(57)【要約】  送信側と受信側の無線端末が同じ無線中継装置に無線接続している場合にネットワークリソースを効率的に使用し、また、制御装置の負荷を軽減し、さらに制御装置が無線端末の通信を管理する技術が開示され、その技術によれば送信側のＵＥ１は受信側のＵＥ２が同一のＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３に接続されている場合に、ＵＥ２あての送信パケットを、ＡＣＧＷ１０５を介さない第１のパケットとＡＣＧＷ１０５を介する第２のパケットに分割してＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３に送信し、Ｅ‐ＮｏｄｅＢ１０３は第１のパケットをＵＥ２に送信するとともに第２のパケットをＡＣＧＷ１０５に送信し、ＡＣＧＷ１０５は第２のパケットを受信してＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３に送信し、Ｅ‐ＮｏｄｅＢ１０３はＡＣＧＷ１０５から送信された第２のパケットを受信してＵＥ２に送信し、ＵＥ２は第１、第２のパケットを受信して元のパケットに合成する。
2008023781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおいて、
送信側の無線端末は、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信パケットを、前記制御装置を介さない第１のパケットと前記制御装置を介する第２のパケットに分割して前記無線中継装置に送信し、
前記無線中継装置は、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に送信するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、前記無線中継装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記無線中継装置に送信し、
前記無線中継装置は、前記制御装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に送信し、
前記受信側の無線端末は、前記無線中継装置から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して元のパケットを復元することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記送信側の無線端末は、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化して、前記暗号化データを前記受信側の無線端末側で復号するための識別データを取り除いた前記第１のパケットを生成するとともに、前記識別データを含む前記第２のパケットを生成し、
前記受信側の無線端末は、前記第２のパケット内の前記識別データを、前記第１のパケット内の前記識別データが切り取られた部分にセットして前記第１のパケット内の前記暗号化データを復号することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記送信側の無線端末は、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化して、前記暗号化データを前記受信側の無線端末側で復号するための識別データ及び前記暗号化データの一部を取り除いた前記第１のパケットを生成するとともに、前記識別データ及び前記暗号化データの一部を含む前記第２のパケットを生成し、
前記受信側の無線端末は、前記第２のパケット内の前記識別データ及び前記暗号化データの一部を、前記第１のパケット内の前記識別データ及び前記暗号化データの一部が切り取られた部分にセットして前記第１のパケット内の前記暗号化データを復号することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】
前記送信側の無線端末は、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化して、前記暗号化データを前記受信側の無線端末側で復号するために必要なデータの一部を取り除いた前記第１のパケットを生成するとともに、前記復号するために必要なデータの一部を含む前記第２のパケットを生成し、
前記受信側の無線端末は、前記第２のパケット内の前記復号するために必要なデータの一部を、前記第１のパケット内の前記復号するために必要なデータの一部が切り取られた部分にセットして前記第１のパケット内の前記暗号化データを復号することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項５】
前記パケットを暗号化・復号化する方法としてＩＰsec ＥＳＰのトンネルモードを用いることを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
【請求項６】
無線端末と無線中継装置との間で相互に無線通信を行い、制御装置が前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する通信方法において、
送信側の無線端末及び受信側の無線端末が同一の前記無線中継装置に接続されている場合に、前記送信側の無線端末が、受信側の無線端末あての送信パケットを、前記制御装置を介さない第１のパケットと前記制御装置を介する第２のパケットに分割して前記無線中継装置に送信するステップと、
前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に送信するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に送信するステップと、
前記制御装置が、前記無線中継装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記無線中継装置に送信するステップと、
前記無線中継装置が、前記制御装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に送信するステップと、
前記受信側の無線端末が、前記無線中継装置から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して元のパケットに復元するステップとを、
有することを特徴とする通信方法。
【請求項７】
無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける送信側の前記無線端末において、
自己及び受信側の無線端末が同一の前記無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信パケットを、前記制御装置を介さない第１のパケットと前記制御装置を介する第２のパケットに分割して前記無線中継装置に送信する手段を備え、
前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に送信するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に送信し、
前記制御装置が、前記無線中継装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記無線中継装置に送信し、
前記無線中継装置が、前記制御装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に送信し、
前記受信側の無線端末が、前記無線中継装置から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して元のパケットに復元するようにした無線端末。
【請求項８】
無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける前記無線中継装置において、
送信側の無線端末及び受信側の無線端末が自己に接続されている場合に、前記送信側の無線端末が、前記受信側の無線端末あての送信パケットを、前記制御装置を介さない第１のパケットと前記制御装置を介する第２のパケットに分割して自己に送信したとき、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に送信するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に送信する手段と、
前記制御装置が、自己から送信された前記第２のパケットを受信して自己に送信したとき、前記制御装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に送信する手段とを備え、
前記受信側の無線端末が、自己から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して元のパケットに復元するようにしたことを特徴とする無線中継装置。
【請求項９】
無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける前記制御装置において、
送信側の無線端末が、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信パケットを、自己を介さない第１のパケットと自己を介する第２のパケットに分割して前記無線中継装置に送信し、前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に送信するとともに前記第２のパケットを自己あてに送信したとき、前記無線中継装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記無線中継装置に送信する手段と、
前記第２のパケットに基づいて前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する手段とを備え、
前記無線中継装置が、自己から送信された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に送信し、
前記受信側の無線端末が、前記無線中継装置から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して元のパケットに復元するようにしたことを特徴とする制御装置。
【請求項１０】
無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける受信側の前記無線端末において、
送信側の無線端末及び自己が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記送信側の無線端末が自己あての送信パケットを、前記制御装置を介さない第１のパケットと前記制御装置を介する第２のパケットに分割して前記無線中継装置に送信し、前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に送信するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に送信し、前記制御装置が、前記無線中継装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記無線中継装置に送信し、前記無線中継装置が、前記制御装置から送信された前記第２のパケットを受信して自己に送信したとき、前記無線中継装置から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して元のパケットに復元する手段を、
備えたことを特徴とする無線端末。
【請求項１１】
無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおいて、
送信側の無線端末は、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化した後にパケット化し、このパケットを前記制御装置を介さない前記受信側の無線端末あての第１のパケットとして前記無線中継装置に送信するとともに、前記暗号化されたデータを復号するための鍵データをパケット化し、このパケットを前記制御装置を介する前記受信側の無線端末あての第２のパケットとして前記無線中継装置に送信し、
前記無線中継装置は、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に転送するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に転送し、さらに複数の前記第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、前記無線中継装置から転送された前記第２のパケットを受信して内部の鍵データを確認して前記第２のパケットを前記無線中継装置に転送するとともに、前記無線中継装置から送信された前記第３のパケットに基づいて前記第１のパケットの管理情報を取得し、
前記無線中継装置は、前記制御装置から転送された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に転送し、
前記受信側の無線端末は、前記無線中継装置から転送された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記暗号化されたデータを前記鍵データにより復号することを特徴とする通信システム。
【請求項１２】
前記送信側の無線端末は、前記第１のパケットの各パケット内にそれぞれシーケンス番号をセットし、
前記制御装置は、前記第３のパケット内のシーケンス番号に基づいて前記第１のパケットの転送パケット数を管理することを特徴とする請求項１１に記載の通信システム。
【請求項１３】
前記制御装置は、前記第２のパケット内の鍵データを保持し、この鍵データに基づいて前記第３のパケット内の暗号化データを復号し、復号できない場合に、前記無線中継装置に対して前記第１のパケットの前記受信側の無線端末への転送を禁止することを特徴とする請求項１１に記載の通信システム。
【請求項１４】
前記送信側の無線端末は、前記第１のパケットの所定の転送パケット数ごとに、又は所定時間ごとに前記鍵データを更新することを特徴とする請求項１１に記載の通信システム。
【請求項１５】
無線端末と無線中継装置との間で相互に無線通信を行い、制御装置が前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する通信方法において、
送信側の無線端末が、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化した後にパケット化し、このパケットを前記制御装置を介さない前記受信側の無線端末あての第１のパケットとして前記無線中継装置に送信するとともに、前記暗号化されたデータを復号するための鍵データをパケット化し、このパケットを前記制御装置を介する前記受信側の無線端末あての第２のパケットとして前記無線中継装置に送信するステップと、
前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に転送するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に転送し、さらに複数の前記第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして前記制御装置に送信するステップと、
前記制御装置が、前記無線中継装置から転送された前記第２のパケットを受信して内部の鍵データを確認して前記第２のパケットを前記無線中継装置に転送するとともに、前記無線中継装置から送信された前記第３のパケットに基づいて前記第１のパケットの管理情報を取得するステップと、
前記無線中継装置が、前記制御装置から転送された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に転送するステップと、
前記受信側の無線端末は、前記無線中継装置から転送された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記暗号化されたデータを前記鍵データにより復号するステップとを、
有する通信方法。
【請求項１６】
無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける送信側の前記無線端末において、
自身と受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化した後にパケット化し、このパケットを前記制御装置を介さない前記受信側の無線端末あての第１のパケットとして前記無線中継装置に送信するとともに、前記暗号化されたデータを復号するための鍵データをパケット化し、このパケットを前記制御装置を介する前記受信側の無線端末あての第２のパケットとして前記無線中継装置に送信する手段を備え、
前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末自身から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に転送するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に転送し、さらに複数の前記第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして前記制御装置に送信し、
前記制御装置が、前記無線中継装置から転送された前記第２のパケットを受信して内部の鍵データを確認して前記第２のパケットを前記無線中継装置に転送するとともに、前記無線中継装置から送信された前記第３のパケットに基づいて前記第１のパケットの管理情報を取得し、
前記無線中継装置が、前記制御装置から転送された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に転送し、
前記受信側の無線端末が、前記無線中継装置から転送された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記暗号化されたデータを前記鍵データにより復号することを特徴とする無線端末。
【請求項１７】
前記第１のパケットの所定の転送パケット数ごとに、又は所定時間ごとに前記鍵データを更新することを特徴とする請求項１６に記載の無線端末。
【請求項１８】
無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける前記無線中継装置において、
送信側の無線端末が、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化した後にパケット化し、このパケットを前記制御装置を介さない前記受信側の無線端末あての第１のパケットとして前記無線中継装置自身に送信するとともに、前記暗号化されたデータを復号するための鍵データをパケット化し、このパケットを前記制御装置を介する前記受信側の無線端末あての第２のパケットとして前記無線中継装置自身に送信した場合に、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に転送するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に転送し、さらに複数の前記第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして前記制御装置に送信する手段と、
前記制御装置が、前記無線中継装置自身から転送された前記第２のパケットを受信して内部の鍵データを確認して前記第２のパケットを前記無線中継装置自身に転送するとともに、自身から送信された前記第３のパケットに基づいて前記第１のパケットの管理情報を取得した場合に、前記制御装置から転送された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に転送する手段とを備え、
前記受信側の無線端末が、前記無線中継装置自身から転送された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記暗号化されたデータを前記鍵データにより復号することを特徴とする無線中継装置。
【請求項１９】
無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける前記制御装置において、
送信側の無線端末が、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化した後にパケット化し、このパケットを自身を介さない前記受信側の無線端末あての第１のパケットとして前記無線中継装置に送信するとともに、前記暗号化されたデータを復号するための鍵データをパケット化し、このパケットを自身を介する前記受信側の無線端末あての第２のパケットとして前記無線中継装置に送信し、前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に転送するとともに前記第２のパケットを自身に転送し、さらに複数の前記第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして自身に送信した場合、前記無線中継装置から転送された前記第２のパケットを受信して内部の鍵データを確認して前記第２のパケットを前記無線中継装置に転送するとともに、前記無線中継装置から送信された前記第３のパケットに基づいて前記第１のパケットの管理情報を取得する手段を備え、
前記無線中継装置が、前記制御装置自身から転送された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に転送し、
前記受信側の無線端末が、前記無線中継装置から転送された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記暗号化されたデータを前記鍵データにより復号することを特徴とする制御装置。
【請求項２０】
前記送信側の無線端末が前記第１のパケットの各パケット内にそれぞれシーケンス番号をセットする場合、前記第３のパケット内のシーケンス番号に基づいて前記第１のパケットの転送パケット数を管理する手段を更に備えたことを特徴とする請求項１９に記載の制御装置。
【請求項２１】
前記第２のパケット内の鍵データを保持し、この鍵データに基づいて前記第３のパケット内の暗号化データを復号し、復号できない場合に、前記無線中継装置に対して前記第１のパケットの前記受信側の無線端末への転送を禁止する手段を更に備えたことを特徴とする請求項１９に記載の制御装置。
【請求項２２】
無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける受信側の前記無線端末において、
送信側の無線端末が、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末自身あての送信データを暗号化した後にパケット化し、このパケットを前記制御装置を介さない前記受信側の無線端末自身あての第１のパケットとして前記無線中継装置に送信するとともに、前記暗号化されたデータを復号するための鍵データをパケット化し、このパケットを前記制御装置を介する自身あての第２のパケットとして前記無線中継装置に送信し、前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末自身に転送するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に転送し、さらに複数の前記第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして前記制御装置に送信し、前記制御装置が、前記無線中継装置から転送された前記第２のパケットを受信して内部の鍵データを確認して前記第２のパケットを前記無線中継装置に転送するとともに、前記無線中継装置から送信された前記第３のパケットに基づいて前記第１のパケットの管理情報を取得し、前記無線中継装置が、前記制御装置から転送された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末自身に転送した場合に、前記無線中継装置から転送された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記暗号化されたデータを前記鍵データにより復号する手段を、
備えたことを特徴とする無線端末。
【請求項２３】
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記制御装置を介さない第１のパケットは、音声信号の帯域を分割した低域側の基本音声データと高域側の拡張音声データのうち前記拡張音声データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記基本音声データを含むことを特徴とする通信システム。
【請求項２４】
請求項６に記載の通信方法において、
前記制御装置を介さない第１のパケットは、音声信号の帯域を分割した低域側の基本音声データと高域側の拡張音声データのうち前記拡張音声データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記基本音声データを含むことを特徴とする通信方法。
【請求項２５】
請求項７に記載の無線端末において、
前記制御装置を介さない第１のパケットは、音声信号の帯域を分割した低域側の基本音声データと高域側の拡張音声データのうち前記拡張音声データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記基本音声データを含むことを特徴とする無線端末。
【請求項２６】
請求項８に記載の無線中継装置において、
前記制御装置を介さない第１のパケットは、音声信号の帯域を分割した低域側の基本音声データと高域側の拡張音声データのうち前記拡張音声データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記基本音声データを含むことを特徴とする無線中継装置。
【請求項２７】
請求項９に記載の制御装置において、
前記制御装置を介さない第１のパケットは、音声信号の帯域を分割した低域側の基本音声データと高域側の拡張音声データのうち前記拡張音声データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記基本音声データを含むことを特徴とする制御装置。
【請求項２８】
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記制御装置を介さない第１のパケットは、画像信号を画面内でのみ符号化した画面内符号化データと、画面間差分を予測符号化した画面間差分予測符号化データのうち前記画面間差分予測符号化データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記画面内符号化データを含むことを特徴とする通信システム。
【請求項２９】
請求項６に記載の通信方法において、
前記制御装置を介さない第１のパケットは、画像信号を画面内でのみ符号化した画面内符号化データと、画面間差分を予測符号化した画面間差分予測符号化データのうち前記画面間差分予測符号化データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記画面内符号化データを含むことを特徴とする通信方法。
【請求項３０】
請求項７に記載の無線端末において、
前記制御装置を介さない第１のパケットは、画像信号を画面内でのみ符号化した画面内符号化データと、画面間差分を予測符号化した画面間差分予測符号化データのうち前記画面間差分予測符号化データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記画面内符号化データを含むことを特徴とする無線端末。
【請求項３１】
請求項８に記載の無線中継装置において、
前記制御装置を介さない第１のパケットは、画像信号を画面内でのみ符号化した画面内符号化データと、画面間差分を予測符号化した画面間差分予測符号化データのうち前記画面間差分予測符号化データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記画面内符号化データを含むことを特徴とする無線中継装置。
【請求項３２】
請求項９に記載の制御装置において、
前記制御装置を介さない第１のパケットは、画像信号を画面内でのみ符号化した画面内符号化データと、画面間差分を予測符号化した画面間差分予測符号化データのうち前記画面間差分予測符号化データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記画面内符号化データを含むことを特徴とする制御装置。
【請求項３３】
前記パケットを暗号化・復号化する方法としてＩＰsec ＥＳＰのトンネルモードを用いることを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
【請求項３４】
前記パケットを暗号化・復号化する方法としてＩＰsec ＥＳＰのトンネルモードを用いることを特徴とする請求項４に記載の通信システム。
【請求項３５】
請求項１０に記載の無線端末において、
前記制御装置を介さない第１のパケットは、音声信号の帯域を分割した低域側の基本音声データと高域側の拡張音声データのうち前記拡張音声データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記基本音声データを含むことを特徴とする無線端末。
【請求項３６】
請求項１０に記載の無線端末において、
前記制御装置を介さない第１のパケットは、画像信号を画面内でのみ符号化した画面内符号化データと、画面間差分を予測符号化した画面間差分予測符号化データのうち前記画面間差分予測符号化データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記画面内符号化データを含むことを特徴とする無線端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パケット網を利用した通信システム、通信方法、無線端末、無線中継装置及び制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の非特許文献１、２に示されるように、第３世代携帯電話網（３ＧＰＰ（登録商標）：3rd Generation Partnership Project）の次の世代のネットワーク構成として図１５のようなアーキテクチャが考えられている。図１５では、無線端末であるユーザ機器（User Equipment、以下、ＵＥと言う。）１０１とＵＥ１０２はそれぞれ、基地局であるＥ−ＮｏｄｅＢ（Evolved NodeB）１０３、１０４に無線電波を用いて接続している。さらに基地局１０３、１０４は有線を介して、網側の制御装置であるアクセスゲートウェイ（ＡＣＧＷ: Access Gateway、又はＭＭＥ／ＵＰＥ）１０５と接続される。ＡＣＧＷ１０５は、ユーザ認証装置１０６を用いてユーザ認証処理を行ってＵＥ１０１、１０２を網に接続させるかどうか判定し、また、課金管理装置１０７を用いてＵＥ１０１、１０２への課金のためにパケット量など使用状況の情報収集を行う（ＰＣＲＦ: Policy Control and Charging Rules Function）。また、ユーザ・プレーン（User Plane）のデータは、ＡＣＧＷ１０５とＵＥ１０１、１０２の間で暗号化される。【０００３】
まず、ＵＥ１０１、１０２間でのパケットの流れについて説明する。送信側のＵＥ１０１は受信側のＵＥ１０２に向けてパケットを生成し、この生成したパケットをＡＣＧＷ１０５あてに暗号化し、暗号化したパケットをＡＣＧＷ１０５に送信する。送信側ＵＥ１０１が暗号化パケットを送信すると、基地局１０３はＵＥ１０１からの暗号化パケットを受信し、ＡＣＧＷ１０５に転送する。ＡＣＧＷ１０５はＵＥ１０１からの暗号化されたパケットを受信し、そのパケットを復号化する。さらにＡＣＧＷ１０５は、パケットのあて先であるＵＥ１０２あてに暗号化し、暗号化したパケットを送信する。基地局１０４はＡＣＧＷ１０５から暗号化パケットを受信し、受信側のＵＥ１０２に転送する。受信側のＵＥ１０２はＡＣＧＷ１０５から暗号化パケットを受信して復号化し、送信側ＵＥ１０１からのパケットを受信処理する。以上が、ＵＥ−ＵＥ間のパケットの流れである。
また、データ分割の従来技術として、非特許文献３、特許文献１に示すように音声信号を帯域分割して各帯域を別々に符号化するスケーラブル音声符号化が知られている。
【非特許文献１】3GPP（登録商標） Technical Report 23.882 draft V1.1.0 (2006-04)
【非特許文献２】3GPP（登録商標） Technical Report 25.813 V0.9.2 (2006-05)
【非特許文献３】「高パケットロス耐性を有する広帯域音声符号化法」、森岳至他、電子情報通信学会論文誌 2005/7 Vol. J88-DII No.7, P.1103-1113
【特許文献１】特開２００３−２４１７９９号公報（要約書）
【０００４】
しかしながら、上記のＵＥ−ＵＥ間のパケットの流れでは、図１に示すようにＵＥ１０１（ＵＥ１）とＵＥ１０２（ＵＥ２）が同じ基地局１０３に無線接続している場合には、ＵＥ１０１が送信したパケットは、ＵＥ１０１→基地局１０３→ＡＣＧＷ１０５→基地局１０３→ＵＥ１０２（ルート（２）図１中は丸囲み数字２で表す（以下同様））と流れる。すなわち、ルート（２）ではＡＣＧＷ１０５と基地局１０３を折り返してデータが流れている。このように、従来の方法では、パケット通信を行っているＵＥ１０１とＵＥ１０２が同じ基地局１０３に無線接続している場合に、基地局１０３−ＡＣＧＷ１０５間のネットワークリソースを無駄に使用し、効率的に使用できないという課題があった。また、ＡＣＧＷ１０５は多数のＵＥと通信し、ＵＥからのパケットを復号化する処理及びＵＥに転送するパケットを暗号化する処理があり、ＡＣＧＷ１０５に処理負荷が集中するという課題があった。【０００５】
ところで、図１に示すようにＵＥ１０１とＵＥ１０２が同じ基地局１０３に無線接続している場合には、基地局１０３で折り返すことによりＡＣＧＷ１０５を経由しない方法（ルート（１））が考えられるが、ユーザデータを盗聴などの攻撃から保護するためにＥ−ＮｏｄｅＢより網側の装置、すなわちＵＥ−ＡＣＧＷ間で暗号化する必要があることや、網側でユーザデータの通信管理、例えば課金などの目的のために、パケット数のカウントを網側の装置で行いたいというオペレータの要望があることや、また必要がある場合にはユーザデータを監視（Lawful Interception）できるようにしたいという要望を満たすことは、この方法では困難である。
【発明の開示】
【０００６】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、送信側と受信側の無線端末が同じ無線中継装置に無線接続している場合にネットワークリソースを効率的に使用することができ、また、制御装置の負荷を軽減することができるとともに、制御装置が無線端末の通信を管理することができる通信システム、通信方法、無線端末、無線中継装置及び制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために、無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおいて、
送信側の無線端末は、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信パケットを、前記制御装置を介さない第１のパケットと前記制御装置を介する第２のパケットに分割して前記無線中継装置に送信し、
前記無線中継装置は、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に送信するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、前記無線中継装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記無線中継装置に送信し、
前記無線中継装置は、前記制御装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に送信し、
前記受信側の無線端末は、前記無線中継装置から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して元のパケットを復元する構成とした。
上記構成により、送信側と受信側の無線端末が同じ無線中継装置に無線接続している場合に、受信側の無線端末あての送信パケットを、制御装置を介さない第１のパケットと制御装置を介する第２のパケットに分割するので、ネットワークリソースを効率的に使用することができ、また、制御装置の負荷を軽減することができるとともに、制御装置が無線端末の通信を管理することができる。
前記制御装置を介さない第１のパケットは、音声信号の帯域を分割した低域側の基本音声データと高域側の拡張音声データのうち前記拡張音声データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記基本音声データを含む。また、前記制御装置を介さない第１のパケットは、画像信号を画面内でのみ符号化した画面内符号化データと、画面間差分を予測符号化した画面間差分予測符号化データのうち前記画面間差分予測符号化データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記画面内符号化データを含む。
【０００８】
また、前記送信側の無線端末は、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化して、前記暗号化データを前記受信側の無線端末側で復号するための識別データを取り除いた前記第１のパケットを生成するとともに、前記識別データを含む前記第２のパケットを生成し、
前記受信側の無線端末は、前記第２のパケット内の前記識別データを、前記第１のパケット内の前記識別データが切り取られた部分にセットして前記第１のパケット内の前記暗号化データを復号する構成とした。
また、前記送信側の無線端末は、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化して、前記暗号化データを前記受信側の無線端末側で復号するための識別データ及び前記暗号化データの一部を取り除いた前記第１のパケットを生成するとともに、前記識別データ及び前記暗号化データの一部を含む前記第２のパケットを生成し、
前記受信側の無線端末は、前記第２のパケット内の前記識別データ及び前記暗号化データの一部を、前記第１のパケット内の前記識別データ及び前記暗号化データの一部が切り取られた部分にセットして前記第１のパケット内の前記暗号化データを復号する構成とした。
また、前記送信側の無線端末は、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化して、前記暗号化データを前記受信側の無線端末側で復号するために必要なデータの一部を取り除いた前記第１のパケットを生成するとともに、前記復号するために必要なデータの一部を含む前記第２のパケットを生成し、
前記受信側の無線端末は、前記第２のパケット内の前記復号するために必要なデータの一部を、前記第１のパケット内の前記復号するために必要なデータの一部が切り取られた部分にセットして前記第１のパケット内の前記暗号化データを復号する構成とした。
上記構成により、第１のパケットが制御装置を介さなくても通信のセキュリティを維持することができ、また、受信側の無線端末では第１、第２のパケットの両方が到着しなければ元のデータを復元できないので、システム側すなわち網側がユーザ機器間の直接通信を管理することができる。
【０００９】
また、本発明は上記目的を達成するために、無線端末と無線中継装置との間で相互に無線通信を行い、制御装置が前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する通信方法において、
送信側の無線端末及び受信側の無線端末が同一の前記無線中継装置に接続されている場合に、前記送信側の無線端末が、受信側の無線端末あての送信パケットを、前記制御装置を介さない第１のパケットと前記制御装置を介する第２のパケットに分割して前記無線中継装置に送信するステップと、
前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に送信するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に送信するステップと、
前記制御装置が、前記無線中継装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記無線中継装置に送信するステップと、
前記無線中継装置が、前記制御装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に送信するステップと、
前記受信側の無線端末が、前記無線中継装置から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して元のパケットに復元するステップとを、
有するようにした。
【００１０】
また、本発明は上記目的を達成するために、無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける送信側の前記無線端末において、
自己及び受信側の無線端末が同一の前記無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信パケットを、前記制御装置を介さない第１のパケットと前記制御装置を介する第２のパケットに分割して前記無線中継装置に送信する手段を備え、
前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に送信するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に送信し、
前記制御装置が、前記無線中継装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記無線中継装置に送信し、
前記無線中継装置が、前記制御装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に送信し、
前記受信側の無線端末が、前記無線中継装置から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して元のパケットに復元するようにした。
【００１１】
また、本発明は上記目的を達成するために、無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける前記無線中継装置において、
送信側の無線端末及び受信側の無線端末が自己に接続されている場合に、前記送信側の無線端末が、前記受信側の無線端末あての送信パケットを、前記制御装置を介さない第１のパケットと前記制御装置を介する第２のパケットに分割して自己に送信したとき、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に送信するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に送信する手段と、
前記制御装置が、自己から送信された前記第２のパケットを受信して自己に送信したとき、前記制御装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に送信する手段とを備え、
前記受信側の無線端末が、自己から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して元のパケットに復元するようにした。
【００１２】
また、本発明は上記目的を達成するために、無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける前記制御装置において、
送信側の無線端末が、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信パケットを、自己を介さない第１のパケットと自己を介する第２のパケットに分割して前記無線中継装置に送信し、前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に送信するとともに前記第２のパケットを自己あてに送信したとき、前記無線中継装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記無線中継装置に送信する手段と、
前記第２のパケットに基づいて前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する手段とを備え、
前記無線中継装置が、自己から送信された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に送信し、
前記受信側の無線端末が、前記無線中継装置から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して元のパケットに復元するようにした。
【００１３】
また、本発明は上記目的を達成するために、無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける受信側の前記無線端末において、
送信側の無線端末及び自己が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記送信側の無線端末が自己あての送信パケットを、前記制御装置を介さない第１のパケットと前記制御装置を介する第２のパケットに分割して前記無線中継装置に送信し、前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に送信するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に送信し、前記制御装置が、前記無線中継装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記無線中継装置に送信し、前記無線中継装置が、前記制御装置から送信された前記第２のパケットを受信して自己に送信したとき、前記無線中継装置から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して元のパケットに復元する手段を、
備えた構成とした。
【００１４】
また、本発明は上記目的を達成するために、無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおいて、
送信側の無線端末は、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化した後にパケット化し、このパケットを前記制御装置を介さない前記受信側の無線端末あての第１のパケットとして前記無線中継装置に送信するとともに、前記暗号化されたデータを復号するための鍵データをパケット化し、このパケットを前記制御装置を介する前記受信側の無線端末あての第２のパケットとして前記無線中継装置に送信し、
前記無線中継装置は、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に転送するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に転送し、さらに複数の前記第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、前記無線中継装置から転送された前記第２のパケットを受信して内部の鍵データを確認して前記第２のパケットを前記無線中継装置に転送するとともに、前記無線中継装置から送信された前記第３のパケットに基づいて前記第１のパケットの管理情報を取得し、
前記無線中継装置は、前記制御装置から転送された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に転送し、
前記受信側の無線端末は、前記無線中継装置から転送された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記暗号化されたデータを前記鍵データにより復号する構成とした。
【００１５】
上記構成により、送信側と受信側の無線端末が同じ無線中継装置に無線接続している場合に、受信側の無線端末あての送信パケットを、制御装置を介さない第１のパケットとして受信側の無線端末に転送するとともに、第１のパケット内の暗号化データを復号する鍵データを制御装置を介する第２のパケットとして受信側の無線端末に転送するので、ネットワークリソースを効率的に使用することができ、また、制御装置の負荷を軽減することができるとともに、制御装置が無線端末の通信を管理することができる。また、制御装置を介さなくても第１のパケットの通信のセキュリティを維持することができ、また、受信側の無線端末では第１、第２のパケットの両方が到着しなければ元のデータを復元できないので、システム側、すなわち網側がユーザ機器間の直接通信を管理することができる。
さらに、無線中継装置が、第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして制御装置に送信するので、制御装置が第３のパケットに基づいて第１のパケットの管理情報を取得することができる。また、送信側の無線端末が第１のパケットの各パケット内にそれぞれシーケンス番号をセットすることにより、制御装置が第３のパケット内のシーケンス番号に基づいて第１のパケットの転送パケット数を管理することができる。
【００１６】
また、本発明は上記目的を達成するために、無線端末と無線中継装置との間で相互に無線通信を行い、制御装置が前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する通信方法において、
送信側の無線端末が、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化した後にパケット化し、このパケットを前記制御装置を介さない前記受信側の無線端末あての第１のパケットとして前記無線中継装置に送信するとともに、前記暗号化されたデータを復号するための鍵データをパケット化し、このパケットを前記制御装置を介する前記受信側の無線端末あての第２のパケットとして前記無線中継装置に送信するステップと、
前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に転送するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に転送し、さらに複数の前記第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして前記制御装置に送信するステップと、
前記制御装置が、前記無線中継装置から転送された前記第２のパケットを受信して内部の鍵データを確認して前記第２のパケットを前記無線中継装置に転送するとともに、前記無線中継装置から送信された前記第３のパケットに基づいて前記第１のパケットの管理情報を取得するステップと、
前記無線中継装置が、前記制御装置から転送された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に転送するステップと、
前記受信側の無線端末は、前記無線中継装置から転送された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記暗号化されたデータを前記鍵データにより復号するステップとを、
有する構成とした。
【００１７】
また、本発明は上記目的を達成するために、無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける送信側の前記無線端末において、
自身と受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化した後にパケット化し、このパケットを前記制御装置を介さない前記受信側の無線端末あての第１のパケットとして前記無線中継装置に送信するとともに、前記暗号化されたデータを復号するための鍵データをパケット化し、このパケットを前記制御装置を介する前記受信側の無線端末あての第２のパケットとして前記無線中継装置に送信する手段を備え、
前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末自身から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に転送するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に転送し、さらに複数の前記第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして前記制御装置に送信し、
前記制御装置が、前記無線中継装置から転送された前記第２のパケットを受信して内部の鍵データを確認して前記第２のパケットを前記無線中継装置に転送するとともに、前記無線中継装置から送信された前記第３のパケットに基づいて前記第１のパケットの管理情報を取得し、
前記無線中継装置が、前記制御装置から転送された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に転送し、
前記受信側の無線端末が、前記無線中継装置から転送された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記暗号化されたデータを前記鍵データにより復号する構成とした。
【００１８】
また、本発明は上記目的を達成するために、無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける前記無線中継装置において、
送信側の無線端末が、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化した後にパケット化し、このパケットを前記制御装置を介さない前記受信側の無線端末あての第１のパケットとして前記無線中継装置自身に送信するとともに、前記暗号化されたデータを復号するための鍵データをパケット化し、このパケットを前記制御装置を介する前記受信側の無線端末あての第２のパケットとして前記無線中継装置自身に送信した場合に、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に転送するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に転送し、さらに複数の前記第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして前記制御装置に送信する手段と、
前記制御装置が、前記無線中継装置自身から転送された前記第２のパケットを受信して内部の鍵データを確認して前記第２のパケットを前記無線中継装置自身に転送するとともに、自身から送信された前記第３のパケットに基づいて前記第１のパケットの管理情報を取得した場合に、前記制御装置から転送された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に転送する手段とを備え、
前記受信側の無線端末が、前記無線中継装置自身から転送された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記暗号化されたデータを前記鍵データにより復号する構成とした。
【００１９】
また、本発明は上記目的を達成するために、無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける前記制御装置において、
送信側の無線端末が、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化した後にパケット化し、このパケットを自身を介さない前記受信側の無線端末あての第１のパケットとして前記無線中継装置に送信するとともに、前記暗号化されたデータを復号するための鍵データをパケット化し、このパケットを自身を介する前記受信側の無線端末あての第２のパケットとして前記無線中継装置に送信し、前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に転送するとともに前記第２のパケットを自身に転送し、さらに複数の前記第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして自身に送信した場合、前記無線中継装置から転送された前記第２のパケットを受信して内部の鍵データを確認して前記第２のパケットを前記無線中継装置に転送するとともに、前記無線中継装置から送信された前記第３のパケットに基づいて前記第１のパケットの管理情報を取得する手段を備え、
前記無線中継装置が、前記制御装置自身から転送された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に転送し、
前記受信側の無線端末が、前記無線中継装置から転送された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記暗号化されたデータを前記鍵データにより復号する構成とした。
【００２０】
また、本発明は上記目的を達成するために、無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける受信側の前記無線端末において、
送信側の無線端末が、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末自身あての送信データを暗号化した後にパケット化し、このパケットを前記制御装置を介さない前記受信側の無線端末自身あての第１のパケットとして前記無線中継装置に送信するとともに、前記暗号化されたデータを復号するための鍵データをパケット化し、このパケットを前記制御装置を介する自身あての第２のパケットとして前記無線中継装置に送信し、前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末自身に転送するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に転送し、さらに複数の前記第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして前記制御装置に送信し、前記制御装置が、前記無線中継装置から転送された前記第２のパケットを受信して内部の鍵データを確認して前記第２のパケットを前記無線中継装置に転送するとともに、前記無線中継装置から送信された前記第３のパケットに基づいて前記第１のパケットの管理情報を取得し、前記無線中継装置が、前記制御装置から転送された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末自身に転送した場合に、前記無線中継装置から転送された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記暗号化されたデータを前記鍵データにより復号する手段を、
備えた構成とした。
【００２１】
本発明によれば、送信側の無線端末から送信されたパケットをすべて無線中継装置と制御装置の間で折り返す必要がなく、一部の小さなデータだけで十分であり、無線中継装置と制御装置のネットワークリソースを効率的に使用できるという効果がある。また、制御装置は、送信側の無線端末が受信側の無線端末に送信するパケットの全データに対して復号化処理及び暗号化処理を行うのではなく、一部のデータのみ復号化処理及び暗号化処理を行うため、処理負荷を軽減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来の技術及び本発明の実施の形態において送信側ＵＥと受信側ＵＥが同一のＥ‐ＮｏｄｅＢに接続する場合のシステム構成図
【図２】本発明の実施の形態におけるＵＥ−ＵＥ直接通信を開始するときの処理を示すフローチャート
【図３Ａ】本発明の実施の形態におけるＵＥ−ＵＥ直接通信を開始するときのＵＥ-ＡＣＧＷ間のメッセージシーケンスを示す説明図であって図１のＵＥ１、ＵＥ２がともに「ＵＥ−ＵＥ直接通信」に対応している場合の説明図
【図３Ｂ】本発明の実施の形態におけるＵＥ−ＵＥ直接通信を開始するときのＵＥ-ＡＣＧＷ間のメッセージシーケンスを示す説明図であって図１のＵＥが「ＵＥ−ＵＥ直接通信」に対応していない場合（ＵＥ２が非対応）の説明図
【図４】図１の送信側ＵＥのパケット分割処理を示す説明図
【図５Ａ】図４のＲＰヘッダのフォーマットを示す説明図であって図４の第１のＲＰヘッダのフォーマットを示す説明図
【図５Ｂ】図４のＲＰヘッダのフォーマットを示す説明図であって図４の第２のＲＰヘッダのフォーマットを示す説明図
【図６】図１のＵＥのパケット送信部を示すブロック図
【図７】図１のＵＥのパケット送信処理を示すフローチャート
【図８】図１のＥ‐ＮｏｄｅＢを示すブロック図
【図９】図１のＥ‐ＮｏｄｅＢのパケット受信処理を示すフローチャート
【図１０】図１のＡＣＧＷのパケット受信送信処理を示す説明図
【図１１】図１のＡＣＧＷを示すブロック図
【図１２】図１のＡＣＧＷのパケット受信処理を示すフローチャート
【図１３】図１の受信側ＵＥのパケット合成処理を示す説明図
【図１４】図１のＵＥのパケット受信部を示すブロック図
【図１５】送信側ＵＥと受信側ＵＥが異なるＥ‐ＮｏｄｅＢに接続する場合のシステム構成図
【図１６】送信側ＵＥが受信側ＵＥあてパケットをＡＣＧＷ経由で送るパケットの構成を示す説明図
【図１７】ＵＥ−ＵＥ直接通信のパケットの構成を示す説明図
【図１８】図１６、図１７のパケットの構成を詳しく示す説明図
【図１９】第２の実施の形態においてＵＥ−ＵＥ直接通信時にＥ‐ＮｏｄｅＢがＡＣＧＷに送るパケットの構成を示す説明図
【図２０】第２の実施の形態のＵＥのパケット送信部を示すブロック図
【図２１】第２の実施の形態のＵＥのパケット受信部を示すブロック図
【図２２】第２の実施の形態のＥ‐ＮｏｄｅＢを示すブロック図
【図２３】第２の実施の形態のＡＣＧＷを示すブロック図
【図２４】第２の実施の形態におけるＵＥ−ＵＥ直接通信の場合の各パケットの構成を示す説明図
【図２５】第２の実施の形態におけるＵＥ−ＵＥ直接通信でない場合の各パケットの構成を示す説明図
【図２６】第２の実施の形態におけるシーケンス番号を入れる場合のパケットの構成を示す説明図
【図２７】第２の実施の形態における総データバイト数を入れる場合のパケットの構成を示す説明図
【図２８】第２の実施の形態におけるＵＥ−ＵＥ直接通信時の鍵データ送信パケットの構成を示す説明図
【図２９】第２の実施の形態におけるＵＥ−ＵＥ直接通信時の鍵データ送信パケットの構成を示す説明図
【図３０】第１の実施の形態の具体例、第１、第２の実施の形態の変形例におけるスケーラブル音声符号化装置及び復号装置を示すブロック図
【図３１】第１の実施の形態の具体例におけるパケットの構成を示す説明図
【図３２】第１、第２の実施の形態の変形例におけるパケットの構成を示す説明図
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
＜第１の実施の形態＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１はＵＥ１０１とＵＥ１０２が同じ基地局１０３（以下、Ｅ‐ＮｏｄｅＢと言う。）に無線接続している状態を示す。なお、この状態は、通信開始時からこの状態が継続している場合の他に、図１５の状態からＵＥ１０１又はＵＥ１０２が移動した場合などが考えられる。この状態では、ＵＥ１０１からＵＥ１０２に送信を行う場合には、以下に詳しく示す「ＵＥ−ＵＥ直接通信」によりＵＥ１０１において送信パケットを分割し、ＡＣＧＷ１０５を経由しない直接ルート（１）とＡＣＧＷ１０５を経由するＡＣＧＷ経由ルート（２）に分けて転送する。なお、以下では、直接ルート（１）側を経由するパケットを第１のパケット、ＡＣＧＷ経由ルート（２）側を経由するパケットを第２のパケットと呼ぶことにする。【００２４】
＜ＵＥ−ＵＥ間の通信開始状態＞
ＵＥ１０１−ＵＥ１０２間の通信が開始した最初の状態では、従来どおりにＡＣＧＷ１０５経由の通信から始まる。送信側ＵＥ１０１は受信側ＵＥ１０２に向けてパケットを生成し、この生成したパケットをＡＣＧＷ１０５あてに暗号化し、送信する。ＵＥ１０２の送信した暗号化パケットをＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３が受信し、ＡＣＧＷ１０５に転送する。ＡＣＧＷ１０５は受信した暗号化パケットを復号化し、復号化したパケットのあて先からルーティング先を判定する。ＡＣＧＷ１０５は、ＵＥ１０２あてにパケットを暗号化し、送信する。ＡＣＧＷ１０５が送信した暗号化パケットをＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３が受信し、ＵＥ１０２に転送する。受信側ＵＥ１０２は暗号化パケットを受信して復号化し、送信側ＵＥ１０１からのパケットを取得する。本実施の形態では、パケットを暗号化・復号化する方法としてＩＰsec ＥＳＰ (Encapsulating Security Payload)のトンネルモードを用いた場合を想定して説明するが、本発明はＩＰsec ＥＳＰ方式に限定するものではない。【００２５】
＜ＵＥ−ＵＥ直接通信開始＞
「ＵＥ−ＵＥ直接通信」は、ＡＣＧＷ１０５が送信側ＵＥ１０１と受信側ＵＥ１０２が同一のＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３に接続していることを検出したときに開始する。この場合、ＡＣＧＷ１０５はパケットを受信したときの転送元のＥ‐ＮｏｄｅＢと転送する先のＥ‐ＮｏｄｅＢが同一であることをルーティング処理の際に検出するか、又は、ＡＣＧＷ１０５が管理するＵＥ１０１、ＵＥ１０２の情報から検出することなどによって、送信側ＵＥ１０１と受信側ＵＥ１０２が同一のＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３に接続していることを検出する。ＡＣＧＷ１０５は、送信側ＵＥ１０１と受信側ＵＥ１０２が同一のＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３に接続していることを検出した後、それぞれのＵＥ１０１、１０２に「ＵＥ−ＵＥ直接通信」が可能かどうかの問合せを送信する。両方の又はどちらか一方のＵＥが「ＵＥ−ＵＥ直接通信機能」に対応していない場合には、「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を行うことができない。両方のＵＥが「ＵＥ−ＵＥ直接通信機能」に対応している場合には、それぞれのＵＥ１０１、１０２に「ＵＥ−ＵＥ直接通信」の通信路設定を指示する。またＡＣＧＷ１０５はＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３に対して、ＵＥ１０１、１０２の間でのパケットの転送を許可するように指示する。【００２６】
＜ＵＥ−ＵＥ直接通信中＞
送信側ＵＥ１０１はＡＣＧＷ１０５から「ＵＥ−ＵＥ直接通信」の指示を受け、受信側ＵＥ１０２あてにパケットを生成した際は、まずＵＥ１０２あてにパケットを暗号化する。そして、その暗号化したパケットの一部を切り出し、切り出したデータをＡＣＧＷ１０５あてに暗号化する。送信側ＵＥ１０１は、第１のパケットをＵＥ１０２あてに（直接ルート（１））、第２のパケットをＡＣＧＷ１０５あて（ＡＣＧＷ経由ルート（２））に送信する。Ｅ‐ＮｏｄｅＢ１０３は、送信側ＵＥ１０１からの第１、第２のパケットを受信し、ＵＥ１０２あての第１のパケットをＵＥ１０２あてに、ＡＣＧＷ１０５あての第２のパケットをＡＣＧＷ１０５あてに転送する。ＡＣＧＷ１０５は、Ｅ‐ＮｏｄｅＢ１０３から転送された第２のパケットを受信し、復号処理し、ＵＥ１０２あてに暗号処理し、ＵＥ１０２に転送する。【００２７】
受信側ＵＥ１０２は、ＵＥ１０１から第１のパケットのみを受信した場合、この第１のパケットだけでは意味のあるデータとならないため、受信した第１のパケットを保持して第２のパケットが到着するのを待つ。また逆にＡＣＧＷ１０５から第２のパケットだけを受信した場合には第１のパケットが到着するのを待つ。受信側ＵＥ１０２は、第１のパケットと第２のパケットを合成して、送信側ＵＥ１０１が生成した元のパケットを復元し、そのパケットを受信処理する。【００２８】
＜ＵＥ−ＵＥ直接通信終了＞
「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を行うＵＥ１０１、１０２が移動するなどによって同一のＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３に接続している状態ではなくなった場合には、ＡＣＧＷ１０５はそれぞれのＵＥ１０１、１０２に「ＵＥ−ＵＥ直接通信」の終了を指示する。またＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３にも通知し、ＵＥ１０１、１０２との間で直接にパケットの転送を行わないように指示する。【００２９】
以下では、各処理について詳細に説明する。
＜ＵＥ−ＵＥ直接通信開始＞
ＵＥ−ＵＥ直接通信を開始する処理に関して、図２、図３Ａ及び図３Ｂを用いて説明する。最初は、送信側のＵＥ１０１と受信側のＵＥ１０２は、ＡＣＧＷ１０５を経由してパケットを送受信している。送信側ＵＥ１０１は、受信側ＵＥ１０２に向けてパケットを生成し、生成したパケットをＡＣＧＷ１０５あてに暗号化し、送信する。送信された暗号化パケットをＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３が受信し、ＡＣＧＷ１０５に転送する。ＡＣＧＷ１０５は受信した暗号化パケットを復号化し、復号化したパケットのあて先からルーティング先を判定する。ＡＣＧＷ１０５はＵＥ１０２あてにパケットを暗号化し、送信する。送信されたパケットをＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３が受信し、ＵＥ１０２に転送する。受信側ＵＥ１０２は暗号化パケットを受信して復号化し、送信側ＵＥ１０１からのパケットを取得する。これがＵＥ−ＵＥ直接通信を開始する前の状態である。【００３０】
図２において、ＡＣＧＷ１０５は、送信側ＵＥ１０１と受信側ＵＥ１０２が同一のＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３に接続していることを検出する（ステップＳ２１）。例えばＡＣＧＷ１０５は、パケットを受信したときの転送元のＥ‐ＮｏｄｅＢと転送する先のＥ‐ＮｏｄｅＢが同一であることから、ルーティング処理の際に検出する。又は、ＡＣＧＷ１０５が管理するＵＥの情報から接続しているＥ‐ＮｏｄｅＢを調べ、同一のＥ‐ＮｏｄｅＢに接続していることを検出する。次に、ＡＣＧＷ１０５は、送信側ＵＥ１０１と受信側ＵＥ１０２が同一のＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３に接続していることを検出した後、それぞれのＵＥ１０１、１０２に「ＵＥ−ＵＥ直接通信」が可能か否かの問合せを送信する（ステップＳ２２）。【００３１】
この問合せの際のメッセージシーケンスを図３Ａ及び図３Ｂに示す。図３Ａでは、ＡＣＧＷ１０５がＵＥ１（ＵＥ１０１）とＵＥ２（ＵＥ１０２）に問合せメッセージ（Ｒｅｑ）を送信している（ステップＳ３１）。ＡＣＧＷ１０５は問合せを送信した後、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２からの応答を待つ（図２のステップＳ２３）。ＵＥ１０１、ＵＥ１０２は「ＵＥ−ＵＥ直接通信機能」に対応している場合には、対応していること（ＯＫ）と、ＳＰＩ（SecurityParameters Index）の値（ＵＥ１０１からの応答の場合には、ＳＰＩ（ＵＥ１）、ＵＥ１０２からの応答の場合はＳＰＩ（ＵＥ２））と、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２が対応可能な暗号方式のそれぞれの候補をＡＣＧＷ１０５に応答として返す（図２のステップＳ２４、図３ＡのステップＳ３２）。【００３２】
ＡＣＧＷ１０５はＵＥ１０１及びＵＥ１０２の両方から対応していることを示す応答が返ってきたならば、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２にそれぞれ通信相手（ＵＥ１０２、ＵＥ１０１）のローカルアドレス（local address）を通知する（図２のステップＳ２５、図３ＡのステップＳ３３）。この「local address」は、網内のトランスポート用のアドレスである。また、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２にそれぞれ通信相手側の指定したＳＰＩの値ＳＰＩ（ＵＥ２）、ＳＰＩ（ＵＥ１）を通知する（図２のステップＳ２５、図３ＡのステップＳ３３）。この値をつけて暗号化したパケットを送信することによって、受信側はどの条件で復号化処理すればよいのか判別することができる。また、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２がそれぞれ提示した暗号方式の候補の中からＡＣＧＷ１０５が１つを選択し、その暗号方式をそれぞれＵＥ１０２、ＵＥ１０１に通知する（図３ＡのステップＳ３３）。共通して使用できる暗号方式が存在しない場合には、「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を開始することはできない。また、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２にそれぞれ暗号・復号処理用の共通鍵を通知する。これらのＵＥ１０１、ＵＥ１０２とＡＣＧＷ１０５の通信は、ＵＥ１０１−ＡＣＧＷ１０５間、ＵＥ１０２−ＡＣＧＷ１０５間の暗号化された通信路を用いて行う。【００３３】
以上は、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２の両方が「ＵＥ−ＵＥ直接通信機能」に対応している場合について説明した。もし、一方でも対応していない場合には、「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を開始することはできない。そのため、もしＵＥ１０１、ＵＥ１０２の一方のみが問合せに対して、対応していること（ＯＫ）を応答として返している場合には、そのＵＥに対して、「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を行わないこと（ＮＧ）を応答として返す（図２のステップＳ２７、図３ＢのステップＳ３４）。以上のメッセージシーケンスによって、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２に「ＵＥ−ＵＥ直接通信」に必要な情報が渡される。ＵＥ１０１、ＵＥ１０２どうしはＳＡ（Security Association）を確立し、このＳＡを用いて通信することが可能となる（図２のステップＳ２６）。またＡＣＧＷ１０５は、Ｅ‐ＮｏｄｅＢ１０３に対してもＵＥ１０１とＵＥ１０２の間に「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を開始させることを通知する。Ｅ‐ＮｏｄｅＢ１０３は、ＵＥ１０１とＵＥ１０２との間のパケットの直接の送受信が可能なようにルーティング設定などの内部設定を変更する。【００３４】
＜ＵＥ−ＵＥ直接通信中＞
ＵＥ−ＵＥ直接通信中の状態のときのＵＥ１０１、ＵＥ１０２、Ｅ‐ＮｏｄｅＢ１０３、ＡＣＧＷ１０５の動作について説明する。「ＵＥ−ＵＥ直接通信」では、送信側ＵＥ１０１はＵＥ１０２あてにパケットを生成し、そのパケットの一部をＡＣＧＷ１０５経由のパケットにし、ＡＣＧＷ１０５を経由しない第１のパケットと、ＡＣＧＷ１０５経由の第２のパケットとして送信する。第１のパケットと第２のパケットの両方が受信側ＵＥ１０２に届いて初めて、ＵＥ１０２はパケットの受信処理が可能となる。【００３５】
＜送信側ＵＥ１０１のパケット送信処理＞
送信側ＵＥ１０１のパケット送信処理を図４〜図７を用いて説明する。まず、送信側ＵＥ１０１の送信パケットの構造について図４、さらには図５Ａ、図５Ｂを用いて説明する。送信側ＵＥ１０１は、受信側ＵＥ１０２に送信するデータを作成し、ＵＥ１０２あてのパケット４０１を作成する。パケット４０１のあて先（Dt.: Destination Address）はＵＥ１０２の「global address」（g_UE2）であり、送信元アドレス（Sr.: Source Address）はＵＥ１０１の「global address」（g_UE1）である。なお、ここでいう「global address」と「local address」の使い分けは、ＵＥ１０１とＵＥ１０２の通信のために使用するアドレスと、ＡＣＧＷ１０５、Ｅ‐ＮｏｄｅＢ１０３、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２の間でパケットを運ぶためのアドレスを意識的に区別するために、便宜的につけたものである。ネットワークのアドレス管理の方法によっては、ともに「global address」を用いる場合も、逆にともに「local address」を用いる場合も想定される。【００３６】
送信側ＵＥ１０１は、作成したＵＥ１０２あてのパケット４０１を暗号化し（暗号化データ４０１’）、次いで暗号化データ４０１’をカプセル化処理してパケット４０２を生成する。ここでは「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を行っている場合について説明するが、例えばＡＣＧＷ１０５に送信する場合には、ＡＣＧＷ１０５あてにＩＰsec ＥＳＰトンネルモードで暗号化して送信する。【００３７】
暗号化データ４０１’をカプセル化処理したパケット４０２では、トンネルヘッダであるＩＰヘッダ４０２ａのあて先アドレスにＵＥ１０２の「local address」（l_UE2）を設定し、送信元アドレスにはＵＥ１０１の「local address」（l_UE1）を設定する。ここで、ＵＥ１０２の「local address」は、ＡＣＧＷ１０５から「ＵＥ−ＵＥ直接通信」の指示の際に、通知されているアドレスである。送信側ＵＥ１０１は、ＵＥ１０２あてに暗号化してカプセル化したパケット４０２を分割し、直接ルート（１）側の第１のパケット４０４とＡＣＧＷ経由ルート（２）側の第２のパケット４０６を生成する。【００３８】
ここで、直接ルート（１）側のパケット４０３は、元のパケット４０２から一部のデータを切り取ったパケットである。ここでは、切り取る一部のデータとして、ＥＳＰヘッダ４０２ｂとそれに続く暗号化データ４０１’の一部を切り取ったパケットである。ＥＳＰヘッダにはＳＰＩが含まれ、このＳＰＩの値によって受信側ではどの鍵で復号すればよいかを知ることができる。すなわち復号処理を行うための識別データの役割を持つ。また、ここでは暗号化データの一部を切り取った場合の例を示しているが、このデータのサイズは任意に調整することができ、そのサイズを０としてもよい。その場合は、暗号化データを含まない方法といえる。またさらに言えばＥＳＰヘッダの一部だけでもよく、識別データの一部だけでもよい。すなわち、ここで切り取るデータの意味は、受信側が直接ルート（１）で受信したデータだけでは意味をなさないようにすることである。ただし、本実施例では以下に記載するように切り取った箇所に第１のＲＰヘッダを上書きするため、切り取る一部のデータはこの第１のＲＰヘッダより大きいことが求められる。【００３９】
なお本実施例では第１のパケットのデータを切り取った箇所を他のデータで上書きする例について説明したが、かかる切り取るデータ（以下データ部とも言う）を切り取り、その切り取った箇所にＲＰヘッダを挿入する方法でもよい。この場合には、受信側ではＲＰヘッダを取り除いたところに第２のパケットのデータを挿入すればよい。この場合には切り取るデータは、第１のＲＰヘッダのサイズには依存せずに決めることができる。【００４０】
図４に示す送信側のパケット処理では、元のパケット４０２から一部データを切り取った後の残りの部分４０３ａには、０ｘ００で上書きするか、又は意味のないデータで上書きし、受信側のＵＥ１０２が切り取る前にあったデータを類推できないようにする。そして、パケット４０３の切り取った部分４０３ａの先頭に第１の置き換え（リプレース、以下、ＲＰ）ヘッダ４０４ｂを設定してパケット４０４を生成する。この第１のＲＰヘッダ４０４ｂは、第１のパケット４０４と第２のパケット４０６を合成するときに、切り取ったデータ部４０５を元に戻す位置を示す。また、第１のパケット４０４のＩＰヘッダ４０４ａ内の「Next Header」領域には、ＥＳＰヘッダを示す値が入っているため、その値を第１のＲＰヘッダ４０４ｂを示す値と置き換える。【００４１】
第２のパケット４０６は、元のパケット４０２から切り出したＥＳＰヘッダ４０２ｂとそれに続く暗号化データ４０１’の一部をデータ部４０５とするパケットであり、このデータ部４０５の先頭にＩＰヘッダ４０６ａと第２のＲＰヘッダ４０６ｂを付加する。ＩＰヘッダ４０６ａは、第１のパケット４０４のヘッダと同様にあて先アドレスにＵＥ１０２の「local address」を設定し、送信元アドレスにＵＥ１０１の「local address」を設定する。第１のパケット４０４と同じＩＰヘッダであるために、受信側のＵＥ１０２は、第１のパケット４０４と第２のパケット４０６を合成するときに、他のパケットと区別することができる。また、第２のＲＰヘッダ４０６ｂには、第１のパケット４０４のＩＰヘッダ４０４ａ内にあった「Next Header」の値を含む。すなわちＥＳＰヘッダ４０２ｂを示す値である。これによって、受信側ＵＥ１０２が第１のパケット４０４と第２のパケット４０６を合成する際に、ＩＰヘッダ４０４ａ内の「Next Header」の値を元の値に戻すことができる。また、第１のＲＰヘッダ４０４ｂと第２のＲＰヘッダ４０６ｂはＲＰ−ＩＤ（ＲＰヘッダ識別子）を含み、同じ値を持つ。これによって、受信側ＵＥ１０２は、パケット４０４、４０６を合成するときに他のパケットと取り違えることを防ぐ。【００４２】
第２のパケット４０６は、ＡＣＧＷ１０５あてのため、ＡＣＧＷ１０５あてに暗号化し（暗号化データ４０６’）、この暗号化データ４０６’をパケット４０７にカプセル化処理する。パケット４０７のトンネルヘッダであるＩＰヘッダ４０７ａのあて先アドレスはＡＣＧＷ１０５であり、送信元アドレスはＵＥ１０１の「local address」である。【００４３】
次に、ＲＰヘッダ４０４ｂ、４０６ｂのフォーマットについてそれぞれ図５Ａ、図５Ｂを用いて説明する。第１及び第２のＲＰヘッダ４０４ｂ、４０６ｂは、ＩＰｖ６（ＲＦＣ２４６０）の終点オプションヘッダなどの拡張ヘッダと同様のフォーマットである。ＲＰヘッダ４０４ｂ、４０６ｂの最初の１オクテット（５０１、５０４）には、次の拡張ヘッダを示す「Next Header」の値を設定する。第２オクテット（５０２、５０５）には、拡張ヘッダ長を示す値（ＲＰヘッダ長）を設定する。続く２オクテット（５０３、５０６）にＲＰ−ＩＤ、すなわちＲＰヘッダ４０４ｂ、４０６ｂを一意に識別する識別子を示す値を設定する。そしてそれに続いてオプションを追加する。【００４４】
第１のＲＰヘッダ４０４ｂのフォーマットの場合には図５Ａに示すように、最初の１オクテット（５０１）には、第１のＲＰヘッダ４０４ｂの次にはヘッダがこないため、「No Next Header(59)」の値を設定する。次のオクテット（５０２）にはＲＰヘッダ長を、さらに次のオクテット（５０３）にはＲＰ−ＩＤを設定する。第２のＲＰヘッダ４０６ｂのフォーマットの場合には図５Ｂに示すように、第１のＲＰヘッダ４０４ａと同様に、最初の３オクテットのそれぞれ（５０４、５０５、５０６）には「No Next Header(59)」の値、続いてＲＰヘッダ長、さらにＲＰ−ＩＤを設定する。そして、オプションデータとして元のパケットの「Next Header」の値を設定する。元のパケットの「Next Header」を設定するオプションデータでは、最初の１オクテット（５０７）に、元の「Next Header」の値のオプションデータであることを示すオプション番号を設定する。それに続いてオプションデータ長（５０８）、そして元の「Next Header」の値（５０９）を設定する。【００４５】
なお第２のＲＰヘッダ４０６ｂが持つオプションデータとして、元のパケット４０２のパケットサイズが考えられる。このオプションデータによって、元のパケット４０２のパケットサイズをＡＣＧＷ１０５はこのオプションデータによって知ることができ、ＵＥ１０１とＵＥ１０２のパケット通信による網の使用状況を把握することが容易になる。なお、上記ではＲＰヘッダ４０４ｂ、４０６ｂに、ＲＰ−ＩＤの領域を設けたが、ＲＰ−ＩＤもオプションデータとして扱う方法であってもよい。その場合には、ＲＰヘッダ４０４ｂ、４０６ｂは終点オプションヘッダと同一としてみなすことも可能となる。以上、ＲＰヘッダ４０４ｂ、４０６ｂのフォーマットについて説明した。【００４６】
次に、ＵＥ１０１（及びＵＥ１０２）のパケット送信部について図６を用いて説明する。「ＵＥ−ＵＥ直接通信」の開始前の場合、送信側ＵＥ１０１はデータ生成部６０１において、ＵＥ１０２に送信するデータを生成し、次いでそのデータを用いてパケット生成部６０２においてＵＥ１０２あてのパケット４０１を生成する。生成したパケット４０１をパケット送信部６０７に渡し、送信することも可能である。一方、ＡＣＧＷ１０５に送信する場合には、ＩＰsec暗号処理・カプセル化処理部６０３において暗号化し、その暗号化パケットをパケット送信部６０７に渡し、送信する。【００４７】
送信側ＵＥ１０１がＡＣＧＷ１０５から「ＵＥ−ＵＥ直接通信」の問合せを受信し、それに応じ、「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を行うことになった場合、送信側ＵＥ１０１は、ＵＥ１０２あてに作成したパケット４０１をＩＰsec暗号処理・カプセル化処理部６０３に渡す。このときはＡＣＧＷ１０５あてに暗号化するのではなく、「ＵＥ−ＵＥ直接通信」の指示を受けたときに取得したＵＥ１０２あての暗号鍵を用いて暗号化する。また、ＩＰsec ＥＳＰのカプセル化ではあて先アドレスはＵＥ１０２の「local address」である。送信側ＵＥ１０１はＵＥ−ＵＥ直接通信では、ＵＥ１０２あてに暗号化したパケット４０２を分割処理部６０４に渡し、第１のパケット４０４と第２のパケット４０６を生成する。具体的には、第１のパケット４０４を生成する場合には、元のパケット４０２内のＥＳＰヘッダ４０２ｂとそれに続く暗号化されたデータ４０１’の一部を切り出してパケット４０３を生成し、データ部４０５を切り出した領域は、０ｘ００で上書きするか又は意味の無いデータで上書きする。【００４８】
送信側ＵＥ１０１は、ＲＰヘッダ設定部６０５において、第１のＲＰヘッダ４０４ｂと第２のＲＰヘッダ４０６ｂを作成する。第１のＲＰヘッダ４０４ｂはパケット４０３に付加して、ＵＥ１０２あてに転送される第１のパケット４０４を作成し、第２のＲＰヘッダ４０６ｂは第２のパケット４０６に付加する。第１のＲＰヘッダ４０４ｂは第１のパケット４０４のＥＳＰヘッダ４０２ｂの元あった位置に上書きする。これによって、受信側ＵＥ１０２で第１のパケットと第２のパケットを合成する際に、データ部４０５を戻す位置がわかる。【００４９】
また、Next Header 書き換え部６０６において、第１のパケット４０４のＩＰヘッダ４０４ａ内の「Next Header」のところに第１のＲＰヘッダ４０４ｂを示す値を設定する。これによって第１のパケット４０４を受信したノードは、ＩＰヘッダ４０４ａに続いて第１のＲＰヘッダ４０４ｂが置かれていることがわかる。第１のパケット４０４のＩＰヘッダ４０４ａ内に設定されていた元の「Next Header」の値は、第２のＲＰヘッダ４０６ｂ内に設定する。これによって第１のパケット４０４と第２のパケット４０６の合成時に、「Next Header」の値を元に戻すことができる。また、第１のＲＰヘッダ４０４ｂと第２のＲＰヘッダ４０６ｂには同じＲＰ−ＩＤ（ＲＰヘッダの識別子）を設定する。これによって合成時に第１のパケット４０４と第２のパケット４０６を他のパケットと取り違えることを防ぐことができる。【００５０】
第１のパケット４０４は以上の処理を行ったあと、パケット送信部６０７に渡し、送信される。第２のパケット４０６は、データ部４０５と第２のＲＰヘッダ４０６ｂを持ち、パケット生成部６０２に渡される。送信側ＵＥ１０１は、パケット生成部６０２において元のパケット４０２から切り出したデータ部４０５と第２のＲＰヘッダ４０６ｂの前に、ＩＰヘッダ４０６ａを付加し、第２のパケット４０６を生成する。第２のパケット４０６のあて先はＵＥ１０２の「local address」である。これは第１のパケット４０４のＩＰヘッダ４０４ａと同じである。受信側のＵＥ１０２では、ＩＰヘッダ４０４ａ、４０６ａ及びＲＰ−ＩＤによって、第１のパケット４０４と第２のパケット４０６を取り違えずに合成することが可能となる。送信側ＵＥ１０１は、ＩＰsec暗号処理・カプセル化処理部６０３において、第２のパケット４０６をＡＣＧＷ１０５あてに暗号化処理及びカプセル化処理し、ＡＣＧＷ１０５あてのパケット４０７を生成する。そして、生成したパケット４０７をパケット送信部６０７に渡し、送信する。【００５１】
次に図７を参照して送信側ＵＥ１０１の処理を説明する。まず、送信側ＵＥ１０１は図４に示すような、ＵＥ２（ＵＥ１０２）に送信するパケット４０１を作成する（ステップＳ７１）。次に、送信側ＵＥ１０１は図２、図３Ａ及び図３Ｂで説明したように、ＡＣＧＷ１０５から「ＵＥ−ＵＥ直接通信」の指示を受け、受信側ＵＥ１０２あてにパケットを暗号化するための暗号方式、暗号鍵、ＳＰＩ（Security Parameters Index）を取得しているので、これらの情報を用いてＵＥ１０２あての暗号化データ４０１を暗号化する。このとき、送信側ＵＥ１０１は、受信側ＵＥ１０２あてに暗号化し、ＩＰsec ＥＳＰ手順を用いてカプセル化し、ＵＥ１０２あてのパケット４０２を生成する（ステップＳ７２）。【００５２】
次に、送信側ＵＥ１０１は、生成したＵＥ１０２あてのパケット４０２の一部（データ部４０５）を切り出し、一部（データ部４０５）が切り取られた第１のパケット４０３と、切り出したデータ部４０５から新たに生成した第２のパケット４０６を作成する（ステップＳ７３）。第１のパケット４０３から切り取られた領域４０３ａは、０ｘ００で上書きするか、又は意味のないデータで上書きする。すなわち、第１のパケット４０４だけを受信しても、受信側ＵＥ１０２が受信処理できないようにする。具体的に切り出すデータ部４０５は、元のパケット４０２のＥＳＰヘッダ４０２ｂとそれに続く暗号化データ４０１’である。切り出すデータ部４０５のサイズは、特に指定はない。ただし、第１のＲＰヘッダ４０４ｂより大きいことが必要である。また切り出すデータ部４０５が大き過ぎると、ＡＣＧＷ１０５経由のデータが大きくなるため、望ましくない。第１のパケット４０３は、ＵＥ１０２あてのパケットであり、第２のパケット４０６はＡＣＧＷ１０５を経由してＵＥ１０２に届くパケットである。なお、切り出したデータの領域を無意味なデータで上書きする方法ではなく、データ領域を取り除きその間に第１のＲＰヘッダを挿入する方法を用いた場合には、切り取るデータのサイズは第一のＲＰヘッダより大きいサイズでなくてもよい。【００５３】
送信側ＵＥ１０１は、第１のパケット４０３のデータを切り出した先頭部分に第１のＲＰヘッダ４０４ｂを付加する（ステップＳ７４）。これは第２のパケット４０６のデータ部、すなわち切り出したデータ部４０５を元に戻すときの位置を示す情報となる。また、送信側ＵＥ１０１は、第１のパケット４０４のＩＰヘッダ４０４ａにある「Next Header」の値を変更する。切り出し前のパケット４０２は、ＥＳＰヘッダ４０２ｂがＩＰヘッダ４０２ａに続いていたため、ＩＰヘッダ４０２ａにある「Next Header」にはＥＳＰヘッダ４０２ｂを示す値が設定されている。ＩＰヘッダ４０４ａ内のこの値を第１のＲＰヘッダ４０４ｂを示す値と置き換える。これによって、受信側のノードはＩＰヘッダ４０４ａに続くヘッダを判別でき、ＥＳＰヘッダ４０２ｂの処理ではなく、第１のＲＰヘッダ４０４ｂの処理を行うことができる。送信側ＵＥ１０１は、この置き換えを行った第１のパケット４０４をＵＥ１０２あてに送信する（ステップＳ７５）。すなわち、第１のパケット４０４はＡＣＧＷ１０５経由ではなく、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３からＵＥ１０２に直接転送される。【００５４】
一方、送信側ＵＥ１０１は、切り出したデータ部４０５から第２のパケット４０６を生成する。第２のパケット４０６には第２のＲＰヘッダ４０６ｂを付加する（ステップＳ７６）。第１のＲＰヘッダ４０４ｂと第２のＲＰヘッダ４０６ｂには、同じ値のＲＰ−ＩＤが含まれている。このＲＰ−ＩＤによって受信側のノードは、どの第１のパケット４０４とどの第２のパケット４０６を合成すればよいのか判別することができる。また、第２のＲＰヘッダ４０６ｂには、元のパケット４０２の「Next Header」の値が含まれている。すなわち、第１のパケット４０４と第２のパケット４０６を合成した際、元のＩＰヘッダ４０２ａにあった「Next Header」の値を元に戻すための値が、第２のＲＰヘッダ４０６ｂ内に含まれている。第２のパケット４０６のあて先はＵＥ１０２である。すなわち、第１のパケット４０４のＩＰヘッダ４０４ａと同じである。このＩＰヘッダ４０４ａ、４０６ａが同じであることと、ＲＰ−ＩＤが同じ値であることによって、受信側ノードは、合成する第１のパケット４０４と第２のパケット４０６を判別し、合成する。【００５５】
第２のパケット４０６は、第１のパケット４０４のＩＰヘッダ４０４ａと同じＩＰヘッダ４０６ａを持ち、それに続いて第２のＲＰヘッダ４０６ｂがあり、それに続いて元のパケット４０２から切り取ったデータ部４０５がくる。この第２のパケット４０６は、ＡＣＧＷ１０５経由でＵＥ１０２に届くパケットである。送信側ＵＥ１０１は、第２のパケット４０６に対してＡＣＧＷあてのＩＰsec ＥＳＰのトンネルモード処理を行い、第２のパケット４０７を生成する（ステップＳ７７）。次いで送信側ＵＥ１０１は、第２のパケット４０７をＡＣＧＷ１０５あてに送信する（ステップＳ７８）。すなわち、第２のパケット４０７はＡＣＧＷ１０５経由で、ＵＥ１０２に転送されるパケットである。【００５６】
＜Ｅ‐ＮｏｄｅＢにおける処理＞
次に、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３の構成について図８を用いて説明する。Ｅ‐ＮｏｄｅＢ１０３は、パケット受信部８０１においてパケットを受信する。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は受信したパケットが自ノードあての場合には、受信パケット処理部８０２に渡す。転送の必要なパケットの場合にはパケット転送処理部８０３に渡す。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は、パケット転送処理部８０３において、転送するパケットの確認を行う。ＡＣＧＷ１０５からＵＥ１０１、１０２に転送するパケットの場合には特に制限はない。また逆にＵＥ１０１、１０２からＡＣＧＷ１０５に転送するパケットの場合にも特に制限はない。ＵＥからＵＥに転送する場合には、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は転送するパケットが条件を満たしているか確認する。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は、ＵＥからＵＥにパケットを転送する場合には、ＵＥ−ＵＥ通信確認部８０４において、ＡＣＧＷ１０５から許可されている通信かどうか確認する。また、ＲＰヘッダ確認部８０５において、そのパケットが第１のＲＰヘッダ４０４ｂを含んでいるか確認する。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は、転送するパケットをパケット送信部８０６に渡し、送信する。【００５７】
次に、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３のパケット中継処理について図９を用いて説明する。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は、自ノードあてのパケットの場合には、自ノードあてのパケットとして受信処理を行う（ステップＳ９１）。例えばＡＣＧＷ１０５からの指示などの場合がある。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は、自ノードあて以外のパケットの場合、転送処理を行う。このとき、ＡＣＧＷ１０５から送られてきたパケットかどうか確認を行う。ＡＣＧＷ１０５から送られてきたパケットの場合には、あて先のＵＥに転送する（ステップＳ９２）。例えば、ＡＣＧＷ１０５からＵＥ１０２に送信される第２のパケット１００９（後述）の場合がある。【００５８】
一方、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は、ＡＣＧＷ１０５からではなくＵＥ１０１、１０２から送信されたパケットを転送する場合には、ＡＣＧＷ１０５あてかどうか確認を行う。ＵＥ１０１、１０２からＡＣＧＷ１０５に送信するパケットの場合には、そのままＡＣＧＷ１０５に転送する（ステップＳ９３）。例えば、ＵＥ１０１からＡＣＧＷ１０５経由でＵＥ１０２に送信する第２のパケット４０７の場合がある。さらに、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は、ＵＥからＵＥに送信されたパケットを転送する場合には、ＵＥ１０１とＵＥ１０２の直接通信が許可されているか（ステップＳ９４）、及び第１のＲＰヘッダ４０４ｂが付加されているか確認を行う。直接通信が許可されているかどうかは事前にＡＣＧＷ１０５より通知がある。第１のＲＰヘッダ４０４ｂを含むかどうかは実際に受信したパケットを調べる。この確認処理はＵＥから送信されたパケットだけで受信処理が成立しないようにするためである。例えばＵＥ１０１からＵＥ１０２に送信する第１のパケット４０４の場合がある。【００５９】
＜ＡＣＧＷにおける処理＞
次に、ＡＣＧＷ１０５のパケット中継処理について図１０を用いて説明する。ＡＣＧＷ１０５が「ＵＥ−ＵＥ直接通信」のパケット４０７を受信した場合、パケット４０７のあて先アドレスはＡＣＧＷ１０５あて、すなわちＡＣＧＷ１０５にとって自ノードあてである。このパケット４０７を復号化処理及びデカプセル化処理を行うと、ＵＥ１０１がＵＥ１０２あてに生成したパケット４０６が出てくる。この出てきたパケット４０６は、あて先がＵＥ１０２の「local address」であり、送信元がＵＥ１０１の「local address」である。また、このパケット４０６は第２のＲＰヘッダ４０６ｂを含む。ちなみに、「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を行っていない場合には、出てくるパケットのあて先アドレスは、ＵＥ１０２の「global address」であり、送信元アドレスはＵＥ１０１の「global address」である。【００６０】
ＡＣＧＷ１０５は、復号化処理の結果、出てきたパケット４０６のあて先アドレスを元に転送先を判定する。この場合にはＵＥ１０２である。ＡＣＧＷ１０５はＩＰsec ＥＳＰトンネルモード処理を行い、ＵＥ１０２あてに暗号化処理し暗号化データ１００８を生成し、カプセル化処理しパケット１００９を生成する。パケット１００９のＩＰヘッダ１００９ａのあて先アドレスは、ＵＥ１０２の「local address」であり、送信元アドレスはＡＣＧＷ１０５のアドレスである。【００６１】
次に、ＡＣＧＷ１０５の構成について図１１を用いて説明する。ＡＣＧＷ１０５は、パケット受信部１１０１においてパケットを受信する。自ノードあてのパケットで暗号化されているパケットの場合には、ＩＰsec復号処理・デカプセル化処理部１１０２において、復号処理及びデカプセル化処理を行う。ＡＣＧＷ１０５は、復号化処理を終えて、又は復号化処理の必要のないパケットで、自ノードあてのパケットを受信パケット処理部１１０３に渡す。転送するパケットは、パケット転送処理部１１０４に渡す。ＡＣＧＷ１０５は、パケット転送処理部１１０４においてパケットの転送処理を行う。その転送先を確認する処理の際に、「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を行っている場合には、ＵＥ−ＵＥ通信確認部１１０６において、「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を許可しているかどうか確認する。また、ＲＰヘッダ確認部１１０７において第２のＲＰヘッダ４０６ｂが含まれているか確認する。【００６２】
ＡＣＧＷ１０５は、ＵＥ接続状態検出部１１０５において、通信しているＵＥどうしが同じＥ−ＮｏｄｅＢに接続していないかチェックする。同じＥ−ＮｏｄｅＢに接続している場合には、ＵＥに対して「ＵＥ−ＵＥ直接通信」の機能に対応しているかどうか問合せを行い、両方のＵＥが対応している場合には、「ＵＥ−ＵＥ直接通信」の開始を指示する。ＡＣＧＷ１０５は、パケット転送処理部１１０４によって転送先を決定し、ＩＰsec暗号処理が必要なパケットをＩＰsec暗号処理・カプセル化処理部１１０８に渡し、暗号処理したパケットをパケット送信部１１０９に渡し、送信する。ＩＰsec暗号処理の必要ないパケットの場合は、そのままパケット送信部１１０９に渡し、送信する。【００６３】
次に、ＡＣＧＷ１０５のパケット中継処理について図１２を用いて説明する。ＡＣＧＷ１０５はパケットを受信し、そのパケットがＩＰsec暗号化されている場合には、復号化処理とデカプセル化処理を行う（ステップＳ１２１）。デカプセル化処理して内部から出てきたパケットが自ノードあてのパケットならば、自ノードあてのパケットとして処理する（ステップＳ１２２）。ＡＣＧＷ１０５は、ＵＥに転送するパケットを受信した場合、あて先アドレスが「local address」かどうか確認する（ステップＳ１２３）。「local address」ではなく、「global address」の場合には、ＵＥに転送する。ＵＥに転送する際には、ＵＥあてにパケットを暗号化して送信する（ステップＳ１２４）。【００６４】
ＡＣＧＷ１０５は、ＵＥに転送するパケットのあて先アドレスが「local address」の場合には、「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を許可しているかどうか確認する（ステップＳ１２５）。「global address」のパケットの場合には、そのパケットはＡＣＧＷ１０５を経由する。一方、「local address」の場合には、トランスポート用のＩＰであり、ＵＥ１０２に直接パケットを届けることが可能である。そのためＡＣＧＷ１０５はあて先アドレスのチェックを行う。またＡＣＧＷ１０５は、ＵＥの「local address」に転送するパケットの場合には、第２のＲＰヘッダ４０６ｂが付加されているか確認する（ステップＳ１２６）。【００６５】
これは「ＵＥ−ＵＥ直接通信」において、一部のデータ部４０５がＡＣＧＷ１０５を経由していることを確認するためである。このように元のパケット４０１の一部のデータ部４０５がＡＣＧＷ１０５を経由することによって、ＡＣＧＷ１０５はＵＥ−ＵＥ間のパケット通信を制御する能力が維持される。そのうえ、元のパケット４０２の全データではないことによって、ＡＣＧＷ１０５とＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３との間のネットワークリソースの使用を抑えることができるとともに、ＡＣＧＷ１０５における暗号・復号処理などの処理負荷を軽減することができる。ＡＣＧＷ１０５は、第２のＲＰヘッダ４０６ｂを含むＵＥの「local address」あてのパケット４０６から、ＩＰsec ＥＳＰトンネルモードを用いて、ＵＥあての暗号パケット１００９を生成し、送信する（ステップＳ１２７）。【００６６】
＜受信側ＵＥにおける処理＞
次に、受信側ＵＥ１０２のパケット受信処理について図１３を用いて説明する。受信側ＵＥ１０２は、第１のパケット４０４と第２のパケット１００９を受信する。第１のパケット４０４は、送信側ＵＥ１０１がＵＥ１０２あてに送信し、Ｅ‐ＮｏｄｅＢ１０３がＵＥ１０２に転送したパケットである。一方、第２のパケット１００９は、送信側ＵＥ１０１がＡＣＧＷ１０５あてに送信し、Ｅ−ＮｏｄｅＢがＡＣＧＷ１０５に転送し、ＡＣＧＷ１０５が復号処理し、さらにＵＥ１０２に転送するためにＵＥ１０２あてに暗号化してから送信したパケットである。Ｅ‐ＮｏｄｅＢ１０３はＡＣＧＷ１０５からのＵＥ１０２あてのパケット１００９を転送し、ＵＥ１０２が受信する。受信側ＵＥ１０２は、第１のパケット４０４が第１のＲＰヘッダ４０４ｂを含むため、同じＲＰ−ＩＤを持つパケットを受信するまでパケット４０４を保存する。【００６７】
受信側ＵＥ１０２は第２のパケット１００９を受信すると、ＡＣＧＷ１０５から暗号化されたパケットであるため、ＡＣＧＷ１０５との間のＳＡ情報により復号処理を行う。復号処理によって出てくるパケット４０６は、ＵＥ１０１からＵＥ１０２あてに作成した第２のパケットであり、あて先アドレスはＵＥ１０２の「local address」であり、送信元アドレスはＵＥ１０１の「local address」である。また、このパケット４０６は第２のＲＰヘッダ４０６ｂを含む。受信側ＵＥ１０２は、同じＲＰ−ＩＤを含む第１のパケット４０４と第２のパケット４０６を合成する。合成の手順は、第１のパケット４０４の第１のＲＰヘッダ４０４ｂのところを先頭にして、第２のパケット４０６のデータ部４０５を上書きする。さらに、第２のＲＰヘッダ４０６ｂに含まれる「Next Header」の値を第１のパケット４０４のＩＰヘッダ４０４ａの「Next Header」の領域に設定する。この合成処理によって、ＵＥ１０１がＵＥ１０２あてに生成した元のパケット４０２が復元される。【００６８】
受信側ＵＥ１０２は、合成したパケット４０２がＥＳＰヘッダ４０２ｂを含み、ＵＥ１０２あてに暗号化されたパケットであることが判別できるため、ＵＥ１０１との間のＳＡ情報により復号処理を行い、元のパケット４０１を復元する。復号のための鍵及びＳＰＩは、ＡＣＧＷ１０５が「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を指示した際にＡＣＧＷ１０５より取得している情報を使用する。受信側ＵＥ１０２が復号処理の結果として取得するデータは、最初にＵＥ１０１がＵＥ１０２あてに生成したパケット４０１であり、あて先アドレスがＵＥ１０２の「global address」であり、送信元アドレスがＵＥ１０１の「global address」のパケットである。【００６９】
次に、ＵＥ１０２（及びＵＥ１０１）のパケット受信部について図１４を用いて説明する。受信側ＵＥ１０２は、パケット受信部１４０１においてパケットを受信する。特に暗号化されているパケットやＲＰヘッダを含むパケットではない場合には、そのまま受信パケット処理部１４０６に渡し、受信処理する。受信側ＵＥ１０２が第１のパケット４０４を受信した場合、第１のパケット４０４は第１のＲＰヘッダ４０４ｂを含むため、ＲＰパケット保存部１４０３に渡す。そして、ＲＰパケット検索部１４０４において、ＲＰ−ＩＤの等しいパケットが存在するかチェックする。すでに存在している場合には、ＲＰパケット合成部１４０５において、２つのパケットを合成する。受信側ＵＥ１０２が第２のパケット１００９を受信した場合、ＡＣＧＷ１０５から暗号化されたパケットであるため、ＩＰsec復号処理・デカプセル化処理部１４０２において、復号処理とデカプセル化処理を行う。復号化されたパケット４０６には第２のＲＰヘッダ４０６ｂが含まれているため、ＲＰパケット保存部１４０３に渡す。「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を行っていない場合には、ＡＣＧＷ１０５から暗号化されたパケット４０２を受信した場合、ＩＰsec復号処理・デカプセル化処理部１４０２において、復号化処理を行ったパケット４０１を、受信パケット処理部１４０６に渡す。【００７０】
受信側ＵＥ１０２が第１のパケット４０４を受信し、ＲＰパケット保存部１４０３に保存し、また第２のパケット１００９を受信してＩＰsec復号化処理及びデカプセル化処理１４０２で処理を行い、第２のＲＰヘッダ４０６ｂを含む第２のパケット４０６をＲＰパケット保存部１４０３に保存するとき、ＲＰパケット検索部１４０４において同じＲＰ−ＩＤを含むパケットを検索した場合には、同じＲＰ−ＩＤを含むパケットが存在するため、ＲＰパケット合成部１４０５において、第１のパケット４０４と第２のパケット４０６を合成する。具体的には、第１のパケット４０４の第１のＲＰヘッダ４０４ｂの部分を先頭にして、第２のパケット４０６のデータ部４０５を上書きする。また、第１のパケット４０４のＩＰヘッダ４０４ａ内の「Next Header」のところに、第２のＲＰヘッダ４０６ｂに含まれていた「Next Header」の情報を設定する。この合成処理によって、送信側ＵＥ１０１が作成したＵＥ１０２あての元のパケット４０２を復元する。受信側ＵＥ１０２は、合成したパケット４０２がＥＳＰヘッダ４０２ｂを含む場合には、合成したパケット４０２をＩＰsec復号処理・デカプセル化処理部１４０２に渡す。受信側ＵＥ１０２はパケット４０２を復号化処理及びデカプセル化処理し、パケット４０１を取得し、このパケット４０１を受信パケット処理部１４０６に渡す。【００７１】
＜ＵＥ−ＵＥ直接通信終了＞
「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を終了するときの動作について説明する。ＡＣＧＷ１０５はＵＥ１０１、ＵＥ１０２のそれぞれに対して「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を終了するように指示する。また、Ｅ‐ＮｏｄｅＢ１０３に対しても「ＵＥ−ＵＥ直接通信」が終了したことを通知する。「ＵＥ−ＵＥ直接通信」が終了するのは、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２のそれぞれが同一のＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３に接続している状態ではなくなったとき、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２のどちらか又は両方が他のＥ‐ＮｏｄｅＢにハンドオーバしたときが考えられる。また、ＡＣＧＷ１０５は、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２の移動が行われていなくても、ＡＣＧＷ１０５の判断によって終了させることができる。例えばＵＥ１０１とＵＥ１０２の通信を Lawful Interception などの理由によって監視しなければならなくなった場合などが考えられる。【００７２】
ＡＣＧＷ１０５から「ＵＥ−ＵＥ直接通信」の終了を指示されたＵＥ１０１、ＵＥ１０２は、パケットを分割・合成する処理をやめて、「パケットの全データをＡＣＧＷ１０５に送信・ＡＣＧＷ１０５から受信する方法」に切り替える。ＡＣＧＷ１０５から「ＵＥ−ＵＥ直接通信」の終了を通知されたＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３は、ＵＥ１０１からのパケットをＵＥ１０２に直接転送する処理を止める。【００７３】
なお本明細書では、送信側ＵＥ１０１がＵＥ１０２あてにパケット４０１を暗号処理してからパケット４０２を分割する方法について詳細に説明したが、パケット４０１の暗号化処理を行わずにパケット４０２を分割処理することも同様に可能である。【００７４】
＜第２の実施の形態＞
上記の実施の形態を第１の実施の形態として、次に、第２の実施の形態について説明する。以下に、第２の実施の形態の「ＵＥ−ＵＥ直接通信」のポイント（１）（２）を示す。
（１）ＵＥ１０１は、通信相手のＵＥ１０２にパケットを暗号化して送信する。暗号化されたパケット（第１のパケット）はＥ−ＮｏｄｅＢ１０３折り返し（ＡＣＧＷ１０５を介さないで）でＵＥ１０２に送信される。このとき、暗号化パケットの復号化に必要な鍵をＡＣＧＷ１０５経由でＵＥ１０２に送信する（第２のパケット）。鍵データはデータ量が小さいため、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３−ＡＣＧＷ１０５間の折り返しのデータ量を小さくすることができる。【００７５】
鍵のパケットの対応のバリエーション
・パケットと鍵の対応を、１対１にする。すなわち、パケットの数だけ鍵も送信する。
・パケットと鍵の対応を、Ｎ対１にする。すなわち、ある一定の期間のＮ個のパケットに対して、同じ鍵を用いるようにする。例えば、１００個のパケットごとに鍵を変更する。また別の例としては、１０分ごとに鍵を変更する。受信側でどの鍵を用いて復号化するかは、ＩＰsecで暗号化している場合には、ＳＰＩの値によって区別する。パケットの数Ｎによって鍵を変更する場合には、カウントする同期がはずれると困るため、各パケットに何個目のパケットかを示すカウンタを入れるなどの対応が考えられる。時間によって鍵を変更する場合には、送信側と受信側の時間の同期をとる必要があり、またパケットが到着するまでにかかる時間を計測する必要も出てくるだろうと思われるので、各パケットに送信側が送信した時刻を入れるという対応も考えられる。【００７６】
鍵の決定方法のバリエーション
・ＡＣＧＷ１０５が鍵を決め、送信側ＵＥ１０１と受信側ＵＥ１０２に通知する。
ＡＣＧＷ１０５が送信側ＵＥ１０１−ＡＣＧＷ１０５、受信側ＵＥ１０２−ＡＣＧＷ１０５の暗号化パスを用いて鍵を配布する。このとき、鍵と同時にＳＰＩの情報も併せて送信する。このＳＰＩ情報は、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０されていて見ることができない。
・送信側ＵＥ１０１が鍵を決め、ＡＣＧＷ１０５経由で受信側ＵＥ１０２に送信する。
送信側ＵＥ１０１−ＡＣＧＷ１０５の暗号化パスを用いて、送信側ＵＥ１０１からＡＣＧＷ１０５に鍵が送信され、ＡＣＧＷ１０５はその鍵を保持し、さらに受信側ＵＥ１０２に転送する。この鍵情報は、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３には暗号化されていて見ることができない。【００７７】
（２）Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は定期的にＵＥ−ＵＥ直接通信パケットをＡＣＧＷ１０５にコピーして転送する（第３のパケット）。
ＡＣＧＷ１０５は、転送されたパケットを復号化できることを確認する。
オプション：ＡＣＧＷが復号化できているかどうか確認できるように、送信側ＵＥ１０１に、あらかじめ復号化できたことがわかる情報を付加させるようにする。
Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３からＵＥ−ＵＥ折り返しパケットのコピーが届かなくなったら、ＡＣＧＷ１０５はＵＥ１０１、１０２にＵＥ−ＵＥ直接通信を停止させ、ＡＣＧＷ１０５経由の元の通信に戻す。
ＵＥ−ＵＥ直接通信のパケットがＥ−ＮｏｄｅＢ１０３からＡＣＧＷ１０５に届かなくなったことによって、ＵＥ−ＵＥ直接通信での通過パケットが少ないことがわかり、直接通信のパケット量が少ないならば、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３−ＡＣＧＷ１０５間の通信量を減らす効果が少なくなったと言えるため、ＵＥ−ＵＥ直接通信を行わせておく必要はないと言える。そのためＡＣＧＷ１０５はＵＥ−ＵＥ直接通信を中止させ、ＡＣＧＷ１０５経由の通信に戻させる。
第２の実施の形態の効果：第１の実施の形態と同様に、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３−ＡＣＧＷ１０５間を折り返すデータ量を減らすことによって、Core Networkのネットワークリソースを有効に活用できる。【００７８】
次に、第２の実施の形態の詳細について説明する。まず、第１の実施の形態と同様に、ＵＥ１０１−ＵＥ１０２間の通信は、最初はＡＣＧＷ１０５経由で行われている。このとき、送信側ＵＥ１０１−ＡＣＧＷ１０５間と受信側ＵＥ１０２−ＡＣＧＷ１０５間はそれぞれ別々のＩＰsecのＳＡによって保護されている。ＡＣＧＷ１０５は送信側ＵＥ１０１と受信側ＵＥ１０２とが同じＥ−ＮｏｄｅＢ１０３に接続し、ＵＥ−ＵＥ直接通信が可能な状況にあることを検出した場合に、送信側ＵＥ１０１と受信側ＵＥ１０２にＥ−ＮｏｄｅＢ１０３折り返しのＵＥ−ＵＥ直接通信機能を持つかどうかを確認する。両方のＵＥ１０１、１０２がこの機能を持つ場合には、それぞれに対して、ＵＥ１０１−ＵＥ１０２間に直接のＩＰsecのＳＡを確立することを指示する。また、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３に対しては、ＵＥ１０１とＵＥ１０２の通信に関して、ＵＥ−ＵＥ直接通信を許可したことを通知し、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３折り返しを行うように指示する。【００７９】
ＵＥ１０１とＵＥ１０２は、ＡＣＧＷ１０５から通知されたＳＡ情報を用いて、ＵＥ−ＵＥ直接通信を開始する。ＵＥ−ＵＥ直接通信を開始した後も、ＵＥ１０１−ＡＣＧＷ１０５間のＳＡとＵＥ１０２−ＡＣＧＷ１０５間のＳＡはそのまま保持しておく。このＳＡはＵＥ１０１、１０２とＡＣＧＷ１０５間の通信が継続するため、その後も使用する。例えば、パケットを復号化するための鍵データをＵＥ１０１、１０２−ＡＣＧＷ１０５間で送信するために使用する。【００８０】
第２の実施の形態について、ＵＥ１０１からＵＥ１０２にパケットを送信する場合について説明する。ＵＥ１０１はＵＥ１０２に送信するパケットを生成し、これをＩＰsecで暗号化する。ＵＥ１０１はこの暗号化されたパケットをＥ−ＮｏｄｅＢ１０３折り返し経路でＵＥ１０２に送信する。ＵＥ１０２はＡＣＧＷ１０５から受け取った鍵データを用いて、ＵＥ１０１からのデータを復号化し、受信処理する。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は、ＵＥ１０１−ＵＥ１０２間の直接通信のパケットをＡＣＧＷ１０５に送信することなく直接相手先のＵＥ１０２、ＵＥ１０１に転送する。また、ＡＣＧＷ１０５がＵＥ１０１−ＵＥ１０２間の通信をチェックするために、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は定期的にＵＥ１０１−ＵＥ１０２直接通信のパケットをコピーしてＡＣＧＷ１０５に転送する。【００８１】
ＡＣＧＷ１０５はＵＥ１０１−ＵＥ１０２間の直接通信のパケットのコピーがＥ−ＮｏｄｅＢ１０３から送信されてきたら、そのパケットを保存している鍵を用いて復号できるか確認する。もし、復号化できない場合には、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３に指示し、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３折り返しの直接通信を停止させ、ＡＣＧＷ１０５経由の通信に切り替えさせる。【００８２】
ＵＥ１０１とＵＥ１０２のＵＥ−ＵＥ直接通信の鍵の更新は、送信側ＵＥ（ＵＥ１０１）が定期的に行う。送信側ＵＥ１０１による鍵の更新間隔は数分程度である。この更新間隔は数時間、数日程度であってもかまわない。また、１パケットごとに鍵を更新することも考えられる。送信側ＵＥ１０１により鍵を更新する場合には、送信側ＵＥ１０１が新しい鍵を生成する。ＵＥ１０１はこの鍵データとＳＰＩ（Security Parameters index）を
ＡＣＧＷ１０５に送信する。ＵＥ１０１が送信する鍵は、新しく更新し作成した鍵データであり、ＳＰＩは、どの鍵を利用したらよいかを受信側が識別できるようにするための情報である。ＡＣＧＷ１０５はＵＥ１０１から鍵データを受信すると、鍵保存部に鍵データを保存する。この理由は、ＡＣＧＷ１０５もＵＥ１０１−ＵＥ１０２間の直接通信のパケットのコピーがＥ−ＮｏｄｅＢ１０３から送信されてきた場合には、実際に復号できるか確認するためであり、ＵＥ１０２と同様に鍵データとＳＰＩを保存しておく。【００８３】
ＡＣＧＷ１０５はＵＥ１０１から受信した鍵データをＵＥ１０２に転送する。ＵＥ１０２はＵＥ１０１から送信された鍵データを、ＡＣＧＷ１０５経由で受信する。ＵＥ１０２は受信した鍵データを保存し、ＵＥ１０１から暗号化されたパケットが届いたときに復号可能なように備える。また、ＵＥ１０２は、ＡＣＧＷ１０５に受信応答を返す。ＵＥ１０２からの受信応答を受信したＡＣＧＷ１０５は、ＵＥ１０１に受信応答を返す。ＵＥ１０１は、ＡＣＧＷ１０５から受信応答を受信し、その受信応答によってＵＥ１０２に新しい鍵で暗号化されたデータを送信しても、ＵＥ１０２が正しく復号化できることを知る。ＡＣＧＷ１０５は、ＵＥ１０１による鍵更新が行われない場合には、鍵の更新をＵＥ１０１に要求する。また、鍵の更新の要求が実行されない場合には、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３に指示し、ＵＥ−ＵＥ直接通信の状態からＡＣＧＷ１０５経由の通信に切り替えさせることも可能である。【００８４】
以下、図を用いて説明する。まず、図１５に示すように異なるＥ−ＮｏｄｅＢ１０３、１０４にＵＥ１０１、１０２がそれぞれ接続している場合には、ＵＥ−ＵＥ間の通信がＡＣＧＷ１０５を経由していても問題はない。しかし、図１に示すように同じＥ−ＮｏｄｅＢ１０３にＵＥ１０１、１０２が接続している場合には、ＡＣＧＷ１０５−Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３間で同じパケットが往復しており、ネットワークリソースの無駄な使用が発生している。このように同じＥ−ＮｏｄｅＢ１０３に、通信している両方のＵＥ１０１、１０２が接続している場合に、ＡＣＧＷ１０５はそれぞれのＵＥ１０１、１０２がＵＥ−ＵＥ直接通信に対応しているか問い合わせを行い、両方のＵＥ１０１、１０２が対応している場合には、ＵＥ−ＵＥ直接通信を両方のＵＥ１０１、１０２に指示するとともに、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３にもＵＥ−ＵＥ直接通信を許可したことを通知する。ここまでは、第１の実施の形態と同じである（図２、図３Ａ、図３Ｂ参照）。【００８５】
ＵＥ１０１とＵＥ１０２がＡＣＧＷ１０５を経由して通信している場合、図１６に示すように、ＵＥ１０１からＵＥ１０２に送信するパケット１５０１は、まずＵＥ１０２のアドレス（global address）をあて先アドレス（Destination Address）としている。ＵＥ１０１はこのＵＥ１０２あてのパケット１５０１をＡＣＧＷ１０５に送信するために、ＡＣＧＷ１０５の域内アドレス（local address）あてのパケット１５０２でカプセル化し、ＡＣＧＷ１０５に送信する。ＡＣＧＷあてのパケット１５０２のデータ部１５０２ｃは、ＩＰsecによって暗号化される。【００８６】
ＵＥ１０２あてのパケット１５０１は、Destination AddressがＵＥ１０２のアドレス（global address, g_ＵＥ2）であり、送信元アドレス（Source Address）はＵＥ１０１のアドレス（global address, g_UE1）である。このＵＥ１０２あてのパケット１５０１が暗号化され（図１６の１５０２ｃ）、ＡＣＧＷ１０５あてのＩＰヘッダ１５０２ａと、ＥＳＰ拡張ヘッダ１５０２ｂと、ESP Authentication trailer１５０２ｄが付加される。ＡＣＧＷ１０５あてのパケット１５０２は、域内で通信可能なアドレスでかまわないため、local addressでもよい。ここではlocal addressを用いる場合で説明する。ＡＣＧＷ１０５あてのパケット１５０２のDestination Addressは、ＡＣＧＷ１０５の域内アドレス(local address, l_ACGW)であり、Source AddressはＵＥ１０２の域内アドレス（local address, l_UE1）である。【００８７】
ＡＣＧＷ１０５がＵＥ１０１、ＵＥ１０２にＵＥ−ＵＥ直接通信を指示した後、ＵＥ１０１が送信するパケット１５０４は図１７に示すようになる。まず、ＵＥ１０１はＵＥ１０２あてのデータ１５０１ｂに、Destination AddressがＵＥ１０２のアドレス(global address, g_UE2)のヘッダ１５０１ａを付加する。このパケット１５０１は、先ほど説明したＡＣＧＷ１０５経由の場合のパケット１５０１と同様である。このＵＥ１０２あてのパケット１５０１を暗号化し（図１７の１５０４ｃ）、ＩＰヘッダ１５０４ａと、ＥＳＰヘッダ１５０４ｂと、ESP Authentication Trailer１５０４ｄを付加する。この付加するＩＰヘッダ１５０４ａのDestination Addressは、ＵＥ１０２の域内アドレス(local address, l_UE2)である。このＵＥ１０２の域内アドレスは、上記のＡＣＧＷ１０５とＵＥ１０１、１０２との通信によってＵＥ１０１に通知されている。【００８８】
図１８にＩＰsec ＥＳＰ（IETF RFC２４０６）のパケット構成を示す。Security Parameters Index (SPI)とSequence Numberの部分がＥＳＰヘッダ１５０４ｂであり、Payload Data 及びPadding, Pad Length, Next Headerが暗号データ１５０４ｃであり、Authentication DataがESP Auth.１５０４ｄである。ＩＰsec ＥＳＰの暗号パケット１５０４を受信したＵＥは、Destination Address, Source Address及びSPIを用いることによって、復号に必要な鍵を特定することが可能である。また、各転送パケットごとにSequence Numberを１つずつインクリメントすることにより、転送パケット数を特定することができる。【００８９】
第２の実施の形態の具体例１では、送信側のＵＥが定期的に鍵を更新する。ＵＥ−ＵＥ直接通信において双方向で通信している場合には、両方のＵＥがそれぞれ鍵を更新しなければならない。ここでは、ＵＥ１０１が送信側として鍵を更新する場合を例として説明する。ＵＥ１０１は一定時間間隔で鍵を更新する。鍵を更新する間隔は、送信したパケット１５０４の数が一定数を超えたときとしてもよい。また、１パケット１５０４ごとに鍵を更新してもよい。また、一定期間以上鍵を更新しない場合には、ＡＣＧＷ１０５がＵＥ１０１に鍵の更新を要求する。ＡＣＧＷ１０５からの鍵の更新要求後も鍵の更新が行われない場合には、ＡＣＧＷ１０５からＵＥ−ＵＥ直接通信の中止、ＡＣＧＷ１０５経由の通信への切り替えを指示されることもある。【００９０】
ＵＥ１０１が鍵を更新するとき、ＵＥ１０１は新しい鍵を図１６に示したパケット１５０１、１５０２と同様にして送信する。ＵＥ１０１が鍵データとして送信する情報は、鍵データとＳＰＩ（Security Parameters Index）である。この情報以外に、暗号方式などの他の情報を含めてもよい。ＵＥ１０１が作成した鍵データは、ＵＥ１０２あてのパケット１５０１によって運ばれる。このパケット１５０１は、ＡＣＧＷ１０５あてのパケット１５０２でカプセル化、及び暗号化される。この鍵データを運ぶパケット１５０１、１５０２には、鍵データを運んでいることを示す、拡張ヘッダを付加してもよい。鍵データを含むことを示す拡張ヘッダを含む場合には、ＡＣＧＷ１０５が鍵データであることを判別する処理が速くなり、鍵データを取得・保持するまでに要する時間を短くすることができる。また、同様にＵＥ１０２あてのパケット１５０１にも鍵データを含むことを示す拡張ヘッダを含む場合には、ＵＥ１０２が鍵データであることを判別する処理が速くなり、鍵データを取得・保持するまでに要する時間を短くすることができる。【００９１】
次に、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３の動作を説明する。ＵＥ１０１、１０２がＡＣＧＷ１０５経由で通信している場合は普通の状態であるため、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は基本的に、ＡＣＧＷ１０５からのパケットをＵＥ１０１、１０２に送信し、ＵＥ１０１、１０２からのパケットをＡＣＧＷ１０５に送信する。ＵＥ１０１、１０２からのパケットをＵＥ１０２、１０１に転送することはない。ＵＥ−ＵＥ間の通信がＥ−ＮｏｄｅＢ１０３で折り返し、ＡＣＧＷ１０５を経由しない場合には、網側はＵＥ−ＵＥ間でパケットがどのように通信されているか把握することができなくなり、またLawful Interceptionを行う必要が生じたときにも、パケットを傍受できない。このためＵＥ−ＵＥ間の通信パケットをＥ−ＮｏｄｅＢ１０３で折り返す場合は、ＡＣＧＷ１０５が許可した場合だけに限定する必要がある。ＡＣＧＷ１０５が許可する場合として、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３−ＡＣＧＷ１０５間でパケットが折り返すことになりネットワークリソースが浪費されている場合がある。このような理由により、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３はＡＣＧＷ１０５からの指示があったＵＥ−ＵＥ間の通信の場合にのみパケットをＡＣＧＷ１０５を通過させずにＵＥ１０１、１０２に直接転送する。【００９２】
送信側のＵＥが作成し、ＡＣＧＷ１０５に送信するパケット１５０２は、図１６に示すようにDestination AddressがＡＣＧＷ１０５の域内アドレス（l_ACGW）である。一方、ＵＥ１０２に送信するパケット１５０４は、図１７に示すようにDestination AddressがＵＥ１０２の域内アドレス（l_UE2）である。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３はこの域内アドレスからＡＣＧＷ１０５あてのパケット１５０２か、ＵＥあてのパケット１５０４かを判別し、さらにＵＥあてのパケット１５０４の場合には、許可されているパケットかどうかを確認する。そして許可されている場合のみ、ＵＥ１０２にパケットを転送する。ＵＥ-ＵＥ直接通信が許可されていない場合には、そのままパケットを破棄する。そのままパケットを破棄する場合以外の方法としては、ＡＣＧＷ１０５にパケットを転送し、ＡＣＧＷ１０５からＵＥ１０１、１０２にエラー通知する方法や、ＡＣＧＷ１０５から「ＡＣＧＷ１０５経由の通信」に切り替えるように指示する方法も考えられる。または、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３からエラー通知をＵＥ１０１、１０２に送信する方法も考えられる。【００９３】
Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は、ＵＥ−ＵＥ直接通信のパケット１５０４を定期的にコピーしてＡＣＧＷ１０５に転送する。パケット１５０４をコピーしＡＣＧＷ１０５に送信する間隔は、ＡＣＧＷ１０５からＵＥ−ＵＥ直接通信の指示を受け取ったときに通知されている。この間隔は時間で指定される。数分間くらいを指定してもよい。それより長い間隔でも、逆に短い間隔でもよい。または、通過するパケット１５０４の数で指定してもよい。パケット１５０４が１００個通過するごとにコピーしＡＣＧＷ１０５に転送するようにＡＣＧＷ１０５が指定してもよい。または、すべてのパケット１５０４をコピーしてＡＣＧＷ１０５に転送するようにＡＣＧＷ１０５が指定してもよい。このコピーしてＡＣＧＷ１０５に転送する間隔は、ＡＣＧＷ１０５が必要に応じて変更することができる。変更する場合はＥ−ＮｏｄｅＢ１０３にＵＥ−ＵＥ直接通信の許可を通知する方法と同じ方法を用いる。【００９４】
Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３がＡＣＧＷ１０５にＵＥ−ＵＥ直接通信のパケットを転送する場合のパケット構成図を図１９に示す。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３に届くパケット１５０５は、ＵＥ１０２の域内アドレス(l_UE2)をDestination Address（ＩＰヘッダ１５０５ａ）とするパケットである。データ部１５０５はＵＥ１０２が復号化できるように暗号化されている。このパケット１５０５をＡＣＧＷ１０５の域内アドレス（l_ACGW）をあて先とするＩＰヘッダ１５０６ａを付加して（パケット１５０６）、ＡＣＧＷ１０５あてに送信する。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３からＡＣＧＷ１０５あてに送信するパケット１５０６は暗号化する必要はない。ただし、暗号化して転送してもかまわない。【００９５】
次に、各装置のブロック図を用いて第２の実施の形態の各装置の処理動作を説明する。ＵＥ１０１、１０２では送信部と受信部に分けて説明する。最初に図２０を参照して、パケット送信部１０を説明する。ＵＥ１０１、１０２はパケットを送信するとき、ＡＣＧＷ１０５あてのパケットを送信する場合には、データ作成部１１によって作成したデータをパケット作成部１２においてＡＣＧＷ１０５あてのパケットにし、ＩＰsec暗号処理部１３においてＡＣＧＷ１０５あてに暗号化し、パケット送信部１４によって送信する。ＡＣＧＷ１０５あてのパケットを暗号化する場合の鍵データは、ＡＣＧＷ１０５より通知され鍵データ蓄積部１６に保存されているデータを用いる。【００９６】
ＵＥ１０１がＵＥ１０２あてのパケット１５０１をＡＣＧＷ１０５経由で送信する場合には、ＵＥ１０２あてのデータ１５０１ｂをデータ作成部１１において作成し、ＵＥ１０２あてのパケット１５０１をパケット作成部１２において作成する。このパケット１５０１を同じパケット作成部１２においてＡＣＧＷ１０５あてのパケット１５０２でカプセル化し、ＩＰsec暗号処理部１３においてＡＣＧＷ１０５あてに暗号化し、パケット送信部１４より送信する。ＵＥ１０１がＵＥ１０２あてのパケット１５０３をＵＥ-ＵＥ直接通信する場合には、ＵＥ１０２あてのデータ１５０１ｂをデータ作成部１１において作成し、ＵＥ１０２あてのパケット１５０１をパケット作成部１２において作成する。このパケット１５０１をＩＰsec暗号処理部１３においてＵＥ１０２あてに暗号化し、パケット送信部１４により送信する。ＵＥ１０２あての暗号用の鍵データは、鍵データ蓄積部１６よりＩＰsec暗号処理部１３が取得する。【００９７】
ＵＥ１０１がＵＥ１０２あてに送信する鍵データは、鍵データ作成部１５によって作成される。作成された鍵データは鍵データ蓄積部１６に保存される。ＵＥ１０１は、新しく作成した鍵データをパケット作成部１２に渡し、ＵＥ１０２あてのパケット１５０１を生成し、さらに同じパケット作成部１２においてＡＣＧＷ１０５あてのパケット１５０２でカプセル化し、ＩＰsec暗号処理部１３においてＡＣＧＷ１０５あてに暗号化し、パケット送信部１４より送信する。【００９８】
次に、図２１を参照してＵＥ１０１、１０２のパケット受信部２０を説明する。ＵＥ１０１、１０２はパケット受信部２１においてパケットを受信する。パケットが暗号化されている場合には、ＩＰsec復号処理・デカプセル化処理部２２において復号化処理を行い、受信パケット処理部２３に渡す。パケットが暗号化されていない場合には、パケット受信部２１から受信パケット処理部２３に渡される。受信パケット処理部２３において、パケットによって鍵データが運ばれている場合には、鍵データを鍵データ蓄積部２４に渡し、鍵データを蓄積する。蓄積された鍵データは、ＩＰsec復号処理・デカプセル化処理部２２において復号処理に用いられる。【００９９】
次に、図２２を参照してＥ−ＮｏｄｅＢ１０３のブロック図を説明する。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３はパケット受信部３１においてパケットを受信する。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３あてのパケットの場合には受信パケット処理部３２によって処理する。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３あてのパケットにはＡＣＧＷ１０５から送信されるＵＥ−ＵＥ直接通信の許可を通知するメッセージがある。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３はＥ−ＮｏｄｅＢ１０３あて以外のパケットをパケット転送処理部３３によって転送処理する。ＵＥ１０１、１０２からＡＣＧＷ１０５に送信されるパケットや、ＡＣＧＷ１０５からＵＥ１０１、１０２に送信されるパケットの場合には、そのままパケット送信部３４より送信される。ＵＥからＵＥに送信されるパケットを転送する場合には、そのパケットがＵＥ-ＵＥ直接通信を許可されたパケットかどうかＵＥ-ＵＥ通信確認部３５により確認し、許可されている場合のみパケット送信部３４より送信される。さらにＵＥ−ＵＥ直接通信が許可されている場合には、定期的にパケットコピー処理部３６によってＵＥから送信されたＵＥ-ＵＥ直接通信のパケットはコピーされ、ＡＣＧＷ１０５あてのパケットに入れられて、パケット送信部３４よりＡＣＧＷ１０５あてに送信される。【０１００】
次に、図２３を参照してＡＣＧＷ１０５のブロック図を説明する。ＡＣＧＷ１０５はパケット受信部４１においてパケットを受信する。受信したパケットが暗号化されていない場合には、受信パケット処理部４２によって受信処理を行う。暗号化されているパケットの場合には、ＩＰsec復号処理・デカプセル化処理部４３において復号化し、ＡＣＧＷ１０５あてのパケットの場合には、受信パケット処理部４２に渡し、受信処理を行う。ＡＣＧＷ１０５あてでなく他の通信装置あてのパケットの場合には、パケット転送処理部４４に渡す。パケット転送処理部４４では、転送する際に暗号化が必要ならばＩＰsec暗号処理・カプセル化処理部４５に渡し、パケット送信部４６より送信する。暗号化が必要ないならばそのままパケット送信部４６に渡す。【０１０１】
ＡＣＧＷ１０５はパケット転送部４４におけるＵＥ接続状態検出部４７において、通信しているＵＥどうしが同じＥ−ＮｏｄｅＢ１０３に接続していないか確認する。また、ＵＥ−ＵＥ直接通信許可判定部４８において、ＵＥどうしの通信量が多いかどうか、ＵＥ−ＵＥ間のLawful Interceptionが必要となってないかどうかなどを確認し、ＵＥ-ＵＥ直接通信をＵＥ１０１、１０２に指示するかどうかを判定する。【０１０２】
ＡＣＧＷ１０５は暗号化されているパケットを受信した際、又は暗号化してパケットを送信する際の鍵データを鍵データ蓄積部４９から取得する。受信したパケットの復号化は、ＩＰsec復号処理・デカプセル化処理部４３によって行い、送信パケットの暗号化は、ＩＰsec暗号処理・カプセル化処理部４５によって行う。ＵＥ１０１、１０２からＵＥ１０１、１０２が使用する鍵データが送信された場合には、鍵データのパケットをパケット受信部４１で受信し、ＩＰsec復号処理・デカプセル化処理部４３で復号化し、受信パケット処理部４２に渡す。受信パケット処理部４２で鍵データを取り出し、鍵データ蓄積部４９に保存する。【０１０３】
Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３からＵＥ−ＵＥ直接通信パケットがコピーして送信されてきた場合には、パケット受信部４１により受信し、受信パケット処理部４２によってＵＥ−ＵＥ直接通信のパケットが取り出され、このパケットをＩＰsec復号処理確認部５０によって復号処理が行えるかどうか確認する。ＩＰsec復号処理確認部５０は、鍵データ蓄積部４９より鍵データを取り出し、復号処理を行う。以上、各装置１０１、１０２、１０３、１０５の動作をブロック図を用いて説明した。【０１０４】
次に、図２４を参照してＵＥ−ＵＥ直接通信中のパケット構成について説明する。図２４中の（１）、（２）、（３）、（４）についてそれぞれ説明する。
（１）ＵＥ１（ＵＥ１０１）は、ＵＥ２（ＵＥ１０２）あてのデータを送信するために、ＵＥ２（g_UE2）あてのパケット１５０１を作成し、このパケット１５０１をＵＥ２（l_UE2）あてのパケット（第２の実施の形態の第１のパケット）１５０４でカプセル化し、送信する。このパケット１５０４はＥ−ＮｏｄｅＢ１０３によってＵＥ２に転送される。
（２）ＵＥ１は、ＵＥ２あてに鍵データを送信するために、ＵＥ２（g_UE2）あてのパケット１５０１を作成し、このパケット１５０１をＡＣＧＷ（l_ACGW）あてのパケット１５０２（第２の実施の形態の第２のパケット）でカプセル化し、送信する。このパケット１５０２はＥ−ＮｏｄｅＢ１０３によってＡＣＧＷ１０５に転送される。更にこのパケット１５０２はＡＣＧＷ１０５で処理されて、パケット１５０４、１５０１としてＵＥ２に転送される（（４）参照）。【０１０５】
（３）Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３がＵＥ１−ＵＥ２の間のＵＥ−ＵＥ直接通信のパケット１５０５をコピーしてＡＣＧＷ１０５に送信する場合、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３はＵＥ２（l_UE2）あてのパケット１５０５をＡＣＧＷ１０５（l_ACGW）あてのパケット（第２の実施の形態の第３のパケット）１５０６でカプセル化し、ＡＣＧＷ１０５に送信する。カプセル化される内部パケット１５０５は、（１）で生成されたパケット１５０４である。
（４）ＡＣＧＷ１０５は、ＵＥ２(g_UE2)あての鍵データを含むパケット１５０１を、ＵＥ２（l_UE2）あてのパケット１５０４（第２の実施の形態の第２のパケット）でカプセル化し、送信する。このパケット１５０４はＥ−ＮｏｄｅＢ１０３によってＵＥ２に転送される。ＵＥ２（g_UE2）あての鍵データを含むパケット１５０１は、ＵＥ１によって作成されたパケット１５０１である（（１）参照）。【０１０６】
ＵＥ−ＵＥ直接通信でない場合には、次の図２５のように通信が行われる。先のＵＥ−ＵＥ直通通信の図２４で使用した番号と同じ番号を使うと、（２）と（４）を用いて、ＵＥ１はＵＥ２にデータを送信する。この場合には、（１）と（３）のパケットの流れは無い。【０１０７】
次に、ＵＥ１−ＵＥ２間の通信パケットにシーケンス番号を入れる場合について説明する。ＡＣＧＷ１０５がＵＥ１−ＵＥ２間のＵＥ−ＵＥ直接通信のデータ量を把握する方法として、ＵＥ１−ＵＥ２間の通信パケットに送信側がシーケンス番号を入れる方法が考えられる。シーケンス番号を入れる方法としては、図２６のように新しくシーケンス番号を含むことを示す拡張ヘッダをＩＰヘッダとデータの間に入れる方法が考えられる。図２６は、ＵＥ２（g_UE2）あてのパケット１５０１のＩＰヘッダ１５０１ａとＵＥ２あてのデータ１５０１ｂの間にシーケンス番号１５０１ｃを含む拡張ヘッダを付加している例である。ＵＥ１はこのＵＥ２（g_UE2）あてのパケット１５０１をＵＥ２（l_UE2）あてのパケット１５０４でカプセル化して、送信する。同様に、ＡＣＧＷ１０５あてに送信する場合には、このシーケンス番号を含むパケット１５０１をＡＣＧＷ（l_ACGW）あてのパケットでカプセル化して、ＡＣＧＷ１０５に送信する。また、別のシーケンス番号を入れる方法としては、ＩＰヘッダの未定義領域を用いる方法、Hop-by-Hop Option拡張ヘッダに、オプションとして付加する方法、Destination Option拡張ヘッダにオプションとして付加する方法などが考えられる。【０１０８】
ＵＥ―ＵＥ間のパケット数をＡＣＧＷ１０５が把握する方法として、ＵＥがパケットにシーケンス番号１５０１ｃを付加する方法について説明した。この方法では番号によってＵＥ１が送信したパケット１５０４の個数をＡＣＧＷ１０５が把握することができる。また、図２７に示すようにパケット１５０１にシーケンス番号１５０１ｃではなく通信開始からの総データ量（総データバイト数１５０１ｄ）を入れることも考えられる。また、シーケンス番号１５０１ｃと総データバイト数１５０１ｄの両方をパケット１５０１のＩＰヘッダ１５０１ａとデータ１５０１ｂの間に拡張ヘッダとして入れる方法も考えられる。【０１０９】
以上では、ＵＥ−ＵＥ間のシーケンス番号（パケット数）やデータ量をＡＣＧＷ１０５がＵＥ１、ＵＥ２からのパケットによって把握する方法について説明したが、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３から報告を受けるという方法でもよい。また、上記の説明はＵＥが送信する各パケットにパケット数、データ量などの情報を付加する方法について説明したが、定期的にＵＥがＡＣＧＷにパケット数、データ量などの情報を通知するという方法であってもよい。【０１１０】
次に、図２８を参照してＵＥ１からＵＥ２への鍵データを送信する場合について説明する。ＵＥ１はＵＥ２に鍵データを送信するとき、ＵＥ２（g_ＵＥ2）あてのパケット１５０１を作成し、このＵＥ２あてのパケット１５０１をＡＣＧＷ（l_ACGW）あてのパケット１５０２でカプセル化し、送信する。ＡＣＧＷ１０５は、ＵＥ２あてのパケット１５０１の中身を確認し、鍵データが含まれている場合には、その鍵データを取得し、保持する。【０１１１】
ＡＣＧＷ１０５及び受信側のＵＥ（ＵＥ２）が、ＵＥ１から送信されたパケットに鍵データが含まれているかどうかを判別するために、次のような方法が考えられる。
・ＩＰヘッダのプロトコル番号に新しく鍵データを含むことを示す番号を定義する。この方法ならば、ＩＰヘッダのプロトコル番号を確認するだけで鍵データが含まれるかどうか判別できる。この方法の延長として、鍵データを含むことを示す拡張ヘッダを定義する方法も考えられる。
・また、Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ｏｐｔｉｏｎ拡張ヘッダを用いて鍵データを運ぶために、新たに鍵データ用のオプションを定義する。この方法ならば、Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ｏｐｔｉｏｎ拡張ヘッダを走査するだけで鍵データが含まれるかどうか判別できる。【０１１２】
どちらの場合も概念的に図２９に示すと、ＩＰヘッダ１５０１ａに続いて鍵データを含むことを示す情報１５０１ｅがあり、その後に鍵データ１５０１ｆが含まれる。また、鍵データをＴＣＰ（Transmission Control Protocol）やＵＤＰ（User Datagram Protocol）を用いて送信する方法や、ＩＣＭＰ（Internet Control Message Protocol）メッセージを用いて通信する方法なども考えられる。この場合にはＡＣＧＷ１０５は、ＴＣＰやＵＤＰの中まで走査し、メッセージを解析し、鍵データを取り出す。【０１１３】
以上では、鍵データをＵＥ１がＵＥ２あてに送信するためにパケット１５０１を作成し、ＡＣＧＷ１０５がそのパケット１５０１を解析することによって鍵データを取得する方法について説明した。この方法以外に、ＵＥ１がＡＣＧＷ１０５あてに鍵データを送信し、ＡＣＧＷ１０５がＵＥ２に転送する方法であってもよい。その場合も上述したように鍵データは転送される。以上、鍵データをＡＣＧＷ１０５経由でＵＥ１からＵＥ２に送信する方法について説明した。【０１１４】
＜データ分割の例＞
次にデータ分割の例を説明する。ここで、データ分割の例として、スケーラブル音声符号化を使用した場合について説明する。スケーラブル音声符号化とは、音声データの符号化時に基本音声データ部と音質向上用データ部（拡張データ）に分ける符号化方法である。従来技術には例えば非特許文献３、特許文献１などがあり、非特許文献３では、広帯域音声（〜７ｋＨｚ）を低域信号（〜４ｋＨｚ）と高域信号（４ｋＨｚ〜７ｋＨｚ）に分割する例が記載されている。また、特許文献１には音声帯域を３分割する例が記載されている。このスケーラブル音声符号化を用いることによって、２つの効果が得られる。１つは、拡張データが失われても基本音声データが受信側に届けば音声の再生を行うことができることである。もう１つは、拡張データが届いても基本音声データが届かなければ受信側で音声再生を行うことができないことである。【０１１５】
この２つの効果について、非特許文献３のＰ．１１０８に次のように記載している。
「このため音質保証拡張コーデックや高域部拡張コーデックの符号化列がパケットロスにより欠落しても、コアコーデックの符号化列が到着していれば、狭帯域の音声信号は復号することができ、音切れを防止することが可能である。しかし、コアコーデックの符号化列を格納するパケットがパケットロスにより欠落すると音声の再生が行えなくなってしまう。」
また、特許文献１の段落００１７、００２３、００２５では、スケーラブル音声符号化したデータをパケット送信する際に、基本音声データと音質向上用の拡張データを別のパケットで送信し、基本音声データが通信中に損失することがないようにパケットの優先度を高くすることが記載されている。【０１１６】
一方、本発明は、第１の実施の形態の具体例、第１、第２の実施の形態の変形例において、基本音声データがなければ音声の再生ができないことを積極的に活用する。本発明では、送信側ＵＥ１０１において送信音声データをスケーラブル音声符号化によって基本音声データと音質向上用の拡張データに分割し、基本音声データをＡＣＧＷ１０５経由で、拡張データをＥ−ＮｏｄｅＢ１０３折り返しで受信側ＵＥ１０２に送信する。受信側ＵＥ１０２は、ＡＣＧＷ１０５経由の基本音声データが届かなければ音声の再生を行うことができない。また、本発明の新しい効果として、ＡＣＧＷ１０５経由で基本音声データを通信するため、ＡＣＧＷ１０５では必要なときに通信傍受（Lawful Inspection）を行うことができる。【０１１７】
＜ポイント＞
（１）送信側のＵＥ１０１は、通信相手の受信側ＵＥ１０２に音声データをパケットを用いて送信する。このとき、スケーラブル音声符号化を用いて音声データを符号化し、パケットデータとして送信する。スケーラブル音声符号化では、音声データを基本音声データと拡張音声データに分ける。送信側ＵＥ１０１は、音声再生に不可欠な基本音声データをＡＣＧＷ１０５経由で送信し、音質向上用の拡張音声データをＥ−ＮｏｄｅＢ１０３折り返しで送信する。基本音声データは音声データ全体を送信するときと比べて小さいため、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３−ＡＣＧＷ１０５間の折り返しのデータ量を小さくすることができる。さらに新しい効果として、基本音声データのみであっても、音質は劣化しているが再生することが可能なため、ＡＣＧＷ１０５において通信傍受を行わなければならなくなった場合に、容易に通信傍受を開始できる。【０１１８】
＜音声データのパケット送信方法のバリエーション＞
・パケット内を分割する方法に適用（第１の実施の形態の具体例）
まず、１つのパケット内にスケーラブル符号化した基本音声データ部と音質向上用データを含む音声データ全体を乗せる。そして、基本音声データ部と音質向上用データを分割して、それぞれをＡＣＧＷ１０５経由、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３折り返しで送信する。
・パケットを別々に用意し、送信する方法に適用（第１、第２の実施の形態の変形例）
音声データをスケーラブル符号化し、基本音声データと音質向上用データをそれぞれ別のパケットに乗せて送信する。第２の実施の形態の鍵データの代わりに基本音声データを乗せたパケットをＡＣＧＷ１０５経由で、音質向上用データを乗せたパケットをＥ−ＮｏｄｅＢ１０３折り返しで送信する。【０１１９】
＜効果＞
Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３−ＡＣＧＷ１０５間を折り返すデータ量を減らすことによって、コア・ネットワーク（Core Network）のネットワークリソースを有効に活用できる。また、ＡＣＧＷ１０５にはスケーラブル音声符号化による基本音声データ部だけが流れるが、この基本音声データのみであっても通信傍受が可能であるため、ＡＣＧＷ１０５では、必要となった場合に容易に通信傍受を開始できるという効果がある。【０１２０】
＜実施例＞
最初に、スケーラブル音声符号化を用いた音声データの分割方法について説明し、次に音声データをパケットで伝送する方法について説明する。図３０において、送信側通信装置における符号化装置２０００は、マイクロホン（ＭＩＣ）、Ａ／Ｄ変換器、帯域分割フィルタからの入力音声データ（ＰＣＭデータ）をスケーラブル音声符号化方法を用いて符号化する。スケーラブル音声符号化方法では、基本音声データ符号化器２００１と拡張音声データ符号化器２００２において音声データをそれぞれ符号化し、基本音声データと拡張音声データを生成する。基本音声データ符号化器２００１と拡張音声データ符号化器２００２とは符号化に用いるサンプリング周波数が異なり、低周波成分を基本音声データとして符号化し、高周波成分を拡張音声データとして符号化する。また、拡張音声データ符号化器２００２に基本音声データの符号化データを入力することによって、基本音声データとの差分データである拡張音声データを生成する。送信側通信装置は、符号化した音声データをパケット送信器２００３によりパケット化し、受信側通信装置（復号装置２０１０）に送信する。送信されたパケットはＩＰ網や無線網を経由して受信側通信装置に届く。【０１２１】
受信側通信装置における復号装置２０１０は、パケット受信器２０１１においてパケットを受信し、符号化された音声データをそれぞれ基本音声データ復号器２０１２及び拡張音声データ復号器２０１３に渡す。拡張音声復号器２０１３では基本音声データ復号器２０１２からの出力を受け、拡張音声データを復号する。受信側通信装置は、基本音声データ復号器２０１２及び拡張音声データ復号器２０１３からの出力を加算器２０１４で合成し、復号音声（ＰＣＭデータ）を不図示のＤ／Ａ変換器、スピーカ（ＳＰ）を介して再生する。【０１２２】
次に、スケーラブル音声符号化したデータのパケット送信方法を説明する。音声符号化データのパケット送信方法は次の２通りが考えられる。１つは、１つのパケット内に基本音声データ及び拡張データを乗せる方法に適用する。この場合には第１の実施の形態のように、送信するパケットの中から基本音声データ部を切り出し、切り出した基本音声データ部をＡＣＧＷ１０５経由で送信する。もう１つは、基本音声データと拡張データを別々のパケットに乗せる方法に適用する。この場合には、第２の実施の形態の鍵データの代わりに、基本音声データを乗せたパケットをＡＣＧＷ１０５経由で送信する。【０１２３】
まず、図３１を参照して１つのパケットに基本音声データ及び拡張データを乗せる方法に適用する場合について説明する。送信側通信装置（ＵＥ１０１）から受信側送信装置（ＵＥ１０２）に送信する音声データ２０２０のパケット２０２１への格納方法は、図３１のように基本音声データ２０２０ａに続いて拡張音声データ２０２０ｂを配置するようにする。このパケット２０２１のＩＰヘッダ２０２１ａにおける宛先アドレスはＵＥ（local address）である。このパケット２０２１から基本音声データ２０２０ａを切り出し、切り出した基本音声データ２０２０ａにＩＰヘッダ２０２２ａと第２のＲＰヘッダ２０２２ｂを付加する。新しく付加したＩＰヘッダ２０２２ａの宛先アドレスはＵＥ（local address）である。この新しく生成したパケット２０２２をＡＣＧＷ１０５あてに暗号化し（図の２０２３）、ＩＰヘッダ２０２４ａ及びＩＰsec ＥＳＰ拡張ヘッダ（図中、単にＥＳＰヘッダと記す）２０２４ｂを付加する。新しく生成したパケット２０２４はＡＣＧＷ１０５あてに送信し、ＡＣＧＷ１０５経由で受信側通信装置（受信側ＵＥ１０２）に届く。【０１２４】
基本音声データ２０２０ａを切り出した残りのパケット２０２５には、切り取り部２０２５ｂに第１のＲＰヘッダ２０２６ｂを付加する。このパケット２０２６はＥ−ＮｏｄｅＢ１０３で折り返して受信側通信装置（受信側ＵＥ１０２）に届く。拡張音声データを含むこのパケット２０２６は暗号化処理を行わなくてもよい。拡張音声データのみでは再生することができないからである。なお、基本音声データ２０２０ａを切り出す例について説明したが、切り出すデータ部は、基本音声データ２０２０ａの全部と拡張音声データ２０２０ｂの一部であってもよい。また、ＡＣＧＷ１０５での通信傍受の効果は得られなくなるが、切り出すデータ部は基本音声データ２０２０ａの一部だけであってもよい。この場合であっても、受信側で両方のデータがそろわなければ再生できないという効果が得られる。【０１２５】
次に、図３２を参照して基本音声データ２０２０ａと拡張音声データ２０２０ｂを別々のパケットに乗せる方法に適用する場合について説明する。送信側通信装置（送信側ＵＥ１０１）は、基本音声データ２０２０ａと拡張音声データ２０２０ｂをそれぞれ別のＩＰパケット２０３０、２０３３に格納する。それぞれのＩＰパケット２０３０、２０３３の宛先は受信側ＵＥ１０２（local address）である。基本音声データ２０２０ａを含むパケット２０３０は、ＡＣＧＷ１０５あてに暗号化し（図の２０３１）、さらにＩＰヘッダ２０３２ａとＩＰsec ＥＳＰヘッダ（図中、単にＥＳＰヘッダと記す）２０３２ｂを付加する。暗号化された基本音声データ２０３１を含むパケット２０３２はＡＣＧＷ１０５経由で受信側ＵＥ１０２に届く。拡張音声データ２０２０ｂを含むパケット２０３３、２０３４はＥ−ＮｏｄｅＢ１０３で折り返され、受信側ＵＥ１０２に届く。この拡張音声データ２０２０ｂを含むパケット２０３３、２０３４は暗号化しなくてもよい（パケット２０３３、２０３４は同じ）。拡張音声データ２０２０ｂだけでは再生することができないからである。【０１２６】
ＵＥ１０１、１０２の送信部の構成は、図６に示すデータ作成部６０１（及びパケット作成部６０２）において図３０に示す符号化装置２０００を備えることにより、上記のパケット内を分割して送信する方法と個別パケットで送信する方法で基本音声データ２０２０ａと拡張音声データ２０２０ｂを分割して送信することができる。また、ＵＥ１０１、１０２の受信部の構成は、図１４に示す受信パケット処理部１４０６において図３０に示す復号装置２０１０を備えることにより、上記の方法で分割された基本音声データ２０２０ａと拡張音声データ２０２０ｂを復号、合成することができる。さらに、ＡＣＧＷ１０５では、図１１に示すパケット転送処理部１１０４において通信傍受用の音声再生処理行うことができる。【０１２７】
＜他の実施例＞
ここで、本発明は、音声データだけではなく、映像データを含んだ場合にも適用することができる。例えばＭＰＥＧ２を用いる場合には、フレーム内符号化データであるＩピクチャだけをＡＣＧＷ１０５経由で送信し、フレーム間差分予測符号化データであるＰ、ＢピクチャをＥ−ＮｏｄｅＢ１０３折り返しで送信する。また、ＭＰＥＧ４やＨ．２６４／ＡＶＣを用いる場合には、画面内予測符号化データであるＩスライスだけをＡＣＧＷ１０５経由で送信し、画面間差分予測符号化データであるＰ、ＢスライスをＥ−ＮｏｄｅＢ１０３折り返しで送信する。Ｐ、Ｂピクチャ（Ｐ、Ｂスライス）は差分データであるため、受信側ＵＥ１０２はＩピクチャ（Ｉスライス）がないと復号できないが、Ｉピクチャ（Ｉスライス）はそれだけで復号できるので、ＡＣＧＷ１０５は通信傍受が可能となる。また、ＭＰＥＧ２では例えば１５フレームの先頭フレームはＩピクチャでなければならないと定められているので、この先頭フレームのＩピクチャのみをＡＣＧＷ１０５経由とすれば、ネットワークリソースを効率的に使用することができ、また、ＡＣＧＷ１０５の負荷を軽減することができる。【０１２８】
上記実施の形態では、第三世代携帯電話（３ＧＰＰ：登録商標）におけるＡＣＧＷ１０５、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３を例にして説明したが、他のシステムにも適用することができる。例えばＩＥＥＥ  ８０２．１１におけるアクセス・コントローラ（Access Controller）、アクセスポイント（Access Point）にそれぞれＡＣＧＷ１０５、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３を適用することができ、また、以下に示すＣＡＰＷＡＰ（Control And Provisioning of Wireless Access Points）におけるアクセス・コントローラ（Access Controller）、ＷＴＰ（Wireless Termination Point）にそれぞれＡＣＧＷ１０５、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３を適用することができる。
RFC4118  “Architecture Taxonomy for Control and Provisioning of Wireless Access Points (CAPWAP)”，http://www.ietf.org/rfc/rfc4118.txt【０１２９】
また、ＵＥ１０１、１０２が同一のＥ−ＮｏｄｅＢ１０３に接続する場合について説明したが、物理的に同一のＥ−ＮｏｄｅＢ１０３であることに限定するものではない。物理的には異なるＥ−ＮｏｄｅＢ装置であっても論理的に同一のＥ−ＮｏｄｅＢ装置とみなせる場合にも適用可能である。この場合には、Ｅ−ＮｏｄｅＢで折り返すデータは、複数のＥ−ＮｏｄｅＢの間で伝送されたあと受信側ＵＥ１０２に送信される。この場合であっても、Ｅ−ＮｏｄｅＢとＡＣＧＷ１０５間に伝送されるパケットデータ量を削減するという本発明の効果を同様に得られる。さらに、第三世代携帯電話のアーキテクチャと無線ＬＡＮのアーキテクチャの混在した環境においては、Ｅ−ＮｏｄｅＢとAccess PointやＷＴＰなどが混在したネットワークが形成されるが、そのようなネットワークにおいても、ＡＣＧＷやAccess Controllerに送信するデータを一部だけに限定し、他の大部分のデータをＥ−ＮｏｄｅＢ、Access Point、ＷＴＰ間で折り返すように適用することも可能である。【０１３０】
なお、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又はすべてを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。例えば、バイオ技術の適用などが可能性としてあり得る。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
本発明は、送信側と受信側の無線端末が同じ無線中継装置に無線接続している場合にネットワークリソースを効率的に使用することができ、また、制御装置の負荷を軽減することができるとともに、制御装置が無線端末の通信を管理することができるという効果を有し、３ＧＰＰ（登録商標）、ＩＥＥＥ  ８０２．１１、ＣＡＰＷＡＰ（Control And Provisioning of Wireless Access Points）などのネットワークなどに利用することができる。
【図１】
2008023781.tif 000003
【図２】
2008023781.tif 000004
【図３Ａ】
2008023781.tif 000005
【図３Ｂ】
2008023781.tif 000006
【図４】
2008023781.tif 000007
【図５Ａ】
2008023781.tif 000008
【図５Ｂ】
2008023781.tif 000009
【図６】
2008023781.tif 000010
【図７】
2008023781.tif 000011
【図８】
2008023781.tif 000012
【図９】
2008023781.tif 000013
【図１０】
2008023781.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2008023781.tif 000021
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2008023781.tif 000029
【図２６】
2008023781.tif 000030
【図２７】
2008023781.tif 000031
【図２８】
2008023781.tif 000032
【図２９】
2008023781.tif 000033
【図３０】
2008023781.tif 000034
【図３１】
2008023781.tif 000035
【図３２】
2008023781.tif 000036
【手続補正書】
【提出日】平成21年2月6日(2009.2.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおいて、
送信側の無線端末は、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信パケットを、前記制御装置を介さない第１のパケットと前記制御装置を介する第２のパケットに分割して前記無線中継装置に送信し、
前記無線中継装置は、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に送信するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、前記無線中継装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記無線中継装置に送信し、
前記無線中継装置は、前記制御装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に送信し、
前記受信側の無線端末は、前記無線中継装置から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して元のパケットを復元することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記送信側の無線端末は、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化して、前記暗号化データを前記受信側の無線端末側で復号するための識別データを取り除いた前記第１のパケットを生成するとともに、前記識別データを含む前記第２のパケットを生成し、
前記受信側の無線端末は、前記第２のパケット内の前記識別データを、前記第１のパケット内の前記識別データが切り取られた部分にセットして前記第１のパケット内の前記暗号化データを復号することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記送信側の無線端末は、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化して、前記暗号化データを前記受信側の無線端末側で復号するための識別データ及び前記暗号化データの一部を取り除いた前記第１のパケットを生成するとともに、前記識別データ及び前記暗号化データの一部を含む前記第２のパケットを生成し、
前記受信側の無線端末は、前記第２のパケット内の前記識別データ及び前記暗号化データの一部を、前記第１のパケット内の前記識別データ及び前記暗号化データの一部が切り取られた部分にセットして前記第１のパケット内の前記暗号化データを復号することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】
前記送信側の無線端末は、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化して、前記暗号化データを前記受信側の無線端末側で復号するために必要なデータの一部を取り除いた前記第１のパケットを生成するとともに、前記復号するために必要なデータの一部を含む前記第２のパケットを生成し、
前記受信側の無線端末は、前記第２のパケット内の前記復号するために必要なデータの一部を、前記第１のパケット内の前記復号するために必要なデータの一部が切り取られた部分にセットして前記第１のパケット内の前記暗号化データを復号することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項５】
前記パケットを暗号化・復号化する方法としてＩＰsec ＥＳＰのトンネルモードを用いることを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
【請求項６】
無線端末と無線中継装置との間で相互に無線通信を行い、制御装置が前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する通信方法において、
送信側の無線端末及び受信側の無線端末が同一の前記無線中継装置に接続されている場合に、前記送信側の無線端末が、受信側の無線端末あての送信パケットを、前記制御装置を介さない第１のパケットと前記制御装置を介する第２のパケットに分割して前記無線中継装置に送信するステップと、
前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に送信するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に送信するステップと、
前記制御装置が、前記無線中継装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記無線中継装置に送信するステップと、
前記無線中継装置が、前記制御装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に送信するステップと、
前記受信側の無線端末が、前記無線中継装置から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して元のパケットに復元するステップとを、
有することを特徴とする通信方法。
【請求項７】
無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける送信側の前記無線端末において、
自己及び受信側の無線端末が同一の前記無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信パケットを、前記制御装置を介さない第１のパケットと前記制御装置を介する第２のパケットに分割して前記無線中継装置に送信する手段を備え、
前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に送信するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に送信し、
前記制御装置が、前記無線中継装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記無線中継装置に送信し、
前記無線中継装置が、前記制御装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に送信し、
前記受信側の無線端末が、前記無線中継装置から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して元のパケットに復元するようにした無線端末。
【請求項８】
無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける前記無線中継装置において、
送信側の無線端末及び受信側の無線端末が自己に接続されている場合に、前記送信側の無線端末が、前記受信側の無線端末あての送信パケットを、前記制御装置を介さない第１のパケットと前記制御装置を介する第２のパケットに分割して自己に送信したとき、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に送信するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に送信する手段と、
前記制御装置が、自己から送信された前記第２のパケットを受信して自己に送信したとき、前記制御装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に送信する手段とを備え、
前記受信側の無線端末が、自己から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して元のパケットに復元するようにしたことを特徴とする無線中継装置。
【請求項９】
無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける前記制御装置において、
送信側の無線端末が、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信パケットを、自己を介さない第１のパケットと自己を介する第２のパケットに分割して前記無線中継装置に送信し、前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に送信するとともに前記第２のパケットを自己あてに送信したとき、前記無線中継装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記無線中継装置に送信する手段と、
前記第２のパケットに基づいて前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する手段とを備え、
前記無線中継装置が、自己から送信された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に送信し、
前記受信側の無線端末が、前記無線中継装置から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して元のパケットに復元するようにしたことを特徴とする制御装置。
【請求項１０】
無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける受信側の前記無線端末において、
送信側の無線端末及び自己が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記送信側の無線端末が自己あての送信パケットを、前記制御装置を介さない第１のパケットと前記制御装置を介する第２のパケットに分割して前記無線中継装置に送信し、前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に送信するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に送信し、前記制御装置が、前記無線中継装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記無線中継装置に送信し、前記無線中継装置が、前記制御装置から送信された前記第２のパケットを受信して自己に送信したとき、前記無線中継装置から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して元のパケットに復元する手段を、
備えたことを特徴とする無線端末。
【請求項１１】
無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおいて、
送信側の無線端末は、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化した後にパケット化し、このパケットを前記制御装置を介さない前記受信側の無線端末あての第１のパケットとして前記無線中継装置に送信するとともに、前記暗号化されたデータを復号するための鍵データをパケット化し、このパケットを前記制御装置を介する前記受信側の無線端末あての第２のパケットとして前記無線中継装置に送信し、
前記無線中継装置は、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に転送するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に転送し、さらに複数の前記第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、前記無線中継装置から転送された前記第２のパケットを受信して内部の鍵データを確認して前記第２のパケットを前記無線中継装置に転送するとともに、前記無線中継装置から送信された前記第３のパケットに基づいて前記第１のパケットの管理情報を取得し、
前記無線中継装置は、前記制御装置から転送された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に転送し、
前記受信側の無線端末は、前記無線中継装置から転送された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記暗号化されたデータを前記鍵データにより復号することを特徴とする通信システム。
【請求項１２】
前記送信側の無線端末は、前記第１のパケットの各パケット内にそれぞれシーケンス番号をセットし、
前記制御装置は、前記第３のパケット内のシーケンス番号に基づいて前記第１のパケットの転送パケット数を管理することを特徴とする請求項１１に記載の通信システム。
【請求項１３】
前記制御装置は、前記第２のパケット内の鍵データを保持し、この鍵データに基づいて前記第３のパケット内の暗号化データを復号し、復号できない場合に、前記無線中継装置に対して前記第１のパケットの前記受信側の無線端末への転送を禁止することを特徴とする請求項１１に記載の通信システム。
【請求項１４】
前記送信側の無線端末は、前記第１のパケットの所定の転送パケット数ごとに、又は所定時間ごとに前記鍵データを更新することを特徴とする請求項１１に記載の通信システム。
【請求項１５】
無線端末と無線中継装置との間で相互に無線通信を行い、制御装置が前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する通信方法において、
送信側の無線端末が、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化した後にパケット化し、このパケットを前記制御装置を介さない前記受信側の無線端末あての第１のパケットとして前記無線中継装置に送信するとともに、前記暗号化されたデータを復号するための鍵データをパケット化し、このパケットを前記制御装置を介する前記受信側の無線端末あての第２のパケットとして前記無線中継装置に送信するステップと、
前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に転送するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に転送し、さらに複数の前記第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして前記制御装置に送信するステップと、
前記制御装置が、前記無線中継装置から転送された前記第２のパケットを受信して内部の鍵データを確認して前記第２のパケットを前記無線中継装置に転送するとともに、前記無線中継装置から送信された前記第３のパケットに基づいて前記第１のパケットの管理情報を取得するステップと、
前記無線中継装置が、前記制御装置から転送された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に転送するステップと、
前記受信側の無線端末は、前記無線中継装置から転送された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記暗号化されたデータを前記鍵データにより復号するステップとを、
有する通信方法。
【請求項１６】
無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける送信側の前記無線端末において、
自身と受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化した後にパケット化し、このパケットを前記制御装置を介さない前記受信側の無線端末あての第１のパケットとして前記無線中継装置に送信するとともに、前記暗号化されたデータを復号するための鍵データをパケット化し、このパケットを前記制御装置を介する前記受信側の無線端末あての第２のパケットとして前記無線中継装置に送信する手段を備え、
前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末自身から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に転送するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に転送し、さらに複数の前記第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして前記制御装置に送信し、
前記制御装置が、前記無線中継装置から転送された前記第２のパケットを受信して内部の鍵データを確認して前記第２のパケットを前記無線中継装置に転送するとともに、前記無線中継装置から送信された前記第３のパケットに基づいて前記第１のパケットの管理情報を取得し、
前記無線中継装置が、前記制御装置から転送された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に転送し、
前記受信側の無線端末が、前記無線中継装置から転送された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記暗号化されたデータを前記鍵データにより復号することを特徴とする無線端末。
【請求項１７】
前記第１のパケットの所定の転送パケット数ごとに、又は所定時間ごとに前記鍵データを更新することを特徴とする請求項１６に記載の無線端末。
【請求項１８】
無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける前記無線中継装置において、
送信側の無線端末が、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化した後にパケット化し、このパケットを前記制御装置を介さない前記受信側の無線端末あての第１のパケットとして前記無線中継装置自身に送信するとともに、前記暗号化されたデータを復号するための鍵データをパケット化し、このパケットを前記制御装置を介する前記受信側の無線端末あての第２のパケットとして前記無線中継装置自身に送信した場合に、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に転送するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に転送し、さらに複数の前記第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして前記制御装置に送信する手段と、
前記制御装置が、前記無線中継装置自身から転送された前記第２のパケットを受信して内部の鍵データを確認して前記第２のパケットを前記無線中継装置自身に転送するとともに、自身から送信された前記第３のパケットに基づいて前記第１のパケットの管理情報を取得した場合に、前記制御装置から転送された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に転送する手段とを備え、
前記受信側の無線端末が、前記無線中継装置自身から転送された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記暗号化されたデータを前記鍵データにより復号することを特徴とする無線中継装置。
【請求項１９】
無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける前記制御装置において、
送信側の無線端末が、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化した後にパケット化し、このパケットを自身を介さない前記受信側の無線端末あての第１のパケットとして前記無線中継装置に送信するとともに、前記暗号化されたデータを復号するための鍵データをパケット化し、このパケットを自身を介する前記受信側の無線端末あての第２のパケットとして前記無線中継装置に送信し、前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に転送するとともに前記第２のパケットを自身に転送し、さらに複数の前記第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして自身に送信した場合、前記無線中継装置から転送された前記第２のパケットを受信して内部の鍵データを確認して前記第２のパケットを前記無線中継装置に転送するとともに、前記無線中継装置から送信された前記第３のパケットに基づいて前記第１のパケットの管理情報を取得する手段を備え、
前記無線中継装置が、前記制御装置自身から転送された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に転送し、
前記受信側の無線端末が、前記無線中継装置から転送された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記暗号化されたデータを前記鍵データにより復号することを特徴とする制御装置。
【請求項２０】
前記送信側の無線端末が前記第１のパケットの各パケット内にそれぞれシーケンス番号をセットする場合、前記第３のパケット内のシーケンス番号に基づいて前記第１のパケットの転送パケット数を管理する手段を更に備えたことを特徴とする請求項１９に記載の制御装置。
【請求項２１】
前記第２のパケット内の鍵データを保持し、この鍵データに基づいて前記第３のパケット内の暗号化データを復号し、復号できない場合に、前記無線中継装置に対して前記第１のパケットの前記受信側の無線端末への転送を禁止する手段を更に備えたことを特徴とする請求項１９に記載の制御装置。
【請求項２２】
無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける受信側の前記無線端末において、
送信側の無線端末が、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末自身あての送信データを暗号化した後にパケット化し、このパケットを前記制御装置を介さない前記受信側の無線端末自身あての第１のパケットとして前記無線中継装置に送信するとともに、前記暗号化されたデータを復号するための鍵データをパケット化し、このパケットを前記制御装置を介する自身あての第２のパケットとして前記無線中継装置に送信し、前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末自身に転送するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に転送し、さらに複数の前記第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして前記制御装置に送信し、前記制御装置が、前記無線中継装置から転送された前記第２のパケットを受信して内部の鍵データを確認して前記第２のパケットを前記無線中継装置に転送するとともに、前記無線中継装置から送信された前記第３のパケットに基づいて前記第１のパケットの管理情報を取得し、前記無線中継装置が、前記制御装置から転送された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末自身に転送した場合に、前記無線中継装置から転送された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記暗号化されたデータを前記鍵データにより復号する手段を、
備えたことを特徴とする無線端末。
【請求項２３】
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記制御装置を介さない第１のパケットは、音声信号の帯域を分割した低域側の基本音声データと高域側の拡張音声データのうち前記拡張音声データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記基本音声データを含むことを特徴とする通信システム。
【請求項２４】
請求項６に記載の通信方法において、
前記制御装置を介さない第１のパケットは、音声信号の帯域を分割した低域側の基本音声データと高域側の拡張音声データのうち前記拡張音声データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記基本音声データを含むことを特徴とする通信方法。
【請求項２５】
請求項７に記載の無線端末において、
前記制御装置を介さない第１のパケットは、音声信号の帯域を分割した低域側の基本音声データと高域側の拡張音声データのうち前記拡張音声データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記基本音声データを含むことを特徴とする無線端末。
【請求項２６】
請求項８に記載の無線中継装置において、
前記制御装置を介さない第１のパケットは、音声信号の帯域を分割した低域側の基本音声データと高域側の拡張音声データのうち前記拡張音声データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記基本音声データを含むことを特徴とする無線中継装置。
【請求項２７】
請求項９に記載の制御装置において、
前記制御装置を介さない第１のパケットは、音声信号の帯域を分割した低域側の基本音声データと高域側の拡張音声データのうち前記拡張音声データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記基本音声データを含むことを特徴とする制御装置。
【請求項２８】
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記制御装置を介さない第１のパケットは、画像信号を画面内でのみ符号化した画面内符号化データと、画面間差分を予測符号化した画面間差分予測符号化データのうち前記画面間差分予測符号化データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記画面内符号化データを含むことを特徴とする通信システム。
【請求項２９】
請求項６に記載の通信方法において、
前記制御装置を介さない第１のパケットは、画像信号を画面内でのみ符号化した画面内符号化データと、画面間差分を予測符号化した画面間差分予測符号化データのうち前記画面間差分予測符号化データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記画面内符号化データを含むことを特徴とする通信方法。
【請求項３０】
請求項７に記載の無線端末において、
前記制御装置を介さない第１のパケットは、画像信号を画面内でのみ符号化した画面内符号化データと、画面間差分を予測符号化した画面間差分予測符号化データのうち前記画面間差分予測符号化データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記画面内符号化データを含むことを特徴とする無線端末。
【請求項３１】
請求項８に記載の無線中継装置において、
前記制御装置を介さない第１のパケットは、画像信号を画面内でのみ符号化した画面内符号化データと、画面間差分を予測符号化した画面間差分予測符号化データのうち前記画面間差分予測符号化データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記画面内符号化データを含むことを特徴とする無線中継装置。
【請求項３２】
請求項９に記載の制御装置において、
前記制御装置を介さない第１のパケットは、画像信号を画面内でのみ符号化した画面内符号化データと、画面間差分を予測符号化した画面間差分予測符号化データのうち前記画面間差分予測符号化データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記画面内符号化データを含むことを特徴とする制御装置。
【請求項３３】
前記パケットを暗号化・復号化する方法としてＩＰsec ＥＳＰのトンネルモードを用いることを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
【請求項３４】
前記パケットを暗号化・復号化する方法としてＩＰsec ＥＳＰのトンネルモードを用いることを特徴とする請求項４に記載の通信システム。
【請求項３５】
請求項１０に記載の無線端末において、
前記制御装置を介さない第１のパケットは、音声信号の帯域を分割した低域側の基本音声データと高域側の拡張音声データのうち前記拡張音声データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記基本音声データを含むことを特徴とする無線端末。
【請求項３６】
請求項１０に記載の無線端末において、
前記制御装置を介さない第１のパケットは、画像信号を画面内でのみ符号化した画面内符号化データと、画面間差分を予測符号化した画面間差分予測符号化データのうち前記画面間差分予測符号化データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記画面内符号化データを含むことを特徴とする無線端末。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パケット網を利用した通信システム、通信方法、無線端末、無線中継装置及び制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の非特許文献１、２に示されるように、第３世代携帯電話網（３ＧＰＰ（登録商標）：3rd Generation Partnership Project）の次の世代のネットワーク構成として図１５のようなアーキテクチャが考えられている。図１５では、無線端末であるユーザ機器（User Equipment、以下、ＵＥと言う。）１０１とＵＥ１０２はそれぞれ、基地局であるＥ−ＮｏｄｅＢ（Evolved NodeB）１０３、１０４に無線電波を用いて接続している。さらに基地局１０３、１０４は有線を介して、網側の制御装置であるアクセスゲートウェイ（ＡＣＧＷ: Access Gateway、又はＭＭＥ／ＵＰＥ）１０５と接続される。ＡＣＧＷ１０５は、ユーザ認証装置１０６を用いてユーザ認証処理を行ってＵＥ１０１、１０２を網に接続させるかどうか判定し、また、課金管理装置１０７を用いてＵＥ１０１、１０２への課金のためにパケット量など使用状況の情報収集を行う（ＰＣＲＦ: Policy Control and Charging Rules Function）。また、ユーザ・プレーン（User Plane）のデータは、ＡＣＧＷ１０５とＵＥ１０１、１０２の間で暗号化される。
【０００３】
まず、ＵＥ１０１、１０２間でのパケットの流れについて説明する。送信側のＵＥ１０１は受信側のＵＥ１０２に向けてパケットを生成し、この生成したパケットをＡＣＧＷ１０５あてに暗号化し、暗号化したパケットをＡＣＧＷ１０５に送信する。送信側ＵＥ１０１が暗号化パケットを送信すると、基地局１０３はＵＥ１０１からの暗号化パケットを受信し、ＡＣＧＷ１０５に転送する。ＡＣＧＷ１０５はＵＥ１０１からの暗号化されたパケットを受信し、そのパケットを復号化する。さらにＡＣＧＷ１０５は、パケットのあて先であるＵＥ１０２あてに暗号化し、暗号化したパケットを送信する。基地局１０４はＡＣＧＷ１０５から暗号化パケットを受信し、受信側のＵＥ１０２に転送する。受信側のＵＥ１０２はＡＣＧＷ１０５から暗号化パケットを受信して復号化し、送信側ＵＥ１０１からのパケットを受信処理する。以上が、ＵＥ−ＵＥ間のパケットの流れである。
また、データ分割の従来技術として、非特許文献３、特許文献１に示すように音声信号を帯域分割して各帯域を別々に符号化するスケーラブル音声符号化が知られている。
【非特許文献１】3GPP（登録商標） Technical Report 23.882 draft V1.1.0 (2006-04)
【非特許文献２】3GPP（登録商標） Technical Report 25.813 V0.9.2 (2006-05)
【非特許文献３】「高パケットロス耐性を有する広帯域音声符号化法」、森岳至他、電子情報通信学会論文誌 2005/7 Vol. J88-DII No.7, P.1103-1113
【特許文献１】特開２００３−２４１７９９号公報（要約書）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のＵＥ−ＵＥ間のパケットの流れでは、図１に示すようにＵＥ１０１（ＵＥ１）とＵＥ１０２（ＵＥ２）が同じ基地局１０３に無線接続している場合には、ＵＥ１０１が送信したパケットは、ＵＥ１０１→基地局１０３→ＡＣＧＷ１０５→基地局１０３→ＵＥ１０２（ルート（２）図１中は丸囲み数字２で表す（以下同様））と流れる。すなわち、ルート（２）ではＡＣＧＷ１０５と基地局１０３を折り返してデータが流れている。このように、従来の方法では、パケット通信を行っているＵＥ１０１とＵＥ１０２が同じ基地局１０３に無線接続している場合に、基地局１０３−ＡＣＧＷ１０５間のネットワークリソースを無駄に使用し、効率的に使用できないという課題があった。また、ＡＣＧＷ１０５は多数のＵＥと通信し、ＵＥからのパケットを復号化する処理及びＵＥに転送するパケットを暗号化する処理があり、ＡＣＧＷ１０５に処理負荷が集中するという課題があった。
【０００５】
ところで、図１に示すようにＵＥ１０１とＵＥ１０２が同じ基地局１０３に無線接続している場合には、基地局１０３で折り返すことによりＡＣＧＷ１０５を経由しない方法（ルート（１））が考えられるが、ユーザデータを盗聴などの攻撃から保護するためにＥ−ＮｏｄｅＢより網側の装置、すなわちＵＥ−ＡＣＧＷ間で暗号化する必要があることや、網側でユーザデータの通信管理、例えば課金などの目的のために、パケット数のカウントを網側の装置で行いたいというオペレータの要望があることや、また必要がある場合にはユーザデータを監視（Lawful Interception）できるようにしたいという要望を満たすことは、この方法では困難である。
【０００６】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、送信側と受信側の無線端末が同じ無線中継装置に無線接続している場合にネットワークリソースを効率的に使用することができ、また、制御装置の負荷を軽減することができるとともに、制御装置が無線端末の通信を管理することができる通信システム、通信方法、無線端末、無線中継装置及び制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために、無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおいて、
送信側の無線端末は、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信パケットを、前記制御装置を介さない第１のパケットと前記制御装置を介する第２のパケットに分割して前記無線中継装置に送信し、
前記無線中継装置は、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に送信するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、前記無線中継装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記無線中継装置に送信し、
前記無線中継装置は、前記制御装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に送信し、
前記受信側の無線端末は、前記無線中継装置から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して元のパケットを復元する構成とした。
上記構成により、送信側と受信側の無線端末が同じ無線中継装置に無線接続している場合に、受信側の無線端末あての送信パケットを、制御装置を介さない第１のパケットと制御装置を介する第２のパケットに分割するので、ネットワークリソースを効率的に使用することができ、また、制御装置の負荷を軽減することができるとともに、制御装置が無線端末の通信を管理することができる。
前記制御装置を介さない第１のパケットは、音声信号の帯域を分割した低域側の基本音声データと高域側の拡張音声データのうち前記拡張音声データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記基本音声データを含む。また、前記制御装置を介さない第１のパケットは、画像信号を画面内でのみ符号化した画面内符号化データと、画面間差分を予測符号化した画面間差分予測符号化データのうち前記画面間差分予測符号化データを含み、前記制御装置を介する第２のパケットは前記画面内符号化データを含む。
【０００８】
また、前記送信側の無線端末は、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化して、前記暗号化データを前記受信側の無線端末側で復号するための識別データを取り除いた前記第１のパケットを生成するとともに、前記識別データを含む前記第２のパケットを生成し、
前記受信側の無線端末は、前記第２のパケット内の前記識別データを、前記第１のパケット内の前記識別データが切り取られた部分にセットして前記第１のパケット内の前記暗号化データを復号する構成とした。
また、前記送信側の無線端末は、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化して、前記暗号化データを前記受信側の無線端末側で復号するための識別データ及び前記暗号化データの一部を取り除いた前記第１のパケットを生成するとともに、前記識別データ及び前記暗号化データの一部を含む前記第２のパケットを生成し、
前記受信側の無線端末は、前記第２のパケット内の前記識別データ及び前記暗号化データの一部を、前記第１のパケット内の前記識別データ及び前記暗号化データの一部が切り取られた部分にセットして前記第１のパケット内の前記暗号化データを復号する構成とした。
また、前記送信側の無線端末は、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化して、前記暗号化データを前記受信側の無線端末側で復号するために必要なデータの一部を取り除いた前記第１のパケットを生成するとともに、前記復号するために必要なデータの一部を含む前記第２のパケットを生成し、
前記受信側の無線端末は、前記第２のパケット内の前記復号するために必要なデータの一部を、前記第１のパケット内の前記復号するために必要なデータの一部が切り取られた部分にセットして前記第１のパケット内の前記暗号化データを復号する構成とした。
上記構成により、第１のパケットが制御装置を介さなくても通信のセキュリティを維持することができ、また、受信側の無線端末では第１、第２のパケットの両方が到着しなければ元のデータを復元できないので、システム側すなわち網側がユーザ機器間の直接通信を管理することができる。
【０００９】
また、本発明は上記目的を達成するために、無線端末と無線中継装置との間で相互に無線通信を行い、制御装置が前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する通信方法において、
送信側の無線端末及び受信側の無線端末が同一の前記無線中継装置に接続されている場合に、前記送信側の無線端末が、受信側の無線端末あての送信パケットを、前記制御装置を介さない第１のパケットと前記制御装置を介する第２のパケットに分割して前記無線中継装置に送信するステップと、
前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に送信するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に送信するステップと、
前記制御装置が、前記無線中継装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記無線中継装置に送信するステップと、
前記無線中継装置が、前記制御装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に送信するステップと、
前記受信側の無線端末が、前記無線中継装置から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して元のパケットに復元するステップとを、
有するようにした。
【００１０】
また、本発明は上記目的を達成するために、無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける送信側の前記無線端末において、
自己及び受信側の無線端末が同一の前記無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信パケットを、前記制御装置を介さない第１のパケットと前記制御装置を介する第２のパケットに分割して前記無線中継装置に送信する手段を備え、
前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に送信するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に送信し、
前記制御装置が、前記無線中継装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記無線中継装置に送信し、
前記無線中継装置が、前記制御装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に送信し、
前記受信側の無線端末が、前記無線中継装置から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して元のパケットに復元するようにした。
【００１１】
また、本発明は上記目的を達成するために、無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける前記無線中継装置において、
送信側の無線端末及び受信側の無線端末が自己に接続されている場合に、前記送信側の無線端末が、前記受信側の無線端末あての送信パケットを、前記制御装置を介さない第１のパケットと前記制御装置を介する第２のパケットに分割して自己に送信したとき、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に送信するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に送信する手段と、
前記制御装置が、自己から送信された前記第２のパケットを受信して自己に送信したとき、前記制御装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に送信する手段とを備え、
前記受信側の無線端末が、自己から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して元のパケットに復元するようにした。
【００１２】
また、本発明は上記目的を達成するために、無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける前記制御装置において、
送信側の無線端末が、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信パケットを、自己を介さない第１のパケットと自己を介する第２のパケットに分割して前記無線中継装置に送信し、前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に送信するとともに前記第２のパケットを自己あてに送信したとき、前記無線中継装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記無線中継装置に送信する手段と、
前記第２のパケットに基づいて前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する手段とを備え、
前記無線中継装置が、自己から送信された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に送信し、
前記受信側の無線端末が、前記無線中継装置から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して元のパケットに復元するようにした。
【００１３】
また、本発明は上記目的を達成するために、無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける受信側の前記無線端末において、
送信側の無線端末及び自己が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記送信側の無線端末が自己あての送信パケットを、前記制御装置を介さない第１のパケットと前記制御装置を介する第２のパケットに分割して前記無線中継装置に送信し、前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に送信するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に送信し、前記制御装置が、前記無線中継装置から送信された前記第２のパケットを受信して前記無線中継装置に送信し、前記無線中継装置が、前記制御装置から送信された前記第２のパケットを受信して自己に送信したとき、前記無線中継装置から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して元のパケットに復元する手段を、
備えた構成とした。
【００１４】
また、本発明は上記目的を達成するために、無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおいて、
送信側の無線端末は、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化した後にパケット化し、このパケットを前記制御装置を介さない前記受信側の無線端末あての第１のパケットとして前記無線中継装置に送信するとともに、前記暗号化されたデータを復号するための鍵データをパケット化し、このパケットを前記制御装置を介する前記受信側の無線端末あての第２のパケットとして前記無線中継装置に送信し、
前記無線中継装置は、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に転送するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に転送し、さらに複数の前記第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、前記無線中継装置から転送された前記第２のパケットを受信して内部の鍵データを確認して前記第２のパケットを前記無線中継装置に転送するとともに、前記無線中継装置から送信された前記第３のパケットに基づいて前記第１のパケットの管理情報を取得し、
前記無線中継装置は、前記制御装置から転送された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に転送し、
前記受信側の無線端末は、前記無線中継装置から転送された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記暗号化されたデータを前記鍵データにより復号する構成とした。
【００１５】
上記構成により、送信側と受信側の無線端末が同じ無線中継装置に無線接続している場合に、受信側の無線端末あての送信パケットを、制御装置を介さない第１のパケットとして受信側の無線端末に転送するとともに、第１のパケット内の暗号化データを復号する鍵データを制御装置を介する第２のパケットとして受信側の無線端末に転送するので、ネットワークリソースを効率的に使用することができ、また、制御装置の負荷を軽減することができるとともに、制御装置が無線端末の通信を管理することができる。また、制御装置を介さなくても第１のパケットの通信のセキュリティを維持することができ、また、受信側の無線端末では第１、第２のパケットの両方が到着しなければ元のデータを復元できないので、システム側、すなわち網側がユーザ機器間の直接通信を管理することができる。
さらに、無線中継装置が、第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして制御装置に送信するので、制御装置が第３のパケットに基づいて第１のパケットの管理情報を取得することができる。また、送信側の無線端末が第１のパケットの各パケット内にそれぞれシーケンス番号をセットすることにより、制御装置が第３のパケット内のシーケンス番号に基づいて第１のパケットの転送パケット数を管理することができる。
【００１６】
また、本発明は上記目的を達成するために、無線端末と無線中継装置との間で相互に無線通信を行い、制御装置が前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する通信方法において、
送信側の無線端末が、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化した後にパケット化し、このパケットを前記制御装置を介さない前記受信側の無線端末あての第１のパケットとして前記無線中継装置に送信するとともに、前記暗号化されたデータを復号するための鍵データをパケット化し、このパケットを前記制御装置を介する前記受信側の無線端末あての第２のパケットとして前記無線中継装置に送信するステップと、
前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に転送するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に転送し、さらに複数の前記第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして前記制御装置に送信するステップと、
前記制御装置が、前記無線中継装置から転送された前記第２のパケットを受信して内部の鍵データを確認して前記第２のパケットを前記無線中継装置に転送するとともに、前記無線中継装置から送信された前記第３のパケットに基づいて前記第１のパケットの管理情報を取得するステップと、
前記無線中継装置が、前記制御装置から転送された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に転送するステップと、
前記受信側の無線端末は、前記無線中継装置から転送された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記暗号化されたデータを前記鍵データにより復号するステップとを、
有する構成とした。
【００１７】
また、本発明は上記目的を達成するために、無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける送信側の前記無線端末において、
自身と受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化した後にパケット化し、このパケットを前記制御装置を介さない前記受信側の無線端末あての第１のパケットとして前記無線中継装置に送信するとともに、前記暗号化されたデータを復号するための鍵データをパケット化し、このパケットを前記制御装置を介する前記受信側の無線端末あての第２のパケットとして前記無線中継装置に送信する手段を備え、
前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末自身から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に転送するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に転送し、さらに複数の前記第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして前記制御装置に送信し、
前記制御装置が、前記無線中継装置から転送された前記第２のパケットを受信して内部の鍵データを確認して前記第２のパケットを前記無線中継装置に転送するとともに、前記無線中継装置から送信された前記第３のパケットに基づいて前記第１のパケットの管理情報を取得し、
前記無線中継装置が、前記制御装置から転送された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に転送し、
前記受信側の無線端末が、前記無線中継装置から転送された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記暗号化されたデータを前記鍵データにより復号する構成とした。
【００１８】
また、本発明は上記目的を達成するために、無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける前記無線中継装置において、
送信側の無線端末が、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化した後にパケット化し、このパケットを前記制御装置を介さない前記受信側の無線端末あての第１のパケットとして前記無線中継装置自身に送信するとともに、前記暗号化されたデータを復号するための鍵データをパケット化し、このパケットを前記制御装置を介する前記受信側の無線端末あての第２のパケットとして前記無線中継装置自身に送信した場合に、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に転送するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に転送し、さらに複数の前記第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして前記制御装置に送信する手段と、
前記制御装置が、前記無線中継装置自身から転送された前記第２のパケットを受信して内部の鍵データを確認して前記第２のパケットを前記無線中継装置自身に転送するとともに、自身から送信された前記第３のパケットに基づいて前記第１のパケットの管理情報を取得した場合に、前記制御装置から転送された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に転送する手段とを備え、
前記受信側の無線端末が、前記無線中継装置自身から転送された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記暗号化されたデータを前記鍵データにより復号する構成とした。
【００１９】
また、本発明は上記目的を達成するために、無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける前記制御装置において、
送信側の無線端末が、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末あての送信データを暗号化した後にパケット化し、このパケットを自身を介さない前記受信側の無線端末あての第１のパケットとして前記無線中継装置に送信するとともに、前記暗号化されたデータを復号するための鍵データをパケット化し、このパケットを自身を介する前記受信側の無線端末あての第２のパケットとして前記無線中継装置に送信し、前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末に転送するとともに前記第２のパケットを自身に転送し、さらに複数の前記第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして自身に送信した場合、前記無線中継装置から転送された前記第２のパケットを受信して内部の鍵データを確認して前記第２のパケットを前記無線中継装置に転送するとともに、前記無線中継装置から送信された前記第３のパケットに基づいて前記第１のパケットの管理情報を取得する手段を備え、
前記無線中継装置が、前記制御装置自身から転送された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末に転送し、
前記受信側の無線端末が、前記無線中継装置から転送された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記暗号化されたデータを前記鍵データにより復号する構成とした。
【００２０】
また、本発明は上記目的を達成するために、無線端末と相互に無線通信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置との間でパケット転送を行うとともに前記無線端末及び無線中継装置間の無線通信を管理する制御装置とを備えた通信システムにおける受信側の前記無線端末において、
送信側の無線端末が、受信側の無線端末が同一の無線中継装置に接続されている場合に、前記受信側の無線端末自身あての送信データを暗号化した後にパケット化し、このパケットを前記制御装置を介さない前記受信側の無線端末自身あての第１のパケットとして前記無線中継装置に送信するとともに、前記暗号化されたデータを復号するための鍵データをパケット化し、このパケットを前記制御装置を介する自身あての第２のパケットとして前記無線中継装置に送信し、前記無線中継装置が、前記送信側の無線端末から送信された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記第１のパケットを前記受信側の無線端末自身に転送するとともに前記第２のパケットを前記制御装置に転送し、さらに複数の前記第１のパケットの内の一部のパケットを定期的にコピーしてこのパケットを第３のパケットとして前記制御装置に送信し、前記制御装置が、前記無線中継装置から転送された前記第２のパケットを受信して内部の鍵データを確認して前記第２のパケットを前記無線中継装置に転送するとともに、前記無線中継装置から送信された前記第３のパケットに基づいて前記第１のパケットの管理情報を取得し、前記無線中継装置が、前記制御装置から転送された前記第２のパケットを受信して前記受信側の無線端末自身に転送した場合に、前記無線中継装置から転送された前記第１及び前記第２のパケットを受信して、前記暗号化されたデータを前記鍵データにより復号する手段を、
備えた構成とした。
【００２１】
本発明によれば、送信側の無線端末から送信されたパケットをすべて無線中継装置と制御装置の間で折り返す必要がなく、一部の小さなデータだけで十分であり、無線中継装置と制御装置のネットワークリソースを効率的に使用できるという効果がある。また、制御装置は、送信側の無線端末が受信側の無線端末に送信するパケットの全データに対して復号化処理及び暗号化処理を行うのではなく、一部のデータのみ復号化処理及び暗号化処理を行うため、処理負荷を軽減できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
＜第１の実施の形態＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１はＵＥ１０１とＵＥ１０２が同じ基地局１０３（以下、Ｅ‐ＮｏｄｅＢと言う。）に無線接続している状態を示す。なお、この状態は、通信開始時からこの状態が継続している場合の他に、図１５の状態からＵＥ１０１又はＵＥ１０２が移動した場合などが考えられる。この状態では、ＵＥ１０１からＵＥ１０２に送信を行う場合には、以下に詳しく示す「ＵＥ−ＵＥ直接通信」によりＵＥ１０１において送信パケットを分割し、ＡＣＧＷ１０５を経由しない直接ルート（１）とＡＣＧＷ１０５を経由するＡＣＧＷ経由ルート（２）に分けて転送する。なお、以下では、直接ルート（１）側を経由するパケットを第１のパケット、ＡＣＧＷ経由ルート（２）側を経由するパケットを第２のパケットと呼ぶことにする。
【００２３】
＜ＵＥ−ＵＥ間の通信開始状態＞
ＵＥ１０１−ＵＥ１０２間の通信が開始した最初の状態では、従来どおりにＡＣＧＷ１０５経由の通信から始まる。送信側ＵＥ１０１は受信側ＵＥ１０２に向けてパケットを生成し、この生成したパケットをＡＣＧＷ１０５あてに暗号化し、送信する。ＵＥ１０２の送信した暗号化パケットをＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３が受信し、ＡＣＧＷ１０５に転送する。ＡＣＧＷ１０５は受信した暗号化パケットを復号化し、復号化したパケットのあて先からルーティング先を判定する。ＡＣＧＷ１０５は、ＵＥ１０２あてにパケットを暗号化し、送信する。ＡＣＧＷ１０５が送信した暗号化パケットをＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３が受信し、ＵＥ１０２に転送する。受信側ＵＥ１０２は暗号化パケットを受信して復号化し、送信側ＵＥ１０１からのパケットを取得する。本実施の形態では、パケットを暗号化・復号化する方法としてＩＰsec ＥＳＰ (Encapsulating Security Payload)のトンネルモードを用いた場合を想定して説明するが、本発明はＩＰsec ＥＳＰ方式に限定するものではない。
【００２４】
＜ＵＥ−ＵＥ直接通信開始＞
「ＵＥ−ＵＥ直接通信」は、ＡＣＧＷ１０５が送信側ＵＥ１０１と受信側ＵＥ１０２が同一のＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３に接続していることを検出したときに開始する。この場合、ＡＣＧＷ１０５はパケットを受信したときの転送元のＥ‐ＮｏｄｅＢと転送する先のＥ‐ＮｏｄｅＢが同一であることをルーティング処理の際に検出するか、又は、ＡＣＧＷ１０５が管理するＵＥ１０１、ＵＥ１０２の情報から検出することなどによって、送信側ＵＥ１０１と受信側ＵＥ１０２が同一のＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３に接続していることを検出する。ＡＣＧＷ１０５は、送信側ＵＥ１０１と受信側ＵＥ１０２が同一のＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３に接続していることを検出した後、それぞれのＵＥ１０１、１０２に「ＵＥ−ＵＥ直接通信」が可能かどうかの問合せを送信する。両方の又はどちらか一方のＵＥが「ＵＥ−ＵＥ直接通信機能」に対応していない場合には、「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を行うことができない。両方のＵＥが「ＵＥ−ＵＥ直接通信機能」に対応している場合には、それぞれのＵＥ１０１、１０２に「ＵＥ−ＵＥ直接通信」の通信路設定を指示する。またＡＣＧＷ１０５はＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３に対して、ＵＥ１０１、１０２の間でのパケットの転送を許可するように指示する。
【００２５】
＜ＵＥ−ＵＥ直接通信中＞
送信側ＵＥ１０１はＡＣＧＷ１０５から「ＵＥ−ＵＥ直接通信」の指示を受け、受信側ＵＥ１０２あてにパケットを生成した際は、まずＵＥ１０２あてにパケットを暗号化する。そして、その暗号化したパケットの一部を切り出し、切り出したデータをＡＣＧＷ１０５あてに暗号化する。送信側ＵＥ１０１は、第１のパケットをＵＥ１０２あてに（直接ルート（１））、第２のパケットをＡＣＧＷ１０５あて（ＡＣＧＷ経由ルート（２））に送信する。Ｅ‐ＮｏｄｅＢ１０３は、送信側ＵＥ１０１からの第１、第２のパケットを受信し、ＵＥ１０２あての第１のパケットをＵＥ１０２あてに、ＡＣＧＷ１０５あての第２のパケットをＡＣＧＷ１０５あてに転送する。ＡＣＧＷ１０５は、Ｅ‐ＮｏｄｅＢ１０３から転送された第２のパケットを受信し、復号処理し、ＵＥ１０２あてに暗号処理し、ＵＥ１０２に転送する。
【００２６】
受信側ＵＥ１０２は、ＵＥ１０１から第１のパケットのみを受信した場合、この第１のパケットだけでは意味のあるデータとならないため、受信した第１のパケットを保持して第２のパケットが到着するのを待つ。また逆にＡＣＧＷ１０５から第２のパケットだけを受信した場合には第１のパケットが到着するのを待つ。受信側ＵＥ１０２は、第１のパケットと第２のパケットを合成して、送信側ＵＥ１０１が生成した元のパケットを復元し、そのパケットを受信処理する。
【００２７】
＜ＵＥ−ＵＥ直接通信終了＞
「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を行うＵＥ１０１、１０２が移動するなどによって同一のＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３に接続している状態ではなくなった場合には、ＡＣＧＷ１０５はそれぞれのＵＥ１０１、１０２に「ＵＥ−ＵＥ直接通信」の終了を指示する。またＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３にも通知し、ＵＥ１０１、１０２との間で直接にパケットの転送を行わないように指示する。
【００２８】
以下では、各処理について詳細に説明する。
＜ＵＥ−ＵＥ直接通信開始＞
ＵＥ−ＵＥ直接通信を開始する処理に関して、図２、図３Ａ及び図３Ｂを用いて説明する。最初は、送信側のＵＥ１０１と受信側のＵＥ１０２は、ＡＣＧＷ１０５を経由してパケットを送受信している。送信側ＵＥ１０１は、受信側ＵＥ１０２に向けてパケットを生成し、生成したパケットをＡＣＧＷ１０５あてに暗号化し、送信する。送信された暗号化パケットをＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３が受信し、ＡＣＧＷ１０５に転送する。ＡＣＧＷ１０５は受信した暗号化パケットを復号化し、復号化したパケットのあて先からルーティング先を判定する。ＡＣＧＷ１０５はＵＥ１０２あてにパケットを暗号化し、送信する。送信されたパケットをＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３が受信し、ＵＥ１０２に転送する。受信側ＵＥ１０２は暗号化パケットを受信して復号化し、送信側ＵＥ１０１からのパケットを取得する。これがＵＥ−ＵＥ直接通信を開始する前の状態である。
【００２９】
図２において、ＡＣＧＷ１０５は、送信側ＵＥ１０１と受信側ＵＥ１０２が同一のＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３に接続していることを検出する（ステップＳ２１）。例えばＡＣＧＷ１０５は、パケットを受信したときの転送元のＥ‐ＮｏｄｅＢと転送する先のＥ‐ＮｏｄｅＢが同一であることから、ルーティング処理の際に検出する。又は、ＡＣＧＷ１０５が管理するＵＥの情報から接続しているＥ‐ＮｏｄｅＢを調べ、同一のＥ‐ＮｏｄｅＢに接続していることを検出する。次に、ＡＣＧＷ１０５は、送信側ＵＥ１０１と受信側ＵＥ１０２が同一のＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３に接続していることを検出した後、それぞれのＵＥ１０１、１０２に「ＵＥ−ＵＥ直接通信」が可能か否かの問合せを送信する（ステップＳ２２）。
【００３０】
この問合せの際のメッセージシーケンスを図３Ａ及び図３Ｂに示す。図３Ａでは、ＡＣＧＷ１０５がＵＥ１（ＵＥ１０１）とＵＥ２（ＵＥ１０２）に問合せメッセージ（Ｒｅｑ）を送信している（ステップＳ３１）。ＡＣＧＷ１０５は問合せを送信した後、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２からの応答を待つ（図２のステップＳ２３）。ＵＥ１０１、ＵＥ１０２は「ＵＥ−ＵＥ直接通信機能」に対応している場合には、対応していること（ＯＫ）と、ＳＰＩ（SecurityParameters Index）の値（ＵＥ１０１からの応答の場合には、ＳＰＩ（ＵＥ１）、ＵＥ１０２からの応答の場合はＳＰＩ（ＵＥ２））と、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２が対応可能な暗号方式のそれぞれの候補をＡＣＧＷ１０５に応答として返す（図２のステップＳ２４、図３ＡのステップＳ３２）。
【００３１】
ＡＣＧＷ１０５はＵＥ１０１及びＵＥ１０２の両方から対応していることを示す応答が返ってきたならば、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２にそれぞれ通信相手（ＵＥ１０２、ＵＥ１０１）のローカルアドレス（local address）を通知する（図２のステップＳ２５、図３ＡのステップＳ３３）。この「local address」は、網内のトランスポート用のアドレスである。また、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２にそれぞれ通信相手側の指定したＳＰＩの値ＳＰＩ（ＵＥ２）、ＳＰＩ（ＵＥ１）を通知する（図２のステップＳ２５、図３ＡのステップＳ３３）。この値をつけて暗号化したパケットを送信することによって、受信側はどの条件で復号化処理すればよいのか判別することができる。また、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２がそれぞれ提示した暗号方式の候補の中からＡＣＧＷ１０５が１つを選択し、その暗号方式をそれぞれＵＥ１０２、ＵＥ１０１に通知する（図３ＡのステップＳ３３）。共通して使用できる暗号方式が存在しない場合には、「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を開始することはできない。また、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２にそれぞれ暗号・復号処理用の共通鍵を通知する。これらのＵＥ１０１、ＵＥ１０２とＡＣＧＷ１０５の通信は、ＵＥ１０１−ＡＣＧＷ１０５間、ＵＥ１０２−ＡＣＧＷ１０５間の暗号化された通信路を用いて行う。
【００３２】
以上は、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２の両方が「ＵＥ−ＵＥ直接通信機能」に対応している場合について説明した。もし、一方でも対応していない場合には、「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を開始することはできない。そのため、もしＵＥ１０１、ＵＥ１０２の一方のみが問合せに対して、対応していること（ＯＫ）を応答として返している場合には、そのＵＥに対して、「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を行わないこと（ＮＧ）を応答として返す（図２のステップＳ２７、図３ＢのステップＳ３４）。以上のメッセージシーケンスによって、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２に「ＵＥ−ＵＥ直接通信」に必要な情報が渡される。ＵＥ１０１、ＵＥ１０２どうしはＳＡ（Security Association）を確立し、このＳＡを用いて通信することが可能となる（図２のステップＳ２６）。またＡＣＧＷ１０５は、Ｅ‐ＮｏｄｅＢ１０３に対してもＵＥ１０１とＵＥ１０２の間に「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を開始させることを通知する。Ｅ‐ＮｏｄｅＢ１０３は、ＵＥ１０１とＵＥ１０２との間のパケットの直接の送受信が可能なようにルーティング設定などの内部設定を変更する。
【００３３】
＜ＵＥ−ＵＥ直接通信中＞
ＵＥ−ＵＥ直接通信中の状態のときのＵＥ１０１、ＵＥ１０２、Ｅ‐ＮｏｄｅＢ１０３、ＡＣＧＷ１０５の動作について説明する。「ＵＥ−ＵＥ直接通信」では、送信側ＵＥ１０１はＵＥ１０２あてにパケットを生成し、そのパケットの一部をＡＣＧＷ１０５経由のパケットにし、ＡＣＧＷ１０５を経由しない第１のパケットと、ＡＣＧＷ１０５経由の第２のパケットとして送信する。第１のパケットと第２のパケットの両方が受信側ＵＥ１０２に届いて初めて、ＵＥ１０２はパケットの受信処理が可能となる。
【００３４】
＜送信側ＵＥ１０１のパケット送信処理＞
送信側ＵＥ１０１のパケット送信処理を図４〜図７を用いて説明する。まず、送信側ＵＥ１０１の送信パケットの構造について図４、さらには図５Ａ、図５Ｂを用いて説明する。送信側ＵＥ１０１は、受信側ＵＥ１０２に送信するデータを作成し、ＵＥ１０２あてのパケット４０１を作成する。パケット４０１のあて先（Dt.: Destination Address）はＵＥ１０２の「global address」（g_UE2）であり、送信元アドレス（Sr.: Source Address）はＵＥ１０１の「global address」（g_UE1）である。なお、ここでいう「global address」と「local address」の使い分けは、ＵＥ１０１とＵＥ１０２の通信のために使用するアドレスと、ＡＣＧＷ１０５、Ｅ‐ＮｏｄｅＢ１０３、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２の間でパケットを運ぶためのアドレスを意識的に区別するために、便宜的につけたものである。ネットワークのアドレス管理の方法によっては、ともに「global address」を用いる場合も、逆にともに「local address」を用いる場合も想定される。
【００３５】
送信側ＵＥ１０１は、作成したＵＥ１０２あてのパケット４０１を暗号化し（暗号化データ４０１’）、次いで暗号化データ４０１’をカプセル化処理してパケット４０２を生成する。ここでは「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を行っている場合について説明するが、例えばＡＣＧＷ１０５に送信する場合には、ＡＣＧＷ１０５あてにＩＰsec ＥＳＰトンネルモードで暗号化して送信する。
【００３６】
暗号化データ４０１’をカプセル化処理したパケット４０２では、トンネルヘッダであるＩＰヘッダ４０２ａのあて先アドレスにＵＥ１０２の「local address」（l_UE2）を設定し、送信元アドレスにはＵＥ１０１の「local address」（l_UE1）を設定する。ここで、ＵＥ１０２の「local address」は、ＡＣＧＷ１０５から「ＵＥ−ＵＥ直接通信」の指示の際に、通知されているアドレスである。送信側ＵＥ１０１は、ＵＥ１０２あてに暗号化してカプセル化したパケット４０２を分割し、直接ルート（１）側の第１のパケット４０４とＡＣＧＷ経由ルート（２）側の第２のパケット４０６を生成する。
【００３７】
ここで、直接ルート（１）側のパケット４０３は、元のパケット４０２から一部のデータを切り取ったパケットである。ここでは、切り取る一部のデータとして、ＥＳＰヘッダ４０２ｂとそれに続く暗号化データ４０１’の一部を切り取ったパケットである。ＥＳＰヘッダにはＳＰＩが含まれ、このＳＰＩの値によって受信側ではどの鍵で復号すればよいかを知ることができる。すなわち復号処理を行うための識別データの役割を持つ。また、ここでは暗号化データの一部を切り取った場合の例を示しているが、このデータのサイズは任意に調整することができ、そのサイズを０としてもよい。その場合は、暗号化データを含まない方法といえる。またさらに言えばＥＳＰヘッダの一部だけでもよく、識別データの一部だけでもよい。すなわち、ここで切り取るデータの意味は、受信側が直接ルート（１）で受信したデータだけでは意味をなさないようにすることである。ただし、本実施例では以下に記載するように切り取った箇所に第１のＲＰヘッダを上書きするため、切り取る一部のデータはこの第１のＲＰヘッダより大きいことが求められる。
【００３８】
なお本実施例では第１のパケットのデータを切り取った箇所を他のデータで上書きする例について説明したが、かかる切り取るデータ（以下データ部とも言う）を切り取り、その切り取った箇所にＲＰヘッダを挿入する方法でもよい。この場合には、受信側ではＲＰヘッダを取り除いたところに第２のパケットのデータを挿入すればよい。この場合には切り取るデータは、第１のＲＰヘッダのサイズには依存せずに決めることができる。
【００３９】
図４に示す送信側のパケット処理では、元のパケット４０２から一部データを切り取った後の残りの部分４０３ａには、０ｘ００で上書きするか、又は意味のないデータで上書きし、受信側のＵＥ１０２が切り取る前にあったデータを類推できないようにする。そして、パケット４０３の切り取った部分４０３ａの先頭に第１の置き換え（リプレース、以下、ＲＰ）ヘッダ４０４ｂを設定してパケット４０４を生成する。この第１のＲＰヘッダ４０４ｂは、第１のパケット４０４と第２のパケット４０６を合成するときに、切り取ったデータ部４０５を元に戻す位置を示す。また、第１のパケット４０４のＩＰヘッダ４０４ａ内の「Next Header」領域には、ＥＳＰヘッダを示す値が入っているため、その値を第１のＲＰヘッダ４０４ｂを示す値と置き換える。
【００４０】
第２のパケット４０６は、元のパケット４０２から切り出したＥＳＰヘッダ４０２ｂとそれに続く暗号化データ４０１’の一部をデータ部４０５とするパケットであり、このデータ部４０５の先頭にＩＰヘッダ４０６ａと第２のＲＰヘッダ４０６ｂを付加する。ＩＰヘッダ４０６ａは、第１のパケット４０４のヘッダと同様にあて先アドレスにＵＥ１０２の「local address」を設定し、送信元アドレスにＵＥ１０１の「local address」を設定する。第１のパケット４０４と同じＩＰヘッダであるために、受信側のＵＥ１０２は、第１のパケット４０４と第２のパケット４０６を合成するときに、他のパケットと区別することができる。また、第２のＲＰヘッダ４０６ｂには、第１のパケット４０４のＩＰヘッダ４０４ａ内にあった「Next Header」の値を含む。すなわちＥＳＰヘッダ４０２ｂを示す値である。これによって、受信側ＵＥ１０２が第１のパケット４０４と第２のパケット４０６を合成する際に、ＩＰヘッダ４０４ａ内の「Next Header」の値を元の値に戻すことができる。また、第１のＲＰヘッダ４０４ｂと第２のＲＰヘッダ４０６ｂはＲＰ−ＩＤ（ＲＰヘッダ識別子）を含み、同じ値を持つ。これによって、受信側ＵＥ１０２は、パケット４０４、４０６を合成するときに他のパケットと取り違えることを防ぐ。
【００４１】
第２のパケット４０６は、ＡＣＧＷ１０５あてのため、ＡＣＧＷ１０５あてに暗号化し（暗号化データ４０６’）、この暗号化データ４０６’をパケット４０７にカプセル化処理する。パケット４０７のトンネルヘッダであるＩＰヘッダ４０７ａのあて先アドレスはＡＣＧＷ１０５であり、送信元アドレスはＵＥ１０１の「local address」である。
【００４２】
次に、ＲＰヘッダ４０４ｂ、４０６ｂのフォーマットについてそれぞれ図５Ａ、図５Ｂを用いて説明する。第１及び第２のＲＰヘッダ４０４ｂ、４０６ｂは、ＩＰｖ６（ＲＦＣ２４６０）の終点オプションヘッダなどの拡張ヘッダと同様のフォーマットである。ＲＰヘッダ４０４ｂ、４０６ｂの最初の１オクテット（５０１、５０４）には、次の拡張ヘッダを示す「Next Header」の値を設定する。第２オクテット（５０２、５０５）には、拡張ヘッダ長を示す値（ＲＰヘッダ長）を設定する。続く２オクテット（５０３、５０６）にＲＰ−ＩＤ、すなわちＲＰヘッダ４０４ｂ、４０６ｂを一意に識別する識別子を示す値を設定する。そしてそれに続いてオプションを追加する。
【００４３】
第１のＲＰヘッダ４０４ｂのフォーマットの場合には図５Ａに示すように、最初の１オクテット（５０１）には、第１のＲＰヘッダ４０４ｂの次にはヘッダがこないため、「No Next Header(59)」の値を設定する。次のオクテット（５０２）にはＲＰヘッダ長を、さらに次のオクテット（５０３）にはＲＰ−ＩＤを設定する。第２のＲＰヘッダ４０６ｂのフォーマットの場合には図５Ｂに示すように、第１のＲＰヘッダ４０４ａと同様に、最初の３オクテットのそれぞれ（５０４、５０５、５０６）には「No Next Header(59)」の値、続いてＲＰヘッダ長、さらにＲＰ−ＩＤを設定する。そして、オプションデータとして元のパケットの「Next Header」の値を設定する。元のパケットの「Next Header」を設定するオプションデータでは、最初の１オクテット（５０７）に、元の「Next Header」の値のオプションデータであることを示すオプション番号を設定する。それに続いてオプションデータ長（５０８）、そして元の「Next Header」の値（５０９）を設定する。
【００４４】
なお第２のＲＰヘッダ４０６ｂが持つオプションデータとして、元のパケット４０２のパケットサイズが考えられる。このオプションデータによって、元のパケット４０２のパケットサイズをＡＣＧＷ１０５はこのオプションデータによって知ることができ、ＵＥ１０１とＵＥ１０２のパケット通信による網の使用状況を把握することが容易になる。なお、上記ではＲＰヘッダ４０４ｂ、４０６ｂに、ＲＰ−ＩＤの領域を設けたが、ＲＰ−ＩＤもオプションデータとして扱う方法であってもよい。その場合には、ＲＰヘッダ４０４ｂ、４０６ｂは終点オプションヘッダと同一としてみなすことも可能となる。以上、ＲＰヘッダ４０４ｂ、４０６ｂのフォーマットについて説明した。
【００４５】
次に、ＵＥ１０１（及びＵＥ１０２）のパケット送信部について図６を用いて説明する。「ＵＥ−ＵＥ直接通信」の開始前の場合、送信側ＵＥ１０１はデータ生成部６０１において、ＵＥ１０２に送信するデータを生成し、次いでそのデータを用いてパケット生成部６０２においてＵＥ１０２あてのパケット４０１を生成する。生成したパケット４０１をパケット送信部６０７に渡し、送信することも可能である。一方、ＡＣＧＷ１０５に送信する場合には、ＩＰsec暗号処理・カプセル化処理部６０３において暗号化し、その暗号化パケットをパケット送信部６０７に渡し、送信する。
【００４６】
送信側ＵＥ１０１がＡＣＧＷ１０５から「ＵＥ−ＵＥ直接通信」の問合せを受信し、それに応じ、「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を行うことになった場合、送信側ＵＥ１０１は、ＵＥ１０２あてに作成したパケット４０１をＩＰsec暗号処理・カプセル化処理部６０３に渡す。このときはＡＣＧＷ１０５あてに暗号化するのではなく、「ＵＥ−ＵＥ直接通信」の指示を受けたときに取得したＵＥ１０２あての暗号鍵を用いて暗号化する。また、ＩＰsec ＥＳＰのカプセル化ではあて先アドレスはＵＥ１０２の「local address」である。送信側ＵＥ１０１はＵＥ−ＵＥ直接通信では、ＵＥ１０２あてに暗号化したパケット４０２を分割処理部６０４に渡し、第１のパケット４０４と第２のパケット４０６を生成する。具体的には、第１のパケット４０４を生成する場合には、元のパケット４０２内のＥＳＰヘッダ４０２ｂとそれに続く暗号化されたデータ４０１’の一部を切り出してパケット４０３を生成し、データ部４０５を切り出した領域は、０ｘ００で上書きするか又は意味の無いデータで上書きする。
【００４７】
送信側ＵＥ１０１は、ＲＰヘッダ設定部６０５において、第１のＲＰヘッダ４０４ｂと第２のＲＰヘッダ４０６ｂを作成する。第１のＲＰヘッダ４０４ｂはパケット４０３に付加して、ＵＥ１０２あてに転送される第１のパケット４０４を作成し、第２のＲＰヘッダ４０６ｂは第２のパケット４０６に付加する。第１のＲＰヘッダ４０４ｂは第１のパケット４０４のＥＳＰヘッダ４０２ｂの元あった位置に上書きする。これによって、受信側ＵＥ１０２で第１のパケットと第２のパケットを合成する際に、データ部４０５を戻す位置がわかる。
【００４８】
また、Next Header 書き換え部６０６において、第１のパケット４０４のＩＰヘッダ４０４ａ内の「Next Header」のところに第１のＲＰヘッダ４０４ｂを示す値を設定する。これによって第１のパケット４０４を受信したノードは、ＩＰヘッダ４０４ａに続いて第１のＲＰヘッダ４０４ｂが置かれていることがわかる。第１のパケット４０４のＩＰヘッダ４０４ａ内に設定されていた元の「Next Header」の値は、第２のＲＰヘッダ４０６ｂ内に設定する。これによって第１のパケット４０４と第２のパケット４０６の合成時に、「Next Header」の値を元に戻すことができる。また、第１のＲＰヘッダ４０４ｂと第２のＲＰヘッダ４０６ｂには同じＲＰ−ＩＤ（ＲＰヘッダの識別子）を設定する。これによって合成時に第１のパケット４０４と第２のパケット４０６を他のパケットと取り違えることを防ぐことができる。
【００４９】
第１のパケット４０４は以上の処理を行ったあと、パケット送信部６０７に渡し、送信される。第２のパケット４０６は、データ部４０５と第２のＲＰヘッダ４０６ｂを持ち、パケット生成部６０２に渡される。送信側ＵＥ１０１は、パケット生成部６０２において元のパケット４０２から切り出したデータ部４０５と第２のＲＰヘッダ４０６ｂの前に、ＩＰヘッダ４０６ａを付加し、第２のパケット４０６を生成する。第２のパケット４０６のあて先はＵＥ１０２の「local address」である。これは第１のパケット４０４のＩＰヘッダ４０４ａと同じである。受信側のＵＥ１０２では、ＩＰヘッダ４０４ａ、４０６ａ及びＲＰ−ＩＤによって、第１のパケット４０４と第２のパケット４０６を取り違えずに合成することが可能となる。送信側ＵＥ１０１は、ＩＰsec暗号処理・カプセル化処理部６０３において、第２のパケット４０６をＡＣＧＷ１０５あてに暗号化処理及びカプセル化処理し、ＡＣＧＷ１０５あてのパケット４０７を生成する。そして、生成したパケット４０７をパケット送信部６０７に渡し、送信する。
【００５０】
次に図７を参照して送信側ＵＥ１０１の処理を説明する。まず、送信側ＵＥ１０１は図４に示すような、ＵＥ２（ＵＥ１０２）に送信するパケット４０１を作成する（ステップＳ７１）。次に、送信側ＵＥ１０１は図２、図３Ａ及び図３Ｂで説明したように、ＡＣＧＷ１０５から「ＵＥ−ＵＥ直接通信」の指示を受け、受信側ＵＥ１０２あてにパケットを暗号化するための暗号方式、暗号鍵、ＳＰＩ（Security Parameters Index）を取得しているので、これらの情報を用いてＵＥ１０２あての暗号化データ４０１を暗号化する。このとき、送信側ＵＥ１０１は、受信側ＵＥ１０２あてに暗号化し、ＩＰsec ＥＳＰ手順を用いてカプセル化し、ＵＥ１０２あてのパケット４０２を生成する（ステップＳ７２）。
【００５１】
次に、送信側ＵＥ１０１は、生成したＵＥ１０２あてのパケット４０２の一部（データ部４０５）を切り出し、一部（データ部４０５）が切り取られた第１のパケット４０３と、切り出したデータ部４０５から新たに生成した第２のパケット４０６を作成する（ステップＳ７３）。第１のパケット４０３から切り取られた領域４０３ａは、０ｘ００で上書きするか、又は意味のないデータで上書きする。すなわち、第１のパケット４０４だけを受信しても、受信側ＵＥ１０２が受信処理できないようにする。具体的に切り出すデータ部４０５は、元のパケット４０２のＥＳＰヘッダ４０２ｂとそれに続く暗号化データ４０１’である。切り出すデータ部４０５のサイズは、特に指定はない。ただし、第１のＲＰヘッダ４０４ｂより大きいことが必要である。また切り出すデータ部４０５が大き過ぎると、ＡＣＧＷ１０５経由のデータが大きくなるため、望ましくない。第１のパケット４０３は、ＵＥ１０２あてのパケットであり、第２のパケット４０６はＡＣＧＷ１０５を経由してＵＥ１０２に届くパケットである。なお、切り出したデータの領域を無意味なデータで上書きする方法ではなく、データ領域を取り除きその間に第１のＲＰヘッダを挿入する方法を用いた場合には、切り取るデータのサイズは第一のＲＰヘッダより大きいサイズでなくてもよい。
【００５２】
送信側ＵＥ１０１は、第１のパケット４０３のデータを切り出した先頭部分に第１のＲＰヘッダ４０４ｂを付加する（ステップＳ７４）。これは第２のパケット４０６のデータ部、すなわち切り出したデータ部４０５を元に戻すときの位置を示す情報となる。また、送信側ＵＥ１０１は、第１のパケット４０４のＩＰヘッダ４０４ａにある「Next Header」の値を変更する。切り出し前のパケット４０２は、ＥＳＰヘッダ４０２ｂがＩＰヘッダ４０２ａに続いていたため、ＩＰヘッダ４０２ａにある「Next Header」にはＥＳＰヘッダ４０２ｂを示す値が設定されている。ＩＰヘッダ４０４ａ内のこの値を第１のＲＰヘッダ４０４ｂを示す値と置き換える。これによって、受信側のノードはＩＰヘッダ４０４ａに続くヘッダを判別でき、ＥＳＰヘッダ４０２ｂの処理ではなく、第１のＲＰヘッダ４０４ｂの処理を行うことができる。送信側ＵＥ１０１は、この置き換えを行った第１のパケット４０４をＵＥ１０２あてに送信する（ステップＳ７５）。すなわち、第１のパケット４０４はＡＣＧＷ１０５経由ではなく、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３からＵＥ１０２に直接転送される。
【００５３】
一方、送信側ＵＥ１０１は、切り出したデータ部４０５から第２のパケット４０６を生成する。第２のパケット４０６には第２のＲＰヘッダ４０６ｂを付加する（ステップＳ７６）。第１のＲＰヘッダ４０４ｂと第２のＲＰヘッダ４０６ｂには、同じ値のＲＰ−ＩＤが含まれている。このＲＰ−ＩＤによって受信側のノードは、どの第１のパケット４０４とどの第２のパケット４０６を合成すればよいのか判別することができる。また、第２のＲＰヘッダ４０６ｂには、元のパケット４０２の「Next Header」の値が含まれている。すなわち、第１のパケット４０４と第２のパケット４０６を合成した際、元のＩＰヘッダ４０２ａにあった「Next Header」の値を元に戻すための値が、第２のＲＰヘッダ４０６ｂ内に含まれている。第２のパケット４０６のあて先はＵＥ１０２である。すなわち、第１のパケット４０４のＩＰヘッダ４０４ａと同じである。このＩＰヘッダ４０４ａ、４０６ａが同じであることと、ＲＰ−ＩＤが同じ値であることによって、受信側ノードは、合成する第１のパケット４０４と第２のパケット４０６を判別し、合成する。
【００５４】
第２のパケット４０６は、第１のパケット４０４のＩＰヘッダ４０４ａと同じＩＰヘッダ４０６ａを持ち、それに続いて第２のＲＰヘッダ４０６ｂがあり、それに続いて元のパケット４０２から切り取ったデータ部４０５がくる。この第２のパケット４０６は、ＡＣＧＷ１０５経由でＵＥ１０２に届くパケットである。送信側ＵＥ１０１は、第２のパケット４０６に対してＡＣＧＷあてのＩＰsec ＥＳＰのトンネルモード処理を行い、第２のパケット４０７を生成する（ステップＳ７７）。次いで送信側ＵＥ１０１は、第２のパケット４０７をＡＣＧＷ１０５あてに送信する（ステップＳ７８）。すなわち、第２のパケット４０７はＡＣＧＷ１０５経由で、ＵＥ１０２に転送されるパケットである。
【００５５】
＜Ｅ‐ＮｏｄｅＢにおける処理＞
次に、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３の構成について図８を用いて説明する。Ｅ‐ＮｏｄｅＢ１０３は、パケット受信部８０１においてパケットを受信する。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は受信したパケットが自ノードあての場合には、受信パケット処理部８０２に渡す。転送の必要なパケットの場合にはパケット転送処理部８０３に渡す。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は、パケット転送処理部８０３において、転送するパケットの確認を行う。ＡＣＧＷ１０５からＵＥ１０１、１０２に転送するパケットの場合には特に制限はない。また逆にＵＥ１０１、１０２からＡＣＧＷ１０５に転送するパケットの場合にも特に制限はない。ＵＥからＵＥに転送する場合には、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は転送するパケットが条件を満たしているか確認する。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は、ＵＥからＵＥにパケットを転送する場合には、ＵＥ−ＵＥ通信確認部８０４において、ＡＣＧＷ１０５から許可されている通信かどうか確認する。また、ＲＰヘッダ確認部８０５において、そのパケットが第１のＲＰヘッダ４０４ｂを含んでいるか確認する。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は、転送するパケットをパケット送信部８０６に渡し、送信する。
【００５６】
次に、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３のパケット中継処理について図９を用いて説明する。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は、自ノードあてのパケットの場合には、自ノードあてのパケットとして受信処理を行う（ステップＳ９１）。例えばＡＣＧＷ１０５からの指示などの場合がある。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は、自ノードあて以外のパケットの場合、転送処理を行う。このとき、ＡＣＧＷ１０５から送られてきたパケットかどうか確認を行う。ＡＣＧＷ１０５から送られてきたパケットの場合には、あて先のＵＥに転送する（ステップＳ９２）。例えば、ＡＣＧＷ１０５からＵＥ１０２に送信される第２のパケット１００９（後述）の場合がある。
【００５７】
一方、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は、ＡＣＧＷ１０５からではなくＵＥ１０１、１０２から送信されたパケットを転送する場合には、ＡＣＧＷ１０５あてかどうか確認を行う。ＵＥ１０１、１０２からＡＣＧＷ１０５に送信するパケットの場合には、そのままＡＣＧＷ１０５に転送する（ステップＳ９３）。例えば、ＵＥ１０１からＡＣＧＷ１０５経由でＵＥ１０２に送信する第２のパケット４０７の場合がある。さらに、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は、ＵＥからＵＥに送信されたパケットを転送する場合には、ＵＥ１０１とＵＥ１０２の直接通信が許可されているか（ステップＳ９４）、及び第１のＲＰヘッダ４０４ｂが付加されているか確認を行う。直接通信が許可されているかどうかは事前にＡＣＧＷ１０５より通知がある。第１のＲＰヘッダ４０４ｂを含むかどうかは実際に受信したパケットを調べる。この確認処理はＵＥから送信されたパケットだけで受信処理が成立しないようにするためである。例えばＵＥ１０１からＵＥ１０２に送信する第１のパケット４０４の場合がある。
【００５８】
＜ＡＣＧＷにおける処理＞
次に、ＡＣＧＷ１０５のパケット中継処理について図１０を用いて説明する。ＡＣＧＷ１０５が「ＵＥ−ＵＥ直接通信」のパケット４０７を受信した場合、パケット４０７のあて先アドレスはＡＣＧＷ１０５あて、すなわちＡＣＧＷ１０５にとって自ノードあてである。このパケット４０７を復号化処理及びデカプセル化処理を行うと、ＵＥ１０１がＵＥ１０２あてに生成したパケット４０６が出てくる。この出てきたパケット４０６は、あて先がＵＥ１０２の「local address」であり、送信元がＵＥ１０１の「local address」である。また、このパケット４０６は第２のＲＰヘッダ４０６ｂを含む。ちなみに、「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を行っていない場合には、出てくるパケットのあて先アドレスは、ＵＥ１０２の「global address」であり、送信元アドレスはＵＥ１０１の「global address」である。
【００５９】
ＡＣＧＷ１０５は、復号化処理の結果、出てきたパケット４０６のあて先アドレスを元に転送先を判定する。この場合にはＵＥ１０２である。ＡＣＧＷ１０５はＩＰsec ＥＳＰトンネルモード処理を行い、ＵＥ１０２あてに暗号化処理し暗号化データ１００８を生成し、カプセル化処理しパケット１００９を生成する。パケット１００９のＩＰヘッダ１００９ａのあて先アドレスは、ＵＥ１０２の「local address」であり、送信元アドレスはＡＣＧＷ１０５のアドレスである。
【００６０】
次に、ＡＣＧＷ１０５の構成について図１１を用いて説明する。ＡＣＧＷ１０５は、パケット受信部１１０１においてパケットを受信する。自ノードあてのパケットで暗号化されているパケットの場合には、ＩＰsec復号処理・デカプセル化処理部１１０２において、復号処理及びデカプセル化処理を行う。ＡＣＧＷ１０５は、復号化処理を終えて、又は復号化処理の必要のないパケットで、自ノードあてのパケットを受信パケット処理部１１０３に渡す。転送するパケットは、パケット転送処理部１１０４に渡す。ＡＣＧＷ１０５は、パケット転送処理部１１０４においてパケットの転送処理を行う。その転送先を確認する処理の際に、「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を行っている場合には、ＵＥ−ＵＥ通信確認部１１０６において、「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を許可しているかどうか確認する。また、ＲＰヘッダ確認部１１０７において第２のＲＰヘッダ４０６ｂが含まれているか確認する。
【００６１】
ＡＣＧＷ１０５は、ＵＥ接続状態検出部１１０５において、通信しているＵＥどうしが同じＥ−ＮｏｄｅＢに接続していないかチェックする。同じＥ−ＮｏｄｅＢに接続している場合には、ＵＥに対して「ＵＥ−ＵＥ直接通信」の機能に対応しているかどうか問合せを行い、両方のＵＥが対応している場合には、「ＵＥ−ＵＥ直接通信」の開始を指示する。ＡＣＧＷ１０５は、パケット転送処理部１１０４によって転送先を決定し、ＩＰsec暗号処理が必要なパケットをＩＰsec暗号処理・カプセル化処理部１１０８に渡し、暗号処理したパケットをパケット送信部１１０９に渡し、送信する。ＩＰsec暗号処理の必要ないパケットの場合は、そのままパケット送信部１１０９に渡し、送信する。
【００６２】
次に、ＡＣＧＷ１０５のパケット中継処理について図１２を用いて説明する。ＡＣＧＷ１０５はパケットを受信し、そのパケットがＩＰsec暗号化されている場合には、復号化処理とデカプセル化処理を行う（ステップＳ１２１）。デカプセル化処理して内部から出てきたパケットが自ノードあてのパケットならば、自ノードあてのパケットとして処理する（ステップＳ１２２）。ＡＣＧＷ１０５は、ＵＥに転送するパケットを受信した場合、あて先アドレスが「local address」かどうか確認する（ステップＳ１２３）。「local address」ではなく、「global address」の場合には、ＵＥに転送する。ＵＥに転送する際には、ＵＥあてにパケットを暗号化して送信する（ステップＳ１２４）。
【００６３】
ＡＣＧＷ１０５は、ＵＥに転送するパケットのあて先アドレスが「local address」の場合には、「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を許可しているかどうか確認する（ステップＳ１２５）。「global address」のパケットの場合には、そのパケットはＡＣＧＷ１０５を経由する。一方、「local address」の場合には、トランスポート用のＩＰであり、ＵＥ１０２に直接パケットを届けることが可能である。そのためＡＣＧＷ１０５はあて先アドレスのチェックを行う。またＡＣＧＷ１０５は、ＵＥの「local address」に転送するパケットの場合には、第２のＲＰヘッダ４０６ｂが付加されているか確認する（ステップＳ１２６）。
【００６４】
これは「ＵＥ−ＵＥ直接通信」において、一部のデータ部４０５がＡＣＧＷ１０５を経由していることを確認するためである。このように元のパケット４０１の一部のデータ部４０５がＡＣＧＷ１０５を経由することによって、ＡＣＧＷ１０５はＵＥ−ＵＥ間のパケット通信を制御する能力が維持される。そのうえ、元のパケット４０２の全データではないことによって、ＡＣＧＷ１０５とＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３との間のネットワークリソースの使用を抑えることができるとともに、ＡＣＧＷ１０５における暗号・復号処理などの処理負荷を軽減することができる。ＡＣＧＷ１０５は、第２のＲＰヘッダ４０６ｂを含むＵＥの「local address」あてのパケット４０６から、ＩＰsec ＥＳＰトンネルモードを用いて、ＵＥあての暗号パケット１００９を生成し、送信する（ステップＳ１２７）。
【００６５】
＜受信側ＵＥにおける処理＞
次に、受信側ＵＥ１０２のパケット受信処理について図１３を用いて説明する。受信側ＵＥ１０２は、第１のパケット４０４と第２のパケット１００９を受信する。第１のパケット４０４は、送信側ＵＥ１０１がＵＥ１０２あてに送信し、Ｅ‐ＮｏｄｅＢ１０３がＵＥ１０２に転送したパケットである。一方、第２のパケット１００９は、送信側ＵＥ１０１がＡＣＧＷ１０５あてに送信し、Ｅ−ＮｏｄｅＢがＡＣＧＷ１０５に転送し、ＡＣＧＷ１０５が復号処理し、さらにＵＥ１０２に転送するためにＵＥ１０２あてに暗号化してから送信したパケットである。Ｅ‐ＮｏｄｅＢ１０３はＡＣＧＷ１０５からのＵＥ１０２あてのパケット１００９を転送し、ＵＥ１０２が受信する。受信側ＵＥ１０２は、第１のパケット４０４が第１のＲＰヘッダ４０４ｂを含むため、同じＲＰ−ＩＤを持つパケットを受信するまでパケット４０４を保存する。
【００６６】
受信側ＵＥ１０２は第２のパケット１００９を受信すると、ＡＣＧＷ１０５から暗号化されたパケットであるため、ＡＣＧＷ１０５との間のＳＡ情報により復号処理を行う。復号処理によって出てくるパケット４０６は、ＵＥ１０１からＵＥ１０２あてに作成した第２のパケットであり、あて先アドレスはＵＥ１０２の「local address」であり、送信元アドレスはＵＥ１０１の「local address」である。また、このパケット４０６は第２のＲＰヘッダ４０６ｂを含む。受信側ＵＥ１０２は、同じＲＰ−ＩＤを含む第１のパケット４０４と第２のパケット４０６を合成する。合成の手順は、第１のパケット４０４の第１のＲＰヘッダ４０４ｂのところを先頭にして、第２のパケット４０６のデータ部４０５を上書きする。さらに、第２のＲＰヘッダ４０６ｂに含まれる「Next Header」の値を第１のパケット４０４のＩＰヘッダ４０４ａの「Next Header」の領域に設定する。この合成処理によって、ＵＥ１０１がＵＥ１０２あてに生成した元のパケット４０２が復元される。
【００６７】
受信側ＵＥ１０２は、合成したパケット４０２がＥＳＰヘッダ４０２ｂを含み、ＵＥ１０２あてに暗号化されたパケットであることが判別できるため、ＵＥ１０１との間のＳＡ情報により復号処理を行い、元のパケット４０１を復元する。復号のための鍵及びＳＰＩは、ＡＣＧＷ１０５が「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を指示した際にＡＣＧＷ１０５より取得している情報を使用する。受信側ＵＥ１０２が復号処理の結果として取得するデータは、最初にＵＥ１０１がＵＥ１０２あてに生成したパケット４０１であり、あて先アドレスがＵＥ１０２の「global address」であり、送信元アドレスがＵＥ１０１の「global address」のパケットである。
【００６８】
次に、ＵＥ１０２（及びＵＥ１０１）のパケット受信部について図１４を用いて説明する。受信側ＵＥ１０２は、パケット受信部１４０１においてパケットを受信する。特に暗号化されているパケットやＲＰヘッダを含むパケットではない場合には、そのまま受信パケット処理部１４０６に渡し、受信処理する。受信側ＵＥ１０２が第１のパケット４０４を受信した場合、第１のパケット４０４は第１のＲＰヘッダ４０４ｂを含むため、ＲＰパケット保存部１４０３に渡す。そして、ＲＰパケット検索部１４０４において、ＲＰ−ＩＤの等しいパケットが存在するかチェックする。すでに存在している場合には、ＲＰパケット合成部１４０５において、２つのパケットを合成する。受信側ＵＥ１０２が第２のパケット１００９を受信した場合、ＡＣＧＷ１０５から暗号化されたパケットであるため、ＩＰsec復号処理・デカプセル化処理部１４０２において、復号処理とデカプセル化処理を行う。復号化されたパケット４０６には第２のＲＰヘッダ４０６ｂが含まれているため、ＲＰパケット保存部１４０３に渡す。「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を行っていない場合には、ＡＣＧＷ１０５から暗号化されたパケット４０２を受信した場合、ＩＰsec復号処理・デカプセル化処理部１４０２において、復号化処理を行ったパケット４０１を、受信パケット処理部１４０６に渡す。
【００６９】
受信側ＵＥ１０２が第１のパケット４０４を受信し、ＲＰパケット保存部１４０３に保存し、また第２のパケット１００９を受信してＩＰsec復号化処理及びデカプセル化処理１４０２で処理を行い、第２のＲＰヘッダ４０６ｂを含む第２のパケット４０６をＲＰパケット保存部１４０３に保存するとき、ＲＰパケット検索部１４０４において同じＲＰ−ＩＤを含むパケットを検索した場合には、同じＲＰ−ＩＤを含むパケットが存在するため、ＲＰパケット合成部１４０５において、第１のパケット４０４と第２のパケット４０６を合成する。具体的には、第１のパケット４０４の第１のＲＰヘッダ４０４ｂの部分を先頭にして、第２のパケット４０６のデータ部４０５を上書きする。また、第１のパケット４０４のＩＰヘッダ４０４ａ内の「Next Header」のところに、第２のＲＰヘッダ４０６ｂに含まれていた「Next Header」の情報を設定する。この合成処理によって、送信側ＵＥ１０１が作成したＵＥ１０２あての元のパケット４０２を復元する。受信側ＵＥ１０２は、合成したパケット４０２がＥＳＰヘッダ４０２ｂを含む場合には、合成したパケット４０２をＩＰsec復号処理・デカプセル化処理部１４０２に渡す。受信側ＵＥ１０２はパケット４０２を復号化処理及びデカプセル化処理し、パケット４０１を取得し、このパケット４０１を受信パケット処理部１４０６に渡す。
【００７０】
＜ＵＥ−ＵＥ直接通信終了＞
「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を終了するときの動作について説明する。ＡＣＧＷ１０５はＵＥ１０１、ＵＥ１０２のそれぞれに対して「ＵＥ−ＵＥ直接通信」を終了するように指示する。また、Ｅ‐ＮｏｄｅＢ１０３に対しても「ＵＥ−ＵＥ直接通信」が終了したことを通知する。「ＵＥ−ＵＥ直接通信」が終了するのは、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２のそれぞれが同一のＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３に接続している状態ではなくなったとき、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２のどちらか又は両方が他のＥ‐ＮｏｄｅＢにハンドオーバしたときが考えられる。また、ＡＣＧＷ１０５は、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２の移動が行われていなくても、ＡＣＧＷ１０５の判断によって終了させることができる。例えばＵＥ１０１とＵＥ１０２の通信を Lawful Interception などの理由によって監視しなければならなくなった場合などが考えられる。
【００７１】
ＡＣＧＷ１０５から「ＵＥ−ＵＥ直接通信」の終了を指示されたＵＥ１０１、ＵＥ１０２は、パケットを分割・合成する処理をやめて、「パケットの全データをＡＣＧＷ１０５に送信・ＡＣＧＷ１０５から受信する方法」に切り替える。ＡＣＧＷ１０５から「ＵＥ−ＵＥ直接通信」の終了を通知されたＥ‐ＮｏｄｅＢ１０３は、ＵＥ１０１からのパケットをＵＥ１０２に直接転送する処理を止める。
【００７２】
なお本明細書では、送信側ＵＥ１０１がＵＥ１０２あてにパケット４０１を暗号処理してからパケット４０２を分割する方法について詳細に説明したが、パケット４０１の暗号化処理を行わずにパケット４０２を分割処理することも同様に可能である。
【００７３】
＜第２の実施の形態＞
上記の実施の形態を第１の実施の形態として、次に、第２の実施の形態について説明する。以下に、第２の実施の形態の「ＵＥ−ＵＥ直接通信」のポイント（１）（２）を示す。
（１）ＵＥ１０１は、通信相手のＵＥ１０２にパケットを暗号化して送信する。暗号化されたパケット（第１のパケット）はＥ−ＮｏｄｅＢ１０３折り返し（ＡＣＧＷ１０５を介さないで）でＵＥ１０２に送信される。このとき、暗号化パケットの復号化に必要な鍵をＡＣＧＷ１０５経由でＵＥ１０２に送信する（第２のパケット）。鍵データはデータ量が小さいため、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３−ＡＣＧＷ１０５間の折り返しのデータ量を小さくすることができる。
【００７４】
鍵のパケットの対応のバリエーション
・パケットと鍵の対応を、１対１にする。すなわち、パケットの数だけ鍵も送信する。
・パケットと鍵の対応を、Ｎ対１にする。すなわち、ある一定の期間のＮ個のパケットに対して、同じ鍵を用いるようにする。例えば、１００個のパケットごとに鍵を変更する。また別の例としては、１０分ごとに鍵を変更する。受信側でどの鍵を用いて復号化するかは、ＩＰsecで暗号化している場合には、ＳＰＩの値によって区別する。パケットの数Ｎによって鍵を変更する場合には、カウントする同期がはずれると困るため、各パケットに何個目のパケットかを示すカウンタを入れるなどの対応が考えられる。時間によって鍵を変更する場合には、送信側と受信側の時間の同期をとる必要があり、またパケットが到着するまでにかかる時間を計測する必要も出てくるだろうと思われるので、各パケットに送信側が送信した時刻を入れるという対応も考えられる。
【００７５】
鍵の決定方法のバリエーション
・ＡＣＧＷ１０５が鍵を決め、送信側ＵＥ１０１と受信側ＵＥ１０２に通知する。
ＡＣＧＷ１０５が送信側ＵＥ１０１−ＡＣＧＷ１０５、受信側ＵＥ１０２−ＡＣＧＷ１０５の暗号化パスを用いて鍵を配布する。このとき、鍵と同時にＳＰＩの情報も併せて送信する。このＳＰＩ情報は、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０されていて見ることができない。
・送信側ＵＥ１０１が鍵を決め、ＡＣＧＷ１０５経由で受信側ＵＥ１０２に送信する。
送信側ＵＥ１０１−ＡＣＧＷ１０５の暗号化パスを用いて、送信側ＵＥ１０１からＡＣＧＷ１０５に鍵が送信され、ＡＣＧＷ１０５はその鍵を保持し、さらに受信側ＵＥ１０２に転送する。この鍵情報は、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３には暗号化されていて見ることができない。
【００７６】
（２）Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は定期的にＵＥ−ＵＥ直接通信パケットをＡＣＧＷ１０５にコピーして転送する（第３のパケット）。
ＡＣＧＷ１０５は、転送されたパケットを復号化できることを確認する。
オプション：ＡＣＧＷが復号化できているかどうか確認できるように、送信側ＵＥ１０１に、あらかじめ復号化できたことがわかる情報を付加させるようにする。
Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３からＵＥ−ＵＥ折り返しパケットのコピーが届かなくなったら、ＡＣＧＷ１０５はＵＥ１０１、１０２にＵＥ−ＵＥ直接通信を停止させ、ＡＣＧＷ１０５経由の元の通信に戻す。
ＵＥ−ＵＥ直接通信のパケットがＥ−ＮｏｄｅＢ１０３からＡＣＧＷ１０５に届かなくなったことによって、ＵＥ−ＵＥ直接通信での通過パケットが少ないことがわかり、直接通信のパケット量が少ないならば、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３−ＡＣＧＷ１０５間の通信量を減らす効果が少なくなったと言えるため、ＵＥ−ＵＥ直接通信を行わせておく必要はないと言える。そのためＡＣＧＷ１０５はＵＥ−ＵＥ直接通信を中止させ、ＡＣＧＷ１０５経由の通信に戻させる。
第２の実施の形態の効果：第１の実施の形態と同様に、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３−ＡＣＧＷ１０５間を折り返すデータ量を減らすことによって、Core Networkのネットワークリソースを有効に活用できる。
【００７７】
次に、第２の実施の形態の詳細について説明する。まず、第１の実施の形態と同様に、ＵＥ１０１−ＵＥ１０２間の通信は、最初はＡＣＧＷ１０５経由で行われている。このとき、送信側ＵＥ１０１−ＡＣＧＷ１０５間と受信側ＵＥ１０２−ＡＣＧＷ１０５間はそれぞれ別々のＩＰsecのＳＡによって保護されている。ＡＣＧＷ１０５は送信側ＵＥ１０１と受信側ＵＥ１０２とが同じＥ−ＮｏｄｅＢ１０３に接続し、ＵＥ−ＵＥ直接通信が可能な状況にあることを検出した場合に、送信側ＵＥ１０１と受信側ＵＥ１０２にＥ−ＮｏｄｅＢ１０３折り返しのＵＥ−ＵＥ直接通信機能を持つかどうかを確認する。両方のＵＥ１０１、１０２がこの機能を持つ場合には、それぞれに対して、ＵＥ１０１−ＵＥ１０２間に直接のＩＰsecのＳＡを確立することを指示する。また、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３に対しては、ＵＥ１０１とＵＥ１０２の通信に関して、ＵＥ−ＵＥ直接通信を許可したことを通知し、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３折り返しを行うように指示する。
【００７８】
ＵＥ１０１とＵＥ１０２は、ＡＣＧＷ１０５から通知されたＳＡ情報を用いて、ＵＥ−ＵＥ直接通信を開始する。ＵＥ−ＵＥ直接通信を開始した後も、ＵＥ１０１−ＡＣＧＷ１０５間のＳＡとＵＥ１０２−ＡＣＧＷ１０５間のＳＡはそのまま保持しておく。このＳＡはＵＥ１０１、１０２とＡＣＧＷ１０５間の通信が継続するため、その後も使用する。例えば、パケットを復号化するための鍵データをＵＥ１０１、１０２−ＡＣＧＷ１０５間で送信するために使用する。
【００７９】
第２の実施の形態について、ＵＥ１０１からＵＥ１０２にパケットを送信する場合について説明する。ＵＥ１０１はＵＥ１０２に送信するパケットを生成し、これをＩＰsecで暗号化する。ＵＥ１０１はこの暗号化されたパケットをＥ−ＮｏｄｅＢ１０３折り返し経路でＵＥ１０２に送信する。ＵＥ１０２はＡＣＧＷ１０５から受け取った鍵データを用いて、ＵＥ１０１からのデータを復号化し、受信処理する。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は、ＵＥ１０１−ＵＥ１０２間の直接通信のパケットをＡＣＧＷ１０５に送信することなく直接相手先のＵＥ１０２、ＵＥ１０１に転送する。また、ＡＣＧＷ１０５がＵＥ１０１−ＵＥ１０２間の通信をチェックするために、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は定期的にＵＥ１０１−ＵＥ１０２直接通信のパケットをコピーしてＡＣＧＷ１０５に転送する。
【００８０】
ＡＣＧＷ１０５はＵＥ１０１−ＵＥ１０２間の直接通信のパケットのコピーがＥ−ＮｏｄｅＢ１０３から送信されてきたら、そのパケットを保存している鍵を用いて復号できるか確認する。もし、復号化できない場合には、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３に指示し、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３折り返しの直接通信を停止させ、ＡＣＧＷ１０５経由の通信に切り替えさせる。
【００８１】
ＵＥ１０１とＵＥ１０２のＵＥ−ＵＥ直接通信の鍵の更新は、送信側ＵＥ（ＵＥ１０１）が定期的に行う。送信側ＵＥ１０１による鍵の更新間隔は数分程度である。この更新間隔は数時間、数日程度であってもかまわない。また、１パケットごとに鍵を更新することも考えられる。送信側ＵＥ１０１により鍵を更新する場合には、送信側ＵＥ１０１が新しい鍵を生成する。ＵＥ１０１はこの鍵データとＳＰＩ（Security Parameters index）を
ＡＣＧＷ１０５に送信する。ＵＥ１０１が送信する鍵は、新しく更新し作成した鍵データであり、ＳＰＩは、どの鍵を利用したらよいかを受信側が識別できるようにするための情報である。ＡＣＧＷ１０５はＵＥ１０１から鍵データを受信すると、鍵保存部に鍵データを保存する。この理由は、ＡＣＧＷ１０５もＵＥ１０１−ＵＥ１０２間の直接通信のパケットのコピーがＥ−ＮｏｄｅＢ１０３から送信されてきた場合には、実際に復号できるか確認するためであり、ＵＥ１０２と同様に鍵データとＳＰＩを保存しておく。
【００８２】
ＡＣＧＷ１０５はＵＥ１０１から受信した鍵データをＵＥ１０２に転送する。ＵＥ１０２はＵＥ１０１から送信された鍵データを、ＡＣＧＷ１０５経由で受信する。ＵＥ１０２は受信した鍵データを保存し、ＵＥ１０１から暗号化されたパケットが届いたときに復号可能なように備える。また、ＵＥ１０２は、ＡＣＧＷ１０５に受信応答を返す。ＵＥ１０２からの受信応答を受信したＡＣＧＷ１０５は、ＵＥ１０１に受信応答を返す。ＵＥ１０１は、ＡＣＧＷ１０５から受信応答を受信し、その受信応答によってＵＥ１０２に新しい鍵で暗号化されたデータを送信しても、ＵＥ１０２が正しく復号化できることを知る。ＡＣＧＷ１０５は、ＵＥ１０１による鍵更新が行われない場合には、鍵の更新をＵＥ１０１に要求する。また、鍵の更新の要求が実行されない場合には、ＵＥ１０１、ＵＥ１０２、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３に指示し、ＵＥ−ＵＥ直接通信の状態からＡＣＧＷ１０５経由の通信に切り替えさせることも可能である。
【００８３】
以下、図を用いて説明する。まず、図１５に示すように異なるＥ−ＮｏｄｅＢ１０３、１０４にＵＥ１０１、１０２がそれぞれ接続している場合には、ＵＥ−ＵＥ間の通信がＡＣＧＷ１０５を経由していても問題はない。しかし、図１に示すように同じＥ−ＮｏｄｅＢ１０３にＵＥ１０１、１０２が接続している場合には、ＡＣＧＷ１０５−Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３間で同じパケットが往復しており、ネットワークリソースの無駄な使用が発生している。このように同じＥ−ＮｏｄｅＢ１０３に、通信している両方のＵＥ１０１、１０２が接続している場合に、ＡＣＧＷ１０５はそれぞれのＵＥ１０１、１０２がＵＥ−ＵＥ直接通信に対応しているか問い合わせを行い、両方のＵＥ１０１、１０２が対応している場合には、ＵＥ−ＵＥ直接通信を両方のＵＥ１０１、１０２に指示するとともに、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３にもＵＥ−ＵＥ直接通信を許可したことを通知する。ここまでは、第１の実施の形態と同じである（図２、図３Ａ、図３Ｂ参照）。
【００８４】
ＵＥ１０１とＵＥ１０２がＡＣＧＷ１０５を経由して通信している場合、図１６に示すように、ＵＥ１０１からＵＥ１０２に送信するパケット１５０１は、まずＵＥ１０２のアドレス（global address）をあて先アドレス（Destination Address）としている。ＵＥ１０１はこのＵＥ１０２あてのパケット１５０１をＡＣＧＷ１０５に送信するために、ＡＣＧＷ１０５の域内アドレス（local address）あてのパケット１５０２でカプセル化し、ＡＣＧＷ１０５に送信する。ＡＣＧＷあてのパケット１５０２のデータ部１５０２ｃは、ＩＰsecによって暗号化される。
【００８５】
ＵＥ１０２あてのパケット１５０１は、Destination AddressがＵＥ１０２のアドレス（global address, g_ＵＥ2）であり、送信元アドレス（Source Address）はＵＥ１０１のアドレス（global address, g_UE1）である。このＵＥ１０２あてのパケット１５０１が暗号化され（図１６の１５０２ｃ）、ＡＣＧＷ１０５あてのＩＰヘッダ１５０２ａと、ＥＳＰ拡張ヘッダ１５０２ｂと、ESP Authentication trailer１５０２ｄが付加される。ＡＣＧＷ１０５あてのパケット１５０２は、域内で通信可能なアドレスでかまわないため、local addressでもよい。ここではlocal addressを用いる場合で説明する。ＡＣＧＷ１０５あてのパケット１５０２のDestination Addressは、ＡＣＧＷ１０５の域内アドレス(local address, l_ACGW)であり、Source AddressはＵＥ１０２の域内アドレス（local address, l_UE1）である。
【００８６】
ＡＣＧＷ１０５がＵＥ１０１、ＵＥ１０２にＵＥ−ＵＥ直接通信を指示した後、ＵＥ１０１が送信するパケット１５０４は図１７に示すようになる。まず、ＵＥ１０１はＵＥ１０２あてのデータ１５０１ｂに、Destination AddressがＵＥ１０２のアドレス(global address, g_UE2)のヘッダ１５０１ａを付加する。このパケット１５０１は、先ほど説明したＡＣＧＷ１０５経由の場合のパケット１５０１と同様である。このＵＥ１０２あてのパケット１５０１を暗号化し（図１７の１５０４ｃ）、ＩＰヘッダ１５０４ａと、ＥＳＰヘッダ１５０４ｂと、ESP Authentication Trailer１５０４ｄを付加する。この付加するＩＰヘッダ１５０４ａのDestination Addressは、ＵＥ１０２の域内アドレス(local address, l_UE2)である。このＵＥ１０２の域内アドレスは、上記のＡＣＧＷ１０５とＵＥ１０１、１０２との通信によってＵＥ１０１に通知されている。
【００８７】
図１８にＩＰsec ＥＳＰ（IETF RFC２４０６）のパケット構成を示す。Security Parameters Index (SPI)とSequence Numberの部分がＥＳＰヘッダ１５０４ｂであり、Payload Data 及びPadding, Pad Length, Next Headerが暗号データ１５０４ｃであり、Authentication DataがESP Auth.１５０４ｄである。ＩＰsec ＥＳＰの暗号パケット１５０４を受信したＵＥは、Destination Address, Source Address及びSPIを用いることによって、復号に必要な鍵を特定することが可能である。また、各転送パケットごとにSequence Numberを１つずつインクリメントすることにより、転送パケット数を特定することができる。
【００８８】
第２の実施の形態の具体例１では、送信側のＵＥが定期的に鍵を更新する。ＵＥ−ＵＥ直接通信において双方向で通信している場合には、両方のＵＥがそれぞれ鍵を更新しなければならない。ここでは、ＵＥ１０１が送信側として鍵を更新する場合を例として説明する。ＵＥ１０１は一定時間間隔で鍵を更新する。鍵を更新する間隔は、送信したパケット１５０４の数が一定数を超えたときとしてもよい。また、１パケット１５０４ごとに鍵を更新してもよい。また、一定期間以上鍵を更新しない場合には、ＡＣＧＷ１０５がＵＥ１０１に鍵の更新を要求する。ＡＣＧＷ１０５からの鍵の更新要求後も鍵の更新が行われない場合には、ＡＣＧＷ１０５からＵＥ−ＵＥ直接通信の中止、ＡＣＧＷ１０５経由の通信への切り替えを指示されることもある。
【００８９】
ＵＥ１０１が鍵を更新するとき、ＵＥ１０１は新しい鍵を図１６に示したパケット１５０１、１５０２と同様にして送信する。ＵＥ１０１が鍵データとして送信する情報は、鍵データとＳＰＩ（Security Parameters Index）である。この情報以外に、暗号方式などの他の情報を含めてもよい。ＵＥ１０１が作成した鍵データは、ＵＥ１０２あてのパケット１５０１によって運ばれる。このパケット１５０１は、ＡＣＧＷ１０５あてのパケット１５０２でカプセル化、及び暗号化される。この鍵データを運ぶパケット１５０１、１５０２には、鍵データを運んでいることを示す、拡張ヘッダを付加してもよい。鍵データを含むことを示す拡張ヘッダを含む場合には、ＡＣＧＷ１０５が鍵データであることを判別する処理が速くなり、鍵データを取得・保持するまでに要する時間を短くすることができる。また、同様にＵＥ１０２あてのパケット１５０１にも鍵データを含むことを示す拡張ヘッダを含む場合には、ＵＥ１０２が鍵データであることを判別する処理が速くなり、鍵データを取得・保持するまでに要する時間を短くすることができる。
【００９０】
次に、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３の動作を説明する。ＵＥ１０１、１０２がＡＣＧＷ１０５経由で通信している場合は普通の状態であるため、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は基本的に、ＡＣＧＷ１０５からのパケットをＵＥ１０１、１０２に送信し、ＵＥ１０１、１０２からのパケットをＡＣＧＷ１０５に送信する。ＵＥ１０１、１０２からのパケットをＵＥ１０２、１０１に転送することはない。ＵＥ−ＵＥ間の通信がＥ−ＮｏｄｅＢ１０３で折り返し、ＡＣＧＷ１０５を経由しない場合には、網側はＵＥ−ＵＥ間でパケットがどのように通信されているか把握することができなくなり、またLawful Interceptionを行う必要が生じたときにも、パケットを傍受できない。このためＵＥ−ＵＥ間の通信パケットをＥ−ＮｏｄｅＢ１０３で折り返す場合は、ＡＣＧＷ１０５が許可した場合だけに限定する必要がある。ＡＣＧＷ１０５が許可する場合として、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３−ＡＣＧＷ１０５間でパケットが折り返すことになりネットワークリソースが浪費されている場合がある。このような理由により、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３はＡＣＧＷ１０５からの指示があったＵＥ−ＵＥ間の通信の場合にのみパケットをＡＣＧＷ１０５を通過させずにＵＥ１０１、１０２に直接転送する。
【００９１】
送信側のＵＥが作成し、ＡＣＧＷ１０５に送信するパケット１５０２は、図１６に示すようにDestination AddressがＡＣＧＷ１０５の域内アドレス（l_ACGW）である。一方、ＵＥ１０２に送信するパケット１５０４は、図１７に示すようにDestination AddressがＵＥ１０２の域内アドレス（l_UE2）である。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３はこの域内アドレスからＡＣＧＷ１０５あてのパケット１５０２か、ＵＥあてのパケット１５０４かを判別し、さらにＵＥあてのパケット１５０４の場合には、許可されているパケットかどうかを確認する。そして許可されている場合のみ、ＵＥ１０２にパケットを転送する。ＵＥ-ＵＥ直接通信が許可されていない場合には、そのままパケットを破棄する。そのままパケットを破棄する場合以外の方法としては、ＡＣＧＷ１０５にパケットを転送し、ＡＣＧＷ１０５からＵＥ１０１、１０２にエラー通知する方法や、ＡＣＧＷ１０５から「ＡＣＧＷ１０５経由の通信」に切り替えるように指示する方法も考えられる。または、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３からエラー通知をＵＥ１０１、１０２に送信する方法も考えられる。
【００９２】
Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３は、ＵＥ−ＵＥ直接通信のパケット１５０４を定期的にコピーしてＡＣＧＷ１０５に転送する。パケット１５０４をコピーしＡＣＧＷ１０５に送信する間隔は、ＡＣＧＷ１０５からＵＥ−ＵＥ直接通信の指示を受け取ったときに通知されている。この間隔は時間で指定される。数分間くらいを指定してもよい。それより長い間隔でも、逆に短い間隔でもよい。または、通過するパケット１５０４の数で指定してもよい。パケット１５０４が１００個通過するごとにコピーしＡＣＧＷ１０５に転送するようにＡＣＧＷ１０５が指定してもよい。または、すべてのパケット１５０４をコピーしてＡＣＧＷ１０５に転送するようにＡＣＧＷ１０５が指定してもよい。このコピーしてＡＣＧＷ１０５に転送する間隔は、ＡＣＧＷ１０５が必要に応じて変更することができる。変更する場合はＥ−ＮｏｄｅＢ１０３にＵＥ−ＵＥ直接通信の許可を通知する方法と同じ方法を用いる。
【００９３】
Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３がＡＣＧＷ１０５にＵＥ−ＵＥ直接通信のパケットを転送する場合のパケット構成図を図１９に示す。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３に届くパケット１５０５は、ＵＥ１０２の域内アドレス(l_UE2)をDestination Address（ＩＰヘッダ１５０５ａ）とするパケットである。データ部１５０５はＵＥ１０２が復号化できるように暗号化されている。このパケット１５０５をＡＣＧＷ１０５の域内アドレス（l_ACGW）をあて先とするＩＰヘッダ１５０６ａを付加して（パケット１５０６）、ＡＣＧＷ１０５あてに送信する。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３からＡＣＧＷ１０５あてに送信するパケット１５０６は暗号化する必要はない。ただし、暗号化して転送してもかまわない。
【００９４】
次に、各装置のブロック図を用いて第２の実施の形態の各装置の処理動作を説明する。ＵＥ１０１、１０２では送信部と受信部に分けて説明する。最初に図２０を参照して、パケット送信部１０を説明する。ＵＥ１０１、１０２はパケットを送信するとき、ＡＣＧＷ１０５あてのパケットを送信する場合には、データ作成部１１によって作成したデータをパケット作成部１２においてＡＣＧＷ１０５あてのパケットにし、ＩＰsec暗号処理部１３においてＡＣＧＷ１０５あてに暗号化し、パケット送信部１４によって送信する。ＡＣＧＷ１０５あてのパケットを暗号化する場合の鍵データは、ＡＣＧＷ１０５より通知され鍵データ蓄積部１６に保存されているデータを用いる。
【００９５】
ＵＥ１０１がＵＥ１０２あてのパケット１５０１をＡＣＧＷ１０５経由で送信する場合には、ＵＥ１０２あてのデータ１５０１ｂをデータ作成部１１において作成し、ＵＥ１０２あてのパケット１５０１をパケット作成部１２において作成する。このパケット１５０１を同じパケット作成部１２においてＡＣＧＷ１０５あてのパケット１５０２でカプセル化し、ＩＰsec暗号処理部１３においてＡＣＧＷ１０５あてに暗号化し、パケット送信部１４より送信する。ＵＥ１０１がＵＥ１０２あてのパケット１５０３をＵＥ-ＵＥ直接通信する場合には、ＵＥ１０２あてのデータ１５０１ｂをデータ作成部１１において作成し、ＵＥ１０２あてのパケット１５０１をパケット作成部１２において作成する。このパケット１５０１をＩＰsec暗号処理部１３においてＵＥ１０２あてに暗号化し、パケット送信部１４により送信する。ＵＥ１０２あての暗号用の鍵データは、鍵データ蓄積部１６よりＩＰsec暗号処理部１３が取得する。
【００９６】
ＵＥ１０１がＵＥ１０２あてに送信する鍵データは、鍵データ作成部１５によって作成される。作成された鍵データは鍵データ蓄積部１６に保存される。ＵＥ１０１は、新しく作成した鍵データをパケット作成部１２に渡し、ＵＥ１０２あてのパケット１５０１を生成し、さらに同じパケット作成部１２においてＡＣＧＷ１０５あてのパケット１５０２でカプセル化し、ＩＰsec暗号処理部１３においてＡＣＧＷ１０５あてに暗号化し、パケット送信部１４より送信する。
【００９７】
次に、図２１を参照してＵＥ１０１、１０２のパケット受信部２０を説明する。ＵＥ１０１、１０２はパケット受信部２１においてパケットを受信する。パケットが暗号化されている場合には、ＩＰsec復号処理・デカプセル化処理部２２において復号化処理を行い、受信パケット処理部２３に渡す。パケットが暗号化されていない場合には、パケット受信部２１から受信パケット処理部２３に渡される。受信パケット処理部２３において、パケットによって鍵データが運ばれている場合には、鍵データを鍵データ蓄積部２４に渡し、鍵データを蓄積する。蓄積された鍵データは、ＩＰsec復号処理・デカプセル化処理部２２において復号処理に用いられる。
【００９８】
次に、図２２を参照してＥ−ＮｏｄｅＢ１０３のブロック図を説明する。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３はパケット受信部３１においてパケットを受信する。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３あてのパケットの場合には受信パケット処理部３２によって処理する。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３あてのパケットにはＡＣＧＷ１０５から送信されるＵＥ−ＵＥ直接通信の許可を通知するメッセージがある。Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３はＥ−ＮｏｄｅＢ１０３あて以外のパケットをパケット転送処理部３３によって転送処理する。ＵＥ１０１、１０２からＡＣＧＷ１０５に送信されるパケットや、ＡＣＧＷ１０５からＵＥ１０１、１０２に送信されるパケットの場合には、そのままパケット送信部３４より送信される。ＵＥからＵＥに送信されるパケットを転送する場合には、そのパケットがＵＥ-ＵＥ直接通信を許可されたパケットかどうかＵＥ-ＵＥ通信確認部３５により確認し、許可されている場合のみパケット送信部３４より送信される。さらにＵＥ−ＵＥ直接通信が許可されている場合には、定期的にパケットコピー処理部３６によってＵＥから送信されたＵＥ-ＵＥ直接通信のパケットはコピーされ、ＡＣＧＷ１０５あてのパケットに入れられて、パケット送信部３４よりＡＣＧＷ１０５あてに送信される。
【００９９】
次に、図２３を参照してＡＣＧＷ１０５のブロック図を説明する。ＡＣＧＷ１０５はパケット受信部４１においてパケットを受信する。受信したパケットが暗号化されていない場合には、受信パケット処理部４２によって受信処理を行う。暗号化されているパケットの場合には、ＩＰsec復号処理・デカプセル化処理部４３において復号化し、ＡＣＧＷ１０５あてのパケットの場合には、受信パケット処理部４２に渡し、受信処理を行う。ＡＣＧＷ１０５あてでなく他の通信装置あてのパケットの場合には、パケット転送処理部４４に渡す。パケット転送処理部４４では、転送する際に暗号化が必要ならばＩＰsec暗号処理・カプセル化処理部４５に渡し、パケット送信部４６より送信する。暗号化が必要ないならばそのままパケット送信部４６に渡す。
【０１００】
ＡＣＧＷ１０５はパケット転送部４４におけるＵＥ接続状態検出部４７において、通信しているＵＥどうしが同じＥ−ＮｏｄｅＢ１０３に接続していないか確認する。また、ＵＥ−ＵＥ直接通信許可判定部４８において、ＵＥどうしの通信量が多いかどうか、ＵＥ−ＵＥ間のLawful Interceptionが必要となってないかどうかなどを確認し、ＵＥ-ＵＥ直接通信をＵＥ１０１、１０２に指示するかどうかを判定する。
【０１０１】
ＡＣＧＷ１０５は暗号化されているパケットを受信した際、又は暗号化してパケットを送信する際の鍵データを鍵データ蓄積部４９から取得する。受信したパケットの復号化は、ＩＰsec復号処理・デカプセル化処理部４３によって行い、送信パケットの暗号化は、ＩＰsec暗号処理・カプセル化処理部４５によって行う。ＵＥ１０１、１０２からＵＥ１０１、１０２が使用する鍵データが送信された場合には、鍵データのパケットをパケット受信部４１で受信し、ＩＰsec復号処理・デカプセル化処理部４３で復号化し、受信パケット処理部４２に渡す。受信パケット処理部４２で鍵データを取り出し、鍵データ蓄積部４９に保存する。
【０１０２】
Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３からＵＥ−ＵＥ直接通信パケットがコピーして送信されてきた場合には、パケット受信部４１により受信し、受信パケット処理部４２によってＵＥ−ＵＥ直接通信のパケットが取り出され、このパケットをＩＰsec復号処理確認部５０によって復号処理が行えるかどうか確認する。ＩＰsec復号処理確認部５０は、鍵データ蓄積部４９より鍵データを取り出し、復号処理を行う。以上、各装置１０１、１０２、１０３、１０５の動作をブロック図を用いて説明した。
【０１０３】
次に、図２４を参照してＵＥ−ＵＥ直接通信中のパケット構成について説明する。図２４中の（１）、（２）、（３）、（４）についてそれぞれ説明する。
（１）ＵＥ１（ＵＥ１０１）は、ＵＥ２（ＵＥ１０２）あてのデータを送信するために、ＵＥ２（g_UE2）あてのパケット１５０１を作成し、このパケット１５０１をＵＥ２（l_UE2）あてのパケット（第２の実施の形態の第１のパケット）１５０４でカプセル化し、送信する。このパケット１５０４はＥ−ＮｏｄｅＢ１０３によってＵＥ２に転送される。
（２）ＵＥ１は、ＵＥ２あてに鍵データを送信するために、ＵＥ２（g_UE2）あてのパケット１５０１を作成し、このパケット１５０１をＡＣＧＷ（l_ACGW）あてのパケット１５０２（第２の実施の形態の第２のパケット）でカプセル化し、送信する。このパケット１５０２はＥ−ＮｏｄｅＢ１０３によってＡＣＧＷ１０５に転送される。更にこのパケット１５０２はＡＣＧＷ１０５で処理されて、パケット１５０４、１５０１としてＵＥ２に転送される（（４）参照）。
【０１０４】
（３）Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３がＵＥ１−ＵＥ２の間のＵＥ−ＵＥ直接通信のパケット１５０５をコピーしてＡＣＧＷ１０５に送信する場合、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３はＵＥ２（l_UE2）あてのパケット１５０５をＡＣＧＷ１０５（l_ACGW）あてのパケット（第２の実施の形態の第３のパケット）１５０６でカプセル化し、ＡＣＧＷ１０５に送信する。カプセル化される内部パケット１５０５は、（１）で生成されたパケット１５０４である。
（４）ＡＣＧＷ１０５は、ＵＥ２(g_UE2)あての鍵データを含むパケット１５０１を、ＵＥ２（l_UE2）あてのパケット１５０４（第２の実施の形態の第２のパケット）でカプセル化し、送信する。このパケット１５０４はＥ−ＮｏｄｅＢ１０３によってＵＥ２に転送される。ＵＥ２（g_UE2）あての鍵データを含むパケット１５０１は、ＵＥ１によって作成されたパケット１５０１である（（１）参照）。
【０１０５】
ＵＥ−ＵＥ直接通信でない場合には、次の図２５のように通信が行われる。先のＵＥ−ＵＥ直通通信の図２４で使用した番号と同じ番号を使うと、（２）と（４）を用いて、ＵＥ１はＵＥ２にデータを送信する。この場合には、（１）と（３）のパケットの流れは無い。
【０１０６】
次に、ＵＥ１−ＵＥ２間の通信パケットにシーケンス番号を入れる場合について説明する。ＡＣＧＷ１０５がＵＥ１−ＵＥ２間のＵＥ−ＵＥ直接通信のデータ量を把握する方法として、ＵＥ１−ＵＥ２間の通信パケットに送信側がシーケンス番号を入れる方法が考えられる。シーケンス番号を入れる方法としては、図２６のように新しくシーケンス番号を含むことを示す拡張ヘッダをＩＰヘッダとデータの間に入れる方法が考えられる。図２６は、ＵＥ２（g_UE2）あてのパケット１５０１のＩＰヘッダ１５０１ａとＵＥ２あてのデータ１５０１ｂの間にシーケンス番号１５０１ｃを含む拡張ヘッダを付加している例である。ＵＥ１はこのＵＥ２（g_UE2）あてのパケット１５０１をＵＥ２（l_UE2）あてのパケット１５０４でカプセル化して、送信する。同様に、ＡＣＧＷ１０５あてに送信する場合には、このシーケンス番号を含むパケット１５０１をＡＣＧＷ（l_ACGW）あてのパケットでカプセル化して、ＡＣＧＷ１０５に送信する。また、別のシーケンス番号を入れる方法としては、ＩＰヘッダの未定義領域を用いる方法、Hop-by-Hop Option拡張ヘッダに、オプションとして付加する方法、Destination Option拡張ヘッダにオプションとして付加する方法などが考えられる。
【０１０７】
ＵＥ―ＵＥ間のパケット数をＡＣＧＷ１０５が把握する方法として、ＵＥがパケットにシーケンス番号１５０１ｃを付加する方法について説明した。この方法では番号によってＵＥ１が送信したパケット１５０４の個数をＡＣＧＷ１０５が把握することができる。また、図２７に示すようにパケット１５０１にシーケンス番号１５０１ｃではなく通信開始からの総データ量（総データバイト数１５０１ｄ）を入れることも考えられる。また、シーケンス番号１５０１ｃと総データバイト数１５０１ｄの両方をパケット１５０１のＩＰヘッダ１５０１ａとデータ１５０１ｂの間に拡張ヘッダとして入れる方法も考えられる。
【０１０８】
以上では、ＵＥ−ＵＥ間のシーケンス番号（パケット数）やデータ量をＡＣＧＷ１０５がＵＥ１、ＵＥ２からのパケットによって把握する方法について説明したが、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３から報告を受けるという方法でもよい。また、上記の説明はＵＥが送信する各パケットにパケット数、データ量などの情報を付加する方法について説明したが、定期的にＵＥがＡＣＧＷにパケット数、データ量などの情報を通知するという方法であってもよい。
【０１０９】
次に、図２８を参照してＵＥ１からＵＥ２への鍵データを送信する場合について説明する。ＵＥ１はＵＥ２に鍵データを送信するとき、ＵＥ２（g_ＵＥ2）あてのパケット１５０１を作成し、このＵＥ２あてのパケット１５０１をＡＣＧＷ（l_ACGW）あてのパケット１５０２でカプセル化し、送信する。ＡＣＧＷ１０５は、ＵＥ２あてのパケット１５０１の中身を確認し、鍵データが含まれている場合には、その鍵データを取得し、保持する。
【０１１０】
ＡＣＧＷ１０５及び受信側のＵＥ（ＵＥ２）が、ＵＥ１から送信されたパケットに鍵データが含まれているかどうかを判別するために、次のような方法が考えられる。
・ＩＰヘッダのプロトコル番号に新しく鍵データを含むことを示す番号を定義する。この方法ならば、ＩＰヘッダのプロトコル番号を確認するだけで鍵データが含まれるかどうか判別できる。この方法の延長として、鍵データを含むことを示す拡張ヘッダを定義する方法も考えられる。
・また、Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ｏｐｔｉｏｎ拡張ヘッダを用いて鍵データを運ぶために、新たに鍵データ用のオプションを定義する。この方法ならば、Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ｏｐｔｉｏｎ拡張ヘッダを走査するだけで鍵データが含まれるかどうか判別できる。
【０１１１】
どちらの場合も概念的に図２９に示すと、ＩＰヘッダ１５０１ａに続いて鍵データを含むことを示す情報１５０１ｅがあり、その後に鍵データ１５０１ｆが含まれる。また、鍵データをＴＣＰ（Transmission Control Protocol）やＵＤＰ（User Datagram Protocol）を用いて送信する方法や、ＩＣＭＰ（Internet Control Message Protocol）メッセージを用いて通信する方法なども考えられる。この場合にはＡＣＧＷ１０５は、ＴＣＰやＵＤＰの中まで走査し、メッセージを解析し、鍵データを取り出す。
【０１１２】
以上では、鍵データをＵＥ１がＵＥ２あてに送信するためにパケット１５０１を作成し、ＡＣＧＷ１０５がそのパケット１５０１を解析することによって鍵データを取得する方法について説明した。この方法以外に、ＵＥ１がＡＣＧＷ１０５あてに鍵データを送信し、ＡＣＧＷ１０５がＵＥ２に転送する方法であってもよい。その場合も上述したように鍵データは転送される。以上、鍵データをＡＣＧＷ１０５経由でＵＥ１からＵＥ２に送信する方法について説明した。
【０１１３】
＜データ分割の例＞
次にデータ分割の例を説明する。ここで、データ分割の例として、スケーラブル音声符号化を使用した場合について説明する。スケーラブル音声符号化とは、音声データの符号化時に基本音声データ部と音質向上用データ部（拡張データ）に分ける符号化方法である。従来技術には例えば非特許文献３、特許文献１などがあり、非特許文献３では、広帯域音声（〜７ｋＨｚ）を低域信号（〜４ｋＨｚ）と高域信号（４ｋＨｚ〜７ｋＨｚ）に分割する例が記載されている。また、特許文献１には音声帯域を３分割する例が記載されている。このスケーラブル音声符号化を用いることによって、２つの効果が得られる。１つは、拡張データが失われても基本音声データが受信側に届けば音声の再生を行うことができることである。もう１つは、拡張データが届いても基本音声データが届かなければ受信側で音声再生を行うことができないことである。
【０１１４】
この２つの効果について、非特許文献３のＰ．１１０８に次のように記載している。
「このため音質保証拡張コーデックや高域部拡張コーデックの符号化列がパケットロスにより欠落しても、コアコーデックの符号化列が到着していれば、狭帯域の音声信号は復号することができ、音切れを防止することが可能である。しかし、コアコーデックの符号化列を格納するパケットがパケットロスにより欠落すると音声の再生が行えなくなってしまう。」
また、特許文献１の段落００１７、００２３、００２５では、スケーラブル音声符号化したデータをパケット送信する際に、基本音声データと音質向上用の拡張データを別のパケットで送信し、基本音声データが通信中に損失することがないようにパケットの優先度を高くすることが記載されている。
【０１１５】
一方、本発明は、第１の実施の形態の具体例、第１、第２の実施の形態の変形例において、基本音声データがなければ音声の再生ができないことを積極的に活用する。本発明では、送信側ＵＥ１０１において送信音声データをスケーラブル音声符号化によって基本音声データと音質向上用の拡張データに分割し、基本音声データをＡＣＧＷ１０５経由で、拡張データをＥ−ＮｏｄｅＢ１０３折り返しで受信側ＵＥ１０２に送信する。受信側ＵＥ１０２は、ＡＣＧＷ１０５経由の基本音声データが届かなければ音声の再生を行うことができない。また、本発明の新しい効果として、ＡＣＧＷ１０５経由で基本音声データを通信するため、ＡＣＧＷ１０５では必要なときに通信傍受（Lawful Inspection）を行うことができる。
【０１１６】
＜ポイント＞
（１）送信側のＵＥ１０１は、通信相手の受信側ＵＥ１０２に音声データをパケットを用いて送信する。このとき、スケーラブル音声符号化を用いて音声データを符号化し、パケットデータとして送信する。スケーラブル音声符号化では、音声データを基本音声データと拡張音声データに分ける。送信側ＵＥ１０１は、音声再生に不可欠な基本音声データをＡＣＧＷ１０５経由で送信し、音質向上用の拡張音声データをＥ−ＮｏｄｅＢ１０３折り返しで送信する。基本音声データは音声データ全体を送信するときと比べて小さいため、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３−ＡＣＧＷ１０５間の折り返しのデータ量を小さくすることができる。さらに新しい効果として、基本音声データのみであっても、音質は劣化しているが再生することが可能なため、ＡＣＧＷ１０５において通信傍受を行わなければならなくなった場合に、容易に通信傍受を開始できる。
【０１１７】
＜音声データのパケット送信方法のバリエーション＞
・パケット内を分割する方法に適用（第１の実施の形態の具体例）
まず、１つのパケット内にスケーラブル符号化した基本音声データ部と音質向上用データを含む音声データ全体を乗せる。そして、基本音声データ部と音質向上用データを分割して、それぞれをＡＣＧＷ１０５経由、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３折り返しで送信する。
・パケットを別々に用意し、送信する方法に適用（第１、第２の実施の形態の変形例）
音声データをスケーラブル符号化し、基本音声データと音質向上用データをそれぞれ別のパケットに乗せて送信する。第２の実施の形態の鍵データの代わりに基本音声データを乗せたパケットをＡＣＧＷ１０５経由で、音質向上用データを乗せたパケットをＥ−ＮｏｄｅＢ１０３折り返しで送信する。
【０１１８】
＜効果＞
Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３−ＡＣＧＷ１０５間を折り返すデータ量を減らすことによって、コア・ネットワーク（Core Network）のネットワークリソースを有効に活用できる。また、ＡＣＧＷ１０５にはスケーラブル音声符号化による基本音声データ部だけが流れるが、この基本音声データのみであっても通信傍受が可能であるため、ＡＣＧＷ１０５では、必要となった場合に容易に通信傍受を開始できるという効果がある。
【０１１９】
＜実施例＞
最初に、スケーラブル音声符号化を用いた音声データの分割方法について説明し、次に音声データをパケットで伝送する方法について説明する。図３０において、送信側通信装置における符号化装置２０００は、マイクロホン（ＭＩＣ）、Ａ／Ｄ変換器、帯域分割フィルタからの入力音声データ（ＰＣＭデータ）をスケーラブル音声符号化方法を用いて符号化する。スケーラブル音声符号化方法では、基本音声データ符号化器２００１と拡張音声データ符号化器２００２において音声データをそれぞれ符号化し、基本音声データと拡張音声データを生成する。基本音声データ符号化器２００１と拡張音声データ符号化器２００２とは符号化に用いるサンプリング周波数が異なり、低周波成分を基本音声データとして符号化し、高周波成分を拡張音声データとして符号化する。また、拡張音声データ符号化器２００２に基本音声データの符号化データを入力することによって、基本音声データとの差分データである拡張音声データを生成する。送信側通信装置は、符号化した音声データをパケット送信器２００３によりパケット化し、受信側通信装置（復号装置２０１０）に送信する。送信されたパケットはＩＰ網や無線網を経由して受信側通信装置に届く。
【０１２０】
受信側通信装置における復号装置２０１０は、パケット受信器２０１１においてパケットを受信し、符号化された音声データをそれぞれ基本音声データ復号器２０１２及び拡張音声データ復号器２０１３に渡す。拡張音声復号器２０１３では基本音声データ復号器２０１２からの出力を受け、拡張音声データを復号する。受信側通信装置は、基本音声データ復号器２０１２及び拡張音声データ復号器２０１３からの出力を加算器２０１４で合成し、復号音声（ＰＣＭデータ）を不図示のＤ／Ａ変換器、スピーカ（ＳＰ）を介して再生する。
【０１２１】
次に、スケーラブル音声符号化したデータのパケット送信方法を説明する。音声符号化データのパケット送信方法は次の２通りが考えられる。１つは、１つのパケット内に基本音声データ及び拡張データを乗せる方法に適用する。この場合には第１の実施の形態のように、送信するパケットの中から基本音声データ部を切り出し、切り出した基本音声データ部をＡＣＧＷ１０５経由で送信する。もう１つは、基本音声データと拡張データを別々のパケットに乗せる方法に適用する。この場合には、第２の実施の形態の鍵データの代わりに、基本音声データを乗せたパケットをＡＣＧＷ１０５経由で送信する。
【０１２２】
まず、図３１を参照して１つのパケットに基本音声データ及び拡張データを乗せる方法に適用する場合について説明する。送信側通信装置（ＵＥ１０１）から受信側送信装置（ＵＥ１０２）に送信する音声データ２０２０のパケット２０２１への格納方法は、図３１のように基本音声データ２０２０ａに続いて拡張音声データ２０２０ｂを配置するようにする。このパケット２０２１のＩＰヘッダ２０２１ａにおける宛先アドレスはＵＥ（local address）である。このパケット２０２１から基本音声データ２０２０ａを切り出し、切り出した基本音声データ２０２０ａにＩＰヘッダ２０２２ａと第２のＲＰヘッダ２０２２ｂを付加する。新しく付加したＩＰヘッダ２０２２ａの宛先アドレスはＵＥ（local address）である。この新しく生成したパケット２０２２をＡＣＧＷ１０５あてに暗号化し（図の２０２３）、ＩＰヘッダ２０２４ａ及びＩＰsec ＥＳＰ拡張ヘッダ（図中、単にＥＳＰヘッダと記す）２０２４ｂを付加する。新しく生成したパケット２０２４はＡＣＧＷ１０５あてに送信し、ＡＣＧＷ１０５経由で受信側通信装置（受信側ＵＥ１０２）に届く。
【０１２３】
基本音声データ２０２０ａを切り出した残りのパケット２０２５には、切り取り部２０２５ｂに第１のＲＰヘッダ２０２６ｂを付加する。このパケット２０２６はＥ−ＮｏｄｅＢ１０３で折り返して受信側通信装置（受信側ＵＥ１０２）に届く。拡張音声データを含むこのパケット２０２６は暗号化処理を行わなくてもよい。拡張音声データのみでは再生することができないからである。なお、基本音声データ２０２０ａを切り出す例について説明したが、切り出すデータ部は、基本音声データ２０２０ａの全部と拡張音声データ２０２０ｂの一部であってもよい。また、ＡＣＧＷ１０５での通信傍受の効果は得られなくなるが、切り出すデータ部は基本音声データ２０２０ａの一部だけであってもよい。この場合であっても、受信側で両方のデータがそろわなければ再生できないという効果が得られる。
【０１２４】
次に、図３２を参照して基本音声データ２０２０ａと拡張音声データ２０２０ｂを別々のパケットに乗せる方法に適用する場合について説明する。送信側通信装置（送信側ＵＥ１０１）は、基本音声データ２０２０ａと拡張音声データ２０２０ｂをそれぞれ別のＩＰパケット２０３０、２０３３に格納する。それぞれのＩＰパケット２０３０、２０３３の宛先は受信側ＵＥ１０２（local address）である。基本音声データ２０２０ａを含むパケット２０３０は、ＡＣＧＷ１０５あてに暗号化し（図の２０３１）、さらにＩＰヘッダ２０３２ａとＩＰsec ＥＳＰヘッダ（図中、単にＥＳＰヘッダと記す）２０３２ｂを付加する。暗号化された基本音声データ２０３１を含むパケット２０３２はＡＣＧＷ１０５経由で受信側ＵＥ１０２に届く。拡張音声データ２０２０ｂを含むパケット２０３３、２０３４はＥ−ＮｏｄｅＢ１０３で折り返され、受信側ＵＥ１０２に届く。この拡張音声データ２０２０ｂを含むパケット２０３３、２０３４は暗号化しなくてもよい（パケット２０３３、２０３４は同じ）。拡張音声データ２０２０ｂだけでは再生することができないからである。
【０１２５】
ＵＥ１０１、１０２の送信部の構成は、図６に示すデータ作成部６０１（及びパケット作成部６０２）において図３０に示す符号化装置２０００を備えることにより、上記のパケット内を分割して送信する方法と個別パケットで送信する方法で基本音声データ２０２０ａと拡張音声データ２０２０ｂを分割して送信することができる。また、ＵＥ１０１、１０２の受信部の構成は、図１４に示す受信パケット処理部１４０６において図３０に示す復号装置２０１０を備えることにより、上記の方法で分割された基本音声データ２０２０ａと拡張音声データ２０２０ｂを復号、合成することができる。さらに、ＡＣＧＷ１０５では、図１１に示すパケット転送処理部１１０４において通信傍受用の音声再生処理行うことができる。
【０１２６】
＜他の実施例＞
ここで、本発明は、音声データだけではなく、映像データを含んだ場合にも適用することができる。例えばＭＰＥＧ２を用いる場合には、フレーム内符号化データであるＩピクチャだけをＡＣＧＷ１０５経由で送信し、フレーム間差分予測符号化データであるＰ、ＢピクチャをＥ−ＮｏｄｅＢ１０３折り返しで送信する。また、ＭＰＥＧ４やＨ．２６４／ＡＶＣを用いる場合には、画面内予測符号化データであるＩスライスだけをＡＣＧＷ１０５経由で送信し、画面間差分予測符号化データであるＰ、ＢスライスをＥ−ＮｏｄｅＢ１０３折り返しで送信する。Ｐ、Ｂピクチャ（Ｐ、Ｂスライス）は差分データであるため、受信側ＵＥ１０２はＩピクチャ（Ｉスライス）がないと復号できないが、Ｉピクチャ（Ｉスライス）はそれだけで復号できるので、ＡＣＧＷ１０５は通信傍受が可能となる。また、ＭＰＥＧ２では例えば１５フレームの先頭フレームはＩピクチャでなければならないと定められているので、この先頭フレームのＩピクチャのみをＡＣＧＷ１０５経由とすれば、ネットワークリソースを効率的に使用することができ、また、ＡＣＧＷ１０５の負荷を軽減することができる。
【０１２７】
上記実施の形態では、第三世代携帯電話（３ＧＰＰ：登録商標）におけるＡＣＧＷ１０５、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３を例にして説明したが、他のシステムにも適用することができる。例えばＩＥＥＥ  ８０２．１１におけるアクセス・コントローラ（Access Controller）、アクセスポイント（Access Point）にそれぞれＡＣＧＷ１０５、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３を適用することができ、また、以下に示すＣＡＰＷＡＰ（Control And Provisioning of Wireless Access Points）におけるアクセス・コントローラ（Access Controller）、ＷＴＰ（Wireless Termination Point）にそれぞれＡＣＧＷ１０５、Ｅ−ＮｏｄｅＢ１０３を適用することができる。
RFC4118  “Architecture Taxonomy for Control and Provisioning of Wireless Access Points (CAPWAP)”，http://www.ietf.org/rfc/rfc4118.txt
【０１２８】
また、ＵＥ１０１、１０２が同一のＥ−ＮｏｄｅＢ１０３に接続する場合について説明したが、物理的に同一のＥ−ＮｏｄｅＢ１０３であることに限定するものではない。物理的には異なるＥ−ＮｏｄｅＢ装置であっても論理的に同一のＥ−ＮｏｄｅＢ装置とみなせる場合にも適用可能である。この場合には、Ｅ−ＮｏｄｅＢで折り返すデータは、複数のＥ−ＮｏｄｅＢの間で伝送されたあと受信側ＵＥ１０２に送信される。この場合であっても、Ｅ−ＮｏｄｅＢとＡＣＧＷ１０５間に伝送されるパケットデータ量を削減するという本発明の効果を同様に得られる。さらに、第三世代携帯電話のアーキテクチャと無線ＬＡＮのアーキテクチャの混在した環境においては、Ｅ−ＮｏｄｅＢとAccess PointやＷＴＰなどが混在したネットワークが形成されるが、そのようなネットワークにおいても、ＡＣＧＷやAccess Controllerに送信するデータを一部だけに限定し、他の大部分のデータをＥ−ＮｏｄｅＢ、Access Point、ＷＴＰ間で折り返すように適用することも可能である。
【０１２９】
なお、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又はすべてを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。例えば、バイオ技術の適用などが可能性としてあり得る。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明は、送信側と受信側の無線端末が同じ無線中継装置に無線接続している場合にネットワークリソースを効率的に使用することができ、また、制御装置の負荷を軽減することができるとともに、制御装置が無線端末の通信を管理することができるという効果を有し、３ＧＰＰ（登録商標）、ＩＥＥＥ  ８０２．１１、ＣＡＰＷＡＰ（Control And Provisioning of Wireless Access Points）などのネットワークなどに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】従来の技術及び本発明の実施の形態において送信側ＵＥと受信側ＵＥが同一のＥ‐ＮｏｄｅＢに接続する場合のシステム構成図
【図２】本発明の実施の形態におけるＵＥ−ＵＥ直接通信を開始するときの処理を示すフローチャート
【図３Ａ】本発明の実施の形態におけるＵＥ−ＵＥ直接通信を開始するときのＵＥ-ＡＣＧＷ間のメッセージシーケンスを示す説明図であって図１のＵＥ１、ＵＥ２がともに「ＵＥ−ＵＥ直接通信」に対応している場合の説明図
【図３Ｂ】本発明の実施の形態におけるＵＥ−ＵＥ直接通信を開始するときのＵＥ-ＡＣＧＷ間のメッセージシーケンスを示す説明図であって図１のＵＥが「ＵＥ−ＵＥ直接通信」に対応していない場合（ＵＥ２が非対応）の説明図
【図４】図１の送信側ＵＥのパケット分割処理を示す説明図
【図５Ａ】図４のＲＰヘッダのフォーマットを示す説明図であって図４の第１のＲＰヘッダのフォーマットを示す説明図
【図５Ｂ】図４のＲＰヘッダのフォーマットを示す説明図であって図４の第２のＲＰヘッダのフォーマットを示す説明図
【図６】図１のＵＥのパケット送信部を示すブロック図
【図７】図１のＵＥのパケット送信処理を示すフローチャート
【図８】図１のＥ‐ＮｏｄｅＢを示すブロック図
【図９】図１のＥ‐ＮｏｄｅＢのパケット受信処理を示すフローチャート
【図１０】図１のＡＣＧＷのパケット受信送信処理を示す説明図
【図１１】図１のＡＣＧＷを示すブロック図
【図１２】図１のＡＣＧＷのパケット受信処理を示すフローチャート
【図１３】図１の受信側ＵＥのパケット合成処理を示す説明図
【図１４】図１のＵＥのパケット受信部を示すブロック図
【図１５】送信側ＵＥと受信側ＵＥが異なるＥ‐ＮｏｄｅＢに接続する場合のシステム構成図
【図１６】送信側ＵＥが受信側ＵＥあてパケットをＡＣＧＷ経由で送るパケットの構成を示す説明図
【図１７】ＵＥ−ＵＥ直接通信のパケットの構成を示す説明図
【図１８】図１６、図１７のパケットの構成を詳しく示す説明図
【図１９】第２の実施の形態においてＵＥ−ＵＥ直接通信時にＥ‐ＮｏｄｅＢがＡＣＧＷに送るパケットの構成を示す説明図
【図２０】第２の実施の形態のＵＥのパケット送信部を示すブロック図
【図２１】第２の実施の形態のＵＥのパケット受信部を示すブロック図
【図２２】第２の実施の形態のＥ‐ＮｏｄｅＢを示すブロック図
【図２３】第２の実施の形態のＡＣＧＷを示すブロック図
【図２４】第２の実施の形態におけるＵＥ−ＵＥ直接通信の場合の各パケットの構成を示す説明図
【図２５】第２の実施の形態におけるＵＥ−ＵＥ直接通信でない場合の各パケットの構成を示す説明図
【図２６】第２の実施の形態におけるシーケンス番号を入れる場合のパケットの構成を示す説明図
【図２７】第２の実施の形態における総データバイト数を入れる場合のパケットの構成を示す説明図
【図２８】第２の実施の形態におけるＵＥ−ＵＥ直接通信時の鍵データ送信パケットの構成を示す説明図
【図２９】第２の実施の形態におけるＵＥ−ＵＥ直接通信時の鍵データ送信パケットの構成を示す説明図
【図３０】第１の実施の形態の具体例、第１、第２の実施の形態の変形例におけるスケーラブル音声符号化装置及び復号装置を示すブロック図
【図３１】第１の実施の形態の具体例におけるパケットの構成を示す説明図
【図３２】第１、第２の実施の形態の変形例におけるパケットの構成を示す説明図
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【国際調査報告】
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