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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Initialisierung
einer Verbindung zwischen einer Mobilstation in einem öffentlichen
Mobilfunknetz und einer Haushaltsbasisstation, beispielsweise einer
Basisstation in einem öffentlichen
Wählnetz.
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Die
Erfindung bezieht sich außerdem
auf einen Dienst zur Initialisierung einer solchen Verbindung.
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Die
Erfindung bezieht sich auf den Bereich der drahtlosen Telefonie.
Die derzeit existierenden drahtlosen Telefonsysteme (CTS für das englische „Cordless
Telephony Systems")
werden in Form von Handapparaten oder Stationen mit Basisstationen angeboten,
die eine Funkverbindung mit eingeschränkter Reichweite aufweisen,
beispielsweise beschränkt
auf den privaten Gebrauch in einer Wohnung oder einem Haus. Es wird
in Zukunft möglich sein,
dass solche Telefonsysteme in bereits von Mobilfunknetzbetreibern
abgedeckten und genutzten Frequenzbändern arbeiten. Dies wirft
das Problem der Frequenzverwaltung auf.
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Ein
weiteres Problem ist die Verwaltung der Sicherheitsparameter für die Verbindungen
zwischen den Handapparaten und den Basisstationen.
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Ein
weiteres Problem besteht in der Vielzahl an tragbaren Handapparaten;
ein Teilnehmer kann einen tragbaren Handapparat für ein öffentliches
Mobilfunknetz und einen Handapparat für ein drahtloses Telefon besitzen.
Im Patent GB-A-2 282 735 wird darauf verwiesen, dass vorgeschlagen
wurde, den gleichen Handapparat sowohl für das öffentliche Mobilfunknetz als
auch für
das öffentliche
Wählnetz
zu verwenden. Dieses Dokument erwähnt außerdem, dass diese Lösung aufgrund
der Tatsache nicht vorteilhaft ist, dass sich Komplikationen aus
der erforderlichen Frequenzverwaltung ergeben, um Interferenzen
zwischen den verschiedenen Basisstationen oder den zur Vermeidung
solcher Interferenzen erforderlichen Geräten zu verhindern, z.B. durch
dynamische Kanalzuordnung.
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Der
Einsatz eines einzigen tragbaren Handapparats für das öffentliche Mobilfunknetz und
für eine
Haushaltsbasisstation ist beispielsweise im GSM CTS-System, das
derzeit genormt wird, vorgesehen. Ein Merkmal dieses Systems sind
die zur Kommunikation zwischen der Haushaltsbasisstation und der
einzigen Mobilstation für
das öffentliche
Mobilfunknetz und für
die Kommunikation mit einer Haushaltsbasisstation eingesetzten Frequenz-Untereinheiten.
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Der
Einsatz eines Schemas für
die dynamische Kanalzuordnung, wie in GB-A-2 282 735 vorgeschlagen,
macht es erforderlich, dass die Haushaltsbasisstation und die Mobilstation
mit den gleichen Parametern initialisiert werden und beispielsweise die
gleiche Ausgangsfrequenz und den gleichen Frequenzwechsel-Algorithmus
aufweisen. Eine erste Lösung
für dieses
Problem besteht darin, die tragbaren Handapparate und die Haushaltsbasisstationen
mit den gleichen Parametern zu initialisieren; dies verhindert jedoch
die individuelle Kanalzuordnung sowie die dynamische Kanalzuordnung;
außerdem
ist es in diesem Fall nicht möglich,
Haushaltsbasisstation und Handapparat getrennt zu verkaufen.
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Im
Patent GB-A-2 282 735 wird eine automatische Vorrichtung zur Weiterleitung
von Anrufen an einen tragbaren Handapparat in einem öffentlichen Mobilfunknetz
oder an das herkömmliche, öffentliche Wählnetz in
Abhängigkeit
von der Entfernung zwischen dem tragbaren Handapparat und einer
Haushaltsbasisstation vorgeschlagen; in diesem Dokument wird vorgeschlagen,
die Anrufe automatisch an das öffentliche
Wählnetz
weiterzuleiten, wenn sich der Handapparat in unmittelbarer Nähe der Basisstation
befindet; die Nähe
des Handapparats wird mit Hilfe von Telemetriesignalen erfasst,
die der Handapparat mit geringer Leistung im Schmalband sendet. Diese
Lösung
beseitigt jedoch weder das Problem der Vielzahl von Handapparaten,
noch das Problem der Frequenzverwaltung, das sich durch die Ausweitung
der Frequenzen von öffentlichen
Mobilfunknetzen stellt.
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Im
Patent
US 5668875 wird
eine Mobilstation beschrieben, die mit einer Basisstation kommuniziert,
indem die Teilnehmerkennung zwischen der Mobilstation und der Basisstation übertragen
wird, sobald die Verbindung zwischen der Mobilstation und der Basisstation
hergestellt wurde.
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Im
Patent WO 9709834 werden ein Mobiltelefon, das entweder in einem öffentlichen
zellularen Netz oder in einem privaten Mobilfunknetz funktionieren
kann, sowie Vorrichtungen beschrieben, die dieses Telefon in die
Lage versetzen, automatisch auf eines der beiden Netze umzuschalten,
und zwar in Abhängigkeit
davon, wie sich der Nutzer mit seinem Telefon bewegt.
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Die
Erfindung bietet daher eine Lösung
für das
Problem der Parameterverwaltung von drahtlosen Telefonsystemen,
die die Möglichkeit
bietet, den gleichen Handapparat für eine Verbindung in einem öffentlichen
Mobilfunknetz und für
eine Verbindung zu einer Haushaltsbasisstation zu nutzen. Sie ermöglicht einem
Netzbetreiber außerdem,
die Parameter der Verbindungen zwischen den Haushaltsbasisstationen
zu steuern.
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Sie
löst außerdem das
neue Problem der Initialisierung von Haushaltsbasisstationen in
Mobilfunksystemen, die den gleichen tragbaren Handapparat nutzen.
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Des
Weiteren löst
sie das neue Problem der Veränderung
der Position der Haushaltsbasisstationen im Verlauf der Zeit und
ermöglicht
die zeitliche Verfolgung der den Haushaltsbasisstationen zugeordneten
Verbindungsparameter.
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Die
Erfindung weist den Vorteil auf, dass sie die Parameterverwaltung
der Verbindungen zu den Haushaltsbasisstationen durch den Mobilfunknetzverwalter
gewährleistet.
Sie ermöglicht
den separaten Verkauf von Mobilstationen und Basisstationen. Sie
gewährleistet
die sichere Authentisierung der Mobilstation als Basisstation.
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Genauer
gesagt bietet die Erfindung ein Verfahren zur Initialisierung einer
Verbindung zwischen einer Mobilstation in einem öffentlichen Mobilfunknetz und
einer Haushaltsbasisstation, die über eine Telefonleitung des öffentlichen
Mobilfunknetzes miteinander kommunizieren, die sich von der herzustellenden
Verbindung unterscheidet, das Folgendes umfasst:
- – Authentisierung
der Mobilstation durch das öffentliche
Mobilfunknetz;
- – Übertragung
von Initialisierungsdaten für
die Verbindung mit der Haushaltsbasisstation von der Mobilstation
an das öffentliche
Mobilfunknetz; und
- – Übertragung
dieser Daten von der Mobilstation an die Haushaltsbasisstation über eine
andere als die herzustellende Verbindung;
- – Herstellung
der Verbindung zwischen der Haushaltsbasisstation und der Mobilstation.
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In
einer Ausführungsvariante
umfasst das Verfahren vor dem Authentisierungsschritt außerdem einen
Schritt zum Anruf einer speziellen Servicenummer durch die Mobilstation.
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Vorteilhafterweise
hängen
die Initialisierungsdaten vom Standort der Mobilstation während des
Authentisierungsschritts ab.
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In
einer anderen Ausführungsvariante
umfassen die Initialisierungsdaten eine zeitliche Information.
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Der
Schritt zur Authentisierung kann die normale Authentisierung der
Mobilstation im öffentlichen Mobilfunknetz
umfassen. Er kann außerdem
die Übertragung
der zur Initialisierung der Verbindung erforderlichen Informationen,
wie z.B. Typ der Haushaltsbasisstation, durch die Mobilstation umfassen.
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In
einer Ausführungsvariante
umfasst der Schritt zur Übertragung
von Daten von der Mobilstation die Speicherung der Initialisierungsdaten
in einer Chipkarte der Mobilstation und die Einführung der genannten Chipkarte
in ein Lesegerät
der Haushaltsbasisstation.
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In
einer anderen Ausführungsvariante
umfasst der Schritt zur Datenübertragung
von der Mobilstation die Übertragung
der Daten von der Mobilstation an die Basisstation über eine
andere als die herzustellende Verbindung. Bei dieser anderen Verbindung
kann es sich um eine kontaktlose Verbindung handeln, beispielsweise
eine Infrarot-Verbindung oder eine Ultrahochfrequenzverbindung für kontaktlose
Karten.
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Vor
dem Schritt zur Übertragung
der Daten von der Mobilstation kann das Verfahren einen Schritt zur
Freigabe der Datenübertragung
umfassen.
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Bei
der Haushaltsbasisstation kann es sich beispielsweise um eine Station
in einem öffentlichen Wählnetz oder
um eine Station einer Hauszentrale mit Selbstwählbetrieb ohne Amtsanschluss
handeln.
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Sie
bezieht sich außerdem
auf ein drahtloses Telefonsystem, das eine Haushaltsbasisstation
und eine Mobilstation eines öffentlichen
Mobilfunknetzes umfasst, die über
eine Telefonverbindung des öffentlichen
Mobilfunknetzes miteinander kommunizieren, gekennzeichnet durch
eine Verbindung zwischen der Basisstation und der Mobilstation,
die sich von der genannten Telefonverbindung unterscheidet, wobei die
genannte Mobilstation Vorrichtungen zur Authentisierung der Mobilstation
im öffentlichen
Mobilfunknetz umfasst, wobei die genannte Mobilstation Vorrichtungen
zur Übertragung
von Initialisierungsdaten für
die Verbindung mit der Haushaltsbasisstation vom öffentlichen
Mobilfunknetz an die Station umfasst, wobei die genannte Mobilstation
Vorrichtungen zur Übertragung
der Initialisierungsdaten von der Mobilstation an die Haushaltsbasisstation über eine
andere als die herzustellende Verbindung sowie Vorrichtungen zur
Herstellung einer anderen als der herzustellenden Verbindung zwischen
der Haushaltsbasisstation und der Mobilstation umfasst. Vorzugsweise handelt
es sich bei der anderen Verbindung um eine kontaktlose Verbindung,
wie z.B. eine Infrarot-Verbindung oder eine Ultrahochfrequenzverbindung
für kontaktlose
Karten.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Durchlesen der folgenden
Beschreibung der Ausführungsvariante
der Erfindung deutlich, die lediglich Beispielcharakter hat und
sich auf den Fall eines GSM CTS-Systems bezieht.
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In
einem solchen Fall besteht das Ziel darin, eine Verbindung zwischen
einer Mobilstation in einem öffentlichen
Mobilfunknetz, z.B. GSM, und einer Basisstation herzustellen, die
z.B. an das öffentliche Wählnetz angeschlossen
ist. Wie bereits oben erläutert,
ermöglicht
eine solche Verbindung den Einsatz des gleichen Handapparats sowohl
für das
Mobilfunknetz als auch, in der Nähe
der Haushaltsbasisstation, im öffentlichen
Wählnetz.
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Die
Erfindung schlägt
vor, dass die Initialisierungsdaten für die Verbindung, z.B. insbesondere
die zur Herstellung der Verbindung genutzten Frequenzen oder Kanäle, die
Ausgangsfrequenz, die Gesetzmäßigkeiten
für die
Frequenzabweichung, die maximal zulässige Leistung oder im Allgemeinen
die für die
Verbindung erforderlichen Parameter vom öffentlichen Mobilfunknetz an
die Mobilstation übertragen werden;
solche Daten werden beispielsweise vom Betreiber des Mobilfunknetzes übertragen,
der auf diese Weise die lokal von den Mobilstationen genutzten Frequenzen
verwalten kann; diese Daten können auch
von dem Mobilfunknetz von einem anderen Beteiligten als dem Betreiber übertragen
werden.
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Die
Datenübertragung
vom öffentlichen
Mobilfunknetz ermöglicht
den Einsatz einer Authentisierung der Mobilstation, z.B. im Fall
eines GSM-Systems, unter Verwendung der Authentisierungsverfahren
des Netzes.
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Im
Folgenden wird das Beispiel einer Umsetzung der Erfindung in einem
GSM CTS-System erläutert.
Eine Mobilstation, die eine Verbindung zu einer Haushaltsbasisstation
herstellen möchte,
stellt eine Verbindung zu dem entsprechenden Dienst her, beispielsweise
durch Anruf bei einer festen oder gegebenen Servicenummer. Die Freigabe
für die
Herstellung der Verbindung kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen:
Die betreffende Mobilstation kann beispielsweise von dem Betreiber
oder dem Dienst als Nutzer registriert werden, der zur Herstellung
einer solchen Verbindung befugt ist; es ist ebenfalls möglich, einer
Mobilstation eine spezielle Chipkarte zur Verfügung zu stellen, mit der nur
der Anruf bei dem betreffenden Dienst freigegeben wird oder auf
der Chipkarte des Nutzer eine Freigabe für die Herstellung der Verbindung
vorzusehen; es ist ebenfalls möglich,
dass der Dienst, der die Initialisierungsdaten liefert, über eine
Sondernummer verfügt,
die nur mit einer speziellen Chipkarte zugänglich ist; man kann auch ein
Passwort oder ein anderes, geeignetes Verfahren vorsehen.
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Sobald
die Verbindung zu dem Dienst hergestellt wurde, wird die Station
mit Hilfe der Authentisierungsverfahren des öffentlichen Mobilfunknetzes
mit der diesen Verfahren zugeordneten Sicherheit identifiziert.
Auf diese Weise können
die Probleme mit der Unsicherheit der Initialisierungsverfahren
nach dem gegenwärtigen
Stand der Technik vermieden werden.
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Die
zur Ermittlung der Initialisierungsdaten für die Verbindung erforderlichen
Informationen können
für die Übertragung
an den Dienst auf der Chipkarte der Station gespeichert werden;
sie können auch
von dem Teilnehmer, der die Station nutzt, oder von dem Betreiber
des Dienstes geliefert werden; es ist ebenfalls möglich, sie
direkt beim Teilnehmer abzufragen, wenn dieser eine Freigabe für die spätere Herstellung
einer Verbindung anfordert. Auf diese Weise werden die Informationen über die
Position der Mobilstation bei der Anforderung zur Herstellung einer
Verbindung typischerweise von dem öffentlichen Mobilfunknetz in
Abhängigkeit
von der Netzzelle, in der sich die Station befindet, geliefert;
der Typ der Haushaltsbasisstation, zu der die Verbindung hergestellt
werden sollt, kann beispielsweise vom Teilnehmer in Form eines Codes
zum Zeitpunkt der Herstellung der Verbindung mit dem Dienst geliefert werden.
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Die
zur Initialisierung der Verbindung erforderlichen Daten können anschließend von
dem öffentlichen
Mobilfunknetz an die Station übermittelt werden,
gegebenenfalls mit einem Puffer oder einem Zeitstempel, wie im Folgenden
erläutert
wird; diese Daten werden auf der Chipkarte des Teilnehmers gespeichert.
Die von der Mobilstation übertragenen
Daten werden dann von der Mobilstation an die Basisstation übertragen,
so dass anschließend
die Herstellung der Verbindung möglich
ist; nach diesem Schritt verfügen
die Mobilstation und die Haushaltsbasisstation nämlich beide über die
Initialisierungsdaten. Dieser Übertragungsschritt
kann auf unterschiedliche Weise erfolgen; idealerweise ist dieser Übertragungsschritt
mindestens genauso sicher wie der Schritt zur Authentisierung der
Mobilstation.
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Im
Fall eines GSM-Systems können
die Initialisierungsdaten für
die Verbindung vorteilhafterweise auf der Chipkarte (SIM-Karte)
der Mobilstation oder auf einer speziell für die Herstellung der Verbindung
mit der Haushaltsbasisstation bestimmten Karte gespeichert werden;
die Übertragung
der Daten an die Haushaltsbasisstation kann dann einfach durch Einlegen
der SIM-Karte in ein Lesegerät
der Haushaltsbasisstation erfolgen. Zu diesem Zweck wird lediglich
ein Chipkarten-Lesegerät
in der Haushaltsbasisstation benötigt.
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In
beiden Fällen
ist es erforderlich, dass die Haushaltsbasisstation in einem von
dem öffentlichen Mobilfunknetz
abgedeckten Bereich angeordnet ist.
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Die
zur Initialisierung erforderlichen Daten können auf der SIM-Karte der Mobilstation
gespeichert und mit Hilfe der SIM-Karte an die Basisstation übertragen
werden, wobei in der Basisstation ein Kartenlesegerät vorhanden
sein muss, wie oben erläutert.
Es ist ebenfalls möglich,
andere Arten der Datenübertragung
für die
Initialisierung der Verbindung zwischen der Mobilstation und der
Haushaltsbasisstation vorzusehen. So kann man beispielsweise zwischen
der Mobilstation und der Haushaltsbasisstation eine separate, kontaktlose
Verbindung vorsehen. Beispiele für
solche Verbindungen sind Infrarot-Verbindungen oder Ultrahochfrequenz-Verbindungen für die kontaktlose
Auslesung von Karten.
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In
diesem Fall funktioniert die Erfindung beispielsweise auf die folgende
Art und Weise. Die Basisstation erfasst die Anwesenheit einer Mobilstation; im
Fall einer Infrarot-Verbindung kann diese Erfassung gewährleistet
werden, wenn der Nutzer sich mit der Mobilstation der Basisstation
nähert
und den Infrarot-Sender/Empfänger der
Mobilstation an den der Basisstation hält. Im Fall einer Ultrahochfrequenzverbindung
kann die Basisstation die Anwesenheit einer in der Nähe vorhandenen
Chipkarte erfassen.
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Nachdem
die Anwesenheit einer Mobilstation erfasst wurde, sendet die Basisstation über die
separate Verbindung eine Anforderung für Initialisierungsdaten an
die Mobilstation. Diese Anfrage wird von der Mobilstation empfangen.
In diesem Fall kann man vorsehen, dass die Mobilstation die erforderlichen
Informationen erst nach der Freigabe durch den Nutzer an die Basisstation überträgt; die Übertragung von
Daten an die Basisstation wird beispielsweise nur freigegeben, wenn
auf der Mobilstation ein Geheimcode eingegeben wird oder in der
Mobilstation ein anderes Authentisierungsverfahren des Nutzers durchgeführt wird.
Wird die Freigabe erteilt oder ist keine Freigabe erforderlich,
werden die zur Initialisierung erforderlichen Daten von der Mobilstation über die
separate Verbindung an die Basisstation übertragen. Die Verbindung zwischen
der Basisstation und der Mobilstation kann dann hergestellt werden.
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Eine
solche Ausführungsvariante
bietet die Möglichkeit,
dem Nutzer zusätzliche
Schritte, mit Ausnahme eines gegebenenfalls erforderlichen Authentisierungsverfahrens,
zu ersparen; der Dienst wird dann verfügbar, ohne dass der Nutzer
seine Karte in die Haushaltsbasisstation einlegen muss. Zudem können die
Probleme vermieden werden, die auftreten, wenn der Nutzer die Karte
in der Basisstation vergisst.
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Zudem
ist klar, dass diese Ausführungsvariante
unabhängig
vom Ursprung der zur Initialisierung der Verbindung zwischen der
Mobilstation und der Basisstation erforderlichen Daten konzipiert
werden kann. Die Datenübertragung
von der Mobilstation an die Basisstation durch Einlegen einer SIM-Karte
oder über
eine separate Verbindung ist jederzeit möglich, wenn die Mobilstation
in den Abdeckungsbereich der Haushaltsbasisstation gelangt; die
Initialisierungsdaten müssen
nicht zwingend jedes Mal von dem öffentlichen Netz aktualisiert
werden, wenn die Station in diesen Abdeckungsbereich gelangt. Die
Daten könnten
auch auf der Karte der Mobilstation gespeichert sein und nicht über das öffentliche
Mobilfunknetz aktualisiert werden.
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Falls
die Daten von dem öffentlichen
Mobilfunknetz übertragen
werden, um die Nutzung der Initialisierungsdaten in einem eingeschränkten geographischen
Bereich zu ermöglichen,
können
die Initialisierungsdaten mit einem Puffer oder einem Zeitstempel übertragen
werden; auf diese Weise ist es möglich,
dass der Haushaltsbasisstation bekannt ist, zu welchen Zeitpunkt
die Initialisierungsdaten von der Mobilstation empfangen wurden.
Auf diese Weise kann man die Herstellung der Verbindung nur zulassen,
wenn die Initialisierungsdaten innerhalb eines gegebenen Zeitraums
nach ihrem Empfang an die Haushaltsbasisstation übertragen werden, oder wenn
die Verbindung innerhalb eines gegebenen Zeitraums nach dem Empfang
der Daten zum ersten Mal hergestellt wird. Dies gewährleistet
eine Einschränkung
der Bewegungen der Mobilstation zwischen dem Zeitpunkt, an dem sie
die Daten empfängt,
und dem Zeitpunkt, an dem diese Daten an die Haushaltsbasisstation übertragen
werden. Auf diese Weise werden die Daten zur Initialisierung der
Verbindung sowie beispielsweise die der Verbindung zugeordneten
Kanäle
innerhalb eines von dem Netzbetreiber kontrollierten geographischen
Bereichs genutzt.
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Wird
die Basisstation versetzt, wird ihre Stromversorgung unterbrochen,
und dies kann genutzt werden, um eine Verschiebung der Basisverbindung
zu melden, die ein neues Initialisierungsverfahren für die Verbindung
am neuen Standort der Basisstation, gegebenenfalls mit neuen Parametern,
erforderlich macht; auf diese Weise ermöglicht die Erfindung eine dynamische
Verwaltung der Initialisierungsdaten verschiedener Verbindungen,
die von den Mobilstationen im öffentlichen
Mobilfunknetz umgesetzt werden.
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Es
ist klar, dass die Erfindung die Möglichkeit bietet, Mobilstationen
und Haushaltsbasisstationen getrennt zu verkaufen, und somit die
Weiterentwicklung beider Komponenten ermöglicht; sie ermöglicht zudem
eine Initialisierung mehrerer Verbindungen mit verschiedenen Basisstationen
an verschiedenen Standorten. Sie bietet außerdem die Möglichkeit, eine
Basisstation zu initialisieren und Verbindungen zu verschiedenen
Mobilstationen herzustellen.
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Vom
Gesichtspunkt des Netzbetreibers oder der Stelle, die die Zuordnung
der Parameter für
die Verbindungen zwischen den Mobilstationen und den Haushaltsbasisstationen
verwaltet, bietet die Erfindung einen Dienst zur Verwaltung von
Verbindungen. Dieser Dienst umfasst einen Schritt zur Übertragung von
Initialisierungsdaten für
die Verbindung vom öffentlichen
Mobilfunknetz an die Mobilstation, nach einem Schritt zur Authentisierung
einer Mobilstation durch das öffentliche
Mobilfunknetz. Wie oben erläutert
kann dieser Authentisierungsschritt erfolgen, indem einfach die
Authentisierungskapazitäten
des Netzes, wie beispielsweise GSM, genutzt werden. Dies kann nach
einem Anruf der Mobilstation bei einer gegebenen Nummer des öffentlichen
Mobilfunknetzes durchgeführt
werden.
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Das
Verfahren zur Herstellung der Verbindung, sobald die Mobilstation
und die Basisstation über
die Initialisierungsdaten verfügen,
ist dem Fachmann bekannt und kann einfach umgesetzt werden; Gleiches
gilt für
die Erkennung einer in der Nähe
befindlichen Mobilstation durch die Haushaltsbasisstation; in diesem
Zusammenhang können
die im Dokument GB-A-2 282 735 beschriebenen Methoden Anwendung
finden.
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Natürlich beschränkt sich
die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten
Beispiele und Ausführungsvarianten,
sondern ist für
viele, dem Fachmann verständliche
Varianten offen. So könnte
man beispielsweise andere Netztypen als GSM oder das öffentliche
Wählnetz
nutzen.