SE528459C2 - Användning av falska PLMN-identiteter för att begränsa antalet grannceller till en delmängd som är möjlig för cellåterval för en mobilstation - Google Patents

Description

oo o o o oooo o o o o oooo o oo oo oooo oo o o o o o o ooo ooo o o o ooo oo oo 10 15 20 25 30 35 528 459 ooo ooo o o oo o oo oo 0 I o oo o o o o oo o oo 0 Ib I o o o o o o o o o o o o oo o : ooo ooo o o o o oooo o o o o o o o ' o o o oo o o o o o o I 0 o o o o .o o n n no v Det amerikanska patentet US 6,387,027 Bl beskriver en metod och ett system för att undvika upprepade registrerings- försök till ett PLMN som inte tillåter registrering för en viss mobilterminal. Samtidigt tillåts registreringsförsök till andra PLMN som placerats på en lista med PLMN-identiteter, vilka tidigare nekat registrering men som kan komma att tillåta registrering vid ett senare tillfälle. Åtminstone en del av listan är borttagningsbar och kan tas bort vid lämpliga tid- punkter. Då en icke-borttagningsbar del av listan är fylld med PLMN-identiteter som nekat registrering flyttas den över- skjutande delen av PLMN-identiteter över till den borttagnings- bara delen av listan. Den borttagningsbara delen av listan tas bort då mobilterminalen stängs av. _ Det amerikanska patentdokumentet US 2003/0185183 Al hänför sig till mobilkommunikationsanordningar, t ex mobilterminaler, som har förmåga att kommunicera med ett datanätverk. En nätverksátkomststyrare (ANC) tillhandahålls för att fylla en mobilterminals grannlista med icke-grannceller, dvs med celler som betjänas av en annan ANC. Grannlistan skall skickas till en mobilterminal som befinner sig i en gränscell. Den aktuella ANC som betjänar mobilterminalens aktuella cell identifierar icke- grannceller i listan, till vilka icke-grannceller flyttning av samtal inte kan göras. Den aktuella ANC instruerar mobil- terminalen att avsluta samtalet, varvid mobilterminalen åter- upprättar samtalet med en ny cell som tillhandahåller den starkaste signalen. Den nya cellen är företrädesvis den cell till vilken mobilterminalen har förflyttat sig.

Det amerikanska patentdokumentet US 2003/0040311 Al hänför sig till cellåterval för en mobilterminal i ett mobilkommunika- tionssystem. Grannceller klassificeras som signalmottagnings- bara celler och icke signalmottagningsbara celler baserat på övervakad signalstyrkan. Vid cellàterval eftersöks tillstånds- information endast för de grannceller som klassificerats som signalmottagningsbara eller signalmottagande varefter en utav dessa grannceller väljs för cellåterval. o o oooo oooooo o o oooooo 528 459 evo uno 0 1 or I no nu U 0 0 O I 0 0 4 0 0 I 0 0 O 00 0 I 0 0 o 0 0 I 0 0 n 0 oo 0 uu con oo u l soon u v o o I u c I 0 0 bn 0 u 0 I I I 0 1 0 Q I en c no sn nu Den europeiska patentansökan EP l 353 521 Al beskriver cellåterval för en mobilterminal då flera PLMN från olika operatörer finns tillgängliga. För att möjliggöra cellåterval sänds en lista med PLMN-identiteter för alla mottagningsbara 5 basstationer på ett format så att mobilterminalen enkelt och snabbt kan hämta de kriterier som är erforderliga för cell- âterval.

Nackdelar med den ovan beskrivna kända tekniken är att: - celler med samma PLMN-identitet som det av en mobilterminal 10 valda PLMN inte kan undantas fràn att användas för cellåterval; och - för delmängden av grannceller med ett givet PLMN, skilt från det av mobilterminalen valda PLMN, måste antingen alla dessa grannceller användas för cellåterval eller alla uteslutas för 15 cellåterval, baserat på om det givna PLMN signalerats som ett ekvivalent PLMN eller inte till mobilterminalen. Det går således inte att undanta från cellåterval en del men inte alla granncellerna med en given PLMN-identitet.

Om en mobilterminal tvingas använda en granncell för cell- 20 àterval i onödan kan detta leda till: - snabbare batteriàtgàng eftersom mobilterminalen måste mäta på fler celler; och - större fördröjningar vid cellåterval eftersom det kan ta längre tid att identifiera rätt cell att göra cellåterval till 25 när det finns fler kandidatceller.

Ytterligare negativa effekter uppstår när mobilterminalen gör cellåterval till en cell den inte bör göra cellåterval till. Vilka effekter som uppstår och hur stora dessa blir beror på hur detta hanteras i den nya cellen, men typiskt innebär 30 detta ytterligare fördröjningar och eventuellt också onödig last i den nya cellen.

Fördröjningar vid cellåterval försämrar kvaliteten på erbjudna tjänster, t ex genom ökad risk att missa inkommande samtal pga. missad sökning (Eng. paging), fördröjningar vid 35 uppkoppling av tjänst, försämrad sessionskontinuitet i anslutet anno o 0 u u nano onnnuo n :vanan 10 15 20 528 459 4 läge FACH/CELL PCH/URA PCH tillstànd.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är således att över- komma dessa nackdelar.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning avser ett förfarande, en anordning och en datorprogramprodukt enligt de självständiga patent- kraven, för att bla överkomma ovanstående nackdelar med den kända tekniken. Föredragna utföringsformer är definierade i de icke-självständiga patentkraven.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen kommer att beskrivas närmare i det följande under hänvisning till bifogad ritning, i vilken: FIG. 1 schematiskt visar ett mobilkommunikationssystem, i vilket föreliggande uppfinning kan användas.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas i mer detalj. I beskrivningen av uppfinningen kommer följande akronymer och förkortningar att användas: GSM Global System for Mobile Communications DCH Dedicated Channel GPRS General Packet Radio Service GSN GPRS support node HSDPA High Speed Downlink Packet Access IMEI International Mobile Equipment Identity IMEI-SV IMEI and Software Version Number IMSI International Mobile Subscriber Identity / International Mobile Station Identity LA Location Area MSC Mobile Switching Centre PLMN Public Land Mobile Network RA Routing Area 090000 u o c o: nano 10 15 20 25 30 5 SGSN Serving GSN UMTS Universal Mobile Telecommunications System Generellt kan uppfinningen beskrivas av stegen att: - associera falska PLMN-identiteter, falskPLMN, till vissa celler i granncellslistorna, och sända dessa falska PLMN- identiteter istället för de faktiska PLMN-identiteterna i granncellsinformationen på en sändningskanal i t ex UMTS, och att - signalera dessa falska PLMN-identiteter som ekvivalenta PLMN till de mobilterminaler som ska kunna göra cellàterval till de associerade granncellerna men inte till övriga mobilterminaler.

FIG. 1 visar schematiskt ett mobilkommunikationssystem, innefattande ett flertal publika mobilkommunikationsnät, PLMN1, PLMN2. Varje PLMN innefattar ett antal celler PLMN1 cell 1, .PLMN1 cell 2, PLMN2 cell 1, PLMN2 cell 2, PLMN2 cell 3, vilka celler innefattar granncellslistor med information om vilka grannceller en mobilterminal, MT, i en första cell, PLMN1 cell 1, skall använda för cellåterval.

Enligt uppfinningen associeras falska PLMN-identiteter, falskPLMN, till en eller flera andra celler, PLMN2 cell 3, i en Dessa falska PLMN-identiteter sänds istället för de faktiska PLMN-identiteterna i granncellsinformationen granncellslista. som skickas på en sändningskanal i den första cellen, PLMN1 cell 1. Vidare signaleras dessa falska PLMN-identiteter som ekvivalenta PLMN till mobilterminalen, MT, som ska göra cellåterval till en associerad granncell, PLMN2 cell 3, men inte till andra celler, PLMN2 cell 1, PLMN2, cell 2, i det andra PLMN, PLMN2.

En mer detaljerad beskrivning av en utföringsform av uppfinningen följer härefter. I denna utföringsform betraktas ett givet lokaliseringsområde, LA, eller dirigeringsområde, RA.

Låt mängden M vara mängden av alla mobilterminaler och låt mängden G vara mängden av alla grannceller till alla celler i det givna lokaliseringsområdet, LA, eller dirigeringsområdet, 10 15 20 25 30 35 RA. En granncell definieras av två cellidentiteter, själva granncellens egen identitet och identiteten för den cell som har granncellen i sin granncellslista.

Notera att en viss cell kan förekomma flera gånger i mängden G eftersom den kan vara granncell till flera celler i lokaliseringsområdet, LA, eller dirigeringsområdet, RA.

För att få en delmängd m av alla mobilterminaler M i mobilnätet att utesluta en delmängd g, av mängden G av alla grannceller till alla celler i en given LA eller RA från cell- återval görs följande.

A Associera till delmängden g av grannceller en falsk PLMN- identitet, falskPLMN, som inte är densamma som den faktiska PLMN-identiteten för någon av granncellerna i G, och ange denna falska PLMN-identitet som PLMN-identitet för dessa grannceller i systeminformationen, såsom ett systeminformationsblock, t ex SIBl8. Med den faktiska PLMN-identiteten för en given cell avses i denna beskrivning den PLMN-identitet som anges i systeminformationen på sändningskanalen i den givna cellen, t ex en given UMTS-cell.

När en mobilterminal kommer in i LA eller RA och gör en lokaliseringsuppdateringsförfrågan, tex LOCATION UPDATING REQUEST, alternativt en routingomràdesuppdateringsförfrågan, tex ROUTING AREA UPDATE REQUEST, skicka då ner falskPLMN i ekvivalent-PLMN-listan till mobilterminalen om och endast om den inte tillhör delmängden m. Om den faktiska PLMN-identitet till någon eller några av granncellerna i delmängden m skiljer sig från den av mobilterminalen valda PLMN-identiteten, ska även dessa faktiska PLMN-identiteter ingå i ekvivalent-PLMN- listan till mobilterminalerna som inte tillhör delmängden m.

I de fall delmängden g utgörs av mängden av alla grann- celler med en given faktisk PLMN-identitet, och där denna givna faktiska PLMN-identitet är skild från PLMN-identiteten i det aktuella lokaliseringsomràdet, LA, eller dirigeringsomràdet, RA, kan samma effekt uppnås genom att ange den faktiska PLMN- identiteten i systeminformationsblocket t ex SIBl8. Detsamma sacco- o c o onoooo 10 15 20 25 30 35 528 459 000 000 0 0 00 0 00 00 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 000 000 00 0 000000 0 00 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 00 00 000 00 gäller då delmängden g utgörs av en union av mängder, alla av den typ som beskrivits i ovan.

Delmängden m av mängden M'innefattande alla mobil- terminaler i mobilnätet kan definieras utifrån den information som finns tillgänglig i den MSC-nod eller SGSN~nod som skickar ekvivalent-PLMN-listan till mobilterminalen i ett LOCATION UPDATING ACCEPT eller ROUTING AREA UPDATE ACCEPT meddelande, t ex IMSI, IMEI, eller IMEI-SV.

Föreliggande uppfinningen kan generaliseras till att innefatta flera uppsättningar (nn,g1,falskPLMNi} i=l N, så att varje mobilterminal som tillhör delmängden nu utesluter del- mängden gg, av grannceller från cellàterval, under förutsätt- ning att delmängderna gï är disjunkta och falskPLMN¿ är skilt från falskPLMNk när i är skilt från k.

Det ska förstås att en mobilterminal kan tillhöra flera delmängder ng. Antalet delmängder nu en mobilterminal kan tillhöra begränsas endast av den maximala längden på ekvivalent-PLMN-listan, vilken vanligen är fem stycken PLMN.

Den maximala längden kan dock varieras och den kan också komma att utökas för nyare versioner av mobilterminaler.

Det skall vidare förstås att i varje lokaliseringsområde, LA, eller dirigeringsområde, RA, kan oberoende uppsättningar {nu,g¿,falskPLMNi} i=l N användas. _ Föreliggande uppfinning kan användas inom flera använd- ningsområden, såsom a) nätdelning, b) hantering av mobil- terminaler med fel, c) hantering av mobilterminaler med olika funktionalitet, och d) i samband med multipla PLMN i utgåva 6.

Dessa användningsområden kommer nu att exemplifieras. a) Nätdelning. Antag att ett antal operatörer delar vissa delar av sina nät genom en överenskommelse om begränsad nationell strövning (Eng. roaming). Begränsningen består i att en operatörs kunder tillåts göra strövning endast i vissa LA eller RA hos de andra operatörerna. När en kund försöker göra strövning i ett LA eller RA som denna kund inte har rätt till enligt nätdelningsöverenskommelsen avvisas kundens LOCATION 000000 10 15 20 25 30 35 528 459 000 000 o o 00 0 00 00 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 000 000 00 0 0000000 00 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 00 00 000 00 UPDATING REQUEST meddelande eller ROUTING AREA UPDATE REQUEST meddelande med ett LOCATION UPDATING REJECT meddelande eller ett ROUTING AREA UPDATE REJECT meddelande. Den i meddelandet angivna orsaken kan t ex antingen vara att strövning ej är tillåten i detta lokaliseringsområde, "Roaming not allowed in this location area", eller att lokaliseringsomràdet ej är tillåtet, Med föreliggande uppfinning kan de grannceller en mobil- "Location Area not allowed". terminal ska använda för cellåterval begränsas på så sätt att de grannceller som tillhör ett LA eller RA där kunden inte har rätt att roama utesluts. På detta sätt undgår mobilterminalen att göra onödiga försök till LOCATION UPDATING REQUEST alter- nativt ROUTING AREA UPDATE REQUEST i förbjudna LA och RA.

Det bör noteras att nätdelning enligt ovan kan göras på ett stort antal sätt. Nedan specificeras två varianter i vilka uppfinningen kan komma till nytta för att påvisa något av bredden i uppfinningskonceptet.

Nätdelningsscenario 1: Alla operatörerna som ingår i nät- delningsöverenskommelsen har egna stadsnät, medan landsbygden delats upp så att operatörerna får ansvar för var sin region. I stadsnäten får kunderna endast vara på sin egen operatörs nät, medan de på landsbygden får vara pà den operatör som fått ansvaret för den aktuella regionen.

Nätdelningsscenario 2: En operatör har t ex ett UMTS-nät och ett GSM-nät med gemensam PLMN-identitet. Ett antal andra operatörers kunder tillåts göra nationell strövning i UMTS- delen av nätet men inte i GSM-delen, dvs. alla LA och/eller i GSM-nätet är förbjudna för de andra operatörernas kunder. b) I UMTS finns funktionalitet specificerad för mobilterminalerna som inte Hantering av mobilterminaler med fel. det används initialt, men som kan komma att användas när näten upp- graderas för att höja kapaciteten eller förbättra kvaliteten.

Då denna funktionalitet inte används initialt finns det en risk att det kommer ut mobilterminaler på marknaden som har oupp- täckta fel som upptäckts först när nätet uppgraderas. Detta kan 000000 0 0 000000 00 0 0 0 0 0000 0 0 0000 0 00 00 0000 00 0 0 0 0 0 000 000 0 0 0 000 00 00 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 00 0 000 0 00000 00 0 .1O 15 20 25 30 35 000 000 0 0 00 0 00 00 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 l 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 O I I 000 000 00 0 000000 0 00 00 0 0 : 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 ' 0 0 0 0 00 0 00 00 000 00 leda till problem för användarna som har dessa felaktiga mobil- terminaler men de kan också påverka systemet på ett negativt sätt, t ex genom att kvaliteten och kapaciteten försämras.

Föreliggande uppfinning kan användas för att förhindra dessa typer av mobilterminaler från att göra cellâterval in i de celler i vilka den aktuella funktionaliteten används. Notera att detta inte behöver betyda att mobilterminaler tappar tack- ning eftersom det kan finnas andra celler pà andra frekvenser eller celler baserade på andra radio access teknologier. c) Hantering av mobilterminaler med olika funktionalitet.

I UMTS finns många olika typer av mobilterminaler med olika funktionalitet. De olika funktionaliteterna kan definieras dels av sin utgåva, men också av sin terminal klass och sina terminalförmågor (Eng. terminal capabilities).

Om en operatör implementerar en viss nätfunktionalitet endast i vissa celler, kan det vara bra att reservera dessa celler för de mobilterminaler som har motsvarande funktiona- litet. Exempelvis kan en operatör ha implementerat funktionen ”High Speed Downlink Packet Access” (HSDPA, UMTS utgåva 5) på en egen frekvens i en eller flera nätverksnoder (hot spots).

Föreliggande uppfinning kan användas för att förhindra mobilterminaler som inte har den erforderliga funktionaliteten att göra cellåterval in i de celler i vilka den aktuella nät- funktionaliteten implementerats. d) I samband med multipla PLMN i utgåva 6. Utgåva 6 av 3GPP standarden håller på att slutföras och är planerad att stoppas för ny funktionalitet inom en snar framtid. Multipla PLMN i utgåva 6 kommer att möjliggöra att en nätverksoperatör kan införa funktionalitet för att kunna ha flera PLMN i en och samma cell, varvid separata PLMN för olika operatörer kan användas i gemensamma celler i ett delat nationellt UMTS-nät, vilket t ex möjliggör 3G strövning.

Om denna funktionalitet blir införd kan en granncell ha flera PLMN, men det kommer fortfarande bara vara möjligt att ange ett PLMN i granncellslistorna. Med hjälp av falska PLMN- 52ïšš 459 000 000 0 0 00 0 00 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 I 0 0 0 0 00 0 0 000 000 00 0 0 0000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 00 00 000 0 10 identiteter kan man då styra till vilka celler varje mobil- terminal ska kunna göra cellåterval. På så sätt skulle man kunna spara nätkapacitet eftersom det skulle kosta mycket kapacitet att sända multipla PLMN för alla grannceller.

Föreliggande uppfinning har beskrivits ovan med hjälp av en exemplifierande utföringsform och exempel, det skall emellertid förstås att dessa inte avser att begränsa uppfinningen som endast är begränsad av de åtföljande patent- kraven. 0 0 0000 000000 0 000000

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 PATENTKRAV

1. Förfarande för cellàterval i ett mobilkommunikations- system, innefattande ett flertal publika mobilkommunikations- nät, PLMN, (PLMNl, PLMN2) var och en med ett antal celler (PLMN1 cell 1, PLMN1 cell 2, PLMN2 cell 1, PLMN2 cell 2, PLMN2 cell 3), vilka celler innefattar granncellslistor med information om vilka grannceller en mobilterminal (MT) i en första cell (PLMN1 cell 1) skall använda för cellàterval, nämnda förfarande innefattar stegen att: - associera falska PLMN~identiteter, falskPLMN, till en (PLMN2 cell 3) i en granncellslista, eller flera andra celler och sända dessa falska PLMN-identiteter istället för de faktiska PLMN-identiteterna i granncellsinformationen som skickas på en sändningskanal i den första cellen (PLMN1 cell 1), och att - signalera de falska PLMN-identiteterna som ekvivalenta PLMN till mobilterminalen göra cellàterval till (MT) som ska en associerad granncell (PLMN2 cell 3) men inte till andra celler (PLM2 cell 1, PLMN2, cell 2) i det andra PLMN (PLMN2).

2. Förfarandet enligt krav 1, vidare innefattande stegen att: - låta mängden M'vara mängden av alla mobilterminaler i ett givet lokaliseringsområde, LA, eller ett givet dirigeringsområde, RA; - låta G vara mängden av alla grannceller till alla celler i det givna lokaliseringsomràdet, LA, eller dirigeringsomrádet, RA; och - få en delmängd m av mängden av alla mobilterminaler M .att utesluta en delmängd g av mängden av alla grannceller G.

3. Förfarande enligt krav 2, vidare innefattande stegen att: 10 15 20 25 30 35 528 459 12 ~ associera till delmängden g av grannceller en falsk PLMN-identitet som är skild från den faktiska PLMN- identiteten för granncellerna i mängden G; - ange den falska PLMN-identiteten som PLMN-identitet för granncellerna g i ett systeminformationsblock; - om mobilterminalen inte tillhör delmängden m, skicka den falska PLMN-identiteten i en ekvivalent-PLMN-lista till mobilterminalen, när mobilterminalen kommer in i LA eller RA och gör en lokaliseringsuppdateringsförfràgan eller en dirigeringsuppdateringsförfrågan; och - om den faktiska PLMN-identiteten till någon eller några av granncellerna i m skiljer sig från den av mobilen valda PLMN-identiteten, ska även dessa faktiska PLMN- identiteter ingå i ekvivalent-PLMN-listan till mobilerna som inte tillhör delmängden m.

4. Förfarande enligt krav 2 eller 3, vidare innefattande stegen att: - om delmängden g utgörs av mängden av alla grannceller med en given faktisk PLMN-identitet som är skild från PLMN- identiteten i det aktuella lokaliseringsomrádet, LA, eller dirigeringsomràdet, RA, ange den faktiska PLMN-identiteten i systeminformationen.

5. Förfarande enligt något av kraven 2 - 4, varvid delmängden m av mängden M innefattande alla mobilterminaler i kommunikationsnätet definieras utifrån information som finns tillgänglig i en MSC-nod eller SGSN-nod som skickar en ekvivalent-PLMN-lista till mobilterminalen.

6. Förfarande enligt något av kraven 2 - 5, vidare innefattande flera uppsättningar {mi,gi,falskPLMN¿} i=lmN, så att varje mobilterminal som tillhör delmängden mi utesluter delmängden gg, av grannceller från cellàterval, under förut- sättning att delmängderna gï är disjunkta och falskPLMNi är 10 15 20 25 528 ¿> Lfi \O 13 skilt frán falskPLMNg när i är skilt från k.

7. Förfarande enligt krav 6, varvid en mobilterminal kan tillhöra flera delmängder ng och att antalet delmängder mi som en mobilterminal kan tillhöra kan begränsas av den maximala längden på ekvivalen-PLMN-listan.

8. Förfarande enligt krav 6 eller 7, varvid olika uppsättningar {m¿,gi,falskPLMN¿} i=lmN kan användas i varje lokaliseringsområden, LA, eller dirigeringsomràden, RA.

9. Förfarande enligt något av kraven 1 - 8, varvid nämnda mobilkommunikationsnät, PLMN, är UMTS eller GSM. 10; Datorprogramprodukt för cellàterval i ett mobilkommuni- kationssystem, innefattande ett flertal publika PLMN, (PLMNl, (PLMl cell 1, PLMN2 cell 3), mobilkommunikationsnät, PLMN2) var och en med ett antal celler PLMN2 cell 1, PLMN2 cell 2, PLMN1 cell 2, vilka celler innefattar grann- cellslistor med information om vilka grannceller en mobil- terminal (MT) i en första cell (PLMN1 cell 1) skall använda för cellàterval, kånnetecknad av programkodsdelar anordnade att styra eller utföra delar av ett förfarande enligt något av kraven 1-9.