专利名称：用于连续检测gsm网络业务的检测装置和方法
技术领域：
本发明涉及移动无线电话的领域。涉及用于进行由GSM网络(全球移动通信网)所提供的业务的永久检测的检测装置和方法。在此尤其检测了，由用户在它的归属网以及归属位置所预订的服务在访问网以及位置是否还能够继续使用。除了这种所谓的漫游检测以外还感兴趣的是在GSM网络中所提供的服务是以什么质量进行提供使用。因为网络功能和服务是以这种方式进行提供，如一个用户实际上所利用的，它必需有益地由用户接口进行检测。在此尤其重要的是该用户接口是在空气接口上，也就是说对于移动站(MS)和在用于传统的模拟和ISDN用户连接(综合业务数字网)的固定网。然而对于特别的检测还有GSM网络的内部接口，例如所谓的MSC(移动交换中心)的A接口。
移动通信网如GSM因为良好的实用性、快速的连接建立和其他的优点而具有上升的用户数量。为了保证这种最高的复杂系统能够满足多种多样的边缘条件和功能的可靠性，一系列的措施是必需的。其中之一的措施就是网络的不同功能和所提供的服务的实际上没有中断进行的检测，该服务存在永久的改变，尤其是扩展。在此一方面是所谓的空气接口的检测，也就是说在移动用户终端设备、移动站(MS)，经常简称为手机和所谓的基站，也就是说位置固定的发射/接收站之间的无线连接，以此尤其意味着，因为按照自然的无线传输所产生的干扰远远大于线路传输所产生的干扰。另外如下面所解释的，接口的数量在另外的位置是快速上升的，以致于有利的是当得到可靠的结果时，这也能够包括在检测之中。
对于在移动通信网中的空气接口的检测已知了对于线路的控制和费用的计算利用了自动的检测设备。这种设备和相应的工作方法描述在德国专利申请DE 196 20 164中。在此所描述的检测装置基本上含有一个特殊的移动站(MS)、通话手机，其含有进行无线连接的接口、一个用于接收和选择多个数据模块的条件的多路复用器，也就是说SIM(用户识别模块)和一个计算机，其能够控制整个设备。该MS含有一个替代SIM的一个匹配模块，其通过每一根线与多路复用器如此进行连接，每一个在多路复用器中含有的SIM在MS中进行模拟。各个所希望的SIM的选择和所有的检测过程的控制是通过控制计算机实现的，该计算机为此必需既与该MS也与多路复用器相连接。
毫无疑问在DE 196 20 164中描述的设备已经解释了线路控制和费用计算的自动检测。但是它具有的缺点是在不同的地点必需含有多个多路复用器以能够进行在全网络和可能的多个国家的所扩展的检测。这种扩展的检测因为上升的漫游可能性现在已经不能忽视。作为漫游使用了在归属网之外的MS进行表示，其中进行登记并且在数据库中存储了它的数据。
另外不再继续进行空气接口的集中检测，因为该数量被其他的网络传输所采用。由于网络经营者的数量的逐渐上升，对此需要在多个地区进行调节，在移动无线通信网络之间和在静止的固定网之间的网络传输的数量进行选择。以此也要求了固定网传输也包含在检测之中。
以此对于每一个网络或者一个网络之内的每一个地方的国际和国家漫游检测来说，一个SIM在所有的要检测的网络通道上是必需的。具有分布的SIM的结构使经营者在结构处理上增加较多的费用。一方面随着移动无线通信网络的增加，漫游协议的数量也会增加，另一方面随着用户数量的增加，MSC的数量以及在网络中的位置也以必需的方式增加。为了使全部的服务都可以使用，自己的和漫游的用户在任何时候都保证了必需在每一个位置都分别通过SIM进行检测，这在每一个位置重新必需形成较大数量的SIM。该网络的扩展，经常是大地范围而不只是国际范围，此由位置所控制的SIM的在周围区域的维护变得困难并且明显需要材料和时间上的费用。
以此本发明的任务在于给出一检测装置和一检测方法，其目前解决了该概括的问题。对此以有效的方式进行的检测尽可能地集中在一个地点由已经存在的数据网络进行。换句话说，本发明能够立即并且漫游改变或者扩展地使用在所存在的移动通信网中。这另外在网络改变或者网络扩展时也是匹配的，在漫游协议和用户数量的增加和与此所联系的归属位置存储器(HLR)增加时，以此要求一个或者多个检测或者部分的改变通过简单的修改，优选是软件能够在中心位置形成匹配。
此任务原则上如此进行解决，按照本发明含有至少一个中央服务器，其能够接受多个SIM并且能够形成大量的几何分布，通过匹配调制构成的移动站以及通过软件处理模拟的移动站在此中央服务器上通过至少一个存在的数据网络进行存取，以致于每一个SIM能够在每一个所分布的移动站上进行模拟。本发明的其他结构在从属权利要求、下面的描述的装置中给出。
本发明的检测装置不只解释了用于所提供的服务的可实用性的永久检测，而且这种检测能够永久进行改变，并且如果需要，所选择的要求以有效的方式进行匹配。在此尤其应该进行下面的检测，以及下面的服务被检测●基本服务，也就是说基础服务，其对于每一个用户都是可使用的，●附加服务，也就是说附属服务，例如呼叫转接、呼叫截止，●数据和传真服务，也就是说非语音服务，其能够处理许多的MS，●估价，也就是说费用得出、计算和可能的显示，●国际漫游，即在归属网以外的连接建立，●地区漫游，即在地区以外的连接建立，其中登记了所使用的SIM。
下面结合附图详细解释本发明的实施例。
图1检测装置的整体视图，图2用于空气接口的检测模块，图3中央的SIM服务器，图4控制装置的单元图，图5用于A接口的检测模块，图6用于固定网接口的检测模块，图7用于将SIM服务器连接到GSM网络上的实施例。
为了利用GSM网络的服务，对于鉴定、识别和加密，在SIM中存储的归属算法和与网络提供者有关的密钥是必需的。没有这方面的信息不可能利用所提供的信息。
该检测系统主要利用了检测模块(TM)，其通过所谓的A接口、通过空气接口和/或传统的固定网接口进行检测的接入。在A接口上MS的功能通过软件处理进行模拟。在空气接口上利用了一般手动的MS。两个检测方法基于算法和密钥的归属性利用了实际的SIM。一般的方式是该SIM直接位于移动站(MS)中或者软件处理直接存取到SIM。因为在检测系统中含有大量空间分布的MS和软件处理，一般在每一个所处位置也存在必需数量的SIM。换句话说，分别根据检测类型在每一个所处位置或者在确定的位置永久的或者暂时的一个已知的SIM选择和数量是可以进行使用的。这在手动时通过空间的分配在时间上是费时的和昂贵的。这个问题消除了按照本发明的中央SIM卡服务器(SKS)。一个这样的中央SKS另外还提供了两个另外的优点。第一是避免了要求的SIM的数量，第二是能够暂时地配置中央SKS、语音中央工作位址的所有的SIM。
按照本发明的检测系统现在还利用了在移动交换中心(MSC)、访问位置寄存器(VLR)和归属位置寄存器(HLR)之间的数据通信进行检测。在每一个GSM网络中存在具有相应的路由的VLR和HLR的网络以检测所利用的用户的数据和可靠性。此存在的功能现在也用于检测模块(TM)和SKS的网络形成。对于专业人士是非常清楚的，对于每一个TM和每一个SKS确定了分开的地址并且相应配置了在网络中的路由。
为了实现漫游和移动业务的检测，下面确定了有意义的和在检测之前的数据●检测数据，也就是说与SIM有关的数据，例如国际移动用户身份(IMSI)或者移动站综合业务数字网(MSISDN)；●检测情况，它是预先准备的检测情况，为了达到完全确定的检测目的而配置了检测组合，即检测组，例如通过国际漫游专家组的理解备忘录(MoU IREG)中所特定的国际漫游检测；●该系统配置，也就是说检测模块(TM)的数量、SIM的位置和地址、网络地址等等。
下面借助于附图详细描述了检测系统的实施例。
在图1中描述了处于典型环境下的检测系统。一个GSM网络10、一个ISDN或者PSTN网络20(PSTN是用于公共交换通信网络)和一个数据网络30构成了网络的基本结构。而该GSM网络例如固定地与ISDN/PSTN网络相连接，另外的连接是到含有检测模块的检测终端接口一个检测模块1是用于在GSM网络10和数据网络30之间的空气接口，一个检测模块2是用于一个在固定的ISDN/PSTN网络20和数据网络30之间的所谓的固定网络接口，并且一个检测模块3是用于在GSM网络10的移动交换中心(MSC)和数据网络30之间的一个A接口。在图1中以简单的盒子元件表示的检测模块作用上是非常复杂的装置，其另外在下面还会详细解释。另外在图1中示出了SIM卡服务器(SKS)4，其通过导线41和GSM网络10并且通过导线42和数据网络30相连接，并且检测控制装置(TCU)5通过连线52耦合到数据网络。
对于专业人士是自然可以理解的，即具有网络10、20和30的检测模块功能，例如通过导线13、23和33用于检测接入，通过导线12、22、32和52作为检测模块(TM)1和3、SKS4和TCU5之间的控制连接(控制连线)，并且通过导线11、31和41用于在检测模块1和3与SKS 4之间的通信。该检测接入13能够通过电缆和空气，即无线电连接实现。其余的连接是自动解释的。
在图2中详细解释了用于空气接口的检测模块1。例如两个移动站(MS)112和112’连接到一个地区的控制装置111。该MS112和112’如已知的没有SIM，而是含有插入到SIM位置的匹配器。该MS112和112’和(没有示出的)匹配器与控制装置111相连接。如已知的，该MS112和112’通过无线电13或者通过电缆与移动无线通信网络10(图1中的GSM)进行通信。该控制装置111通过导线11同样连接到移动无线通信网络10并且通过导线12连接到数据网络30(图1)。检测模块1的功能如下检测模块1从TCU5通过数据网络30和导线12得到用于检测所必需的数据。一般来说这是一个检测组合，其由一系列的单个检测情形或者检测呼叫所组成。为了避免检测呼叫在时间上的浪费，该检测模块通过一个时间扫描器进行定坐标。
该检测组合存储在控制装置111中。最后对于所给出的启动时间逐步地进行单个的检测情形。在此其控制了MS 112和112’并且通过串行接口传输必要的检测参数，例如MSISDN-号码、检测文件等等。同时控制装置111通过导线11和移动无线通信网络10建立到SKS 4的通信。用于检测情形的SIM的地址通过检测数据从TCU 5通过导线12进行传输。
图3示出了一个中央SIM卡服务器(SKS)4。用户身份模块，即SIM经常可以作为SIM卡表示，可以在SKS中得到，在此优选利用了压制的SIM。
图3中的SIM卡服务器(SKS)4是由一个本地的控制装置411、一个内部的控制器412、一个2兆字节/秒的接口413、一个SIM控制器414和一个付款的SIM卡装置415组成。该本地的控制装置411通过数据网络30建立在TCU5和内部控制器412之间的通信。通过本地的控制装置411和到TCU的连线42实现了SKS4的配置，如询问SIM数据、位置等等。该内部的控制器412控制到GSM网络10的接口413的接口41的通信。该SIM控制器414确定从检测模块1和3到要寻址的SIM消息的路由并且将回答相应的返回到该检测模块。
图4详细示出了检测控制装置5(控制装置TCU)。其中借助于一个检测情形编辑器512从一个存储在存储装置511中的检测步骤完成所需要的检测情形。通过一个检测频率编辑器514从此检测情形将检测频率根据已经的呼叫存储在装置516中。通过出自于具有设置在SKS4中的SIM的配置数据的存储装置516的检测频率和操作者所特定的数据的组合由装置515、517和518形成了所谓的永久的检测组合，即广泛的检测组合，其存储在装置519中。在服务支架521上可以得到检测数据，例如关于操作者的任务、SIM数据等等。
借助于调度程序520能够时间上受控制地自动执行一个检测组合。简言之是控制装置5保证了单个的检测情形的元素以所有需要的参数加载到相应的检测模块1、2和3。
每一个检测模块1、2和3然后在各个接口上实现相应的检测情形。因为所谓的检测参数包括SIM位置和地址，每一个检测模块1和3在此位置上通过GSM网络10与由检测情形调节的在SKS4中的SIM进行通信。
以此方式所有含有在检测组合中的检测情形可以完成。在检测组合结束时所得到的结果存储在控制装置5中并且用于后面的描述，通过522进行标出，例如以图形或者字母的形式。
在图5中示出了用于A接口的检测模块3。即如上面所描述的SKS4，其含有一个本地的控制装置311、一个内部的控制器312、一个2兆字节/秒的接口313以用于A接口33的检测接入和一个第二个2兆字节/秒的接口314以用于通过导线31与SKS 4进行的连接。该本地的控制装置311建立了TCU5和内部的控制器312之间的通信。在检测模块3中该MS通过在内部的控制器312上的软件处理进行模拟。为了该鉴定，此控制器312通过接口314和连线31与SKS4进行通信。
在图6中示出了用于固定网络接口的检测模块2。此检测模块相似于上述的检测模块1构成。其含有一个控制装置211和两个或者单个调制解调器212和212’，其允许了通过连线23和23’到固定网络的检测接入。分别根据要求，此调制解调器212是用于模拟或者ISDN连接构成。该检测过程同样相似于由检测模块1，只是在此不需要到SKS4的连接。
在图7中描述了本发明的一个观点。所示出的该GSM网络10具有一个通道，尤其是该移动交换中心(MSC)70、71和72和例如的一个基础传输站BTS 75，即一个基础-发射-接收-站，其能够与所示出的移动站1和1’进行无线地连接。一个同样实际上含有的部分，即数据网络30和控制装置5在图7中未示出以保证清楚。另外示出的是具有SKS 4的检测模块1和3的网络。这通过MSC70、71和72以及在GSM网络10中含有数据通道实现该MSC和数据通道对于系统的工作是必需的并且以此总归是含有的。为此每一个检测模块1到3同样如SKS4一样具有一个2兆字节/秒的接口以用于连接到MSC的所谓的C/D接口。在每一个检测情形下需要一个SIM，所属的检测模块1或者3发射一个相应的信息(例如“RAND”，一个一般用于鉴定所需要的信息)到SKS4内部的SIM的地址，以及一个点编码，即SKS 4的IP地址。此地址一方面能够将数据网络30、信息传输到正确的地址，并且另一方面能够将SKS 4、信息继续传输到扩展的SIM。每一个信息至少具有检测模块的身份(发出者地址)，以能够将询问传输到检测模块。
现在每一个检测模块(TM)1、2或者3以及SKS 4或者直接或者通过多路复用器(MUX)73、74连接到2兆字节/秒的主干网。因为每一个检测模块或者SKS4只需要64k字节/秒的时隙，此时隙能够通过MUX73或者74简单的从2兆字节/秒的主干网取得。所建立的连接能够用于SKS4和各个TM之间的通信。网络的另外的负载是较小振荡的，因为每一个连接建立和移动站只有较少的信息是必需的。
该SIM卡服务器4能够由装置的模块化构成，其中含有单个的SKS装置，在图7中作为SKS4’和SKS4”进行表示，直到586SIM，并且能够使具有多个检测模块1和3的检测系统进行使用。此SKS装置既能够集成也能够分开地设置。在分开的设置中该装置既能够在相同的位置也能够在分开的位置建立。多个检测模块1和3和多个检测情形现在能够准并行地接入到每一个SKS装置，也就是说能够实现一个实际上的完全的并行工作。在需要时能够集成多个SKS装置，以致于用于检测所使用的SIM卡的费用实际上能够是任意的大。
为了控制和配置该检测系统并且为了传输该结果，另外利用了分开的数据网络30，其例如能够作为LAN或者WAN，或者也作为X.25网络构成。
下面示出了参考符号列表，以使专业人员结合附图和上述的说明明了本发明的实施例的详细的构成。
参考符号列表附图1 整体视图1 用于空气接口的检测模块2 用于ISDN或者模拟接口的检测模块3 用于A接口的检测模块4 SIM卡服务器(SKS)，在图7中也以4’和4”标出5 检测控制装置(TCU)10 全球移动通信系统(GSM)11 通过GSM网络10到SKS4的检测模块1的数据连线12 通过数据网络30到TCU5的检测模块1的控制连线13 到GSM网络10的无线连接20 固定网，例如综合业务数字网(ISDN)和/或公共交换通信网(PSTN)22 从检测模块2到TCU5的控制连线23 用于模拟和/或ISDN用户连接的检测端子30 数据网络，例如LAN、WAN或者在TCU5、SKS4和检测模块1、2和3之间的X.25网络31 从检测模块3到SKS4的数据连线32 从检测模块3到TCU5的控制连线33 A接口(在图7中的移动交换中心、MSC)41 从SKS4到检测模块1和3的数据连线42 从TCU5到SKS4的控制连线52 从TCU5到SKS4和检测模块1、2和3的控制连线图2 用于空气接口的检测模块11 通过GSM网络10到SKS4的数据连线12 通过数据网络30到TCU5的控制连线13、13’ 到GSM网络10的无线连接111 本地的控制装置112 移动站(MS)图3 中央的SIM卡服务器(SKS)41 通过GSM网络10到检测模块1和3的数据连线42 通过数据网络30到TCU5的控制连线411 用于具有TCU5的通信的本地的控制装置412 用于具有检测模块1和3的通信的内部的控制器413 用于连接到GSM网络10的接口414 用于SIM卡装置415的控制器415 具有多个SIM的模块化的SIM卡装置图4 控制装置，检测控制装置(TCU)52 到检测模块1、2和3并且到SKS5的控制导线511 用于检测步骤的存储器512 检测情形编辑器513 用于检测情形的存储器514 检测频率编辑器515 检测数据、手动或者机械可读的检测数据的输入516 用于检测频率的存储器517 用于检测数据的存储器518 用于检测数据和产生可执行的检测组合的编辑器519 用于检测组合的存储器520 用于时间上的检测过程的控制的调度程序521 服务装置522 检测结果的输出图5 用于A接口的检测模块31通过GSM网络10到SKS4的数据连线32通过数据网络30到TCU5的控制连线33A接口(在图7中的移动交换中心MSC上的检测接入)311 用于具有TCU5的通信的本地的控制装置312 用于具有A接口33和SKS4的通信的内部的控制器313 用于连接到A接口33(检测)的接口314 用于连接到GSM网络10的接口图6 用于固定网接口的检测模块22通过数据网络30到TCU5的控制连线23、23’ 在网络20的模拟和/或ISDN的用户连接上的检测接入211 用于具有TCU5的通信的本地的控制装置212、212’调制解调器图7 用于将SIM服务器连接到GSM网络上的例子1、1’用于空气接口的检测模块3 用于A接口的检测模块4、4’SIM服务器，分别是一个装置10GSM网络11、11’ 数据连线13、13’ 无线连接31数据连线33A接口41、41’ 数据连线70移动交换中心(MSC)71、72另外的MSC73、74多路复用器(MUX)75用于无线连接的基本的传输站(BTS)70-75 是GSM10的内部的组成部分
权利要求
1.借助于在一个由交换系统的网络所组成的移动通信网中的所谓的检测模块来检测传输通道、尤其是空气接口和网络传输的检测装置，它的用户移动站配备有一个识别用户的用户身份模块(SIM)，它的数据至少部分地存储在一个交换系统的至少一个数据库中，具有-一个移动站，其代替SIM配备有一个匹配模块，该模块能够可选择地分别与多个SIM的之一进行连接，以致于所连接的SIM可以在含有匹配模块的移动站中进行模拟，-一个用于接收SIM的装置，和-一个控制装置，其通过含有匹配模块的移动站控制SIM的选择和连接，其特征在于，-用于接收SIM的装置作为中央的SIM服务器(4)构成，-控制装置(5)设置在中央，-含有空间分布的不同的检测模块(1，2，3)，其至少部分地具有含有匹配模块的移动站(112)，和-SIM服务器(4)、控制装置(5)和检测模块(1，2，3)通过一个与交换系统相连接的数据网络(30)进行连接。
2.如权利要求1的检测装置，其特征在于，-至少部分空间分布的检测模块(3)含有软件，其用于对一个移动站进行模拟，并且在SIM服务器(4)中的SIM上具有存取装置。
3.如权利要求1或者2的检测装置，其特征在于，-至少部分空间分布的检测模块(3)含有软件，其没有在SIM服务器(4)中的SIM进行存取地模拟另外的网络用户。
4.如权利要求1的检测装置，其特征在于，-该数据网络(30)是预先含有的部分网络。
5.如权利要求4的检测装置，其特征在于，-数据网络(30)是一个为了GSM网络(30)的维护所含有的服务网络。
6.如上述权利要求至少之一的检测装置，其特征在于，-实际上同时的多个检测能够通过控制装置(5)进行，其中多个空间分布的含有匹配模块的移动站(112)存取到SIM服务器(4)上的确定的检测模块(1，3)。
7.如上述权利要求至少之一的检测装置，其特征在于，-检测模块(1，3)通过空气接口(13)和/或通过A接口(33)进行检测存取，其中-由A接口(33)进行的检测存取通过软件进行模拟，并且-由空气接口(13)进行的检测存取借助于含有匹配模块的移动站(112)实现。
8.如上述权利要求至少之一的检测装置，其特征在于，-该SIM服务器(4)代替通过数据网络(30)能够直接与控制装置(5)进行连接，或者-SIM服务器(4)和控制装置(5)构成一个装置。
9.如上述权利要求至少之一的检测装置，其特征在于，-该SIM服务器(4)和控制装置(5)能够唯一地通过GSM网络(10)与确定的检测模块(1，3)相连接。
10.如上述权利要求至少之一的检测装置，其特征在于，-该SIM服务器由模块化的装置(图74，4’)构成，其中每一个装置能够接收大量的SIM，并且-该模块化的装置一般由控制装置(5)进行控制。
11.用于驱动按照上述装置权利要求之一的检测装置的方法，其特征在于，通过该控制装置-每一个配备有匹配模块的空间分布的移动站(112，112’)有选择地分别与SIM服务器(4)中的一个SIM至少进行虚拟地连接，以致于每一个所选择的移动站模拟了各自连接的SIM，并且-此含有匹配模块的移动站(112)的确定的空间分布的检测模块(1，3)通过数据网络(30)进行控制。
12.用于驱动按照上述装置权利要求之一的检测装置的方法，其特征在于，-一个空间分布的检测模块(1，2，3)分别有选择地设置给配备有匹配模块的空间分布的移动站(112，112’)，和-该连接以及配置通过设置在中央的控制装置(5)实现。
13.用于驱动按照上述装置权利要求之一的检测装置的方法，其特征在于，-实际上同时的多个检测能够通过控制装置(5)进行，其中多个空间分布的含有匹配模块的移动站(112)存取到SIM服务器(4)上的确定的检测模块(1，3)。
全文摘要
本发明涉及用于进行由GSM网络所提供的业务的永久检测的检测装置和方法。在此尤其检测了由用户在它的归属网所预订的服务在访问网是否还能够继续使用。因为网络功能和服务这样进行提供,必需有益地由用户接口进行检测。在此尤其重要的是该用户接口是在空气接口上和在用于传统的模拟和ISDN用户连接(综合业务数字网)的固定网。然而对于特别的检测还有GSM网络的内部接口,例如所谓的MSC(移动交换中心)的A接口。
文档编号H04W24/00GK1245391SQ9911060
公开日2000年2月23日 申请日期1999年7月16日 优先权日1998年7月16日
发明者E·斯塔伯尔 申请人:万谷管理控股股份有限公司