del correspondiente operador de red y de
comunicación
móvil.
móvil.
Para la consecución de los objetivos propuestos,
se caracteriza la invención mediante las propiedades de las
reivindicaciones principales.
La esencia de la invención consiste en que la
estación base del sistema de comunicación sin hilos está dotado de
un aparato de lectura/escritura adecuado, con el cual se pueden
leer y escribir informaciones convencionales de los módulos de
identificación, entendiendo como tales, por ejemplo, tarjetas chip,
SIM (Subscriber Identity Modules), y en general todos los soportes
de datos activos que almacenan y procesan información. Junto con un
software adecuado y los datos depositados en el módulo de
identificación, ahora la estación base del sistema de comunicación
sin hilos está en condiciones de llevar a cabo las funciones de una
estación base de la red de comunicación móvil, con funcionalidad de
autentificación, más exactamente, las funciones de un registro de
posiciones base (HLR: Home Location Register) o una central de
autorización (AUC: Authentication Center). De este modo puede cada
uno de los terminales móviles autorizados para el uso registrarse
en la estación base del sistema de comunicación sin hilos y
comunicar a través de la red fija.
En adelante, el concepto "estación base" se
refiere, siempre que no se indique lo contrario, a la estación base
del sistema de comunicación sin hilos.
A continuación se describen algunos de las muchas
posibilidades de la idea inventiva con el ejemplo de un sistema de
comunicación móvil GSM. La invención, sin embargo, no está limitada
al sistema de comunicación móvil GSM.
Con la implementación de uno o varios lectores o
registradores de tarjetas chip y una tarjeta chip SIM usual en la
estación base del sistema de comunicación sin hilos, se consigue
que el funcionamiento de la estación base trabaje bajo control del
correspondientes operador de red GSM y que el abonado en el
"Servicio sin hilo GSM" se le ofrezcan características de
seguridad, como, por ejemplo, autentificación y codificación de los
datos de las conversaciones, como en el servicio de la red de
telefonía móvil GSM. Es importante que la tarjeta chip necesaria
para el funcionamiento de la estación base, se expida sólo por el
operador de la red, como es usual también con los terminales
móviles GSM.
La tarjeta chip utilizada en la estación base se
hace cargo para ello, junto con un software adecuado implementado
en la estación base, de la función del registro de posiciones base
(HLR) o la central de autorización (AUC), es decir el terminal
móvil se autentifica sólo frente a la estación base del sistema sin
hilos y no, como es usual, frente a la red de telefonía móvil. Con
ello mediante el software implementado en la estación base se genera
un número aleatorio, que se convierte con la clave K_{j}
depositado en ambas tarjetas chip, la tarjeta chip de la estación
base y en la tarjeta chip del terminal móvil, y el algoritmo A3
específico del sistema GSM en una respuesta SRES (resultados de
autentificación). Con una coincidencia de los dos resultados de
autentificación de la estación base y del terminal móvil, la
autentificación es eficaz. Este proceso de autentificación es igual
que el del sistema GSM.
Mediante el mismo número aleatorio se deduce con
la clave K_{j} y en algoritmo A8 de forma conocida la clave
K_{c}, que se utiliza para la codificación de la comunicación en
la interfaz radio en el funcionamiento sin hilos (como con el
sistema GSM).
Junto a los datos específicos usuales de
personas, se pueden depositar, de forma no manipulable, en la SIM
de la estación de base, todavía datos adicionales, como, por
ejemplo, las frecuencias permitidas, las potencias de salida
máximas admisibles para la estación de base y el terminal, los
servicios suplementarios (telefonía, transmisión de datos, fax,
etc.) y todos los otros parámetros de inicialización, sobre los que
puede tener influencia el operador de la red y aquellos que puede
utilizar la estación base. Esto corresponde, por lo menos para los
servicios, de la administración de autorización conocida en el
registro de posiciones base (HLR) de una red de telefonía móvil
GSM.
Mediante la gestión adecuada de las claves se
puede conseguir que varios usuarios, por ejemplo, miembros de una
familia, puedan comunicar a través de una misma estación base. Para
ello se ha previsto como primera posibilidad que cada miembro que
quiera utilizar la estación base utilice su segunda tarjeta SIM, que
se puede enchufar en la estación base. La estación base necesita
para ello varios lectores de tarjetas.
Otra posibilidad consiste en que se almacene en
la tarjeta SIM de la estación base datos y claves para varios
abonados.
Además, es imaginable una clave del grupo en
estación base, que permita la autentificación de varios abonados
individuales.
Es importante que la tarjeta chip empleada en la
estación base en la zona del núcleo contenga información idéntica,
como la tarjeta chip del terminal móvil GSM que funciona con la
estación base. Sólo si los datos de usuarios personales,
especialmente las funciones de seguridad coinciden en ambas
tarjetas, puede autentificarse un terminal móvil en estación base y
registrarse.
Al rescindir las relaciones regulares abonado -
GSM se borran en la tarjeta SIM del terminal móvil, preferentemente
a través de la interfaz GSM, la autorización para comunicar con la
estación base. De este modo ya no es posible otro funcionamiento de
estación base en la frecuencia correspondientes liberada por el
operador de red específico, ya que él terminal móvil ya no se puede
autentificar en la estación base.
Una posible forma de realización prevé, además,
que la estación base contenga un temporizador (timer) que está
programado por el operador de la red para un determinado tiempo, y
con la utilización de la estación base por el abonado se repone
cada vez automáticamente. En caso de no utilizarse la estación
base, por ejemplo, después de rescindir la relación de abonado,
pierde la estación base después de transcurrido un pedido del
tiempo programado la autorización de utilizar el transmisor en la
frecuencia del sistema de comunicación móvil. Si la estación base no
se utiliza durante largo tiempo, se puede congelar la función del
temporizador mediante la desconexión de la estación base.
En caso de que el abonado, por ejemplo, antes de
empezar unas largas vacaciones haya olvidado desconectar la
estación base y ésta se ha desactivado automáticamente, entonces se
ha previsto la posibilidad, dentro de una ventana de tiempo
definido, de un restablecimiento de emergencia.
Para la realización de una estación base GSM
compatible ésta está equipada primeramente con un lector de tarjetas
para las tarjetas GSM-SIM. Además la estación base
debe estar en condiciones de emitir y recibir en las frecuencias
estándar GSM. El mando de las funciones de la estación base tiene
lugar a través de un software adecuado, como, por ejemplo, se
utiliza en los terminales GSM y que realiza la autentificación
usual GSM y otras funciones.
Los terminales de móvil propiamente dichos
precisan sólo reducidas modificaciones de la técnica de
software.
La figura 1 muestra esquemáticamente una
constelación física a título de ejemplo del sistema según la
invención;
la figura 2 muestra esquemáticamente una
constelación lógica a título de ejemplo del sistema según la
invención.
En la figura 1 se han representado
esquemáticamente algunos equipos del sistema de comunicación móvil.
Hay un terminal móvil 3, que se encuentra en el área de servicio de
una estación base 4 del sistema de comunicación móvil y que puede
comunicar con éste a través de la interfaz radio de forma
codificada. La estación base 4 del sistema de comunicación móvil
está unido con una central de comunicación 5, que tiene acceso a
una red publica fija 9. Además, la central de comunicación 5 está
en contacto con el registro de posiciones base (HLR) y la central
de autorización (AUC) de la red de telefonía móvil. Si el terminal 3
desea registrarse en la red de comunicación móvil, entonces se
realiza de forma conocida dentro del registro de posiciones base o
de la central de autorización 6 una autentificación del terminal
móvil 3.
Además, se representa una estación base 1 (HBS)
unida a una red fija 2 (PSTN, ISDN) pública por conductores de un
sistema de comunicación sin hilos. Debido a la reducida potencia de
salida, la zona de alimentación de la estación base es
relativamente pequeña. En general se encuentra la estación base 1,
dentro de la zona de abastecimiento de una o varias estaciones base
4 de una red de comunicación móvil pública.
Como se ha representado en la figura 2, él
terminal móvil 3 se autentifica con el funcionamiento de telefonía
móvil a través de la red de telefonía móvil, y concretamente con
ayuda de una clave de identificación específica (clave K_{j}) que
está depositado, por una parte, en la tarjeta SIM 8 del terminal
móvil 3 y, por otra, en el registro de posiciones base 6 (HLR) o la
central de autorización (AUC) del sistema de comunicación
móvil.
Según la invención, la estación base 1 del
sistema de comunicación sin hilos, está ahora dotada de un módulo
de identificación 7, (por ejemplo, asimismo con una tarjeta SIM) y
un software adecuado, para reconocer, junto con el módulo de
identificación 7, los datos depositados, las mismas funciones y las
tareas, que reconocen el registro de posiciones base o la central de
autorización del sistema de comunicación móvil, de tal manera que
él terminal móvil 3 siempre que se encuentre en el área de servicio
del sistema de comunicación sin hilos y tenga una autorización
puede autentificarse, registrarse y comunicar de forma codificada
con la estación base correspondiente 1.
Esto es sólo posible si las zonas esenciales de
los datos del módulo de identificación 7, utilizado en la estación
base 1, es idéntico a los datos depositados en la tarjeta chip
(SIM) del terminal móvil autorizado 3.
De acuerdo con la invención, la estación base 1
del sistema sin hilos ahora compatible con el sistema de
comunicación móvil, es decir, en el modo standby, envía a la
estación base 1 del sistema sin hilos periódicamente una
identificación específica, para mostrar su presencia y
disponibilidad de servicio. El terminal móvil 3 capta la banda de
frecuencia según la identificación específica de la estación base
1. Si el terminal móvil 3 llega a la base de abastecimiento de la
estación base 1 y recibe su identificación, sin perturbaciones, el
terminal móvil 3 tratará de registrarse en la forma descrita en la
estación base 1. Para ello se intercambian mensajes de
autentificación y de inicialización entre la estación base 1 y
terminal móvil 3 como en el sistema GSM. Si la autentificación ha
sido eficaz el móvil 3 puede comunicar, a través de la red fija 2,
sin desvío a través de la red de comunicación móvil.
Naturalmente es también posible que los
terminales móviles autorizados 3 sin ayuda de una red fija pública
2, 9 o de la red de comunicación móvil puede comunicar entre ellos
de forma codificada a través de la estación base 1 de la red de
comunicación sin hilos.
Claims (10)
1. Procedimiento para el funcionamiento de un
sistema de comunicación sin hilos con un terminal móvil (3) de un
sistema de comunicación móvil público, con una estación base (1)
unida con la red fija publica (2), que en la interfaz radio es
compatible con el sistema de comunicación móvil, que presenta por lo
menos una función para la autentificación, caracterizado
por
una lectura/escritura de informaciones a través
de la estación base (1), de un módulo de identificación (7) de las
zonas de los datos utilizado en la estación base (1) un dispositivo
de lectura/escritura sean idénticas a los datos depositados en la
tarjeta chip (SIM) de un terminal móvil (3) de acceso autorizado y
comprende, por lo menos, una clave K_{j}, un algoritmo A3 y un
algoritmo A8,
el procesado de los datos leídos mediante un
software implementado en la estación base (1),
la autentificación del terminal móvil (3) frente
a la estación base (1) por la transmisión de los datos leídos y
procesados por el módulo de identificación (7) a través de la
interfaz radio, haciéndose cargo la estación base (1) de las mismas
funciones y tareas, como el registro de posiciones base o la
central de autorización del sistema de comunicación móvil, y
con la autentificación eficaz, funcionamiento del
terminal móvil (3) a través de la red fija publica (2).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el operador de la red del sistema de
comunicación móvil puede bloquear la autorización del terminal
móvil (3) para el registro en la estación base (1) del sistema de
comunicación sin hilos.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque por lo menos en un módulo de
identificación (7), junto a los datos individuales del abonado para
la autentificación, se han depositado de forma no manipulable otros
datos, concretamente las frecuencias permitidas, la potencia de
salida máxima admisible para la estación base (1) y el terminal
móvil (3), los servicios admisibles y todos los otros parámetros de
información, sobre los cuales el operador de la red quiere tener
influencia y son especificaciones marco para el funcionamiento de la
estación base (1) del sistema de comunicación sin hilos.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la interfaz
radio de la estación base (4) del sistema de comunicación sin hilos
funciona en el espectro de frecuencia de un sistema de comunicación
móvil público.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la interfaz
radio emplea una codificación de los datos transmitidos.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la estación
base (1) contiene un temporizador, que está programado por el
operador de red a un determinado tiempo, y que con la utilización
legal por el abonado de la estación base (1) siempre se pone a cero
por el automáticamente, perdiendo la estación base la autorización,
en casos de no utilización, es decir, después de transcurrido el
período de tiempo programado en el temporizador, de utilizar el
transmisor en las frecuencias del sistema de comunicación móvil.
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque con la desconexión automática de la
estación base (1) por la marcha del temporizador se ha previsto la
posibilidad de un restablecimiento de emergencia del operador.
8. Procedimiento según la reivindicación 7,
caracterizado porque el restablecimiento de emergencia del
funcionamiento de la estación base (1) sólo es posible dentro de
una ventana de tiempo definido.
9. Sistema de comunicación sin hilos para el
funcionamiento de un terminal móvil (3) de un sistema de
comunicación móvil público, con una estación base (1) unida con la
red fija publica (2), que es compatible en la interfaz radio con el
sistema de comunicación móvil, que presenta por lo menos una función
para la autentificación, caracterizado por
un dispositivo de lectura/escritura dispuesto en
la estación base (1) para la lectura/escritura de informaciones
de/o sobre por lo menos un módulo de identificación (7),
comprendiendo datos del módulo de identificación (7) utilizado en
la estación base (1) idénticos a los datos depositados en la
tarjeta chip (SIM) de un terminal (3) autorizado para acceso y por
lo menos comprende una clave K_{j}, un algoritmo A3 y un
algoritmo A8, y
un software implementado en la estación base (1)
para el procesado de los datos leídos y para la autentificación del
terminal móvil (3) frente a la estación base (1) mediante los datos
leídos y procesados por el módulo de identificación (7) y
transmitidos a través de la interfaz radio del terminal móvil,
haciéndose cargo la estación base (1) de las mismas funciones y
tareas que el registro de posiciones base o la central de
autorización del sistema de comunicación móvil.
10. Sistema de comunicación sin hilos según la
reivindicación 9, caracterizado porque como módulo de
identificación (7) se pueden emplear las tarjetas chip (SIM)
utilizadas en los sistemas de comunicación móvil, tales como por
ejemplo según ISO ID-1, ID-000, DCS
1800, PCS 1900.
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