Способ уведомления абонента в сетях сотовой связи и устройство для его осуществления

Предлагаемое изобретение относится к области телекоммуникаций и связи, в частности к системам, используемым в сетях сотовой связи, и предназначено для уведомления абонентов, а также оператора сотовой связи о различных событиях в режиме реального времени.

В настоящее время наблюдается бурно растущая тенденция потребления вэб контента клиентами сотовых операторов, представляемого по широкополосной передаче данных (ШПД) в сотовых сетях, доступ в интернет с высоким качеством по любым каналам становится одной из основных потребностей человека. По данным независимого сервиса глобальной статистики StatCounter на конец марта 2017 года доля рынка активных android-устройств всех форм-факторов во всем мире составила 37,93%, тем самым впервые мобильная операционная система обогнала настольную Windows по объему веб трафика. Представляется, что данная тенденция будет продолжаться. Увлеченность пользователями интернет серфингом может быть причиной непринятия уведомлений. Часто абоненты без отрыва от веб серфинга ведут диалог с собеседником в наушниках или с использованием функции громкоговорящей связи. Многие мобильные приложения перманентно поддерживают интернет сессию с целевыми веб узлами при нахождении пользователя в сети и устанавливают ее при повторной регистрации в сети абонента.

Постоянно растущее число абонентов заставляет сотовых операторов искать технические решения эффективной и быстрой обработки данных генерируемых поведением абонентов. Возрастают требования своевременной доставки пользователям целевых данных, характер которых меняется. Это приводит к большой нагруженности сетей сотовой связи и сложности обработки этой нагрузки. Наращивание мощностей оборудования для решения указанных задач представляется дорогостоящим и крайне затруднительным решением для сотовых операторов.

Задача информирования абонента актуальна для сотовых операторов. Сейчас она решается операторами мобильной связи установкой пассивных сетевых узлов, связанных с центром коммутации оператора и являющихся дополнительным элементом сотовой сети, не входящим в ее базовую архитектуру.

Известны технические решения реализующие технологию уведомления абонентов. В основном это уведомления, не нуждающиеся в действиях пользователя, доставляемые службами SMS (Short Message Service), USSD (Unstructured Supplementary Service Data) или формированием повторного вызова, например в случае необходимости доведения уведомления о пропущенном вызове.

Полезная модель, по патенту РФ №130176 от 20.02.13 г., представляет комплекс, содержащий взаимодействующие между собой блок захвата данных, блок бизнес-логики, формирующий уведомление, и блок отправки уведомлений. Авторы этой полезной модели, развивая парадигму своего прототипа о формировании базы данных учетных записей пользователей, предлагают идею формирования маркетингового профиля абонента на основе перехвата блоком захвата данных событий сети, вызванных различными поведениями абонентов.

Ближайшим аналогом изобретения является система уведомления вызываемого абонента о вызове, поступившем в режиме «занято», патент WO 2015126274 от 16.05.2014 г., которая представляет собой программно-аппаратный комплекс, содержащий взаимодействующие между собой, коммуникационную сеть, биллинговый центр, обеспечивающий учет состояния счетов абонентов сети, и управляющий центром коммутации вызовов вызывающего абонента посредством сигнального коммутатора, центры коммутации вызовов вызывающего и вызываемого абонентов, и дополнительно центр контроля соединения с загруженным программным обеспечением, обеспечивающий возможность дублирования и контроля всех сообщений, проходящих через сигнальный коммутатор.

В данной системе сообщение о не принятом вызове в режиме занято направляется вызываемому абоненту посредством формирования сигнала повторного вызова. В состав системы включены серверы HLR (Home Location Register) вызывающего и вызываемого абонентов, а уведомление вызываемому абоненту и информирование центра контроля соединения о доступности для звонка вызываемого абонента обеспечивают посредством SMS сообщений. Эта система принята за прототип способа уведомления.

Недостатками прототипа являются:

- избыточный обмен сигналами проходящий через центры коммутации вызовов вызываемого и вызывающего абонента;

- доведение уведомления до вызываемого абонента посредством службы SMS или USSD и формированием повторного вызова, что забивает центр коммутации вызовов оператора дополнительным трафиком.

- необходимость обращения к базе данных HLR.

- ограниченная информативность SMS сервиса алфавитно-цифровыми символами и максимальным размером сообщения.

- относительно медленная (в среднем до 15 секунд) и негарантированная доставка сообщений;

Техническим результатом предлагаемого способа уведомления абонента в сетях сотовой связи является реализация быстрой и надежной доставки уведомлений абоненту без ограничения размера и внешнего вида уведомления, а также без увеличения нагрузки на сеть сотового оператора за счет внедрения в систему сотовой связи идеологии уведомлений, связанных с действиями абонента и направляемых пользователям по каналам пакетной передачи данных TCP/IP (transmission control protocol/internet protocol) широкополосного доступа в интернет предоставляемого в сотовых сетях в рамках интернет сессии установленной абонентом и отображаемых на экране абонентского устройства в виде различных графических элементов интерфейса пользователя с возможностью встраивания в вэб контент, в том числе в интерактивной форме.

Технический результат достигается за счет способа уведомления абонента в сетях сотовой связи, в соответствии с которым для уведомления о событиях в сети используется программно-аппаратный комплекс уведомления абонентов в сетях сотовой связи, обеспечивающий возможность получения данных из сотовой сети, который перехватывает, редактирует и отправляет модифицированные ТСРЯР пакеты по крайней мере одной установленной абонентом интернет сессии, причем данные для уведомления абонента доставляются на абонентское устройство посредством измененных ТСРЯР пакетов, а отображается уведомление на абонентском устройстве в виде элемента графического интерфейса, причем уведомление может формироваться и отображаться на абонентском устройстве в интерактивной форме и графически встраиваться на абонентском устройстве в вэб контент.

Быстрое и надежное формирование и отправка уведомлений абоненту без ограничения его размера и вида, за счет перехвата и модификации интернет трафика установленной абонентом интернет сессии программно-аппаратным комплексом уведомления абонентов в сетях сотовой связи достигается за счет его выполнения с возможностью получения, анализа и отправки данных из сотовой сети, причем он дополнительно имеет функцию сетевого анализатора TCP/IP сетей с возможностью перехвата, редактирования и отправки ТСРЯР пакетов.

На фиг. 1 показана взаимосвязь программно-аппаратного комплекса уведомления абонентов с элементами сотовой сети.

На фиг. 2 приведена обобщенная диаграмма взаимодействия программно-аппаратного комплекса уведомления абонентов и узла применения политик обслуживания PCEF (Policy and Charging Enforcement Function) в рамках способа уведомления абонента в сетях сотовой связи.

Сеть сотовой связи (фиг. 1) включает узел по определению политик обслуживания абонентов PCRF (Policy Control and Charging Rules Function) 1, узел применения политик обслуживания PCEF (Policy and Charging Enforcement Function) 2, программно-аппаратный комплекс уведомления абонентов 3, шлюз доступа к внешним сетям связи GGSN (gateway GPRS Support Node) 4, центр коммутации мобильной связи MSC (Mobile Switching Center) 5, базу данных абонентов сети HLR (Home Location Register) 6, базу данных абонентов VLR (Visitors Location Register) 7, контроллер базовых станций BTS (Base Station Controller) 8, абонентское устройство 9.

Программно-аппаратный комплекс уведомления абонентов представляет собой сервер, являющийся дополнительным узлом сети сотовой связи, выполненный с возможностью получения, анализа и отправления данных сети сотового оператора. В устройство программно-аппаратного комплекса уведомления абонентов функционально включен сетевой анализатор ТСРЯР сетей выполненный с возможностью перехвата, редактирования и отправки ТСРЯР пакетов.

Инструменты анализа сетевого трафика достаточно известны. Существуют свободно распространяемые программные (Wireshark, BroNetwork Security Monitor, Snort) или коммерческие версии, например Colasoft Capsa, также есть версии сетевых анализаторов, например ClearSight Analyzer, являющиеся функциональной частью программно-аппаратных комплексов (Network Time Machine).

Абонент устанавливает активную интернет сессию с целевым веб узлом. Узел применения политик обслуживания PCEF осуществляет тарификацию этого трафика в системе тарификации оператора связи и может быть совмещен с шлюзом доступа к внешним сетям связи GGSN. Программно-аппаратный комплекс уведомления абонентов взаимодействует с PCEF и MSC оператора. При получении данных сотовой сети от MSC, по содержащимся в нем данным номера мобильного абонента цифровой сети с интеграцией служб MSISDN (Mobile Subscriber Integrated Services Digital Number), сопоставленным с индивидуальным номером абонента IMSI (International Mobile Subscriber Identity) в HLR, программно-аппаратный комплекс уведомления абонентов определяет целевого абонента и после анализа данных полученного события сотовой сети принимает решение на уведомление абонента. Для выявления необходимой интернет сессии сетевой анализатор программно-аппаратного комплекса уведомления абонентов расщепляет TCP/IP пакеты по соответствующим уровням иерархии сетевой модели OSI (open systems interconnection basic reference model) и no MSISDN, вставленным в заголовок HTTP пакета узлом применения политик обслуживания PCEF определяет необходимую интернет сессию. Также программно-аппаратный комплекс уведомления абонентов может по адресу межсетевого протокола IP (internet protocol) перехваченной TCP сессии, определить IP адрес абонента сверив его в PCRF в соответствии с MSISDN. По IP адресу, содержащимся в MSISDN, сетевой анализатор программно-аппаратного комплекса уведомления абонентов перехватывает сетевой трафик целевого абонента, изучает TCP/IP пакеты, определяет какие пакеты возможно редактировать, и при необходимости редактирует соответствующие данные пакета для уведомления абонента.

В рамках интернет сессии (фиг. 2) абонент запрашивает ресурс по протоколу прикладного уровня передачи данных HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) у сервера в интернете, запрос попадает на PCEF. PCEF отправляет ТСР/IР пакет, связанный с этим запросом программно-аппаратному комплексу уведомления абонентов, сетевой анализатор которого изучает содержимое этого пакета и при необходимости уведомления абонента, принимает решение о возможности редактирования пакета. Затем после формирования ТСР/IР пакета (измененного или нет) программно-аппаратный комплекс уведомления абонентов отправляет его в PCEF. PCEF отправляет полученный от программно-аппаратного комплекса уведомления абонентов ТСР/IР пакет на сервер в интернете. Сервер в интернете получает весь HTTP-запрос и отвечает на него. PCEF отправляет ТСР/IР пакет, связанный с этим ответом программно-аппаратному комплексу уведомления абонентов, сетевой анализатор которого вновь исследует содержимое этого пакета и может изменить содержимое этого пакета. После этого измененный ТСР/IР пакет (пакеты) с данными для отображения уведомления направляются в PCEF. Далее PCEF отправляет полученный транспортный ТСР/IР пакет абоненту. Модифицированный интернет трафик принимается абонентским устройством посредством передачи с BTS и на дисплее абонентского устройства отображается графический элемент уведомления.

Перенаправление TCP/IP пакетов на программно-аппаратный комплекс уведомления абонентов в направлении от абонентского устройства к ресурсу в интернете и в противоположном направлении позволяет сотовому оператору внедрить интерактивность уведомления дающую ему возможность установления диалога с абонентом.

При наличии нескольких интернет сессий абонента программно-аппаратный комплекс уведомления абонентов выбирает наиболее выгодную с учетом активности интернет трафика, производительности и надежности доведения уведомления до абонента. В случае если сетевой анализатор программно-аппаратного комплекса уведомления абонентов обнаруживает прерывание текущей интернет сессии, он формирует данные уведомления в рамках другой интернет сессии. При отсутствии интернет сессий программно-аппаратный комплекс уведомления абонентов сохраняет пакет уведомления до установления факта возобновления интернет трафика с целевым абонентом, после чего немедленно формирует и отправляет ТСР/IР пакетные данные в вновь появившуюся интернет сессию для уведомления пользователя. При прерывании всех интернет сессий вызываемого абонента, программно-аппаратный комплекс уведомления абонентов получает признак присутствия в сети абонента от VLR и принимает решение на SMS, USSD уведомление абонента, считая, что у абонента отсутствует интернет трафик. В случае получения от VLR признака отсутствия абонента в сети, программно-аппаратный комплекс уведомления абонентов, вводится в отношении этого абонента в режим ожидания его появления в сети. При повторной регистрации в сети этого абонента и/или при обнаружении его интернет трафика направляют ему уведомление в рамках интернет сессии или соответствующих служб предоставляемых сотовым оператором (SMS, USSD, сигнал пропущенного вызова). При этом уведомление абонента, не нуждающиеся в действиях пользователя, в рамках данного способа, доставляемые службами SMS, USSD или формированием повторного вызова является исключительно дополнительным, резервным видом уведомления абонента.

При необходимости на устройство абонента может быть предустановлено необходимое программное обеспечение, необходимое для отрисовки графического элемента, например с использованием технологии набора инструментов сим карты STK (SIM Tool Kit) оператора сотовой связи или может дополнительно устанавливаться пользователем через графические настройки устройства и/или встроены изначально в операционную систему абонентского устройства. Программно-аппаратный комплекс уведомления абонентов может включать различные программные графические инструменты (графические библиотеки, платформы). Для генерирования кода графического элемента уведомления, в том числе с учетом вэб контента, программно-аппаратный комплекс уведомления абонентов анализирует его цветовую и/или буквенно-шрифтовую схему интерфейса для гармоничного встраивания уведомления в текущее изображение дисплея абонента. Графический элемент уведомления может быть отображен поверх браузерной вкладки или активного и отрисованного окна, встроен в HTML страницу, графический интерфейс которой занимает весь дисплей абонентского устройства или его часть или может быть отображаться в виде пиктограммы на панели задач. Графический элемент уведомления может отображаться с использованием различных визуальных приемов привлечения внимания, частные случаи графического выполнения уведомления, в том числе интерактивного и/или многооконного, не выходят за рамки сущности настоящего изобретения.

Интерактивность уведомления подразумевает включение в уведомительное сообщение различных элементов пользовательского интерфейса - кнопки, пиктограммы, элементы распознавания голоса и/или жестов, а также любые другие средства, позволяющие абоненту установить диалог с оператором сотовой связи или иным абонентом.

Таким образом, способ доставки абоненту уведомлений посредством TCP/IP пакетов существенно выигрывает по сравнению с SMS или USSD уведомлениями:

- в сигнальную сеть оператора не направляются SMS или USSD уведомления, что экономит трафик сигнальной сети;

- MSC нет необходимости анализировать SMS сообщение (номер MSISDN отправителя, номер MSISDN получателя, текст SMS, и т.д.) высвобождая ее ресурсы;

- MSC нет необходимости запрашивать HLR о перемещениях абонента (получать IMSI абонента и адрес обслуживающего его коммутатора, устанавливать соединение для получения и отправления delivery report, SMS-status report, и т.д.);

- пакетная передача данных не ограничивает размер и буквенно-графическое наполнение уведомления;

- уведомление может быть сформировано в интерактивной и/или многооконной форме;

В рамках предложенного способа уведомления абонента в сетях сотовой связи весь обмен происходит в рамках установленной интернет сессии, что экономит сетевой трафик сотового оператора, ускоряет процесс уведомления и предоставляет оператору новые широкие возможности для уведомлений абонентов, в том числе с установлением с ним интерактивного диалога, а также с использованием целевой рекламы, маркетинговых инструментов и прочее.

Направление уведомлений через сигнальную сеть оператора является лишь вспомогательной функциональностью способа, которая может применяться только в случае полного отсутствия возможности ТСР/IР пакетной передачи данных. Представляется, что тенденция повсеместного развития мобильного широкополосного доступа в интернет в сетях сотовой связи предполагает снижение потребности в уведомлениях не нуждающиеся в действиях пользователя.

Технический эффект от предложенного способа уведомления абонента в сетях сотовой связи и устройства программно-аппаратного комплекса уведомления абонентов его реализующего заключается в существенной экономии трафика сигнальной сети оператора, увеличении скорости уведомлений абонента, снятия ограничений на графическую форму и наполнение уведомления, а также внедрения интерактивности уведомления которая предоставляет новые возможности для взаимодействия абонента и сотового оператора.