СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ БЕСПРОВОДНОЙ АВТОРИЗАЦИИ ДЛЯ ВХОДА В ГЕОГРАФИЧЕСКУЮ ОБЛАСТЬ Российский патент 2012 года по МПК H04W4/00 H04W12/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к авторизации для входа в географическую область, например к автоматизированному сбору пошлин для проезда транспорта по дороге. Точнее говоря, настоящее изобретение относится к системам и способам автоматизированного беспроводного сбора пошлин, работающим с сигналами, ассоциированными с существующей Глобальной системой мобильной связи (GSM) или другими сетями, где абоненту выставляется счет на основе мобильной станции, ассоциированной с абонентом.

Предшествующий уровень техники

Многие мировые дорожные сети требуют оплаты пошлин для пропуска движения автотранспорта. Традиционно эти пошлины уплачивались наличными, и водителю транспортного средства приходилось останавливаться, часто многократно, на постах взимания оплаты, чтобы оплатить пошлину. Это неизбежно приводит к задержкам движения, так как транспортные средства вынуждены останавливаться и образовывать очереди, чтобы заплатить. Эти задержки движения приводят к увеличенному времени перемещения и неудовлетворенности пассажиров. Кроме того, свойство частых остановок у дорожных заторов усиливает изнашивание компонентов транспортного средства, таких как тормоза, и требует увеличенных объемов бензина, что увеличивает как уровни загрязнения, так и затраты на перемещение, связанные с поездкой. Такая же проблема существует для транспортных средств, которым необходимо платить за въезд в любую обозначенную область, для которой обязателен сбор, и распространяется на ситуации, которые не требуют транспортного средства, например на человека, который обязан ждать в очереди, чтобы добиться входа в театр, который является платным, или в область, где необходима проверка безопасности и вход ограничивается уполномоченными людьми.

В последние годы, в попытке смягчить некоторые из этих проблем, разработаны системы автоматизированных пошлин и другие системы, разрешающие вход в конкретную область. Эти системы автоматизированных пошлин, как правило, реализуют технологию Радиочастотной идентификации (RFID) и требуют, чтобы транспортное средство или человек были оснащены уникальным физическим устройством, например транспондером, спроектированным для приема специального сигнала и передачи специального ответа. Эти транспондеры являются отдельными физическими устройствами, используемыми только для одной цели, такой как, например, автоматический сбор пошлин, и пользователь этих устройств обязан приобретать транспондер. Они также являются обычно полупассивными устройствами, которые требуют источник питания, например батарею, которая должна периодически заменяться. Кроме того, если человек использует более одного транспортного средства, то либо разные транспондеры требуются для каждого транспортного средства, либо транспондер необходимо перемещать между транспортными средствами. Более того, транспондер будет работать только в системах, с которыми он совместим, и поэтому может стать бесполезным, если водитель пересекает границы штата, области или государства или иным образом пользуется дорогой, охватываемой, например, другой сетью RFID.

Традиционные системы и способы автоматического сбора пошлин, такие как эти, обычно не требуют, чтобы транспортное средство дошло до полной остановки. Однако они все еще требуют, чтобы транспортные средства значительно замедлялись, например со стандартной скорости по автостраде в 105 км/ч до 25 км/ч. Кроме того, вследствие ограничений этой технологии транспортные средства все еще должны образовывать очередь и проходить через однополосные посты взимания оплаты, чтобы пройти в нескольких метрах от устройства, такого как считыватель RFID, чтобы должным образом принять сигнал для этого устройства от транспондера в транспортном средстве. Эти вынужденные смены полос движения и обязательные замедления увеличивают вероятность транспортных аварий, что может привести к имущественному ущербу или серьезному телесному повреждению. В результате эти процедуры автоматизированного сбора пошлин сильно и отрицательно влияют на движение транспорта и связанные неэффективности и опасности. Другие существующие системы и способы также требуют, чтобы человек или транспортное средство снизили скорость, поменяли направление движения или образовали очередь.

Сущность изобретения

Из вышеупомянутого очевидно, что имеется прямая необходимость в системах и способах для автоматизированного сбора пошлин, в которых транспортным средствам не нужно менять естественно возникающий поток движения или иным образом отвлекаться, чтобы заплатить пошлину во время езды по дороге. Та же самая прямая необходимость существует, чтобы предоставить возможность транспортным средствам или людям оплатить сбор для входа в любую географическую область без препятствования входу транспортных средств или людей в эту область. Для увеличения эффективности и снижения вероятности аварий, связанных с внезапными сменами полос движения, транспортным средствам или людям не нужно снижать их скорость, образовывать очередь или двигаться в специальной полосе. Чтобы дополнительно увеличить эффективность и удобство, желательно избежать требования оплаты и использовать специализированное устройство автоматической уплаты пошлины путем использования многофункционального устройства, которое уже находится в собственности водителей или людей. Это улучшает время перемещения, связанные с этим затраты и безопасность пассажиров транспортного средства.

Таким образом, задача настоящего изобретения - преодолеть вышеупомянутые и другие проблемы путем предоставления способов, относящихся к автоматической электронной авторизации для входа в географическую область на основе обнаружения мобильной станции, работающей в сети Глобальной системы мобильной связи, включающих: передачу с помощью передатчика, ассоциированного с базовой станцией учета оплаты, сигнала, указывающего наличие базовой станции учета оплаты; обнаружение с помощью приемника, ассоциированного с базовой станцией учета оплаты, запроса от мобильной станции на соединение с базовой станцией учета оплаты; передачу с помощью передатчика сигнала с запросом идентификации к мобильной станции; обнаружение сигнала с ответом идентификации, который идентифицирует мобильную станцию; определение идентификатора абонента, ассоциированного с мобильной станцией, на основе обнаруженного сигнала с ответом идентификации; и разрешение абоненту войти в географическую область на основе определенного идентификатора абонента.

Вышеупомянутая и другие задачи также решаются с помощью системы для автоматической электронной авторизации для входа в географическую область на основе обнаружения мобильной станции, работающей в сети Глобальной системы мобильной связи, содержащей: передатчик, ассоциированный с базовой станцией учета оплаты, передающий сигнал, указывающий наличие базовой станции учета оплаты; приемник, ассоциированный с базовой станцией учета оплаты, обнаруживающий запрос от мобильной станции на соединение с базовой станцией учета оплаты; передатчик, передающий сигнал с запросом идентификации к мобильной станции; приемник, обнаруживающий сигнал с ответом идентификации, который идентифицирует мобильную станцию; процессор, определяющий идентификатор абонента, ассоциированного с мобильной станцией, на основе обнаруженного сигнала с ответом идентификации; и процессор, разрешающий абоненту войти в географическую область на основе определенного идентификатора абонента.

В некоторых вариантах осуществления изобретение также может включать в себя извлечение параметров выставления счета, ассоциированных с абонентом; и обработку сигнала с ответом идентификации для выставления абоненту денежной суммы пошлины вследствие проезда по дороге на основе сигнала с ответом идентификации, ассоциированного с мобильным абонентом. Также можно соединить мобильную станцию с базовой станцией учета оплаты и впоследствии разорвать соединение между мобильной станцией и базовой станцией учета оплаты, где мобильная станция затем соединяется с базовой станцией, которая является частью сети Глобальной системы мобильной связи. Сигнал с запросом идентификации, обнаруженный базовой станцией учета оплаты, также может включать в себя сигнал Международного Идентификатора Мобильного Оборудования, который однозначно идентифицирует мобильную станцию. Кроме того, идентификатор абонента может определяться, когда процессор сравнивает извлеченные характеристики абонента с базой данных, содержащей данные, ассоциированные с множеством абонентов услуги автоматической уплаты пошлины; и проверяет, что обнаруженный сигнал с ответом идентификации является ассоциированным с одним из множества абонентов.

Слово "пошлина" при использовании по всему этому документу, включая чертежи и формулу изобретения, относится в общих чертах не только к традиционной денежной плате за проезд транспорта по шоссе, но также к сбору, взимаемому за въезд в автостоянку или иную географическую область, а также к сбору, взимаемому с человека за получение услуги или за проход этого человека в любую географическую область.

Задача этого изобретения решается с помощью способов и систем, согласно независимому п. 1 и любым другим независимым пунктам этого изобретения. Дополнительные подробности можно найти в остальных зависимых пунктах формулы изобретения.

Другие особенности и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из нижеследующего подробного описания, при его рассмотрении в сочетании с прилагаемыми чертежами, иллюстрирующими только в качестве примера принципы изобретения.

Краткое описание чертежей

Вышеупомянутые и другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения, а также само изобретение будут полнее осмыслены из нижеследующего описания различных вариантов осуществления при изучении вместе с прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг. 1 - блок-схема алгоритма, изображающая способ для автоматической электронной авторизации для входа в географическую область на основе обнаружения мобильной станции, в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

Фиг. 2 - блок-схема, изображающая систему для автоматической электронной авторизации для входа в географическую область на основе обнаружения мобильной станции, в соответствии с вариантом осуществления изобретения; и

Фиг. 3 - схема, указывающая диапазон базовой станции учета оплаты в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Способы осуществления изобретения

Как показано на чертежах, для целей иллюстрации изобретение может быть реализовано в системах и способах для автоматической электронной уплаты пошлины на основе обнаружения мобильной станции. Эти системы и способы позволяют транспортным средствам или людям сохранять их текущую скорость и полосу движения. Варианты осуществления изобретения совместимы с существующими мобильными станциями, которые пассажир транспортного средства имеет при себе, и не требуют отдельного, специализированного устройства.

В кратком обзоре фиг. 1 - блок-схема алгоритма, изображающая способ 100 для автоматической электронной авторизации для входа в географическую область на основе обнаружения мобильной станции, в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Способ 100 начинается с этапа передачи сигнала базовой станции учета оплаты (ЭТАП 105). Передача сигнала базовой станции учета оплаты (ЭТАП 105) может происходить с помощью использования антенны, например секторной антенны, чтобы точно управлять географической областью, над которой передается сигнал. Однако могут использоваться и другие типы антенн, например ненаправленная антенна. Передача сигнала базовой станции учета оплаты (ЭТАП 105) может включать в себя передачу сигнала в виде радиочастотного (RF) сигнала.

После передачи сигнала базовой станции учета оплаты (ЭТАП 105) способ 100 переходит к этапу обнаружения запроса от мобильной станции на соединение с базовой станцией учета оплаты (ЭТАП 110). Этап обнаружения (ЭТАП 100) может выполняться путем использования приемника, ассоциированного с базовой станцией учета оплаты, и обнаруженный сигнал может включать в себя радиочастотный или другой тип беспроводного сигнала или передачи. Сигнал может обнаруживаться любым способом или в любом положении, если это обнаружение (ЭТАП 110) сообщается логике, ассоциированной с базовой станцией учета оплаты. Как правило, запрос на соединение с базовой станцией учета оплаты исходит от мобильной станции. После обнаружения запроса от устройства, например мобильной станции, на соединение с базовой станцией учета оплаты (ЭТАП 110) способ 100 переходит к передаче сигнала с запросом идентификации (ЭТАП 115). Как правило, целью этой передачи (ЭТАП 115) является запрос информации, которая однозначно идентифицирует исходящий источник запроса на соединение с базовой станцией учета оплаты, который принимался во время этапа приема (ЭТАП 110). Передача запроса идентификации может выполняться с помощью любого средства передачи, включая средство передачи, используемое для передачи сигнала базовой станции учета оплаты (ЭТАП 105).

Передав сигнал с запросом идентификации (ЭТАП 115), способ 100 ожидает обнаружения сигнала с ответом идентификации (ЭТАП 120). Как правило, этот сигнал с ответом идентификации является сигналом, который однозначно идентифицирует устройство, которое запросило соединение с базовой станцией учета оплаты. В различных вариантах осуществления ЭТАП 120 может включать в себя обнаружение Международного Идентификатора Мобильного Оборудования (IMEI), ассоциированного с устройством, где устройство может быть мобильной станцией, например мобильным телефоном.

На этом этапе способа 100 базовая станция, которая передает ее сигнал на определенной географической области (ЭТАП 105), приняла запрос от устройства на соединение с базовой станцией учета оплаты (ЭТАП 110) и передала запрос на сигнал идентификации (ЭТАП 115) и приняла (ЭТАП 120) ответ на этот запрос, который идентифицирует устройство. Способ 100, как правило, приступает к этапу аутентификации идентификатора абонента (ЭТАП 125), где идентификатор абонента обычно включает в себя информацию, имеющую отношение к человеку, носящему устройство. Как правило, этот этап влечет за собой проверку ассоциации между устройством и человеком, например владельцем устройства. Другими словами, устройство, которое может быть мобильной станцией, например мобильным телефоном, ассоциируется с человеком, например владельцем мобильного телефона.

В некоторых вариантах осуществления идентификатор абонента будет проверяться по базе данных участников в этих системах и способах автоматизированного сбора пошлин. В таком случае, если идентификатор абонентов появляется в базе данных, то автоматизированная процедура взимания пошлины будет продолжена, или абонент будет иным образом уполномочен для входа в географическую область. Если информация об идентификаторе абонента не появляется в базе данных, то абонент не является принимающим участие в этих системах и способах и обязан заплатить любые пошлины традиционным образом. Этот пояснительный вариант осуществления предотвращает несанкционированное выставление счета на пошлину без согласия владельца мобильной станции и может быть полезен в ситуациях, где, например, в семье из четырех человек каждый имеет мобильный телефон и путешествует в одной машине, и только один человек, например водитель, желает получить счет. В таком случае только одному человеку из семьи, например водителю, понадобилось бы включить его или ее идентификатор абонента в базу данных, которая проверяется как часть ЭТАПА 125 для аутентификации идентификатора абонента.

Как только идентифицирован абонент, ассоциированный с устройством (ЭТАП 125), если пошлина является обязательной, то способ 100 обычно переходит к извлечению параметров выставления счета, ассоциированных с этим абонентом (ЭТАП 130). Эти параметры выставления счета могут включать в себя любую информацию, необходимую для выставления счета абоненту, оплаты или дебетования стоимости любой пошлины, которая может быть обязательна. Извлечение параметров выставления счета (ЭТАП 130) может выполняться с помощью любого средства и может включать в себя процессор, обрабатывающий данные, ассоциированные с абонентом. Этот процессор может быть либо неотъемлемым, либо удаленным от базовой станции учета оплаты. Параметры выставления счета могут извлекаться путем извлечения этой информации из электронной базы данных, где параметры выставления счета ассоциированы с идентифицированным абонентом.

Способ 100 затем может приступить к этапу выставления счета абоненту (ЭТАП 135). Как правило, выставление счета абоненту включает в себя взимание с абонента надлежащей денежной суммы за пошлину, вытекающую из проезда по конкретной части дороги. Абоненту может быть выставлен счет (ЭТАП 135) множеством способов. Например, выставление счета абоненту (ЭТАП 135) может включать в себя некоторую форму автоматического дебетования счета или отправку счета электронно или посредством обычной почты. Выставление счета абоненту (ЭТАП 135) может быть также привязано к кредитной карте, ассоциированной с абонентом.

В кратком обзоре фиг. 2 - блок-схема, изображающая систему 200 для автоматической электронной авторизации для входа в географическую область на основе обнаружения мобильной станции, в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Базовая станция 205, которая также может включать в себя приемопередатчик базовой станции и контроллер базовой станции, обычно является компонентом мобильной телефонной сети, например сети Глобальной системы мобильной связи (GSM). Также могут использоваться другие сети, например сеть Универсальной системы мобильных телекоммуникаций (UMTS) или любая сеть третьего поколения (3G) или аналогичная. Базовая станция 205, как правило, предоставляет радиоинтерфейс для мобильной станции, например мобильного или сотового телефона, так что мобильный телефон соединяется с сетью (то есть "в диапазоне") и допускает отправку и прием вызовов. С учетом обширного покрытия GSM и других мобильных телефонных сетей система 200 часто будет находиться в пределах географического расположения, охватываемого одной или несколькими базовыми станциями 205, но не обязательно, что система 200 будет располагаться в диапазоне базовой станции 205. Базовая станция 205, как правило, является частью мобильной телефонной сети, и мобильному телефону необходимо иметь прием, требуемый для заказа или приема телефонного вызова.

Вся система 200 может включаться в диапазон 210 одной или более базовых станций 205. Диапазон 210 базовой станции, как правило, является географической областью, на которой базовая станция 205 передает сигнал, достаточно сильный для использования в мобильной телефонной связи. Обычно имеется один диапазон 210 базовой станции, соответствующий каждой базовой станции 205.

Система 200, как правило, также включает в себя по меньшей мере одну базовую станцию учета оплаты 215. Базовая станция учета оплаты 215 обычно обладает такими же функциональными характеристиками, что и базовая станция 205, и в этом документе может называться типом базовой станции. Однако базовая станция учета оплаты 215 в отличие от базовой станции 205 не составляет часть мобильной телефонной сети GSM (или любой другой). Базовая станция учета оплаты 215 имитирует сигналы GSM или других базовых станций, например базовой станции 205, но предназначена для извлечения информации для автоматизированного сбора пошлин, а не для мобильной телефонной связи. Поэтому базовая станция учета оплаты 215, как правило, не соединяет исходящие вызовы или вызовы восходящей линии связи. С помощью отклонения запросов соединения по восходящей линии связи любой мобильный телефон, делающий такие запросы, обычно принуждается к выбору сети, ассоциированной с базовой станцией 205.

Базовая станция учета оплаты 215, как правило, работает как базовая станция 205 по отношению к мобильному телефону, а в отношении базовой станции 205 базовая станция учета оплаты 215 работает как мобильный телефон. Базовая станция учета оплаты 215, как правило, отправляет сигналы в географическом диапазоне 220 базовой станции учета оплаты. Диапазон 220 базовой станции учета оплаты может частично или полностью находиться в пределах географической области диапазона 210 базовой станции. В таком случае диапазон 220 базовой станции учета оплаты может включать в себя географическую область, где сигналы, переданные от базовой станции учета оплаты 215, сильнее сигналов, переданных от базовой станции 205. В качестве альтернативы диапазон 220 базовой станции учета оплаты может не перекрываться полностью с диапазоном 210 базовой станции. В некоторых вариантах осуществления диапазон 220 базовой станции учета оплаты может охватывать конкретный участок дороги, подлежащий движению автотранспорта.

Диапазон 220 базовой станции учета оплаты и система 200 в целом не ограничена взиманием пошлины за перемещение по конкретному участку дороги. Диапазон 220 базовой станции учета оплаты также может охватывать автостоянку (то есть паркинг), где транспортные средства обычно платят за парковку, или любую географическую область, где платеж является обязательным или где вход ограничен уполномоченными людьми или транспортными средствами. Это включает в себя ситуации, где пошлина (то есть денежный сбор) взимается с транспортных средств или людей за вход в любую ограниченную область. В ситуациях, где диапазон 220 базовой станции учета оплаты спроектирован для охвата автостоянки, базовая станция учета оплаты 215 может располагаться рядом с точками въезда или выезда из автостоянки. Как правило, диапазон 220 базовой станции учета оплаты может охватывать любую географическую область, включая строения, например театры, стадионы или служебные помещения, автостоянки и участки дороги.

Диапазон 220 базовой станции учета оплаты может охватывать часть дороги, где взимается пошлина со всего движения автотранспорта. Диапазону базовой станции учета оплаты не нужно охватывать всю длину дороги. Вместо этого диапазон базовой станции учета оплаты действует обычно как "виртуальный пост взимания оплаты " и охватывает только ширину дороги (например, все три полосы плюс аварийная полоса трехполосной автомагистрали) на достаточную длину дороги, чтобы идентифицировать машину и определить подходящую пошлину.

В одном варианте осуществления сигнал базовой станции учета оплаты 215 может быть самым сильным в течение приблизительно 7 секунд. Когда транспортное средство движется на скорости 120 км/ч, величина диапазона 220 базовой станции учета оплаты должна быть по меньшей мере 234 метра. На скорости 180 км/ч длина диапазона была бы приблизительно 350 метров.

Базовая станция учета оплаты 215 также может включать в себя один или более передатчиков 225, приемников 230 и процессоров 235. Передатчик 225, как правило, включает в себя электронное устройство, которое формирует и усиливает несущую, модулирует ее с сигналом, например сигналом, полученным от голосовых или иных источников, и излучает результирующий сигнал из антенны. Передатчик 225 может быть неотъемлемым или иным образом связанным с базовой станцией учета оплаты 215.

Приемник 230, как правило, включает в себя устройство, допускающее обнаружение и захват входящих радиочастотных сигналов. Как и передатчик 225, приемник 230 также может быть неотъемлемым или иным образом связанным с базовой станцией учета оплаты 215.

Процессор 235, как правило, включает в себя центральный процессор или другую часть компьютера, которая включает в себя логику по обработке данных для обработки данных, например преобразования данных из одного формата в другой формат. Процессор 235 может быть компонентом базовой станции учета оплаты 215, однако также возможно, что процессор 235 располагается удаленно от базовой станции учета оплаты 215. Процессор 235 может быть ассоциирован непосредственно или косвенно с базовой станцией учета оплаты 215.

Система 200 также, как правило, включает в себя по меньшей мере одну мобильную станцию 240. Мобильная станция 240, как правило, включает в себя физическое устройство, например приемопередатчик, экранный монитор, процессоры цифровых сигналов. Как подразумевает ее название, мобильная станция 240 обычно является мобильной, и поэтому может перемещаться по всему или части диапазона 220 базовой станции учета оплаты. В одном варианте осуществления настоящего изобретения мобильная станция 240 является мобильным телефоном (также называемым сотовым телефоном).

Мобильная станция 240 также может включать в себя Модуль идентификации абонента (SIM), также известный как "смарт-карта" или "SIM-карта". Как правило, мобильная станция 240 обязана иметь SIM, если SIM не доступен, то мобильная станция 240 может осуществлять только экстренные вызовы, и обновление расположения не выполняется. Это обновление расположения обычно необходимо для мобильной станции 240, чтобы переключать ее соединение с одной базовой станции 205 на другую базовую станцию 205 (или на базовую станцию учета оплаты 215), когда мобильная станция 240 меняет местоположение. У мобильной станции 240 без SIM нет основания, чтобы дать сети GSM возможность знать, где она располагается, потому что никто не может связаться с ней. Поэтому в варианте осуществления изобретения SIM может быть необходима для активации сети GSM и обеспечения информированности и обновления расположения. Однако этот вариант осуществления не требует никаких функциональных возможностей SIM или ее оператора.

Аппаратные средства, которые содержит мобильная станция 240 (то есть сам действующий мобильный телефон, а не смарт-карта), включают в себя уникальный идентификатор, обычно называемый Международным Идентификатором Мобильного Оборудования (IMEI). SIM также включает в себя уникальный идентификатор, известный в качестве Международного идентификатора абонента мобильной связи (IMSI). IMEI и IMSI являются независимыми друг от друга. IMEI идентифицирует мобильный телефон, а IMSI идентифицирует смарт-карту.

Как правило, мобильная станция 240 регистрируется в GSM или другой сети, ассоциированной с множеством базовых станций 205. Базовая станция учета оплаты 215, как правило, извлекает номер Международного Идентификатора Мобильного Оборудования у каждого мобильного абонента 240, который входит в диапазон 210 базовой станции без значительного вмешательства в функционирование сети GSM.

Мобильные станции 240 обычно выбирают Наземную сеть мобильной связи общего пользования (PLMN), которая является частью всей сети GSM. Наземные сети мобильной связи общего пользования (PLMN), которые используются базовыми станциями 205, идентифицируются Кодом страны в системе мобильной связи (MCC), а также Кодом мобильной сети (MNC). Эти коды содержат часть Информации о зоне расположения (LAI), передаваемой базовыми станциями 205. Мобильная станция 240 слушает только базовые станции 205, которые являются частью выбранной PLMN, и поэтому базовая станция учета оплаты 215 обязана передавать те же сигналы MCC и MNC, которые передаются базовыми станциями 205, чтобы мобильные станции 240 отвечали должным образом.

Мобильная станция 240, как правило, ассоциируется с абонентом 245. Абонент 245 может быть человеком, который принимает участие в автоматических беспроводных системах и способах, определенных настоящим изобретением. Абонент 245 может перемещаться в транспортном средстве или может идти пешком. В одном варианте осуществления абонент 245 утвердительно соглашается на эти формы автоматической электронной авторизации, и абонент 245 обычно обладает мобильной станцией 240 при себе или рядом с собой при перемещении через диапазон 220 базовой станции учета оплаты.

Мобильная станция 240, как правило, будет соединяться или "закрепится" на базовой станции, ассоциированной с самым сильным сигналом, принимаемым мобильной станцией. Уровень сигнала этого закрепления часто визуально указывается мобильной станцией 240. Например, монитор мобильного телефона (мобильной станции 240) будет указывать уровень сигнала, который мобильный телефон принимает в его текущем местоположении. Когда мобильная станция 240, которая в настоящее время закрепилась на базовой станции 205, перемещается в другое географическое положение, она обычно в итоге встречается с диапазоном другой базовой станции, ассоциированным с другой базовой станцией 205. Если уровень сигнала у этой другой базовой станции 205 становится выше уровня сигнала базовой станции, на которой мобильная станция 240 закрепилась в настоящее время, то мобильная станция 240 переключит свое закрепление с предыдущей базовой станции 205 на новую базовую станцию 205. Здесь мобильная станция 240 закреплена теперь на новой базовой станции 205. Таким образом, мобильная станция 240 обычно закрепляется или соединяется с базовой станцией 205 с самым сильным сигналом в конкретной географической области. Поэтому в диапазоне 220 базовой станции учета оплаты, где сигнал от базовой станции учета оплаты 215 сильнее сигнала от базовой станции 205, мобильная станция 240 прикрепится к базовой станции учета оплаты 215, а не на базовой станции 205.

Аналогичным образом, если мобильная станция 240 не располагается в диапазоне 210 базовой станции (и поэтому находится "вне диапазона" и не имеет услуги сотовой телефонии) и мобильная станция 240 затем входит в диапазон 220 базовой станции учета оплаты, то мобильная станция 240 прикрепится к базовой станции учета оплаты 215.

Пример, изображающий величину диапазона базовой станции учета оплаты, указывается на фиг. 3. Величина диапазона 220 базовой станции учета оплаты, как правило, определяется по времени, которое нужно базовой станции учета оплаты 215 для получения необходимой идентификации мобильной станции 240, например длительность процедуры извлечения Международного Идентификатора Мобильного Оборудования (IMEI) и время, необходимое для разрешения мобильной станции соединиться с базовой станцией учета оплаты 215. Фиг. 3, как правило, изображает систему 300, которая включает в себя дорогу 305. В этом примере грузовой автомобиль 310 включает в себя абонента 245 (водителя) и мобильную станции 240, например мобильный телефон. Грузовой автомобиль 310 находится в движении и проезжает через диапазон 220 базовой станции учета оплаты, излучаемый от базовой станции учета оплаты 215. В этом пояснительном варианте осуществления отрезок 315 дороги представляет собой время, необходимое для разрешения мобильной станции 240 соединиться с базовой станцией учета оплаты 215. Это время может быть равно, например, не менее 5 секунд. Отрезок 320 дороги представляет собой время, необходимое для извлечения идентифицирующей информации, такой как IMEI, из мобильной станции 240. Это, как правило, требует примерно 1,5-2,0 секунды. Отрезок 325 дороги представляет собой время, прошедшее до того, как мобильная станция 240 выполнит повторный выбор для повторного закрепления на базовой станции 205. В некоторых вариантах осуществления это может занять около 5,3 секунд.

Возвращаясь к фиг. 2, в общем варианте осуществления системы 200 передатчик 225 передает сигнал, указывающий наличие базовой станции учета оплаты 215. Сигнал, как правило, находится в частотной области, соответствующей назначенной Таблице распределения Канала управления широковещанием (Таблица BCCH или Таблица BA). Этот список BA соответствует области частот, в которой базовым станциям разрешено передавать, чтобы обеспечить полосу пропускания для мобильных станций. Передатчик 225 в базовой станции учета оплаты 215, как правило, передает частоты в том же частотном диапазоне, что и передаваемые базовыми станциями 205. Географическая область, охватываемая сигналом, передаваемым передатчиком 225, образует диапазон 220 базовой станции учета оплаты, который обычно является либо областью, где мобильная станция может принимать сигнал, либо областью, где сигнал от передатчика 225 сильнее сигнала из любого диапазона 210 базовой станции. В любом случае мобильная станция 240, как правило, будет прикрепляться к базовой станции учета оплаты 215, когда мобильная станция 240 входит в диапазон 220 базовой станции учета оплаты.

Когда мобильная станция 240 входит в диапазон 220 базовой станции учета оплаты, она обычно будет передавать запрос на закрепление, то есть на соединение с базовой станцией учета оплаты 215. Из этого следует, что приемник 230, как правило, обнаружит запрос от мобильной станции 240 на закрепление на базовой станции учета оплаты 215. Затем базовая станция учета оплаты 215 может позволить мобильной станции 240 закрепиться на ней.

После приема запроса от мобильной станции 240 на соединение с базовой станцией учета оплаты 215 передатчик 225 может передать сигнал с запросом идентификации к мобильной станции 240. Этот запрос идентификации может включать в себя запрос Международного Идентификатора Мобильного Оборудования (IMEI) у мобильной станции 240. Мобильная станция 240 после приема этого запроса отправляет идентификационный сигнал в ответ. Приемник 230, как правило, обнаруживает этот сигнал с ответом идентификации, который однозначно идентифицирует мобильную станцию 240. Это может включать в себя обнаружение Международного Идентификатора Мобильного Оборудования, ассоциированного с мобильной станцией 240.

Как правило, к идентификационному сигналу, например IMEI, можно обратиться с помощью базовой станции учета оплаты 215 без вмешательства в другие мобильные услуги. Как правило, сигнал с запросом идентификации (иногда называемый сообщением запроса идентификации) состоит из соединения нескольких полей. Одним полем в сигнале с запросом идентификации является поле "Тип Идентификатора", и сигнал с запросом идентификации для запроса IMEI мобильной станции 240 может быть получен путем установки поля "Тип Идентификатора" в двоичный сигнал 010. В таком случае мобильная станция 240 после приема этого сигнала с запросом идентификации ответит путем передачи сигнала с ответом идентификации, который включает в себя IMEI мобильной станции 240.

На данном этапе процессор 235 теперь обладает всей необходимой информацией, чтобы однозначно идентифицировать мобильную станцию 240, которая располагается в диапазоне 220 базовой станции учета оплаты. Во многих ситуациях множество мобильных станций 240 может быть идентифицировано как одновременно располагающиеся в диапазоне 220 базовой станции учета оплаты. Процессор 235 также может аутентифицировать идентификатор абонента 245, ассоциированный с мобильной станцией 240. Абонент 245, как правило, является человеком, который согласился (прямо или неявно) на формы автоматизированного сбора пошлин, раскрытые в настоящем изобретении. Абонент 245 может дать согласие, например, путем связывания его имени с идентификатором мобильной станции 240, например IMEI или IMSI, и разрешения хранить эту информацию в базе данных, используемой для целей сбора пошлин. Процессор 235 может затем проверить идентификатор мобильной станции 240 по этой базе данных, чтобы определить, имеет ли право абонент 245 на эту форму автоматизированной уплаты пошлины.

Если абонент 245 имеет право на эту форму уплаты пошлины, то процессор 235 может затем извлечь параметры выставления счета, ассоциированные с абонентом 245. Эти параметры выставления счета могут включать в себя любое из имени абонента, адреса абонента, номера счета абонента или величины наложенной в настоящее время пошлины, которую абонент обязан уплатить. Параметры выставления счета также могут включать в себя любую из информации об остатке на счете, информации о банковском счете, форм выставления счета или недостающей суммы на счете. Процессор 235, как правило, переходит к выставлению счета абоненту 245 на сумму любой пошлины, которая может причитаться. Это может включать в себя создание и отправку счета абоненту 245 или любую другую форму предварительно разрешенного автоматического снятия или платежа по кредитной карте.

Как правило, системы и способы из настоящего изобретения совместимы с существующими мобильными станциями 240, которые включают в себя мобильные телефоны для использования с Глобальной системой мобильной связи (GSM) или другими сетями. Системы и способы для автоматизированного электронного сбора пошлин, раскрытые в этом документе, как правило, включают в себя несколько точек доступа учета оплаты, которые охватываются диапазоном 220 базовой станции учета оплаты вдоль дорог, например шоссе. Когда транспортное средство въезжает в окрестность такой точки доступа, водитель идентифицируется на основе его или ее мобильной станции 240 без необходимости снижения скорости. В некоторых вариантах осуществления центральная база данных может отслеживать местоположения, где идентифицирована мобильная станция 240 водителя, и это запускает автоматическую биллинговую систему. Как правило, идентификация зависит только от аппаратных средств мобильной станции, а не существующих мобильных услуг (предлагаемых операторами мобильной связи). Поэтому системы и способы из изобретения, как правило, не требуют использования Модуля идентификации абонента (смарт-карта или SIM-карта) или его ассоциированной информации о Международном идентификаторе абонента мобильной связи (IMSI). В одном варианте осуществления системы и способы из изобретения могут идентифицировать абонента 245 исключительно на основе информации IMEI (Международного Идентификатора Мобильного Оборудования), ассоциированной с самим мобильным телефоном (мобильной станцией 240).

Системы и способы из настоящего изобретения, как правило, обращаются к номеру IMEI мобильного телефона, ассоциированному с мобильной станцией 240, без вмешательства в стандартные мобильные услуги, предоставляемые GSM или другими сетями. Это может выполняться путем временного разрешения мобильной станции 240 соединиться (то есть закрепиться) с базовой станцией учета оплаты, достаточно длительного для идентификации абонента 245. Если перед входом в диапазон 220 базовой станции учета оплаты мобильная станция 240 закрепилась на базовой станции 205, то мобильная станция 240 отсоединится от базовой станции 205 и соединится с базовой станцией учета оплаты 215, как только уровень сигнала базовой станции учета оплаты 215 превысит уровень сигнала базовой станции 205. Как правило, после того как приемник 230 принимает данные, идентифицирующие мобильную станцию 240 (например, сигнал IMEI), это соединение разъединяется, и мобильная станция 240 может затем повторно соединиться с сигналом от базовой станции 205, если мобильная станция 240 находится в диапазоне 210 базовой станции. Таким образом, мобильная станция 240 обычно соединяется только с самой сильной "сотой", которая может быть либо базовой станцией 205, либо базовой станцией учета оплаты 215.

Мобильная станция 240, как правило, имеет ряд рабочих состояний. Например, мобильная станция 240 может быть неактивна (то есть в режиме ожидания), может находиться в процессе установления соединения, в процессе приема вызова или в режиме разговора во время вызова. Когда мобильная станция 240 уже закрепилась на базовой станции 205, обычно выполняется алгоритм повторного выбора несущей, который может разрешить мобильной станции 240 отсоединиться от базовой станции 205 и соединиться с базовой станцией учета оплаты 215. Как правило, это требует, чтобы базовая станция учета оплаты 215 работала на частоте по Таблице распределения Канала управления широковещанием (BCCH) у базовой станции 205. Базовая станция учета оплаты 215, как правило, также должна включать в себя тот же Код страны в системе мобильной связи и Код мобильной сети, что и базовая станция 205. Кроме того, базовая станция учета оплаты должна иметь Критерий потери на трассе ("C1"), который больше нуля, как указывается в нижеследующем отрывке машинного кода:

Параметр C1 критерия потери на трассе, используемый для выбора и повторного выбора соты, определяется посредством:
C1 = (A - Max(B,0)),
где A = Средний принимаемый уровень - RXLEV_ACCESS_MIN
B = MS_TXPWR_MAX_CCH - P
RXLEV_ACCESS_MIN = Минимальный принимаемый уровень на MS, обязательный для доступа к системе
MS_TXPWR_MAX_CCH = Максимальный уровень TXPWR, который MS может использовать при обращении к системе, пока не указано иное
P = максимальная выходная мощность радиочастоты у MS.
Все значения выражаются в dBm.  

Параметры RXLEV_ACCESS_MIN и MS_TXPWR_MAX_CCH транслируются по BCCH обслуживающей соты. Если базовая станция учета оплаты 215 остановлена для обслуживания или не функционирует должным образом, она может иметь состояние "закрыта". Чтобы открыть базовую станцию учета оплаты 215, должен быть отправлен параметр Cell Bar Access.

Базовая станция учета оплаты 215 может обладать другим Кодом зоны расположения, чем у базовой станции, например базовой станции 205, на которой может закрепиться мобильная станция 240, когда она вошла в диапазон 220 базовой станции учета оплаты. Как правило, это дает возможность базовой станции учета оплаты 215 осознавать тот факт, что на ней закрепляется новая мобильная станция, например мобильная станция 240.

Мобильная станция 240, как правило, соединяется с базовой станцией учета оплаты 215, если вычисленное значение C1 для базовой станции учета оплаты 215 превышает значение C1 у текущей обслуживающей базовой станции, например базовой станции 205, по меньшей мере на CELL_RESELECT_HYSTERESIS дБ за некий период времени, например 5 секунд. Этот последний параметр предоставляется посредством данных BCCH от обслуживающей базовой станции. Перед закреплением на базовой станции учета оплаты 215 мобильная станция 240 может попытаться декодировать все множество данных (системную информацию) в BCCH, чтобы проверить MCC/MNC и CELL_BAR_ACCESS.

Как правило, после того как установлено соединение между мобильной станцией 240 и базовой станцией учета оплаты 215, сообщения с системной информацией передаются между этими устройствами по SACCH (Медленный канал контроля доступа). Системная информация, как правило, содержит информацию о распределении BCCH в соседних базовых станциях, а также информацию, например идентификацию зоны расположения и идентификатор базовой станции.

В общем варианте осуществления мобильная станция 240, как правило, соединяется с любой базовой станцией (одной из базовых станций 205 или мобильных станций 240), от которой она принимает самый сильный сигнал. Если код зоны расположения (LAC) базовой станции учета оплаты 215 отличается от LAC базовой станции 205, на которой мобильная станция 240 может в настоящее время закрепиться, то мобильная станция 240 может тогда установить соединение с базовой станцией учета оплаты 215 и отправить запрос обновления расположения, на который базовая станция учета оплаты 215 может ответить путем отправки к мобильной станции 240 сигнала с запросом идентификации, например запросом данных IMEI.

В пояснительном варианте осуществления в рамках предопределенной базовой станции C1 у базовой станции учета оплаты 215 должен быть на CELL_RESELECT_HYSTERIS больше, чем C1 у базовой станции, с которой мобильная станция 240 соединена в настоящее время. Это, как правило, вызывает рассылку сообщения с Идентификатором зоны расположения (LAI). В качестве минимального условия для выбора базовой станции учета оплаты 215 LAC базовой станции учета оплаты 215 может отличаться от такового у базовой станции, с которой мобильная станция 240 соединена в настоящее время. Частота, используемая базовой станцией учета оплаты 215, как правило, является элементом Таблицы BA (Таблицы распределения BCCH) в текущей базовой станции, например базовой станции 205, и LAI у базовой станции учета оплаты 215 обычно содержит MCC и MNC сети, ассоциированной с базовой станцией, с которой мобильная станция 240 соединена в настоящее время. Мобильная станция 240 может только сканировать все из 124 доступных частот, если не может быть принята никакая из частот, которые являются элементами Таблицы BA.

Продолжая с этим пояснительным вариантом осуществления, мобильная станция 240 может обнаружить базовую станцию учета оплаты 215 и попытаться соединиться с ней путем установления соединения RR (радиоресурсов), то есть путем отправки сообщения с Запросом канала RR в интервале доступа по RACH (канал с произвольным доступом) у базовой станции учета оплаты 215.

Базовая станция учета оплаты 215 может затем назначить SDCCH (автономный выделенный канал управления) мобильной станции 240 путем отправки Непосредственного выделения RR по ее AGCH (канал предоставления доступа), что обычно заставляет мобильную станцию 240 отправить Запрос обновления расположения к базовой станции учета оплаты 215 по назначенному SDCCH и начать отправку Отчетов об измерениях по ее SACCH. Базовая станция учета оплаты 215 может затем отправить запрос идентификации с полем "Тип идентификатора", равным 2, который действует в качестве запроса к мобильной станции 240 на передачу ответа идентификации с ее данными IMEI к базовой станции учета оплаты 215. В конечном счете базовая станция учета оплаты может отправить Прием обновления расположения и Освобождение канала RR.

В одном варианте осуществления после приема базовой станцией учета оплаты 215 данных, например данных IMEI, указывающих идентификатор мобильной станции 240, мобильной станции 240 уже не нужно оставаться соединенной с базовой станцией учета оплаты 215. Поэтому мобильная станция 240 может отсоединиться от базовой станции учета оплаты 215, где мобильная станция 240 может соединяться (или повторно соединяться) с базовой станцией 205. Есть несколько ситуаций, где мобильная станция 240 может выбирать базовую станцию для соединения. Например, если критерий потери на трассе (C1) для базовой станции или базовой станции учета оплаты 215, соединенной с мобильной станцией 240, опускается ниже нуля в течение ограниченного периода времени, например пяти секунд. Сбой сигнализации нисходящей линии связи или данные BCCH, указывающие, что подключенная базовая станция закрыта, также заставят мобильную станцию 240 выбирать другую базовую станцию 205 или базовую станцию учета оплаты 215 для соединения. Кроме того, если значение C1 для неподключенной базовой станции 205 (или базовой станции учета оплаты 215) превышает значение C1 у подключенной базовой станции 205 (или базовой станции учета оплаты 215) в течение периода времени, например пяти секунд, то обнаружен более сильный сигнал. Если новая базовая станция (или базовая станция учета оплаты 215) находится в другой зоне расположения, то может потребоваться, чтобы значение C1 превышало значение C1 у подключенной базовой станции (или базовой станции учета оплаты 215) по меньшей мере на CELL_RESELECT_HYSTERESIS дБ, как определено данными BCCH от подключенных в настоящее время базовых станций за период времени, например пять секунд. В некоторых вариантах осуществления попытка произвольного доступа, которая безуспешна после некоторого количества попыток, например количества, определенного на BCCH как "*MAX retrans", потом может возникнуть повторный выбор базовой станции или базовой станции учета оплаты 215.

В общем варианте осуществления после того, как принят и буферизован сигнал с ответом идентификации, например IMEI, идентифицирующим мобильную станцию 240, мобильной станции 240 желательно отсоединиться от базовой станции учета оплаты 215 и соединиться или повторно соединиться с базовой станцией 205 как можно быстрее. Это, как правило, называется повторным выбором к оригинальной сети. Как правило, это наиболее эффективно выполняется путем передачи сообщения о сбое сигнализации нисходящей линии связи от базовой станции учета оплаты 215 к мобильной станции 240.

Критерий сбоя сигнализации нисходящей линии связи обычно основывается на Счетчике сбоев сигнализации нисходящей линии связи (DSC). Когда мобильная станция 240 закрепляется на базовой станции учета оплаты 215 или базовой станции 205, DSC может быть инициализирован значением, равным ближайшему целому числу к 90/N, где N - параметр BS_PA_MFRMS для этой базовой станции 205 или базовой станции учета оплаты 215. После этого успешное декодирование мобильной станцией 240 в подканале пейджинга вызывает увеличение DSC на 1 (однако никогда не выше ближайшего целого числа к 90/N), в противном случае DSC уменьшается на 4. Если DSC становится равным нулю, объявляется сбой сигнализации нисходящей линии связи и начинается процесс повторного выбора.

В одном варианте осуществления процесс повторного выбора занимает приблизительно 5,3 секунды в соответствии со следующим уравнением:

Где

• N - параметр BS_PA_MFRMS (отправленный в системной информации 3, в описании канала управления) для этой базовой станции 205 или базовой станции учета оплаты 215;

• F - количество поврежденных пейджинговых сообщений, которое мобильная станция 240 хочет принять;

• N.∆P - время между двумя пейджинговыми сообщениями для мобильной станции 240;

• ∆C - время, необходимое для формирования сбоя сигнализации нисходящей линии связи; и

• ∆P=(51×8)×15/26 мс (длительность мультикадра из 51 кадра) ≈ 235 мс.

В случае Вызова с мобильной станции (вызова восходящей линии связи) процесс повторного выбора может быть дополнительно ускорен. Повторный выбор базовой станции может возникать, когда мобильная станция 240 получила количество "MAX retrans" (параметр BCCH) безуспешных попыток произвольного доступа. Это, как правило, требует проведения различий между запросом канала, отправленным мобильной станцией 240 для выполнения обновления расположения (здесь часто поле ESTABL_CAUSE в запросе канала равно нулю), и запросами канала, используемыми для установления мобильного исходящего соединения или экстренного вызова (как правило, в этих случаях поле ESTABL_CAUSE не будет равным нулю).

Другим способом ускорения процесса повторного выбора после того, как базовая станция учета оплаты 215 приняла данные идентификатора абонента, например IMEI мобильной станции 240, может быть отправка сообщения с Отклоненным обновлением расположения от базовой станции учета оплаты 215 к мобильной станции 240. Это заставляет мобильную станцию 240 "думать", что она не соединена с базовой станцией учета оплаты 215, и, соответственно, мобильная станция 240 немедленно ищет другую базовую станцию для соединения, например базовую станцию 205.

В различных других сигналах повторного выбора также может использоваться, при условии что мобильная станция 240 не становится закрытой или помечает базовую станцию учета оплаты 215 как недействительную. Некоторые примеры дополнительных сигналов повторного выбора включают в себя отправку сообщения, что IMSI неизвестен Реестру исходного положения (HLR), сообщения, указывающего недопустимого мобильного абонента или недопустимое мобильное оборудование; сообщения, указывающего, что запрещен доступ к Наземной сети мобильной связи общего пользования (PLMN), ассоциированной с сетью GSM. Аналогичные сообщения также могут указывать, что не разрешен роуминг в этой конкретной области или что не разрешена зона расположения, что может вызвать сохранение LAI в списке запрещенных зон расположения. Списки "запрещенная зона расположения для роуминга" и "запрещенные зоны расположения для регионального предоставления услуги" обычно стираются, тогда когда мобильная станция 240 выключается или когда извлекается SIM либо периодически (например, каждые 12-24 часа). Другой возможностью может быть использование другого основания отклонения, чем описанные выше, например "повторная попытка при входе в новую базовую станцию" (то есть соту). Например, основания отклонения могут быть указанными ниже:

Значение основания отклонения (октет 2)
Разряды
87654321 00000010 IMSI неизвестен в HLR 00000011 Недопустимая MS 00000100 IMSI неизвестен в VLR 00000101 IMEI не принят 00000110 Недопустимое ME 00001011 PLMN не разрешена 00001100 Зона расположения не разрешена 00001101 Роуминг не разрешен в этой зоне расположения 00010001 Ошибка сети 00010110 Перегрузка 00100000 Вариант обслуживания не поддерживается 00100001 Запрошенный вариант обслуживания не подписан 00100010 Вариант обслуживания временно неисправен 00100110 Вызов не может быть идентифицирован 00110000   - повторная попытка при входе в новую соту 00111111   01011111 Семантически неверное сообщение 01100000 Недопустимая обязательная информация 01100001 Несуществующий тип сообщения или не реализован 01100010 Тип сообщения не совместим с состоянием протокола 01100011 Несуществующий элемент информации или не реализован 01100100 Условная ошибка IE 01100101 Сообщение не совместимо с состоянием протокола 01101111 Ошибка протокола, неустановленная Любое другое значение, принятое мобильной станцией, должно расцениваться как 0010 0010 "Вариант обслуживания временно неисправен". Любое другое значение, принятое сетью, должно расцениваться как 0110 1111 "Ошибка протокола, неустановленная".

Как правило, когда мобильная станция 240 принимает сообщение Отклонения обновленного расположения с непредусмотренным основанием отклонения, она может среагировать путем остановки таймера, например Таймера T3210, если он еще работает. Таймер T3210 обычно запускается, когда мобильной станцией 240 отправляется Сообщение с Запросом обновления расположения, и обычно останавливается, когда в ответ принимается сообщение с Приемом обновления расположения или Отклонением обновления расположения. Соединение Радиоресурсов, как правило, прекращается, когда истекает таймер T3210. В этом случае счетчик попыток увеличивается. Следующие действия обычно зависят от Идентификаторов зон расположения (сохраненных и принятых от BCCH в текущей обслуживающей соте) и значения счетчика попыток. Если состояние обновления равно UPDATED, и сохраненный LAI равен принятому по BCCH от текущей обслуживающей соты, и счетчик попыток меньше 4, то мобильная станция 240 может оставаться в состоянии обновления, равном UPDATED, субсостояние IDLE у ММ (управление мобильностью) после освобождения соединения радиоресурсов (RR) является NORMAL SERVICE (см. далее). Мобильная станция может запоминать тип обновления расположения, используемый в процедуре обновления расположения, и обычно запускает таймер T3211, когда освобождается соединение RR.

Когда таймер T3211 истекает, процедура обновления расположения может быть инициирована снова с запомненным типом обновления расположения, как правило, либо состояние обновления отличается от UPDATED, либо сохраненный LAI отличается от принятого по BCCH от текущей обслуживающей соты, или счетчик попыток больше или равен 4.

Мобильная станция 240 обычно удаляет любые LAI, TMSI или порядковый номер ключа шифрования, сохраненные в SIM, устанавливает состояние обновления в NOT UPDATED и входит в субсостояние IDLE MM, равное ATTEMPTING TO UPDATE, когда освобождается соединение RR. Если счетчик попыток меньше 4, то мобильная станция 240 может запомнить, что таймер T3211 нужно запустить, когда освобождается соединение RR, в ином случае она может запомнить, что таймер T3212, который может использоваться для выполнения периодического обновления, может запускаться, когда освобождается соединение RR. Обычное значение тайм-аута для T3211 равно 15 секундам. Такой же процедуре обычно следуют, если возникает сбой соединения RR, соединение RR освобождается до нормального окончания процедуры или истекает Таймер T3210.

Когда мобильная станция 240 принимает обычную услугу, она может, как правило, выполнить обычное обновление расположения, когда входит в новую зону расположения; выполнить процедуру обновления расположения при истечении таймера T3211; выполнить периодическое обновление при истечении таймера T3212; выполнить отвязку IMSI; поддержать запросы с уровня СМ (управления соединениями); или ответить на пейджинг. Когда мобильная станция 240 находится в субсостоянии ATTEMPTING TO UPDATE, мобильная станция 240 может выполнить процедуру обновления расположения при истечении таймера T3211, выполнить обычное обновление расположения, когда изменяется идентификация зоны расположения у обслуживающей соты, или, если вход в это состояние был вызван сбоем произвольного доступа (с основанием, отличным от "непредусмотренное освобождение, невыяснено") или сообщением с Отклоненным обновлением расположения (с основанием "повторная попытка при входе в новую соту"), то обновление расположения может выполняться, когда входят в новую базовую станцию 205 или базовую станцию учета оплаты 215. Если вход в это состояние был вызван условием "непредусмотренное освобождение, невыяснено", или сообщением с Отклоненным обновлением расположения (с непредусмотренным основанием, отличным от "повторная попытка при входе в новую соту"), то обновление расположения может не выполняться, так как вошли в новую соту.

Кроме того, мобильная станция 240 может выполнить обычное обновление расположения при истечении таймера T3212 (инициировать периодическое обновление); может не выполнять отвязку IMSI; может поддержать запрос на экстренные вызовы; может использовать другие запросы с уровня СМ в качестве запускающих процедуру обычного обновления расположения (если процедура обновления расположения успешна, то принимается запрос на соединение ММ); или может ответить на пейджинг, например, с помощью IMSI.

Другие возможности для разрешения мобильной станции 240 соединиться или повторно соединиться с базовой станцией 205 после отправки идентификационной информации, например IMEI, к базовой станции учета оплаты 215, включают в себя использование процедуры аварийного завершения. Процедура аварийного завершения может вызываться сетью GSM, ассоциированной с базовой станцией 205 или с базовой станцией учета оплаты 215, чтобы прервать любое действующее или установленное соединение управления мобильностью (ММ). Мобильная станция 240, как правило, рассматривает сообщение завершения как совместимое с текущим состоянием протокола, если оно принимается, когда существует по меньшей мере одно соединение ММ или устанавливается соединение ММ.

Процедура аварийного завершения может инициироваться сетью GSM или базовой станцией учета оплаты 215 и может включать в себя сообщение завершения, отправляемое из сети GSM к мобильной станции 240. Перед отправкой сообщения завершения сеть, как правило, локально освобождает любое действующее соединение ММ. После отправки сообщения завершения сеть может начать процедуру обычного освобождения соединения RR. Информационный элемент основания обычно указывает причину для завершения, например недопустимое мобильное оборудование или ошибка сети.

Мобильная станция 240 также может инициировать процедуру аварийного завершения. Как правило, после приема сообщения завершения мобильная станция 240 завершает любую процедуру установления соединения ММ или повторного установления соединения и освобождает любые соединения ММ. Мобильная станция 240 также может удалить любые IMSI, LAI и порядковые номера ключей шифрования, сохраненные в SIM, установить состояние обновления в ROAMING NOT ALLOWED, сохранить это состояние в SIM и рассматривать SIM как недействительный до выключения или удаления SIM. В результате мобильная станция 240 входит в состояние IDLE ММ и субсостояние NO IMSI после освобождения соединения RR. Мобильная станция 240 затем может ожидать от сети освобождения соединения RR. Как правило, Информационный элемент основания, указывающий ошибку сети, не освободил бы все действующие соединения ММ на базовой станции учета оплаты 215.

Если мобильная станция 240 прикрепляется к базовой станции учета оплаты 215, она может быть не в состоянии принимать вызовы нисходящей линии связи. Поэтому, как только базовая станция учета оплаты 215 получила идентифицирующую информацию, например IMEI мобильной станции 240, мобильная станция 240 должна повторно соединиться с сетью GSM как можно быстрее, чтобы слушать правильный канал пейджинга. В типовом варианте осуществления на основе сбоя сигнализации нисходящей линии связи мобильная станция 240 может быть недоступна для сети GSM в течение 5,3 с. Если мобильная станция 240 остается в диапазоне 220 базовой станции учета оплаты, она может снова прикрепиться к базовой станции учета оплаты 215 после 15 секунд, и она может остаться прикрепленной к базовой станции учета оплаты 215 в течение других 5,3 секунд перед очередным прикреплением к сети GSM. В этом пояснительном варианте осуществления данный цикл может повторяться так долго, как мобильная станция 240 остается в диапазоне 220 базовой станции учета оплаты и может быть недоступна вызывающему примерно 26% времени. Для минимизации этого явления диапазон 220 базовой станции учета оплаты обычно является минимально необходимой областью для закрепления мобильной станции 240 и передачи сигнала идентификации, чтобы во время процесса повторного выбора мобильная станция 240 прикрепилась к базовой станции 205, а не прикрепилась повторно к базовой станции учета оплаты 215.

В ситуациях, где мобильная станция 240 находится в специальном режиме, например, когда абонент 245 говорит по мобильному телефону, соединение между мобильной станцией 240 и базовой станцией учета оплаты 215 может устанавливаться путем прослушивания отчетов об измерениях у выделенной мобильной станции 240, декодирования их и сохранения Временного идентификатора мобильного абонента (TMSI) во временном буфере. Если мобильная станция 240 позже соединяется со второй базовой станцией учета оплаты в сети учета оплаты, она может отправить тот же TMSI вместе с обновлением расположения. Затем система учета оплаты определила бы, наложить ли пошлину на основе времени и расстояния между двумя регистрациями.

В некоторых ситуациях, если мобильная станция 240 находится в специальном режиме и проходит в диапазон 220 базовой станции учета оплаты, системы и способы из изобретения также выбирают контрольный BSIC (идентификационный код базовой станции) и частоту контрольного BSIC, чтобы они не разрывали действующий вызов из-за сбоя передачи обслуживания.

В типовом варианте осуществления процедура Отклоненного обновления расположения, включающая "повторную попытку при входе в новую соту", является наилучшим возможным основанием отклонения. Когда используется это основание, мобильная станция 240 выполняет Процедуру обновления расположения, когда входит в новую Зону расположения, или, например, после 4 неудачных попыток Обновления расположения, когда входит в новую соту (то есть диапазон 210 базовой станции или диапазон 220 базовой станции учета оплаты).

Системы и способы из настоящего изобретения достаточно устойчивы, чтобы справляться с вариантами осуществления, где базовая станция 205 аутентифицирует себя для мобильной станции 240 в качестве части GSM или другой сети. В этом варианте осуществления базовая станция учета оплаты 215 сначала запрашивает идентифицирующую информацию от мобильной станции 240, и происходит процедура аутентификации или шифрования. Таким образом, базовая станция учета оплаты 215 все еще может принимать нужную идентифицирующую информацию.

Системы и способы из настоящего изобретения обеспечивают доступ к номеру IMEI у мобильной станции 240 без существенного вмешательства в стандартные мобильные услуги. Как правило, с помощью адаптации и оптимизации средств захвата IMSI для создания средств захвата IMEI системы и способы, раскрытые в этом документе, допускают автоматизированный беспроводной сбор платежей на основе совместимой с сетью GSM технологии. В предпочтительном варианте осуществления мобильный абонент 240 находится в неактивном (ожидающем) режиме. Однако возможны другие режимы работы. Путем увеличения количества требуемого измерительного оборудования минимизируется количество пропущенных регистраций специальных мобильных станций 240.

Как правило, способ 100 и система 200 могут включать в себя ситуации, где транспортное средство проезжает по дороге, где должен быть уплачен сбор за каждый проезд по той дороге. Способ 100 и система 200 также охватывают варианты осуществления, при которых сбор взимается с транспортного средства за въезд (или выезд) в любую географическую область, например автостоянку или многоэтажную автостоянку. Кроме того, эти системы и способы не требуют наличия транспортного средства и могут включать в себя ситуации, при которых человек входит в географическую область, где либо требуется сбор, либо доступ ограничивается уполномоченными людьми. Примеры областей, где сбор взимается с человека, включают в себя вход на стадионы, арены, театры и т.п. Примеры областей, где вход ограничивается уполномоченным персоналом, включают в себя военные базы, офисные здания и т.п. В случаях, где вход ограничивается уполномоченным персоналом, но никакой пошлины не причитается, абонента (то есть человека) можно аутентифицировать и затем позволить войти в географическую область без сбора пошлины с человека.

На фиг. с 1 по 3 пронумерованные элементы показаны как отдельные элементы. В реальных реализациях изобретения, однако, они могут быть неотделимыми компонентами других электронных устройств, например цифрового компьютера. Таким образом, описанные выше действия могут быть реализованы в программном обеспечении, которое может быть воплощено в промышленном изделии, которое включает в себя носитель для хранения программ. Носитель для хранения программ включает в себя сигналы данных, реализованные в одном или более из несущей, компьютерного диска (магнитного или оптического (например, CD или DVD, или их обоих)), энергонезависимого запоминающего устройства, пленки, системной памяти и компьютерного жесткого диска.

Из вышеупомянутого будет принято во внимание, что системы и способы, предоставляемые изобретением, дают простой и эффективный автоматизированный беспроводной сбор платежей. Системы и способы, согласно вариантам осуществления изобретения, способны использовать существующие мобильные телефоны и ассоциированные сети и не требуют специализированного транспондера. Это увеличивает эффективность и совместимость и снижает стоимость.

Специалист в данной области техники поймет, что изобретение может быть реализовано в других частных формах без отклонения от его сущности либо от существенных признаков. Вышеупомянутые варианты осуществления поэтому нужно рассматривать во всех отношениях как пояснительные, а не ограничивающие описанное в этом документе изобретение. Объем изобретения, соответственно, указывается прилагаемой формулой изобретения, а не вышеупомянутым описанием, и поэтому все изменения, которые подпадают под смысл и диапазон эквивалентности формулы изобретения, предназначены для включения в нее.

Изобретение относится к области доступа к сетям беспроводной связи, а именно к системам и способам автоматизированного беспроводного сбора пошлин, работающим с сигналами, ассоциированными с существующей телефонной сетью мобильной связи, где абоненту выставляется счет на основе мобильной станции, ассоциированной с абонентом. Технический результат заключается в обеспечении возможности транспортным средствам или людям оплатить сбор для входа в любую географическую область без препятствования входу транспортных средств или людей в эту область. Для этого обеспечивают базовую станцию учета оплаты, которая имитирует сигнал базовой станции телефонной сети мобильной связи, но которая не образует часть какой-либо телефонной сети мобильной связи и не соединяет исходящие вызовы или вызовы восходящей линии связи. Затем передают сигнал, указывающий наличие базовой станции учета оплаты, обнаруживают запрос от мобильной станции на соединение с базовой станцией учета оплаты и передают сигнал с запросом идентификации в мобильную станцию. Далее обнаруживают сигнал с ответом идентификации, который идентифицирует мобильную станцию, определяют идентификатор абонента и авторизуют абонента на вход в географическую область на основе определенного идентификатора абонента. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ автоматической электронной авторизации для входа в географическую область на основе обнаружения мобильной станции, работающей в телефонной сети мобильной связи, содержащий этапы, на которых:
обеспечивают базовую станцию учета оплаты, которая имитирует сигнал базовой станции телефонной сети мобильной связи, но которая не образует часть какой-либо телефонной сети мобильной связи и не соединяет исходящие вызовы или вызовы восходящей линии связи;
передают с помощью передатчика, ассоциированного с базовой станцией учета оплаты, сигнал, указывающий наличие базовой станции учета оплаты;
обнаруживают с помощью приемника, ассоциированного с базовой станцией учета оплаты, запрос от мобильной станции на соединение с базовой станцией учета оплаты;
передают с помощью передатчика сигнал с запросом идентификации в мобильную станцию;
обнаруживают сигнал с ответом идентификации, который идентифицирует мобильную станцию;
определяют идентификатор абонента, ассоциированного с мобильной станцией, на основе обнаруженного сигнала с ответом идентификации, и
авторизуют абонента на вход в географическую область на основе определенного идентификатора абонента.

2. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
извлекают параметры выставления счета, ассоциированные с абонентом; и
обрабатывают сигнал с ответом идентификации для выставления абоненту денежной суммы для оплаты за вход в географическую область на основе сигнала с ответом идентификации, ассоциированного с мобильным абонентом.

3. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором соединяют мобильную станцию с базовой станцией учета оплаты.

4. Способ по п.3, дополнительно содержащий этап, на котором освобождают соединение между мобильной станцией и базовой станцией учета оплаты, причем мобильная станция затем соединяется с базовой станцией, ассоциированной с телефонной сетью мобильной связи.

5. Способ по п.1, в котором этап, на котором передают сигнал, указывающий наличие базовой станции учета оплаты, содержит этап, на котором передают сигнал с идентификатором зоны расположения, включающий в себя первый код зоны расположения, который отличается от кода зоны расположения у географически ближайшей базовой станции, ассоциированной с телефонной сетью мобильной связи.

6. Способ по п.1, в котором этап, на котором обнаруживают запрос на соединение с базовой станцией учета оплаты, содержит этап, на котором принимают соединение радиоресурсов, включающее в себя сигнал с запросом канала радиоресурсов в интервале доступа по каналу с произвольным доступом, ассоциированному с базовой станцией учета оплаты.

7. Способ по п.1, в котором этап, на котором обнаруживают запрос на соединение с базовой станцией учета оплаты, содержит этап, на котором принимают сигнал с запросом обновления расположения по автономному выделенному каналу управления.

8. Способ по п.1, в котором этап, на котором передают сигнал с запросом идентификации в мобильную станцию, содержит этап, на котором передают сигнал с запросом международного идентификатора мобильного оборудования (IMEI).

9. Способ по п.1, в котором этап, на котором обнаруживают сигнал с ответом идентификации, содержит этап, на котором обнаруживают сигнал с международным идентификатором мобильного оборудования, ассоциированный с мобильным абонентом.

10. Способ по п.1, в котором этап, на котором определяют идентификатор абонента, содержит этапы, на которых:
сравнивают извлеченные характеристики абонента с базой данных, содержащей данные, ассоциированные с множеством абонентов услуги автоматической уплаты пошлины; и
проверяют, что обнаруженный сигнал с ответом идентификации является ассоциированным с одним из множества абонентов.

11. Способ по п.2, в котором этап, на котором извлекают параметры выставления счета, содержит этап, на котором извлекают по меньшей мере одно из имени абонента, адреса абонента и счета абонента.

12. Система автоматической электронной авторизации для входа в географическую область на основе обнаружения мобильной станции, работающей в телефонной сети мобильной связи, содержащая:
базовую станцию учета оплаты, которая имитирует сигнал базовой станции телефонной сети мобильной связи, но которая не образует часть какой-либо телефонной сети мобильной связи и не соединяет исходящие вызовы или вызовы восходящей линии связи;
передатчик, ассоциированный с базовой станцией учета оплаты, передающий сигнал, указывающий наличие базовой станции учета оплаты;
приемник, ассоциированный с базовой станцией учета оплаты, обнаруживающий запрос от мобильной станции на соединение с базовой станцией учета оплаты;
передатчик, передающий сигнал с запросом идентификации в мобильную станцию;
приемник, обнаруживающий сигнал с ответом идентификации, который идентифицирует мобильную станцию;
процессор, определяющий идентификатор абонента, ассоциированного с мобильной станцией, на основе обнаруженного сигнала с ответом идентификации; и
процессор, авторизующий абонента на вход в географическую область на основе определенного идентификатора абонента.

13. Система по п.12, дополнительно содержащая:
процессор, извлекающий параметры выставления счета, ассоциированные с абонентом; и
процессор, обрабатывающий сигнал с ответом идентификации для выставления абоненту денежной суммы для оплаты за проезд по дороге на основе сигнала с ответом идентификации, ассоциированного с мобильным абонентом.

14. Система по п.12, в которой после того, как приемник обнаруживает сигнал с ответом идентификации, мобильная станция соединяется с базовой станцией учета оплаты.

15. Система по п.14, в которой соединение между мобильной станцией и базовой станцией учета оплаты освобождается, и мобильная станция затем соединяется с базовой станцией, ассоциированной с телефонной сетью мобильной связи.

16. Система по п.12, в которой сигнал, указывающий наличие базовой станции учета оплаты, содержит сигнал с идентификатором зоны расположения, включающий в себя первый код зоны расположения, который отличается от кода зоны расположения у географически ближайшей базовой станции, ассоциированной с телефонной сетью мобильной связи.

17. Система по п.12, в которой запрос на соединение с базовой станцией учета оплаты содержит соединение радиоресурсов, включающее в себя сигнал с запросом канала радиоресурсов в интервале доступа по каналу с произвольным доступом, ассоциированному с базовой станцией учета оплаты.

18. Система по п.12, в которой запрос на соединение с базовой станцией учета оплаты содержит сигнал с запросом обновления расположения по автономному выделенному каналу управления.

19. Система по п.12, в которой сигнал с запросом идентификации в мобильную станцию содержит сигнал с запросом международного идентификатора мобильного оборудования (IMEI).

20. Система по п.12, в которой сигнал с ответом идентификации содержит сигнал с международным идентификатором мобильного оборудования, ассоциированный с мобильной станцией.

21. Система по п.13, дополнительно содержащая:
процессор, сравнивающий извлеченные параметры выставления счета абонента с базой данных, содержащей данные, ассоциированные с множеством абонентов услуги автоматической уплаты пошлины; и
процессор, проверяющий, что обнаруженный сигнал с ответом идентификации является ассоциированным с одним из множества абонентов.

22. Система по п.13, в которой параметры выставления счета включают в себя по меньшей мере одно из имени абонента, адреса абонента и счета абонента.

23. Система автоматической электронной авторизации для входа в географическую область на основе обнаружения мобильной станции, работающей в телефонной сети мобильной связи, содержащая:
базовую станцию учета оплаты, которая имитирует сигнал базовой станции телефонной сети мобильной связи, но которая не образует часть какой-либо телефонной сети мобильной связи и не соединяет исходящие вызовы или вызовы восходящей линии связи;
средство для передачи от базовой станции учета оплаты сигнала, указывающего наличие базовой станции учета оплаты;
средство для обнаружения запроса от мобильной станции на соединение с базовой станцией учета оплаты;
средство для передачи сигнала с запросом идентификации в мобильную станцию;
средство для обнаружения сигнала с ответом идентификации, который идентифицирует мобильную станцию;
средство для определения идентификатора абонента, ассоциированного с мобильной станцией, на основе обнаруженного сигнала с ответом идентификации; и
средство для авторизации абонента на вход в географическую область на основе определенного идентификатора абонента.

24. Система по п.23, дополнительно содержащая:
средство для извлечения параметров выставления счета, ассоциированных с абонентом; и
средство для обработки сигнала с ответом идентификации для выставления абоненту денежной суммы для оплаты за проезд по дороге на основе сигнала с ответом идентификации, ассоциированного с мобильным абонентом.

25. Носитель для хранения программ, имеющий реализованный в нем машиночитаемый программный код для автоматической электронной уплаты пошлины на основе обнаружения мобильной станции, работающей в телефонной сети мобильной связи, причем машиночитаемый программный код содержит:
машиночитаемый код, предписывающий компьютеру передать от базовой станции учета оплаты сигнал, указывающий наличие базовой станции учета оплаты;
машиночитаемый код, предписывающий компьютеру обнаружить запрос от мобильной станции на соединение с базовой станцией учета оплаты;
машиночитаемый код, предписывающий компьютеру передать сигнал с запросом идентификации в мобильную станцию;
машиночитаемый код, предписывающий компьютеру обнаружить сигнал с ответом идентификации, который идентифицирует мобильную станцию;
машиночитаемый код, предписывающий компьютеру определить идентификатор абонента, ассоциированного с мобильной станцией, на основе обнаруженного сигнала с ответом идентификации; и
машиночитаемый код, предписывающий компьютеру авторизовать абонента на вход в географическую область на основе определенного идентификатора абонента.

26. Носитель для хранения программ по п.25, дополнительно содержащий:
машиночитаемый код, предписывающий компьютеру извлечь параметры выставления счета, ассоциированные с абонентом; и
машиночитаемый код, предписывающий компьютеру обработать сигнал с ответом идентификации для выставления абоненту денежной суммы для оплаты за проезд по дороге на основе сигнала с ответом идентификации, ассоциированного с мобильным абонентом.