PT99263B - Rede de telecomunicacoes - Google Patents

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PT99263B
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Iain Douglas Somerville
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Vodafone Group Public Limited
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    • H04W12/72—Subscriber identity

Description

Descrição referente à patente de invenção de Vodafone Limited, britânica, industrial e comercial, com sede em The Courtyard, 2-4 London Road, Newbury, Berkshire, Inglaterra, (inventores: lain Douglas Somerville, residente na Inglaterra) , REDE DE TELECOMUNICAÇÕES»
DESCRIÇÃO
A invenção refere-se a uma rede de telecomunicações por meio da qual vários assinantes podem comunicar uns com os outros. As realizações da invenção descritas a seguir com maior pormenor compreendem essa rede de comunicações na forma de uma rede telefónica e mais especialmente redes que envolvem telefones móveis (por exemplo uma rede celular) que podem comunicar uns com os outros e com telefones fixos através de uma rede telefónica pública de comutação (PSTN). Uma dessas redes telefónicas é a rede telefónica Europeia digital prevista (rede designada por GSM”).
Nas realizações da invenção que se vão
descrever, serão atribuídos cartões aos assinantes que pretendam comunicar através dos telefones móveis, por meio dos quais eles se podem identificar fazendo uma chamada através da rede do sistema, tendo esses cartões, por exemplo, a forma dos designados cartões inteligentes. Esses cartões inteligentes contêm dados como por exemplo números de identificação e outra informação que garanta a segurança do sistema. De tempos a tempos, os assinantes existentes receberão cartões inteligentes de substituição, para substituir os perdidos, danificados ou gastos pelo tempo ou pelo uso. Quando um assinante recebe esse cartão inteligente de substituição, é desejável que ele possa começar a utilizá-lo imediatamente se o desejar. É portanto desejável que a rede seja capaz de reconhecer a utilização de um cartão inteligente de substituição e reagir de forma adequada.
De acordo com a invenção, é proporcionada uma rede de telecomunicações por meio da qual uma pluralidade de assinantes podem comunicar uns com os outros, possuindo os assinantes cartões respectivos por meio dos quais se podem respectivamente identificar perante a rede, fazendo cada cartão com que seja introduzido um único número de identificação, compreendendo sistemas de memória central que possuem uma pluralidade de posições locais de memória cada uma das quais para guardar um dos respectivos números de identificação e um número de acesso que corresponde ao assinante que tem o cartão associado com esses número de
identificação e por meio do qual o assinante pode ter acesso através da rede, uma pluralidade de sistemas de memória auxiliar, Sistemas de acesso associados com cada sistema de memória auxiliar e que respondem a um número de identificação introduzido no sistema para confirmar se os dados que se referem a ele estão presentes no sistema de memória auxiliar e, se isso não acontecer, para acesso dos referidos dados no sistema de memória principal e registando-os e o número de acesso correspondente no sistema de memória auxiliar, e ainda um sistema de memória auxiliar associado com o sistema de memória central para guardar nele números de identificação que correspondem aos cartões atribuídos aos assinantes para substituir respectivamente os seus cartões existentes, em que o sistema de acesso responde à introdução de um número de identificação correspondente a um cartão de substituição não previamente utilizado por acesso do número de identificação correspondente do sistema de memória adicional do sistema de memória central e registando-o bem como o correspondente número de acesso no sistema de memória auxiliar.
De acordo com a invenção, é ainda proporcionado um processo para operar uma rede telefónica celular em que os assinantes se identificam respectivamente perante a rede por meio de cartões inteligentes que contêm os números de identificação respectivos dos assinantes que devem ser introduzidos na rede através das suas células relevantes,
possuindo os números de identificação uma relação aleatória com os números de telefone dos assinantes respectivos, compreendendo as fases de estabelecimento, no registo de localização da residência, de localizações de memória para cada número de telefone e cada uma das localizações também guardar o número de identificação correspondente do assinante e outros dados do assinante, que respondem a um número de identificação introduzido numa célula particular por pesquisa desse número de identificação num registo de localização do visitante associado com essa célula, respondendo à ausência do número de identificação desse registo de localização do visitante por acesso da localização da memória desse número de identificação do assinante no registo de localização da residência e obtendo a partir dele o número de telefone do assinante e registar esse número e o número de identificação do assinante correspondente no registo de localização do visitante, guardando numa localização especial no registo de localização da residência o número de identificação do assinante contido num cartão inteligente de substituição atribuído a um assinante existente e guardando em associação com ele o número de identificação do assinante do cartão inteligente previamente atribuído a esse assinante, respondendo à primeira introdução do número de identificação contido no cartão de substituição por pesquisa do registo de localização do visitante correspondente à célula particular em que ocorre essa
introdução, registando a ausência nesse registo desse número de identificação do assinante, tendo acesso à localização especial no registo de localização da residência para obter o número de identificação do assinante correspondente a esse cartão inteligente prévio do assinante, e registando no registo de localização do visitante o número de identificação do assinante do cartão inteligente de substituição, e o número de identificação do assinante correspondente a esse assinante, e substituindo no registo de localização da residência o número de identificação do assinante do cartão de substituição pelo número de identificação do assinante do cartão inteligente anterior e cancelando a armazenagem do último número.
Será agora descrita parte de uma rede telefónica celular, como por exemplo o sistema GSM proposto, concretizando a invenção, apenas como exemplo, com referência ao desenho em diagrama anexo que é um diagrama de blocos de parte da rede.
A rede que se pretende descrever é celular na operação. A comunicação para e entre telefones móveis da rede é feita por ligação via rádio entre eles e as respectivas estações de base, definindo cada estação de base uma célula da rede. Quando um telefone móvel é activado, este facto é assinalado à estação de base da célula em que o telefone móvel está na altura localizado e a rede identifica o telefone móvel e regista a sua localização na altura, actualizando esta informação à
medida que o telefone móvel se move. 0 telefone móvel pode iniciar uma chamada através da sua estação de base e da rede para outro telefone móvel ou, através da PSTN (à qual a rede está ligada) a um assinante fixo à PSTN. De forma semelhante, podem ser feitas chamadas para o telefone móvel através da rede a partir de outros telefones móveis ou de assinantes fixos à PSTN.
Para permitir gue essas chamadas sejam feitas e recebidas, e para que as cargas de chamadas sejam sucessivamente contabilizadas a assinantes móveis, é obviamente vital que seja incorporada uma disposição adequada para identificar os assinantes e assegurar tanto quanto possível que apenas os assinantes adequadamente autorizados possam iniciar chamadas a partir de telefones móveis particulares.
Como meio para conseguir estes objectivos, o sistema proporciona a cada assinante um cartão inteligente. 0 cartão inteligente é pré-programado com uma variedade de informação. Em particular ele tem um número de série e um número de identificação único, o International Mobile Subscriber Identity (IMSI) que é mantido secreto, isto é, não é visível no cartão e não é conhecido do assinante. O cartão também contêm dados de segurança por meio dos quais a rede confirma (de uma forma que se vai explicar) que o cartão inteligente é autêntico.
A cada assinante será também atribuído um número que é do conhecimento público, o MSISDN (Mobile Station
International ISDN Number”)· Este é o número de telefone do assinante por meio do qual são iniciadas chamadas a esse assinante por outros assinantes ao sistema e a PSTN.
Para activar um telefone móvel na rede (de forma a que possa fazer ou receber chamadas), o assinante tem de colocar o seu cartão inteligente num leitor de cartões no telefone móvel e, opcionalmente introduzir um número de identificação (PIN). Desde que o PIN introduzido seja considerado correcto para esse cartão inteligente particular, o telefone móvel transmite o IMSI (lido do cartão) para a estação de base adequada. Como será descrito, a rede efectua então uma confirmação dos dados de segurança no cartão e desde que esta confirmação seja satisfatória efectua o acesso ao MSISDN e aos dados do assinante adequados para o IMSI do cartão e regista a localização do telefone móvel particular.
MSISDN para esse assinante particular não é registado no cartão inteligente. É portanto necessário, de uma forma que será explicada, que o sistema guarde o MSISDN associado com o IMSI nesse cartão inteligente do assinante de forma a que, por exemplo, uma chamada recebida para o telefone móvel particular (que a pessoa que faz a chamada inicia utilizando o MSISDN do assinante chamado) possa ser correctamente dirigido.
Os cartões inteligentes serão submetidos a desgaste por dano ou pelo tempo e terão portanto de ser tomadas algumas medidas para atribuir automaticamente a cada assinante um cartão inteligente de substituição em cada, por exemplo, dois anos. Pode também ser atribuído a um assinante um cartão inteligente de substituição em caso de perda ou danificação do seu cartão ou por outras razões. Cada cartão inteligente terá um IMSI diferente; em particular, um cartão inteligente de substituição atribuído a um assinante terá um IMSI diferente do cartão inteligente anterior.
Para uma utilização eficiente e conveniente da rede, é desejável gue o assinante possa começar imediatamente a utilizar o seu cartão inteligente de substituição. A rede deve portanto ser capaz de reconhecer quando um cartão inteligente é utilizado em primeiro lugar por um assinante particular e responder a isto por confirmação dos seus dados de segurança, tendo uma reacção ao seu novo IMSI de forma a associá-lo com o do MSISDN do assinante (não alterado), e assegurando gue o cartão inteligente anteriormente utilizado por esse assinante não seja já válido.
A Figura mostra parte da rede numa forma simplificada. Tal como se mostra, existe uma pluralidade de estações de base (BS) 5, servindo cada uma localização geográfica ou célula particular. É ligado um centro de ligação móvel (MSC) 6 a um grupo de estações de base 5 através de ligações por cabo, servindo cada MSC algumas, apenas, das estações de base dentro da rede global. Cada MSC tem associado com ele um registo de localização do
visitante (VLR) 8 a que está ligado por meio de uma ligação por cabo. Além disso, o sistema contém um Home Location Register (HLR) 10.
O HLR compreende uma armazenagem fixa de dados possuindo uma localização separada de memória para cada assinante. Dentro de cada uma das localizações é guardado o MSISDN para o assinante e IMSI associado (isto é, o IMSI para o cartão inteligente actualmente activo), juntamente com outros dados.
HLR 10 tem associado com ele um centro de autenticação (AUC) 12. O AUC 12 controla o processo para confirmação segura dos dados de segurança em cada cartão inteligente introduzido no sistema. A informação correspondente a estes dados de segurança é mantida no AUC para cada um dos cartões inteligentes.
Os dados do assinante contidos no HLR são geridos por um centro de administração (ADC) 14.
Quando um assinante móvel (MS), tal como indicado em diagrama em 16 é activado, por inserção do cartão inteligente do assinante, o cartão é lido e o seu IMSI e outros dados lidos no cartão são assinalados, por via rádio, ao MSC 6. O MSC 6 responde ao IMSI confirmando o VLR 8 para quaisquer dados correspondentes. Pode bem acontecer que não sejam encontrados esses dados correspondentes no VLR. Por exemplo, o telefone móvel 16 pode estar temporariamente localizado num lugar remoto da sua área habitual de movimento (ele pode estar por exemplo
num país diferente do seu próprio país). Nesse caso, 0 MSC 6 tem de referir ao HLR 10 de modo a obter a informação respeitante ao assinante. Aqui, ele encontrará dados que correlacionam o IMSI com o MSISDN desse assinante e esta informação é transmitida ao VLR 8 (mas mantida no HLR 10 também). Antes dessa transferência ter lugar o cartão inteligente tem, contudo, de ser autenticado utilizando os dados de segurança lidos a partir dele. Estes dados de segurança são confirmados utilizando uma rotina de ensaio e resposta. Utilizando o IMSI, o VLR obtém dados de ensaio e resposta do AUC12 e inicia um ensaio do cartão inteligente. Se o cartão inteligente emitir a resposta correcta, tal como verificado pelo VLR, isto autentica o cartão inteligente e permite a transferência para o VLR do MSISDN e os dados de assinatura adequados do IMSI do cartão. O VLR também efectua um procedimento de actualização de localização, informando o HLR da localização actual do telefone móvel.
procedimento anterior requer que o VLR 8 seja capaz de ter acesso à localização correcta no HLR 10. Um processo pelo qual se pode conseguir isto é o referido no nosso Pedido de Patente do Reino Unido co-pendente No.
9015938.
Se o mesmo assinante pósteriormente activar o seu telefone móvel dentro da área de localização do VLR 8, o procedimento anterior é simplificado por a informação que se refere a esses assinante, em particular, o seu MSISDN e •
o seu IMSI associado, já estar armazenada no VLR e não ter de ter acesso através do HLR.
Quando é emitido um cartão inteligente de substituição para esse assinante, o ADC 14 introduz alguma informação numa localização especial no HLR 10. Especificamente, ele introduz o IMSI do cartão inteligente de substituição, e o IMSI do cartão que é substituído. A informação que se refere ao MSISDN correspondente não é guardada nesta localização. A informação adequada para autenticar os dados de segurança do cartão inteligente de substituição, é introduzida no AUC 12.
Quando o assinante activa o seu telefone móvel utilizando o cartão inteligente de substituição, o IMSI do cartão de substituição será transmitido ao MSC e ao VLR. 0 procedimento de autenticação tem lugar em seguida, e o cartão inteligente de substituição é verificado para confirmar a autenticidade por meio dos dados de segurança que ele armazena e em ligação com os dados de segurança guardados pelo AUC 12 para o cartão de substituição. Admitindo que é feita a autenticação, o VLR é em seguida actualizado com informação que se refere ao IMSI do cartão de substituição. Contudo, dado que se está a utilizar um cartão inteligente de substituição, então, por definição, não existirão dados presentes no VLR 8. 0 VLR reagirá assim da mesma maneira como faz em outras ocasiões quando o telefone móvel tenta registar introduções de um IMSI que não está contido no VLR. Por outras palavras, o VLR pede a
informação adequada do HLR 10.
Em resposta ao solicitado, o HLR terá de ter acesso à localização especial, dado que esta é a única localização no HLR em que o novo IMSI pode ser encontrado. Em resposta a isto o HLR reconhecerá que teve lugar a activação do cartão de substituição e responderá de várias formas:
(a) Eliminará o valor do IMSI do cartão anterior da parte principal do HLR (onde está correlacionado com o MSISDN e os dados de assinatura) e insere o valor do IMSI para o cartão de substituição.
(b) Informa o ADC 14.
(c) Se qualquer VLR já estiver a guardar informação que se refere ao IMSI do cartão inteligente original, este facto será reconhecido no HLR tal como a identidade desse VLR; o HLR actuará para cancelar os dados de VLR com base nesse IMSI.
(d) Cancelará em seguida a entrada na localização especial.
A rede prossegue então de forma descrita acima para o IMSI do cartão original.
procedimento anterior é vantajoso dado que ele se baseia, pelo menos em parte, no procedimento existente por meio do qual o VLR obtém informação do HLR que se refere a um cartão inteligente não anteriormente reconhecido. Além disso, o procedimento requer a participação activa do cartão inteligente de substituição.
Isto é vantajoso dado que ele verifica o cartão inteligente de substituição para detectar quaisquer defeitos. Se existirem defeitos no cartão inteligente de substituição, é provável que o procedimento não seja capaz de ser efectuado satisfatoriamente. Nesse caso, será adequado que o cartão inteligente original seja re-activado. Contudo, isto deve ser feito manualmente em vez de o ser por qualquer interacção com a rede, de modo a evitar a possibilidade de dois cartões inteligentes do mesmo MSISDN poderem ser validados ao mesmo tempo.

Claims (1)

  1. - lâ Rede de telecomunicações por meio da qual vários assinantes podem comunicar uns com os outros caracterizada por os assinantes (por exemplo 16) possuírem cartões próprios por meio dos quais se podem respectivamente identificar perante a rede, fazendo cada cartão com que seja introduzido um número de identificação único (MSISDN) na rede, e por dispor de sistemas de memória central (HLR10) que possuem várias posições de memória cada uma das quais para guardar um dos respectivos números de identificação (MSISDN) e um número de acesso (IMSI) correspondente ao assinante que tem o cartão associado com esse número de identificação (MSISDN) e por meio do qual o assinante pode ter acesso através da rede, vários sistemas de memória auxiliar (VLR8), sistemas de acesso (MSC6) associados com cada sistema de memória auxiliar (VLR8) e que respondem a um número de identificação (MSISDN) introduzido num sistema para confirmar se os dados que lhe pertencem estão presentes no sistema de memória auxiliar (VLR8) e, se não estiverem, para acesso dos referidos dados no sistema de memória central (HLR10) e registando-os e o número de acesso correspondente (IMSI) no sistema de memória auxiliar (VLR8), e ainda um sistema de memória associado com o sistema de memória central (HLR10) para guardar nele números de identificação (MSISDN) correspondentes aos cartões atribuídos aos assinantes para substituir respectivamente os seus cartões existentes, em que o sistema de acesso (MSC6) responde à introdução de um número de identificação (MSISDN) correspondente a um cartão de substituição anteriormente utilizado por acesso do correspondente número de identificação (MSISDN) do sistema de memória adicional do sistema de memória central (HLR10) e registando-o e o correspondente número de acesso no sistema de memória auxiliar (VLR8).
    - 2â Rede de acordo com a reivindicação 1 caracterizada por sistemas de controlo que respondem à introdução de um número de identificação (MSISDN) correspondentes a um cartão de substituição não previamente utilizado para registar a utilização do cartão de substituição e apagar o número de identificação (MSISDN) do cartão substituído do sistema de memória central (HLR10) e qualquer sistema de memória auxiliar (VLR8) onde esteja guardado.
    - 3a Rede de acordo com as reivindicações 1 ou 2 caracterizado por os sistemas adicionais de memória guardarem o número de identificação (MSISDN) correspondente ao cartão de substituição em associação com o número de identificação (MSISDN) do cartão anterior, de modo a permitir que o sistema de acesso (MSC6) tenha acesso à parte do sistema de memória central (HLR10) que guarda o número de acesso (IMSI) correspondente ao assinante relevante.
    - 4â Rede de acordo com qualquer das reivindicações anteriores caracterizado por cada cartão conter dados de segurança, e por os dados de segurança correspondentes associados com o número de identificação (MSISDN) desse cartão serem guardados num sistema de memória central (HLR10), e o sistema de acesso (MSC6) utilizar os dados de segurança para autenticar cada cartão.
    - 5â Rede de acordo com qualquer das reivindicações anteriores caracterizado por cada cartão ser um cartão inteligente.
    - 6ã 15
    Rede de acordo com qualquer das reivindicações anteriores caracterizado por ter a forma de uma rede telefónica celular para assinantes móveis (MS) e por os números de acesso (IMSI) serem os números de telefone dos assinantes.
    - 7â Rede de acordo com a reivindicação 6 caracterizado por cada sistema de memória auxiliar ser um registo da localização do visitante (VLR8) associado com algumas das células da rede, e por o sistema de memória central compreender um registo da localização da residência (HLR10) para pelo menos parte da rede.
    - 8a Processo de operação de uma rede telefónica celular, caracterizado por os assinantes se identificarem respectivamente perante a rede por meio de cartões inteligentes que contêm os números de identificação dos respectivos assinantes (MSISDN) que devem ser introduzidos na rede através das suas células relevantes, possuindo os números de identificação uma relação aleatória com os números de telefone dos respectivos assinantes (IMSI), e pelas fases de estabelecimento, num registo de localização da residência (HLR10), de localizações de memória para cada número de telefone e cada uma das localizações também guardar o número de identificação do assinante correspondente (MSISDN) e outros dados do assinante, que respondem a um número de identificação (MSISDN) introduzido numa célula particular por pesquisa desse número de identificação (MSISDN) num registo de localização do visitante (VLR8) associado com essa célula, respondendo à ausência do número de identificação (MSISDN) desse registo de localização do visitante (VLR8) por acesso da localização da memória desse número de identificação do assinante (MSISDN) no registo de localização da residência (HLR10) e obtendo a partir dele o número de telefone do assinante e registar esse número e o número de identificação do assinante correspondente (MSISDN) no registo de localização do visitante (VLR8), guardando numa localização especial no registo de localização da residência (HLR10) o número de identificação do assinante (MSISDN) contido num cartão inteligente de substituição atribuído a um assinante existente, e guardando em associação com ele o número de identificação do assinante (MSISDN) do cartão inteligente anteriormente atribuído a esse assinante, respondendo à primeira introdução do número de identificação (MSISDN) contido no cartão de substituição por pesquisa do registo de localização do visitante (VLR8) correspondente à célula particular em que ocorre essa introdução, registando a ausência nesse registo (VLR8) desse número de identificação do assinante (MSISDN), tendo acesso à localização especial no registo de localização da residência (HLR10) para obter o número de identificação do assinante (MSISDN) correspondente a esse cartão inteligente prévio do assinante, e registando no registo de localização do visitante (VLR8) o número de identificação do assinante (MSISDN) do cartão inteligente de substituição e o número de identificação do assinante (MSISDN) correspondente a esse assinante, e substituindo no registo de localização da residência (HLR10) o número de identificação do assinante (MSISDN) do cartão de substituição para a identificação do número do assinante (MSISDN) do cartão inteligente anterior e cancelando a armazenagem do último número.
    - 9a Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a fase da guardar no registo de localização da residência (HLR10) a identidade de cada registo de localização do visitante (VLR8) em gue é guardado qualquer número de identificação de um assinante particular (MSISDN) e o número de telefone correspondente do assinante, e respondendo à primeira introdução do número de identificação do assinante (MSISDN) contido num cartão inteligente de substituição por cancelamento da armazenagem em cada e em qualquer registo de localização do visitante (VLR8) em que é guardado o número de identificação do assinante (MSISDN) do cartão inteligente anterior.
    A requerente reivindica a prioridade do pedido britânico apresentado em 17 de Outubro de 1990, sob o N2.
    9022498.
PT99263A 1990-10-17 1991-10-17 Rede de telecomunicacoes PT99263B (pt)

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