JP4541568B2 - モバイル・インターネット・アクセス - Google Patents

Description

【０００１】
（発明の分野）
本発明は、モバイル・インターネット・アクセスに関し、より詳細には、通信アクセス・ネットワークを介してインターネットに接続される移動端末を使用して得られるインターネットへのアクセスに関する。
【０００２】
（発明の背景）
この１０年間で最も大きな成長を経験した２つの技術分野は、インターネットと移動無線通信である。これら２つの分野の間の統合の程度は非常に近い将来であると予測することは驚くに当たらないかもしれない。事実、移動ネットワークの事業者は、本格的なインターネットへのアクセスのため、あるいは要求に従って財務データ、天気予報などの情報を配信できる限定的で「スマートな」メッセージ・システムをサポートするために、既に移動無線端末のためのインターネット・アクセスを容易にしている。今のところ移動通信ネットワークを介してインターネットにアクセスするためには、移動端末（というよりは端末のユーザ）は、移動ネットワークに加入しなければならない。この加入は、アクセス・ネットワーク自体への加入か、アクセス・ネットワークの事業者が適当な契約を結んでいる何らかの外国のネットワークへの加入である。
【０００３】
欧州の移動通信用グローバルシステム（GSM）では、加入者は、その加入者のホーム・ネットワークが存在する国を識別する国識別番号部、その加入者のホーム・ネットワークを識別するホーム・ネットワーク識別番号部、さらにその加入者のホーム・ネットワーク内の加入者を識別する加入者識別番号部を含む一意の国際移動電話加入者識別番号（International Mobile Subscriber Identity：IMSI）が割り当てられる。このコードは、加入者の移動端末に挿入される加入者識別モジュール（SIM）に格納される。移動ネットワークに登録すると、移動ネットワークの事業者がその端末の識別番号を検証して、（その加入者がホーム・ネットワークにいない場合）その加入者のホーム・ネットワークと料金の請求・支払い関係（billing relationship）を確定することを可能にするために、端末は移動ネットワークにIMSIを送る。この認証処理は、ホーム・ネットワークが、ホーム・ネットワークの加入者の現在位置の追跡結果を保持しているホーム・ロケーション・レジスタ（HLR）を更新できるようにして、着信呼や信号情報が正しい宛先に送られることを可能にする。
【０００４】
GSMにおけるインターネット・アクセスは、従来の回線交換ネットワークを介して得られる。しかし、非常に近い将来、GSMで利用可能なデータ・サービス、特に、インターネット・アクセス・サービスをかなり向上するに違いない（汎用無線パケット・サービス（General Packet Radio Service）つまりGPRSとして知られている）パケット交換コア・ネットワークをGSMに導入する計画がある。GPRSのようなパケット交換コア・ネットワークは、汎用移動通信サービス（Universal Mobile Telecommunications Service：UMTS）ネットワークのような、いわゆる第３世代の移動ネットワークに含まれるであろう。
【０００５】
潜在的な市場を拡張するためには、移動通信ネットワークの事業者は、将来インターネット接続事業者（ISP）と契約を結び、それらのISPに対して加入者が移動ネットワークを介してインターネットにアクセスできるようにするかもしれない。したがって将来は、移動ネットワークを介してインターネットにアクセスするために、移動端末が移動ネットワークに加入する必要は無いかもしれない。むしろ、移動ネットワークを介したインターネットへの接続は、ホームISPによって接続料金が請求される端末のホームISPによって認可される（authorised）かもしれない。
【０００６】
移動ネットワーク事業者とISPの間のこのような可能性のある将来の協調動作は、移動性を改善するとともに利用可能なサービスを拡張する可能性を開くとはいえ、移動端末の認証と、移動ネットワーク内のセキュリティに関連するある種の問題点を提起している。
【０００７】
（発明の要約）
現時点では、提案されている第３世代の汎用移動通信システム（UMTS）のような将来の移動通信システムは、移動端末の登録と認証を容易にする国際移動通信加入者識別番号（IMSI）を引き続き利用することが予見されている。したがって、移動ネットワークに加入していないが、インターネット接続事業者（ISP）に加入している移動端末は、移動ネットワークへの加入者と同様にIMSIが割り当てられる見込みが大きい。事実、ISMIという用語は、この一意の識別番号のより広い用途を示す国際移動体識別番号（International Mobile Identity：IMI）という、より一般的な用語で置き換えられるかもしれない。
【０００８】
移動ネットワークの場合、認証（およびその他の）メッセージをネットワーク間で中継するために、移動ネットワークを接続する専用信号ネットワークを存続させる見込みが大きい。例えば、かかる信号ネットワークは、No.７信号方式（SS7）に基いてもよいし、インターネット・プロトコル（IP）を使用してもよい。しかし、ISPが専用信号ネットワークに直接接続される見込みは小さいので、加入者または移動端末に割り当てられたIMIに基いて、移動ネットワークとISPの間で認証メッセージを中継するために何らかの方法を見つけなければならない。
【０００９】
本発明の発明者は、移動ネットワークとISPの間で信号情報が接続されることを可能にするため、IMIとISPのIPアドレスの間で翻訳を実行することが必要であることを認識した。
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、通信アクセス・ネットワークにおいてインターネット接続事業者（ISP）に加入して、ISPと料金の請求・支払い関係のある移動端末を認証する方法が提供されており、この方法は、
移動端末に一意の国際移動体識別番号（IMI）を割り当てることと、
IMIまたはIMIの一部が前記ISPを識別するネットワークに移動端末を最初に登録する処理の一部として、前記IMIまたは前記IMIの一部をアクセス・ネットワークに送ることと、
アクセス・ネットワークでIMIまたは前記IMIの一部を受信し、ISPのIPアドレス・データベースを使用して、前記IMIまたは前記IMIの一部をISPのIPアドレスにマッピングすることと、
識別されたIPアドレスを使用し、インターネットを介してアクセス・ネットワークからISPに認証要求を送ることと、
を含む。
【００１１】
望ましくは、前記アクセス・ネットワークは移動通信ネットワークであり、前記移動端末は移動無線端末である。本明細書中で使用される「移動端末」という用語は、インターネットに使用できるスタンド・アローン端末、ラップトップ・コンピュータ／パームトップ・コンピュータと移動電話機の組み合わせ、更にその他のかかるシステムを網羅していることに注意されたい。端末は、それぞれのIMIを格納したSIMカードを備えていてもよいし、IMIを端末のメモリに格納してもよい。代替方法として、アクセス・ネットワークは固定回線アクセス・ネットワークでもよいが、この場合、前記移動端末は、固定回線を使用してネットワークに接続される。
【００１２】
本発明の実施例は、移動端末がアクセス・ネットワークまたはISPに加入しているか否かに関係なく、１つのIMIフォーマットがすべての移動端末に使用されることを可能にする。その上、アクセス・ネットワークによって保持されているISPのIPアドレス・データベースを容易に更新して、IPアドレスの変更を反映することができる。ネットワークを使用したデータベースが無い場合、ISPに割り当てられたIPアドレスを変更することは困難であり、むしろ不可能であろう。何故ならば、そのISPに加入している移動端末のすべてで保持されているデータに変更を加える必要があるからである。
【００１３】
望ましくは、IMIは、加入者のホームISPが置かれている国を識別する国コード部、ホームISPを識別する事業者識別番号部およびホームISP内の端末または加入者を識別する加入者識別番号部を含む。更に望ましくは、前記ISPのIPアドレス・データベースが国コード部と事業者識別番号部の組み合わせを含む第１フィールドと、ISPのIPアドレス・データベースを含む第２のフィールドを含んでいて、アクセス・ネットワークに登録しようとしている移動端末から供給される国コード部と事業者識別番号部を使用してデータベースを探索することにより、ISPのIPアドレスを決定することができる。
【００１４】
望ましくは、アクセス・ネットワークは、複数の無線ネットワーク・コントローラ（RNC）を含む無線アクセス・ネットワークを含む汎用移動通信システム（UMTS）ネットワークである。１つまたはそれ以上のRNCは、インターネット・アクセス・サーバ（IAS）を介してインターネットに接続され、IMIまたはその一部をISPのIPアドレスにマッピングすることは、移動端末を担当するRNCで実行される。代替方法として、RNCがインターネットに直接接続されることを可能にする（ルーティング機能を含む）ある種のIAS機能をRNCに組み込んでもよい。
【００１５】
望ましくは、移動端末とネットワークの間の無線リンク設定（または登録）処理の一部として、移動端末からネットワークへ暗号化された認証証明書が送られる。アクセス・ネットワークによってこの証明書がISPに送られると、ISPは受信された証明書に基いて移動端末を認可する。次にISPは、アクセス・ネットワークを認可することを容認するか拒否する認可メッセージをアクセス・ネットワークに返す。
【００１６】
「ISP」という用語は、インターネットを介してサービスを提供する事業者を定義するように本明細書中で意図されていることに注意されたい。この事業者は、例えば、電話接続とインターネットとの間のインターフェースを加入者に提供する事業者でもよいし、従来の電話ネットワークの事業者でもよいし、さらには金融サービスのような何らかの他のサービスを提供する事業者でもよい。
【００１７】
本発明の第２の態様によれば、通信アクセス・ネットワークにおいてインターネット接続事業者（ISP）に加入して、ISPと料金の請求・支払い関係のある移動端末を認証する装置が提供されており、この装置は、アクセス・ネットワーク内に配置され、国際移動体識別番号（IMI）またはその一部を移動端末から受信する手段と、ISPのIPアドレス・データベースにアクセスして、受信したIMIまたはその一部をISPサーバのIPアドレスにマッピングする手段と、取り出したIPアドレスを使用し、インターネットを介してアクセス・ネットワークからISPに認証要求を送る手段とを含む。
【００１８】
望ましくは、前記アクセス・ネットワークは移動通信ネットワークであり、前記データベースにアクセスしてISPに認証要求を送る手段は、移動通信ネットワークの無線ネットワーク部の無線ネットワーク・コントローラ（RNC）内に配置される。
【００１９】
（明確な実施例の詳細な説明）
UMTS形式の移動通信ネットワーク（「アクセス」ネットワーク）が図１に示されている。このネットワークは、無線ネットワーク１とパケット交換コア・ネットワーク４を含むいくつかのサブネットワークを含む。無線ネットワーク１は、移動ネットワークと移動無線端末との間の無線インターフェースを提供する複数の基地局（BS）５を含む。無線ネットワークの基地局５は、各組が無線ネットワーク・コントローラ（RNC）６によって制御される複数の組に構成されている。各RNC６は、コア・ネットワーク４に接続されるが、より詳細には、コア・ネットワーク内で特にルーティング機能を実行する１つまたはそれ以上のGPRSをサポートするサービス側ノード（serving GPRS Support Nodes：SGSN）／GPRSをサポートするゲートウエイ・ノード（Gateway GPRS Support Nodes：GGSN）７に接続される。このほか、移動無線端末にダイレクト・インターネット・アクセス（DIA）を提供するために、RNC６のそれぞれは、インターネットに無線ネットワークのゲートウエイを提供するインターネット・アクセス・サーバ（IAS）８に直接接続される。音声、ファクシミリ、およびデータ・サービスを含む従来の電話のため、またはDIAを得るために移動ネットワークのサービスを使用したい移動端末のすべてのユーザは、移動端末に国際移動体識別番号（IMI）を割り当てておかなければならない。各IMIは、その加入者の事業者（つまりホーム・エージェント）が置かれている国を識別する国コード部、事業者識別番号部および加入者識別番号部を含む。IMIは、移動端末自体に格納してもよいし、端末に挿入されるSIMカードに格納してもよい。
【００２０】
IMIは、端末と料金の請求・支払い関係が確定した事業者によって割り当てられる。この事業者は、アクセス・ネットワークの事業者（つまり移動ネットワークの事業者）またはISPでよい。移動端末の事業者、移動ネットワークまたはISPの特質（nature）は、事業者識別番号部の前に付けられた数、例えば、移動ネットワークを示す「０」とISPを示す「１」によって区別される。代替方法として、事業者の（または使用すべきコア・ネットワークの）特質は、無線資源管理プロトコル（Radio Resource Control Protocol）のメッセージ／パラメータの中で識別されうる。
【００２１】
図１は、移動電話機に接続されたパームトップ・コンピュータまたはラップトップ・コンピュータから構成されてもよいし、あるいは、例えば、インターネットに使用可能な無線通信装置（「コミュニケータ」）など、スタンド・アローン装置でもよい移動無線端末９を示す。移動端末９のユーザがアクセス・ネットワークまたは或る外国の移動ネットワークに加入していると想定すると、端末９がアクセス・ネットワークのサービスエリア内でオンになったとき（つまり、そのネットワークのサービスエリアに入ったとき）、端末９は、そのネットワークの１つまたはそれ以上の一斉呼び出しチャネルを受信して、ネットワークと無線リンクを確定する。無線リンク確定処理の一部として、またはその直後に、移動端末９は、自分のIMIコードをネットワークに送らければならない。
【００２２】
アクセス・ネットワークがその移動端末ユーザのホーム・ネットワークである場合、コア・ネットワーク４は他のネットワークに照会せずにそのユーザを認証することができる。しかし、その端末ユーザが或る外国の移動ネットワーク１０の加入者であることをIMIコードが示している場合、コア・ネットワーク４は、該当する外国ネットワーク１０に認証要求を転送する。この処理は、将来の呼とその他のデータがアクセス・ネットワークを介してユーザに送られるためにユーザの現在位置を外国ネットワーク１０に知らせる結果を生じる。
【００２３】
移動ネットワークに対するユーザの登録が成功した後、無線ネットワークによって、あるいはアドレス自体を発生することにより、移動端末９にインターネット・プロトコル（IP）のアドレスが割り当てられると、移動端末９は、インターネット・アクセスを要求することができる。
【００２４】
次に、移動無線端末ユーザが移動ネットワークに加入しているのではなく、インターネット接続事業者（ISP）１１に加入していると想定されたい。ユーザのホーム・ネットワークの特質は、そのユーザに割り当てられたIMIの事業者識別番号部の前に「１」を付けることによって識別される。前と同様、移動端末９が移動ネットワークにサービス要求を送ると、移動端末９から移動ネットワークにIMIが送られる。ネットワークが移動端末９に無線リンクを割り当てる前に、ネットワークは、まず移動端末ユーザを認証して、そのユーザのホームISP１１と連絡をとって料金の請求・支払い関係を確定しなければならない。
【００２５】
移動ネットワークの無線ネットワーク・コントローラ（RNC）６のそれぞれは、データベース１２（つまりドメインネームサーバ）が設けられている。データベース１２には、国コードと事業者識別番号のペアを含む第１フィールドがあり、第２フィールドには、それぞれの第１フィールドのペアに関連するISPのIPアドレスが含まれる。移動端末９を制御するRNC６は、データベースを調べて、移動端末９から受信したIMIの国コードと事業者識別番号のペアに対応するISPのIPアドレスを識別する。ISPのアドレスが決定されると、RNCはインターネットを介してそのIPアドレスに認証要求を送る。この認証要求には、発信側のRNC６のIPアドレスとともに宛先のIPアドレスと、IMIと一緒に移動端末９によって移動ネットワークに届けられた証明書が含まれていることは勿論である。この証明書は一般に暗号化されているとともに、移動端末ユーザの識別番号を含む。受信側ISP１１が受信した証明書を正しく復号して、移動端末ユーザを認証できると想定すると、ISP１１から発信側RNC６に認可応答が返される。この認可応答は、移動端末９に対する無線リンクを設定することが認可され、結果として生じた料金をISP１１が容認することをRNC６に示す容認コード（accept code）を含む。ISPによって送られた認可応答は、暗号化されて移動ネットワークから移動端末９に送られる戻りの証明書を含む。この証明書は、移動ネットワークが、認可のために正しいISP１１と実際に連絡をとったことを移動端末９に示す。上で説明した信号情報の転送は、図２に詳しく示されている。
【００２６】
図３は、上に説明した移動端末を認証する方法を示す流れ図である。
【００２７】
本発明の範囲を逸脱することなく、上に説明した実施例を様々に変更できることは、当業者には理解できることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 インターネットに接続する移動端末にアクセス・ネットワークを提供する移動通信ネットワークを模式的に示す図。
【図２】 図１のネットワークを介して送信される信号メッセージを示す図。
【図３】 図１のネットワークで使用される認証処理を示す流れ図。

Claims (9)

1. インターネット接続事業者、ISP、に加入して前記ISPと料金の請求・支払い関係のある移動端末を、前記移動端末が加入していない通信アクセス・ネットワークにおいて認証する方法であって、
   前記移動端末に一意の国際移動体識別番号、IMI、を割り当てることと、
   IMIまたはIMIの一部が前記ISPを識別する通信アクセス・ネットワークに移動端末を最初に登録する処理の一部として、前記IMIまたは前記IMIの一部を通信アクセス・ネットワークに送ることと、
   通信アクセス・ネットワークでIMIまたは前記IMIの一部を受信し、ISPのIPアドレス・データベースを使用して、前記IMIまたは前記IMIの一部を前記ISPの前記IPアドレスにマッピングすることと、
   前記識別されたIPアドレスを使用し、インターネットを介して前記通信アクセス・ネットワークから前記ISPに認証要求を送ることと、を含む前記方法。
2. 請求項１記載の方法において、前記IMIは、
   加入者のホーム事業者が置かれている国を識別する国コード部と、
   前記移動端末すなわち加入者が加入するISPを識別する事業者識別番号部とを含む前記方法。
3. 請求項２記載の方法において、
   ホームISPにある端末または加入者を識別する加入者識別番号部を含む前記方法。
4. 請求項２または請求項３に記載の方法において、
   前記ISPのIPアドレス・データベースは、国コード部と事業者識別番号部の組み合わせを含む第１フィールドと、ISPのIPアドレス・データベースを含む第２のフィールドを含み、
   ISPの前記IPアドレスは、前記通信アクセス・ネットワークに登録しようとしている移動端末から供給される国コード部と事業者識別番号部を使用して、前記データベースを探索することによって決定されうる前記方法。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の方法において、
   前記通信アクセス・ネットワークは移動通信ネットワークであり、
   前記移動端末は移動無線端末である前記方法。
6. 請求項５記載の方法において、
   前記移動通信ネットワークは、複数の無線ネットワーク・コントローラ、RNC、を含む少なくとも１つの無線ネットワークを含む汎用移動通信システム、UMTS、通信アクセス・ネットワークであり、
   １つまたはそれ以上のRNCは、ルーティングおよび／またはアドレス割り当て機能を含み、
   前記IMIまたはその一部をISPのIPアドレスにマッピングすることは、前記移動端末を担当する前記RNCにおいて実行される前記方法。
7. 請求項１〜請求項６のいずれかに記載の方法であって、
   前記移動端末から前記通信アクセス・ネットワークに暗号化された形の認証証明書を送ることと、前記移動通信ネットワークから前記ISPに前記証明書を送って、前記ISPが前記受信した証明書に基いて前記移動端末を認可する前記方法。
8. インターネット接続事業者、ISP、に加入して、前記ISPと料 金の請求・支払い関係のある移動端末を、前記移動端末が加入していない通信アクセス・ネットワークにおいて 認証する装置であって、
   前記通信アクセス・ネットワーク内に配置され、国際移動体識別番号、IMI、またはその一部を前記移動端末から受信する手段と、
   ISPのIPアドレス・データベースにアクセスして、受信したIMIまたはその一部を前記ISPサーバのIPアドレスにマッピングする手段と、
   取り出したIPアドレスを使用し、インターネットを介して前記通信アクセス・ネットワークから前記ISPに認証要求を送る手段とを含む前記装置。
9. 請求項８記載の装置において、前記通信アクセス・ネットワークは移動通信ネットワークであり、前記データベースにアクセスする手段と、前記ISPに前記認証要求を送る手段とは、前記移動通信ネットワークの無線ネットワーク部の無線ネットワーク・コントローラ、RNC、内に配置される前記装置。

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