專利名稱：通話費信息存在手機中的通信系統的制作方法
技術領域：
本發明與一種諸如無線電轉接或遙轉系統(telepointsystem)那樣的通信系統有關。這種系統由一個基臺和至少一個手機組成。在基臺中有用來計量在基臺與手機占用一個無線電信道通話期間所耗費的各個計算單位的計量裝置。
通常，遙轉系統由無繩(無線電)手機，亦即無繩手提部件(CPP)，和作為相對固定的無線電基臺的無繩固定部件(CFP)組成。無繩固定部件一般安裝在公共環境(如車站、商業區，甚至列車)中，也可以安裝在私人或半私人的環境中(如提供廠內服務)。無繩手提部件基本上是低功率的無繩電話手機，而遙轉無繩固定部件則是有關基臺。這些基臺接到有線用戶線(如公共交換電話網PSTN)上，或者通過蜂窩系統(當基臺安裝在列車上時)接入有線電話用戶線(PSTN)。這些類型的設備的一個值得注意的特點是無論哪一個手機都不能不通過一個基臺而直接與另一個手機通信。這些類型的產品有CT2(第二代無繩電話)、DECT(數字式歐洲無繩電話)等等。
在這些情況下，通常手機用戶必需為得到這種服務而付費。手機中裝有存儲帳戶情況的存儲器，以備遙轉系統的經營者查核后將帳單發送給手機的用戶(物主)。此外，在手機的存儲器中還存有一個秘密號碼，這使遙轉基臺可以驗證(可以就地，也可以通過遙感)該手機是否真正預定了這頂服務。
秘密號碼以明碼或密碼形式存儲在手機中，在通過無線電接口發送給基臺前，根據基臺發出的命令加密，即編成密碼。帳戶情況也存儲在手機中(以明碼或密碼形式)。當基臺要求手機發送帳戶情況時，帳戶情況可以或者以加密即編成密碼形式，或者以明碼形式通過無線電接口發送給基臺。這個過程稱為“鑒別”，這是由基臺從手機取來帳戶情況和其它有關數據(包括秘密號碼)的過程。另一個類似的過程是手機鑒別基臺或網絡，亦即所謂“網絡鑒別”。在這個過程中，手機驗證該網絡是否真正原定的網絡。基臺或網絡鑒別手機加上手機鑒別基臺或網絡本身的過程稱為“互鑒”。
存儲在手機中的帳戶情況和秘密號碼總稱為“登記數據”，可以包括其它一些控制訪問和允許用戶進行通話的類別的數據字段。通常，手機中裝有多塊存儲器，存儲登記數據。這些存儲塊也稱為“登記槽”。
有兩種方法將登記數據輸入到手機內。
第一種方法是手工處理，通過手機鍵盤將各項以標準格式輸入，這些數字經解碼，存儲在手機中相應的登記槽內。
第二種方法是按照基臺通過無線電接口發來的命令存儲數據。基臺命令手機接收某些新的登記數據，將之存儲在登記槽內。這種處理方式可以用于最初將登記數據存儲到手機內，或者用于以后將更新的數據存儲到手機內。某些或所有的更新數據或原始數據可以由基臺通過無線電接口或者以全部明碼或全部密碼形式，也可以以部分明碼部分密碼的混合形式，發送給手機。這種處理稱為“越空登記”(OTAR)。通常為了安全起見，至少采用部分加密進行這種處理。此外，往往(但非必需)只是在手機已經完成網絡鑒別、驗明了向手機發出新數據的基臺是原定基臺后才進行這種處理。這就增加了整個系統的安全性。
迄今，收費是記帳式的。打了電話后，用戶要在晚些時候才收到帳單。這頗象信用卡(記帳卡)，交易后，帳單要晚些時候通常以用該卡號結算的月清單形式提交給卡主或用戶。類似，預訂遙轉服務的用戶打該電話或其它PSTN電話，這些服務的費用集中起來，要晚些時候才在清單中通知用戶或物主，這是利用存儲在手機相應登記槽內作為部分登記數據的帳號來完成的。
國際性的歐洲無線電通信標準3001311990在7.2.8節中描述了遙轉CFP發出的用來啟動呼叫鑒別處理的鑒別請求信息單元(AUTHREQ)。該文件在7.2.9節中描述了CPP為響應鑒別請求信息單元而發出的用來將遙轉登記參數和鑒別參數傳送給遙轉CFP的鑒別響應信息單元(AUTHRES)。AUTHRES單元包括遙轉登記數據(TRD)，該數據用于傳送正在使用的CPP的遙轉帳戶情況。該文件指明，TRD字段的專用碼配置由遙轉經營者規定和負責。
國際專利申請WO/91/07856描述了一種裝入手機中的中轉識別碼。這種中轉識別碼包括多達20個二進制編碼的十進制數字(BCD)，也就是80個二進制位，這可以用作收取電話費帳單的帳號。在國際歐洲無線電通信標準300131·90的7.2.9中對TRD字段的這80位有所說明。，在固定的PSTN收費電話領域，通常提供一塊需預先付款的半導體芯片卡，卡中含有規定該卡有效的計費單位的數目。卡插入收費電話的一個槽中，隨著通話的進行，存儲在卡上的數目不斷減去由PSTN系統測得的計費單位數。當預付的計費單位數用完時，卡就作廢了。
通用空間接口(CAI)標準沒有考慮到預付款系統也是固定的PSTN收費電話領域的一種情況，因此沒有為這種配置采取措施。本發明的目的是提供一種符合CAI規格的預付款配置。
一種按本發明所提供的通信系統包括至少一個基臺和至少一個手機。手機具有通過一個無線電信道與基臺建立通話的裝置和接收基臺發出的越空登記序列并根據該越空登記序列將一個數(TRD)存儲在非易失存儲器內的裝置，而基臺具有計量基臺與手機通話期間所耗計費單位的計量裝置。這種通信系統的特征是基臺具有根據計量裝置的計量結果自動產生一個要發向手機的新的越空登記序列并將該新的越空登記序列發送給手機的裝置，以及手機具有將由接收到的新的越空登記序列決定的新的數據代替存儲在非易失存儲器內的數據的裝置。
因此，當計量裝置計得耗費了一個計費單位時，本發明就作出響應，以新的數據完全代替現存的TRD字段中的信息。對于每一個計量得的單位可以重復進行這個處理，在加密之前，這舊數和新數之間存在著一個確定的關系，這由所計量的這個單位的值來確定。
最好，每當計量得一個通話單位時，就產生一個新的越空登記序列，將它發送給手機。這樣，如果通話由于諸如信號丟失而過早結束，對于系統來說也不會損失收入。
所計量的計費單位可以具有不同的值，這取決于通話性質。因此，對于國際長途電話來說，所計量的計費單位就比較大。所產生的新的序列與前一個序列(無論是最初收到的還是由于計量得一個早一些的計費單位而產生的)之間有一個預定的關系，該關系僅由所測量的計費單位的值確定。
越空登記序列最好包括一個對于預訂戶是唯一的、而對于手機可以是唯一的第一部分，以及一個根據測得所耗計費單位而變化的第二部分。
本說明所引用的英文縮略語羅列如下AUTH-NO鑒別算法序號AUTH-REQ鑒別請求信息單元
AUTH-RES鑒別響應信息單元BCD二進制編碼的十進制數CFP無繩固定部件CKEY加密關鍵字CPP無繩手提部件CT2第二代無繩電話DECT數字或歐洲無繩電話ESN電子序號INCZ增加撤消字段ISW入臺信令字LSB最低有效位MSB最高有效位OPSIC話務員識別碼OSW出臺信令字OTAR越空登記PSTN公共交換電話網絡RAND隨機數TCOS遙轉服務類別TRD遙轉登記數據zapp撤消在本發明的附圖中
圖1為按本發明的優選實施例所提供的CFP和CPP的示意圖;
圖2為示出本發明的一個實施例的AUTH-REQ信息單元的附圖;以及圖3為示出相應的AUTH-RES信息單元的附圖。
在圖1中示出了無線電轉接通信中的CFP10和CPP11。CFP10有一個與PSTN連接的接頭12、一個計費單位計量器13、一個TRD寄存器14、一個加密/解密單元15和一個無繩收發組件16。圖中還以虛線示出了一個可供選用的計費單位累加器17。圖中還示出了在CPP中的非易失的電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)20。
本發明的這種系統的工作情況說明如下。
當CPP用戶想打電話時，就在其CPP手機上撥號，從而將一個入臺信令字(ISW)發給CFP，啟動呼叫處理。CFP接到ISW后，向CPP發送一個鑒別請求信息單元(AUTH-REQ)，啟動呼叫鑒別處理。所發出的這個鑒別請求信息單元的內容如圖2所示。圖中，AUTH-NO用來向CPP指出應該使用CPP提供的鑒別算法中的哪一個算法(即使CPP只能執行一個算法處理)。RAND是一個由CFP的加密/解密單元15產生的32位隨機數，供CPP在呼叫鑒別處理中使用。INCZ使CPP增加一個4位的撤消字段的內容，這不需加以詳細說明。
作為對AUTH-REQ單元的響應，CPP向CFP發出一個傳送遙轉登記參數和鑒別參數的AUTH-RES單元，如圖3所示。
參見這個AUTH-RES單元的內容，CKEY為由CPP在呼叫鑒別處理中計算得到的32位結果，提供CFP進行校驗。OPSIC用來傳送CPP所需的遙轉服務細節的類別。TRD字段用來傳送CPP的正在使用的遙轉帳戶的情況。其中，TRD字段存儲在CPP中的EEPROM20內。
CFP10接到TRD字段后，由加密/解密單元15對該信息進行解密，經解密后得到的帳號被存儲在寄存器14內。隨機數RAND在解密處理時使用。
一旦呼叫成功，通過無繩收發組件16，CPP與PSTN之間就開始進行通信。過了一段時間，從PSTN接收到一個計量信號，該信號由計量器13加以檢測。這使一個減信號得以通過，加到寄存器14上，從而TRD字段中的數據就減去一個計費單位。這導致進行如下的OTAR處理。寄存器14中的新帳號(也可以經過加密/解密單元15加密后)通過無繩收發機16發給CPP11。接到OTAR命令后，CPP11用接收到的新信息來代替其現存的TRD字段。這個新數據與上一個數據的不同之處在于被設置在一旁用來存儲計費單位的BCD存儲單元中的一個存儲單元已經減去了一個計費單位。
在整個通話過程中，每當在計量器13中計量到一個計費單位就重復一次上述處理。
與上述配置并行，可以采用原有技術的使用一個計費單位累加器17的配置。在這種配置中，當通話結束時，寄存器14內存放的帳戶(是固定不變的和未經解密的)與通話期間所耗費的計費單位總數一起經PSTN饋送到帳單開發中心，由此開出一張帳單，發給用戶。當從OPSIC字段識別出發給該手機的經營者不進行預付款型服務時就能運行這種機制。
因此，CTAR機制是用來提供預付款型服務的，用戶或手機主向提供服務者或遙轉經營者預付一定數目的計費單位的款。一個可取之處是寄存器14有一個檢測什么時候剩下的計費單位數已經落到門限以下的門限檢測器和通過PSTN向一個帳單開發中心(可以是與基臺經營者獨立的單位，如信用卡發放單位)發出一個指示以便將TRD字段通知帳單開發中心的裝置，這樣就能向CPP用戶發出一個提示，警告他所付的計費單位即將用盡，或者也可以采取其它措施。可以看到，與原有技術的配置相比，大大降低了與帳單開發中心通信的頻繁程度，這是一個優點。這為CFP的擁有者節約了花在PSTN開帳單上的開支和花在其它開帳處理上的開支。
CPP用戶可以向經營者再新付一定數目的計費單位的款，這樣就有一個新的“帳號”發給所有各基臺，作為業務調配指令。于是，當該用戶下一次使用系統時，在ISW中CPP的ESN就發給CFP，與業務調配指令上的ESN數相比較。如果一致，說明這個CPP需要重新登記，從而采用OTAR機制來進行“常規”處理，一個新的TRD字段就裝入到非易失存儲器20內。
如果不采用業務調配方案，則可以向用戶說明，當他付了更多的計費單位款后，必需進行再登記手續，按擊鍵盤，通知CFP他希望再登記，從而CFP通過PSTN與帳單開發中心通話，帳單開發中心作出答復，告知新的TRD字段，而后該字段傳給CPP裝入非易失存儲器20。
作為一個可供選用的方案，手機中可以存有二種或更多種計費單位計數型式，例如，一種大單位計數和一種小單位計數。如果用戶在打長途電話，則小單位的耗費率會較高，而用大單位計數的大單位的耗費率就比較低。然而在打市內電話的情況下，則耗費小單位。
還有一種可供選用的方案是，CFP使TRD字段的數據在專用信息中發送給CPP，在手機顯示器上顯示出來，指出還剩下的預付計費單位數。另一種可選方案是CFP中預先存儲的信息發送給CPP，使得CPP的耳機發出催促聲。這些各種機制用來警告手機用戶預付金越來越少，或者已經用完。
總而言之，OTAR機制用來提供一種預付款服務的型式，用戶或手機主向服務提供者或遙轉經營者預付一定數目的計費單位的款。當這些預付的單位用完，用戶就要通過訪問經營者或利用遙控機制安排新的預付金。在用戶下一次通過一個適當的基臺進入這個通信網時，這預付金就由OTAR機制裝入到手機的登記槽內。
權利要求
1.一種由至少一個基臺(10)和至少一個手機(11)組成的通信系統，其中手機具有在一個無線電信道上建立與基臺通話的裝置和接收從基臺發出的一個越空登記序列并將一個取決于該越空登記序列的數(TRD)存儲在非易失存儲器(20)內的裝置，而基臺具有計量在與手機通話期間所耗費的計費單位的計量裝置(13)，這種通信系統的特征是所述基臺具有對計量裝置(13)作出響應自動產生一個要發給手機的新的越空登記序列并將該新的越空登記序列發送給手機的裝置(14)；以及所述手機具有以一個取決于所述新的越空登記序列的數代替存儲在非易失存儲器(20)內的數的裝置。
2.一種按權利要求1所提出的通信系統，其特征是其中所述基臺的自動產生新的越空登記序列的裝置包括使接收到的來自手機的一個登記數增大或減小的裝置，和將經增大或減小后的數的至少幾分之一與一個門限相比較并根據比較結果進行動作的裝置。
3.一種按權利要求2所提出的通信系統，其特征是其中所述基臺具有一個接到一個公共交換電話網絡的接頭(12)，而所述進行動作的裝置包括啟動向一個預定號碼進行呼叫的自動撥號裝置。
4.一種按權利要求2或3所提出的通信系統，其特征是其中所述基臺包括存儲一個預先錄好的語音消息，而所述進行動作的裝置包括將該語音消息發送給手機以使手機的耳機發出聲音的裝置。
5.一種按以上任一個權利要求所提出的通信系統，其特征是其中所述手機還包括顯示由基臺發出的、取決于至少部分新的登記序列的信息的顯示器和裝置。
6.一種按以上任一個權利要求所提出的通信系統，其特征是其中所述基臺包括計量具有不同量級的計費單位的計量裝置(13)，和根據計量裝置對不同量級的計費單位的計量使接收到的來自手機的一個登記數改變不同數值以便產生新的登記序列的裝置。
全文摘要
本發明提供的通信系統由至少一個基臺和至少一個手機組成。手機具有在一個無線電信道上建立與基臺通話的裝置和接收從基臺發出的一個越空登記序列并將一個取決于該序列的數存儲在非易失存儲器的裝置，而基臺具有計量在與手機通話期間所耗費的計費單位的計量裝置。基臺還裝有裝置，該裝置對計量裝置作出響應，自動產生一個新的越空登記序列，發送給手機。手機收到后，用一個取決于該新的越空登記序列的新數來代替存儲在非易失存儲器內的數。新、舊數之間的差別就反映了預付的計費單位減少情況。
文檔編號H04M15/28GK1081548SQ9310331
公開日1994年2月2日 申請日期1993年3月27日 優先權日1992年3月28日
發明者杰拉爾德·安東尼·沃里克, 奈杰爾·埃弗拉德·巴恩斯 申請人:莫托羅拉有限公司