JP6463635B2 - 利用者を活性化する方法，利用者を認証する方法，利用者トラヒックを制御する方法，３ＧトラヒックＷｉ−Ｆｉう回網の利用者接続を制御する方法及び３Ｇトラヒックう回システム - Google Patents

Description

本発明は，独立かつ複数事業者の３Ｇトラヒックう（迂）回システム（ｔｒａｆｆｉｃ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ），同システムにおいて利用者を活性化及び認証し，利用者接続を制御する方法，並びにシステム内のトラヒックを制御する方法に関する。

携帯電話網事業者とは独立したＷｉ−Ｆｉ網であって，別個の通信事業者の利用者に同時にデータトラヒックをう回させるサービスを提供できるＷｉ−Ｆｉ網の実現が提案される。システムは独自のデータベースを有し，通信事業者のデータベースに問い合わせる必要がないように，利用者についての情報が上記のデータベースに保管され，システムを独立にする。

さらにこのシステムは，通信事業者Ａの利用者が，通信事業者Ａの国際移動体通信加入者識別情報（ＩＭＳＩ）を用いて，通信事業者ＢのＷｉ−Ｆｉデータ通信サービス（データプラン）を利用できるようにし，ＳＩＭカードを置き換える必要がないようにする。システムはさらに，利用者がローミング中に，すなわち，利用者の番号体系の固有範囲外で，利用者が接続できるようにする。

移動体からインターネットへの接続は，年々世界的規模で相当に増加している。いくつかの国においては，移動体接続の数が，固定端末からインターネットへの接続の数を既に大きく超えている。最近３年間のいくつかの国における移動体接続の数の伸びは年１００％を超えている。移動体接続の普及は主に，より利用可能な値段をもたらした３Ｇセルラ網の実現，並びにスマートホン及びタブレットの開発及び成長によってもたらされた。

加速する成長の効果は既により大きな都市部で観察され，３Ｇ技術及び設置された網の基盤設備双方がもはや，新規利用者の要求に耐えられなくなっている。セルラ網上では，いくつかの要因のために，セル数の増加は常に可能及び／又は実現可能な訳ではない。通信事業者ごとの周波数スペクトラム使用の制限は，利用者により多くの，より良いサービスを提供することに関する制限要因の一つである。さらに，セルラ移動体網の次世代技術，すなわち４Ｇはまだ実現されておらず，これらの網の周波数及び分割も未だ規定されていない。

今日の携帯電話のふくそう（輻輳）問題に対する短期で実現可能な主要解決策として，Ｗｉ−Ｆｉ技術の利用が浮上している。この技術的選択肢には，ほとんどのスマートホン及びタブレットにＷｉ−Ｆｉインタフェースが存在すること，Ｗｉ−Ｆｉ技術の世界標準化，多くの装置製造事業者の存在，接続場所の実現費用の低下，装置のアクセスポイント（ＡＰ）部品の小型化，この技術が可能にした高伝送速度，及びインターネットプロトコル（ＩＰ）システムとの完全な統合，のような種々の面が寄与している。

Ｗｉ−Ｆｉ網は無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）とも呼ばれ，米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）が規定する８０２．１１ファミリの標準（例えば，８０２．１１ａ，８０２．１１ｂ，８０２．１１ｇ及び８０２．１１ｎ）を用いる。元々はいくつかの電話が８０２．１１ｂで動作するに過ぎなかった。しかし，今では２．４ＧＨｚ，５．３ＧＨｚ及び５．８ＧＨｚで動作する四つのプロトコル８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎのすべてを利用できる電話がある。Ｗｉ−Ｆｉ技術が可能にする高伝送速度値に関して例示すれば，プロトコル８０２．１１ａ及び８０２．１１ｎは１００Ｍｂ／ｓを超える伝送容量を有する。

上述の理由によって，移動体網を救済するためにＷｉ−Ｆｉ技術を用いることがいくつかの文書の研究課題になってきた。例えば，国際公開第2005/008964 A1号及び米国特許出願公開第2007/0268855 A1号は，ＧＳＭ（登録商標）３Ｇシステムに統合されたＷＬＡＮ網について提示している。このような網間統合は，ＧＳＭ（登録商標）網外で利用者を認証する独立の機構がないため，利用者識別及び認証のために複雑な方法でなされており，ＷＬＡＮとＧＳＭ（登録商標）網との間の直接統合が必要である。

通信事業者内に配置されたプロキシサーバによって，Ｗｉ−Ｆｉと３Ｇ網とを同時に運用する統合は，米国特許出願公開第2010/01154044 A1号に開示されている。しかしながら，トラヒックが毎秒数十ギガビット（Ｇｂ／ｓ）に達することがある大規模な運用については，いくつかの制限が提示されている。このような運用システムとの統合は，帰属位置レジスタ（Ｈｏｍｅ Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ，ＨＬＲ）による接続及び認証制御システムを再利用することを目的としている。何となれば，これらのシステムだけが各装置のＳＩＭカードに記録されたＩＭＳＩに関係する認証鍵Ｋｉを有しているためである。この統合モードは，救済システムを唯一の通信事業者に限定する。このような限定は，米国特許出願公開第2011/0222523号，米国特許出願公開第2007/0268855 A1号及び国際公開第2006/055986 A2号にも開示されている。

本発明は，ＨＬＲへの接続を必要としないシステムを提案する。このシステムは，上述のシステムのようにＫｉを利用する必要なく生成され，各利用者移動装置（ＥＭＵ，又はＵＭＥ）に送信される独自の鍵を有する。換言すれば，提案システムは，通信事業者のデータベースに問い合わせることなく，完全に３Ｇ網の管理及びシステム外で，利用者を認証するプロセスを提供する。また，偽の利用者がショートメッセージサービス（ＳＭＳ）を介して鍵についての情報を受信することは不可能であるため，提案システムは認証鍵の確認を行う。この認証鍵はＷｉ−Ｆｉ網によってＳＭＳを介して送信され，どのような種類の改ざんにも対抗するセキュリティシステムである。比較として，米国特許出願公開第2011/0222523 A1号は，どのようなセキュリティ機構もなしに，アクセスポイントの存在を通知し，Ｗｉ−Ｆｉ網への移行（ｍｉｇｒａｔｉｏｎ）を開始するだけの呼出しシステムを提案している。

米国特許出願公開第2010/0135491 A1号は，Ｗｉ−Ｆｉ網に接続するとき，利用者が手入力した利用者の識別情報及びパスワードによる識別方法を提供している。これに対して，本発明が提案するシステムは，認証プロセスに対する利用者の妨害がなく，接続制御のセキュリティが大いに増加する。全認証プロセスは，ＵＭＥが捕捉したＩＭＳＩ及び移動体通信加入者ＩＳＤＮ番号（ＭＳＩＳＤＮ）に基づいている。ＭＳＩＳＤＮは，実際には利用者のセルラ（携帯電話）番号である。ＭＳＩＳＤＮは通常ＳＩＭカードには記録されないが，提案システムはＭＳＩＳＤＮの安全な識別及び対応するＩＭＳＩとの適切な連携のための方法を提供することに注意されたい。このように，提案システムはＳＭＳを介して，安全かつ利用者に透過的な方法で送信された鍵を交換することによって，利用者を管理及び認証するための独自のデータベースを自動的に構築する。必要なときは，利用者の真正性を再検証するために，このＳＭＳを介した認証プロセスを何回か行ってもよい。通信事業者のシステムとの直接対話はないため，提案システムは，移動体通信国識別符号（ＭＣＣ）及び移動体通信網識別符号（ＭＮＣ）によって利用者の通信事業者を識別し，それによって，種々の通信事業者の利用者による接続を可能にしている。この特徴は非常に重要であり，先行技術に存在するトラヒックう回システムに対して非常に大きな差を提案システムに提供する。

トラヒックう回プロセスの制御は，う回させるトラヒック全体を最適化する重要な要因である。例えば，米国特許出願公開第2011/0222523 A1号に提示されている方法は，Ｗｉ−Ｆｉ網へのトラヒックう回に関する制御，決定及び情報が３Ｇ網を介して伝送されるため，３Ｇ網とＷｉ−Ｆｉ網との共存を必要とする。このような伝送は３Ｇ網のふくそうのため遅延することがあり，それによってう回網への迅速な接続が妨げられる。本発明においては，う回決定プロセスはＵＭＥによって管理され，したがって，決定された範囲内の３Ｇ網の制御トラヒックの増加を防ぎ，Ｗｉ−Ｆｉ網接続の速度及び効率を増加させる。

本発明は，利用者を活性化し，認証し，トラヒックを制御し，利用者の３ＧトラヒックＷｉ−Ｆｉう回網への接続を制御する方法に関する。有効化方法は利用者装置（ＵＭＥ）の制御プログラムの組込みを必要とし，ＵＭＥと，認証サーバと，システム自体のデータベースとの間の情報（例えば，ＩＭＳＩ，ＭＳＩＳＤＮ及び利用者公開鍵（ＵＰＫ））の交換段階からなる。最後に，ＵＭＥは活性化状態についての応答を受信する。

利用者認証方法は，ＵＭＥからＩＰアドレスを送信するＤＨＣＰサーバへの，Ｗｉ−Ｆｉう回網への接続要求で始まる。次に，ＵＭＥは認証サーバへＩＭＳＩ番号，ＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスを含むＴＣＰパケットを送信する。認証サーバは，ＵＭＥが前に認証されているか否かを検査し，ＩＭＳＩ番号の形式が有効か否かを検証し，利用者の通信事業者を特定し，ＵＭＥ識別データ並びにデータベースにおける評価のための公開鍵及び秘密鍵を記憶する。データベースにおいて最新のＵＭＥ認証の有効性を検証した後，認証サーバはＳＭＳを介してＵＭＥにＲＡＮＤランダム接続符号を送信し，ＵＭＥは利用者にメッセージが見えないようにメッセージを遮断する。ＲＡＮＤ符号はＵＰＫによって暗号化され，ＩＭＳＩ番号と共にＷｉ−Ｆｉ網を介して認証サーバに返送される。ＵＭＥが検証されると，認証サーバはＩＭＳＩをデータベースに記憶するか，ＵＭＥの認証有効期間を更新する。次に，う回網への接続の解放メッセージがトラヒック制御サーバに送信され，認証確認メッセージがＵＭＥに送信される。

動的トラヒック制御方法は，う回Ｗｉ−Ｆｉ網でのＵＭＥ記録ごとにトラヒック制御規則が更新され，利用者への接続を解放するステップと，トラヒックを制御するステップと，ふくそうを制御するステップと，ＵＤＰ／ＴＣＰポートをブロックするステップと，同時接続を制御するステップと，ファイヤウォールを提供するステップと，を有する。

利用者接続制御方法によって，ＵＭＥのＷｉ−Ｆｉ受信器がオンになっているか否か，及びＵＭＥに接続されているＷｉ−Ｆｉ網があるか否かが検証される。次に，通信事業者のう回網のＳＳＩＤを有するＷｉ−Ｆｉアクセスポイントを探索し，ＵＭＥがどのＷｉ−Ｆｉ網にも接続されていないとき，又はＵＭＥが通信事業者のう回網とは異なるＷｉ−Ｆｉ網に接続されているときは，発見したアクセスポイントがＵＭＥに接続される。又は，通信事業者のう回網のＳＳＩＤを有する別のＷｉ−Ｆｉアクセスポイントを探索し，ＵＭＥが通信事業者のう回網に既に接続しているときは，ＵＭＥに接続されている網の信号レベルと，う回網の発見されたＷｉ−Ｆｉアクセスポイントの信号レベルとを比較し，より良好な信号レベルのＷｉ−Ｆｉアクセスポイントとの接続を選択する。この後，接続されたＷｉ−Ｆｉインタフェースにおけるデータ接続の存在を検証し，ＵＭＥの認証を行う。最後に，ＵＭＥ上に「オン」又は「オフ」のメッセージが表示される。

３Ｇトラヒックう回システムもまた提案される。このシステムは，少なくとも一つの利用者装置と，少なくとも一つのＶＬＡＮスイッチによって接続された少なくとも一つのＷｉ−Ｆｉアクセスポイントと，ＤＨＣＰサーバと，トラヒック制御サーバと，ルータと，認証サーバと，イベント記録データベースと，独自のデータベースとを備える。

３ＧトラヒックＷｉ−Ｆｉう回システムの実施例を示す図である。 利用者活性化プロセスに関係する，システム内の要素間のメッセージの流れを示す図である。 利用者認証プロセスに関係する，システム内の要素間のメッセージの流れを示す図である。 Ｗｉ−Ｆｉう回網の利用者認証プロセスのフローチャートである。 う回網上の利用者有効期間を検証するプロセスのフローチャートである。 Ｗｉ−Ｆｉう回網上の利用者接続制御のフローチャートである。

以降，添付の図面に示した実施形態の例に基づいて本発明を説明する。

ＧＳＭ（登録商標）網のような携帯電話事業者の網と独立なトラヒックう回システムと，利用者の活性化及び利用者認証の方法の利用と，トラヒック及び３ＧトラヒックＷｉ−Ｆｉう回網への利用者の接続を制御する方法の利用と，が提案される。このようにして，上述の先行技術に存在する問題の解決策が提案される。

図１には，提案する３Ｇトラヒックう回システムの実施例が示されている。このシステムは次に掲げる要素，利用者の移動体通信接続用装置（ＥＭＵ，又はＵｓｅｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ＵＭＥ）１，無線網への接続点（アクセスポイント，ＡＰ）２，動的ホスト設定プロトコル（ＤＨＣＰ）サーバ３，トラヒック制御サーバ４，ルータ５，利用者認証サーバ６，利用者データベース７，及びイベント記録データベース（ＬＯＧ）８から構成されている。そして，これらの要素それぞれの主な特性に関する説明と，各要素間の対話関係とが示されている。

利用者装置（ＵＭＥ）１は，携帯電話（セルラ）装置，タブレット，又は移動体通信接続を可能にする任意の装置であってよく，８０２．１１ａ，８０２．１１ｂ，８０２．１１ｇ及び８０２．１１ｎの各プロトコルと両立することが望ましい。後者はＷｉ−Ｆｉ技術を利用するため，単にこの方法によって，利用者は提案のトラヒックう回網に接続することができる。この装置１において，無線接続制御プログラムが利用者に透過的な方法で組み込まれ，認証及び網への接続の解放が行われる。

アクセスポイント（ＡＰ）２，すなわち，無線Ｗｉ−Ｆｉ網への接続を可能にする基地局無線装置（ＥＲＢ，又はＢａｓｅ Ｒａｄｉｏ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ＢＲＥ）は，８０２．１１ａ，８０２．１１ｂ，８０２．１１ｇ及び８０２．１１ｎの各プロトコルと両立し，各地域（国）の主管庁によって認可された周波数で動作することが望ましい。ＡＰ２は「透過ブリッジ」（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ｂｒｉｄｇｅ）モードで動作する能力を有することが望ましく，それによって，ＩＰ分配プロセス並びに帯域及び利用者認証の制御が，利用者装置１と，そのようなタスクを行う装置（それぞれ，ＤＨＣＰサーバ３，トラヒック制御サーバ４，及び利用者認証サーバ６）との間で行われるであろう。

ＤＨＣＰサーバ３は各利用者へのＩＰアドレス分配を制御する。ＩＰアドレスは，システム位置におけるＩＰアドレスの可用性に従って供給されるリストに従って，通信事業者が付与する。ＩＰ分配プロセスの全体はＤＨＣＰプロトコルに従う。

トラヒック制御サーバ４は，伝送速度制御及びＷｉ−Ｆｉ網への接続の解放双方を行う。利用者のＷｉ−Ｆｉ網への完全な解放は，利用者装置１とインターネットとの間の無制限トラヒックを開放するために，ファイヤウォールにＩＰアドレス及び媒体接続制御（ＭＡＣ）アドレスを記録する第１ステップを有する。次に，第２ステップにおいて，利用者に解放される最大速度を制限するために階層トークンバケット（ＨＴＢ）フィルタが用いられる。最後に，第３ステップにおいて，網のふくそうを避けるために，確率的公平待ち行列（ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ ｆａｉｒｎｅｓｓ ｑｕｅｕｉｎｇ，ＳＦＱ）プロセスが用いられる。

システムのルータ５は，利用者の内部経路及びトラヒック出力経路を規定する。通信事業者のＩＰアドレスの可用性に応じて，ルータは，無効なＩＰの分配のために網アドレス変換（ＮＡＴ）モードで動作してもよい。

利用者認証サーバ６は，通信事業者によってあらかじめ規定された規則に従って，利用者へのトラヒックの解放を制御する。このようなサーバ６は，利用者装置１が設定した情報を受信し，次に，利用者識別情報の認証を検証するために，この情報（ＩＭＳＩ，ＭＡＣアドレス及びＤＨＣＰサーバが供給したＩＰアドレス）によって利用者データベース７に問い合わせる。

利用者データベース７は，利用者に関する技術情報及び商用情報を含むことが望ましく，それによって利用者認証サーバ６がトラヒックを外部網（インターネット）に解放するか否かを決定し，接続速度及び利用者が利用できる全帯域を規定できる。

イベント記録データベース８は，システムへの接続の解放，終了及び遮断のすべての動作を記録する。イベント記録データベースはまた，外部網を利用することが適切でない利用者によって行われた接続試行を含むデータベースを処理する。このデータベースは，データ通信サービスを販売するための重要な商用ツールである。

図２はシステム内の利用者を活性化するプロセスを示す。図２には，このプロセスに関わる要素間のメッセージの流れが示されている。このプロセスを行うために，制御プログラムがＵＭＥ１に組み込むことが望ましい。プログラムは，通信事業者が事前にＵＭＥ１に組み込んでもよいし，利用者が自分でインターネットからダウンロードして組み込んでもよい。プログラムが組み込まれると，提案するトラヒックう回システムにおける利用者の活性化のプロセスが開始される。この活性化の第１ステップは，ＳＭＳメッセージによってＩＭＳＩ及びＭＳＩＳＤＮ番号をＵＭＥ１から認証サーバ６に送信するステップ（Ｓ２１）である。認証サーバ６がＳＭＳメッセージを受信した後，ＭＳＩＳＤＮセルラ番号が捕捉され，ＩＭＳＩと関係付けられる。そして，ＩＭＳＩ／ＭＳＩＳＤＮ対が利用者データベース７に記録され（Ｓ２２），利用者データベースは利用者専用の鍵対（公開鍵及び秘密鍵）を生成する（Ｓ２３）。次に，利用者の公開鍵（ＵＰＫ）がＳＭＳを介して，全体又は部分的に利用者に送信される（Ｓ２４）。ＵＭＥ１はＵＰＫを含むＳＭＳメッセージを遮断し，メッセージが利用者に見えないようにする。この手続は，ＳＩＭカードに含まれるＫｉ鍵を検証するために用いられるアルゴリズムによって，３Ｇシステムのセキュリティを用いて，システムが利用者を特定し，ＵＰＫを安全に送信することを保証する。

利用者から公開鍵（ＵＰＫ）を受信した後，ＵＭＥ１はインターネットを介して認証サーバ６にＩＭＳＩ／ＵＰＫ対を送信する（Ｓ２５）。この時点で利用者の検証が認証サーバ６で行われ，この検証結果がデータベース７に記憶される（Ｓ２６）。次に，これもインターネットを介して，ＵＭＥ１は活性化状態についてサーバ６に問い合わせる（Ｓ２７）。ＩＭＳＩ／ＵＰＫ対が有効のときは，認証サーバ６は利用者の活性化を確認する（Ｓ２８）。このことから分かるように，すべての通信は３Ｇ網を介して（ＳＭＳ又はインターネットを介して）行われるため，この時点まではう回網に接続する必要はない。ＵＰＫ鍵はさらに，う回網についての認証のための利用者の定期的再検証のために用いられる。

Ｗｉ−Ｆｉう回網についての利用者認証のプロセスが図３及び４に提示されている。図３は，この認証プロセスに参加しているエンティティ間の種々の通信を提示している。図４はこのプロセスのフローチャートを示している。

ＵＭＥ１がシステム内の活性化プロセスを通過すると，対応するサービスセット識別情報（ＳＳＩＤ）を識別して，Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイント２の存在を定期的に検証する。う回網に属するＳＳＩＤが識別されたとき，ＵＭＥ１は受信した信号レベルを分析する。う回網を参照する信号レベルが，接続品質を保証するためにあらかじめ決められた最小値より高いとき，ＵＭＥ１はアクセスポイント２に接続し（Ｓ３１），システムへの接続の第１段階を確立する。次に，ＵＭＥ１は，う回網への接続をＤＨＣＰサーバに要求し（Ｓ３２，Ｓ４１），利用者認証プロセスを開始するためにＤＨＣＰサーバからＩＰアドレスを受信する（Ｓ３３）。Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイント２への接続についての決定は，通信事業者とは独立に，利用者に対して透過的に行われることに注意されたい。したがって，提案のう回システムにおいては，Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイント２から携帯電話網を介した情報の伝送はない。利用者がＷｉ−Ｆｉ網へ接続するためのすべての情報は，３Ｇ網に接続する必要なく，自動的に伝送される。この手続は，先行技術におけるトラヒックう回システムと異なり，３Ｇ網のサービス範囲でなくてもＷｉ−Ｆｉ網への接続における速度及び効率を保証するため，大きな価値がある。

認証プロセスが開始されると，ＵＥ１は認証サーバ６に次の情報を含む伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）を送信する（Ｓ３４）。ＩＭＳＩ番号，ＭＡＣアドレス及びＩＰアドレス。認証サーバ６はこの情報に基づいて，利用者の最近の接続を検証する（Ｓ４２）。このため，前に認証された利用者データベース７が調べられる。利用者がデータベース７にないときは新規の接続であり，システムはこの利用者を，利用者有効期間（ＴＶＵ，又はｕｓｅｒ ｌｉｆｅ ｔｉｍｅ，ＵＬＴ）と呼ばれる期間だけ接続される利用者データベース７において活性に維持する。利用者が以前，既に認証されており，したがって接続済み利用者データベース７に存在するとき，認証サーバ６は当該利用者を特定し，当該利用者のＵＬＴを更新する（Ｓ４３）。図４のフローチャートはこのステップを示している。ＵＬＴの間，利用者は同一のＩＰアドレスを維持しつつＷｉ−Ｆｉアクセスポイント２を変更してもよく，これがＷＬＡＮセル間のハンドオフを可能にすることに注意されたい。

最近の接続検証ステップの後，認証サーバ６は自己のデータベース７において認証ステップ（Ｓ４４）を実行する。このため，認証サーバ６はまず，ＩＭＳＩ番号形式，ＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスの検証を行う。形式が有効であるとき，認証サーバ６は最初に，ＩＭＳＩ番号に含まれる通信事業者のＭＣＣ及びＭＮＣを識別することによって，利用者の通信事業者を特定する。この情報並びにシステム内で利用者が活性化された時点でＵＭＥ１によって送信されたＭＳＩＳＤＮ及び利用者を検証するための鍵（公開鍵及び秘密鍵）によって，システムは自己のデータベース７に利用者の認証結果を供給する。提案システムのデータベース７は，通信事業者の帰属位置レジスタ（ＨＬＲ）データベース及び在圏位置レジスタ（ＶＬＲ）データベースに接続することを不要にし，先行技術のう回網の解決策とは異なる手続である。本システムのデータベース７を，利用者へのサービスの直接販売のために用いてもよい。換言すれば，利用者は一つの電話通信事業者の音声及び／又はデータサービスに加入し，同時に，同一のチップ（ＳＩＭカード）及び同一のセルラ装置を用いて別の通信事業者のＷｉ−Ｆｉデータ通信サービスを受けることができる。

図４から分かるように，提案システムは３Ｇ網と完全に独立に動作し，３Ｇ網とのいかなる統合も必要としない。さらに，このシステムは，別個の通信事業者の利用者が，Ｗｉ−Ｆｉ網の基盤設備を共有し，複製する必要なしに，同一のアクセスポイントを利用できるようにする。システムはさらに，通信事業者Ａの利用者が，通信事業者ＡのＩＭＳＩによる認証を用いて，通信事業者ＢからＷｉ−Ｆｉデータ通信サービスを受けられるようにし，それによってＳＩＭカードを置き換える必要が無くなる。さらに，データベース７に含まれる情報によって，ほかの通信事業者へのローミングを提供することができる。

次に，ＭＮＣによって規定される通信事業者に関係する利用者データベース７において，利用者のＩＭＳＩ番号によって特定される当該利用者の識別情報の存在が問い合わせられる（Ｓ３５）。問合せの結果は，問題の利用者又は通信事業者によるシステムの利用についての商業的要因に依存する。データベース７は認証サーバ６にＭＳＩＳＤＮ電話番号を返却し（Ｓ３６），システムにおける認証を検証する。検証が否定的であったときは，接続拒否メッセージを直接ＵＭＥ１に送信し，ＵＭＥ１にメッセージが表示される。ＵＭＥ１に，当該通信事業者のデータ通信サービスの利用を提案するメッセージが表示されることがある。検証が肯定的であったときは，通信事業者が設定した解放規則（例えば，利用者がデータ通信契約を有しているか否か，利用者が利用者データベース７において活性か否か，及び利用者の接続速度は何か）に応じて，システムは，いかなる種類の改ざんをも防ぐ利用者確認ステップを開始する。

システムは，自己のデータベース７における利用者の最近の接続及び検証結果を検証した後，利用者がほかの利用者になりすましてシステムに接続する偽装要求をしないように，別の検証を定期的に実行する。このため，システムは，次に説明するように利用者を確認するため，電話網を用いてＳＭＳメッセージを送信する。データベース７において検証が行われると，認証サーバ６はデータベース７内の最後の認証の有効性を検証する（Ｓ４７）。利用者がデータベース７にいないか，利用者の記録が有効期間外であるとき，認証サーバ６は，（３Ｇを介して）ＳＭＳを，ランダム接続符号ＲＡＮＤを含むＵＭＥ１の番号に送信する（Ｓ３７ａ，Ｓ４８）。ＲＡＮＤ符号を，Ｗｉ−Ｆｉ網を介して３Ｇサービス範囲でない場所へ送信する（Ｓ３７ｂ）こともできる。次に，ＵＭＥ１はＳＭＳメッセージを遮断して，メッセージが利用者に見えないようにする。この後，システムにおいて利用者を評価するときに生成されたＵＰＫによってＵＭＥ１上で暗号化されたＲＡＮＤ番号及びＩＳＭＩがＷｉ−Ｆｉを介して認証サーバ６に送信される（Ｓ３８）。偽の利用者がＳＭＳを介してＲＡＮＤ符号情報を受信することはできないため，Ｗｉ−Ｆｉ網によって返信されたこの暗号化された符号の確認は，いかなる種類の改ざんに対しても強力なセキュリティシステムとなる。次に，サーバ６はＲＡＮＤ番号を暗号化し，前にＳＭＳによって送信された番号と比較する（Ｓ４９）。双方の番号が同一のときは，認証サーバ６は番号の有効期間を更新する。これらのステップの後，認証サーバ６はトラヒック制御サーバ４への接続を解放するメッセージを送信する（Ｓ３１０，Ｓ４１０）。ＵＭＥ１が接続されている間，ＵＭＥ１はＵＭＥ１が接続している認証サーバ６にＩＭＳＩ，ＩＰ，ＭＡＣ，ＳＳＩＤの情報，並びにＵＭＥ１が検出したＳＳＩＤ及び対応する信号レベルのリストを定期的に送信する。ＳＳＩＤの情報に基づいて，認証サーバ６は，各Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイント２に何人の利用者が接続されているかに関する情報を有している。そして，ＵＭＥ１が一つのＡＰ２から別のＡＰ２へ接続を変える必要性の検証が行われる（Ｓ４１１）。決定されたＡＰ２における過剰な利用者によるふくそうを防止する観点で，認証サーバ６はＵＭＥ１に，近傍にあって満足な信号を有する別のＡＰ２へ接続変更させるコマンドを送信してもよい（Ｓ４１２）。ＵＭＥ１のハンドオフを実行するか否かを決定するこれらのステップの後，認証サーバ６はＵＭＥ１に確認又は認証更新メッセージを送信する（Ｓ３１１，Ｓ４１１）。利用者が依然として事前に設定された利用者の真正性の有効期間内にある場合，このような有効期間が期限切れ近くであるとき，サーバ６は上述の利用者の真正性の検証のために，単に新規のＳＭＳを送信する（Ｓ３７ａ，Ｓ４８）。次に，トラヒック制御サーバ４におけるＵＭＥ１のインターネットへの接続を解放するステップが開始される。利用者の真正性を検証するこのプロセスは周期的であることを指摘することは重要である。

最近の接続の利用者有効期間（ＵＬＴ）を利用者の認証有効性と混同してはならない。ＵＬＴは利用者がたった今接続され，ＤＨＣＰサーバに自分のＩＰアドレスがまだあるか否かを検証するものであり，認証有効性期間（例えば，１ヶ月）はデータの正確さ及び利用者の真正性を検証するものである。

システムのトラヒック制御サーバ４は，接続の解放，トラヒック制御，対ふくそう制御，ＵＤＰ／ＴＣＰポート閉そく，同時接続数制御及びファイヤウォール実現を目的とする。ＩＭＳＩ番号を用いて，利用者に関係する各ＩＰ／ＭＡＣ対に関して，システムはＨＴＢを用いて利用者に解放する最大速度を制限し，ＳＦＱプロセスを用いて網内のふくそうを防止し，ＡＲＰテーブル方式を用いて利用者に対応するＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスによって利用者を制御及び解放する。接続速度制限は，各利用者が契約している接続サービスの方針に従って設定される。しかし，システムは動的であり，トラヒック制御規則はＵＭＥ１がＷｉ−Ｆｉ網に記録されるたびに更新される。トラヒック制御サーバ４はさらに，大きなトラヒック利用及び接続数の制御を同時に必要とするアプリケーションによって網が飽和することを防止する規則を有する少なくとも一つファイヤウォールを提供する。このようにして利用者に外部網，すなわちインターネットへの接続におけるセキュリティ及び安定性が与えられる。

利用者解放プロセスにおいて，認証サーバ６は利用者の検証の後，最初にトラヒック制御サーバ４（利用者のＭＡＣアドレス／ＩＰアドレスによって指定される）に接続解放コマンドを送信し，利用者が決定された帯域制限下で，対応するアクセスポイント２を介してインターネットを移動できるようにする。最後に，認証サーバ６は，接続解放確認を含むメッセージをＷｉ−Ｆｉ網を介してＵＭＥ１に送信する（Ｓ３１１，Ｓ４１３）。このメッセージはＵＭＥ１の画面上で利用者に表示される。

図５は，う回網における利用者の有効期間検証プロセスのフローチャートを示す。ＵＭＥ１が接続されている間，ＵＭＥ１はＩＭＳＩ，ＩＰ，ＭＡＣ，ＳＳＩＤの情報及びＳＳＩＤのリストを，対応する信号でＵＭＥ１が接続されている認証サーバ６に定期的に送信する。認証サーバ６は，検証及びＵＭＥ１の別のＡＰ２へのハンドオフの決定の後，システム内の利用者の有効期間（ＵＬＴ）を更新する。これに基づいて，認証サーバ６は，ＵＬＴを超過したＩＭＳＩ番号に関係する接続ごとに接続許可の終了を規定する間隔で定期的に独立のルーチン（Ｓ５１）を実行する。活性な利用者データベース７内のＵＬＴを超過したすべての記録は閉そくプロセス（Ｓ５２）を開始し，そのプロセスにおいて認証サーバ６は，各ＩＭＳＩ番号に関係するＭＡＣアドレス及びＩＰアドレス並びにＩＭＳＩ番号に対応する割り当てられた帯域を参照する解放規則を不活性化するメッセージをトラヒック制御サーバ４に送信する。

システム内の利用者認証ごとに，次のデータ，すなわち，ＵＭＥ１のＩＭＳＩ，ＩＰアドレス及びＭＡＣアドレス，解放された最大送信速度，解放日時，他に搬送された入力及び出力バイト数（トラヒック制御サーバ４のＨＴＢフィルタで得られる），を含む記録がイベント記録データベース８内に生成される。

利用者がシステムの利用を終了した場合，ＵＭＥ１に解放されたＩＰアドレスの閉そくが生じたときは，システムはデータベース８に記録されたデータを利用者の通信事業者に送信する。この情報によって，通信事業者は自己のシステムにおいて利用者が通過させたデータ量を計算することができ，その結果，対応する課金を行う。

図６は，利用者のＷｉ−Ｆｉう回網への接続を制御するプロセスのフローチャートを示す。前述のとおり，ＵＭＥ１の制御プログラムが組み込まれた後，う回システムにおける利用者の活性化のプロセスが開始される。そして，ＵＭＥ１は，このシステムを機能させるために必須のいくつかのタスクを実行する。

初期状態（Ｓ６０）から始めて，ＵＭＥ１はＷｉ−Ｆｉ受信器がオンであるか否かを検証する（Ｓ６１）。オフのときは，サービスは初期状態（Ｓ６０）に戻り，新規の検証を待つ。そうでなければ，ＵＭＥ１はＵＭＥに既に接続されているＷｉ−Ｆｉ網があるか否かを検証する（Ｓ６２）。このステップ（Ｓ６２）は，ＵＭＥ１が利用者によって既に接続されているＷｉ−Ｆｉ網から切断されないために非常に重要である。ＵＭＥ１が，利用者に既知の特定網と，通信事業者のう回網との間に接続の優先度を設定してもよいことを指摘することは重要である。ＵＭＥに接続されたＷｉ−Ｆｉ網がないときは，いくつかのＷｉ−Ｆｉ網を探索する走査ステップ（Ｓ６３）が，システム（通信事業者のう回網）においてあらかじめ規定されたＳＳＩＤについて開始される。通信事業者のＷｉ−Ｆｉ網がないときは，サービスは初期状態（Ｓ６０）に戻り，新規の検証を待つ（Ｓ６１）。う回網が見つかったときは，この網とＵＭＥ１とを関係付け（Ｓ６７），前に関係付けられた任意のほかの網を置き換える。ステップＳ６２においてＵＭＥ１がＷｉ−Ｆｉ網に接続されていることを検出したときは，この網が通信事業者のものであるか否かが（ＳＳＩＤによって）検証される（Ｓ６５）。そうでなければ，Ｗｉ−Ｆｉ網の探索のために前に規定されたステップ（Ｓ６３）が開始される。ＵＭＥ１が接続されている網が通信事業者のう回網であるときは，ＵＭＥ１はう回網のＳＳＩＤを有する網を探索して，Ｗｉ−Ｆｉ網上で別の走査（Ｓ６６）を開始し，そのような網が見つかったとき，信号レベルを現在関係付けられている網の信号レベルと比較する。見つかった網の信号レベルが現在の網より高いときは，その網を選択し，新規網とＵＭＥ１との関係付け（Ｓ６７）が行われる。関係付け（Ｓ６７）の後，又は検証ステップ（Ｓ６６）が現在の網より良好な信号を有する網を見つけられなかったとき，ＵＭＥ１はデータ接続の存在を検証するステップを実行する。すなわち，Ｗｉ−ＦｉインタフェースによるＴＣＰ／ＩＰ網の存在及びこのインタフェースにデータトラヒックがあるか否かが検証される。そうでなければ，サービスは初期状態（Ｓ６０）に戻り，新規検証を待つ（Ｓ６１）。そのような網が存在するときは，Ｗｉ−Ｆｉう回網における利用者の接続期間に，ＵＭＥ１は接続され散るＩＭＳＩ，ＩＰアドレス，ＭＡＣアドレス，ＳＳＩＤ，並びにＵＭＥ１が検出したＳＳＩＤのリスト及び対応する信号レベルを定期的に送信する（Ｓ６９）。認証サーバはこの情報に基づいて，必要なときは，Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイント２を変更する（ハンドオフ）コマンドをＵＭＥ１に送信してもよい（Ｓ６１１）。ハンドオフを行うとき，サービスの別のライフサイクルが始まる。ＡＰ２に変更がないとき，ＵＭＥ１はう回網への認証があったか否かを検証する（Ｓ６１０）。そうであれば，「接続」メッセージ又は「非接続」メッセージがＵＭＥ１の画面上に表示され（Ｓ６１０ａ，Ｓ６１０ｂ），サービスは初期状態（Ｓ６０）に戻る。

好適な実施例を説明した。本発明の範囲はほかの可能な変形を含み，本願の請求項の内容によってだけ限定され，対応する均等物を含むことを理解されたい。

Claims (4)

1. ３ＧトラヒックＷｉ−Ｆｉう回網の利用者装置（ＵＭＥ）（１）の有効化を確認する方法であって，
   前記ＵＭＥ（１）に制御プログラムを組み込むステップと，
   ＳＭＳメッセージによって，ＩＭＳＩ番号及びＭＳＩＳＤＮ番号を前記ＵＭＥ（１）から認証サーバ（６）へ送信するステップ（Ｓ２１）と，
   前記認証サーバ（６）が，前記ＭＳＩＳＤＮ番号を捕捉するステップと，
   前記認証サーバ（６）が，前記ＭＳＩＳＤＮ番号を前記ＩＭＳＩ番号に関係づけるステップと，
   利用者データベース（７）に前記ＩＭＳＩ番号及び前記ＭＳＩＳＤＮ番号を記憶させるステップ（Ｓ２２）と，
   前記利用者データベース（７）において，前記ＵＭＥ（１）専用の公開鍵（ＵＰＫ）及び秘密鍵の対を生成するステップ（Ｓ２３）と，
   ＳＭＳメッセージによって，前記公開鍵（ＵＰＫ）を前記認証サーバ（６）から前記ＵＭＥ（１）に送信するステップ（Ｓ２４）と，
   前記ＵＭＥ（１）が，前記公開鍵（ＵＰＫ）を含む前記ＳＭＳメッセージを受信するステップと，
   ＩＭＳＩ／ＵＰＫ対を前記ＵＭＥ（１）から前記認証サーバ（６）へ送信するステップ（Ｓ２５）と，
   前記認証サーバ（６）において前記ＩＭＳＩ／ＵＰＫ対が有効であるか否かを検証するステップと，
   前記利用者データベース（７）に前記ＵＭＥ（１）の検証結果を記憶させるステップ（Ｓ２６）と，
   前記認証サーバ（６）の前記ＩＭＳＩ／ＵＰＫ対が有効であるか否かを，前記ＵＭＥ（１）から前記認証サーバ（６）に問い合わせるステップ（Ｓ２７）と，
   前記ＩＭＳＩ／ＵＰＫ対が有効であるときは，前記認証サーバ（６）が前記ＵＭＥ（１）の有効化を確認するステップ（Ｓ２８）と，
   を有することを特徴とする，方法。
2. 前記の組み込むステップ，記憶させるステップ（Ｓ２２），送信するステップ（Ｓ２５），記憶させるステップ（Ｓ２６），問い合わせるステップ（Ｓ２７）及び送信するステップ（Ｓ２８）は，３ＧトラヒックＷｉ−Ｆｉう回網以外の網を介した伝送によって実行されることを特徴とする，請求項１に記載の方法。
3. 前記受信するステップは，前記ＳＭＳメッセージを前記利用者に見せずに行うことを特徴とする，請求項１に記載の方法。
4. 前記制御プログラムは前記ＵＭＥ（１）のオペレーティングシステムに適合し，バックグラウンドで実行されることを特徴とする，請求項１に記載の方法。