Brevet FR2767244A1 — publié le 19990212

Dispositif pour relier un commutateur téléphonique à un réseau téléphonique fixe via un réseau radiotéléphonique L'invention conceme un dispositif pour relier un commutateur téléphonique à un réseau téléphonique fixe via un réseau radiotéléphonique, un (ou plusieurs) terminal téléphonique fixe radiotéléphoniques permettant de remplacer une liaison par câble. Chaque terminal radiotéléphonique fixe remplit des fonctions analogues à celles d'un terminal radiotéléphonique portable classique. mais il relie au réseau téléphonique fixe un commutateur au lieu de relier un seul usager. Le dispositif selon l'invention peut être utilisé pour relier à un réseau téléphonique publique un commutateur desservant un hôtel, ou un village, situé dans une région isolée où la pose d'un câble ou d'une autre infrastructure terrestre serait trop couteuse. Ce commutateur dessert un groupe de terminaux d'usager fixes en assurant le routage des appels arrivant du réseau public. Chaque terminal radiotéléphonique est utilisé successivement pour différents terminaux d'usager, puisque ceux-ci ne sont pas utilisés en permanence. Plusieurs terminaux radiotéléphoniques peuvent se partager une même bande de fréquence grâce à une répartition dans le temps, ou par code. L'invention conceme plus particulièrement les réseaux radiotéléphoniques de type GSM, et ceux de types dérivés du type GSM qui comporteront un satellite stationnaire ou des satellites à défilement. Les réseau de type GSM présentent les caractéristiques suivantes - Une zone géographique découpée en cellules, pour permettre la réutilisation des fréquences porteuses. - Une passerelle gère les ressources de chaque cellule, en ce qui conceme les fréquences porteuses et la pluralité de canaux portés par chaque fréquence porteuse. - Au moins un centre de commutation du service radio mobile gère les appels, les connexions avec le réseau téléphonique fixe, et des bases de données contenant le numéro d'annuaire, le numéro international d'abonné mobile, et la localisation de chaque abonné mobile. Les réseaux GSM classiques ne sont pas conçus pour que plusieurs abonnés utilisent un même terminal d'usager. L'usager personnalise le terminal qu'il utilise en y insérant une carte d'identification appelée SIM (Subscriber identification module) contenant une identité internationale d'abonné mobile appelée IMSI (intemational mobile subscriber identity), qui détermine le compte sur lequel seront facturés les appels. Après une phase d'initialisation, ce terminal est désigné dans les messages radio par une identité temporaire d'abonné mobile, appelée TMSI (Temporary mobile subscriber identity), qui permet de protéger l'anonymat de l'usager. D'autre part, une procédure d'authentification utilise une clé secrète contenue dans la carte d'identification SIM, pour empêcher un fraudeur d'utiliser l'identité IMSI ou l'identité TMSI d'un autre usager, lorsqu'un appel est émis et lorsqu'un appel est reçu. L'utilisation d'un même terminal radiotéléphonique pour différents usagers soulève donc les problèmes suivant: - Il est nécessaire de pouvoir établir des factures distinctes pour des terminaux d'usager ayant utilisé un même terminal radiotéléphonique fixe. Il est nécessaire de sélectionner automatiquement le terminal d'usager qui est destinataire de chacun des appels acheminés successivement par un même terminal radiotéléphonique fixe, vers le commutateur. Le document GB 2 293 524 décrit un procédé permettant de résoudre ces problèmes, mais il nécessite de modifier certains équipements du réseau radiotéléphonique utilisé. Le but de l'invention est de proposer un dispositif qui résolvent les problèmes mentionnés ci-dessus, tout en permettant d'utiliser, sans modification, un réseau GSM ou dérivé du type GSM. L'objet de l'invention est un dispositif pour relier un commutateur téléphonique à un réseau téléphonique fixe via un réseau radiotéléphonique ; une pluralité de terminaux d'usager étant reliés à ce conimutateur téléphonique ; ce dispositif comportant au moins un terminal radiotéléphonique fixe comportant des moyens pour communiquer avec ce réseau radiotéléphonique, et étant caractérisé en ce qu'au moins un terminal radiotèléphonique fixe comporte des moyens pour identifier tous les appels contenant une identité appartenant à un ensemble prédéterminé d'identités internationales d'abonné mobile, et identifier tous les appels contenant une identité appartenant à un ensemble prédéterminé d'identités temporaires d'abonné mobile chacun de ces deux ensembles correspondant aux terminaux d'usager reliés à ce commutateur. Le dispositif ainsi caractérisé ne nécessite pas de modifier le réseau GSM utilisé, parce qu'il permet d'utiliser une identité internationale d'abonné mobile IMSI, respectivement une identité temporaire d'abonné mobile TMSI, différente pour chaque terminal d'usager relié au commutateur, comme s'il s'agissait d'un terminal radiotéléphonique mobile, bien qu'en fait le dispositif comporte un ou plusieurs terminaux radiotéléphoniques fixes qui sont utilisés en commun par un certain nombre de terminaux d'usager. Le réseau GSM peut donc établir une facture distincte pour chaque terminal d'usager fixe, comme il le fait classiquement pour des terminaux mobiles. Selon un mode de réalisation préférentiel, les identités intemationales d'abonné mobile ,IMSI, identifiées par ce dispositif sont identiques à n chiffres près ; n étant un nombre entier inférieur au nombre total de chiffres que comporte une identité internationale d'abonné. Le dispositif ainsi caractérisé est particulièrement simple à réaliser et il permet d'utiliser une carte d'identification SIM classique, simplement en masquant n chiffres parmi les chiffres constituant l'identité IMSI lue sur cette carte SIM 10" terminaux d'usager fixes peuvent être distingués en leur attribuant une même identité IMSI à n chiffres prés. Selon un mode de réalisation préférentiel, un terminal radiotéléphonique comporte des moyens pour authentifier ce terminal radiotéléphonique en utilisant une même clé pour tous les appels reçus ou émis via ce terminal radiotéléphonique fixe. Le dispositif ainsi caractérisé ne nécessite pas de modifier un réseau GSM classique ou dérivé. II suffit d'attribuer une meme clé à tous les terminaux d'usager raccordés au commutateur considéré. Selon un mode de réalisation préférentiel, le dispositifcomporte en outre des moyens pour extraire, du message SETUP reçu pour l'établissement de chaque appel, le numéro d'annuaire du terminal d'usager qui est appelé ; et des moyens de signalisation pour envoyer ce numéro au commutateur, afin de sélectionner le terminal d'usager qui est appelé. Le dispositif ainsi caractérisé permet la sélection directe d'un terminal d'usager appelé, lors de l'arrivée d'un appel, sans nécessiter de modification au niveau du réseau GSM ou dérivé, bien qu'une telle fonction ne soit pas prévue dans les normes GSM. Selon un mode de réalisation préférentiel, le dispositif comporte en outre des moyens pour effectuer périodiquement une procédure de localisation, pour toutes les identités internationales d'abonné mobile, IMSI, qui correspondent respectivement aux terminaux d'usager qui sont raccordés à ce commutateur, ou pour les identités temporaires d'abonné mobile, TMSI, correspondantes, lorsque celles-ci ont été affectées. Le dispositif ainsi caractérisé permet au réseau GSM de déterminer la zone géographique ou sont situés ces terminaux d'usager reliés à un commutateur, en appliquant la procédure classique de localisation de terminaux GSM, sans nécessiter de modification au niveau du réseau GSM ou dérivé. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description cidessous et des figures l'accompagnant: - La figure 1 représente le schéma synoptique d'un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention, dans un exemple d'application - La figure 2 représente un diagramme temporel illustrant le fonctionnement du dispositif selon l'invention, lors de l'établissement d'une communication dans cet exemple d'application. La figure 1 représente le schéma synoptique d'un exemple d'application du dispositif selon l'invention, pour foumir les services d'un réseau téléphonique commuté national, PSTN (Public switched telephone network), à une communauté IC située dans une région isolée. Cette communauté isolée IC est desservie par un commutateur SW auquel sont reliés dix terminaux téléphoniques classiques UTI UTIO, par exemple. Le commutateur SW est relié à un réseau téléphonique commuté national, PSTN, par l'intermédiaire d'un réseau de radiotéléphonie PLMN (Public land mobile network), de type dérivé du type GSM. Le réseau PLMN comporte un satellite géostationnaire ou des satellites à défilement, et dessert principalement des terminaux radiotéléphoniques mobiles PT. Un centre de commutation pour le service radio mobile, MSC (Mobile service switching center), est relié à un satellite S par une passerelle G qui maintient une liaison radio avec le satellite S. Le commutateur SW est relié par un câble téléphonique classique à un terminal radioteléphonique fixe RT. Ce dernier comporte, en particulier, un dispositif de lecture de carte d'identification, SIM, et il comporte un processeur P muni d'un programme qui détermine le fonctionnement de ce terminal Le fonctionnement du terminal RT est identique à celui d'un terminal radiotéléphonique classique, de type GSM ou dérivé, mis à part la fonction d'identification et la fonction de sélection directe à l'arrivée, propres au dispositif selon l'invention. Un mode de réalisation préférentiel consiste à utiliser un terminal radiotéléphonique classique en ne modifiant que le programme du processeur P, afin de réaliser les fonctions propres au dispositif selon l'invention. Dans cet exemple, le terminal RT doit identifier un ensemble de dix identités IMSI et un ensemble de dix identités TMSI. Pour reconnaître les identités IMSI, le logiciel classique est modifié pour masquer un chiffre prédéterminé parmi les chiffres constituant l'identité IMSI lue sur cette carte SIM, avant de la comparer à l'identité IMSI contenue dans un message reçu. Ainsi dix terminaux d'usager fixes peuvent être distingués en leur attribuant une même identité IMSI, à un chiffre près. Le chiffre masqué est utile, par contre, au réseau PLMN. II permet de distinguer les dix terminaux d'usager fixes UTI,..., UTlO, notamment pour pouvoir facturer leurs appels indépendamment. Le logiciel classique est modifié pour: - mémoriser dix identités temporaires TMSI, lorsque dix identités TMSI quelconques sont affectées par le réseau radiotéléphonique PLMN respectivement aux dix terminaux UT1, . ., UTlO - et comparer l'identité temporaire TMSI contenue dans un message reçu, avec les dix identités temporaires TMSI mémorisées. Dans d'autres exemples de réalisation, où le dispositif comporte plusieurs terminaux radio fixes, chacun peut posséder une carte d'identité SIM, mais préférentiellement avec la même identité IMSI, de façon à pouvoir utiliser n'importe que terminal radio fixe pour les communications de n'importe quel terminal d'usager. Par ailleurs, il faut prévoir des moyens pour coordonner tous les terminaux radio fixes, de manière à éviter que plusieurs terminaux répondent simultanément à un même appel. La fonction d'authentification du terminal radio fixe RT est réalisée de manière classique car elle authentifie le terminal radio fixe RT, et non pas chaque terminal d'usager individuellement. Elle utilise une clé secrète contenue dans la carte SIM et qui est commune pour tous ces terminaux UT1, , UT10. Dans d'autres exemples de réalisation ou le dispositif comporte plusieurs terminaux radio fixes, chacun peut posséder une carte d'identité SIM, mais avec la même clé secrète, de façon à pouvoir utiliser n'importe que terminal radio fixe pour les communications de n'importe quel terminal d'usager. La fonction de sélection directe est réalisée selon le procédé suivant qui ne nécessite pas de modification du réseau radiotéléphonique PLMN, parce qu'il est prévu dans la norme GSM : Le centre MSC envoie un message appelé SETUP et qui contient le numéro d'annuaire du terminal d'usager appelé, conformément aux normes GSM. Le logiciel du processeur P est modifié pour extraire, du message SETUP reçu pour l'établissement de chaque appel, le numéro d'annuaire du terminal d'usager qui est appelé ; et pour envoyer ce numéro au commutateur SW, sous la forme de messages de signalisation classiques, afin de permettre au commutateur de sélectionner le terminal d'usager, qui est appelé. Dans d'autres exemples de réalisation ou le dispositif comporte plusieurs terminaux radio fixes, chacun est capable de réaliser cette fonction. La figure 2 représente un diagramme temporel illustrant le fonctionnement du dispositif selon l'invention, lors de l'établissement d'une communication entre un terminal d'usager UTO relié au réseau PSTN et un terminal d'usager UT2 de la communauté isolée lC 1) Un usager décroche le combiné du terminal UTO et compose le numéro d'annuaire du terminal UT2. 2) Un centre de commutation du réseau PSTN envoie à un centre MSC de commutation du service radio mobile un message demandant l'établissement d'un communication avec le terminal UT2 désigné par le numéro d'annuaire. 3) Le centre MSC consulte les bases de données du réseau PLMN pour connaître l'identité d'abonné mobile IMSI ou TMSI correspondant au numéro d'annuaire, et la zone géographique où se trouve le terminal appelé, de la même manière que pour un terminal mobile classique. II sait alors que le terminal appelé est dans une des zones géographiques desservies par le satellite S. Via la passerelle G et le satellite S, il émet dans cette zone un message de recherche du terminal désigné par cette identité IMSI ou TMSI. 4) Le terminal radiotéléphonique fixe RT reçoit ce message. Si le message contient une identité IMSI, le terminal RT compare l'identité IMSI reçue avec l'identité IMSI mémorisée dans sa carte SIM, à un chiffre près. Si le message contient une identité TMSI, le terminal RT compare l'identité TMSI reçue avec celles mémorisées. II est ainsi capable de reconnaître l'une des dix identités IMSI ou des identités TMSI correspondant aux terminaux UT1, , UT10. En l'occurrence la comparaison a un résultat positif. II émet alors un message vers le commutateur SW pour lui indiquer l'arrivée d'un appel. 5) Le commutateur SW lui répond par un message demandant la transmission du premier chiffre du numéro d'annuaire du terminal demandé. 6) Le terminal RT demande à la passerelle G, via le satellite S, I'attribution d'un canal radio pour une communication téléphonique. 7) La passerelle G attribue un canal radio au terminal RT. 8) Le terminal RT envoie alors au centre MSC de commutation du service radio mobile une réponse positive au message de recherche. 9) Le terminal RT et le centre de commutation MSC échangent alors des messages pour authentifier le terminal RT, selon la procédure normalisée GSM ou une procédure dérivée. Pendant cette procédure d'authentification, le terminal RT utilise une même clé secrète contenue dans la carte SIM, quel que soit le terminal UT1, ...., UT10, qui est appelé. Puis ils initialisent le chiffremenUdéchiffrement des signaux de parole, selon la procédure normalisée GSM ou une procédure dérivé. Pendant cette procédure de chiffrement/déchiffrement, le terminal RT utilise une même clé de chiffrement, calculée à partir de la clé secrète contenue dans la carte SIM, quel que soit le terminal UT1,.., UT10, qui est appelé. 10) Puis le centre MSC demande au terminal RT d'établir la communication, en lui envoyant un message appelé SETUP et qui contient le numéro d'annuaire du terminal d'usager appelé. Le terminal RT va l'envoyer au commutateur SW pour sélectionner le terminal d'usager qui est appelé. 11) Le terminal RT confirme au centre MSC que la communication est établie. 12) Le terminal RT envoie au commutateur SW le premier chiffre du numéro d'annuaire. 13) Le commutateur SW accuse réception de ce premier chiffre, et demande la transmission du deuxième chiffre. 14) Le terminal RT envoie au commutateur le deuxième chiffre du numéro d'annuaire. 15) Ce processus est répété jusqu'à ce que tous les chiffres aient été transmis au commutateur SW. Ce dernier indique alors au terminal RT qu'il a reçu le numéro complet. II sélectionne alors le terminal d'usager UT2 qui est appelé. 16) Le terminal RT envoie alors un message d'alerte au centre MSC. 17) Le centre MSC retransmet le message d'alerte au réseau PSTN. 18) Simultanément le commutateur SW envoie un signal de sonnerie au terminal UT2 appelé. 19) Quand quelqu'un décroche le combiné du terminal UT2, celui-ci signale le décrochage au commutateur SW. Le commutateur SW signale au terminal RT qu'on répond à l'appel. 21) Le terminal RT demande au centre de commutation MSC de connecter le terminal demandeur UTO. 23) Le centre MSC retransmet cette demande au réseau PSTN, puis il confirme l'exécution de cette demande auprès du terminal RT. La portée de l'invention n'est pas limitée aux réseaux radiotéléphoniques utilisant des satellites, et qui sont dérivés des réseaux du type GSM. L'invention peut être appliquée aux réseaux de type GSM classique. REVENDICATIONS. 1) Dispositif pour relier un commutateur téléphonique à un réseau téléphonique fixe (PSTN) via un réseau radiotéléphonique (PLTN) ; une pluralité de terminaux d'usager (UT1,..., UT10) étant reliés à ce commutateur téléphonique ; ce dispositif comportant au moins un terminal radiotéléphonique fixe (RT) comportant des moyens (P) pour communiquer avec ce réseau radiotéléphonique, et étant caractérisé en ce qu'au moins un terminal radiotéléphonique fixe (RT) comporte des moyens (P) pour identifier tous les appels contenant une identité appartenant à un ensemble prédéterminé d'identités internationales d'abonné mobile, et identifier tous les appels contenant une identité appartenant à un ensemble prédéterminé d'identités temporaires d'abonné mobile, chacun de ces deux ensembles correspondant aux terminaux d'usager (UT1,. , UT10) reliés à ce commutateur. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les identités internationales d'abonné mobile (IMSI) identifiées par ce dispositif sont identiques à n chiffres près ; n étant un nombre entier inférieur au nombre total de chiffres que comporte une identité internationale d'abonné. 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un terminal radiotéléphonique (RT) comporte des moyens (P) pour authentifier ce terminal radiotéléphonique (RT) en utilisant une même clé pour tous les appels reçus ou émis via ce terminal radiotéléphonique fixe. 4) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour extraire, du message SETUP reçu pour l'établissement de chaque appel, le numéro d'annuaire du terminal d'usager (UT1,..., UT10) qui est appelé ; et des moyens de signalisation (P) pour envoyer ce numéro au commutateur (SW), afin de sélectionner le terminal d'usager qui est appelé. 5) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (P) pour effectuer périodiquement une procédure de localisation, pour toutes les identités internationales d'abonné mobile (IMSI) qui correspondent respectivement aux terminaux d'usager qui sont raccordés à ce commutateur, ou pour les identités temporaires d'abonné mobile (TMSI) correspondantes, lorsque celles-ci ont été affectées.