DE69117814T2

DE69117814T2 - Zugriffsverfahren für schnurlosen Telefondienst

Info

Publication number: DE69117814T2
Application number: DE69117814T
Authority: DE
Inventors: Jean-Bernard Kerihuel; Maurice Martin
Original assignee: Alcatel CIT SA
Current assignee: Alcatel CIT SA
Priority date: 1990-05-30
Filing date: 1991-05-27
Publication date: 1996-07-25
Anticipated expiration: 2011-05-28
Also published as: JPH04233341A; DE69117814D1; ATE135519T1; FI101507B; NO912040L; FR2662878B1; FI101507B1; JP3054225B2; FI912548A0; NO178597B; CA2043290A1; ES2084726T3; EP0463384B1; FR2662878A1; EP0463384A1; US5303285A; NO178597C; NO912040D0; FI912548A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein zugangsverfahren zu einem Mobiltelefondienst, der von einem Netz mit Feststationen, mit diesen Feststationen über Funk verbundenen digitalen Mobiltelefonen und mit einem digitalen Öffentlichen Vermittlungsnetz mit integrierten Diensten (ISDN) gewährleistet wird. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Mobiltelefondienst, der von einem intelligenten Netz gewährleistet wird, wie es nachfolgend beschrieben wird. Ein zugangsverfahren zu einem Mobiltelefondienst hat üblicherweise zwei Aufgaben, nämlich zu überprüfen, ob der Rufende berechtigt ist, das Telefon zu benützen, das er in Händen hält, und zu überprüfen, ob dieses Telefon einem gültigen Teilnehmer entspricht, der zur Benutzung des Mobiltelefondienstes berechtigt ist. Für die erste Überprüfung gibt der Anrufer über die Tastatur seines Telefons einen vertraulichen Kode ein. Ein Vergleich mit demselben in dem Telefon gespeicherten Kode führt zu der Freigabe des Telefons. Die zweite Überprüfung, die Authentifizierung des Anrufers genannt wird, ist schwieriger durchzuführen, da die Abonnementmerkmale aller an dem Dienst angeschlossener Teilnehmer eine große Informationsmenge bilden und diese Informationen zudem häufig wechseln. Insbesondere wird ein Abonnementvertrag gesperrt, wenn ein Telefon verlorengegangen ist oder gestohlen wurde.
Gemäß einem bekannten Zugangsverfahren zu einem Mobiltelefondienst besteht die Authentifizierung des Anrufers darin, von seinem Telefon zur Feststation eine Nummer zu übertragen, die den Abonnement-Vertrag bezeichnet, der von dem Inhaber des Telefons abgeschlossen wurde. Jede Feststation besitzt eigene Authentifizierungsmittel, die eine schwarze Liste mit den gesperrten Verträgen enthält. Jede Feststation ist mit dem drahtgebundenen Öffentlichen Telefonnetz nur über Telefonleitungen verbunden. Um periodisch die schwarze Liste zu aktualisieren, werden Daten auf diesen Telefonleitungen mit Hilfe eines Modems in den Schwachverkehrszeiten übertragen.
Dieses Authentifizierungsverfahren ist nicht sehr sicher, da die schwarze Liste im besten Fall nur einmal täglich aktualisiert wird und da die Vertragsnummer durch einen Dritten während der Funkübertragung abgehört werden kann.
Außerdem erlaubt das bekannte Verfahren nicht, verschiedene Arten von Verträgen zu unterscheiden, die eine Freigabe oder Sperrung des Zugangs abhängig von der Nummer des gerufenen Teilnehmers oder abhängig vom Gebührenkontostand des Teilnehmers verfügen. Dieses Verfahren ermöglicht es ebensowenig, dem Anrufer eine Nachricht auf ein in sein Telefon eingebautes Anzeigefeld bezüglich seines Kontostands zu übermitteln. Dies sind zwei schwerwiegende Nachteile für den Verleih von Mobiltelefonen, da der Verleiher die durch einen Vertrag verliehenen Rechte nicht einschränken kann, um sich gegen Nichtzahler zu wappnen, indem bestimmte Nummern gesperrt werden oder indem die Belastung des Teilnehmerkontos begrenzt wird. Außerdem ist es schlecht vorstellbar, den Gebührenkontostand eines Kunden zu begrenzen, ohne daß dieser über den Zustand seines Kontos vor jedem Anruf darüber informiert würde.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Zugangsverfahren vorzuschlagen, das gegen Mißbrauch besser geschützt ist und außerdem bestimmte Nummern freigeben oder nicht freigeben kann, eine Nachricht über den Kontostand an das Telefon des Anrufers zu übermitteln, und einen Anruf anhängig vom Stand seines Gebührenkontos freizugeben oder nicht. Dieses Ziel wird erreicht, indem das drahtlose Telefonnetz eine intelligente Netzstruktur bekommt und indem das Zugangsverfahren die folgenden Merkmale erhält.
Gegenstand der Erfindung ist ein Zugangsverfahren zu einem Mobiltelefondienst, der von einem Netz gewährleistet wird,
- mit einem Verteilnetz bestehend aus Feststationen und digitalen Mobiltelefonen, die mit den Feststationen über Funk verbunden sind,
- mit einem öffentlichen digitalen drahtgebundenen Netz mit integrierten Diensten, an das jede Feststation über insbesondere einen Signalisationskanal von Benutzer zu Benutzer angeschlossen ist,
- mit Netzdienststeuerpunkten, die an das öffentliche Netz angeschlossen sind und je eine Datenbasis von Teilnehmern des Mobiltelefondienstes sowie eine logische Vorrichtung zur Bearbeitung von Anrufen enthalten,
- mit einem Verwaltungsdienststeuerpunkt, der eine Bezugsdatenbasis enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren darin besteht, Informationen zwischen einer Feststation und einem Dienststeuerpunkt auszutauschen, um das Zugangsrecht eines Anrufers über den Signalisationskanal von Benutzer zu Benutzer des Standard-Zugangs zu bestimmen, der die Feststation mit dem öffentlichen drahtgebundenen Vermittlungsnetz verbindet. Ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist bekannt aus dem Aufsatz "Cellular Mobile Radio as an Intelligent Network Application" von M. Ballard et al, der veröffentlicht wurde in Electrical Communication, vol. 63, Nº 4, 1989, Seiten 389 bis 399.
Das wie oben gekennzeichnete Zugangsverfahren gibt den Zugang aufgrund von zuverlässigen Informationen frei, da es in Echtzeit in den Dienststeuerpunkten des öffentlichen Netzes mit Dienstintegration aktualisiert wird. Andererseits besitzt der Signalisationskanal von Benutzer zu Benutzer eine ausreichende Kanalkapazität, um Informationsaustauschvorgänge zur Bestimmung des Zugangsrechts eines Anrufers durchzuführen, ohne zusätzliche Kosten zu verursachen, da dieser Kanal regelmäßig in jedem Standardzugang zum drahtgebundenen öffentlichen Telefonnetz mit Dienstintegration vorhanden ist.
Gemäß einem anderen Merkmal besteht das Verfahren bei der Authentifizierung eines Anrufers erfindungsgemäß darin,
- in den Datenbasen der Dienststeuerpunkte jeden Teilnehmervertrag und das entsprechende Telefon identifizierende Wörter und einen Geheimschlüssel zu speichern und zu aktualisieren, der diesem Teilnehmervertrag zugeordnet ist und für einen Teilnehmer spezifisch ist,
- vom Telefon des Anrufers an den Netzdienststeuerpunkt, der diesen Anrufer bedient, über den Signalisationskanal von Benutzer zu Benutzer Wörter zu übertragen, die den Teilnehmervertrag und das Telefon des Anrufers identifizieren,
- im Telefon des Anrufers abhängig vom Geheimschlüssel, der für den Anrufer spezifisch ist, und von einer Zufallszahl über einen vorgegebenen Algorithmus eine erste Signatur zu bestimmen,
- die erste Signatur an den Netzdienststeuerpunkt über den Signalisationskanal von Benutzer zu Benutzer zu übertragen,
- im Netzdienststeuerpunkt abhängig vom Geheimschlüssel entsprechend dem Vertrag dieses Anrufers und abhängig von der Zufallszahl durch den vorgegebenen Algorithmus eine zweite Signatur zu bestimmen,
- im Netzdienststeuerpunkt zu überprüfen,
-- ob die erste und die zweite Signatur einander gleichen,
-- ob das den Teilnehmervertrag des Anrufers identifizierende Wort einem gültigen Vertrag entspricht,
-- ob das den Teilnehmervertrag des rufenden Teilnehmers identifizierende Wort dem Wort entspricht, das das Telefon des Anrufers identifiziert.
Das so gekennzeichnete Zugangsverfahren ergibt eine große Zuverlässigkeit in der Authentifizierung des Anrufers, da keine Übertragung von Geheimdaten zwischen dem Telefon und dem Steuerpunkt des Netzdienstes erfolgt, so daß jeder Mißbrauch vermieden wird, der darin besteht, daß die Authentifizierungsdaten unbefugt erfaßt werden. Andererseits kann jeder Vertrag mit praktisch sofortiger Wirkung gesperrt werden, da die Zentralisierung der Daten die Echtzeitaktualisierung der Datenbasen der Dienststeuerpunkt ermöglicht. Gemäß einem anderen Merkmal besteht das erfindungsgemäße Verfahren bei der Autorisierung des Zugangs zu einem gerufenen Teilnehmer abhängig von den durch den Vertrag mit dem rufenden Teilnehmer freigegebenen Rufnummern darin, in den Datenbasen der Steuerpunkte für jeden Teilnehmervertrag die Merkmale der für diesen Vertrag freigegebenen Nummern zu speichern und zu aktualisieren, und bei einem Zugriffswunsch
- zu überprüfen, ob die gewählte Nummer eine Notrufnummer ist,
- zu überprüfen, ob die gewählte Nummer aufgrund des Vertrags des Anrufers genehmigt ist, sofern es sich nicht um eine Notrufnummer handelt.
Das so gekennzeichnete Verfahren bietet dem Kunden also verschiedene Vertragstypen, indem der Zugang zum Mobiltelefondienst blockiert wird, wenn die gewünschte Nummer dem gültigen Vertrag nicht entspricht.
Gemäß einem anderen Merkmal besteht das erfindungsgemäße Verfahren weiter darin,
- in den Datenbasen der Dienststeuerpunkte für jeden Teilnehmervertrag den Telefongebührenkontostand dieses Vertrags und eine vorbestimmte Obergrenze der maximal zulässigen Belastung des Kontos dieses Vertrags zu speichern und zu aktualisieren,
- zu überprüfen, ob die Nummer eine Notrufnummer ist,
- im Netzdienststeuerpunkt zu überprüfen, ob der Gebührenkontostand des Teilnehmervertrags des Anrufers nicht seine Obergrenze erreicht hat, sofern die gewünschte Nummer keine Notrufnummer ist.
Das so gekennzeichnete Verfahren ermöglicht dem Netzbetreiber, dem Kunden mehrere Vertragstypen entsprechend verschiedenen Kontobelastungsgrenzen anzubieten, wobei der Betrag dieser Grenze ggf. durch den Teilnehmer vorgestreckt wird.
Gemäß einem anderen Merkmal besteht das Verfahren weiter darin,
- von dem den Anrufer bedienenden Netzdienststeuerpunkt an das Telefon des Anrufers eine Nachricht zu übermitteln, die den Telefongebührenkontostand seines Vertrags in dem Zeitpunkt angibt, in dem er Zugang zu dem Dienst verlangt,
- diesen Kontostand auf einem in das Telefon des Anrufers integrierten Anzeigefeld anzuzeigen.
Das so gekennzeichnete Verfahren bietet die Möglichkeit, den Teilnehmer über die Belastungsmöglichkeiten seines Gebührenkontos zu informieren, damit er nicht unvorbereitet mit der Sperrung seines Telefons rechnen muß.
Zwei Durchführungsvarianten des erfindungsgemäßen Verfahrens betreffend die Festlegung einer Zufallszahl für die Authentifizierung sind in den Ansprüchen 6 und 7 gekennzeichnet.
Die Erfindung und weitere Merkmale werden nun anhand der nachfolgenden Beschreibung und der beiliegenden Figuren näher erläutert.
Figur 1 zeigt das Übersichtsschema eines Beispiels eines intelligenten Netzes, das einen Mobiltelefondienst verwirklicht und das erfindungsgemäße Zugangsverfahren einsetzt.
Figur 2 zeigt ein Zeitdiagramm mit einem Beispiel der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Figur 3 zeigt ein anderes Zeitdiagramm mit einer Variante zu diesem Ausführungsbeispiel.
Figur 1 zeigt das Übersichtsbild eines Beispiels eines intelligenten Mobiltelefonnetzes, in dem das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden kann. Es enthält ein Verteilnetz 1, ein drahtgebundenes digitales öffentliches Telefonnetz 2 mit integrierten Diensten, ein Netz von Dienststeuerpunkten 3 und Abwicklungseinheiten 4, 7, 8 und 9.
Das Verteilnetz 1 enthält tragbare und drahtlose digitale Telefone T1, ... Tn und Feststationen B1, .. Bp. In diesem Beispiel wird davon ausgegangen, daß jedes Mobiltelefon im Bereich einer Feststation während der ganzen Dauer eines Gesprächs verbleibt, aber die Erfindung ist auch auf ein Netz anwendbar, das die Weitergabe eines Gesprächs von einer Feststation zu einer benachbarten Feststation erlaubt, um die Ortsveränderung eines Mobiltelefons während des Gesprächs zu erlauben.
In diesem Ausführungsbeispiel enthält jedes Telefon T1, ... Tn ein alphanumerisches Anzeigefeld 20. Jedes Telefon kann über Funk mit einer Feststation verbunden werden, die sich in der Nähe dieses Telefons befindet, wobei jede Feststation gleichzeitig mehrere Telefon bedienen kann. Jede Feststation B1, .. Bp ist über Standardzugänge mit dem drahtgebundenen öffentlichen Telefonnetz 2 verbunden. Jeder Zugang zum Netz 2 ist ein Standardzugang, der einen Signalisationskanal von Benutzer zu Benutzer, der mit D bezeichnet ist, und mehrere Telefonkanäle enthält, die mit B bezeichnet sind. Die Anzahl von Telefonkanälen kann von zwei für einen Basiszugang bis 30 für einen Primärzugang variieren. Diese Telefonkanäle sind in beiden Richtungen wirksam und werden im Schaltungsmodus hergestellt. Der Signalisationskanal von Benutzer zu Benutzer ist ein in beiden Richtungen wirksamer Kanal, der im Meldemodus betrieben wird. Auf diesem Kanal kann man parallel zu den Telefongesprächen Daten übertragen. Eine der klassischen Anwendungen besteht darin, die Telefonnummer oder den Namen des Rufenden bis zu einem Anzeigefeld zu übermitteln, das sich im Telefon-Endgerät des gerufenen Teilnehmers befindet.
Das drahtgebundene öffentliche Telefonnetz 2 besteht aus Zentralen mit Leitwegautonomie (CAA) und aus Dienstzugangsschaltern (CAS). In diesem Beispiel enthält das Netz zwei Zentralen mit Leitwegautonomie 10 und 11, die je an eine Dienstzugangszentrale 12 und 13 über Verbindungen entsprechend dem Protokoll Nº 7 des CCITT angeschlossen sind. In diesem Beispiel sind die Feststationen B1, ... Bp an die Zentrale 10 mit Leitwegautonomie angeschlossen.
Das Netz 3 von Dienststeuerpunkten enthält in diesem Beispiel zwei Netzdienststeuerpunkte PCS-R mit den Bezugszeichen 14 und 15 sowie einen Verwaltungsdienststeuerpunkt PCS-G mit dem Bezugszeichen 16. Die Netzdienststeuerpunkte 14 und 15 sind an je eine der Dienstzugangszentralen 12 und 13 über Verbindungen gemäß dem Protokoll Nº 7 des CCITT angeschlossen und mit dem Verwaltungsdienststeuerpunkt 16 über Verbindungen gemäß dem Protokoll X25 des CCITT verbunden.
Jede Abwicklungseinheit 4, 7, 8, 9 besteht im wesentlichen aus einem Endgerät mit Bildschirm und Tastatur. Die Endgeräte sind verschiedenen Abwicklungseinrichtungen zugewiesen, wobei der Verwaltungsdienststeuerpunkt 16 jeder Einrichtung die Informationen und die Dialogmittel liefert. Das Endgerät 4 dient dem technischen Betreiber des intelligenten Netzes. Das Endgerät 9 ist ein ASCII- oder Videotext-Endgerät, das einem technischen Betreiber der Gesamtheit der Feststationen oder einer besonderen Gruppe von Feststationen zugewiesen ist. Dieses Endgerät hat Zugang zur Datenbasis des Verwaltungsdienststeuerpunkts 16 über einen Server zur Verwaltung von Feststationen SGB und über einen Statistikserver SDS, die das Bezugszeichen 19 tragen. Das Endgerät 8 ist nicht unbedingt erforderlich. Hier handelt es sich um ein Videotext-Endgerät, das einem Teilnehmer die Konsultierung der Daten seines Dienstes ermöglicht, nämlich Vertragsdaten und Gebührenzettel. Dieses Endgerät hat Zugang zum Verwaltungsdienststeuerpunkt 16 über einen Zugangsserver für Benutzer SAU 18. Das Endgerät 7 ist eine Videotext- Endgerät, das dem kommerziellen Betreiber des Mobiltelefondienstes zugeordnet ist. Dieses Endgerät hat Zugang zum Verwaltungsdienststeuerpunkt 16 über einen Teilnehmer-Verwaltungsserver SGA 17, der auch an das Teilnehmer-Verwaltungssystem 6 angeschlossen ist.
Jede Feststation B1, .. Bp enthält ein Kontrollgerät, das die Anschlußschnittstellen an die Telefonkanäle B, an den Signalisationskanal D und an die Funkkanäle überwacht. Das Kontrollgerät hat die folgenden Aufgaben:
- Initialisierung eines Rufs in das Netz hinein, wenn von einem Telefon T1, .. Tn ein Funkkanal besetzt wird;
- Teilnahme am Authentifizierungsverfahren eines Anrufers;
- Analyse der über die Funkkanäle empfangenen Informationen;
- Überwachung der Funkkanäle;
- Durchführung einer internen Testprozedur zur Wartung der Feststation;
- Laden von Programmen aus der Ferne, um die Software der Feststation zu verändern;
- Beobachtungen (Zählung und Statistik);
- Synchronisation der Funkkanäle.
Ein Anruf eines Benutzers des öffentlichen Telefonnetzes 2 betreffend einen Dienst wird in einem der Dienstzugangsschalter 12 oder 13 analysiert und dann an den diesen Schalter bedienenden Netzdienststeuerpunkt 14 oder 15 übertragen. Dieser Netzdienststeuerpunkt steuert dann die gesamte Bearbeitung des Anruf 5 und steuert den Dienstzugangsschalter für alle Aktionen, die Schaltmittel erfordern, zum Beispiel für die Aussendung einer akustischen Mitteilung oder zur Verbindung zwischen einem Eingang des Netzes und einem Ausgang des Netzes oder zur Bildung einer Zeitverzögerung. Um jeden Ruf zu behandeln, besitzt ein Netzdienststeuerpunkt eine Software für jeden Dienst in Form einer Aneinanderreihung von Elementaraktionen abhängig von empfangenen Nachrichten. Außerdem besitzt er eine Datenbasis mit Echtzeitzugriff.
Der Verwaltungsdienststeuerpunkt 16 ist von der Anruf-Bearbeitung nicht betroffen. Dagegen bildet er eine Referenz für den Dienst, da er eine Datenbasis mit der Service-Software und den Daten betreffend die Teilnehmer enthält. Er gewährleistet die technische Abwicklung des Netzes von Netzdienststeuerpunkten 14 und 15, insbesondere um die Kohärenz der Datenbasen aufrechtzuerhalten. Außerdem sorgt er für die kommerzielle Abwicklung des Dienstes, nämlich die Verwaltung der Verträge, den Zugang des Betreibers und den Zugang der Teilnehmer.
Die Steuerpunkte 14 bis 16 können beispielsweise von einem Mikroprozessor des Typs ALCATEL 8300 gebildet werden, der von der Firma ALCATEL vertrieben wird.
Die Netzdienststeuerpunkte 14 und 15 werden zur Durchführung des Zugangsverfahrens zum Mobiltelefondienst verwendet. Jeder dieser Punkte enthält eine Datenbasis der Teilnehmer des Mobiltelefondienstes. Diese Basis enthält Daten entsprechend einem Teil der Abonnenten oder aller Abonnenten des Dienstes. Die Aktualisierung dieser Datenbasis erfolgt durch den Verwaltungsdienststeuerpunkt 16 gleichzeitig in allen Datenbasen der Netzdienststeuerpunkte 14 und 15, sobald der Verwaltungsdienststeuerpunkt von einer Veränderung betreffend die Teilnehmer über eine der Abwicklungseinheiten 4, 7, 8, 9 informiert wird.
Die Datenbasis der Dienststeuerpunkte 14, 15 und 16 enthält insbesondere für einen Teilnehmer:
- ein den Teilnehmer bezeichnendes Wort IDAB;
- ein das Telefon des Teilnehmers bezeichnendes Wort IDCP;
- ein Geheimschlüssel Ki dieses Teilnehmers;
- ein den Dienst und den Operator des Dienstes gemäß dem Vertrag bezeichnendes Wort IDSO;
- die Vertragsart: international, d.h. für alle Anrufe, oder national, d.h. für Anrufe nur in einem Land, oder selektiv, d.h. frei nur für eine Liste vorgegebener Rufnummern;
- die Nummern, die für diesen Teilnehmer freigegeben sind, wenn es sich um einen selektiven Vertrag handelt;
- die Obergrenze der Belastung seines Kontos;
- das Datum des Vertragsendes.
Figur 2 zeigt ein Zeitdiagramm, das die Datenaustauschvorgänge während des Zugangs eines Anrufers zum Mobiltelefondienst angibt. Die Zeitachse verläuft von oben nach unten in der Figur. Zuerst entriegelt der Anrufer sein Telefon T1, indem er seinen vertraulichen Kode über die Tastatur des Telefons eintippt. Die Überprüfung erfolgt in dem Telefon selbst. Auf die Entriegelung folgt die Besetzung eines Funkkanals in einer Feststation B1, die sich in der Nähe des Telefons T1 befindet, gemäß einer klassischen und genormten Prozedur.
Das Telefon T1 überträgt dann zwei Wörter IDCP und IDSO an die Feststation B1. Das Wort IDSO bezeichnet den Mobiltelefondienst und seinen Betreiber, während das Wort IDCP das Telefon T1 bezeichnet. Die Feststation B1 überprüft, ob das Wort IDSO einen bekannten Betreiber bezeichnet und sendet dann eine Nachricht an das Telefon T1, die angibt, daß der Zugang zum gewünschten Dienst möglich ist.
Zugleich sendet die Feststation B1 an die Zentrale mit Leitwegautonomie 10 eine Nachricht ETABLISSEMENT gemäß dem Protokoll Nº 7. Diese Nachricht enthält insbesondere ein Feld, das für die Signalisierung von Benutzer zu Benutzer reserviert ist. Dieses Feld enthält ein Kodewort, das den gewünschten Dienst bezeichnet, d.h. den Mobiltelefondienst, die Wörter IDCP und IDSO und ein Wort BSN, das eine die Feststation B1 bezeichnende Nummer ist. Die Zentrale mit Leitwegautonomie 10 sendet eine Nachricht IAM mit denselben Wörtern an die Dienstzugangszentrale 12. Letztere sendet an den Netzdienststeuerpunkt 14 eine Nachricht PROVIDE INSTRUCTIONS mit denselben Wörtern.
Der Netzdienststeuerpunkt 14 erzeugt dann eine Zufallszahl RAND und sendet sie an die Dienstzugangszentrale 12 in einer Nachricht GENERATE SIGNAL, und zwar in dem für die Signalisierung von Benutzer zu Benutzer reservierten Feld. Die Dienstzugangszentrale 12 sendet eine Nachricht ACM an die Zentrale mit Leitwegautonomie 10, die die Zufallszahl RAND enthält. Die Zentrale 10 mit Leitwegautonomie überträgt die Zufallszahl RAND in einer Nachricht ALERTE an die Feststation B1. Die Feststation B1 reicht die Zufallszahl RAND an das Telefon T1 weiter, das diese Zahl zur Berechnung einer Signatur SRES abhängig von einem Geheimschlüssel Ki verwendet, der im Telefon T1 enthalten und für einen Teilnehmer spezifisch ist. Die Berechnung der Signatur erfolgt mit Hilfe eines klassischen Geheimverschlüsselungsalgorithmus.
Der Schlüssel Ki ist in einem geschützten Modul enthalten, der in das Telefon T1 eingesteckt ist und dieses Telefon T1 für einen bestimmten Teilnehmer personalisiert. Dieser Modul enthält weiter das Wort IDAB, das den Vertrag unabhängig vom Wort IDCP bezeichnet, welches das Telefon T1 benennt, in das der Modul eingesteckt ist. Das Telefon T1 sendet an die Feststation B1 das Wort SRES mit seiner Signatur und das Wort IDAB. Die Feststation B1 sendet dann an das Telefon T1 ein Tonsignal, das eine Aufforderung an den Teilnehmer bedeutet, die gewünschte Rufnummer zu wählen.
Die Feststation B1 überträgt die Wörter SRES und IDAB an die Zentrale mit Leitwegautonomie 10 in einer Nachricht IUU: Die Zentrale mit Leitwegautonomie 10 überträgt sie weiter an die Dienstzugangszentrale 12 in einer Nachricht MUU. Die Dienstzugangszentrale 12 überträgt sie weiter an den Netzdienststeuerpunkt 14 in einer Nachricht EVENT.
Der Anrufer wählt die gewünschte Nummer. Die Feststation B1 erzeugt die üblichen Zeitverzögerungen zwischen den Ziffern der Nummer. Der Anrufer beendet die Nummernwahl mit einem das Ende der Nummernwahl bezeichnenden Signal, das die Aussendung der gewählten Nummer von der Feststation B1 zur Zentrale 10 mit Leitwegautonomie in einer Nachricht IUU auslöst. Die Zentrale 10 mit Leitwegautonomie überträgt die gewählte Nummer weiter an die Dienstzugangszentrale 12 in einer Nachricht MUU. Die Dienstzugangszentrale 12 überträgt die gewählte Nummer an den Netzdienststeuerpunkt 14 in einer Nachricht EVENT.
Entspricht die gewünschte Nummer einem Notruf (Feuerwehr, Polizei, Notarzt), wird der Ruf ohne vorherige Authentifizierung zugelassen. Die Fortsetzung des Verfahrens entsprechend diesem Notruf ist in der Figur aus Gründen der Klarheit nicht dargestellt. Der Verwaltungsdienststeuerpunkt 16 bildet unmittelbar einen Rufzettel, sendet einen Verbindungsaufbaubefehl an die Dienstzugangszentrale 12 und gibt den Ruf ab. Die Feststation B1 übernimmt dann die Weiterleitung des Rufs zur Zentrale 10 mit Leitwegautonomie. Der Ruf wird so abhängig von der geographischen Lage der Feststation weitergeleitet, die den Ruf empfangen hat.
Wenn die Nummer nicht einem Notruf entspricht, muß der Netzdienststeuerpunkt 14 den Anrufer authentifizieren und er muß die Berechtigung des Anrufs der gewählten Nummer überprüfen.
Der Netzdienststeuerpunkt 14 bestimmt eine Bezugssignatur SRES-OK abhängig von der Zufallszahl RAND und vom Geheimschlüssel Ki entsprechend dem durch IDAB bezeichneten Vertrag, wobei dieser Geheimschlüssel aus dessen Datenbasis ausgelesen wird. Der verwendete Algorithmus ist derselbe wie der im Telefon T1 benutzte. Er ist vom Betreiber des Dienstes abhängig, der aufgrund des Worts IDSO bekannt ist, das vom Telefon T1 ausgesendet wurde.
Der Netzdienststeuerpunkt 14 führt mehrere Überprüfungen durch zwischen de Daten, die er vom Netz empfängt, und dem Inhalt seiner Datenbasis. Er überprüft, ob die Signatur SRES der Bezugssignatur SRES-OK gleicht, um jeden Mißbrauch der Wörter IDAB und IDCP eines Teilnehmers zu erfassen, die sich jemand unrechtmäßig beschafft hat. Weiter überprüft er, ob das Wort IDAB, das den Vertrag identifiziert, einem gültigen Vertrag entspricht. Er überprüft, ob IDAB dem Wort IDCP entspricht, das das Telefon T1 identifiziert, um ggf. ein gestohlenes Telefon zu erfassen.
Der Netzdienststeuerpunkt 14 überprüft weiter, ob die gewünschte Nummer für diesen Anrufer zugelassen ist, indem er die gewünschte Nummer mit den Merkmalen der zugelassenen Nummern vergleicht, die in der Datenbasis unter den diesen Teilnehmer betreffenden Daten abgespeichert sind. Schließlich überprüft er, ob der Zustand des Gebührenkontos des Anrufers nicht die durch den Vertrag festgelegte Obergrenze erreicht hat. Für diese Aufgabe enthält die Datenbasis des Netzdienststeuerpunkts 14 den aufgelaufenen Gebührenbetrag dieses Teilnehmers, der in Echtzeit vom Verwaltungsdienststeuerpunkt 16 aktualisiert wird.
Ist eine der Überprüfungen negativ, wird der Zugang verweigert. Die Fortsetzung des Verfahrens entsprechend diesem Fall ist in der Figur aus Gründen der Klarheit nicht dargestellt. Der Netzdienststeuerpunkt 14 gibt den Befehl an die Zentrale 10 mit Leitwegautonomie, dem Anrufer diese Zurückweisung durch einen Signalton oder eine sprachliche Mitteilung zu melden. Gegebenenfalls wird der Vertrag gesperrt nach einer gegebenen Anzahl von abgewiesenen Zugängen desselben Anrufers, worauf die Verbindung aufgelöst wird.
Wenn alle Überprüfungen positiv waren, sendet der Netzdienststeuerpunkt 14 an die Netzzugangszentrale 12 eine Nachricht CREATE/JOIN, die die gewählte Nummer enthält. Die Dienstzugangszentrale 12 sendet einen Befehl zum Aufbau der dieser Nummer entsprechenden Verbindung an die Zentrale mit Leitwegautonomie 10.
In diesem Ausführungsbeispiel führt der Netzdienststeuerpunkt 16 eine zusätzliche Operation durch, die darin besteht, dem Telefon T1 des Anrufers den Stand seines Telefongebührenkontos in dem Augenblick zu senden, in dem die Verbindung mit der gewählten Nummer hergestellt wird. Der Netzdienststeuerpunkt 14 sendet diesen Kontostand in einem Signalisationsfeld von Benutzer zu Benutzer in Form einer Nachricht GENERATE SIGNAL an die Dienstzugangszentrale 12. Letztere überträgt diesen Kontostand weiter an die Zentrale mit Leitwegautonomie 10 in einer Nachricht ACM. Diese Zentrale überträgt den Kontostand an die Feststation B1 in einer Nachricht ALERTE. Die Feststation B1 überträgt schließlich diese Nachricht über den Funkkanal an das Telefon T1. Der Kontostand wird auf dem Anzeigefeld 20 des Telefons T1 angezeigt.
Figur 3 zeigt ein Zeitdiagramm einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, die sich von dem obigen Verfahren dadurch unterscheidet, daß die Zufallszahl RAND in der den Anrufer bedienenden Feststation erzeugt wird und von der Feststation B1 zum Netzdienststeuerpunkt 14 übertragen wird, damit dort die Bezugssignatur berechnet werden kann. Die Nachrichten GENERATE SIGNAL, ACM, ALERTE, die von der Feststation B1 als Antwort empfangen werden, übertragen nicht mehr die Zufallszahl RAND, sondern haben nur noch die Aufgabe, den Befehl zur Auslösung der Aussendung der Tonsignale durch die Feststation B1 zu übertragen. Dagegen übertragen die Nachrichten IUU, MUU und EVENT von der Feststation B1 an den Netzdienststeuerpunkt 14 die Zufallszahl RAND zusätzlich zu der Signatur SRES und dem den Teilnehmer identifizierenden Wort IDAB.
Die von dem Dienststeuerpunkt 14 durchgeführten Überprüfungen ändern sich ebensowenig wie die Übertragung des Kontostands des Teilnehmers.

Claims

1. Zugangsverfahren zu einem Mobiltelefondienst, der von einem Netz gewährleistet wird,

- mit einem Verteilnetz (1) bestehend aus Feststationen (B1, ... Bp) und digitalen Mobiltelefonen (T1, ... Tn), die mit den Feststationen über Funk verbunden sind,

- mit einem öffentlichen digitalen drahtgebundenen Netz (2) mit integrierten Diensten, an das jede Feststation über Standard-Zugänge angeschlossen ist, die insbesondere einen Signalisationskanal von Benutzer zu Benutzer (D) enthalten,

- mit Netzdienststeuerpunkten (14, 15), die an das öffentliche Netz (2) angeschlossen sind und je eine Datenbasis von Teilnehmern des Mobiltelefondienstes sowie eine logische Vorrichtung zur Bearbeitung von Anrufen enthält,

- mit einem Verwaltungsdienststeuerpunkt (16), der eine Bezugsdatenbasis enthält,

dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren darin besteht, Informationen zwischen einer Feststation (B1, ... Bp) und einem Dienststeuerpunkt (14, 15, 16) auszutauschen, um das Zugangsrecht eines Anrufers über den Signalisationskanal (D) von Benutzer zu Benutzer des Standard-Zugangs zu bestimmen, der die Feststation mit dem öffentlichen drahtgebundenen Vermittlungsnetz (2) verbindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Identifizierung eines Anrufers das Verfahren darin besteht,

- in den Datenbasen der Dienststeuerpunkte (14, 15, 16) jeden Teilnehmervertrag und das entsprechende Telefon identifizierende Wörter (IDAB, IDCP) und einen Geheimschlüssel (Ki) zu speichern und zu aktualisieren, der diesem Teilnehmervertrag zugeordnet ist und für einen Teilnehmer spezifisch ist,

- vom Telefon (T1) des Anrufers an den Netzdienststeuerpunkt (14), der diesen Anrufer bedient, über den Signalisationskanal von Benutzer zu Benutzer Wörter (IDAB, IDCP) zu übertragen, die den Teilnehmervertrag und das Telefon des Anrufers identifizieren,

- im Telefon (T1) des Anrufers abhängig vom Geheimschlüssel (Ki), der für den Anrufer spezifisch ist, und von einer Zufallszahl (RAND) über einen vorgegebenen Algorithmus eine erste Signatur (SRES) zu bestimmen,

- die erste Signatur an den Netzdienststeuerpunkt (14) über den Signalisationskanal von Benutzer zu Benutzer zu übertragen,

- im Netzdienststeuerpunkt (14) abhängig vom Geheimschlüssel (Ki) entsprechend dem Vertrag dieses Anrufers und abhängig von der Zufallszahl (RAND) durch den vorgegebenen Algorithmus eine zweite Signatur (SRES-OK) zu bestimmen,

- im Netzdienststeuerpunkt (14) zu überprüfen,

-- ob die erste und die zweite Signatur (SRES, SRES- OK) einander gleichen,

-- ob das den Teilnehmervertrag des Anrufers identifizierende Wort (IDAB) einem gültigen Vertrag entspricht,

-- ob das den Teilnehmervertrag des rufenden Teilnehmers identifizierende Wort (IDAB) dem Wort (IBCP) entspricht, das das Telefon des Anrufers identifiziert.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Freigabe des Zugangs zu einer gewählten Nummer das Verfahren darin besteht, in den Datenbasen der Steuerpunkte (14, 15, 16) für jeden Teilnehmervertrag die Merkmale der für diesen Vertrag freigegebenen Nummern zu speichern und zu aktualisieren, und bei einem Zugriffswunsch

- zu überprüfen, ob die gewählte Nummer eine Notrufnummer ist,

- zu überprüfen, ob die gewählte Nummer aufgrund des Vertrags des Anrufers genehmigt ist, sofern es sich nicht um eine Notrufnummer handelt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zur Freigabe des Zugangs zu einer gewählten Nummer außerdem darin besteht,

- in den Datenbasen der Dienststeuerpunkte (14, 15, 16) für jeden Teilnehmervertrag den Telefongebührenkontostand dieses Vertrags und eine vorbestimmte Obergrenze der maximal zulässigen Belastung des Kontos dieses Vertrags zu speichern und zu aktualisieren,

- zu überprüfen, ob die Nummer eine Notrufnummer ist,

- im Netzdienststeuerpunkt (14) zu überprüfen, ob der Gebührenkontostand des Teilnehmervertrags des Anrufers nicht seine Obergrenze erreicht hat, sofern die gewünschte Nummer keine Notrufnummer ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es weiter darin besteht,

- von dem den Anrufer bedienenden Netzdienststeuerpunkt (14) an das Telefon (T1) des Anrufers eine Nachricht zu übermitteln, die den Telefongebührenkontostand seines Vertrags in dem Zeitpunkt angibt, in dem er Zugang zu dem Dienst verlangt,

- diesen Kontostand auf einem in das Telefon (T1) des Anrufers integrierten Anzeigefeld (20) anzuzeigen.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zur Bestimmung der ersten und der zweiten Signatur (SRES, SRES-OK) darin besteht, die Zufallszahl im Netzdienststeuerpunkt (14) zu erzeugen und an das Telefon (T1) des Anrufers über den Signalisationskanal von Benutzer zu Benutzer zu übertragen.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es bei der Bestimmung der ersten und der zweiten Signatur (SRES, SRES-OK) darin besteht, die Zufallszahl (RAND) in der den Anrufer bedienenden Feststation (B1) zu erzeugen und an den Netzdienststeuerpunkt (14) über den Signalisationskanal von Benutzer an Benutzer zu übermitteln.