Brevet FR2911239A1 — publié le 20080711

Domaine de l'invention La présente invention concerne un système de terminaison d'appel par le réseau Internet IP vers un numéro de mobile pour recevoir automatiquement dans un poste mobile ne fonctionnant pas en mode GSM, les appels destinés à ce numéro de mobile. Etat de la technique Les mobiles actuels peuvent utiliser les services : voix, messages, Internet, visio UMTS dans de nombreux pays. Par ailleurs de nombreux voyageurs transportent leur PC et souhaitent pouvoir l'utiliser pour leurs communications téléphoniques et autres quand ils sont à l'étranger, pour la commodité et des économies. Ils veulent recevoir les appels téléphoniques vers leur numéro mobile habituel. Et aussi , recevoir les appels sur leur PC même si leur mobile n'a pas de couverture d'itinérance, alors que le réseau Internet est accessible d'une façon plus étendue, sans accord bilatéraux. Il existe de nombreux fournisseurs qui offrent des services utilisant la Voix sur IP appelé mode VoIP qui apporte une nette réduction de coûts pour les appels vers l'étranger. L'émission des appels par le mode VoIP est simple, et il est habituel maintenant à partir d'un PC de faire des appels téléphoniques. Pour recevoir les appels, il suffit que l'utilisateur effectue, à partir de son mobile, un renvoi d'appel vers la plate-forme mode VoIP de son fournisseur. Mais pour cela, faut il utiliser le mobile ce qui est impossible si celui-ci se trouve dans une zone ne bénéficiant pas d'accord d'itinérance dans le pays visité. Il existe également depuis peu le système UNIK de l'opérateur mobile Orange. L'utilisateur doit être équipé d'un téléphone mobile spécial mixte GSM-WiFI comportant 2 parties distinctes : 1] un mobile GSM pour la réception d'appels dans tous les cas; et leur émission s'il n'a pas de couverture WiFI. un WiFI, exclusivement pour émettre des appels, en s'enregistrant sur une borne WiFI. Dans ce système, la réception des appels est classique GSM et ne fonctionne que s'il y a couverture GSM puisqu'elle 35 ne passe pas par le réseau IP. But de l'invention Le but de l'invention est de développer un système qui permet à un fournisseur, alors que l'utilisateur ne peut utiliser son mobile, d'effectuer, avec son accord, le renvoi des communications reçues et ce avec une authentification et sécurité égales à celle du système GSM et donc de recevoir les appels sur son PC ou un mobile n'utilisant pas la fonction GSM. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un système de 10 terminaison d'appel caractérisé en ce qu'il comprend - un serveur SAR d'authentification et de renvoi, installé dans un réseau GSM et communiquant par le protocole standard MAP avec le registre HLR de ce réseau et aussi par une liaison IP locale ou distante, 15 - un serveur SRAR relais d'authentification et RADIUS, relié au serveur SAR et permettant à la plate-forme de mode VoIP, à partir du numéro MSISDN du mobile, de trouver l'adresse IP, dynamique, attribuée au poste mobile et de diriger l'appel en mode Volp, ce serveur n'ayant que des interfaces IP, 20 - un lecteur de carte SIM associé au poste mobile, - un programme (CRA) dans le poste mobile pour communiquer avec la carte SIM placée dans le lecteur, et avec le serveur SRAR, - une plate-forme VoIP entre le réseau téléphonique et la téléphonie par IP, mettant en oeuvre le protocole VoIP en ayant obtenu 25 l'adresse IP à partir du numéro du mobile, - un programme VoIP dans le poste mobile, permettant d'émettre des appels et d'en recevoir vers l'adresse IP. L'invention permet une extension d'itinérance par IP . L'utilisateur pourra recevoir les appels sur son PC, comme il les 30 recevrait sur son mobile, partout où Internet est disponible, alors que le mobile correspondant, qui n'a pas d'itinérance dans l'hypothèse, ne peut rien faire. L'invention est très intéressante pour des petits opérateurs qui vont pouvoir utiliser les PC comme des mobiles dans des 35 pays où ils n'ont pas d'accords d'itinérance, mais aussi faire des économies. L'opération consistant à commander la réception des appels vers le numéro de mobile est sécurisée et ne peut pas être déclenchée par un tiers d'une façon frauduleuse. La carte SIM (avec un lecteur branché sur le PC) et la méthode GSM peuvent donc être utilisées pour l'authentification. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le réseau de la carte SIM du numéro qui peut être appelé par un poste mobile a une fonction d'authentification AUC associée à son registre HLR pour alimenter le serveur d'authentification et de renvoi SAR et lui fournir sur requête du poste mobile un numéro aléatoire RAND et un code SRES formé à partir du numéro aléatoire RAND et de la clé Ki associée au numéro du mobile, le serveur d'authentification et de renvoi transmettant ces deux données, le numéro aléatoire RAND et le code SRES au serveur relais d'authentification + RADIUS SRAR, qui transmet le numéro aléatoire RAND au poste mobile PC pour que celui-ci fasse calculer à partir du code SIM, et en appliquant la clé Ki contenue dans la carte SIM, le calcul d'un code SREScalc, selon un procédé analogue au calcul effectué par la fonction d'authentification, la carte SIM renvoyant par l'intermédiaire du poste mobile, le code calculé SREScalc au serveur relais authentification + RADIUS pour que celui-ci compare le code SRES et le code SREScalc et qu'en cas d'identité, il accepte le poste mobile comme étant autorisé par la carte SIM alors qu'en cas de différence il refuse l'accès au poste mobile, en cas d'acceptation, l'appel entrant est transmis vers le poste mobile. Suivant une autre caractéristique avantageuse, après l'authentification effectuée entre la carte SIM et la fonction AUC, le numéro de mobile est obtenu par la procédure RESTORE DATA ce qui permet de faire un renvoi automatique des appels pour ce numéro vers une plate-forme VoIP qui terminera les appels sur le PC du client. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le lecteur de carte SIM est branché sur la prise USB dans chaque poste mobile. Dessins Les modes de réalisation de l'invention seront décrits ci-3 après à titre d'exemple dans les dessins annexés dans lesquels : 111 la figure 1 représente la procédure d'enregistrement du poste PC pour la réception d'appels, 111 la figure 2 représente la procédure d'un appel vers un numéro de mobile reçu sur le poste PC en mode VoIP, 111 la figure 3 représente le dialogue d'enregistrement de la carte et authentification lors de la procédure d'enregistrement, 111 la figure 4 montre le détail de la procédure d'authentification de la carte SIM, le détail de la procédure permettant d'obtenir le MSISDN et le détail de la procédure pour le renvoi d'appels Description de modes de réalisation Le système selon l'invention se compose d'équipements et programmes associés à un réseau de mobiles et à des postes mobiles au sens de l'invention, c'est-à-dire des PC et des mobiles mixtes GSM-WiFI, n'utilisant pas la fonction GSM par exemple des mobiles qui ne sont pas en situation d'utiliser la fonction GSM. Selon l'invention le poste mobile reçoit les appels alors que la seule liaison disponible est par IP, éventuellement sans fil (WiFi) vers le mobile. Dans le cas d'un poste mobile en forme de téléphone, si le mode WiFI est actif, dans la partie GSM du mobile, seule la fonction authentification de la carte SIM est utilisée mais pas la partie radio GSM. Eléments composant le système Selon la figure 1 le système de Terminaison d'Appel par IP est constitué d'un serveur SAR d'authentification accessible par l'intermédiaire d'un serveur relais et les postes mobiles, c'est-à-dire les PC ou les téléphones mixtes comportent un lecteur de carte SIM et un programme installé dans le poste mobile ainsi qu'une plate-forme VoIP et un programme VoIP. Dans le cas du poste mobile constitué par un PC, celui-ci est soit muni directement d'un lecteur de carte SIM soit relié à un lecteur de carte SIM. Dans le cas du téléphone mixte, le lecteur de carte SIM est intégré à ce mobile. L'utilisateur du PC comme téléphone mobile par la voie IP 35 ou du téléphone mixte par la voie IP nécessite l'enregistrement du PC pour la réception des appels. Cet enregistrement est combiné par une procédure d'authentification de la carte SIM utilisée par le poste mobile. Cette procédure automatique est effectuée immédiatement dès l'ouverture du PC. Une procédure de désenregistrement est également prévue. Après l'enregistrement, le PC est accessible par les appels ou peut émettre des appels. Le détail de structure du système et du fonctionnement seront donnés ci-après. 111 Le serveur SAR est un Serveur d'authentification et de renvoi installé dans un réseau GSM et communiquant par le protocole standard MAP (en SS7) avec le ou les registres HLR de ce réseau. Il communique aussi par une liaison IP locale ou distante. 111 Le serveur SRAR est un Serveur de relais authentification et RADIUS. Ce serveur relié au serveur SAR permet à la plate-forme VoIP, à partir du numéro MSISDN, de trouver l'adresse IP dynamique attribuée au PC et de diriger l'appel VoIP. Ce serveur n'a que des interfaces IP. 111 Le lecteur de carte SIM est associé au poste mobile, dans le cas d'un poste mobile constitué par un PC le lecteur de carte SIM existe déjà sur ce poste ou est branché sur une clé USB. Dans le cas d'un poste mobile constitué par un téléphone mobile mixte GSM et WiFI, le lecteur de carte SIM fait évidemment partie du mobile. 111 Un programme (CRA) est installé dans chaque poste mobile pour 25 communiquer avec la carte SIM dans le lecteur, et avec le serveur SRAR, 111 Une plate-forme VoIP est prévue entre le réseau téléphonique (notamment ISUP) et la téléphonie par IP. Elle met en oeuvre les protocoles VoIP standard comme SIP ou H323 mais n'importe quel 30 protocole existant est utilisable en s'adaptant facilement en respectant le protocole RADIUS de façon à obtenir une adresse IP à partir d'un numéro de téléphone, 111 Un programme VoIP dans chaque poste mobile, permettant d'émettre des appels et d'en recevoir vers les adresses IP. 35 L'utilisateur met sa carte SIM dans le lecteur de son poste mobile quand il arrive dans le pays visité, surtout s'il n'a pas d'accord d'itinérance. Le serveur SAR n'a pas d'interface pour recevoir ou émettre les communications téléphoniques mais comporte une interface 5 SS7 avec les trois services suivant du protocole MAP : SEND AUTHENTICATION INFO ou SEND PARAMETERS : ce service permet, avec le numéro IMSI, d'obtenir les clés SRES et un numéro aléatoire (numéro aléatoire) RAND pour l'algorithme standard d'authentification GSM utilisé. 10 111 RESTORE DATA : ce service permet de lire dans un registre HLR, le numéro de téléphone MSISDN correspondant au numéro IMSI de la carte SIM. 111 REGISTER Supplementary : ce service commande le renvoi de tous les appels à destination du mobile, vers le poste mobile actif. 15 Description détaillé du fonctionnement Les principales phases de fonctionnement du système de terminaison d'appel par IP sont tout d'abord l'enregistrement du poste mobile tel que le PC ou le téléphone mixte GSM et WiFI n'utilisant pas la fonction GSM, puis la réception d'un appel lorsque le poste mobile est 20 en itinérance et enfin le désenregistrement du poste mobile pour que les appels qui lui sont destinés suivent la voie normale et aboutissent ou sont renvoyés sur la messagerie vocale. Enfin, le détail de différentes procédures d'authentification, d'obtention du numéro MSISDN et du renvoi d'appel 25 seront décrits. Enregistrement du PC pour la réception des appels Selon la figure 1, l'utilisateur met (1) sa carte SIM dans le lecteur connecté par une prise USB au PC. Le logiciel CRA chargé préalablement, démarre sur détection de présence du lecteur qui lit le 30 numéro IMSI de la carte SIM ; à travers Internet il établit une connexion, préalablement configurée vers le nom de domaine (ou une adresse IP connue) du serveur SRAR. Le logiciel CRA transmet (2) le numéro IMSI au serveur SRAR, qui relaie la demande au serveur SAR pour l'authentifier. 35 Avec le numéro IMSI, le serveur SAR, à travers son interface SS7, demande (3) avec un signal SEND_AUTHENTICATION_INFORMATION à la fonction AUC, un numéro aléatoire RAND et le Code SRES qui est calculé, avec l'algorithme A3, par le registre HLR à partir du numéro aléatoire RAND et de la clé Ki. Cette clé Ki est connue seulement de la fonction AUC et de la carte SIM. Le registre HLR accède à la clé Ki à partir du numéro IMSI, et génère un numéro aléatoire RAND, puis calcule un code SRES et les retourne (4) tous deux au serveur SAR. Le serveur SAR note le code SRES qu'il garde et envoie le numéro aléatoire RAND en réponse à la requête du serveur SRAR qui la retransmet (5) au programme CRA dans le poste mobile, par exemple un PC. Le programme CRA du poste mobile envoie (6) le numéro aléatoire RAND à la carte SIM en lui demandant de faire le même calcul A3 avec ce numéro aléatoire RAND et sa clé Ki contenue dans sa carte SIM. Le code SREScalc ainsi calculé est envoyé (7) au poste mobile qui le transmet (8) au serveur SAR à travers le serveur SRAR. Le serveur d'authentification et de renvoi SAR compare le code SRCcalc envoyé et le code SRES que lui a transmis la fonction AUC. Si le code SREScalc est égal au code SRES calculé par la fonction AUC du registre HLR, la carte SIM est considérée comme authentique et le serveur SAR accepte alors la connexion. Mais la connexion est rejetée en cas de différence entre le code calculé et le code transmis par la fonction AUC. Un mécanisme standard possible pour interfacer le serveur SRAR et le serveur SAR est le protocole SMPP, pour transporter les données nécessaires vers le poste mobile PC (serveur SRAR) - (serveur SAR). L'interface du programme CRA avec la carte SIM et ses différentes commandes sont décrits dans la norme GSM 11.11 "Digital cellular télécommunications system(Phase 2+), Specification of the Subscriber Identity Module, Mobile Equipment (SIM-ME) interface". Plus précisément, le PC envoie à la carte SIM, la commande RUN GSM ALGORITHM avec le numéro aléatoire RAND comme paramètre. La carte SIM retourne le code calculé SRESc. Si la carte est authentifiée, le serveur SAR envoie (9) vers le registre HLR une requête RESTORE DATA qui n'a besoin que du numéro IMSI et le registre HLR retourne le numéro MSISDN (numéro ordinaire) du mobile de l'utilisateur. Le serveur SAR a déjà l'adresse IP du PC, connue depuis la connexion initiale. Puis, le serveur SAR, toujours avec le seul numéro IMSI, grâce à une requête REGISTER_SS, (renvoi inconditionnel), renvoie (11) tous les appels destinés au numéro MSISDN vers le numéro de téléphone unique de la plate-forme VoIP, pour tous les abonnés. Enfin, le serveur SAR retourne (12) le numéro MSISDN au serveur SRAR qui peut alors créer l'entrée RADIUS. MSISDN -> Adresse IP du PC ; (cette adresse avait été notée lors de la connexion (2) du PC et elle sera utilisée pour les appels par le poste PC. Les traces très détaillées sont données pour expliquer le fonctionnement. La description a été faite ci-dessus dans le cas d'un poste mobile constitué par un PC. Mais ces explications s'appliquent également à un téléphone dit mixte GSM-WiFI : il suffit de remplacer l'ensemble PC + lecteur USB de carte SIM par un téléphone mixte GSM - WiFI. Ceci évite d'avoir à enlever la carte SIM et à la remettre. Soulignons que dans l'invention, les correspondants joignent le mobile par son numéro de mobile habituel mais que l'appel est reçu en IP (y compris en WiFI) de bout en bout, et non en GSM, y compris si le mobile n'a pas d'itinérance GSM. Réception d'appel en itinérance par IP Selon la figure 2, un appel (1) est effectué vers le numéro de mobile après la phase d'enregistrement. L'appel arrive à la passerelle GMSC du réseau GSM. La passerelle GMSC interroge (2) le registre HLR par une requête SEND ROUTING INFO ; le registre HLR lui répond (3) que le numéro est renvoyé inconditionnellement vers le numéro unique de la plate- forme VoIP. Le commutateur GMSC émet un appel (4) vers ce numéro en mettant dans un des paramètres d'appel, le numéro MSISDN du mobile appelé Original Called Number . Il correspond à l'un des champs du message IAM du protocole ISUP), puis le commutateur aboute (4') l'appel d'entrée (1) et la sortie (4). La plate-forme VoIP extrait le numéro MSISDN du message d'appel et le serveur RADIUS du serveur SRAR lui donne l'adresse IP du poste PC. La plate-forme VoIP établit alors la connexion (5) avec le 5 poste PC suivant un protocole standard comme H323 ou SIP. Dé-enregistrement Le système permet par le logiciel client du PC, lorsque la clé USB est enlevée, de supprimer l'itinérance par IP , comme suit. Cette information venant du client, transmise par l'interface SS7, est io une requête ERASE_Supplementary_Services, c'est-à-dire la suppression du renvoi inconditionnel. Tout appel vers le mobile sera alors soit en échec, soit renvoyé en messagerie vocale suivant la configuration de l'abonnement du mobile. Dans le cas du téléphone WiFI, la coupure de la liaison avec 15 le serveur SRAR déclenche automatiquement cette procédure de dé-enregistrement. L'invention telle que décrite ci-dessus s'applique également au cas de cartes jumelles fournies par certains opérateurs GMS. Il s'agit d'un abonné qui dispose de deux cartes SIM 20 répondant au même numéro de téléphone mais correspondant à deux numéros MSISDN différents attribués à ce même abonné. La gestion de l'utilisation de ces deux numéros MSISDN est faite par l'opérateur de manière transparente pour le client. Ce cas des cartes jumelles est par exemple celui d'un 25 mobile et d'un téléphone de voiture répondant tous deux au même numéro d'appel mais ayant chacun son numéro MSISDN différent. L'opérateur recevant un appel à destination de ce numéro d'abonné commun exécute une procédure pour appeler d'abord l'une des cartes SIM puis l'autre. En général, l'appel se fait d'abord vers la carte SIM du 30 téléphone de voiture puis vers la carte SIM du mobile. L'ordre inverse est également possible. Dans le cas d'un téléphone mixte GSM et WiFI faisant partie d'une paire de cartes SIM, l'invention s'applique dans les mêmes conditions que celles décrites ci-dessus. 35 La description détaillée de la procédure pour io l'authentification de la carte SIM installée dans le poste mobile ainsi que le détail de la procédure pour obtenir le numéro MSISDN et le détail de la procédure pour le renvoi d'appel sont donnés à la figure 3 et ne nécessitent pas de description détaillée, les procédures présentées étant suffisamment explicites en elles-mêmes et illustrant les procédures données aux figures 1 et 2. REFERENCES [1] Digital Cellular Telecommunication System(Phase 2+) Mobile Application Part (MAP) Specification (3GPP TS 29.002 version 5.9.0 5 Release 5), w vw.etsi.org 20 25 GLOSSAIRE et ABREVIATIONS UTILISEES AUC : fonction intégrée ou séparée d'un registre HLR qui gère 5 l'authentification CRA : (Client de Relais d'Authentification). Programme du poste PC qui s'active quand on branche la carte SIM dans le lecteur. 10 GMSC : "Gateway MSC , commutateur téléphonique permettant aussi d'obtenir des informations de mobilité par l'intermédiaire d'une connexion au réseau SS7 et d'accords d'itinérance. HLR : Home Location Register Registre de Localisation Principal d'un 15 abonné de mobile IMSI : International Mobile Subscriber Identity . Numérotation interne aux réseaux de mobiles avec des codes pays différents (208 pour France au lieu de 33) MAP : Mobility Application Part . Protocole standard de haut niveau du GSM qui effectue tous les échanges liés à la mobilité (itinérance notamment ou roaming ). Il décrit notamment les services "REGISTER-SS SEND AUTHENTICATION et RESTORE DATA. MSISDN : Mobile Subscriber International Number Numéro classique du mobile connu du monde extérieur à son réseau. Roaming : (Itinérance), Dispositions contractuelles et techniques 30 permettant à un abonné de mobile, d'utiliser son téléphone dans d'autres réseaux que le sien. SAR : Serveur d'Authentification et de renvoi pour l'authentification de la carte SIM en ne communicant qu'un numéro alétaoire aux autres 35 éléments. SMPP : `Short Message Point to Point). Le protocole standardisé par w -w.smppfomm.org SRAR : Serveur de Relais d'Authentification et RADIUS. SIM : (carte puce) comportant le numéro IMSI caractéristique d'un abonné et pouvant être mise dans n'importe quel téléphone GSM. SS7 : (Réseau SS7 international). Réseau de paquets utilisés entre les réseaux de mobile pour la transmission de la signalisation. VMS : (Voice Mail System), Système de Messagerie Vocale. mode VoIP : ("Voice Over IP"), transmission de communications téléphoniques sur IP. WiFI : Système de transmission de données au protocole IP par radio entre des "bornes" et des mobiles ou des PC portables disposant d'une 20 interface WiFI. REVENDICATIONS 1 ) Système de terminaison d'appel par le réseau Internet IP vers un numéro de mobile pour recevoir automatiquement dans un poste mobile ne fonctionnant pas en mode GSM, les appels destinés à ce numéro de mobile, caractérisé en ce qu'il comprend - un serveur SAR d'authentification et de renvoi, installé dans un réseau GSM et communiquant par le protocole standard MAP avec le registre HLR de ce réseau et aussi par une liaison IP locale ou distante, - un serveur SRAR relais d'authentification et RADIUS, relié au serveur SAR et permettant à la passerelle de mode VoIP, à partir du numéro MSISDN du mobile, de trouver l'adresse IP, dynamique, attribuée au poste mobile et de diriger l'appel en mode Volp, ce serveur n'ayant que des interfaces IP, - un lecteur de carte SIM associé au poste mobile, - un programme (CRA) dans le poste mobile pour communiquer avec la carte SIM placée dans le lecteur, et avec le serveur SRAR, - une plate-forme VoIP entre le réseau téléphonique et la téléphonie par IP, mettant en oeuvre le protocole VoIP en ayant obtenu l'adresse IP à partir du numéro du mobile, - un programme VoIP dans le poste mobile, permettant d'émettre des appels et d'en recevoir vers l'adresse IP. 2 ) Système de terminaison d'appel selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réseau de la carte SIM du numéro qui peut être appelé par un poste mobile a une fonction d'authentification AUC associée à son registre HLR pour alimenter le serveur d'authentification et de renvoi SAR et lui fournir sur requête du poste mobile un numéro aléatoire RAND et un code SRES formé à partir du numéro aléatoire RAND et de la clé Ki associée au numéro du mobile, le serveur d'authentification et de renvoi transmettant ces deux données, le numéro aléatoire RAND et le code SRES au serveur relais d'authentification + RADIUS SRAR, qui transmet le numéro aléatoire RAND au poste mobile PC pour que celui-ci fasse calculer à partir du code SIM, et en appliquant la clé Ki contenue dans la carte SIM, le calcul d'un code SREScalc, selon un procédé analogue au calcul effectué par la fonction d'authentification, la carte SIM renvoyant par l'intermédiaire du poste mobile, le code calculé SREScalc au serveur relais authentification + RADIUS pour que celui-ci compare le code SRES et le code SREScalc et qu'en cas d'identité, il accepte le poste mobile comme étant autorisé par la carte SIM alors qu'en cas de différence il refuse l'accès au poste mobile, en cas d'acceptation, l'appel entrant est transmis vers le poste mobile. 3 ) Système de terminaison d'appel selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' après l'authentification effectuée entre la carte SIM et la fonction AUC, le numéro de mobile est obtenu par la procédure RESTORE DATA ce qui permet de faire un renvoi automatique des appels pour ce numéro vers une plateforme VoIP qui terminera les appels sur le PC du client. 4 ) Système de terminaison d'appel selon la revendication 1, caractérisé en ce que le lecteur de carte SIM est branché sur la prise USB dans chaque poste mobile.25