Brevet FR2804817A1 — publié le 20010810

La présente invention concerne de façon générale l'authentification d'un abonné dans un système de télécommunications sans fil, et, plus particulière ment, une authentification obtenue pendant les transferts de signaux de te communication à l'intérieur du système de télécommunications sans fil. De nombreux systèmes de télécommunications sans fil font appel a une authentification pour améliorer la sécurité du système. Typiquement, un système de télécommunications sans fil comporte de nombreuses unités d'abonnés individuelles (ISU), telles que des téléphones portables ou des dispositifs de traitement données, qui communiquent avec un réseau de satellites ou de stations de base. Une passerelle ayant une intelligence de réseau fixe, par exemple une station commutation, communique avec le réseau de satellites. La station de commutation par laquelle l'abonné fait accès au réseau de satellites peut ne être la station de commutation de résidence du fait que l'abonné est hors secteur local. La station de commutation qu'utilise l'abonné hors secteur local est donc considérée comme une station de commutation de visite. L'abonné communique avec la station de commutation de visite, laquelle communique à son tour avec station de communication de résidence via un réseau téléphonique public (PSTN) ou un autre type de connexion, par exemple une liaison par satellites. La commu nication avec station de commutation de résidence permet d'extraire des infor mations comptables sur l'ISU, qui comprennent l'authentification, ainsi que transmission d'informations de facturation concernant son utilisation par l'abonné. L'authentification d'une unité d'abonné dans un système de télécom munications sans fil se produit traditionnellement pendant l'établissement de communication. L'intelligence de réseau fixe accorde l'utilisation du système télécommunications à l'ISU après que l'ISU demandeuse a satisfait les exigences d'authentification du système. Une fois que le processus d'authentification s' achevé avec succès et que la connexion de la communication a été établie l'abonné peut utiliser l'un quelconque des satellites ou l'une quelconque stations de base terrestres compris dans le système de télécommunications. système de télécommunications sans fil utilisant des satellites comporte typiquement plusieurs satellites, qui peuvent chacun transférer la liaison de télécommunications avec l'ISU à un autre satellite compris à l'intérieur système. Par exemple, dans un système de télécommunications sans fil doté de plusieurs satellites, ou véhicules spatiaux (SV), l'ISU établit une liaison de télé communications avec un satellite actif. Les satellites se déplacent sur leurs orbites, de sorte que qualité du signal entre l'ISU et un satellite actif diminue. Toutefois, comme les satellites se déplacent, un nouveau satellite va venir à proximité l'ISU, de sorte que ce nouveau satellite pourra fournir une transmission de signal ayant une qualité améliorée. Typiquement, l'ISU détermine quel satellite peut fournir une meilleure qualité de signal. Un transfert de la liaison de télécommu nications avec l'ISU se produira du satellite abandonnant le signal (SV perdant) au satellite obtenant le signal (SV gagnant). En tant que partie des systèmes connus de télécommunications satellites, l'authentification ne se produit pas pendant un transfert entre satellites. une ISU obtient un accès non autorisé pendant l'établissement initial de communication, alors l'utilisateur non autorisé pourra continuer de communiquer façon illégitime sur le système pendant la durée de la communication, même lorsque des transferts seront effectués et réalisés. Par conséquent, il serait souhaitable de produire un système et une technique permettant l'authentification d'une ISU pendant les transferts effectués à l'intérieur d'un système de télécom munications sans fil utilisant des satellites ou des stations de base terrestres. La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise a donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages ; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels La figure 1 représente un système de télécommunications sans fil et un système de validation de code d'utilisateur selon l'invention ; la figure 2 est un organigramme montrant la succession d'opérations permettant de mettre en oeuvre le système de validation de code d'utilisateur selon enseignements de l'invention ; et la figure 3 représente un mode de réalisation préféré d'un système validation de code d'utilisateur selon l'invention. Sur la figure 1, est présenté, dans son ensemble, un système de te communications sans fil 10. Les systèmes de télécommunications sans comprennent typiquement, sans limitation, les systèmes d'appel de personnes, les systèmes de télécommunications personnelles et les systèmes de transmission de données. Un système de télécommunications sans fil comporte typiquement un grand nombre d'unités d'abonnés individuelles (ISU) 12 qui communiquent simul tanément avec un réseau de télécommunications, comme par exemple un réseau satellites, et va être décrit ci-après à titre d'exemple. Alors qu'il est décrit un réseau de satellites 14 faisant fonction du mode de réalisation préféré, l'homme l'art comprendra que la technique d'authentification décrite ici peut facilement être étendue à tout système de télécommunications sans fil, y compris ceux utilisent des stations de base terrestres à la place de satellites. Un abonné actif du système, par exemple une ISU 12, établit une liaison de communication avec une autre ISU ou avec un abonné téléphonique d'un service à lignes terrestres via le réseau de satellites 14. L'ISU peut comporter des dispositifs tels qu'un téléphone portatif, une cabine téléphonique autonome, ou tout autre dispositif de télécommunications conçu pour être utilisé avec le réseau de satellites 14. Dans le mode de réalisation préféré, le réseau de satellites 14 comporte plusieurs satellites, qui comprennent un premier satellite 20 et un deuxième satellite 22. Une ISU active 12 est de préférence en communication avec au moins deux satellites. Toutefois, l'ISU 12 établit un contact initial avec le réseau de satellites 14 via un satellite initial 22, et établit un canal de trafic reservé au titre de liaison de télécommunications. Le satellite initial 22 se déplace suivant une orbite dans l'espace dans la limite d'une certaine distance vis-à-vis de VISU 12 de façon fournir un canal de trafic réservé qui transmet des signaux entre VISU 12 et le réseau de satellites 14. Si le satellite initial 22 est le satellite plus proche d'une passerelle 18 associée à VISU 12, alors le satellite initial 22 établit une liaison directe avec la passerelle 18. Toutefois, dans le mode de réalisation préféré, si la passerelle locale 18 est placée sous la couverture d'un satellite différent du réseau de satellites 14, alors le satellite initial 22 établit une liaison via un satellite local 24, qui est le plus proche de la passerelle 18. Des satellites différents apparaîtront au-dessus de la passerelle 18 du fait que les satellites se déplacent de façon continue sur leurs orbites et que la couverture offerte par le satellite local 24 à la passerelle 18 varie. Si l'établissement de la communication avec un service téléphonique à lignes terrestres 28 est demandé, la passerelle 18 communique avec un PSTN local 26. Le satellite local 22 relaie les informations, y compris les données d'authentification, qui sont reçues de l'ISU 12, via le réseau de satellites 14, à la passerelle 18. La passerelle 18 comporte également un module de traitement connu sous l'appellation de dispositif de commande de terminal terrestre (ETC) 30. Au titre d'une partie de l'invention, l'ETC 30 effectue l'authentification initiale afin de permettre l'établissement de la communication. Même si l'ISU 12 communique avec un satellite initial 22 pendant l'établissement de la communication, l'ISU 12 ne continue pas de maintenir une liaison de télécommunications avec un seul satellite du réseau de satellites 14. Chaque satellite projette un faisceau étroitement focalisé sur la terre en dessous de lui tandis tandis qu'il se déplace dans l'espace. Ce faisceau crée un canal de trafic réservé que l'ISU 12 utilise comme liaison de télécommunications pendant le temps que le faisceau transmet des signaux avec une qualité suffisante pour minimiser les pertes de donnée. La liaison de télécommunications établie entre un satellite actif et FISU se dégradera toutefois lorsque le satellite va se déplacer hors de portée de l'ISU. On maintient la qualité de la liaison de télécommunications au moyen d'un transfert en transférant la liaison de télécommunications établie entre l'ISU 12 et le satellite perdant, ou SV perdant, 22 à une liaison de télécommuni cations entre l'ISU 12 et un satellite gagnant, ou SV gagnant, 20. Comme l'aura compris l'homme de l'art, le processus de transfert amène un changement du satellite avec lequel FISU communique en faisant passer d'un SV perdant 22 à un SV gagnant 20. Le SV perdant 22 est un satellite dans lequel une liaison de télécommunications empruntant un canal de trafic réservé a été établie avec l'ISU 12, mais pour lequel la qualité du signal transmis se dégrade. Un S V gagnant 20 est un satellite dans lequel l'établissement d'une liaison de télécommunications est souhaité sur la base de l'intensité du signal transmis. Dans le mode de réalisation préféré, le premier satellite 22 devient le SV perdant tandis que le deuxième satellite 20 devient le SV gagnant. On peut toute fois comprendre que, pendant une communication, l'un quelconque des satellites peut devenir un SV perdant ou un SV gagnant en fonction du déplacement et de la position de chaque satellite sur son orbite, ce qui affecte la qualité du signal de la liaison de télécommunications. Typiquement, l'ISU 12 détermine la qualité du signal de la liaison de télécommunications pour de nombreux S V du réseau de satellites 14. Un transfert est demandé de préférence par l'ISU 12 et se produit une fois que la qualité du signal s'est dégradée entre le SV perdant 22 et l'ISU 12. Dans le mode de réalisation préféré, FISU 12 est authentifié au moment de l'établissement de la communication avec le satellite initial 22. Une authentifica- tion effectuée pendant les transferts empêche d'autres fraudes en vérifiant l'ISU 12 qui est en train d'utiliser le réseau de satellites 14. Une ISU non autorisée qui commence d'effectuer des transmissions avec le réseau de satellites 14 pourrait, sinon, continuer frauduleusement de communiquer avec d'autres satellites du système de satellites 14 après un transfert. En tant que partie de la présente invention, le SV perdant 22, tout en ayant une liaison de télécommunications établie avec l'ISU 12, produit et envoie un clé d'utilisateur à chaque ISU active en train d'établir une liaison de télécom munications avec un satellite perdant 22, y compris l'ISU 12. Les clés d'utilisa teurs sont de préférence envoyées de manière distribuée (ou bien, selon une autre possibilité, tous à la fois) afin d'activer les ISU 12 pendant les communications. Les clés d'utilisateurs sont de préférence transmises à intervalles réguliers, par exemple, sans que ceci constitue une limitation, à chaque salve de maintenance ou bien environ une fois toutes les dix secondes. Une clé d'utilisateur est affectée à chaque ISU active 12, et chacune des clés d'utilisateurs est stockée par chacune des ISU actives. Dans le mode de réalisation préférée, une copie clés d'utilisa teurs valables est stockée dans une mémoire 92 (figure 3) se trouvant à l'intérieur du SV perdant 22, bien que les clés d'utilisateurs puissent être stockées dans tout autre satellite, dans la passerelle, ou dans n'importe quel autre dispositif de télé communications destiné à être utilisé avec le réseau de satellites 14. La clé d'utilisateur permet la validation de l'ISU 12 pendant un transfert, et elle permet qu'une liaison de télécommunications soit établie entre une ISU 12 validée et un SV gagnant 20, par exemple le satellite 20 du réseau de satellites 14. La trans mission de la clé d'utilisateur permet également de vérifier que la liaison de télé communications est établie avec le SV gagnant 20 du fait que la transmission réussie de la clé d'utilisateur indique que d'autres données seront transmises par l'ISU 12 et seront reçues de manière correcte par le SV gagnant 20. Lorsque l'ISU 12 détermine que la qualité du signal du canal de trafic s'est notablement dégradée, de sorte que le SV perdant 22 ne peut transmettre des signaux de qualité acceptable, alors l'ISU 12 sélectionne dans le système de satellites 14 le satellite suivant, comme par exemple le SV gagnant 20, auquel la liaison de télécommunications doit être transférée. L'ISU 12 demande alors un transfert lui faisant abandonner le SV perdant 22. Le SV perdant 22 demande à un canal de fin de trajet auprès du SV gagnant 20, et le SV gagnant 20 attribue un canal de fin de trajet. Dans le mode de réalisation préférée, la demande d'un canal de fin de trajet inclut la transmission de toutes les clés d'utilisateurs produites et stockées par le SV perdant 22. Les clés d'utilisateurs seront ensuite utilisées par le SV gagnant 20 en vue de l'authentification. Le SV perdant 22 établit une connexion temporaire avec le SV gagnant 20 afin d'échanger des informations relatives à des clés d'utilisateurs et d'autres informations auxiliaires. Dans le mode de réalisation préféré, la connexion temporaire peut par exemple être une connexion virtuelle. La connexion virtuelle établit une liaison de télécommuni- cations allant du SV perdant 22 au SV gagnant 20 et revenant à l'ISU 12. Cette connexion virtuelle permet la transmission de données d'authentification, y compris la clé d'utilisateur, ainsi que de données d'utilisateur, l'intérieur du réseau de satellites 14, au lieu de demander un transfert auprès de la passerelle 18 et de transmettre des données via la passerelle 18, ce qui augmente le temps de transfert et les pertes de données. Par conséquent, la connexion virtuelle diminue le temps de traitement des signaux et minimise les pertes de données. Le SV perdant 22 fournit une réponse de transfert, indiquant que le transfert est achevé, à l'ISU 12. La réponse de transfert comporte données concernant le canal du SV gagnant 20 devant être utilisé pour la liaison de télé communications. Le SV gagnant 20 peut également demander l'authentification aupres de l'ISU 12 à tout moment afin de vérifier fISU. L'ISU 12 devra répondre avec la clé d'utilisateur correcte ou sera abandonné par le réseau de 'lécommu- nications. Après que l'utilisateur 12 a fourni une clé d'utilisateur, le SV gagnant 20 authentifie l'utilisateur en comparant la clé d'utilisateur de l'lSU avec la clé d'utilisateur reçue de la part du SV perdant 22 et stockée dans la mémoire 92. Si l'authentification de la clé d'utilisateur est bonne, alors le SV gagnant 20 produit une notification de ce transfert à destination de l'ETC 30, qui est de préférence connecté à la passerelle 18. Un canal de transfert est établi entre le SV gagnant 20 et l'ISU 12 au titre de liaison de télécommunications. L'ETC notifie au SV perdant 22 que le transfert est achevé, et le SV perdant 22 supprime la connexion virtuelle. Le S V gagnant 20 reprend alors la production et la distribution de la clé d'utilisateur à l'ISU 12, comme décrit ci-dessus. La figure 2 est un organigramme montrant la technique de validation de clé d'utilisateur qui est mise en oeuvre pendant un transfert. Apres qu'une connexion de communication a été établie, un canal de trafic 40 fournit une liaison de télécommunications entre l'ISU 12 et le SV perdant 22. Le canal de trafic 40 transmet de préférence la clé d'utilisateur du SV perdant 22 l'ISU 12. L'ISU mesure par intermittence la qualité de signal des satellites 20 22 du réseau. Si l'ISU 12 détermine que la qualité du signal diminue, alors l'ISU lance une demande de transfert 42. Le SV perdant 22 reçoit la demande de transfert 42 et lance une demande de canal de fin de trajet 44 à destination du SV gagnant 20. Le SV gagnant 20 fournit une attribution de canal 46. Le SV perdant 22 établit une connexion temporaire 50 entre le SV perdant 22 et le SV gagnant 20. La connexion temporaire 50 est par exemple, sans que ceci soit une limitation, une connexion virtuelle, comme décrit ci-dessus. Le SV perdant 22 fournit une réponse de transfert 52 à l'ISU 12. Le SV gagnant 20 demande une clé d'utilisa teur 54 à l'ISU à un moment quelconque après que la connexion temporaire 50 a été établie. Si l'ISU 12 fournit une réponse de clé d'utilisateur d'authentification 56 au SV gagnant 20, alors le SV gagnant 20 authentifie la clé d'utilisateur de l'ISU au moyen de la clé d'utilisateur stockée dans la mémoire 92 du SV perdant 22 (figure 3). Si l'ISU 12 ne fournit pas une réponse d'authentification au SV gagnant, alors l'ISU est abandonnée ou se voit interdire de communiquer avec le SV gagnant 20. Si le SV gagnant 20 authentifie l'ISU 12, alors le SV gagnant 20 produit une notification de transfert achevé 62 à destination du dispositif de commande de terminal terrestre (ETC) 30. L'ETC 30 fournit une notification de transfert 64 au SV perdant, selon laquelle le transfert est achevé. Le SV gagnant 20 reprend la production et l'envoi périodique de la clé d'utilisateur fISU 12 via le canal de trafic gagnant qui a été établi. Le SV perdant 22 supprime la connexion temporaire 66 avec le SV gagnant 20, et le SV perdant 22 est éliminé de la liaison de télécommunications. Comme l'homme de l'art le comprendra faci lement, le SV gagnant 20 deviendra finalement un SV perdant 22 lorsque l'ISU 12 et le satellite se seront écartés l'un de l'autre et qu'un nouveau SV gagnant 20 se trouvera proximité de l'ISU 12 pour assurer une meilleure qualité du signal. La figure 3 représente un système de validation de clé d'utilisateur constituant un mode de réalisation préféré de l'invention. Le système de satellites comprend un réseau de satellites 14 qui comprend un satellite 20 et un satellite 22 (représentés sous forme de schémas fonctionnels). Après l'établissement d'une communication, une liaison de télécommunications est établie entre le SV perdant 22 et l'ISU 12. L'ISU 12 peut aussi détecter la proximité d'au moins un autre satellite, comme par exemple le SV gagnant 20, en plus du SV perdant 22. Chacun des satellites du système de satellites possède un généra teur 80 de clé d'utilisateur, un authentificateur 82, un notificateur 84 et une mémoire 92. L'ISU 12 possède un émetteur 86 servant à émettre des signaux de télécommunications, comme par exemple la clé d'utilisateur, un récepteur 88 servant à recevoir des signaux de télécommunications, comme par exemple une clé d'utilisateur, et une mémoire 90 de stockage de clé d'utilisateur. Comme représenté, l'émetteur 86, le récepteur 88 et la mémoire 90 de stockage de clé d'utilisateur constituent le module 91 de clé d'utilisateur. Le générateur de clé d'utilisateur 80 du SV perdant 22 possède une liaison de télécommunications établie avec des ISU et produit des clés d'utilisateurs. Une copie des clés d'utilisa teurs est stockée dans la mémoire 92. Les clés d'utilisateurs sont respectivement envoyées à des ISU actives particulières 12. Le récepteur 88 de l'ISU 12 obtient la clé d'utilisateur. La clé d'utilisateur est ensuite stockée dans le moyen de stockage de clé d'utilisateur 90. Lorsque l'ISU 12 demande un transfert, le SV perdant 22 envoie une demande au SV gagnant 20. L'authentificateur 82 du SV gagnant 20 demande la clé d'utilisateur de l'ISU 12 au SV perdant 22 et demande la clé d'utilisateur l'ISU 12. L'authentificateur 82 compris à l'intérieur du SV gagnant 20 valide l'authentification de l'ISU 12 sur la base des clés d'utilisateurs fournies par le SV perdant 22 et l'ISU 12. Si l'authentification est bonne, alors le notificateur 84 du SV gagnant 20 transmet une notification d'achèvement de transfert à un ETC 30 et au SV perdant 22. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir du procédé et de l'appareil dont la description vient d'être donnée titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS Procédé permettant de valider une clé d'utilisateur pendant un transfert dans un système de télécommunications sans fil, caracterisé en ce qu'il comprend opérations suivantes produire une clé d'utilisateur à partir d'un premier satellite ; envoyer la clé d'utilisateur du premier satellite à une unité d'abonné individuelle (notée ISU) via une liaison de télécommunications, liaison de télé communications étant établie entre l'ISU et le premier satellite (noté premier SV) ; transférer la liaison de télécommunications du premier SV à un deuxième satellite (noté deuxième SV), le deuxième SV demandant à l'ISU la transmission de la clé d'utilisateur ; authentifier l'ISU dans le deuxième satellite en comparant la clé d'utilisateur transmise par l'ISU avec une copie de la clé d'utilisateur stockée dans une mémoire associée à l'un des premier et deuxième satellites. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce 'il comporte en outre l'opération consistant à envoyer une notification de l'authentification à un dispositif commande de terminal terrestre, le dispositif commande de terminal terrestre fournissant au premier satellite une notification du fait que le transfert est achevé. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération de transfert comporte en outre l'établissement d'une connexion de télécommuni cations temporaire entre le premier satellite et le deuxième satellite. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre l'opération consistant à supprimer la connexion de télécommunications temporaire entre le premier satellite et le deuxième satellite. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce la connexion temporaire est une connexion virtuelle. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce comporte en outre l'opération consistant à établir une liaison de télécommunications entre le deuxième satellite et l'ISU, et en ce que le deuxième satellite produit la clé d'utili sateur. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce comporte en outre l'opération consistant à transmettre la clé d'utilisateur à l'ISU depuis le deuxième satellite. 8. Procédé permettant de valider une clé d'utilisateur pendant des transferts dans un système de télécommunications sans fil, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes établir un canal de trafic entre une unité d'abonné individuelle (notée ISU) et un satellite perdant (noté SV perdant) ; produire une clé d'utilisateur à partir du SV perdant ; envoyer la clé d'utilisateur, du SV perdant à fISU, via le canal de trafic ; demander un transfert, du SV perdant à un satellite gagnant (SV gagnant) ; transmettre un signal de transfert du SV perdant à l'ISU ; demander la transmission, de l'ISU au SV gagnant, d'une clé d'utilisa teur propre à FIS U ; authentifier l'ISU en comparant la clé d'utilisateur propre à l'ISU avec une clé d'utilisateur stockée dans le SV perdant ; établir un canal de trafic entre le SV gagnant et l'ISU, le SV gagnant produisant une clé d'utilisateur mise à jour ; transmettre la clé d'utilisateur mise à jour du SV gagnant à l'ISU ; envoyer une notification de l'authentification à un dispositif de commande de terminal terrestre, le dispositif de commande de terminal terrestre fournissant au SV perdant une notification indiquant le transfert est achevé ; et supprimer la connexion temporaire entre SV perdant et le SV gagnant. 9. Procédé selon la revendication 8, caracterise en ce qu'il comporte en outre les opérations suivantes demander un canal de fin de trajet auprès gagnant; établir un canal de fin de trajet entre le gagnant et le SV perdant ; et établir une connexion temporaire entre le perdant et le SV gagnant après l'opération de demande d'un transfert depuis le SV perdant. 10. Appareil permettant de valider une d'utilisateur pendant un transfert dans un système de télécommunications sans (10), caractérisé en ce qu'il comprend une unité d'abonné individuelle (notée ISU) (12) possédant un module (91) de clé d'utilisateur, le module de clé d'utilisateur étant destiné recevoir, ' stocker et à émettre la clé d'utilisateur ; un satellite perdant (22) qui communique avec VISU, le satellite perdant ayant un générateur (80) de clé d'utilisateur qui sert à créer des clés d'utilisateurs, et une mémoire de clé d'utilisateur (92) servant à stocker transmettre la clé d'utilisateur ; un satellite gagnant (20) qui communique avec l'ISU, le satellite perdant une passerelle de télécommunications (18), le satellite gagnant ayant un module authentificateur (82) qui sert à vérifier la clé d'utilisateur envoyée par satellite perdant à l'ISU en effectuant une comparaison des clés d'utilisateurs ; et un dispositif (30) de commande de terminal terrestre servant a communiquer avec fISU, le satellite perdant et le satellite gagnant, le dispositif de commande de terminal terrestre notifiant au satellite perdant le transfert.