JP4280235B2 - 移動体無線端末の識別方法 - Google Patents

Description

（関連出願とのクロスリファレンス）
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）項に基づいて２００２年８月１３日付で出願された米国仮特許出願第６０／４０３,１５９号の優先権を主張するものである。

本発明は、ある無線ネットワークから別の無線ネットワークへの遷移（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ：移行、移動）が行われる際に、移動体無線端末のユーザーの識別番号（ＩＤ）を保護する技術に関する。

無線ＬＡＮ技術分野の進歩により、比較的に廉価に無線ＬＡＮ設備の利用が可能となり、また、休憩所、喫茶店、図書館や、同様の公共施設において、公の場でアクセス可能な無線ＬＡＮ（例えば「ホット・スポット」）が登場してきている。現在、無線ＬＡＮにより、ユーザーは、企業のイントラネット等の私的（プライベート）データ・ネットワークや、インターネット等の公的（パブリック）データ・ネットワークにアクセスすることが可能となっている。電話サービスについては、無線電話（携帯電話）サービスは言うまでもなく、どのようなものであれ、公の場でアクセス可能な無線ＬＡＮにより提供されているものは、存在しているとしても、非常に少ない。

現在、ユーザーが、無線電話サービスの利用を求める場合、通常、ユーザーは、このようなサービスを提供する多くのプロバイダの一つに加入する。今日の無線電話サービス事業者（プロバイダ）は、音声電話を提供するだけでなく、移動体無線端末を介したデータ・パケットの交換を可能にする汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ：Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）も提供する。ＧＰＲＳは、多くのエリア（地域）に存在し、データの転送速度は、通常、５６Ｋｂｐｓを超えるものではなく、このサービスをサポートする無線ネットワーク・サービス事業者が負担するコストも依然として大きい。従って、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）は、高価なものとなっている。

データ通信を改善するために、無線（携帯）電話のための新しい標準方式（ｓｔａｎｄａｒｄ：規格、スタンダード）を制定しようとする試みが現在行われている。このような試みの一つとして、「ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）」規格が、提案されている。この規格は、無線電話ネットワークにおけるパケット無線サービスを改善させるために、第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ：３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）標準化団体により仕様が定められたものである。ＵＭＴＳ規格では、２Ｍｂｐｓもの高い転送速度が提案されている。しかしながら、無線ＬＡＮは、これを実施し、動作させるコストが比較的低いこと、また、大きな帯域幅（通常は、１０メガビット／秒を超える）を利用可能であることから、ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）ネットワークと比較しても、より好ましいアクセス機構となっている。コストの低さと帯域幅の大きさの利点により、移動体無線端末のユーザーは、無線ＬＡＮのサービスの利用が可能な場合には、無線ＬＡＮへの遷移を求めることが多くなるであろう。無線ＬＡＮの利用が不可能なときに、ユーザーは、再び、無線電話ネットワークへの遷移を行うこととなる。

無線電話ネットワークおよび無線ＬＡＮに対するアクセスは、双方とも、ユーザーの識別（ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）と認証（ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を必要とする。ネットワークの運営者側の観点から言えば、収入の発生は、ユーザーの識別と認証が確実に行われるかどうかに依存している。ユーザーの識別と認証が正しく行われない場合には、ネットワークの運営者は、このようなサービスに対する請求を行うことができなくなるであろう。ユーザー側の観点から言えば、識別番号の不正使用から守られるように識別と認証が行われるべきである。従って、ユーザーの識別は、他人がこのような情報を不正に利用することができるように行われるべきではない。

現在、無線電話ネットワークにアクセスしようとするユーザーは、パケット一時移動体加入者識別番号（Ｐ−ＴＭＳＩ：Ｐａｃｋｅｔ Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）として知られる一時識別番号を受信する。通常、無線電話ネットワークにおけるサービング汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）サポート・ノード（ＳＧＳＮ：Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ） Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）に接続されたビジテッド・ロケーション・レジスタ（ＶＬＲ：Ｖｉｓｉｔｅｄ Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）には、ユーザーのＰ−ＴＭＳＩのコピーが保存されている。ＳＧＳＮは、Ｐ−ＴＭＳＩを国際移動体加入者識別番号（ＩＭＳＩ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）として知られる永久識別番号にマッピングする。ユーザーの識別番号（ＩＤ）を危険にさらすことを防止するため、無線電話ネットワークは、前回の識別から長い期間が経過していた場合には、ユーザーに対して異なるＰ−ＴＭＳＩを割り当てる。

現在の無線ＬＡＮは、ユーザーの識別および認証を安全に行う機構を備えていない。ユーザーが無線電話ネットワークから無線ＬＡＮへの遷移を求める場合に、潜在的なセキュリティ・リスクが存在する。

従って、ある無線ネットワークから別の無線ネットワークに遷移が行われる際に、移動体無線端末のユーザーの識別番号（ＩＤ）を保護する技術に対する必要性が存在する。

（発明の概要）
簡潔に言えば、本発明の原理に係わる好ましい実施の形態に従って、第１の無線ネットワークから第２の無線ネットワークへの遷移が行われる際に、移動体無線端末のユーザーを識別する方法が提供される。この方法は、第２のネットワークへの遷移が行われる際、ユーザーから識別を求めるリクエストを第２のネットワークにおいて受信することにより始められる。識別リクエストには、第１の無線ネットワークにおいて移動体無線端末により自己を識別するために前に提供された一時識別番号が含まれる。識別リクエストから、移動体無線端末により最後にアクセスされた第１のネットワークにおけるノードに対する識別が行われる。最後にアクセスされたノードが識別された際、第２のネットワークにおいて受信された識別リクエストは、第１のネットワークにおいて最後にアクセスされたノードに転送され、この最後にアクセスされたノードは、一時識別番号からユーザーの永久識別番号を認証する。次に、このような認証情報は、第２のネットワークに返送され、これに応答し、第２のネットワークは、ユーザーの認証が成功したときにユーザーに対してアクセスを認める。第２のネットワークにおいて自己を識別するための一時識別番号を送信することにより、ユーザーは、ネットワークの遷移が行われる際に、傍受によりセキュリティが破られることにつながるような自己の永久識別番号の送信を行う必要がなくなる。

図１は、本発明の原理に従って、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）１４と相互接続を行い、移動体無線端末１６に対して通信サービスを提供する無線電話ネットワーク１２の例示的な実施の形態を示している。実際には、移動体無線端末１６は、音声サービスおよび／またはデータ・サービスの提供を受けるために、無線電話ネットワーク１２に接続される。しかしながら、転送速度が高く、コストが低いデータ・アクセスを実現するために、移動体無線端末１６のユーザーは、無線ＬＡＮ１４の通信エリアに入ったときに無線電話ネットワーク１２から無線ＬＡＮ１４への遷移を行うことが多い。ユーザーが無線ＬＡＮを離れて無線電話ネットワークに向かって移動する場合には、逆の遷移が行われる。

図示した実施の形態においては、無線電話ネットワーク１２のアーキテクチャは、パケット無線サービスを進歩させるための「ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）」規格において提案されているものである。従って、無線電話ネットワーク１２は、移動体無線端末１６を認証するためのサービング汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）サポート・ノード（ＳＧＳＮ：Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ） Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）１８を少なくとも１つ有する。また、サービング汎用パケット無線サービス・サポート・ノード（ＳＧＳＮ）１８は、パケット・データを移動体無線端末１６と交換するために、パケット・データを処理する機能を有し、パケット・データの交換は、移動体無線端末１６が無線電話ネットワーク（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｔｅｌｅｐｈｏｎｙ ｒａｄｉｏ ｎｅｔｗｏｒｋ）２０を介して無線電話ネットワーク１２と通信する間に行われる。図１においては、無線電話ネットワーク２０を１つしか図示していないが、無線電話ネットワークが、複数の無線ネットワークを含み、各々が別個のＳＧＳＮにより管理されるようにしてもよい。無線電話ネットワーク１２におけるホーム・ロケーション・レジスタ（ＨＬＲ：Ｈｏｍｅ Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）２２は、現在の無線電話サービス加入者の記録を保存し、パケット・ドメイン加入情報や、また、無線電話ネットワークが、複数のＳＧＳＮを含んでいる場合には、どのＳＧＳＮ１８が、特定の移動体無線端末１６に対してサービスを提供しているのかを示すロケーション（位置）情報を記憶する。

また、無線電話ネットワーク１２は、無線ＬＡＮ１４と無線電話ネットワークとの間のインターフェースを管理する無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）相互接続アクセス・サーバー２４を含んでいる。無線ＬＡＮ相互接続アクセス・サーバー２４は、サービング汎用パケット無線サービス・サポート・ノード（ＳＧＳＮ）１８と同様の機能を果たす。従って、無線ＬＡＮ相互接続サーバー２４は、移動体無線端末を認証する。データ接続が、無線電話ネットワークを通過する必要があるかどうかに応答してパケット・データを処理してもよいし、処理しなくてもよい。本発明の原理に従えば、無線ＬＡＮ相互接続アクセス・サーバー２４は、ＳＧＳＮ１８と共働して、無線電話ネットワーク１２から無線ＬＡＮ１４への遷移が行われたときに、移動体無線端末により提供されるＰ−ＴＭＳＩを用いて移動体無線端末１６の安全（セキュア）な認識を実行する。以下により詳細に説明するように、このような認識により、移動体無線端末１６が永久識別番号を送信する必要がなくなるため、安全性（セキュリティ）が確保される。

無線電話ネットワーク１２が、最初に直接アクセスされたときに、移動体無線端末１６は、登録プロセスの一部として、通常、パケット一時移動体加入者識別番号（Ｐ−ＴＭＳＩ：Ｐａｃｋｅｔ Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｎｅｎｔｙ）と呼ばれる一時識別番号を受信する。次からの無線電話ネットワーク１２の直接アクセスの度に、端末は、自己のＰ−ＴＭＳＩを無線ネットワーク２０を介して対応するサービング汎用パケット無線サービス・サポート・ノード（ＳＧＳＮ）１８に受け渡す。自己のビジテッド・ロケーション・レジスタ（ＶＬＲ：Ｖｉｓｉｔｅｄ Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）２３を用いて、ＳＧＳＮ１８は、Ｐ−ＴＭＳＩを国際移動体加入者識別番号（ＩＭＳＩ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）として参照されるユーザーの永久識別番号にマッピングして端末のユーザーの認証を行う。

無線電話ネットワーク１２にアクセスする際、移動体無線端末１６は、自己の一時識別番号（Ｐ−ＴＭＳＩ）を使用し、自己の実際の識別番号が初回の登録の後、無線インターフェースを通過しなくてもよいようにする。あるＳＧＳＮから別のＳＧＳＮへのチャネル切換が行われた場合には、新たなＳＧＳＮは、移動体無線端末１６からＰ−ＴＭＳＩを受信する。新たなＳＧＳＮが現在移動体無線端末のユーザー１６に対してサービスを提供していない場合には、新たなＳＧＳＮは、「旧」ＳＧＳＮに対してクエリーを発する。このようにすることにより、新たなＳＧＳＮは、前に移動体無線端末１６に対してサービスを提供し、最後に端末の一時識別番号をこの端末の永久識別番号にマッピングした「旧」ＳＧＳＮのアドレスを取得する。新たなＳＧＳＮは、旧ＳＧＳＮが移動体無線端末１６により前に提供された一時アドレス（Ｐ−ＴＭＳＩ）に関連付けられたＩＭＳＩを返送することを求めるリクエストを行う。

従来、移動体無線端末１６が、無線電話ネットワーク１２から無線ＬＡＮ１４への遷移を行う際、想定される傍受に対する端末の識別番号の安全性を確保するようなセキュアなアクセス構成は存在しなかった。通常、移動体無線端末１６のユーザーは、無線ＬＡＮ１４への遷移を行うときに、自己の永久識別番号（即ち、自己のＩＭＳＩ）を無線ＬＡＮ１４に送信する必要があったため、識別番号を危険にさらしていた。

本発明の原理に従えば、ある無線ネットワーク（無線電話ネットワーク１２）から無線ＬＡＮ１４への遷移を行う際に、移動体無線端末１６のＩＭＳＩを保護する技術が提供される。ユーザーの識別番号を保護するために、本発明の原理に従った技術は、最後に接続されたＳＧＳＮ（例えば、図１のＳＧＳＮ１８）により保存されたユーザーの識別番号情報（即ち、Ｐ−ＴＭＳＩ）を利用して無線ＬＡＮ１４におけるユーザーの永久識別番号を認証する。このようなユーザーの識別および認証は、以下のように行われる。

１．無線ＬＡＮ１４への遷移を行った際、移動体無線端末１６は、前に無線電話ネットワーク１２に送信したものと同じ識別番号情報を送信する。このような識別番号情報には、旧（即ち、前に送信された）Ｐ−ＴＭＳＩ、Ｐ−ＴＭＳＩ署名（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）およびルーティング・エリア識別子（ＲＡＩ：Ｒｏｕｔｉｎｇ Ａｒｅａ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）が含まれる。上述したように、Ｐ−ＴＭＳＩは、一時ユーザー識別番号を構成する。Ｐ−ＴＭＳＩ署名により、Ｐ−ＴＭＳＩの認証が行われ、ＲＡＩにより、移動体無線端末１６がアクセス可能な各ＳＧＳＮ１８の識別が行われる。各ＳＧＳＮ１８、更に、無線ＬＡＮ相互接続アクセス・サーバー２４は、自己の独自のＲＡＩを有する。従来、ＲＡＩは、無線電話ネットワーク１２におけるＳＧＳＮを識別するだけであった。本発明の原理に係わる一態様によれば、無線ＬＡＮ相互接続アクセス・サーバー２４は、自己のＲＡＩを有し、サーバーは、別のＳＧＳＮであるかのように見られる。このように、無線ＬＡＮ相互接続アクセス・サーバー２４は、旧ＳＧＳＮに対して移動体無線端末１６から受信したＰ−ＴＭＳＩを用いてクエリーを発することにより、この端末のＩＭＳＩを得る。

２．識別番号情報（即ち、Ｐ−ＴＭＳＩ、Ｐ−ＴＭＳＩ署名、およびＲＡＩ）を受信したとき、無線ＬＡＮ１４は、このような情報を無線電話ネットワーク１２における無線ＬＡＮ相互接続アクセス・サーバー２４に転送する。このような識別情報に基づいて、無線ＬＡＮ相互接続アクセス・サーバー２４は、まず、無線ＬＡＮ１４への遷移を行う直前に移動体無線端末１６によりアクセスされた旧ＳＧＳＮ１８の識別番号を判定する。通常、無線ＬＡＮ相互接続アクセス・サーバー２４は、旧ＳＧＳＮの識別を、移動体無線端末１６により提供されるルーティング・エリア識別子（ＲＡＩ）における旧ルーティング・エリアに関連付けられたものを用いて、この旧ＳＧＳＮのアドレスを検出することにより行う。通常、無線ＬＡＮ相互接続アクセス・サーバー２４には、ホーム・ロケーション・レジスタ（ＨＬＲ）２２を介して、無線電話ネットワーク１２における各ＳＧＳＮのアドレスが分かるようになっている。旧ＳＧＳＮ１８のアドレスが無線ＬＡＮ相互接続アクセス・サーバー２４に分からない場合には、サーバーは、このアドレスをドメイン・ネーム・システム（ＤＮＳ：Ｄｏｍａｉｎ Ｎａｍｅ Ｓｙｓｔｅｍ）サーバー（図示せず）から、移動体無線端末１６により提供された論理アドレスを用いて取得する。

３．旧ＳＧＳＮ１８の識別後、無線ＬＡＮ相互接続アクセス・サーバー２４は、Ｐ−ＴＭＳＩ、Ｐ−ＴＭＳＩ署名、およびＲＡＩを旧ＳＧＳＮ１８に送信し、ユーザーのＩＭＳＩをリクエストする。

４．無線ＬＡＮ相互接続アクセス・サーバー２４からのリクエストに応答して、旧サービング汎用パケット無線サービス・サポート・ノード（ＳＧＳＮ）１８は、パケット一時移動体加入者識別番号（Ｐ−ＴＭＳＩ）を国際移動体加入者識別番号（ＩＭＳＩ）にマッピングする。このように、旧ＳＧＳＮは、ＩＭＳＩと適切な認証ベクトルとの双方を含む識別応答を提供し、移動体無線端末１６を識別する。移動体無線端末１６を識別できない場合には、旧ＳＧＳＮ１８は、適切なエラー・メッセージを提供する。

５．旧ＳＧＳＮ１８が行うマッピングにより、ユーザーの識別番号が確認された後、無線ＬＡＮ１４は、移動体無線端末１６のユーザーが正規のユーザーであり、無線ＬＡＮを使用する権利を有するものと認証する。

６．無線ＬＡＮからユーザーが離れ、無線電話ネットワークに戻る遷移を行うと、無線ＬＡＮ相互接続アクセス・サーバー２４は、「旧」ＳＧＳＮとして機能する。リクエストにより、無線ＬＡＮ相互接続アクセス・サーバー２４は、ユーザーの端末が接続している無線電話ネットワークにおける新ＳＧＳＮに対して識別応答（レスポンス）を送信する。

本発明の原理に従った識別および認証の技術により、安全なユーザーの識別が行われると共に、無線ＬＡＮ相互接続アクセス・サーバー２４により、ホーム・ロケーション・レジスタ（ＨＬＲ）２０の反復したアクセスを可及的に減らすことができるという利点が得られる。永久無線ＬＡＮ識別子を同報通信した場合には、この永久無線ＬＡＮ識別子が他人に簡単に傍受されてしまうが、その代わりに、本発明の原理に従った識別技術では、無線電話ネットワーク１２の安全な識別処理を利用している。従って、移動体無線端末１６のユーザーの識別は、無線電話ネットワーク１２から無線ＬＡＮ１４への遷移が行われる場合にも、保護されたまま行われる。

図１は、無線ＬＡＮとの相互接続を行って移動体無線端末に対して通信サービスを提供する無線電話ネットワークの概略ブロック図である。

Claims (6)

1. 無線電話ネットワークから無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）に移動体無線端末の遷移が行われる際に、前記移動体無線端末を識別する方法であって、
   前記無線ローカル・エリア・ネットワークにおいて、前記移動体無線端末から、前記移動体無線端末により前記無線電話ネットワークにアクセスするために前に使用された識別情報を受信するステップと、
   前記無線ＬＡＮにおいて、前記移動体無線端末から受信された前記識別情報に従って、前記無線ＬＡＮへの遷移が行われる前に前記移動体無線端末に最後にサービスを提供した前記無線電話ネットワークにおけるサービング・ノードを識別するステップであって、前記識別情報は、一時的な加入者識別、一時的な識別署名、およびルーティング識別子を含んでいる、前記識別するステップと、
   識別のために前記無線電話ネットワークにおける最後にアクセスされたサービング・ノードに前記移動体無線端末の前記識別情報を転送するステップと、
   前記無線電話ネットワークにおける前記最後にアクセスされたサービング・ノードから前記移動体無線端末が適切に識別されたかどうかを示す識別応答を受信するステップと、
   前記識別応答に従って、前記移動体端末を認証するステップとを有する、移動体無線端末の識別方法。
2. 前記無線電話ネットワークにおける前記サービング・ノードを識別するステップが更に、前記移動体無線端末から受信した前記ルーティング識別子に従って前記サービング・ノードを識別するステップを含む、請求項１に記載の移動体無線端末の識別方法。
3. 前記移動体無線端末から論理アドレス情報を受信するステップと、
   前記論理アドレスに従って、前記サービング・ノードを識別するためにドメイン・サーバーにアクセスするステップを更に含む、請求項１に記載の移動体無線端末の識別方法。
4. 前記サービング・ノードが、前記識別情報から前記移動体無線端末を識別できない場合にエラー・メッセージを提供するステップを更に含む、請求項１に記載の移動体無線端末の識別方法。
5. 無線電話ネットワークから無線ネットワークに移動体無線端末の遷移が行われる際に、前記移動体無線端末を識別する無線ネットワークにおいて、
   前記無線電話ネットワークがアクセスされる際に、前記移動体無線端末を識別するサービング・ノードと、
   前記無線ネットワークから、前記移動体無線端末により前記無線電話ネットワークにアクセスするために前に使用された前記移動体無線端末からの一時識別情報を受信し、識別のために前記サービング・ノードに前記移動体無線端末の前記識別情報を転送することにより、前記無線ネットワークへの遷移が行われる前に最後に前記移動体無線端末にサービスを提供した前記無線電話ネットワークにおけるサービング・ノードを識別するアクセス・サーバーであって、該サービング・ノードからの識別応答に基づいて、前記移動体無線端末が適切に識別されたかどうかを示し、前記識別応答を前記無線ネットワークに転送する、前記アクセス・サーバーとを備え、
   前記一時識別情報が、一時的加入者識別、一時的識別署名、およびルーティング識別子を含む、無線電話ネットワーク。
6. 前記アクセス・サーバーが、前記サービング・ノードに割り当てられたルーティング識別子とは別個の自己のルーティング識別子を有する、請求項５に記載の無線電話ネットワーク。

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