JP5588817B2 - ＷｉＭＡＸローミング通信システム - Google Patents

Description

本発明は、ＷｉＭＡＸ通信システムを利用したローミング通信サービスを提供するＷｉＭＡＸローミング通信システムに関する。

次世代の高速移動体通信方式としてＷｉＭＡＸ(Worldwide Interoperability for Microwave Access)が国際的に注目を集め、複数のネットワークサービスプロバイダでこのＷｉＭＡＸ通信システムを利用したサービスが提供されている。

利用者が、ＷｉＭＡＸ通信システムを利用したネットワークサービスプロバイダと契約している場合に、当該ネットワークサービスプロバイダと異なるＷｉＭＡＸ通信システムを利用したネットワークサービスプロバイダにおいて、提供される通信サービスとしてローミング通信がある。

図７は、このローミング通信を提供するＷｉＭＡＸローミング通信システム１００の説明図である。ＷｉＭＡＸローミング通信システム１００は、ＡＳＮ（Access Service Network）１０４ａとＣＳＮ（Connectivity Service Network）１０６とを有するHomeＷｉＭＡＸ通信システム１１８と、ＡＳＮ１０４ｂとＣＳＮ１０８とを有するVisitedＷｉＭＡＸ通信システム１２０とを備え、HomeＷｉＭＡＸ通信システム１１８とVisitedＷｉＭＡＸ通信システム１２０とはインターネット等で構成される広域通信網２４で接続される。ここで、HomeＷｉＭＡＸ通信システム１１８と、VisitedＷｉＭＡＸ通信システム１２０とは異なるネットークサービスプロバイダによって所有されている。

通信機能を有するコンピュータや携帯電話等である端末（ＭＳ）１２ａ、１２ｂはＡＳＮ１０４ａと、端末１２ｃ、１２ｄはＡＳＮ１０４ｂと接続して通信を行うことができる。

ＡＳＮ１０４ａは、端末１２ａ、１２ｂと無線接続する基地局１０２ａ、１０２ｂと、パケットを転送するＬ３スイッチ１６ａとを備え、ＡＳＮ１０４ｂもＡＳＮ１０４ａと同様に基地局１０２ｃ、１０２ｄと、Ｌ３スイッチ１６ｂとを備える。

ＣＳＮ１０６は、端末に対する通信リソースを管理するＰＦ（Policy Function）サーバであるHomeＰＦサーバ１１０と、端末の認証や課金情報の収集・管理を行うＡＡＡ（Authentication Authorization Accounting）サーバであるHomeＡＡＡサーバ１１２と、端末へＩＰアドレスを割り当て、管理をするＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）サーバであるHomeＤＨＣＰサーバ３０とを備える。また、ＣＳＮ１０８は、ＣＳＮ１０６と同様に、ＰＦサーバであるVisitedＰＦサーバ１１４と、ＡＡＡサーバであるVisitedＡＡＡサーバ１１６と、ＤＨＣＰサーバであるVisitedＤＨＣＰサーバ３６とを備える。

HomeＷｉＭＡＸ通信システム１１８では、端末１２ａと基地局１０２ａ間、端末１２ｂと基地局１０２ｂ間のそれぞれにおいて、ＱｏＳ特性の異なるサービスの流れに対応したコネクションであるサービスフロー（SF:Service Flow）が生成される。このサービスフローの識別子であるサービスフロー識別子（SFID：Service Flow Identifier）は、基地局１０２ａ、１０２bによって割り当てられる。VisitedＷｉＭＡＸ通信システム１２０においても、HomeＷｉＭＡＸ通信システム１１８と同様に基地局１０２ｃ、１０２ｄによって端末１２ｃ、１２ｄにサービスフロー識別子が割り当てられる。

また、HomeＷｉＭＡＸ通信システム１１８の端末１２ｂが、VisitedＷｉＭＡＸ通信システム１２０の基地局１０２ｃの無線接続可能エリア内に移動しネットワークエントリするためには、端末１２ｂは、ＡＳＮ１０４ｂ、ＣＳＮ１０８、広域通信網２４を介して、認証のリクエストメッセージを送信し、ＣＳＮ１０６のHomeＡＡＡサーバ１１２において認証を受ける必要がある。

このようなローミング通信における認証については非特許文献１に記載されている。この非特許文献１では、HomeＡＡＡサーバ１１２が端末１２ｂを認証した後に、何らかの理由により、端末１２ｂを強制的に切断する必要がある場合の処理手順に関して、HomeＡＡＡサーバ１１２からVisitedＡＡＡサーバ１１６に対して切断するためのメッセージを送信し、当該メッセージに、端末１２ｂが無線接続している基地局１０２ｃのＩＰアドレスを含めるべきである旨が記載されている。

IETF、RFC5176「Dynamic Authorization Extensions to RADIUS」 ２００８年１月、「3.Attributes」

しかしながら、HomeＷｉＭＡＸ通信システム１１８とVisitedＷｉＭＡＸ通信システム１２０とは、異なるネットークサービスプロバイダが所有しており、HomeＷｉＭＡＸ通信システム１１８に対して、VisitedＷｉＭＡＸ通信システム１２０内の基地局のＩＰアドレスを知らせると、セキュリティの低下を招くおそれがある。

本発明は、上記の課題を考慮してなされたものであって、ローミング通信サービスにおいて、セキュリティーを維持しつつ、ローミング通信端末を強制切断させることが可能なＷｉＭＡＸローミング通信システムを提供することを目的とする。

本発明に係るＷｉＭＡＸローミング通信システムは、端末の認証を行うＡＡＡ（Authentication Authorization Accounting）サーバを有するＣＳＮ（Connectivity
Service Network）と、前記端末が無線接続する基地局を有し前記ＣＳＮと接続するＡＳＮ（Access Service Network）と、を有するＷｉＭＡＸ通信システムを複数備え、一のＷｉＭＡＸ通信システムと他のＷｉＭＡＸ通信システムとは、異なるネットワークサービスプロバイダが所有し、前記他のＷｉＭＡＸ通信システムのＡＡＡサーバは、端末の識別符号と、前記他のＷｉＭＡＸ通信システムの基地局の識別符号との対応関係を定めるテーブルを備え、前記端末は、前記一のＷｉＭＡＸ通信システムと契約しているローミング通信端末であって、前記他のＷｉＭＡＸ通信システムにネットワークエントリする場合に前記テーブルに登録され、前記一のＷｉＭＡＸ通信システムのＡＡＡサーバは、前記ローミング通信端末を前記他のＷｉＭＡＸ通信システムから離脱させるためのメッセージを前記他のＷｉＭＡＸ通信システムのＡＡＡサーバに送信し、前記他のＷｉＭＡＸ通信システムのＡＡＡサーバは、前記メッセージと前記テーブルとを照合し、前記ローミング通信端末が無線接続する基地局に前記メッセージを送信し、前記メッセージを受信した前記基地局は、前記ローミング通信端末の無線接続を切断することを特徴とするＷｉＭＡＸローミング通信システム。

前記ＷｉＭＡＸローミング通信システムにおいて、前記他のＷｉＭＡＸ通信システムの基地局は、前記一のＷｉＭＡＸ通信システムのＡＡＡサーバに、無線接続している前記ローミング通信端末との通信状況に対応するパケットを送信し、前記一のＷｉＭＡＸ通信システムのＡＡＡサーバは、受信した前記パケットに基づいて、前記ローミング通信端末を前記他のＷｉＭＡＸ通信システムから離脱させるためのメッセージを前記他のＷｉＭＡＸ通信システムのＡＡＡサーバに送信することを特徴とする。

本発明のＷｉＭＡＸローミング通信システムによれば、他のＷｉＭＡＸ通信システムのＡＡＡサーバに、端末の識別符号と、前記他のＷｉＭＡＸ通信システムの基地局の識別符号との対応関係を定めるテーブルを備え、前記端末は、前記他のＷｉＭＡＸ通信システムにネットワークエントリする場合に前記テーブルに登録されることにより、セキュリティーを維持しつつ、ローミング端末を強制切断させることができる。

本発明の実施形態に係るＷｉＭＡＸローミング通信システムの説明図である。 端末がネットワークエントリする前のVisitedＰＦサーバが備えるテーブルＴ１の説明図である。 VisitedＡＡＡサーバが備えるテーブルＴ２の説明図である。 サービスフロー識別子の割り当て手順についての説明図である。 端末がネットワークエントリする際のVisitedＡＡＡサーバが備えるテーブルＴ２の説明図である。 ローミング通信端末の切断手順についての説明図である。 従来の一般的なＷｉＭＡＸローミング通信システムの説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明のＷｉＭＡＸローミング通信システムの説明図であり、図２は、端末がネットワークエントリする前のVisitedＰＦサーバ３２が備えるテーブルＴ１の説明図であり、図３は、VisitedＡＡＡサーバ３４が備えるテーブルＴ２の説明図であり、図４は、サービスフロー識別子の割り当て手順についての説明図であり、図５は、端末がネットワークエントリする際のVisitedＡＡＡサーバが備えるテーブルＴ２の説明図である。なお、図７に示したＷｉＭＡＸローミング通信システム１００と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

ＷｉＭＡＸローミング通信システム１０は、ＡＳＮ１８ａとＣＳＮ２０とを有するHomeＷｉＭＡＸ通信システム３８（一のＷｉＭＡＸローミング通信システム）と、ＡＳＮ１８ｂとＣＳＮ２２とを有するVisitedＷｉＭＡＸ通信システム４０（他のＷｉＭＡＸローミング通信システム）とを備える。

HomeＷｉＭＡＸ通信システム３８とVisitedＷｉＭＡＸ通信システム４０とは広域通信網２４で接続され、HomeＷｉＭＡＸ通信システム３８と、VisitedＷｉＭＡＸ通信システム４０とは異なるネットークサービスプロバイダによって所有されている。

ＡＳＮ１８ａは、端末１２ａ、１２ｂと無線接続する基地局１４ａ、１４ｂと、Ｌ３スイッチ１６ａとを備え、ＡＳＮ１８ｂもＡＳＮ１８ａと同様に基地局１４ｃ、１４ｄと、Ｌ３スイッチ１６ｂとを備える。基地局１４ａ〜１４ｄは、ＱｏＳの管理等を行うＡＳＮＧＷ（Access Service Network-Gateway）の機能も備えている。

ＣＳＮ２０は、ＰＦサーバであるHomeＰＦサーバ２６と、ＡＡＡサーバであるHomeＡＡＡサーバ２８と、ＤＨＣＰサーバであるHomeＤＨＣＰサーバ３０とを備え、ＣＳＮ２２は、ＰＦサーバであるVisitedＰＦサーバ３２と、ＤＨＣＰサーバであるVisitedＡＡＡサーバ３４と、ＤＨＣＰサーバであるVisitedＤＨＣＰサーバ３６とを備える。

VisitedＰＦサーバ３２は、図２に示す、端末の識別符号と前記端末の識別符号に対して割り当てられるサービスフロー識別子（SFID）との関係を規定するテーブルＴ１を備える。

テーブルＴ１では、「SFID」の１〜４は、VisitedＷｉＭＡＸ通信システム４０と契約する端末用のサービスフローを作成するための領域であり、「SFID」の５〜１２には、VisitedＷｉＭＡＸ通信システム４０と契約していないローミング通信端末用のサービスフローを作成するための領域が確保されている。

ここで、テーブルＴ１は「SFID」に対して、「UtID」は端末の識別符号を示し、「SfFlag」はデータの種別を示し、一般のデータを「０」、制御系データを「１」で示し、「UlDl」はアップリンクを「０」で、ダウンリンクを「１」で示し、「SfStatus」はVisitedＷｉＭＡＸ通信システム４０と契約する端末用に確保するHome領域を「０」で示し、VisitedＷｉＭＡＸ通信システム４０に対して、HomeＷｉＭＡＸ通信システム３８のように別ネットークサービスプロバイダと契約する端末用に確保するVisited領域内で使用する場合に「１」で示し、「QosID」はＱｏＳの品質毎に「１０１〜１０４、２０１〜２０４」と規定して示す。
テーブルＴ１では、「SFID」１〜４について、ＭＡＣアドレスが「Ｈ１」である端末に対して、サービスフロー識別子及びＱｏＳプロファイル等が設定されている。また、「SFID」の５〜１２には、ローミング通信端末用として、予めサービスフロー識別子及びＱｏＳプロファイル等が設定されている。ローミング通信端末のネットワークエントリ前のテーブルＴ１の「UtID」は、未設定となっている。

VisitedＡＡＡサーバ３４は、図３に示す端末の識別符号（MSID）と、当該端末の無線接続先の基地局の識別符号（BSID）との対応関係を定めるテーブルＴ２を備える。端末の識別符号、基地局の識別符号は、それぞれを特定することができれば、特に限定されるものではなく、端末の識別符号としては例えばＭＡＣアドレス、基地局の識別符号としてはＩＰアドレスとすることができる。

また、VisitedＡＡＡサーバ３４は、後述する「Radius Access Request」内の認証レルム(realm)に基づいて、端末が契約するネットワークサービスプロバイダを判断する機能を備える。

＜サービスフロー識別子の割り当て＞
次に、HomeＷｉＭＡＸ通信システム３８を所有するネットワークサービスプロバイダと契約している端末１２ｂ（ローミング通信端末）が、契約していないネットワークサービスプロバイダのVisitedＷｉＭＡＸ通信システム４０を利用して通信する、いわゆるローミング通信をする場合の端末１２ｂに対するサービスフロー識別子の割り当てについて、図４を用いて説明する。なお、端末１２ａがローミング通信をする場合のサービスフロー識別子の割り当てについても同様に行われる。

端末１２ｂに対するサービスフロー識別子の割り当ては、基地局１４ｃの配下としてネットワークエントリされる過程において行われる。端末１２ｂが、HomeＷｉＭＡＸ通信システム３８において認証を受けるために、「Calling Station Id」及び認証ユーザアカウントを含めたメッセージ「Radius Access Request」を、基地局１４ｃ、Ｌ３スイッチ１６ｂを介して、VisitedＡＡＡサーバ３４に送信する（ステップＳ１）。

このネットワークエントリの過程において、VisitedＡＡＡサーバ３４のテーブルＴ２に端末１２ｂが登録される（ステップＳ２）。テーブルＴ２では、端末１２ｂのＭＡＣアドレス「Ｖ１」が「MSID」として、基地局１４ｂのＩＰアドレス「Ｐ１」が「BSID」として登録されている（図３参照）。

VisitedＡＡＡサーバ３４は、前記認証レルムから端末１２ｂの認証先であるHomeＡＡＡサーバ２８を特定し、HomeＡＡＡサーバ２８にメッセージ「Radius Access Request」を転送する（ステップＳ３）。

HomeＡＡＡサーバ２８は、受信したメッセージ「Radius
Access Request」内の「Calling Station Id」と認証ユーザアカウントとの少なくともいずれか一方に基づいて、端末１２ｂの認証の可否を行う。HomeＡＡＡサーバ２８は、端末１２ｂを認証した場合にはRadius認証パケット「Radius Access Accept」をVisitedＡＡＡサーバ３４に送信する（ステップＳ４）。なお、HomeＡＡＡサーバ２８は、端末１２ｂを認証しない場合には、メッセージ「Radius Access Reject」をVisitedＡＡＡサーバ３４に送信する。

VisitedＡＡＡサーバ３４は、受信した前記「Radius
Access Accept」を基地局１４ｃに転送する（ステップＳ５）。

前記「Radius Access Accept」を受信した基地局１４ｃは、VisitedＰＦサーバ３２に対して、端末１２ｂに対するサービスフローの生成を要求する旨のメッセージ「Request」をVisitedＰＦサーバ３２に送信する（ステップＳ６）。

VisitedＰＦサーバ３２は、受信したメッセージ「Request」をテーブルＴ１と照合して、サービスフロー識別子を決定し、決定したサービスフロー識別子とともに、求められたＱｏＳプロファイル等を基地局１４ｃに送信する（ステップＳ７）。

ここで、前記サービスフロー識別子を決定等は、次のような手順で行われる。まず、VisitedＰＦサーバ３２は、受信したメッセージ「Request」とテーブルＴ１とを照合し、端末１２ｂのＭＡＣアドレスがテーブルＴ１には登録されていないことを確認し、ローミング通信端末用の領域である「SFID」５〜１２のいずれかの領域が確保する。

ここでは、「SFID」６、８、１０、１２が確保されるとする。VisitedＰＦサーバ３２は、「SFID」６、８、１０、１２の「SfStatus」を「０」から「１」に変更し、端末１２ｂの識別符号に対するサービスフロー識別子及びＱｏＳプロファイル等を設定する。

基地局１４ｃは、受信したサービスフロー識別子及びＱｏＳプロファイル等に基づいて、端末との間でサービスフローを生成する（ステップＳ８）。

また、端末１２ｂからは、課金情報に関するメッセージである「Radius Accounting Request」がVisitedＡＡＡサーバ３４に送信される（ステップＳ９）。

＜ローミング通信端末の切断＞
次に、ローミング通信端末をローミング通信端末が契約しているネットワークサービスプロバイダが所有するＷｉＭＡＸ通信システムから切断する手順について説明する。図６は、ローミング通信端末の切断手順についての説明図である。

ローミング通信端末である端末１２ｂがネットワークエントリしているVisitedＷｉＭＡＸ通信システム４０では、ローミング通信端末がネットワークエントリしている場合には、基地局１４ｃ、１４ｄは、Ｌ３スイッチ１６ｂ、ＣＳＮ２２、広域通信網２４を介して、HomeＡＡＡサーバ２８に通信状況に対応するパケットを定期的に送信する。当該パケットの内容としては、基地局１４ｃ、１４ｄと無線接続している端末の識別符号、通信量等である。

HomeＡＡＡサーバ２８は、定期的に送信されてくる通信状況に対応するパケットに基づいて、端末１２ｂを切断すべきと判断した場合には、VisitedＡＡＡサーバ３４にメッセージ「RADIUS Disconnect Request」を送信する（ステップＳ１１）。

ここで、端末を切断すべきと判断される場合としては、例えば、基地局から送信される通信状況から端末の通信量が、契約内容で規定している一定の通信量を超えたと判断された場合である。また、既にネットワークエントリしている端末と同一の認証ユーザアカウントで他の端末がネットワークエントリを頻繁に求めてくる場合には、不正アクセスが行われていると判断される場合である。

VisitedＡＡＡサーバ３４は、メッセージ「RADIUS
Disconnect Request」とテーブルＴ２とを照合し、端末１２ｂが無線接続している基地局を特定し、前記メッセージを特定した基地局である基地局１４ｃに転送する（ステップＳ１２）。

前記メッセージを受信した基地局１４ｃは、無線接続している端末１２ｂとの接続を切断し、端末１２ｂを強制離脱させる（ステップＳ１３）。

以上説明したように、ＷｉＭＡＸローミング通信システム１０は、HomeＷｉＭＡＸ通信システム３８と、VisitedＷｉＭＡＸ通信システム４０とを備え、ＷｉＭＡＸ通信システム３８とＷｉＭＡＸ通信システム４０とは、異なるネットワークサービスプロバイダが所有し、VisitedＡＡＡサーバ３４は、端末の識別符号と、前記ＷｉＭＡＸ通信システム４０の基地局１４ｃ、１４ｄの識別符号との対応関係を定めるテーブルＴ２を備え、端末１２ｂは、ＷｉＭＡＸ通信システム３８と契約しているローミング通信端末であって、基地局１４ｃにネットワークエントリする場合に前記テーブルＴ２に登録され、HomeＡＡＡサーバ２８は、端末１２ｂをVisitedＷｉＭＡＸ通信システム４０から離脱させるためのメッセージをVisitedＡＡＡサーバ３４に送信し、VisitedＡＡＡサーバ３４は、前記メッセージと前記テーブルＴ２とを照合し、端末１２ｂが無線接続する基地局１４ｃに前記メッセージを送信し、前記メッセージを受信した前記基地局１４ｃは、端末１２ｂの無線接続を切断する。

また、基地局１４ｃ、１４ｄは、HomeＡＡＡサーバ２８に、無線接続している端末１２ｂとの通信状況に対応するパケットを送信し、HomeＡＡＡサーバ２８は、受信した前記パケットに基づいて、端末１２ｂをVisitedＷｉＭＡＸ通信システム４０から離脱させるためのメッセージをVisitedＡＡＡサーバ３４に送信する。

ＷｉＭＡＸローミング通信システム１０によれば、VisitedＡＡＡサーバ３４に、端末の識別符号と、前記他のＷｉＭＡＸ通信システムの基地局１４ｃ、１４ｄの識別符号との対応関係を定めるテーブルＴ２を備え、端末１２ｂは、VisitedＷｉＭＡＸ通信システム４０にネットワークエントリする場合に前記テーブルＴ２に登録されることにより、セキュリティーを維持しつつ、ローミング端末を強制切断させることができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０、１００…ＷｉＭＡＸローミング通信システム
１２ａ〜１２ｄ…端末（ＭＳ）
１４ａ〜１４ｄ、１０２ａ〜１０２ｄ…基地局（ＢＳ）
１６ａ、１６ｂ…Ｌ３スイッチ
１８ａ、１８ｂ、１０４ａ、１０４ｂ…ＡＳＮ
２０、２２、１０６、１０８…ＣＳＮ
２４…広域通信網
２６、１１０…HomeＰＦサーバ
２８、１１２…HomeＡＡＡサーバ
３０…HomeＤＨＣＰサーバ
３２、１１４…VisitedＰＦサーバ
３４、１１６…VisitedＡＡＡサーバ
３６…VisitedＤＨＣＰサーバ
３８、１１８…HomeＷｉＭＡＸ通信システム
４０、１２０…VisitedＷｉＭＡＸ通信システム
Ｔ１、Ｔ２…テーブル

Claims (2)

1. 端末の認証を行うＡＡＡ（Authentication Authorization Accounting）サーバを有するＣＳＮ（Connectivity
   Service Network）と、
   前記端末が無線接続する基地局を有し前記ＣＳＮと接続するＡＳＮ（Access Service Network）と、
   を有するＷｉＭＡＸ通信システムを複数備え、
   一のＷｉＭＡＸ通信システムと他のＷｉＭＡＸ通信システムとは、異なるネットワークサービスプロバイダが所有し、
   前記他のＷｉＭＡＸ通信システムのＡＡＡサーバは、端末の識別符号と、前記他のＷｉＭＡＸ通信システムの基地局の識別符号との対応関係を定めるテーブルを備え、
   前記端末は、前記一のＷｉＭＡＸ通信システムと契約しているローミング通信端末であって、前記他のＷｉＭＡＸ通信システムにネットワークエントリする場合に前記テーブルに登録され、
   前記一のＷｉＭＡＸ通信システムのＡＡＡサーバは、前記ローミング通信端末を前記他のＷｉＭＡＸ通信システムから離脱させるためのメッセージを前記他のＷｉＭＡＸ通信システムのＡＡＡサーバに送信し、
   前記他のＷｉＭＡＸ通信システムのＡＡＡサーバは、前記メッセージと前記テーブルとを照合し、前記ローミング通信端末が無線接続する基地局に前記メッセージを送信し、
   前記メッセージを受信した前記基地局は、前記ローミング通信端末の無線接続を切断する
   ことを特徴とするＷｉＭＡＸローミング通信システム。
2. 請求項１記載のＷｉＭＡＸローミング通信システムにおいて、
   前記他のＷｉＭＡＸ通信システムの基地局は、前記一のＷｉＭＡＸ通信システムのＡＡＡサーバに、無線接続している前記ローミング通信端末との通信状況に対応するパケットを送信し、
   前記一のＷｉＭＡＸ通信システムのＡＡＡサーバは、受信した前記パケットに基づいて、前記ローミング通信端末を前記他のＷｉＭＡＸ通信システムから離脱させるためのメッセージを前記他のＷｉＭＡＸ通信システムのＡＡＡサーバに送信する
   ことを特徴とするＷｉＭＡＸローミング通信システム。