ITTS20040004U1

ITTS20040004U1 - Metodo e dispositivo per il riconoscimento di apparati disturbatori in sistemi wireless e servizio di sicurezza associato.

Info

Publication number: ITTS20040004U1
Authority: IT
Inventors: Fabio Deperini; Miran Locatelli; Yossi Moscovitz
Original assignee: Dai Telecom Spa
Priority date: 2004-05-17
Filing date: 2004-05-17
Publication date: 2004-08-17

Description

DESCRIZIONE

Metodo e dispositivo per il riconoscimento di dispositivi disturbatorì in sistemi wireless e servizio di sicurezza associato.

Campo tecnico

II metodo qui descritto trova applicazione in dispositivi di telecomunicazioni wireless e di telefonia cellulare. In particolare quelli in cui la presenza di dispositivi disturbatori può compromettere l'affidabilità e la funzionalità dell'intero sistema e per tale motivo il disturbo deve essere riconosciuto per poter intraprendere eventuali contromisure.

Si applica così a stazioni mobili GSM/GPRS, normate secondo ETSI GSM e GPRS, inserite ad esempio in sistemi di sicurezza/allarme in cui la presenza di dispositivi disturbatori atti ad inibire le comunicazioni può costituire un evento di grave pericolo. Per porre rimedio a questa situazione nasce il metodo e il conseguente dispositivo atto a riconoscere e segnalare la presenza di apparati disturbatori, e viene indicato il modo per attivare le contromisure per garantire la comunicazione nei sistemi di sicurezza/allarme.

Tecnica preesistente

E’ nota e diffusa la tecnica per inibire la funzionalità di stazioni mobili GSM/GPRS (1) in determinate aree, precludendo la connessione di detta stazione mobile (1) con la stazione base (3). Tale tecnica di inibizione, prevede che un dispositivo disturbatore (2) irradi sui canali utilizzati dalla stazione mobile (1), un segnale di sufficiente potenza (4), associato eventualmente anche ad un codice ciclico di una certa lunghezza. Tale segnale (4) si sovrappone a quello (5) emesso dalla stazione base (3), confondendolo. La stazione mobile (1) non sarà quindi più in grado di decodificare il segnale della stazione base (3). In questa situazione le stazioni mobili (1) risulteranno completamente sconnesse dalla rete di comunicazione, non potendo né ricevere né attivare connessioni telefoniche.

Questa tecnica diventa una grave minaccia per i dispositivi wireless che sono associati anche a sistemi di sicurezza/allarme.

In questi casi si prevede un sistema atto a rilevare questo disturbo, e permettere l’attivazione di opportune contromisure.

Da ricerche effettuate, non sono stati individuati dispositivi e metodi integrati in dispositivi wireless, GSM/GPRS in particolare, per il riconoscimento e la segnalazione della presenza di apparati disturbatori, né contromisure aventi le caratteristiche di quelle proposte nel presente trovato.

Esposizione dell'invenzione

Metodo per il riconoscimento della presenza di dispositivi disturbatori. L'innovazione proposta consiste nel dotare le stazioni mobili (1) di un sistema per il monitoraggio, la rilevazione e la segnalazione della presenza di apparati disturbatori (2).

L'innovazione introdotta dal trovato consiste nel far effettuare alla stazione mobile (1) delle misure di potenza in alcuni o tutti i canali dello spettro assegnati al sistema in questione. Successivamente, nei canali in cui la potenza misurata è superiore ad una certa soglia (8) oltre la quale il segnale è significativamente maggiore del possibile rumore di fondo (7) (MNPL), viene effettuata una ricerca del segnale modulato coerentemente al sistema in questione. Nel caso in cui non si decodifichi nessuna informazione nel canale in questione questo viene considerato un canale "disturbato". Se alla fine o durante il controllo, il numero di canali "disturbati", nel senso appena definito, risulta maggiore di un numero stabilito di canali minimo (DCMN) allora viene indicata la presenza di un dispositivo disturbatore.

Il metodo così definito è adattabile tramite la corretta impostazione dei suoi parametri:

1- livello di potenza minimo su cui ricercare il segnale modulato (significativamente non rumore di fondo) - MNPL

2- numero minimo di canali "disturbati" - DCMN

L'adattamento in questione si riferisce alle diverse esigenze di precisione di rilevamento di apparati disturbatori (2), e di rapidità di intervento in termini di contromisure da applicare.

Nel caso particolare di sistemi GSM/GPRS, la procedura di ricerca di dispositivi disturbatori (2) può essere integrata nelle normali operazioni di monitoraggio della rete e dei canali adiacenti effettuate in modalità standard dalle stazioni mobili (1), rendendo realizzabile la sua applicazione. Inoltre, una volta riconosciuta la presenza di un apparato disturbatore (2), è possibile intraprendere azioni di emergenza per comunicare tale stato verso la stazione base (3).

Il metodo per il riconoscimento di dispositivi disturbatori (3) descritto nel presente trovato, nel caso particolare di un sistema GSM / GPRS, è rappresentato dal diagramma di flusso riportato in fig 3).

Indicazione alla rete GSM/GPRS della presenza di dispositivi disturbatori.

L'invenzione in questione si basa sull'assunto che la stazione mobile (1) riesca ad effettuare correttamente le procedure di registrazione presso la rete di telecomunicazione attraverso la stazione base (3), ed il dispositivo disturbatore (2) inizi a disturbare le comunicazioni in tempi successivi.

A seconda del sistema e configurazione della cella (che utilizza i canali logici CCCH o PCCCH), per la comunicazione della presenza di dispositivi disturbatori, si propone di utilizzare sul canale di comunicazione (5), i canali logici corrispondenti:

- per il GSM, il RACH (definito in ETSI GSM 04.08)

- per il GPRS, il PRACH (definito in ETSI GSM 04.60 - GPRS) Rispetto allo standard ETSI citato, si propongono in particolare le seguenti modifiche:

1) nel caso di canale di controllo CCCH si utilizza il RACH avente modificato II campo "Information field" del messaggio di "channel request", che viene esteso, in particolare viene definito un nuovo messaggio indicato come Jammed Condition Reporting (JRD). Come nell’esempio della tabella di fig. 4), il messaggio JRD può essere indicato dai bit: OHOOxxx, dove i 3 bit meno significativi indicano la classe del dispositivo che ha originato il segnale di notifica della presenza di disturbatori. La tabella di fig. 6) ad esempio associa alla codifica dei bit xxx la classe del dispositivo che origina la segnalazione. Tale classe (da 0 a 7) può identificare la priorità e l’importanza della stazione mobile (1): più alto è il numero, più alta è la criticità del dispositivo in questione, e quindi maggiore è l’attenzione che il servizio deve prestare alla segnalazione. Il bit LSB indica se il dispositivo è fisso (1) o mobile (0). Ovviamente vale il concetto di base, e non è vincolante la codifica proposta.

2) Nel caso di canale di controllo PCCCH si utilizza il PRACH avente modificato II campo "Information field" del messaggio di "packet channel request" che viene esteso, in particolare viene definito un nuovo messaggio individuato come Jammed Condition Reporting (JRD). Come nell’esempio della tabella di fig. 5), il messaggio JRD può essere indicato dai bit 111111ZZxxx nel caso della codifica a undici bit, o 01111xxx nel caso della codifica ad otto bit, dove i tre bit meno significativi indicano la classe del dispositivo che ha originato il segnale di notifica della presenza di disturbatori, e quelli individuati da ZZ sono posti entrambi ad 1 , riservando le altre configurazioni per scopi futuri. La tabella di fig.

6), già caratterizzata nel precedente paragrafo, associa alla codifica dei bit xxx la classe del dispositivo che origina la segnalazione. Ovviamente vale il concetto di base, e non è vincolante la codifica proposta.

Servizio associato

Una volta che l’informazione della presenza di un disturbatore viene inviata alla stazione base (2), e conseguentemente viene ricevuta da un Gestore di Servizi, questo può attuare delle contromisure che si configurano in un servizio offerto agli utenti.

Tale servizio si può basare sul principio che se una stazione mobile (1) è accampata su una determinata stazione base (3) del Gestore del Servizio, nel caso in cui essa informi detta stazione base (3) di essere disturbata da un dipositivo disturbatore (2), il Gestore del Servizio può ordinare una procedura di “location update immediato”, o altra similare, così come definito nelle specifiche ETSI GSM/GPRS, selettivamente a tutte le stazioni mobili (1) identificate da una particolare classe (come proposto ad esempio da fig 6) e accampate su quella particolare stazione base (3). La stazione mobile (1) che è disturbata, e sa di esserlo, non risponde a tale procedura. In questo modo il Gestore del Servizio può monitorare lo stato delle stazioni mobili (1) in quanto al momento della segnalazione è a conoscenza che la stazione mobile (1) in precedenza era accampata: nel caso essa non risponda, è presumibile che essa sia disturbata.

Inoltre se l’allarme viene lanciato da una stazione mobile di cui è certa la posizione, è possibile effettuare un controllo sullo stato stesso della stazione mobile, li servizio può essere più efficiente grazie alla caratterizzazione della classe della stazione mobile, come proposto in fig. 6), individuando priorità di interventi, e personalizzando tali interventi distinguendo se la stazione mobile ha posizione fissa o mobile.

Descrizione dei disegni

Figura 1: individua la configurazione della stazione mobile (1), connessa mediante un radiocollegamento (5) ad una stazione base (3), che viene interessata da un dispositivo disturbatore (2) che agisce con un radiocollegamento (4). Il dispositivo disturbatore (2) si trova usualmente nelle vicinanze della stazione mobile (1 ).

Figura 2: Indica la configurazione relativamente alle varie frequenze, delle potenze dei segnali ricevuti dalla stazione mobile (1). I diagrammi aventi configurazione simile a (6), sono associabili ai canali della stazione base (3). Il rumore avente livello (7) è associato ad una situazione normale, il rumore avente livello (8) è associato ad una situazione in cui un apparato disturbatore sta agendo sulla stazione mobile (1).

Figura 3: è il diagramma di flusso del metodo che attua il presente trovato.

Figura 4: contiene le modifiche proposte al campo “Information field” del messaggio di “channel request” sul RACH.

Figura 5: contiene le modifiche proposte al campo “Information field” del messaggio di “channel request” sul PRACH, sia nel formato a undici bit che ad otto bit (una tabella per ciascuna delle due configurazioni).

Figura 6: contiene l'identificazione della classe del dispositivo che viene inserito nel messaggio di “channel request” .

Acronimi

CCCH: Common Control CHannel

DCMN: Disturbed Channels Minimum Number

ETSI: European Telecommunication Standard Institute GSM: Global System for Mobile Communication

JRD: Jammed Condition Reporting

LSB: Least Significant Bit

M2M: Machine To Machine

MNPL: Maximum Noise Power Level

PCCCH: Packet Common Control CHannel

PRACH: Packet Random Access CHannel

RACH: Random Access CHannel

Modo migliore per attuare l'invenzione

Il modo migliore per attuare l’invenzione consiste intervenendo sul software di sistema, modificando il programma di controllo della stazione mobile (1) e introducendo la funzionalità individuata dal diagramma di flusso di fig. 3).

Applicabilità industriale

Il trovato può essere applicato in tutti i terminali d'utente, in particolare se sono applicati a servizi legati alla sicurezza. Per le stazioni mobili ci si può riferire a dispositivi orientati alle funzionalità M2M, in particolare i cosiddetti moduli GSM/GPRS.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo applicato ad una stazione mobile GSM/GPRS (1), in grado di riconoscere se detta stazione mobile (1) è interessata dagli effetti di un dispositivo disturbatore (2) la cui azione porta ad inficiare la connessione (5) che la stazione mobile (1) ha con la stazione base (3).
2. Metodo e dispositivo, come da rivendicazione 1), in cui il riconoscimento di un dispositivo disturbatore (2) è ottenuto mediante la misura della potenza del segnale ricevuta dalla stazione mobile (1) in tutti o alcuni dei canali dello spettro assegnati al sistema in questione, e valutato secondo lo schema del diagramma di flusso di fig. 3).
3. Metodo e dispositivo come da rivendicazione 2), in cui se la valutazione della potenza misurata dalla stazione mobile (1) nei canali di radiocollegamento è superiore ad una certa soglia (8) oltre la quale il segnale è significativamente maggiore del possibile rumore di fondo (7) (MNPL), viene effettuata una ricerca del segnale modulato coerente al sistema in questione. Nel caso in cui non si decodifichi nessuna informazione coerente nel canale in questione, questo viene considerato un canale "disturbato".
4. Metodo e dispositivo come da rivendicazione 3), in cui durante la scansione dei possibili canali, il numero di canali "disturbati" misurati come da rivendicazione 3), è maggiore di un numero minimo di canali stabilito (DCMN), allora viene indicata la presenza di dispositivi disturbatori.
5. Metodo e dispositivo come da rivendicazione 2), in cui la misura della potenza dei canali effettuata secondo il metodo di rivendicazione 3), è integrata nelle normali operazioni di monitoraggio della rete e dei canali adiacenti effettuate in modalità standard dalle stazioni mobili.
6. Metodo e dispositivo come da rivendicazione 4), in cui la segnalazione alla stazione base (3) che la stazione mobile (1) è disturbata, avviene tramite l’assegnazione di una decodifica detta di “jammed condition reporting”, associata alla configurazione OHOOxxx, nel campo "Information field" del messaggio di "channel request", che viene appositamente assegnato rispetto alla definizione stanard, come da tabella di fig. 4). Tale decodifica si ha nel caso dello standard GSM qualora si utilizza il canale di controllo CCCH, in cui il RACH risulta modificato rispetto alle standard ETSI.
7. Metodo e dispositivo come da rivendicazione 4), in cui la segnalazione alla stazione base (3) che la stazione mobile (1) è disturbata, avviene tramite l’assegnazione di una decodifica detta di “jammed condition reporting”, associata alla configurazione 111111Z Zxxx nella codifica ad undici bit (Z Z ora posto a 11, ma modificabile per scopi futuri), o alla configurazione 01111xxx nella codifica ad otto bit, nel campo "Information field" del messaggio di "channel request", che viene appositamente assegnato rispetto alla definizione standard, come da tabelle di fig. 5). Tale decodifica si ha nel caso dello standard GPRS qualora si utilizza il canale di controllo PCCCH, in cui il PRACH risulta modificato rispetto alle standard ETSI.
8. Metodo e dispositivo come da rivendicazioni 6) e 7), in cui la classe del dispositivo che origina la segnalazione è codificata dai bit xxx della tabella di fig. 6). Tale codifica (da 0 a 7) identifica la classe della stazione mobile, e di conseguenza la priorità del servizio associato all’importanza del sistema: ad esempio più alto è il numero, più alta è la criticità del dispositivo in questione, e quindi maggiore è l’attenzione che il servizio deve prestare alla segnalazione. Un bit, che può essere il LSB, distingue se il dispositivo è fisso, 1 , o mobile, 0 (o viceversa).
9. Metodo e dispositivo come da rivendicazioni da 1) a 8), in cui è possibile implementare un Servizio grazie al quale un Gestore può attuare delle contromisure nel caso in cui una stazione mobile (1) è sotto l'influenza di un apparato disturbatore (2).
10. Metodo e dispositivo come da rivendicazione 9) in cui il servizio svolto dal Gestore è basato su una procedura di “location update immediato" che viene forzata nel caso in cui il Gestore riceva la segnalazione che il dispositivo mobile è disturbato, come da rivendicazioni 6) o 7). 1. Metodo e dispositivo come da rivendicazione 10) in cui la stazione mobile (1) nel caso in cui sia disturbata, non effettua alcuna risposta alla procedura di “location update immediato”.