PL192616B1 - Sposób eksploatacji bezprzewodowego systemu łączności i bezprzewodowy system łączności - Google Patents

Abstract

1. Sposób eksploatacji bezprzewodowego systemu lacznosci, z ruchomym urzadzeniem koncowym publiczne- go systemu lacznosci ruchomej, ze stacja bazowa polaczo- na z publiczna siecia stala, która w odniesieniu do interfejsu radiokomunikacyjnego jest zgodna z systemem lacznosci ruchomej, dla którego wprowadza sie przynajmniej jedna funkcje identyfikacji, znamienny tym, ze odczytuje sie/ zapisuje sie informacje z/do przynajmniej jednego modulu identyfikacyjnego przez stacje bazowa za pomoca urza- dzenia do odczytu/zapisu, przy czym obszary danych modulu identyfikacyjnego, wykorzystywanego w stacji bazowej, stosuje sie identyczne z danymi przechowywa- nymi na karcie z ukladem scalonym SIM ruchomego urza- dzenia koncowego, uprawnionego do dostepu, przetwarza sie odczytane dane za pomoca srodków w stacji bazowej, identyfikuje sie ruchome urzadzenie koncowe w odniesieniu do stacji bazowej na podstawie danych odczytanych z modulu identyfikacyjnego i przetworzonych, przy czym za pomoca stacji bazowej realizuje te same funkcje i zadania, co rejestr macierzysty lub centrala uprawniajaca systemu lacznosci ruchomej oraz przy pomyslnej identyfikacji, eks- ploatuje sie ruchome urzadzenie koncowe w publicznej sieci stalej. PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób eksploatacji bezprzewodowego systemu łączności i bezprzewodowy system łączności, zgodny z publicznym systemem łączności ruchomej.

W znanych systemach łączności występuje wyraźne rozróżnienie między publicznymi systemami łączności ruchomej, jak na przykład system GSM, i prywatnymi, bezprzewodowymi systemami łączności, które pracują na przykład zgodnie z cyfrowym standardem DECT. Znane są różne systemy sprzętowe, które nadają się albo do radiokomunikacji ruchomej albo do pracy bezprzewodowej.

Miały miejsce próby konstruowania urządzeń końcowych, zwłaszcza ruchomych, które nadawałyby się do pracy w dwóch różnych systemach łączności ruchomej. Ze względu na niezgodność standardów prowadzi to do rozwiązań mało przyjaznych dla użytkownika.

Znane jest także dostosowanie stacji bazowej systemu łączności bezprzewodowej, aby była zgodna z publicznym systemem łączności ruchomej, to znaczy, aby mogła komunikować się ze zwykłymi urządzeniami ruchomymi publicznego systemu łączności ruchomej, jednak brakuje przy tym zapewnienia funkcji bezpieczeństwa. Stacja bazowa bezprzewodowego systemu łączności jest połączona z przewodową siecią stałą tak, że nie jest możliwe bezpośrednie oddziaływanie na stację bazową za pośrednictwem systemu łączności ruchomej.

Znany jest z opisu WO-A-95/24106 osobisty system łączności, oparty na stacji bazowej dołączonej do publicznej sieci stałej dla eksploatacji urządzeń końcowych systemu radiokomunikacji ruchomej. Bezpieczeństwo łączności zapewnia się przez sprawdzanie tożsamości, zwykłe dla systemu radiokomunikacji ruchomej, przy czym stacja bazowa jest połączona za pośrednictwem systemu radiokomunikacji ruchomej z urządzeniami zabezpieczającymi i wymienia poprzez nie informacje bezpieczeństwa dla rejestrowania się urządzenia ruchomego w stacji bazowej. Sposób ten jest oparty na wymianie sekwencji autoryzacji między urządzeniem końcowym łączności ruchomej a stacją bazową z jednej strony i między stacją bazową a urządzeniami sieci łączności ruchomej z drugiej strony.

Znany jest z opisu WO-A-95/02927 sposób sterowania urządzeniami nadawczo-odbiorczymi systemów radiokomunikacyjnych, w którym urządzenie nadawczo-odbiorcze jest wyposażone w czytnik karty inteligentnej, na której są zapamiętane informacje o częstotliwościach wykorzystywanych przez urządzenie nadawczo-odbiorcze i udostępnianych przez operatora systemu radiokomunikacyjnego.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że odczytuje się/zapisuje się informację z/do przynajmniej jednego modułu identyfikacyjnego przez stację bazową za pomocą urządzenia do odczytu/zapisu, przy czym obszary danych modułu identyfikacyjnego, wykorzystywanego w stacji bazowej, stosuje się identyczne z danymi przechowywanymi na karcie z układem scalonym SIM ruchomego urządzenia końcowego, uprawnionego do dostępu, przetwarza się odczytane dane za pomocą środków w stacji bazowej, identyfikuje się ruchome urządzenie końcowe w odniesieniu do stacji bazowej na podstawie danych odczytanych z modułu identyfikacyjnego i przetworzonych, przy czym za pomocą stacji bazowej realizuje te same funkcje i zadania, co rejestr macierzysty lub centrala uprawniająca systemu łączności ruchomej oraz przy pomyślnej identyfikacji, eksploatuje się ruchome urządzenie końcowe w publicznej sieci stałej.

Korzystnie uprawnienia ruchomego urządzenia łączności do rejestrowania się w stacji bazowej bezprzewodowego systemu łączności blokuje się przez operatora sieci.

Korzystnie w module identyfikacyjnym, poza indywidualnymi danymi osobistymi do identyfikacji, przechowuje się, uniemożliwiając manipulację, dane dodatkowe typu dozwolonych częstotliwości, maksymalnych dopuszczalnych wartości mocy wyjściowej dla stacji bazowej i ruchomego urządzenia końcowego, dostępnych usług typu telefonii, transmisji danych, faksymile i wszelkich innych parametrów inicjalizacji, które reguluje się przez operatora sieci i przez które realizuje się ramowe nastawy stacji bazowej bezprzewodowego systemu łączności.

Korzystnie wprowadza się interfejs radiowy stacji bazowej bezprzewodowego systemu łączności, pracujący w widmie częstotliwości publicznego systemu łączności ruchomej.

Korzystnie w interfejsie radiowym wykonuje się szyfrowanie transmitowanych danych.

Korzystnie w stacji bazowej wprowadza się układ czasowy, który programuje się przez operatora sieci na określony czas i który przy każdym uprawnionym wykorzystywaniu stacji bazowej przez abonenta automatycznie ustawia się na nowo, przy czym w razie niewykorzystywania stacji bazowej, po upływie czasu określonego w układzie czasowym, wymawia się stacji bazowej uprawnienie do uruchamiania nadajnika na częstotliwościach systemu łączności ruchomej.

PL 192 616 B1

Korzystnie przy automatycznym wyłączeniu stacji bazowej wskutek zakończenia pracy układu czasowego wprowadza się opcję awaryjnego wznowienia pracy.

Korzystnie awaryjne wznowienie pracy stacji bazowej wprowadza się tylko w określonym okresie czasu.

Bezprzewodowy system łączności według wynalazku charakteryzuje się tym, że stacja bazowa zawiera urządzenie odczytu/zapisu informacji z/do przynajmniej jednego modułu identyfikacyjnego, przy czym obszary danych modułu identyfikacyjnego, wykorzystywanego w stacji bazowej, są identyczne z danymi przechowywanymi na karcie z układem scalonym SIM ruchomego urządzenia końcowego uprawnionego do dostępu i stacja bazowa zawiera środki do przetwarzania odczytanych danych i identyfikacji ruchomego urządzenia końcowego w odniesieniu do stacji bazowej na podstawie danych odczytanych z modułu identyfikacyjnego i przetworzonych, przy czym stacja bazowa ma te same funkcje i zadania, jak rejestr macierzysty lub centrala uprawniająca systemu łączności ruchomej.

Korzystnie moduł identyfikacyjny zawiera karty z układem scalonym SIM.

Zaletą wynalazku jest opracowanie bezprzewodowego systemu łączności z funkcjami zabezpieczającymi, który jest zgodny z publicznym systemem łączności ruchomej i umożliwia wykorzystanie należących do niego ruchomych urządzeń końcowych. Bezprzewodowy system łączności według wynalazku, niezależnie od możliwości wykorzystywania go jako prywatnego systemu łączności, umożliwia dostosowanie i eksploatację pod kontrolą danego operatora sieci łączności ruchomej.

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przykładową strukturę fizyczną systemu według wynalazku i fig. 2 - przykładową strukturę logiczną systemu według wynalazku.

Figura 1 przedstawia w uproszczeniu niektóre urządzenia publicznego systemu łączności ruchomej. System zawiera ruchome urządzenie końcowe 3, które znajduje się w obszarze obsługowym stacji bazowej 4 systemu łączności ruchomej i komunikuje się z nim w sposób szyfrowany przez interfejs radiowy. Stacja bazowa 4 systemu łączności ruchomej jest połączona z centralą 5, która ma dostęp do publicznej sieci stałej 9. Centrala 5 pozostaje w kontakcie z rejestrem macierzystym 6 HLR i centralą uprawniającą AUC radiokomunikacyjnej sieci ruchomej. Jeżeli ruchome urządzenie końcowe 3 chce zarejestrować się w sieci łączności ruchomej, to wewnątrz rejestru macierzystego HLR odbywa się identyfikacja ruchomego urządzenia końcowego.

Stacja bazowa 1 HBS bezprzewodowego systemu łączności jest połączona z publiczną stałą siecią przewodową 2 PSTN, LSDN. Z powodu niewielkiej mocy wyjściowej, obszar obsługowy stacji bazowej 1 jest stosunkowo mały. Z reguły stacja bazowa 1 znajduje się wewnątrz obszaru obsługowego jednej lub więcej stacji bazowych 4 publicznej sieci łączności ruchomej.

Na figurze 2 ruchome urządzenie końcowe 3 identyfikuje się w trybie radiokomunikacji ruchomej za pośrednictwem sieci radiokomunikacji ruchomej, w szczególności za pomocą specyficznego klucza identyfikacyjnego Ki, który jest przechowywany z jednej strony na karcie 8SIM ruchomego urządzenia końcowego 3, a z drugiej strony w rejestrze macierzystym 6HLR lub centrali uprawniającej AUC systemu łączności ruchomej.

Według wynalazku stacja bazowa 1 bezprzewodowego systemu łączności jest wyposażona w moduł identyfikacyjny 7, na przykład również w kartę SIM i odpowiednie oprogramowanie, aby przy połączeniu z danymi przechowywanymi w module identyfikacyjnym 7 realizować te same funkcje i zadania, które realizuje rejestr macierzysty 6 bądź centrala uprawniająca AUC systemu łączności ruchomej. Zatem ruchome urządzenie końcowe 3, jeżeli znajduje się w obszarze obsługowym bezprzewodowego systemu łączności i ma uprawnienie dostępu, może w przyporządkowanej stacji bazowej dokonać identyfikacji, rejestracji i realizować szyfrowaną łączność. Jest to możliwe tylko wtedy, gdy znaczne obszary danych modułu identyfikacyjnego 7, wykorzystywanego w stacji bazowej 1, są identyczne z danymi przechowywanymi na karcie SIM z układem scalonym ruchomego urządzenia końcowego 3 uprawnionego do dostępu.

Stacja bazowa 1 systemu bezprzewodowego jest już zgodna z systemem łączności ruchomej, to znaczy w trybie oczekiwania stacja bazowa 1 systemu bezprzewodowego nadaje okresowo specyficzne hasło rozpoznawcze dla zasygnalizowania swojej obecności i gotowości. Ruchome urządzenie końcowe 3 przesłuchuje pasmo częstotliwościowe, zwracając uwagę na to specyficzne hasło rozpoznawcze stacji bazowej 1. Gdy ruchome urządzenie końcowe 3 wchodzi w obszar obsługowy stacji bazowej i bez zakłóceń odbiera hasło rozpoznawcze, wtedy to ruchome urządzenie końcowe 3 próbuje w znany sposób zarejestrować się w stacji bazowej 1. Ponadto, jak w systemie GSM, między stacją bazową 1a ruchomym urządzeniem końcowym 3 odbywa się wymiana informacji autoryzacji i inicjali4

PL 192 616 B1 zacji. W przypadku pomyślnego przebiegu autoryzacji, ruchome urządzenie końcowe 3 komunikuje się przez stałą sieć przewodową 2, bez pośrednictwa sieci łączności ruchomej.

Możliwe jest rozwiązanie, w którym wiele uprawnionych ruchomych urządzeń końcowych 3 komunikuje się w sposób szyfrowany ze sobą przez stację bazową 1, bez współdziałania publicznej sieci stałej 2, 9 lub sieci łączności ruchomej.

Wyrażenie stacja bazowa odnosi się w opisie, o ile nie zaznaczono inaczej, do stacji bazowej bezprzewodowego systemu łączności.

Poniżej opisano jeden z przykładów wykonania wynalazku, dla przypadku systemu łączności ruchomej GSM.

Przez wykonanie jednego lub wielu czytników kart z układami scalonymi i zwykłe karty SIM w stacji bazowej bezprzewodowego systemu łączności, uzyskuje się eksploatowanie stacji bazowej pod kontrolą danego operatora sieci GSM i uzyskuje się przez abonenta pracującego w trybie bezprzewodowym GSM zabezpieczenie, na przykład identyfikacji i szyfrowania danych rozmowy, jak przy pracy w systemie GSM. Karta z układem scalonym, konieczna do korzystania ze stacji bazowej, jest wydawana przez operatora sieci, jak to normalnie odbywa się w przypadku urządzeń końcowych GSM.

Zastosowana w stacji bazowej karta z układem scalonym przejmuje, razem z oprogramowaniem w stacji bazowej, funkcje rejestru macierzystego 6HLR lub centrali uprawniającej AUC, to znaczy, że końcowe urządzenie ruchome identyfikuje się obecnie w odniesieniu do stacji bazowej systemu bezprzewodowego, a nie, jak zwykle, w odniesieniu do sieci radiokomunikacyjnej. Przy tym w oparciu o oprogramowanie w stacji bazowej jest generowana pewna liczba losowa, która zostaje przekształcona za pomocą klucza Ki identycznego, przechowywanego na każdej z obu kart z układem scalonym, na karcie stacji bazowej i na karcie ruchomego urządzenia końcowego, przy użyciu specyficznego dla systemu GSM algorytmu A3, na odpowiedź SRES czyli wynik identyfikacji. Przy zgodności obu wyników sprawdzenia tożsamości - stacji bazowej i ruchomego urządzenia końcowego - identyfikację uznaje się za pomyślną. Ta procedura identyfikacji jest taka sama, jak procedura w systemie GSM. Na podstawie liczby losowej odbywa się wyprowadzenie, za pomocą klucza Ki i algorytmu A8, klucza Kc do szyfrowania łączności w interfejsie radiowym przy pracy bezprzewodowej, jak w przypadku systemu GSM.

Poza zwykłymi danymi osobistymi w module SIM mogą być przechowywane, w sposób uniemożliwiający manipulację, dodatkowe dane, jak na przykład dozwolone częstotliwości, maksymalne dopuszczalne wartości mocy wyjściowej dla stacji bazowej i ruchomego urządzenia końcowego, dopuszczalne usługi typu telefonii, transmisji danych, faksymile itp. i wszelkie inne parametry inicjalizacji, które są regulowane przez operatora sieci i które wykorzystuje stacja bazowa. Odpowiada to, przynajmniej w przypadku usług, znanemu zarządzaniu uprawnieniami w rejestrze macierzystym HLR ruchomej sieci radiokomunikacyjnej GSM.

Przez zarządzanie kluczami osiąga się to, że za pomocą tej samej stacji bazowej porozumiewa się większa liczba abonentów, na przykład członków rodziny. Każdy abonent, który korzysta ze stacji bazowej, posiada drugą własną kartę SIM, którą wprowadza w stacji bazowej. Stacja bazowa wymaga wtedy kilku urządzeń do odczytu kart. Inna możliwość polega na tym, że na karcie SIM stacji bazowej są zapamiętane dane i klucze kilku abonentów. Możliwe jest także stosowanie w stacji bazowej klucza grupowego do identyfikacji kilku indywidualnych abonentów.

Zastosowana w stacji bazowej karta z układem scalonym w obszarze jądra pamięci zawiera informacje identyczne, jak karta z układem scalonym ruchomego urządzenia końcowego GSM, przeznaczone do wykorzystania przez stację bazową. Ruchome urządzenie końcowe dokonuje identyfikacji i zarejestrowania się w stacji bazowej tylko wtedy, gdy zgadzają się dane osobiste użytkownika, zwłaszcza funkcje zabezpieczenia na obu kartach.

Przy wypowiedzeniu regularnych świadczeń abonenckich systemu GSM, na karcie SIM ruchomego urządzenia końcowego następuje skasowanie uprawnienia do komunikowania się ze stacją bazową. Wtedy nie jest już możliwe dalsze użytkowanie stacji bazowej na którejkolwiek ze zwalnianych specyficznych częstotliwości operatora sieci, ponieważ ruchome urządzenie końcowe nie może już dokonać identyfikacji w stacji bazowej.

W jednym przykładzie wykonania stacja bazowa zawiera układ czasowy, który jest zaprogramowany przez operatora sieci na określony czas i jest automatycznie ustawiany na nowo przy wykorzystywaniu stacji bazowej przez abonenta. Przy niewykorzystywaniu stacji bazowej, na przykład po wygaśnięciu umowy abonenckiej, stacja bazowa po upływie zaprogramowanego okresu czasu traci uprawnienie do pracy nadajnika na częstotliwościach systemu łączności ruchomej. Jeżeli stacja baPL 192 616 B1 zowa ma być niewykorzystywana w ciągu dłuższego okresu czasu, to jest możliwe zablokowanie działania układu czasowego przez wyłączenie stacji bazowej. Jeżeli abonent, na przykład przed pójściem na długi urlop, zapomniał wyłączyć stację bazową i dokonał jej automatycznej dezaktywacji, to istnieje możliwość awaryjnego wznowienia działania w określonym czasie.

Dla realizacji stacji bazowej zgodnej z systemem GSM wyposaża się ją w czytnik kart dla kart SIM systemu GSM. Poza tym stacja bazowa jest w stanie nadawać i odbierać na standardowych częstotliwościach GSM. Sterowanie funkcjami stacji bazowej odbywa się za pomocą oprogramowania, jak na przykład wykorzystywane w końcowych urządzeniach GSM, które przeprowadza zwykłą identyfikację GSM i steruje pozostałymi funkcjami. Samo ruchome urządzenie końcowe wymaga tylko ograniczonej modyfikacji oprogramowania.

Claims (10)

1. Sposób eksploatacji bezprzewodowego systemu łączności, z ruchomym urządzeniem końcowym publicznego systemu łączności ruchomej, ze stacją bazową połączoną z publiczną siecią stałą, która w odniesieniu do interfejsu radiokomunikacyjnego jest zgodna z systemem łączności ruchomej, dla którego wprowadza się przynajmniej jedną funkcję identyfikacji, znamienny tym, że odczytuje się/ zapisuje się informację z/do przynajmniej jednego modułu identyfikacyjnego przez stację bazową za pomocą urządzenia do odczytu/zapisu, przy czym obszary danych modułu identyfikacyjnego, wykorzystywanego w stacji bazowej, stosuje się identyczne z danymi przechowywanymi na karcie z układem scalonym SIM ruchomego urządzenia końcowego, uprawnionego do dostępu, przetwarza się odczytane dane za pomocą środków w stacji bazowej, identyfikuje się ruchome urządzenie końcowe w odniesieniu do stacji bazowej na podstawie danych odczytanych z modułu identyfikacyjnego i przetworzonych, przy czym za pomocą stacji bazowej realizuje te same funkcje i zadania, co rejestr macierzysty lub centrala uprawniająca systemu łączności ruchomej oraz przy pomyślnej identyfikacji, eksploatuje się ruchome urządzenie końcowe w publicznej sieci stałej.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że uprawnienia ruchomego urządzenia łączności do rejestrowania się w stacji bazowej bezprzewodowego systemu łączności blokuje się przez operatora sieci.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że w module identyfikacyjnym, poza indywidualnymi danymi osobistymi do identyfikacji, przechowuje się, uniemożliwiając manipulację, dane dodatkowe typu dozwolonych częstotliwości, maksymalnych dopuszczalnych wartości mocy wyjściowej dla stacji bazowej i ruchomego urządzenia końcowego, dostępnych usług typu telefonii, transmisji danych, faksymile i wszelkich innych parametrów inicjalizacji, które reguluje się przez operatora sieci i przez które realizuje się ramowe nastawy stacji bazowej bezprzewodowego systemu łączności.

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że wprowadza się interfejs radiowy stacji bazowej bezprzewodowego systemu łączności, pracujący w widmie częstotliwości publicznego systemu łączności ruchomej.

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że w interfejsie radiowym wykonuje się szyfrowanie transmitowanych danych.

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że w stacji bazowej wprowadza się układ czasowy, który programuje się przez operatora sieci na określony czas i który przy każdym uprawnionym wykorzystywaniu stacji bazowej przez abonenta automatycznie ustawia się na nowo, przy czym w razie niewykorzystywania stacji bazowej, po upływie czasu określonego w układzie czasowym, wymawia się stacji bazowej uprawnienie do uruchamiania nadajnika na częstotliwościach systemu łączności ruchomej.

7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że przy automatycznym wyłączeniu stacji bazowej wskutek zakończenia pracy układu czasowego wprowadza się opcję awaryjnego wznowienia pracy.

8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że awaryjne wznowienie pracy stacji bazowej wprowadza się tylko w określonym okresie czasu.

9. Bezprzewodowy system łączności do eksploatacji ruchomego urządzenia końcowego publicznego systemu łączności ruchomej, ze stacją bazową połączoną z publiczną siecią stałą, która w odniesieniu do interfejsu radiokomunikacyjnego jest zgodna z systemem łączności ruchomej, dysponującym przynajmniej jedną funkcją identyfikacji, znamienny tym, że stacja bazowa (3) zawiera urządzenie odczytu/zapisu informacji z/do przynajmniej jednego modułu identyfikacyjnego (7), przy

PL 192 616 B1 czym obszary danych modułu identyfikacyjnego (7), wykorzystywanego w stacji bazowej (3), są identyczne z danymi przechowywanymi na karcie z układem scalonym SIM ruchomego urządzenia końcowego (3) uprawnionego do dostępu i stacja bazowa (1) zawiera środki do przetwarzania odczytanych danych i identyfikacji ruchomego urządzenia końcowego (3) w odniesieniu do stacji bazowej na podstawie danych odczytanych z modułu identyfikacyjnego (7) i przetworzonych, przy czym stacja bazowa (1) ma te same funkcje i zadania, jak rejestr macierzysty lub centrala uprawniająca (AUC) systemu łączności ruchomej.

10. Bezprzewodowy system według zastrz. 9, znamienny tym, że moduł identyfikacyjny (7) zawiera karty z układem scalonym SIM.