JP5589983B2 - アクセスポイント - Google Patents

Description

本発明は、無線ＬＡＮ端末とＬＴＥ端末に対応した一体型基地局に関するものである。

近年、各家庭では、ブロードバンド回線を用いたインターネット接続が普及し、パソコンのみならず、タブレット端末や家電など、あらゆる端末がネットワーク接続されるようになった。これらのタブレット端末等をネットワーク接続する場合、各家庭のブロードバンド回線に無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）アクセスポイントを接続し、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇ／ｎ規格などの無線ＬＡＮによって宅内のネットワークが構築される。

移動体通信用の機器、特に携帯電話端末は、屋外、屋内で同様に使用できることが期待され、屋内の通信品質が悪い場合は、フェムトセルのような小型基地局を家庭に設置し、ブロードバンド回線を経由して移動体通信事業者（オペレータ）のネットワークに接続することで、通信品質の改善が行われている。（非特許文献１）

携帯電話端末の場合には、端末に挿入されたＵＳＩＭ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ）と呼ばれるカードに記録された情報を用いて回線接続時に移動体通信事業者のネットワークとの間で認証処理を行うことで、移動体通信事業者のネットワーク（オペレータネットワーク）に接続することができる。また、移動体通信事業者はＵＳＩＭにより契約者を一意に特定することができる。このため携帯電話端末から音楽ダウンロードなどの有料コンテンツを利用する場合は、ＵＳＩＭにより識別された契約者に対して課金が行われている。

一方、無線ＬＡＮによって接続されたタブレット端末はＵＳＩＭを有さずトラヒックは、すべて家庭のブロードバンド回線を経由してインターネットに接続するため、タブレット端末でコンテンツの課金を行う場合、クレジットカード番号やＩＤ、パスワードの入力が必要だった。特許文献１では、無線ＬＡＮによって接続する端末にもＵＳＩＭを挿入することで、移動体通信事業者による課金を可能にするアクセスポイントが開示されている。

ＮＴＴ Ｄｏｃｏｍｏテクニカルジャーナル,Ｖｏｌ．１７，Ｎｏ．４，ｐｐ．１９−２５, ２０１０年１月

特表２００９−５０４０５１

特許文献１では無線ＬＡＮによって接続された端末が利用するコンテンツの課金を移動体通信事業者が行うことは可能になるが、ＵＳＩＭインタフェースを備えていない端末はサポートできないという問題がある。

本発明は、ＵＳＩＭと接続可能なＵＳＩＭインターフェース部、オペレータネットワークに接続を許可されたＷＬＡＮ端末のリストである接続許可リストを記憶する許可リスト記憶部、ＵＳＩＭインターフェース部にＵＳＩＭが接続された場合、ＬＴＥ端末及び接続許可リストに登録されたＷＬＡＮ端末からの接続要求をオペレータネットワークに転送する転送決定部と、を備えたものである。
更に本発明は、ＬＴＥ端末から受信したオペレータネットワークに接続すべきＷＬＡＮ端末のＭＡＣアドレスをオペレータネットワークに転送制御を行う通信制御部を備えたものである。
更に本発明は、オペレータネットワーク内において記憶される接続許可リストに変更があった場合に、オペレータネットワークから通知された変更後の接続許可リストを取得する許可リスト取得部を備えたものである。

本発明によれば、フェムトセルと同一宅内に存在し、無線ＬＡＮによって接続されるＷＬＡＮ端末を安全に移動体通信事業者のネットワークに転送し、更に移動体通信事業者による課金を可能とするアクセスポイントを提供することができる。

実施の形態１におけるシステム全体のアーキテクチャを示す図。 実施の形態１におけるアクセスポイントのブロック図。 実施の形態１における接続許可端末リストの例を示す図。 実施の形態１における宛先許可アドレスリストの例を示す図。 実施の形態２におけるコンテンツサーバへの接続手順を示す図。

実施の形態１．
図１は本発明におけるアクセスポイントを使用したネットワーク全体のアーキテクチャの構成図である。図１において、１は、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）端末である。ＬＴＥ端末１はＵＳＩＭインタフェースを備え、３ＧＰＰ ＬＴＥ規格によって通信する端末である。なお、ここではＬＴＥ端末１はＵＳＩＭを有するものとして説明する。２は第１のＷＬＡＮ端末、３は第２のＷＬＡＮ端末であり、第１のＷＬＡＮ端末２、第２のＷＬＡＮ端末３はＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇ／ｎなどの無線に関する規格によって通信する端末である。なお、ここでは、第１のＷＬＡＮ端末２、第２のＷＬＡＮ端末３は、ＵＳＩＭを有さないものとして説明する。４はアクセスポイントである。５はＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）である。６はＩＳＰ−ＧＷ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｐｒｏｖｉｄｅｒ Ｇａｔｅｗａｙ）である。アクセスポイント４は、宅内にＬＴＥと無線ＬＡＮの両規格のサービスを提供するとともに、ＯＮＵ５によって接続されるブロードバンド回線を利用して通信事業者のゲートウェイであるＩＳＰ−ＧＷ６との間にＰＰＰｏＥによって接続するアクセスポイントである。

７はセキュリティゲートウェイである。セキュリティゲートウェイ７は、アクセスポイント４とオペレータネットワーク（後述）との間でＩＰＳｅｃ（ＩＰ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ）による安全な通信路を構築するゲートウェイである。８はＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）である。ＭＭＥ８はＬＴＥ端末１に対して呼接続機能を提供する装置である。９はＨＳＳ／ＡＡＡ（Ｈｏｍｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｅｒｖｅｒ／Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ，Ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ）である。ＨＳＳ／ＡＡＡ９は加入者情報の管理や認証処理、課金情報を管理する装置である。１０はＰ−ＧＷ（ＰＤＮ Ｇａｔｅｗａｙ）である。Ｐ−ＧＷ１０はパケット通信時のゲートウェイ機能を提供する装置である。

１１は登録サーバである。登録サーバ１１は、ユーザがＬＴＥ端末１のＷｅｂブラウザからアクセスし、オペレータネットワークへの接続を許可したいＷＬＡＮ端末を登録する装置である。１２はアクセスポイント管理サーバである。アクセスポイント管理サーバ１２は、アクセスポイント４の運用保守管理を行い、登録サーバ１１に登録されたＷＬＡＮ端末の情報と、アクセスを許可する宛先アドレスの情報をアクセスポイント４に通知する機能を持つ装置である。１３はコンテンツサーバである。コンテンツサーバ１３は、ＬＴＥ端末１および、ＷＬＡＮ端末からの要求に応じて、音楽などのコンテンツを配信し、また、有料コンテンツの場合は、ＨＳＳ／ＡＡＡ９に対して課金情報を通知する装置である。

図２は、本発明におけるアクセスポイント４のブロック図である。４１はＬＴＥ無線部である。このＬＴＥ無線部４１を介してアクセスポイント４は、ＬＴＥ端末１と通信を行う。４２はＷＬＡＮ無線部である。このＷＬＡＮ無線部４２を介してアクセスポイント４は、ＷＬＡＮ端末と通信を行う。４３はＵＳＩＭ＿Ｉ／Ｆ部である。ＵＳＩＭ＿Ｉ／Ｆ部４３は、アクセスポイント４に挿入されたＵＳＩＭカードとのインタフェースを行う。

４４は経路選択部、４５は許可リスト取得部、４６は許可リスト格納領域（許可リスト記憶部）、４７は回線接続部である。許可リスト取得部４５は、アクセスポイント管理サーバ１２からオペレータネットワークへのアクセスを許可するＷＬＡＮ端末の接続許可端末リスト（後述）や、接続を許可する宛先アドレスリスト（後述）をダウンロードする。許可リスト格納領域４６は、接続許可端末リスト（後述）や宛先アドレスリスト（後述）を記憶する。経路選択部４４は、許可リスト格納領域４６のリストに基づきＷＬＡＮ端末のトラヒックの経路選択を行う。なお、経路選択部４は、ＬＴＥ端末１及び接続許可端末リストに登録されたＷＬＡＮ端末からの接続要求をオペレータネットワークに転送する機能を有する転送決定部を備えている。また経路選択部４が転送決定部である場合もある。回線接続部４７はブロードバンド回線と接続する。

図３は、アクセスポイント４の許可リスト格納領域４６が保持する接続許可端末リストである。ここでは、Ｎｏ１には第１の無線端末２のＭＡＣアドレスが記載されており、第１の無線端末２はオペレータネットワークとの接続が許可されていることを示す。

図４は、アクセスポイント４の許可リスト格納領域４６が保持する宛先アドレスリストの例である。ここでは、無線端末の接続が許可されているのは、ＵＲＬがｈｔｔｐ：／／ｏｐｅｒａｔｅｒＡ／に対応したコンテンツやＩＰアドレスが１０．６．１０．１に対応したコンテンツであることを示す。

次に、アクセスポイント４に接続するＬＴＥ端末１を利用した宅内の第１のＷＬＡＮ端末２のコンテンツサーバ１３への接続許可を追加する動作について説明する。なお、アクセスポイント４は、既知のフェムトセルの起動手段により、装置起動時にブロードバンド回線への接続と、アクセスポイントのＵＳＩＭ＿Ｉ／Ｆ部４３に挿入されたＵＳＩＭとオペレータネットワークとの間で認証処理を行い、セキュリティゲートウェイ７との間にＩＰＳｅｃトンネルを構築することで、オペレータネットワークへの接続を許可されているものとする。

ユーザは、ＬＴＥ端末１のＷｅｂブラウザを利用して、登録サーバ１１にアクセスする。このアクセスは、ユーザの宅内に設置されたアクセスポイント４のＬＴＥ無線部４１を経由して、通常のＬＴＥシステムの呼設定手順と同様にＬＴＥ端末１に挿入されたＵＳＩＭとオペレータネットワークとの間で認証処理を行い、オペレータネットワークへの接続を許可された後に接続される。ＬＴＥ端末１からオペレータネットワークへの接続は、アクセスポイント４とセキュリティゲートウェイ７間に構築されたＩＰＳｅｃのデータ通信路を使用し、通信が行われる。

次にユーザは、ＬＴＥ端末１からアクセスポイント４のＬＴＥ無線部４１を経由してオペレータネットワークへの接続を許可したい第１のＷＬＡＮ端末２の無線インタフェースに与えられた識別子（ＭＡＣアドレス）を登録サーバ１１に追加登録する。このとき、後に識別しやすいように、ＭＡＣアドレスに対応するニックネームを同時に登録しておいてもよい。

登録サーバ１１に追加された情報は、アクセスポイント４の運用保守管理を行うアクセスポイント管理サーバ１２に通知され、アクセスポイント管理サーバ１２に記憶される。アクセスポイント管理サーバ１２は、登録された情報に変化が発生した場合に、その情報をアクセスポイント４へ通知する。この情報としては、先に登録されたＭＡＣアドレスを含む接続許可端末リストの他に、アクセスポイント４からオペレータネットワークのセキュリティゲートウェイ７へ転送を許可するトラヒックを識別するための宛先アドレスリストを含むこともある。このとき、アクセスポイント管理サーバ１２とアクセスポイント４との間で設定情報の通知に使用するプロトコルは、ブロードバンドフォーラムで規定され宅内機器の遠隔制御に使用されるＴＲ−０６９を用いてもよい。

アクセスポイント４の許可リスト取得部４５は、アクセスポイント管理サーバ１２からダウンロードした接続許可端末リストと宛先アドレスリストとを許可リスト格納領域４６に保存する。

本ネットワークの動作についてのステップを用いて説明する。ステップ１においてＬＴＥ端末１は登録サーバ１１へ新たにオペレータネットワークにＷＬＡＮ端末を接続するための接続要求を行う。ステップ２においてアクセスポイント４は、ＬＴＥ端末１から受信した接続要求をセキュリティゲートウェイ７との間に構築されたＩＰＳｅｃトンネルを利用してオペレータネットワークに転送する。ステップ３においてセキュリティゲートウェイ７は、受信した接続要求をＰ−ＧＷ１０に転送し、Ｐ−ＧＷ１０は登録サーバ１１に転送する。ステップ４において登録サーバ１１は、ＬＴＥ端末１から追加するＭＡＣアドレス情報を受信すると、この情報をアクセスポイント管理サーバ１２へ転送する。ステップ５において、アクセスポイント管理サーバ１２は、情報の変化を検出すると、セキュリティゲートウェイ７に転送され、セキュリティゲートウェイ７とアクセスポイント４の間に構築されたＩＰＳｅｃトンネルを利用して、アクセスポイント４に転送される。

以上の登録とダウンロードの手順を実施することにより、アクセスポイント４はＷＬＡＮ無線部４２に接続するＷＬＡＮ端末の送信するパケットのうち、オペレータネットワークへの転送を許可するＷＬＡＮ端末の識別情報とトラヒックの識別情報を取得することができる。

この実施の形態の例では、ＷＬＡＮ端末の追加登録の手順について説明したが、ＷＬＡＮ端末を削除する場合も追加と同様の手順で行うことができる。また、この実施の形態では、ＷＬＡＮ端末のＭＡＣアドレスを登録する装置を登録サーバ１１、アクセスポイント４を管理する装置をアクセスポイント管理サーバ１２として説明したが、これらを同一のサーバによって実現してもよいし、既存の何らかのサーバが同機能を実現しても同様の効果を得られる。

実施の形態２．
本実施の形態では、ＬＴＥ端末やＷＬＡＮ端末がコンテンツサーバ１３に接続する手順について図５を用いて説明する。なお。実施の形態１と共通する部分については説明を省略する。

アクセスポイント４に接続するＬＴＥ端末１がコンテンツサーバ１３との間でデータ通信を行う場合、アクセスポイント４のＬＴＥ無線部４１がトラヒックを受信すると、通信制御部によってアクセスポイント４とＬＴＥ端末１との間の無線回線が確立され、回線接続部４７からオペレータネットワークとの間で確立されたＩＰＳｅｃトンネルに転送され、コンテンツサーバ１３に転送される。

次に、アクセスポイント４に接続する第１のＷＬＡＮ端末２がオペレータネットワークへアクセスする場合の動作について説明する。第１のＷＬＡＮ端末２の無線インタフェースに付与されたＭＡＣアドレスは、実施の形態１と同様に、アクセスポイント４の許可リスト格納領域４６に追加されている。

アクセスポイント４の経路選択部４４は、第１のＷＬＡＮ端末２からのトラヒックを受信すると、受信したデータに含まれるＷＬＡＮ端末のＭＡＣアドレスが許可リスト格納領域４６に保存された接続許可端末リストに含まれているかを比較する。接続許可端末リストに含まれる場合、アクセスポイント４の経路選択部４４は、第１のＷＬＡＮ端末２のトラヒックのうち、宛先アドレスリストに宛てられたトラヒックを、オペレータネットワークとの間で確立されたＩＰＳｅｃトンネルに転送する。このとき、アクセスポイント４から転送された第１のＷＬＡＮ端末２のトラヒックは、アクセスポイント４のＵＳＩＭ＿Ｉ／Ｆ部４３に挿入されたＵＳＩＭの情報によってオペレータネットワークから一意に識別できる装置からのトラヒックとして扱うことができる。一方、宛先アドレスリストに含まれない第２のＷＬＡＮ端末３からのトラヒックは、経路選択部４４の判定処理によってオペレータネットワークへの転送は許可されず、この場合のトラヒックは、ＩＰＳｅｃトンネルを経由せずにインターネットに向けて転送される。

ＬＴＥ端末１の接続手順についてステップを用いて説明する。ステップ１においてＬＴＥ端末１はコンテンツサーバ１３への接続要求を行う。ステップ２においてアクセスポイン４は、ＬＴＥ端末１から受信した接続要求をセキュリティゲートウェイ７との間に構築されたＩＰＳｅｃトンネルを利用してオペレータネットワークに転送する。ステップ３においてセキュリティゲートウェイ７は、受信した接続要求をＰ−ＧＷ１０に転送し、Ｐ−ＧＷ１０はコンテンツサーバ１３に転送する。ステップ４においてコンテンツサーバ１３は、音楽などのコンテンツを同じ経路を利用してＬＴＥ端末１に応答する。

接続許可端末リストに登録された第１のＷＬＡＮ端末２の接続手順についてステップを用いて説明する。ステップ１において第１のＷＬＡＮ端末２はコンテンツサーバ１３への接続要求を行う。ステップ２においてアクセスポイント４は、ＷＬＡＮ端末1から受信した接続要求をセキュリティゲートウェイ７との間に構築されたＩＰＳｅｃトンネルを利用してオペレータネットワークに転送する。ステップ３においてセキュリティゲートウェイ７は、受信した接続要求をＰ−ＧＷ１０に転送し、Ｐ−ＧＷ１０はコンテンツサーバに転送する。ステップ４においてコンテンツサーバ１３は、音楽などのコンテンツを同じ経路を利用してＷＬＡＮ端末に応答する。

接続許可端末リストに登録されていない第２のＷＬＡＮ端末３の接続手順についてステップを用いて説明する。ステップ１において第２のＷＬＡＮ端末３はコンテンツサーバ１３への接続要求を行う。ステップ２においてアクセスポイント４は、第２のＷＬＡＮ端末３から受信した接続要求をインターネットに転送し、コンテンツサーバ１３へ接続しない。

以上により、オペレータネットワークへのアクセスを許可された第１のＷＬＡＮ端末２は、ＬＴＥ端末と同様にコンテンツサーバへアクセスすることができる。また、第２のＷＬＡＮ端末３のトラヒックは、オペレータネットワークへ転送しないことにより、オペレータネットワークのセキュリティも維持することができる。

さらに、第１のＷＬＡＮ端末２がコンテンツサーバ１３にて、有料コンテンツの決済を行う場合、オペレータネットワークから第１のＷＬＡＮ端末２がアクセスポイント４に挿入されたＵＳＩＭの情報によって一意に識別できる装置であることを利用し、当該ＵＳＩＭの保有者、すなわちアクセスポイントの契約者に対して課金することができる。すなわち、第１のＷＬＡＮ端末２を保有するユーザは、従来はアクセスすることができなかったオペレータネットワークのコンテンツサーバ１３にアクセスし、ＬＴＥ端末１と同様のコンテンツを利用することができ、アクセスポイント４の利用料金とあわせてコンテンツ利用料を支払うことができる。

さらに、その後、接続許可端末リストに第２のＷＬＡＮ端末３が追加され、第１のＷＬＡＮ端末２によって決済済みのコンテンツを、第２のＷＬＡＮ端末３が利用する場合、当該コンテンツが当該アクセスポイントから過去に決済されたことを利用し、再度課金されることなく、同一のコンテンツを利用できる効果もある。

１ ＬＴＥ端末
２ 第１のＷＬＡＮ端末
３ 第２のＷＬＡＮ端末
４ アクセスポイント
５ ＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）
６ ＩＳＰ-ＧＷ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｐｒｏｖｉｄｅｒ Ｇａｔｅｗａｙ）
７ セキュリティゲートウェイ
８ ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）
９ コンテンツサーバ
１０ Ｐ−ＧＷ（ＰＤＮ Ｇａｔｅｗａｙ）
１１ 登録サーバ
１２ アクセスポイント管理サーバ
１３ コンテンツサーバ
４１ ＬＴＥ無線部
４２ ＷＬＡＮ無線部
４３ ＵＳＩＭ＿Ｉ／Ｆ部
４４ 経路選択部
４５ 許可リスト取得部
４６ 許可リスト格納領域
４７ 回線接続部

Claims (3)

1. ＵＳＩＭと接続可能なＵＳＩＭインターフェース部と、
   オペレータネットワークに接続を許可されたＷＬＡＮ端末のリストである接続許可リストを記憶する許可リスト記憶部と、
   上記ＵＳＩＭインターフェース部にＵＳＩＭが接続された場合、ＬＴＥ端末及び前記接続許可リストに登録されたＷＬＡＮ端末からの接続要求をオペレータネットワークに転送する転送決定部と、
   を備えたことを特徴とするアクセスポイント。
2. ＬＴＥ端末から受信したオペレータネットワークに接続すべきＷＬＡＮ端末のＭＡＣアドレスをオペレータネットワークに転送する通信制御部を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のアクセスポイント。
3. オペレータネットワーク内において記憶される前記接続許可リストに変更があった場合に、オペレータネットワークから通知された変更後の前記接続許可リストを取得する許可リスト取得部を更に備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のアクセスポイント。

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