DE102004004527B4

DE102004004527B4 - Verfahren zur Autorisationskontrolle einer Datenübertragung in einem Daten-Mobilfunknetz

Info

Publication number: DE102004004527B4
Application number: DE102004004527A
Authority: DE
Inventors: Olaf Dipl.-Ing. Böhme; Uwe Dipl.-Math. Föll; Thomas Dipl.-Ing. Hickethier
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Priority date: 2004-01-22
Filing date: 2004-01-22
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2024-01-23
Also published as: DE102004004527A1; US20070217395A1; WO2005071918A1

Abstract

Verfahren zur Autorisationskontrolle einer Datenübertragung in einem Daten-Mobilfunknetz (GPRS-Netz) zwischen einem ersten Teilnehmer mit einer ersten IP-Adresse und einem zweiten Teilnehmer mit einer zweiten IP-Adresse über eine gebührenreduzierte Daten-(GPRS-)Verbindung dadurch gekennzeichnet, dass eine Funktionseinheit (GEF) im Datem-Mobilfunknetz (GPRS-Netz) vorgesehen wird, die anhand der IP-Adressen der an der Datenübertragung beteiligten Teilnehmer die Autorisation der Teilnehmer überprüft.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Autorisationskontrolle einer Datenübertragung in einem Daten-Mobilfunknetz, insbesondere in einem GPRS-Netz.

WO02/32165 A1 beschreibt ein Verfahren zum Aufbau einer Verbindung zwischen Netzwerkelementen, bei welchem ein Proxy-CSCF Server eine Autorisierungsnachricht mit beispielsweise der IP-Adresse des Anrufenden an einen PCF-Server sendet.

Um ein Erfassen von Gebühren für eine Nutzung von reinen Transportressourcen zu vermeiden, werden bestimmte Datenkanäle, im Falle eines GPRS-Netzes spezielle GPRS-Kontexte durch einen entsprechenden Netzbetreiber auf „gebührenfrei" oder „gebührenreduziert" gesetzt. Die GPRS-Kontexte werden durch Konfiguration des Betreibers mit speziellen Kennungen versehen und werden daher bei der Gebührenerfassung besonders behandelt. Für alle über einen dieser Kontexte übertragenen Daten werden somit seitens des Daten-Mobilfunknetzes keine Gebühren von den an der Datenübertragung beteiligten Teilnehmern erhoben. Zum Beispiel werden für sogenannte IMS-Anwendungen, das heißt für Anwendungen eines sogenannten IP Multimedia Subsystem anfallende Gebühren in separaten Netzfunktionselementen des IMS, wie beispielsweise in einer sogenannten „Call Session Control Function" (CSCF) erhoben. Diese Netzfunktionselemente sind dabei Bestandteile des IMS. Für die durch das IMS genutzten Kontexte wurde eine spezielle IMS Kennung des Kontextes standardisiert. Um eine doppelte Gebührenerfassung zu vermeiden, werden alle Daten einer derartigen IMS-Anwendung über einen gebührenfreien Zugangsnetzknoten bzw.

Tunnels von einem ersten Teilnehmer bis zum GPRS-Netzübergang zum eigentlichen IP-Netz aufgebaut. Diese Tunnels, auch als PDP-Kontexte bezeichnet, stellen vergebührende Einheiten dar, werden als solche erfasst und können demnach entsprechend dem Verwendungszweck auch als gebührenfrei gekennzeichnet werden. Die eigentliche Datenverbindung endet jedoch nicht an diesem Netzübergang sondern geht bis zu einem zweiten Teilnehmer.

Das resultierende technische Problem dabei entsteht, wenn ein Teilnehmer einen solchen gebührenfreien Kontext für eine Übertragung weiterer nicht durch die Gebührenerfassung des IMS erfasster Daten benutzt. Dazu könnte ein entsprechender erster Teilnehmer beispielsweise als zweitem Teilnehmer einem Download-Rechner, dass heißt einem Rechner innerhalb eines IP Netzes, welcher Daten zur Verfügung stellt, welche durch Anwender auf deren Endgerät geladen werden können, die IP-Adresse des entsprechenden Kontextes mitteilen, so dass dieser Rechner Daten auf einem definierten Port, also einer zusätzlichen Adressinformation, unter Umgehung des vergebührenden Netzfunktionselementes, wie beispielsweise der genannten CSCF des IMS, an den Teilnehmer bzw. an eine Mobil-Station des Teilnehmers senden kann. Der erste Teilnehmer wird nämlich vom IP-Netz aus nicht über seine in der Regel temporäre IP-Adresse angesprochen, sondern über die dem PDP-Kontext zugeordnete IP-Adresse. Da ein dabei anfallendes Übertragungsvolumen nicht in dem Daten-Mobilfunknetz erfasst wird, könnten dadurch kostenlos Daten übertragen werden. Das heißt zusammengefasst, dass ein erster Teilnehmer, der einen als gebührenfrei eingestuften PDP-Kontext zu einem zweiten Teilnehmer aufgebaut hat, von einem anderen zweiten Teilnehmer, einem unautorisierten Teilnehmer, über denselben PDP-Kontext erreicht werden kann. Das wiederum bedeutet, dass über einen gebührenfrei eingestuften PDP-Kontext nicht als gebührenfrei einzustufender Datenverkehr von bzw. zu dem anderen zweiten Teilnehmer, dass heißt dem unautorisierten Teilnehmer, stattfinden kann.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren bereit zu stellen, mit dessen Hilfe es vermieden werden kann, dass Daten in einem Daten-Mobilfunknetz unter Umgehung einer vergebührenden Einheit übertragen werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe durch das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem unabhängigen Anspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zur Autorisationskontrolle einer Datenübertragung in einem Daten-Mobilfunknetz, wie beispielsweise einem GPRS-Netz, zwischen einem ersten Teilnehmer mit einer ersten IP-Adresse und einem zweiten Teilnehmer mit einer zweiten IP-Adresse über eine gebührenreduzierte Daten-, insbesondere eine gebührenreduzierte GPRS-Verbindung, bereitgestellt, bei dem eine Funktionseinheit (GEF) im Daten-Mobilfunknetz (GPRS-Netz) vorgesehen wird, die anhand der IP-Adressen der an der Datenübertragung beteiligten Teilnehmer die Autorisation der Teilnehmer überprüft.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei einem Aufbau eines zur Datenübertragung dienenden als „gebührenreduziert" gekennzeichneten Datentunnels, wie beispielsweise eines sogenannten PDP-Kontextes von einem der Teilnehmer über einen Netzübergangsknoten, wie im Falle eines GPRS-Netzes eines GGSNs (Gateway GPRS Support Node) des Daten-Mobilfunknetzes bzw, des GPRS-Netzes zu dem anderen Teilnehmer die Autorisation der Teilnehmer überprüft. Dabei werden die IP-Adressen der an der anstehenden Datenübertragung, für welche der Datentunnel aufzubauen ist, beteiligten Teilnehmer erfasst und hinsichtlich der Autorisation der Teilnehmer an einer Nutzung des als „gebührenreduziert" gekennzeichneten Datentunnels ausgewertet. Eine derartige Auswertung erfolgt beispielsweise durch einen Vergleich der erfassten IP-Adressen mit in einer in der Funktionseinheit hinterlegten Liste aufgeführten IP-Adressen, wobei die Liste all diejenigen IP-Adressen umfasst, die für eine Nutzung des als „gebührenreduziert" gekennzeichneten Datentunnels berechtigt bzw. autorisiert sind. Die in der Funktionseinheit hinterlegte Liste kann dabei vorzugsweise dynamisch geändert werden. Eine derartige Änderung kann beispielsweise seitens eines Netzbetreibers vorgenommen werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Funktionseinheit in dem Netzübergangsknoten des Daten-Mobilfunknetzes integriert. Das bedeutet, dass im Falle eines GPRS-Netzes die Funktionseinheit in dem entsprechenden GGSN integriert wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens nimmt die Funktionseinheit, auch als Gebührenerfassungsfunktion (GEF) bezeichnet, eine Datenvolumenerfassung jeder über die Daten-(GPRS-)Verbindung, das heißt über den als „gebührenreduziert" gekennzeichneten Datentunnel laufende Datenübertragung in Abhängigkeit der an der Datenübertragung beteiligten IP-Adressen vor. Die derart vorgenommene Datenvolumenerfassung in Abhängigkeit von den an der Datenübertragung beteiligten IP-Adressen ermöglicht eine Differenzierung und Separierung der autorisierten und der unautorisierten IP-Adressen und eine entsprechende Vergebührung der Nutzung des Datentunnels durch die unautorisierten IP-Adressen.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Funktionseinheit bzw. die Gebührenerfassungsfunktion (GEF) mit einer Regelfunktion bzw. einer Gebührenregelfunktion (GRF) gekoppelt. Über diese Gebührenregelfunktion erhält die Funktionseinheit (GEF) Anweisung, wie beispielsweise eine anstehende unautorisierte Datenübertragung zu handhaben ist. Unter einer anstehend unautorisierten Datenübertragung wird dabei eine Datenübertragung verstanden, die über den als „gebührenreduziert" gekennzeichneten Datentunnel erfolgen soll, wobei mindestens einer der an der Datenübertragung beteiligten Teilnehmer mit seiner IP-Adresse nicht berechtigt ist, diesen Datentunnel zu nutzen.

Vorzugsweise werden nicht in der Funktionseinheit (GEF) selbst, sondern in der Regelfunktion (GRF) die IP-Adressen derjenigen Teilnehmer hinterlegt, die autorisiert sind an einer Datenübertragung über die gebührenreduzierte, vorzugsweise gebührenfreie Daten-(GPRS-)Verbindung bzw. über den entsprechend gekennzeichneten Datentunnel teilzunehmen.

Vorzugsweise wird eine anstehende unautorisierte Datenübertragung bereits im Vorfeld blockiert, das heißt es können keine Daten übertragen werden. Die unautorisierte Datenübertragung wird, wie bereits beschrieben, anhand der beteiligten IP-Adressen erkannt. Ankommende Datenpakete werden dann verworfen und dem Sender kann eine Fehlermeldung gesendet werden. Damit wird vermieden, dass eine gebührenreduzierte oder gebührenfreie Daten-Verbindung bzw. ein entsprechender Datentunnel zweckentfremdet verwendet wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren findet beispielsweise Anwendung bei bereits genannten sogenannten IMS-Anwendungen. Ist ein Teilnehmer in einem IMS (IP-Multimedia Subsystem) ange meldet und können demnach von IMS-Anwendungen Daten zu dem entsprechenden Teilnehmer übertragen werden, so bietet es sich an, diese Datenübertragung seitens des IMS zu steuern und zu kontrollieren. Dazu wird vorzugsweise die Regelfunktion (GRF) von dem IMS, insbesondere einer darin angeordneten Kontrolleinheit, einer sogenannten CSCF (Call Session Control Function) dynamisch gesteuert. Die Regelfunktion erhält seitens der CSCF Auskunft darüber, welche Teilnehmer autorisiert sind, einen entsprechenden PDP-Kontext, das heißt einen entsprechenden Datentunnel zur Übertragung von Daten zu verwenden. Die Teilnehmer sind mit ihren jeweiligen IP-Adressen hinterlegt und abgespeichert. Baut ein in dem IMS eingeschriebener Teilnehmer eine Verbindung mittels des IMS zu einem weiteren in dem TMS eingeschriebenen Teilnehmer auf, so können die aufgrund dieser Verbindung anfallenden Gebühren durch das IMS erfasst, vorzugsweise in einer entsprechenden CSCF, und den Teilnehmern entsprechend in Rechnung gestellt werden. Dies ist beispielsweise in der Spezifikation 3GPP TS 32.260 genauer beschrieben. Um, wie eingangs erwähnt, zu vermeiden, dass in dem Daten-Mobilfunknetz eine nochmalige Vergebührung für dieselbe Verbindung stattfindet, wird die Gebührenerfassung in dem Daten-Mobilfunknetz beispielsweise über einen speziell ausgewählten Zugangsnetzknoten, einen speziell ausgewählten APN (Access Point Name) ausgeschaltet. Teilt der Teilnehmer nach der Datenübertragung unter Einbeziehung des IMS einem weiteren nicht bei dem IMS eingeschriebenen Teilnehmer bzw. einem entsprechenden Kommunikationsendgerät, wie beispielsweise einem Download-Rechner seine IP-Adresse bzw. die IP-Adresse des bereits aufgebauten Datentunnels mit, so wird durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden, dass eine Umgehung einer Gebührenerfassung für eine Datenübertragung zwischen dem weiteren Kommunikationsendgerät und dem Teilnehmer möglich wird. Die erfindungsgemäß vorgese hene Funktionseinheit bzw. die Gebührenerfassungsfunktion (GEF) kann aufgrund der IP-Adresse des Kommunikationsendgerätes feststellen, dass die Daten von einer nicht autorisierten IP-Adresse, nämlich von dem nicht in dem IMS eingeschriebenen Kommunikationsendgerät kommen. Aufgrund dessen wird entweder jegliche Datenübertragung blockiert oder es wird das Datenvolumen der übertragenen Daten erfasst und dem entsprechenden Teilnehmer in Rechnung gestellt. Die Funktionseinheit bzw. die Gebührenerfassungsfunktion wird von der Regelfunktion bzw. der Gebührenregelfunktion (GRF) darüber informiert, welche Regeln gegenüber derartigen unautorisierten Datenübertragungen anzuwenden sind. Dabei gibt es die Möglichkeit, die Datenübertragung zuzulassen und das Datenvolumen der übertragenen Daten zu erfassen und in Rechnung zu stellen oder eine derartige Datenübertragung zu blockieren.

Die geltenden Regeln werde vorzugsweise durch das IMS dynamisch gesteuert. Das bedeutet, dass die geltenden Regeln nicht statisch sind, sondern flexibel geändert werden können. Vorzugsweise werden die Regeln von einem IMS-Element, der CSCF gesteuert.

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Figur näher erläutert. Es zeigt
1 Schematische Darstellung eines Ablaufs einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
1 zeigt in schematischer Darstellung einen Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei sind die wesentlichen, am Ablauf des Verfahrens beteiligten Netze mit ihren entsprechenden Netzelementen dargestellt. Gezeigt ist ein IMS (IP Multimedia Subsystem) mit einem Netzelement, nämlich einer Kontrolleinheit, einer sogenannten CSCF (Call Session Control Function). Ferner ist ein Daten-Mobilfunknetz dargestellt, nämlich ein GPRS-Netz mit einem Servicenetzknoten, einem sogenannten SGSN (Service GPRS Support Node), einem Zugangsnetzknoten, einem sogenannten GGSN (Gateway GPRS Support Node), einer erfindungsgemäßen Funktionseinheit bzw. einer Gebührenerfassungsfunktion GEF und einer erfindungsgemäßen Regelfunktion bzw. Gebührenregelfunktion GRF. Daneben ist ein Paketnetz mit einem Router gezeigt. Darüber hinaus sind drei Teilnehmer dargestellt, die hier als „End User SIP (session initial protocol) Clients" bezeichnet werden. Ein erster Teilnehmer A mit einer ersten IP-Adresse ist in dem GPRS-Netz eingebucht. Gleichzeitig ist er ein Teilnehmer des IMS und baut mittels des IMS eine Datenverbindung zu einem zweiten Teilnehmer B1 mit einer zweiten IP-Adresse auf. Der zweite Teilnehmer B1 ist auch ein IMS-Teilnehmer. Infolge dessen wird für eine vorzunehmende Datenübertragung zwischen dem ersten Teilnehmer A und dem zweiten Teilnehmer B1 in dem GPRS-Netz ein Datentunnel aufgebaut, der als „gebührenfrei" gekennzeichnet wird. Daten, die über diesen Datentunnel von Teilnehmer A zu Teilnehmer B1 und umgekehrt übertragen werden, werden somit innerhalb des GPRS-Netzes nicht hinsichtlich einer Vergebührung erfasst. Entsprechend anfallende Gebühren für diese Daten werden in dem IMS erfasst. Der genaue Ablauf wird beispielsweise in der Spezifikation 3GPP TS 32.260 dargelegt und erklärt. Der Datentunnel passiert innerhalb des GPRS-Netzes nun auch die Funktionseinheit GEF, die mit der Regelfunktion GRF gekoppelt ist. In der GEF werden die IP-Adressen der an der Datenübertragung über den als „gebührenfrei" gekennzeichneten Datentunnel beteiligten Teilnehmer A und B1 erfasst und hinsichtlich ihrer Berechtigung an der Nutzung des Datentunnels überprüft. In der mit der GEF gekoppelten und mit dieser zusammenwirkenden GRF ist eine Liste der autorisierten IP-Adressen hinterlegt, so dass durch Vergleich der IP-Adressen von Teilnehmer A und B1 mit den hinterlegten IP-Adressen sehr schnell eine Kontrolle erfolgt. Teilt nun Teilnehmer A nach einer Datenübertragung zwischen Teilnehmer A und B1 dem weiteren dritten Teilnehmer B2 mit einer dritten IP-Adresse seine IP-Adresse mit, beziehungsweise die dem zwischen A und B1 aufgebauten Datentunnel zugeordnete IP-Adresse, über welche der Teilnehmer A ansprechbar ist, so kann zunächst der Teilnehmer B2, was beispielsweise ein Download-Rechner sein kann, Daten an die IP-Adresse des Teilnehmers A senden, was bedeutet, dass Teilnehmer B2 den als „gebührenfrei" gekennzeichneten Datentunnel verwendet. Da die Gebührenerfassung für diesen Datentunnel ausgeschaltet ist, werden zunächst für die darüber übertragenen Daten keine Gebühren erfasst. Ferner ist das IMS über eine Datenübertragung zwischen Teilnehmer A und B2 nicht informiert, da Teilnehmer B2 kein IMS-Teilnehmer ist, wodurch auch durch IMS keine Gebühren erfasst werden können. Die GEF jedoch stellt unter Zusammenwirkung mit der GRF fest, dass die IP-Adresse von Teilnehmer B2 nicht auf der Liste der autorisierten IP-Adressen aufgeführt ist. Von der GRF wird nun der GEF eine Regel bzw. Anweisung vorgegeben, wie eine derartig anstehende Datenübertragung zwischen Teilnehmer A und B2 zu handhaben ist. Die Regel wiederum kann dynamisch von dem IMS bzw. von der CSCF gesteuert werden. Die Regel kann beispielsweise besagen, dass eine Datenübertragung zwischen Teilnehmer A und B2 unter Nutzung des als „gebührenfrei" gekennzeichneten Datentunnels blockiert wird, das heißt keine Daten übertragen werden können. Alternativ dazu kann die Regel auch festlegen, dass für eine Datenübertragung zwischen Teilnehmer A und B2 das übertragene Datenvolumen erfasst wird und einem der Teilnehmer, das heißt entweder A oder B2, in Rechnung gestellt wird.

Claims

Verfahren zur Autorisationskontrolle einer Datenübertragung in einem Daten-Mobilfunknetz (GPRS-Netz) zwischen einem ersten Teilnehmer mit einer ersten IP-Adresse und einem zweiten Teilnehmer mit einer zweiten IP-Adresse über eine gebührenreduzierte Daten-(GPRS-)Verbindung dadurch gekennzeichnet, dass eine Funktionseinheit (GEF) im Datem-Mobilfunknetz (GPRS-Netz) vorgesehen wird, die anhand der IP-Adressen der an der Datenübertragung beteiligten Teilnehmer die Autorisation der Teilnehmer überprüft.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Aufbau eines zur Datenübertragung dienenden Datentunnels (PDP) von einem der Teilnehmer über einen Netzübergangsknoten (GGSN) des Daten-Mobilfunknetzes (GPRS-Netzes) zu dem anderen Teilnehmer die Autorisation überprüft wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinheit (GEF) in dem Netzübergangsknoten (GGSN) des Daten-Mobilfunknetzes (GPRS-Netzes) integriert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinheit (GEF) eine Datenvolumenerfassung jeder über die Daten-(GPRS-)Verbindung laufende Datenübertragung in Abhängigkeit der an der Datenübertragung beteiligten IP-Adressen vornimmt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinheit (GEF) mit einer Regelfunktion (GRF) gekoppelt wird, die Regeln hinsichtlich einer Behandlung einer Datenübertragung in Abhängigkeit von den IP-Adressen der an der entsprechenden Datenübertragung beteiligten Teilnehmern umfasst und von welcher die Funktionseinheit (GEF) eine Regel erhält, wie eine anstehende Datenübertragung zu handhaben ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Regelfunktion (GRF) die IP-Adressen derjenigen Teilnehmer hinterlegt werden, die autorisiert sind, die gebührenreduzierte Daten-(GPRS-)Verbindung zu nutzen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine anstehende Datenübertragung über die gebührenreduzierte Daten-Verbindung blockiert wird, wenn die an der Datenübertragung beteiligten Teilnehmer nicht autorisiert sind, die gebührenreduzierte Daten-(GPRS-)Verbindung zu nutzen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Regelfunktion (GRF) hinterlegten Regeln von einem IMS, insbesondere einer CSCF dynamisch gesteuert werden.