无线基站装置、存储介质、无线通信系统及无线通信方法

文档序号:1925960 发布日期:2021-12-03 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 无线基站装置、存储介质、无线通信系统及无线通信方法 (Radio base station device, storage medium, radio communication system, and radio communication method ) 是由 小林歩 于 2020-12-02 设计创作,主要内容包括:一种无线基站装置、存储介质、无线通信系统及无线通信方法,所述无线基站装置具备处理器,所述处理器进行如下处理:对请求利用自身装置的每个通信运营商,保持针对通信运营商的电子证书和用于认证电子证书的密钥对;在从通信运营商接收到连接请求的情况下,使用针对已发出连接请求的通信运营商即利用通信运营商的电子证书和密钥对,进行所述利用通信运营商是否为允许连接到自身装置的通信运营商的认证;在所述认证成功的情况下,构建将在所述利用通信运营商的通信设备中作为与自身装置之间的接口发挥功能的连接装置和自身装置进行连接的虚拟专用线,并进行与通过所述连接装置进行的来自所述利用通信运营商的通信设备的控制对应的数据传送。(A wireless base station device, a storage medium, a wireless communication system, and a wireless communication method, wherein the wireless base station device includes a processor that performs: for each communication carrier requesting utilization of the own device, holding an electronic certificate for the communication carrier and a key pair for authenticating the electronic certificate; performing authentication of whether or not a utilizing communication carrier, which has issued a connection request, is a communication carrier permitted to connect to its own device, using an electronic certificate and key pair for the utilizing communication carrier, in a case where the connection request is received from the communication carrier; when the authentication is successful, a virtual private line is constructed that connects a connection device, which functions as an interface with the communication device of the user communication carrier, to the communication device of the user communication carrier, and data transfer is performed according to control from the communication device of the user communication carrier by the connection device.)

无线基站装置、存储介质、无线通信系统及无线通信方法

技术领域

本发明涉及一种无线基站装置、存储介质、无线通信系统及无线通信方法。

背景技术

在专利文献1中公开了一种移动通信系统,其具有:移动终端;基站,与所述移动终端进行无线通信;网关装置,将所述基站连接于核心网络;及核心网络装置,设置于所述核心网络中,进行所述移动终端的移动管理,在移动通信系统中,所述核心网络装置将用于判断是否启动SIPTO的信息发送到所述网关装置,所述网关装置从所述核心网络装置接收所述信息。

现有技术文件

专利文献

专利文献1:国际公开第2015/068457号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

在被称为“5G”的第5代移动通信中,使用比第4代移动通信之前使用的频带更高的频带进行通信。随着用于通信的频带变高,电波的到达距离变短,因此例如试图在与第4代移动通信的服务提供区域相同的范围内提供5G服务的情况下,需要设置比第4代移动通信的无线基站装置更多的无线基站装置。

从而,由于收益性问题,越是郊外,5G服务的提供越延迟,根据情况,未提供5G服务的区域可能会扩大。

在未提供5G服务的区域,也可以考虑由通信运营商以外的公司或地方政府等组织来构建和运营,并引入只能组织内的用户利用的本地5G网络。然而,由于引入本地5G网络中需要有关通信的专业知识,因此要利用5G服务的人很难轻松地引入本地5G网络。

另一方面,在市区也需要比第4代移动通信之前的无线基站装置更多的无线基站装置,但是在市区很难确保无线基站装置的设置位置。

并且,由于在5G服务中需要分片网络控制,因此从自己构建通信线路而提供5G服务的通信运营商(Mobile Network Operator:MNO)租用通信线路,以比MNO更低的价格提供5G服务的通信运营商(Virtual Mobile Network Operator:VMNO)很难在与MNO之间的连接中使用第4代移动通信之前的连接形式即L2连接,通过MNO提供的API(ApplicationProgramming Interface:应用程序接口)而控制网络分片。由于API的公开范围由MNO来决定,因此可能产生MNO对由VMNO提供的5G服务的影响力是否增强的顾虑。

根据如上所述情况,可以预计以后如贸易公司那样由非MNO且非VMNO的第三方来构建无线基站装置,并将所构建的无线基站装置与MNO或VMNO共享利用的无线基站装置的共享业务将活跃起来。

如此在与复数个通信运营商共享无线基站装置的情况下,确保安全性至关重要,以免因非法访问而无线基站装置发生故障。

本发明的目的在于提供一种在复数个通信运营商共享利用无线通信设备并提供无线通信服务的情况下,与不进行通信运营商的认证而提供无线通信服务的情况相比,能够提高无线通信服务的安全性能的无线基站装置、无线基站程序及无线通信系统。

用于解决问题的手段

方案1所述的发明为无线基站装置,其具备处理器,所述处理器进行如下处理:对请求利用自身装置的每个通信运营商,保持针对通信运营商的电子证书和用于认证电子证书的密钥对;在从通信运营商接收到连接请求的情况下,使用针对已发出连接请求的通信运营商即利用通信运营商的电子证书和密钥对,进行所述利用通信运营商是否为允许连接到自身装置的通信运营商的认证;在所述认证成功的情况下,构建将在所述利用通信运营商的通信设备中作为与自身装置之间的接口发挥功能的连接装置和自身装置进行连接的虚拟专用线,并进行与通过所述连接装置进行的来自所述利用通信运营商的通信设备的控制对应的数据传送。

方案2所述的发明在方案1所述的无线基站装置中,在自身装置中存在将数据传送到与自身装置进行管理的通信线路不同的外部线路的数据传送部的情况下,所述处理器还构建连接所述数据传送部和所述连接装置的虚拟专用线。

方案3所述的发明在方案1或2所述的无线基站装置中,在由软件构成的虚拟化平台上实现所述利用通信运营商的认证、自身装置的控制及数据传送,另一方面,由与所述虚拟化平台分离的、保管电子证书及密钥对的专用硬盘来保持每个通信运营商的电子证书和密钥对。

方案4所述的发明在方案1至3中任一项所述的无线基站装置中,所述处理器进行如下处理:在从复数个通信运营商接收到连接请求的情况下,对每个通信运营商进行所述认证;构建分别连接所述认证成功的各个通信运营商的所述连接装置和自身装置的虚拟专用线,并进行与通过所述各个连接装置进行的来自复数个通信运营商的通信设备的控制对应的数据传送。

方案5所述的发明在方案1至4中任一项所述的无线基站装置中,所述处理器在因自身装置引起的故障而与所述连接装置之间的连接被切断的情况下,从自身装置对已切断连接的所述连接装置发出连接请求。

方案6所述的发明为存储介质,其存储有用于使计算机执行如下处理的无线基站程序:对请求利用自身装置的每个通信运营商,保持针对通信运营商的电子证书和用于认证电子证书的密钥对;在从通信运营商接收到连接请求的情况下,使用针对已发出连接请求的通信运营商即利用通信运营商的电子证书和密钥对,进行所述利用通信运营商是否为允许连接到自身装置的通信运营商的认证;在所述认证成功的情况下,构建将在所述利用通信运营商的通信设备中作为与自身装置之间的接口发挥功能的连接装置和自身装置进行连接的虚拟专用线,并进行与通过所述连接装置进行的来自所述利用通信运营商的通信设备的控制对应的数据传送。

方案7所述的发明为无线通信系统,其具备:无线基站装置,对请求利用自身装置的每个通信运营商,保持针对通信运营商的电子证书和用于认证电子证书的密钥对;在从通信运营商接收到连接请求的情况下,使用针对已发出连接请求的通信运营商即利用通信运营商的电子证书和密钥对,进行所述利用通信运营商是否为允许连接到自身装置的通信运营商的认证;在所述认证成功的情况下,构建将在所述利用通信运营商的通信设备中作为与自身装置之间的接口发挥功能的连接装置和自身装置进行连接的虚拟专用线,并进行与通过所述连接装置进行的来自所述利用通信运营商的通信设备的控制对应的数据传送;及通信运营商的通信设备,包括通过虚拟专用线而与所述无线基站装置连接的所述连接装置。

方案8所述的发明为无线通信方法,其包括如下步骤:

对请求利用自身装置的每个通信运营商,保持针对通信运营商的电子证书和用于认证电子证书的密钥对;

在从通信运营商接收到连接请求的情况下,使用针对已发出连接请求的通信运营商即利用通信运营商的电子证书和密钥对,进行所述利用通信运营商是否为允许连接到自身装置的通信运营商的认证;及

在所述认证成功的情况下,构建将在所述利用通信运营商的通信设备中作为与自身装置之间的接口发挥功能的连接装置和自身装置进行连接的虚拟专用线,并进行与通过所述连接装置进行的来自所述利用通信运营商的通信设备的控制对应的数据传送。

发明效果

根据本发明的第1方案、第6方案、第7方案及第8方案,具有如下效果:在复数个通信运营商共享利用无线通信设备并提供无线通信服务的情况下,与不进行通信运营商的认证而提供无线通信服务的情况相比,能够提高无线通信服务的安全性能。

根据本发明的第2方案,具有如下效果:不仅能够将数据传送到自身装置进行管理的通信线路,而且也能够传送到外部线路。

根据本发明的第3方案,具有如下效果:与将电子证书和密钥也保持于虚拟化平台上的情况相比,能够提高电子证书和密钥对的机密性。

根据本发明的第4方案,具有如下效果:能够在复数个通信运营商的通信设备中共享1台无线基站装置。

根据本发明的第5方案,具有如下效果:连接装置监视无线基站装置的故障是否恢复,在故障恢复之后,不会再次将连接请求发送到无线基站装置,而能够恢复与无线基站装置之间的通信线路的连接。

附图说明

根据以下附图,对本发明的实施方式进行详细叙述。

图1是表示无线通信系统的系统结构例的图;

图2是表示RAN的结构例的图;

图3是表示无线基站装置及操作员通信设备的各功能结构例的图;

图4是表示无线基站装置中的电气系统的主要部分结构例的图;

图5是表示操作员通信设备的注册处理的一例的流程图;

图6是表示操作员通信设备的连接处理的一例的流程图。

符号说明

1-无线通信系统,2-UE,3-RRH,4-DU,5-互联网,6-CU,10(10A、10B)-(共享型)无线基站装置,12-虚拟化平台,14-虚拟基站,15-MEC服务器,16-虚拟骨干网,18-密钥管理部,20(20A、20B)-操作员通信设备,21-虚拟安全网关,22-共享型无线基站装置网关,23-vCN,24-CN-C,25-网络分片(NS),26-AMF,27-SMF,28-UPF,30-协调器,40-计算机,41-CPU,42-ROM,43-RAM,44-非易失性存储器,45-I/O,46-总线,47-通信单元,48-输入单元,49-显示单元,50-HSM。

具体实施方式

以下,参考附图,对本实施方式进行说明。另外,在相同的构成要件及相同的处理中,在所有附图中标注相同的符号,并省略重复说明。

图1是表示本实施方式所涉及的无线通信系统1的系统结构例的图。无线通信系统1包括构成第5代移动通信系统(以下,称为“5G系统”)的共享型无线基站装置10、MEC服务器15、操作员通信设备20及协调器30。在MEC服务器15及操作员通信设备20上分别连接互联网5,在共享型无线基站装置10上至少连接1台用户利用的终端(以下,称为“UE2”)。

共享型无线基站装置10是与由非MNO且非VMNO的第三方构建的5G通信标准对应的无线基站装置,构成使用无线来连接UE2的无线网络(Radio Access Network:RAN)。即,RAN是由共享型无线基站装置10管理的通信线路。

在图1所示的无线通信系统1的示例中包括两个共享型无线基站装置10A、10B,但是对包括在无线通信系统1中的共享型无线基站装置10的数量并没有限制,只要包括至少一个共享型无线基站装置10即可。在不需要区分说明各个共享型无线基站装置10A、10B的情况下,表示为“共享型无线基站装置10”,并且将共享型无线基站装置10称为“无线基站装置10”。

在无线基站装置10上连接至少一个MNO及VMNO的通信设备,该MNO及VMNO的通信设备共享无线基站装置10提供的RAN,并向存在于无线基站装置10的电波到达范围(服务区域)内的UE2提供5G服务。以下,为了便于说明,将MNO及VMNO称为“操作员”。即,操作员通信设备20是连接于共享型无线基站装置10的操作员的通信设备。

在图1所示的无线通信系统1的示例中包括两个操作员通信设备20A、20B,操作员通信设备20A与无线基站装置10A及无线基站装置10B连接,操作员通信设备20B与无线基站装置10B连接。以下,与无线基站装置10同样,在不需要区分说明各个操作员通信设备20A、20B的情况下表示为“操作员通信设备20”。

操作员通信设备20是构成5G系统中的核心网络(Core Network:CN),并承担5G系统中的用户管理或通信控制的通信设备。操作员通信设备20例如由各种交换机或加入者信息管理装置等用于提供5G服务的装置构成。

无线基站装置10按照操作员通信设备20的控制而传送从UE2接收到的数据。在数据传送目的地是连接于相同的无线基站装置10的其他UE2的情况下,操作员通信设备20进行数据的传送控制,以使从UE2接收到的数据在无线基站装置10中返回,并传送到其他UE2。并且,在数据传送目的地是连接于其他无线基站装置10的其他UE2的情况下,操作员通信设备20从无线基站装置10接收数据,并将数据传送到连接有传送目的地UE2的其他无线基站装置10。在数据传送目的地是连接于互联网5或未图示的广域网(Wide Area Network:WAN)等外部线路上的外部装置的情况下,操作员通信设备20从无线基站装置10接收数据,并将数据传送到所指定的外部装置。如后所述,在与外部线路连接并将数据传送到外部线路的数据传送部包括在无线基站装置10中的情况下,操作员通信设备20通过数据传送部从无线基站装置10直接将数据传送到外部装置。

协调器30与无线基站装置10连接,进行无线基站装置10中的各种设定项目的设定等。

MEC(Mobile Edge Computing:移动边缘计算)服务器15是设置在比构建于互联网5中的云服务器物理上更靠近UE2的位置(边缘)上的服务器。通过MEC服务器15设置在比云服务器更靠近UE2的位置,能够代替云服务器而从MEC服务器15提供用户所需信息。从而,可以实现5G服务的特征即1毫秒以下的超低延迟及10Gbps的超宽带数据通信。

在图1所示的无线通信系统1中包括MEC服务器15及协调器30,但是MEC服务器15及协调器30未必一定是无线通信系统1所需装置,而根据情况设置。

接着,对无线基站装置10提供的RAN的结构进行详细说明。

图2是表示RAN的结构例的图。RAN被分为:无线部分,如无线天线那样实际上进行数据的收发;及控制部分,控制无线部分中的数据的信号处理和数据的收发。RAN的控制部分也被称为vBBU(Virtual Base Band Unit:虚拟基带单元)。

为了以更少的天线数量在广范围内提供5G服务,例如优选设置大型无线天线,另一方面,即使已经是5G服务区域,在电波不易到达的位置或UE2容易密集的位置,例如优选配置大量的小型无线天线。如此优选的无线天线的设置方式在每个位置不同,因此例如通过使RAN的无线部分和控制部分独立而确保无线天线的设置方式的自由度。

RAN的无线部分由RRH(Remote Radio Head:远程无线电头)3构成,vBBU由DU(Distributed Unit:分布式单元)4及CU(Centralized Unit:集中单元)6构成。vBBU与RRH3连接,并且进行例如进行无线资源分配或数据映射等的MAC层处理、进行重发控制等的RLC层处理、及进行数据报头压缩或顺序对准等的PDCP层处理。

CU6与至少一个DU4连接,由于与UE2之间的通信是经由DU4进行的,因此有时将DU4称为分散节点,将CU6称为汇聚节点。RAN经由CU6而与操作员通信设备20连接。并且,MEC服务器15及协调器30也与CU6连接。另外,无线基站装置10可以包括复数个RAN。

接着,对无线基站装置10及操作员通信设备20的各功能结构例进行说明。

图3是表示无线基站装置10及操作员通信设备20的各功能结构例的图。无线基站装置10包括至少一个RRH3、作为vBBU发挥功能的虚拟基站14、将数据传送到外部线路的虚拟骨干网16、密钥管理部18。

其中,虚拟基站14及虚拟骨干网16一同构建于虚拟化平台12上。虚拟化平台12是通过虚拟化软件而生成在1台物理服务器上的复数台虚拟服务器的每一个所提供的软件的动作环境。即,虚拟基站14及虚拟骨干网16通过软件处理而实现。

通过将虚拟基站14及虚拟骨干网16构建于虚拟化平台12上,即使例如在构建于特定的虚拟化平台12上的虚拟基站14或虚拟骨干网16中发生故障,也不会影响到构建于未发生故障的其他虚拟化平台12上的虚拟基站14或虚拟骨干网16的运用,而可以只停止包括发生故障的虚拟基站14或虚拟骨干网16在内的虚拟化平台12并进行恢复工作。

在虚拟基站14上连接RRH3、虚拟骨干网16及密钥管理部18,虚拟基站14在从操作员通信设备20接收到连接请求的情况下,与密钥管理部18协作进行已发出连接请求的操作员通信设备20的认证。经认证结果,在判定为已发出连接请求的操作员通信设备20是预先被允许连接到无线基站装置10的操作员通信设备20(以下,称为“注册操作员通信设备20”)的情况下,虚拟基站14构建连接虚拟基站14和已发出连接请求的操作员通信设备20的虚拟网络。而且,虚拟基站14根据通过虚拟网络进行的来自操作员通信设备20的控制,进行从UE2接收到的数据的传送处理。

如此,无线基站装置10在由软件构成的虚拟化平台12上实现操作员通信设备20的认证、无线基站装置10即自身装置的控制及数据传送。另外,在复数个操作员中,向无线基站装置10已发出连接请求的操作员是本实施方式所涉及的利用通信运营商的一例。

在无线基站装置10中,为了确保伴随无线基站装置10与操作员通信设备20的连接的安全性,在无线基站装置10与操作员通信设备20之间彼此使用电子证书进行认证。

密钥管理部18保持在无线基站装置10与操作员通信设备20之间彼此进行认证时使用的认证信息。认证信息中包括例如PLMN(Public Land Mobile Network:公共陆地移动网络)、电子证书、电子证书的私钥及公钥,认证信息由密钥管理部18保持于允许连接到无线基站装置10的每个操作员。即,密钥管理部18使PLMN、电子证书、电子证书的私钥及公钥分别与每个操作员对应关联,并将对应关联的信息组保持为认证信息。

在此,PLMN是唯一识别操作员的运营商代码,从国家分配给每个操作员。PLMN由MMC(Mobile Country Code:移动国家代码)和MNC(Mobile Network Code:移动网络代码)构成。MMC表示提供移动体通信服务的操作员的注册国家,MNC表示操作员。以下,将电子证书的私钥和与该电子证书的私钥配对的公钥统称为“密钥对”。

与虚拟基站14或虚拟骨干网16不同,密钥管理部18构建于与虚拟化平台12分离的专用硬盘,并保持认证信息。保持认证信息的存储装置例如优选具有认证信息不会泄漏到无线基站装置10的外部的牢固的安全性。从而,在无线基站装置10中,在后述硬盘加密模块(Hardware Security Module:HSM)50中保持认证信息。

虚拟骨干网16与外部线路的一例即互联网5连接,并且是根据来自操作员通信设备20的控制将从UE2接收到的数据传送到连接于互联网5的外部装置的数据传送部的一例。虚拟骨干网16未必包括在所有无线基站装置10中,而仅设置于具备从无线基站装置10直接将数据传送到互联网5的结构的无线基站装置10。

并且,虚拟骨干网16中的数据传送控制不是通过从操作员通信设备20连接操作员通信设备20和虚拟基站14的虚拟网络进行,而是通过连接操作员通信设备20和虚拟骨干网16的虚拟网络进行。即,在无线基站装置10中包括虚拟骨干网16的情况下,在无线基站装置10与操作员通信设备20之间,构建连接操作员通信设备20和虚拟基站14、以及连接操作员通信设备20和虚拟骨干网16的两个虚拟网络。

另外,虚拟骨干网16除了互联网5以外,有时还可以连接于外部线路的一例即SDWAN(Software Defined Wide Area Network:软件定义的广域网)。SDWAN是可以通过软件进行集中管理,并按照传送策略在站点之间进行安全的数据传送的广域网。

另一方面,操作员通信设备20包括虚拟安全网关21、共享型无线基站装置网关22及虚拟化CN即虚拟核心网络(Virtual Core Network:vCN)23。

虚拟安全网关21设置于作为连接目的地的每个无线基站装置10,并作为针对无线基站装置10的操作员通信设备20的接口发挥功能。因此,虚拟安全网关21使用电子证书进行无线基站装置10的认证,在认证成功的情况下,在与无线基站装置10之间构建虚拟网络。从而,虚拟安全网关21是连接无线基站装置10和操作员通信设备20的连接装置的一例。

为了使用电子证书进行认证,虚拟安全网关21也与无线基站装置10同样地保持每个无线基站装置10的认证信息。然而,在操作员通信设备20保持的认证信息中,唯一识别无线基站装置10的无线基站装置ID代替PLMN而与电子证书及电子证书的密钥对分别对应关联。

共享型无线基站装置网关22连接于各虚拟安全网关21和vCN23,并进行无线基站装置10的RAN与vCN23之间的数据中继。

vCN23进行用户管理或数据的通信控制,所述用户管理例如对利用5G服务的UE2的位置或计费信息等与利用UE2的用户有关的信息进行管理。vCN23由CN-C24和网络分片(Network Slice:NS)25构成。

CN-C24是承担5G网络的通信控制的功能部,包括进行UE2认证或UE2的位置管理等移动性管理的AMF(Access and Mobility Management Function:接入和移动性管理功能)26。

NS25是划分网络(分片),其虚拟地划分存储器及路由器等用于提供5G服务的设备的处理能力或网络带宽等资源,并将所划分的虚拟资源进行组合并构建于UE2与vCN23之间的5G网络上。各个NS25中包括SMF(Session Management Function:会话管理功能)27。

SMF27是按照AMF26的指示进行NS25的会话管理和将IP地址分配给UE2的功能部。并且,SMF27进行UPF(User Plane Function:用户平面功能)28的选择和UPF28的控制而进行使用NS25的数据传送,在数据传送目的地是外部装置的情况下,通过UPF28将数据传送到互联网5。

接着,对无线基站装置10中的电气系统的主要部分结构例进行说明。

图4是表示无线基站装置10中的电气系统的主要部分结构例的图。无线基站装置10例如使用刀片服务器等计算机40而构成,在计算机40上构建至少一个虚拟化平台12。

计算机40具备承担图3所示的无线基站装置10的各功能部的处理的CPU(CentralProcessing Unit:中央处理单元)41、存储使计算机40作为无线基站装置10发挥功能的无线基站程序的ROM(Read Only Memory:只读存储器)42、用作CPU41的临时工作区域的RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)43、非易失性存储器44及输入/输出接口(I/O)45。而且,CPU 41、ROM 42、RAM 43、非易失性存储器44及I/O45经由总线46分别连接。

非易失性存储器44是即使供给到非易失性存储器44的电力被切断也维持所存储的信息的存储装置的一例,例如使用半导体存储器,但是也可以使用硬盘。即使无线基站装置10的电源被切断,也需要继续存储的信息存储于非易失性存储器44。

非易失性存储器44未必需要内置于计算机40,也可以是例如可装卸于计算机40的便携式存储装置。

在I/O45上连接例如通信单元47、输入单元48、显示单元49及HSM50等器件。

通信单元47连接于RRH3,并且在存在虚拟骨干网16的情况下也连接于互联网5,并且具备与连接于UE2及互联网5的外部装置进行数据通信的通信协议。

输入单元48是接收用户指示并通知CPU41的装置,可以使用例如按钮、触摸面板、键盘及鼠标等。在通过语音而接收指示的情况下,有时麦克风用作输入单元48。

显示单元49是视觉显示被CPU 41处理的信息的装置的一例,例如使用液晶显示器,有机EL(电致发光)显示器等。

HSM50是专用硬盘,其包括存储认证信息的半导体芯片,并通过拒绝来自外部的非法访问而防止认证信息的泄漏。HSM50的封装成型为一体,并采取了如下措施:例如即使试图非法获取认证信息而强行打开HSM50取出半导体芯片,也由于读取认证信息所需组件破坏,因此防止认证信息泄漏。并且,HSM50具备真随机数生成功能,生成电子证书的私钥及公钥。

另外,也可以具备与每个虚拟化平台12不同的通信单元47、输入单元48、显示单元49及HSM50,但是也可以将相同的通信单元47、输入单元48、显示单元49及HSM50共同分配给各个虚拟化平台12。

并且,连接于I/O45的器件是一个示例,根据需要,可以将与图4所示器件不同的器件连接于I/O45,例如将图像形成于纸张等记录媒体上的图像形成单元。在无线基站装置10设置于无人位置的情况下,未必需要输入单元48及显示单元49。在该情况下,无线基站装置10通过通信单元47而接收用户的指示,并且将无线基站装置10试图显示于显示单元49上的信息通过通信单元47发送到如协调器30那样的外部装置,也可以在外部装置中显示。

接着,对无线基站装置10中的操作员通信设备20的注册处理进行说明。为了使操作员通信设备20利用无线基站装置10,需要预先将操作员通信设备20注册于利用目的地的无线基站装置10。如此,操作员通信设备20注册于无线基站装置10是根据来自操作员通信设备20的注册请求进行。

图5是表示在从操作员通信设备20接收到注册请求的情况下,由无线基站装置10的CPU41执行的操作员通信设备20的注册处理的一例的流程图。

规定操作员通信设备20的注册处理的无线基站程序预先存储于例如无线基站装置10的ROM42。无线基站装置10的CPU41读取存储在ROM42中的无线基站程序而执行操作员通信设备20的注册处理。

在步骤S10中,CPU41判定包括在所接收到的注册请求中的PLMN是否为正确的PLMN。正确的PLMN是指PLMN由国家分配的正式PLMN,是否为正确的PLMN的判定方法并不限定于PLMN是否为由国家分配的正式的PLMN的判定。例如,将允许利用无线基站装置10的操作员的PLMN预先设定于非易失性存储器44,当包括在注册请求中的PLMN与允许利用无线基站装置10的任一操作员的PLMN一致的情况下,判定为包括在注册请求中的PLMN是正确的PLMN。

若包括在注册请求中的PLMN不是正确的PLMN,则认为注册请求是非法请求,因此结束图5所示的操作员通信设备20的注册处理,以免进行操作员通信设备20的注册。

另一方面,当包括在注册请求中的PLMN是正确的PLMN的情况下,转移到步骤S20。

在步骤S20中,CPU41生成针对已发出注册请求的操作员(注册操作员)的电子证书和密钥对。具体而言,CPU41通过外部线路对认证机构请求发行电子证书,并且从认证机构获取针对注册操作员的电子证书。并且,CPU41利用HSM50的真随机数生成功能来生成针对所发行的电子证书的密钥对。

在步骤S30中,CPU41使注册操作员的PLMN和在步骤S20中获取的电子证书及密钥对对应关联而生成认证信息,将所生成的注册操作员的认证信息存储于HSM50,并结束图5所示的操作员通信设备20的注册处理。综上所述,注册操作员的认证信息被注册于HSM50。另外,操作员通信设备20的注册处理在每个无线基站装置10中进行。

利用无线基站装置10的RAN要向用户提供5G服务的操作员从操作员通信设备20对提供要利用的RAN的无线基站装置10发送连接请求。

图6是表示在从操作员通信设备20接收到连接请求的情况下,由无线基站装置10的CPU41执行的操作员通信设备20的连接处理的一例的流程图。

与操作员通信设备20的注册处理同样,操作员通信设备20的连接处理也被无线基站程序规定。无线基站装置10的CPU41读取存储在ROM42中的无线基站程序,并执行操作员通信设备20的连接处理。

另外,连接请求中包括已发出连接请求的操作员(以下,称为“利用操作员”)的PLMN、利用操作员针对连接目的地的每个无线基站装置10获取的包括公钥在内的电子证书及电子签名。电子签名是用与电子证书对应关联的私钥对使用哈希函数计算出的连接请求的哈希值进行了加密的加密数据。为了便于说明,将操作员所获取的包括在连接请求中电子证书记载为“操作员电子证书”,与注册在无线基站装置10中的每个操作员的电子证书进行区分。利用操作员是本实施方式所涉及的利用通信运营商的一例。

在步骤S100中,CPU41认证所接收到的连接请求是否为来自认证信息已注册在HSM50中的注册操作员的正确的连接请求。即,CPU41认证包括连接请求中所包括的PLMN在内的认证信息是否存在于HSM50中,并且已发出连接请求的利用操作员是否为与由PLMN表示的操作员相同的操作员。

至于利用操作员是否为与由包括在连接请求中的PLMN表示的操作员相同的操作员,使用操作员电子证书进行确认。具体而言,CPU41计算由操作员电子证书的公钥对赋予到连接请求的电子签名进行解密的解密哈希值,并判定解密哈希值是否与使用哈希函数计算出的连接请求的哈希值一致。在解密哈希值与根据连接请求计算出的哈希值一致的情况下,CPU41进一步遵循操作员电子证书的认证路径而确认操作员电子证书是否为由合法认证机构发行的电子证书,并确认没有伪造。

在步骤S110中,CPU41判定连接请求的认证是否成功。在连接请求的认证失败的情况下,认为所接收到的连接请求是请求源不清楚的非法连接请求,因此拒绝连接并结束图6所示的操作员通信设备20的连接处理。另一方面,在连接请求的认证成功的情况下,转移到步骤S120。

无线基站装置10将已进行电子签名的连接响应发送到连接请求的发送源即操作员通信设备20的虚拟安全网关21,以使能够确认此次在操作员通信设备20侧操作员通信设备20试图连接的无线基站装置10是正确的连接目的地。

因此,首先在步骤S120中,CPU41从HSM50获取包括连接请求中所包括的PLMN在内的认证信息,即,利用操作员的认证信息。

在步骤S130中,CPU41用在步骤S120中获取的认证信息的私钥对使用哈希函数计算出的连接响应的哈希值进行加密而生成电子签名。在此基础上,CPU41对包括在利用操作员的认证信息中的电子证书赋予与该电子证书对应关联的公钥,并生成包括所生成的电子签名和赋予公钥的电子证书的连接响应。CPU41将如此生成的连接响应发送到连接请求的发送源即操作员通信设备20的虚拟安全网关21。

在步骤S140中,CPU41判定在已发送连接响应的操作员通信设备20的虚拟安全网关21中对连接响应的认证是否成功。CPU41通过来自虚拟安全网关21的认证结果或用于发送连接响应的通信会话的状态,来检测在虚拟安全网关21中对连接响应的认证是否成功。在虚拟安全网关21中连接响应的认证失败的情况下,通信会话被强行切断。

如此,通过使虚拟安全网关21也进行无线基站装置10的认证会检测到非法现象,例如CPU41响应于非法连接请求而导致对实际上未发出连接请求的操作员通信设备20进行连接响应。

从而,在判定为在虚拟安全网关21中对来自无线基站装置10的连接响应的认证失败的情况下,结束图6所示的操作员通信设备20的连接处理。

另一方面,在判定为在虚拟安全网关21中对来自无线基站装置10的连接响应的认证成功的情况下,无线基站装置10与操作员通信设备20之间彼此连接目的地被认证为是正确的,因此转移到步骤S150。

在步骤S150中,CPU41对利用操作员的操作员通信设备20中的虚拟安全网关21进行VPN(Virtual Private Network:虚拟专用网)连接,并且在与虚拟基站14之间构建通过加密和隧道而确保了数据的机密性的虚拟专用线的一例即虚拟网络。具体而言,CPU41例如在VPN协议中使用IKEv2,并且在数据加密协议中使用IPsec(IP Security:IP安全性),在与虚拟安全网关21之间建立隧道,在隧道内构建虚拟网络。虚拟网络被实现为使用了例如VXLAN(Virtual eXtensible Local Area Network:虚拟可扩展局域网)的覆盖网络。

在步骤S160中,CPU41判定在虚拟基站14中是否连接有虚拟骨干网16,所述虚拟基站14在步骤S150中与虚拟安全网关21之间构建了虚拟网络。在连接有虚拟骨干网16的情况下,转移到步骤S170。

在虚拟基站14中连接有虚拟骨干网16的情况下,可以进行将从UE2接收到的数据不经由操作员通信设备20而从无线基站装置10直接传送到互联网5等外部线路的路由。由于该路由遵循操作员通信设备20的控制,因此在步骤S170中,CPU41以与步骤S150相同的方法对利用操作员的操作员通信设备20中的虚拟安全网关21进行VPN连接,并且在与虚拟骨干网16之间构建虚拟网络。

另一方面,在虚拟基站14中未连接有虚拟骨干网16的情况下,不执行步骤S170的处理而转移到步骤S180。

在步骤S180中,CPU41在与利用操作员的操作员通信设备20中的虚拟安全网关21之间开始进行通信,并且根据从虚拟安全网关21通过虚拟网络进行的控制而传送从UE2接收到的数据。综上所述,结束图6所示的操作员通信设备20的连接处理。

另外,一个无线基站装置10同时允许连接的操作员并不限定于一个。在从复数个操作员接收到连接请求的情况下,对每个操作员进行图6所示的操作员通信设备20的连接处理,并且根据来自由虚拟网络连接的各个操作员通信设备20的控制而传送从UE2接收到的数据。即,复数个操作员共享相同的无线基站装置10并提供5G服务。

在图6所示的操作员通信设备20的连接处理中,在无线基站装置10从操作员通信设备20接收到连接请求的情况下,在与操作员通信设备20之间构建虚拟网络。

另一方面,由于在无线基站装置10中发生了一些故障,因此无线基站装置10作为主体切断了与操作员通信设备20之间的虚拟网络的情况下,操作员通信设备20试图重新连接于无线基站装置10,例如直至无线基站装置10恢复为止持续发送连接请求。

从而,无线基站装置10因自身装置引起的故障而切断了与操作员通信设备20中的虚拟安全网关21之间的连接的情况下,在故障恢复之后,从无线基站装置10对切断了虚拟网络的操作员通信设备20发出连接请求。而且,无线基站装置10对从操作员通信设备20发送的连接响应进行使用电子证书的认证,在无线基站装置10与操作员通信设备20之间彼此连接目的地被认证为正确的情况下,重新构建虚拟网络。

以上,以提供5G系统的无线通信系统1为例,对共享无线基站装置10时的无线基站装置10和操作员通信设备20的连接处理进行了说明,但是本实施方式所涉及的无线基站装置10和操作员通信设备20的连接处理当然可以适用于除了5G系统通信系统以外的通信系统,例如第4代移动通信系统或考虑以后将导入的第6代移动通信系统之后的通信系统。

以上,利用实施方式对本发明进行了说明,但本发明并不限定于实施方式所记载的范围。在不脱离本发明的主旨的范围内能够对实施方式追加各种变更或改进,追加了该变更或改进的方式也包括在本发明的技术范围内。例如,在不脱离本发明的主旨的范围内可以变更处理顺序。

并且,在实施方式中,作为一例,对由软件来实现操作员通信设备20的注册处理及连接处理的方式进行了说明,但是也可以将与图5及图6所示的流程图相同的处理安装于例如ASIC(Application Specific Integrated Circuit:专用集成电路)、FPGA(FieldProgrammable Gate Array:现场可编程门阵)或PLD(Programmable Logic Device:可编程逻辑设备),并由硬盘进行处理。在该情况下,与由软件来实现操作员通信设备20的注册处理及连接处理的情况相比,可实现处理的高速化。

如此,可以将无线基站装置10的CPU41替换为例如ASIC、FPGA、PLD、GPU(GraphicsProcessing Unit:图形处理单元)及FPU(Floating Point Unit:浮点单元)等专用于特定处理的专用处理器。

实施方式所涉及的无线基站装置10的处理除了通过一个CPU41实现的方式以外,还可以是通过复数个CPU41实现的方式。此外,实施方式所涉及的无线基站装置10的处理可以通过存在于物理上分离的位置上的处理器的协作而实现。

并且,在上述实施例中,对在ROM42中安装有无线基站程序的方式进行了说明,但是本发明不限于此。本发明所涉及的无线基站程序也可以以记录在计算机40可读的存储介质中的方式提供。例如,也可以将无线基站程序以记录在CD(Compact Disc:光盘)-ROM或DVD(Digital Versatile Disc:数字多功能光盘)-ROM等光盘中的方式提供。并且,也可以将本发明所涉及的控制程序以记录在USB(Universal Serial Bus:通用串行总线)存储器及快闪存储器等便携式半导体存储器中的方式进行提供。

此外,无线基站装置10可以通过互联网5等外部线路从外部装置获取无线基站程序。

上述本发明的实施方式是以例示及说明为目的而提供的。另外,本发明的实施方式并不全面详尽地包括本发明,并且并不将本发明限定于所公开的方式。很显然,对本发明所属的领域中的技术人员而言,各种变形及变更是自知之明的。本实施方式是为了最容易理解地说明本发明的原理及其应用而选择并说明的。由此,本技术领域中的其他技术人员能够通过对假定为各种实施方式的特定使用最优化的各种变形例来理解本发明。本发明的范围由以上的权利要求书及其等同物来定义。

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