(57)【要約】様々な実施形態による、プロキシ・モバイルＩＰ向けパケット転送が、モバイル・アクセス端末（ＡＴ）と第１ＩＰゲートウェイ（ＩＰＧＷ）の間でワイヤレス通信セッションが確立されるとき、モバイルＡＴおよび第１ＩＰＧＷをホーム・エージェント（ＨＡ）に登録することを含む。様々な実施形態では、この方法は、モバイルＡＴが第１アクセス・ネットワークから第２アクセス・ネットワークに移動するとき、モバイルＡＴに関するコンテキスト情報および第１ＩＰＧＷによって得られたプロキシ・モバイル・セキュリティ鍵を第１ＩＰＧＷから第２ＩＰＧＷに転送することをさらに含む。
2010506536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク・ベースのモビリティ管理のための方法であって、
モバイル・アクセス端末（ＡＴ）１４と第１ＩＰゲートウェイ（ＩＰＧＷ）２０の間でワイヤレス通信セッションが確立されるとき、モバイルＡＴ１４および第１ＩＰＧＷ２０をホーム・エージェント（ＨＡ）２４に登録するステップと、
前記モバイルＡＴ１４が第１アクセス・ネットワークから第２アクセス・ネットワークに移動するとき、前記モバイルＡＴ１４に関するコンテキスト情報および前記第１ＩＰＧＷ２０によって得られたプロキシ・モバイル・セキュリティ鍵を前記第１ＩＰＧＷ２０から第２ＩＰＧＷ２２に転送するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記モバイルＡＴ１４および前記第１ＩＰＧＷ２０を前記ＨＡ２４に登録する前記ステップが、前記モバイルＡＴ１４と前記ＨＡ２４の間の接続性を確立するステップと、前記モバイルＡＴについての前記プロキシ・モバイル・セキュリティ鍵を使用して、前記第１ＩＰＧＷ２０とＨＡ２４の間でプロキシ・リンクを確立するステップとを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記モバイルＡＴ１４および前記第１ＩＰＧＷ２０を前記ＨＡ２４に登録する前記ステップが、前記第１ＩＰＧＷ２０を、前記モバイルＡＴ１４に割り当てられたホーム・アドレス（ＨｏＡ）と、前記モバイルＡＴ１４のｃａｒｅ  ｏｆ  ａｄｄｒｅｓｓ（ＣｏＡ）とにバインドするバインディングを前記ＨＡ２４で作成するステップを含み、前記ＨｏＡが、変化しない、前記モバイルＡＴ１４についての固定ＩＰアドレスであり、前記ＣｏＡが、前記モバイルＡＴ１４の位置に基づいて変更可能である、前記モバイルＡＴ１４についての一時的ＩＰアドレスである請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ＣｏＡが、前記モバイルＡＴ１４によって第１ＩＰＧＷ２０のネットワーク・プレフィックスに基づいて生成される請求項３に記載の方法。
【請求項５】
コンテキスト情報および前記プロキシ・モバイル・セキュリティ鍵を転送する前記ステップが、前記モバイルＡＴ１４、または認証、許可、およびアカウンティング（ＡＡＡ）サーバ２６と通信することなく、前記第１ＩＰＧＷ２０から前記モバイルＡＴ１４コンテキスト情報および前記プロキシ・モバイル・セキュリティ鍵を取得するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
コンテキスト情報およびプロキシ・モバイル・セキュリティ鍵が前記第２ＩＰＧＷ２２に転送された後に、前記第２ＩＰＧＷ２２を、前記モバイルＡＴ１４のホーム・アドレス（ＨｏＡ）およびｃａｒｅ  ｏｆ  ａｄｄｒｅｓｓ（ＣｏＡ）とバインドするバインディングを前記ＨＡ２４で作成し、前記第２ＩＰＧＷ２２を介して前記モバイルＡＴ１４と前記ＨＡ２４の間でデータ・パケットが流れるためのトンネルを設けるステップ
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記モバイルＡＴ１４および前記第１ＩＰＧＷ２０を前記ＨＡ２４に登録する前記ステップが、
前記モバイルＡＴ１４と前記第１ＩＰＧＷ２０の間で前記ワイヤレス通信セッションが開始されるとき、前記第１ＩＰＧＷ２０によって得られたプロキシ・モバイル・ホーム・エージェント経路指定鍵を使用して、前記第１ＩＰＧＷ２０と前記ＨＡ２４の間でプロキシ・リンクを確立するステップと、
前記プロキシ・リンクを確立するのに使用されたのと同じプロキシ・モバイル・ホーム・エージェント経路指定鍵を使用して、前記ＨＡ２４と前記モバイルＡＴ１４の間でリンクを確立することにより、前記モバイルＡＴ１４を前記ＨＡ２４に登録するステップと
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記コンテキスト情報および前記プロキシ・モバイル・セキュリティ鍵を転送する前記ステップが、
前記モバイルＡＴ１４が前記第１アクセス・ネットワーク１６との通信から、前記第２アクセス・ネットワーク１８との通信に変化したとき、前記モバイルＡＴ１４に関するコンテキスト情報および前記プロキシ・モバイル・ホーム・エージェント経路指定鍵を前記第１ＩＰＧＷ２０から前記第２ＩＰＧＷ２２に転送するステップと、
前記第１ＩＰＧＷ２０から取得された前記コンテキスト情報および前記プロキシ・モバイル・ホーム・エージェント経路指定鍵を使用して、前記第２ＩＰＧＷ２２と前記ＨＡ２４の間でリンクを確立し、前記第２ＩＰＧＷ２２を介して前記モバイルＡＴ１４と前記ＨＡ２４の間でデータ・パケットが流れるためのトンネルを設けるステップと
を含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記モバイルＡＴ１４および前記第１ＩＰＧＷ２０を前記ＨＡ２４に登録する前記ステップが、
前記モバイルＡＴ１４と前記第１ＩＰＧＷ２０の間で前記ワイヤレス通信セッションが開始されるとき、前記モバイルＡＴ１４を前記ＨＡ２４に登録するステップと、
前記第１ＩＰＧＷ２０によって認証、許可、およびアカウンティング（ＡＡＡ）２６から得られたプロキシ・モバイル・ホーム・エージェント経路指定鍵を使用して、前記第１ＩＰＧＷ２０と前記ＨＡとの間でプロキシ・リンクを確立することにより、前記第１ＩＰＧＷ２０を前記ＨＡ２４に登録するステップと
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記コンテキスト情報および前記プロキシ・モバイル・セキュリティ鍵を転送する前記ステップが、
前記モバイルＡＴ１４が、前記第１ＩＰＧＷ２０にリンクされる前記第１アクセス・ネットワーク１６から、第２ＩＰＧＷ２２にリンクされる第２アクセス・ネットワーク１８に通信をハンドオフするとき、前記モバイルＡＴ１４に関するコンテキスト情報および前記プロキシ・モバイル・ホーム・エージェント経路指定鍵を前記第１ＩＰＧＷ２０から前記第２ＩＰＧＷ２２に転送するステップと、
前記第１ＩＰＧＷから取得された前記コンテキスト情報および前記プロキシ・モバイル・ホーム・エージェント経路指定鍵を使用して、前記第２ＩＰＧＷと前記ＨＡ２４の間でリンクを確立し、前記第２アクセス・ネットワーク１８および前記第２ＩＰＧＷ２２を介して前記モバイルＡＴ１４と前記ＨＡ２４の間でデータ・パケットが流れるためのトンネルを設けるステップと
を含む請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願に対する相互参照
本願は、２００６年１０月１０日出願の米国仮出願第６０／８５０，７０９号の利益を主張するものである。上記の出願の開示が、参照により全体として本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本節の陳述は、単に本開示に関する背景情報を与えるものに過ぎず、従来技術を構成しないことがある。
【０００３】
本教示は、２つのアクセス・ノード間で移動するモバイル・アクセス端末のためのパケット経路指定に関する。
【背景技術】
【０００４】
有線ＩＰネットワークでは、クライアントとサーバは、互いのインターネット・プロトコル（ＩＰ）アドレスを使用して互いを識別し、互いと通信する。あらゆるＩＰパケットは、送信側のＩＰアドレス（ソースＩＰアドレス）および受信側のＩＰアドレス（宛先ＩＰアドレス）を搬送する。中間ルータおよび交換機は、ソース／宛先ＩＰアドレスを調べ、ソースから宛先にパケットを経路指定する。パケット内のＩＰアドレスに基づいてパケットを経路指定する方法は周知である。通常、クライアントのＩＰアドレスは永続的であり、または動的に割り当てられる。どちらの場合でも、アドレスは、通常はＤＨＣＰサーバと呼ばれるアドレス・マネージャ・サーバによって決定され、サブネット内のすべてのクライアントは、そのアドレス内のかなりの共通ビットを共有する。
【０００５】
実際には、このことにより、アドレスを運営および管理する階層が作成され、このことが、ＩＰアドレスを処理する経路指定プロセスおよび転送プロセスを助ける観点で行われる。しかし、無線ネットワークでは、モバイル・クライアントまたはアクセス端末（ＡＴ）が動き回り、同じ場所からセッションを開始しない。ＡＴがあるアクセス・ポイント（ＡＰ）または基地局から別のＡＰまたは基地局に移動するごとにＩＰアドレスが変化することが議論されることがある。このことは２つの問題を生み出す。第１に、ＡＴについてのＩＰアドレスを変更することは容易ではなく、第２に、何らかの方法でルータを新しいアドレスで更新する必要があり、その結果、同じモバイルＡＴに対する、コレスポンデント・ノード（ＣＮ）とも呼ばれるサーバからのパケットが、今度は異なる仕方で経路指定される可能性がある。
【０００６】
こうした問題は、モバイルＡＴについてのＩＰアドレス管理および経路指定を実施するためのフレームワークを提供する、いわゆるＭｏｂｉｌｅＩＰ標準およびプロトコルによって対処される。この基本的概念は、モバイルＡＴに関して変化しない「ホーム・アドレス」（ＨｏＡ）を有すること、さらに、ＡＴの位置（通常はアクセス・ネットワークのＩＰアドレスに基づく）に関係する「ｃａｒｅ  ｏｆ  ａｄｄｒｅｓｓ」（ＣｏＡ）を有することである。ＣｏＡは、モバイルＡＴがあるノードから別のノードに移動するときに、変化することが許される。このフレームワークでは、ＨｏＡとＣｏＡは、ホーム・エージェント（ＨＡ）で、モバイルＩＰプロトコル、例えばＭＩＰｖ４、ＭＩＰｖ６などを使用して互いに「バインド」され、ＨＡは、モバイルのＣｏＡとＨｏＡをどちらも認識し、バインディング関係を維持する。したがって、ＣＮがモバイルＡＴにパケットを送信するとき、パケットがＨＡを介して経路指定され、ＨＡは、モバイルＡＴが現在位置しているアクセス・ネットワークまたはノードにパケットを送信する。一般には、ＣｏＡを割り当てるために２つのタイプの機構が存在する。第１の方法は、ネットワーク内に位置するＣｏＡ、例えば所与のアクセス・ネットワーク要素、例えばＰＤＳＮに接続されたあらゆるモバイルＡＴのＣｏＡがＰＤＳＮのＩＰアドレスと等しくてよいことを使用する。第２方法では、モバイルＡＴがアクセス・ネットワークのネットワーク・プレフィックスに基づいてそれ自体のＣｏＡを生成し、またはアクセス・ネットワークによってモバイルＡＴに特定のＣｏＡが割り当てられる。ＣｏＡを生成するこの方法はしばしば、Ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ  ＣｏＡまたは（Ｃ−ＣｏＡ）と呼ばれる。
【０００７】
しかし、モバイルＡＴに対してＣ−ＣｏＡを使用するとき、アクセス・ネットワークでハンドオフを完全に管理することができない。すなわち、Ｃ−ＣｏＡがモバイルＡＴによって計算され、Ｃ−ＣｏＡをＨＡで登録しなければならない。一般に、Ｃ−ＣｏＡは、アクセス・ネットワークのネットワーク・プレフィックスと、モバイルＡＴに特有の永続的識別子とに基づいて計算される。通常、ネットワーク・プレフィックスは、モバイルＡＴが固定されるアクセス・ネットワーク要素、例えばＰＤＳＮからのルータ広告を介して得られる。
【０００８】
一般に、２つのタイプのモバイルＩＰプロトコル、すなわち端末ベースのクライアント・モバイルＩＰ（ＣＭＩＰ）およびネットワーク・ベースのプロキシ・モバイルＩＰ（ＰＭＩＰ）が存在する。ＣＭＩＰでは、すべてのバインディング関係がモバイルＡＴによって開始され、ＰＭＩＰでは、すべてのバインディング関係が、モバイルＡＴの代わりにネットワーク要素によって開始される。
【０００９】
クライアント・モバイルＩＰ（ＣＭＩＰ）では、対話は、モバイルＡＴ、ホーム・エージェント（ＨＡ）、認証、許可、およびアカウンティング（ＡＡＡ）インフラストラクチャを使用し、恐らくはパケット・データ・サービス・ノード（ＰＤＳＮ）などのネットワーク内のゲートウェイを使用する。通常、いくつかの対話およびネットワーク要素が与えられたとすると、ＣＭＩＰセッションの確立は「低速」であり、数十ミリ秒から数百ミリ秒の時間がかかる。プロキシ・モバイルＩＰ（ＰＭＩＰ）では、モビリティ管理がネットワークで行われるので、ＰＭＩＰセッションの確立を著しく高速にすることができる。しかし、ＰＭＩＰセッションを確立するためには、セキュリティ問題に対処しなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国仮出願第６０／８５０，７０９号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示の様々な実施形態によれば、ネットワーク・ベースのモビリティ管理のための方法が提供される。この方法は、モバイル・アクセス端末（ＡＴ）と第１ＩＰゲートウェイ（ＩＰＧＷ）の間でワイヤレス通信セッションが確立されるとき、モバイルＡＴおよび第１ＩＰＧＷをホーム・エージェント（ＨＡ）に登録することを含むことができる。この方法は、モバイルＡＴが第１アクセス・ネットワークから第２アクセス・ネットワークに移動するとき、モバイルＡＴに関するコンテキスト情報および第１ＩＰＧＷによって得られたプロキシ・モバイル・セキュリティ鍵を第１ＩＰＧＷから第２ＩＰＧＷに転送することをさらに含むことができる。
【００１２】
本開示の様々な他の実施形態によれば、モバイル・アクセス端末（ＡＴ）と第１ＩＰＧＷの間でモバイルＩＰセッションが開始されるとき、第１ＩＰＧＷによって得られたプロキシ・モバイル・ホーム・エージェント経路指定鍵を使用して第１ＩＰゲートウェイ（ＩＰＧＷ）とホーム・エージェント（ＨＡ）の間でプロキシ・リンクを確立することを含むことのできる、ネットワーク・ベースのモビリティ管理のための方法が提供される。この方法は、プロキシ・リンクを確立するのに使用されたのと同じプロキシ・モバイル・ホーム・エージェント経路指定鍵を使用して、ホーム・エージェントとＡＴの間でリンクを確立することにより、ＡＴをＨＡに登録することをさらに含むことができる。様々な実装では、この方法は、モバイルＡＴが第１アクセス・ネットワークと通信することから、第２アクセス・ネットワークと通信することに変化したとき、モバイルＡＴに関するコンテキスト情報およびプロキシ・モバイル・ホーム・エージェント経路指定鍵を第１ＩＰＧＷから第２ＩＰＧＷに転送することをさらに含むことできる。さらに、この方法は、第１ＩＰＧＷから取得されたコンテキスト情報およびプロキシ・モバイル・ホーム・エージェント経路指定鍵を使用して、第２ＩＰＧＷとＨＡの間でリンクを確立し、データ・パケットが第２ＩＰＧＷを介してモバイルＡＴとＨＡの間を流れるためのトンネルを提供することを含むことができる。
【００１３】
本開示のさらに別の実施形態では、モバイルＡＴと第１ＩＰゲートウェイ（ＩＰＧＷ）の間でモバイルＩＰセッションが開始されるとき、ホーム・エージェント（ＨＡ）にモバイル・アクセス端末（ＡＴ）を登録することを含むことのできる、ネットワーク・ベースのモビリティ管理のための方法が提供される。さらに、この方法は、第１ＩＰＧＷによって認証、許可、およびアカウンティング（ＡＡＡ）から得られたプロキシ・モバイル・ホーム・エージェント経路指定鍵を使用して、第１ＩＰＧＷとＨＡとの間でプロキシ・リンクを確立することにより、第１ＩＰＧＷをＨＡに登録することを含むことができる。さらに、この方法は、モバイルＡＴが、第１ＩＰＧＷにリンクされた第１アクセス・ネットワークとの通信を、第２ＩＰＧＷにリンクされた第２アクセス・ネットワークにハンドオフしたとき、モバイルＡＴに関するコンテキスト情報およびプロキシ・モバイル・ホーム・エージェント経路指定鍵を第１ＩＰＧＷから第２ＩＰＧＷに転送することを含むことができる。さらに、この方法は、第１ＩＰＧＷから取得されたコンテキスト情報およびプロキシ・モバイル・ホーム・エージェント経路指定鍵を使用して、第２ＩＰＧＷとＨＡの間でリンクを確立し、データ・パケットが第２アクセス・ネットワークおよび第２ＩＰＧＷを介してモバイルＡＴとＨＡの間を流れるためのトンネルを提供することを含むことができる。
【００１４】
本明細書で与えられる説明から、本教示の適用可能な別の領域が明らかとなるであろう。説明および特定の例は、例示のためのものに過ぎず、本教示の範囲を限定することは意図されないことを理解されたい。
【００１５】
本明細書に記載の図面は、例示のためのものに過ぎず、決して本教示の範囲を限定することは意図されない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の様々な実施形態による、無線ネットワーク内のＩＰゲートウェイ−ＩＰゲートウェイ・インターフェースの動作の図である。
【図２】様々な実施形態による、ＩＰｖ６プロトコルが実装される、図１に示される無線ネットワーク内のＩＰゲートウェイ−ＩＰゲートウェイ・インターフェースの図である。
【図３】様々な実施形態による、ＩＰｖ４プロトコルが実装される、図１に示される無線ネットワーク内のＩＰゲートウェイ−ＩＰゲートウェイ・インターフェースの図である。
【図４】遅延が発生する、図３に示される無線ネットワーク内のＩＰゲートウェイ−ＩＰゲートウェイ・インターフェースの図である。
【図５】本発明の様々な実施形態による、図１に示されるＩＰゲートウェイ−ＩＰゲートウェイ・インターフェースの動作で実装される例示的パケット・ヘッダを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
これから、添付の図面を参照しながら例示的実施形態をより完全に説明する。しかし、例示的実施形態を多くの異なる形式で実施することができ、例示的実施形態が本明細書に記載の例示的実施形態に限定されると解釈されるべきではない。本開示が完全なものとなり、かつ範囲を当業者に完全に伝達するように例示的実施形態が与えられる。ある例示的実施形態では、例示的実施形態の解釈が不明瞭となることを避けるために、周知のプロセス、周知の構造、および周知の技術が詳細には説明されない。本明細書全体を通して、図面の同様の参照番号は同様の要素を示す。
【００１８】
さらに、様々な要素および／または構成要素を説明するために本明細書では第１、第２、第３などという用語が使用されることがあるが、こうした要素および／または構成要素がこうした用語によって限定されるべきではないことを理解されよう。こうした用語は、ある要素または構成要素を別の要素または構成要素と区別するために使用されるだけであることがある。したがって、例示的実施形態の教示から逸脱することなく、以下で議論される第１要素または構成要素を第２要素または構成要素と呼ぶことができる。
【００１９】
さらに、本明細書で使用される用語は、特定の例示的実施形態を説明するためのものに過ぎず、限定的なものとなることは意図されない。本明細書では、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、別段の文脈の指示がない限り、複数形も含むものとする。「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（含む）」および／または「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」という用語は、本明細書で使用されるとき、記載の特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を指定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらのグループの存在または追加を除外しないことをさらに理解されよう。
【００２０】
さらに、別段の定義がない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術的用語および科学的用語を含む）は、当業者によって一般的に理解されているのと同じ意味を有する。一般的に使用される辞書で定義されるような用語は、関連技術の文脈での意味と適合する意味を有するものと解釈されるべきであり、本明細書で明確に定義されない限り、理想化された意味または過度に形式的な意味に解釈されるべきでないことをさらに理解されよう。
【００２１】
様々な実施形態では、本開示は、プロキシ・モバイルＩＰ（ＰＭＩＰ）を使用してモバイル・アクセス端末（ＡＴ）のホーム・アドレス（ＨｏＡ）とｃａｒｅ  ｏｆ  ａｄｄｒｅｓｓ（ＣｏＡ）の間でバインディングを作成する構造および方法を提供する。本明細書では、ＨｏＡは、モバイルＡＴが移動するときに変化しない、モバイルＡＴについての固定ＩＰアドレスであり、ＣｏＡは、モバイルＡＴの位置に基づいて変化することが許される、モバイルＡＴについての一時的ＩＰアドレスである。モバイルＡＴのＨｏＡとＣｏＡの間のバインディングにより、ハンドオフ中、すなわちモバイルＡＴとの通信があるアクセス・ノード（ＡＮ）から別のアクセス・ノード（ＡＮ）に変化するときの、モバイルＡＴとの対話が不要となる。例えば、様々な実装では、あらゆるモバイルＡＴについてＨｏＡおよびＣｏＡが割り当てられ、ホーム・エージェント（ＨＡ）で、バインディング関係が、モバイルＡＴについてのアドレス間で確立される。より具体的には、ＨｏＡが永続的に固定され、またはセッションごとに交替で固定されるが、モバイルＡＴのＣｏＡは、モバイルＡＴが移動してハンドオフするときに変化することができる。さらに、モバイルＡＴは、モバイルＡＴが接続を確立する第１ＩＰゲートウェイ（ＩＰＧＷ）、またはアクセス・ネットワーク・ゲートウェイ、例えばＰＤＳＮのネットワーク・プレフィックスに基づいて、それ自体のＣｏＡを生成する。しかし、集中型アーキテクチャでは、複数の基地局を同一のＩＰゲートウェイに接続することができる場合、ＣｏＡはＩＰゲートウェイごとに変化することができる。
【００２２】
さらに、様々な実施形態では、ＣｏＡまたはネットワーク・ベースのＣｏＡが、モバイルＡＴが固定される新しいＩＰＧＷ、例えば新しいＰＤＳＮによって再計算されるので、本開示の構造および方法は、ハンドオフ後の、ＩＰゲートウェイ（ＩＰＧＷ）からのルータ広告を必要としない。しかし、ＣｏＡがセッション・セットアップ中にモバイルＡＴによって計算されるので、第１接続地点のネットワーク・プレフィックスをモバイルＡＴにまさに最初に通信する必要がある。あるいは、上述のように、必ずしもＣｏＡがモバイルＡＴだけで計算されないことがあり、ある場合には、アクセス・ゲートウェイによってＣｏＡを割り当てることができる。例えば、モバイルＩＰｖ４の場合には、アクセス・ゲートウェイのＩＰアドレスをモバイルＡＴのＣｏＡとして使用することができる。
【００２３】
本明細書では以下の規約が使用される。本明細書に記載の例示的実施形態では、各モバイルＡＴについてのプロキシの責任を引き受けるＩＰゲートウェイ（ＩＰＧＷ）またはネットワーク要素が、本明細書では、現行のＥｖＤＯネットワークに適用可能な、パケット・データ・サービス・ノード（ＰＤＳＮ）と呼ばれることがある。しかし、そのようなネットワーク要素は、ＩＰ層モビリティ機能を提供することのできる任意のＩＰＧＷでよく、依然として本開示の範囲内にあることを理解されたい。さらに、あるＩＰＧＷから別のＩＰＧＷの間でハンドオフが行われるとき、最初のＩＰＧＷが、本明細書ではサービス側ＩＰＧＷと呼ばれ、２番目のＩＰＧＷが、本明細書ではターゲットＩＰＧＷと呼ばれる。さらに、モバイル・ノード（ＭＮ）、移動局（ＭＳ）、およびモバイル・アクセス端末（ＡＴ）が、本明細書では相互交換可能に使用される。さらに、本明細書に記載のすべての例示的メッセージおよびフォーマットは、現行および新興の３ＧＰＰ２ベースのＥｖＤＯシステムに適用可能な術語に基づく。しかし、本明細書に記載の方法が、任意のシステム、例えばＷｉＭＡＸ、３ＧＰＰベースのＬＴＥなどにより広範囲に適用可能であり、そのような広範囲な適用は依然として本開示の範囲内にあることを理解されたい。
【００２４】
図１は、本発明の様々な実施形態による、ワイヤレス通信ネットワーク１０内のＩＰＧＷ−ＩＰＧＷインターフェースの動作を示す。一般に、ネットワーク１０は、モバイル・アクセス端末（ＡＴ）１４、第１またはソース・アクセス・ノード（ＡＮ）１６、第２またはターゲットＡＮ１８、第１またはサービス側ＩＰゲートウェイ（ＩＰＧＷ）２０、第２またはターゲットＩＰＧＷ２２、ホーム・エージェント（ＨＡ）２４、ならびに認証、許可、およびアカウンティング・サーバ（ＡＡＡ）２６を含む。様々な実施形態では、アクセス端末ユーザがネットワーク１０を介してワイヤレス通信を開始したとき、１０４で示されるように、モバイルＩＰセッションが、ＡＴ１４が通信を開始したソース・アクセス・ネットワーク１６を介して、モバイルＡＴ１４とサービス側ＩＰＧＷ２０の間で確立される。モバイルＡＴは、ラップトップ、ＰＤＡ、携帯電話などの任意のワイヤレス通信装置でよい。セッションがモバイルＡＴ１４とサービス側ＩＰＧＷ２０の間で確立されると、１０８で示されるように、サービス側ＩＰＧＷ２０およびモバイルＡＴ１４がＨＡ２４に登録される。より具体的には、モバイルＡＴ１４は、ＨＡ２４との接続性を確立する。サービス側ＩＰＧＷ２０は、ＨＡ２４とのプロキシ・リンクを確立し、ＨＡ２４でバインディングが作成される。バインディングは、サービス側ＩＰＧＷ２０をモバイルＡＴ１４のＨｏＡおよびＣｏＡとバインドする。
【００２５】
１０８でバインディングを作成することに続いて、モバイルＡＴ１４が移動する（例えばソースＡＮ１６との通信を停止し、ターゲットＩＰＧＷ２２に接続されるターゲットＡＮ１８との通信を開始する）場合、１１２および１１６で示されるように、ＨＡ２４とサービス側ＩＰＧＷ２０の間のデータ経路指定から、ＨＡ２４とターゲットＩＰＧＷ２２の間のデータ経路指定へのハンドオフが必要となる。様々な実施形態では、ハンドオフを実施するために、サービス側ＩＰＧＷ２０とターゲットＩＰＧＷ２２の間のセキュア接続が確立される。次いで、１２０で示されるように、モバイルＡＴ１４に関するコンテキスト情報およびサービス側ＩＰＧＷ２０によってＡＡＡ２６から得られたプロキシ・モバイル・セキュリティ鍵が、サービス側ＩＰＧＷ２０からターゲットＩＰＧＷ２２に転送される。より具体的には、ターゲットＩＰＧＷ２２とサービス側ＩＰＧＷ２０の間のモバイルＡＴコンテキスト情報の交換が、モバイルＡＴ１４またはＡＡＡ２６と通信することなく完了する。したがって、ターゲットＩＰＧＷ２２によるコンテキスト情報の取得が、モバイルＡＴ１４に対して透過的となる。
【００２６】
モバイルＡＴコンテキスト情報がターゲットＩＰＧＷによって取得されると、１２４で示されるように、ターゲットＩＰＧＷ２２をモバイルＡＴ１４のＨｏＡおよびＣｏＡとバインドするバインディングが、ＨＡ２４で作成される。バインディングは、１２８で示されるようにＨＡ２４と、モバイルＡＴ１４がターゲットＡＮ１８を介して接続されるターゲットＩＰＧＷ２２との間のトンネルを作成する。したがって、１３２で示されるように、データ・パケットは、ＨＡ２４とターゲットＩＰＧＷ２２の間を流れることができ、その後で、モバイルＡＴ１４に流れ、または、モバイルＡＴ１４から流れる。
【００２７】
モバイルＡＴ１４が再び移動し、新しいＩＰＧＷ（図示せず）に接続された新しいターゲットＡＮ（図示せず）と通信を開始する場合、上記の１２０で説明したのと同様に、モバイルＡＴコンテキスト情報が新しいＩＰＧＷに転送される。さらに、上記の１２４で説明したのと同様に、新しいＩＰＧＷとモバイルＡＴ１４のＨｏＡおよびＣｏＡとのバインディングが作成され、上記の１２８および１３２で説明したの同様に、トンネルがオープンされ、ＨＡ２４と新しいＩＰＧＷの間のパケットの流れが可能となる。
【００２８】
図２は、様々な実施形態による、ＩＰｖ６プロトコルを使用して実装された無線ネットワーク１０内のＩＰＧＷ−ＩＰＧＷインターフェースの図である。上述と同様に、アクセス端末ユーザがワイヤレス通信を開始したとき、１０４で示されるように、モバイルＩＰセッションが、モバイルＡＴ１４とサービス側ＩＰＧＷ２０の間で確立される。様々な実施形態では、セキュア・リンクを確立するための認証および許可のためにＣｈａｐまたはＰＡＰを使用して、適切なリンク制御プロトコル（ＬＣＰ）と共にモバイルＩＰセッションを確立することができる。
【００２９】
様々な実施形態によれば、１０８で示される、サービス側ＩＰＧＷ２０およびモバイルＡＴ１４のＨＡ２４への登録は、以下の動作のシーケンスを含むことができる。最初に、１０８−Ａ１で示されるように、モバイルＡＴ１４が、サービス側ＩＰＧＷ２０に構成要求を送信し、その結果、モバイルＡＴ１４は、ＨＡ２４からＨｏＡを得ることを開始することができる。１０８−Ａ１での構成要求は、ネットワーク１０内のプロキシ・モバイルＩＰ（ＰＭＩＰ）セッションをトリガする。１０８−Ａ２で示されるように、サービス側ＩＰＧＷ２０は、モバイルＡＴ１４からの構成要求を傍受し、プロキシ・モバイル・セキュリティ鍵を得るために、後続の構成要求をＡＡＡ２６に送信する。したがって、ＡＡＡ２６は、モバイルＡＴ１４がクライアント・ベースのモバイルＩＰとプロキシ・ベースのモバイルＩＰのどちらも行う能力を有することを認識する。次いで、１０８−Ａ３で示されるように、ＡＡＡ２６は、サービス側ＩＰＧＷ２０が通信していることになるＨＡ２４についての情報を含む応答をサービス側ＩＰＧＷ２０に返す。例えば、情報は、サービス側ＩＰＧＷ２０とＨＡ２４の間の関連を確立するために、ＨｏＡならびにセキュリティ鍵、例えばプロキシ・モバイル・ノード・ホーム・エージェント経路指定鍵を含むことができる。
【００３０】
１０８−Ａ３で、サービス側ＩＰＧＷ２０が情報を受信すると、１０８−Ａ４で示されるように、サービス側ＩＰＧＷ２０は、１０８−Ａ３で取得されたセキュリティ鍵を使用して、バインディング更新（ＢＵ）メッセージをＨＡ２４に送信する。さらに、やはり１０８−Ａ４で示されるように、ＨＡ２４は、バインディング肯定応答（ＢＡ）をサービス側ＩＰＧＷ２０に返し、それによってサービス側ＩＰＧＷ２０のＨＡ２４への登録を完了する。したがって、サービス側ＩＰＧＷ２０とＨＡ２４の間でプロキシ・リンクが確立されており、１０８−Ａ５で示されるように、サービス側ＩＰＧＷ２０をモバイルＡＴ１４のＨｏＡとバインドするバインディングがＨＡ２４で作成されている。
【００３１】
１０８−Ａ６で、サービス側ＩＰＧＷ２０は、ＨｏＡを含む構成受諾メッセージをモバイルＡＴ１４に送信する。１０８−Ａ７で、モバイルＡＴ１４は、モバイルＡＴ１４に特有のＣｏＡを計算し、バインディング更新（ＢＵ）をＨＡ２４に送信する。次いで、やはり１０８−Ａ７で示されるように、ＨＡ２４は、バインディング肯定応答をモバイルＡＴ１４に送り戻し、それによってモバイルＡＴ１４のＨＡ２４への登録が完了する。次いで、１０８−Ａ８で示されるように、ＨＡ２４は、１０８−Ａ５で作成されたバインディングをＣｏＡで更新し、それによってサービス側ＩＰＧＷ２０と、ＨｏＡと、ＣｏＡをバインドする。
【００３２】
上述のように、１１２および１１４で、モバイルＡＴ１４は移動する（例えば、ソースＡＮ１６との通信を停止し、ターゲットＩＰＧＷ２２に接続されるターゲットＡＮ１８との通信を開始する）。したがって、ＨＡ２４とサービス側ＩＰＧＷ２０の間のデータ経路指定から、ＨＡ２４とターゲットＩＰＧＷ２２の間のデータ経路指定へのハンドオフが必要となる。様々な実施形態によれば、１２０で示される、サービス側ＩＰＧＷ２０からターゲットＩＰＧＷ２２へのモバイルＡＴコンテキスト情報の転送は、以下の動作のシーケンスを含むことができる。最初に、１２０−Ｂ１で示されるように、トンネルがターゲットＡＮ１８とターゲットＩＰＧＷ２２の間で確立される。トンネルを確立するために、Ａ−１０、Ａ−１１などの任意の適切なシグナリングおよびデータ・インターフェースを使用することができる。
【００３３】
１２０−Ｂ１でトンネルが確立されると、ターゲットＩＰＧＷ２２は、モバイルＡＴ１４についての情報およびセキュリティ鍵、例えばプロキシ・モバイル・ノード・ホーム・エージェント経路指定鍵を取得し、その結果、ＨＡ２４は、モバイルＡＴ１４へのデータおよびモバイルＡＴ１４からのデータを、ターゲットＩＰＧＷ２２と交換することができる。様々な実施形態では、ターゲットＩＰＧＷ２２は、モバイルＡＴ１４またはＡＡＡ２６と通信する必要なしに、サービス側ＩＰＧＷ２０から必要なモバイルＡＴ情報を取得する。具体的には、１２０−Ｂ２および１２０−Ｂ３で示されるように、モバイルＡＴ情報を取得するために、ターゲットＩＰＧＷ２２は、サービス側ＩＰＧＷ２０とのセキュア接続を確立する。様々な実施形態では、汎用経路指定およびカプセル化（ＧＲＥ）プロトコル鍵を使用して、サービス側ＩＰＧＷ２０とターゲットＩＰＧＷ２２の間でセキュア接続を確立することができる。
【００３４】
１２０−Ｂ４、１２０−Ｂ５、および１２０−Ｂ６で、サービス側ＩＰＧＷ２０とターゲットＩＰＧＷ２２は生データを交換し、ターゲットＩＰＧＷは、モバイルＡＴコンテキスト情報およびセキュリティ鍵、例えばプロキシ・モバイル・ノード・ホーム・エージェント経路指定鍵を取得する。１２０−Ｂ７で示されるように、ターゲットＩＰＧＷ２２がサービス側ＩＰＧＷ２０からのモバイルＡＴコンテキスト情報およびセキュリティ鍵の取得を完了すると、１２０−Ｂ８で示されるように、ターゲットＡＮ１８とターゲットＩＰＧＷ２２の間で、モバイルＡＴ１４について新しい記録が生成される。
【００３５】
その後で、１２４−Ｃ１および１２４−Ｃ２で示されるように、ターゲットＩＰＧＷ２２が、サービス側ＩＰＧＷ２０から取得したセキュリティ鍵を使用して、バインディング更新（ＢＵ）メッセージをＨＡ２４に送信し、ターゲットＩＰＧＷ２２をＨｏＡおよびＣｏＡとバインドする。１２４−Ｃ２でバインディングが確立されると、１２８および１３２で示されるように、ターゲットＩＰＧＷ２２とＨＡ２４の間でトンネルがセットアップされ、その結果、ターゲットＩＰＧＷ２２を介して、モバイルＡＴ１４へのパケットおよびモバイルＡＴ１４からのパケットを経路指定することを開始することができる。
【００３６】
ターゲットＩＰＧＷ２２とＨＡ２４の間でトンネルが確立され、ターゲットＩＰＧＷ２２とＨＡ２４の間でのデータの経路指定が開始されると、１３６および１４０で示されるように、ソースＡＮ１６は、モバイルＡＴ１４についての責任を放棄し、同様に、サービス側ＩＰＧＷ２０は、サービス側ＩＰＧＷ２０がモバイルＡＴ１４についての責任を解放していることをターゲットＩＰＧＷ２２に通知する。
【００３７】
図３は、様々な実施形態による、ＩＰｖ４プロトコルを使用して実装された無線ネットワーク１０内のＩＰＧＷ−ＩＰＧＷインターフェースの図である。上述と同様に、アクセス端末ユーザがワイヤレス通信を開始したとき、１０４で示されるように、モバイルＩＰセッションが、モバイルＡＴ１４とサービス側ＩＰＧＷ２０の間で確立される。
【００３８】
様々な実施形態によれば、１０８で示される、サービス側ＩＰＧＷ２０およびモバイルＡＴ１４のＨＡ２４への登録は、以下の動作のシーケンスを含むことができる。最初に、１０８−Ｄ１で示されるように、モバイルＡＴ１４が、モバイルＡＴ１４についてのＣｏＡを含む構成要求（ＲＲＱ）をサービス側ＩＰＧＷ２０に送信し、その結果、モバイルＡＴ１４は、ＨＡ２４からＨｏＡを得ることを開始することができる。１０８−Ｄ２で示されるように、サービス側ＩＰＧＷ２０は、モバイルＡＴ１４からの構成要求を傍受し、プロキシ・モバイル・セキュリティ鍵を得るために要求をＡＡＡ２６に送信する。その後で、１０８−Ｄ３で示されるように、サービス側ＩＰＧＷ２０は、構成要求をＨＡ２４に転送する。次いで、１０８−Ｄ４で示されるように、ＨＡ２４は、サービス側ＩＰＧＷ２０が通信していることになるＨＡ２４についての情報、すなわちＨｏＡを含む構成応答（ＲＲＰ）をサービス側ＩＰＧＷ２０に返す。１０８−Ｄ４での構成応答は、ネットワーク１０内のプロキシ・モバイルＩＰ（ＰＭＩＰ）セッションをトリガする。次いで、１０８−Ｄ５で示されるように、サービス側ＩＰＧＷ２０は、構成応答をモバイルＡＴ１４に転送する。様々な実施形態では、クライアント・モバイルＩＰ（ＣＭＩＰ）を使用して、１０８−Ｄ１から１０８−Ｄ４での要求および応答を通信することができる。
【００３９】
１０８−Ｄ６で、ＨＡ２４と、ＣｏＡと、ＨｏＡをバインドするバインディングがＨＡ２４で作成され、それによってモバイルＡＴ１４のＨＡ２４への登録が完了する。クライアント登録が完了すると、１０８−Ｄ７で示されるように、サービス側ＩＰＧＷ２０は、ＨＡ２４にバインディング要求を送信する。バインディング要求の受信時に、ＨＡ２４は、セキュリティ鍵を得るためにＡＡＡ２６に要求を送信する。１０８−Ｄ８で、ＨＡ２４はセキュリティ鍵を受信し、１０８−Ｄ７で、バインディング応答をサービス側ＩＰＧＷ２０に送信し、それによってサービス側ＩＰＧＷ２０のＨＡ２４への登録が完了する。したがって、１０８−Ｄ９で示されるようにサービス側ＩＰＧＷ２０とＨＡ２４の間でプロキシ・リンクが確立されており、サービス側ＩＰＧＷ２０をモバイルＡＴ１４のＣｏＡおよびＨｏＡとバインドするバインディングがＨＡ２４で作成されている。
【００４０】
上述のように、１１２および１１４で、モバイルＡＴ１４は移動する（ソースＡＮ１６との通信を停止し、ターゲットＩＰＧＷ２２に接続されるターゲットＡＮ１８との通信を開始する）。したがって、ＨＡ２４とサービス側ＩＰＧＷ２０の間のデータ経路指定から、ＨＡ２４とターゲットＩＰＧＷ２２の間のデータ経路指定へのハンドオフが必要となる。様々な実施形態によれば、１２０で示される、サービス側ＩＰＧＷ２０からターゲットＩＰＧＷ２２へのモバイルＡＴコンテキスト情報の転送は、以下の動作のシーケンスを含むことができる。最初に、１２０−Ｅ１で示されるように、トンネルがターゲットＡＮ１８とターゲットＩＰＧＷ２２の間で確立される。トンネルを確立するために、Ａ−１０、Ａ−１１などの任意の適切なシグナリングおよびデータ・インターフェースを使用することができる。
【００４１】
１２０−Ｅ１でトンネルが確立されると、ターゲットＩＰＧＷ２２は、モバイルＡＴ１４についての情報およびセキュリティ鍵、例えばプロキシ・モバイル・ノード・ホーム・エージェント経路指定鍵を取得する必要があり、その結果、ＨＡ２４は、モバイルＡＴ１４へのデータおよびモバイルＡＴ１４からのデータを、ターゲットＩＰＧＷ２２と交換することができる。様々な実施形態では、ターゲットＩＰＧＷ２２は、モバイルＡＴ１４またはＡＡＡ２６と通信する必要なしに、サービス側ＩＰＧＷ２０からモバイルＡＴ情報を取得する。具体的には、１２０−Ｅ２および１２０−Ｅ３で示されるように、モバイルＡＴ情報を取得するために、ターゲットＩＰＧＷ２２は、サービス側ＩＰＧＷ２０とのセキュア接続を確立する。様々な実施形態では、汎用経路指定およびカプセル化（ＧＲＥ）プロトコル鍵を使用して、サービス側ＩＰＧＷ２０とターゲットＩＰＧＷ２２の間のセキュア接続を確立することができる。
【００４２】
１２０−Ｅ４、１２０−Ｅ５、および１２０−Ｅ６で、サービス側ＩＰＧＷ２０とターゲットＩＰＧＷ２２は生データを交換し、ターゲットＩＰＧＷは、モバイルＡＴコンテキスト情報およびセキュリティ鍵、例えばプロキシ・モバイル・ノード・ホーム・エージェント経路指定鍵を取得する。１２０−Ｅ７で示されるように、ターゲットＩＰＧＷ２２がサービス側ＩＰＧＷ２０からのモバイルＡＴコンテキスト情報およびセキュリティ鍵の取得を完了すると、１２０−Ｅ８で示されるように、ターゲットＡＮ１８とターゲットＩＰＧＷ２２の間で、モバイルＡＴ１４について新しい記録が生成される。
【００４３】
その後で、１２４−Ｆ１、１２４−Ｆ２、および１２４−Ｆ３で示されるように、ターゲットＩＰＧＷ２２が、サービス側ＩＰＧＷ２０から取得したセキュリティ鍵を使用して、バインディング要求をＨＡ２４に送信し、ＨＡ２４はバインディング応答を返し、ターゲットＩＰＧＷ２２をＨｏＡおよびＣｏＡとバインドする。１２４−Ｆ３でバインディングが確立されると、１２８および１３２で示されるように、ターゲットＩＰＧＷ２２とＨＡ２４の間でトンネルがセットアップされ、その結果、ターゲットＩＰＧＷ２２を介して、モバイルＡＴ１４へのパケットおよびモバイルＡＴ１４からのパケットを経路指定することを開始することができる。
【００４４】
ターゲットＩＰＧＷ２２とＨＡ２４の間でトンネルが確立され、それらの間でのデータの経路指定が開始されると、１３６および１４０で示されるように、ソースＡＮ１６は、モバイルＡＴ１４についての責任を放棄し、同様に、サービス側ＩＰＧＷ２０は、サービス側ＩＰＧＷ２０がモバイルＡＴ１４についての責任を解放していることをターゲットＩＰＧＷ２２に通知する。
【００４５】
図４は、様々な実施形態による、遅延が発生する、ＩＰｖ４プロトコルを使用して実装された無線ネットワーク１０内のＩＰＧＷ−ＩＰＧＷインターフェースの図である。様々な実施形態では、モバイルＡＴ１４とＨＡ２４の間の再登録が行われない限りは、モバイルＡＴ１４とＨＡ２４の間のトンネルが満了またはタイムアウトすることができる。図４は、１２０での、サービス側ＩＰＧＷ２０とターゲットＩＰＧＷ２２の間のモバイルＡＴコンテキストおよびセキュリティ鍵交換の前に、１４４および１４８で示されるように、トンネルが満了し、再登録が要求される場合のネットワーク１０の動作を示す。そのような場合、クライアント再登録が完了したことをサービス側ＩＰＧＷ２０が確認するまで、コンテンツ導入が遅延される。すなわち、１５２および１５６で示されるように、サービス側ＩＰＧＷ２０が再登録応答を受信するまで、コンテンツ導入が遅延される。しかし、サービス側ＩＰＧＷ２０とターゲットＩＰＧＷ２２の間のモバイルＡＴコンテキストおよびセキュリティ鍵交換が開始した後に、サービス側ＩＰＧＷ２０で再登録要求が受信される場合（図示せず）、サービス側ＩＰＧＷ２０は再登録を拒絶する。
【００４６】
図５は、本発明の様々な実施形態による、ネットワーク１０のＩＰＧＷ−ＩＰＧＷインターフェース（図１に図示）のＩＰｖ６動作で実装される例示的パケット・ヘッダを示す。具体的には、図５に示される例示的パケット・ヘッダが、図２で、コレスポンデント・ノード（ＣＮ）（図示せず）とモバイルＡＴ１４の間で行われるパケット・フローまたは経路指定を例示するように適用可能である。順方向リンク（ＦＬ）上で、ＣＮから送信されたパケットが、ＣＮのアドレス（ＣＮＡ）に設定されたソース・アドレスと、ＨｏＡに設定された宛先アドレスとを有する。ＨＡ２４は、こうしたパケットを傍受し（ＨｏＡがＨＡによって「所有される」）、外部ヘッダを追加し、モバイルＡＴ１４にパケットを転送する。外部ヘッダのソース・アドレスがＨＡアドレス（ＨＡＡ）に設定され、宛先アドレスが、サービス側ＩＰＧＷ２０、例えばＰＤＳＮ１のアドレスに設定される。このバインディングが、プロキシ登録を介して確立される。モバイルＡＴ１４が適切なヘッダを有するパケットを受信することを保証するために、ＨＡ２４は、ＣｏＡがその中に含まれる経路指定ヘッダ・オプションを追加する。元のパケットは元のままである。このパケットの受信時に、サービス側ＩＰＧＷ２０は、外部ヘッダを更新し、例えば外部ヘッダの宛先アドレスをルータ・ヘッダ・オプションのアドレス（ＣｏＡ）に設定し、パケットをモバイルＡＴ１４に転送する。同様に、ハンドオフ後、ＣＮからのパケットの受信時に、ＨＡ２４は、経路指定ヘッダ・オプションを同一に保ちながら（ＣｏＡ）、受信したパケットをターゲットＩＰＧＷ２４、例えばＰＤＳＮ２に転送する。逆方向リンク（ＲＬ）上で、パケット・ヘッダが、ＲＦＣ３７７５に従ってポピュレートされる。
【００４７】
本明細書の説明は例示的な性質のものに過ぎず、したがって説明されたものの趣旨から逸脱しない変形形態が、本教示の範囲内にあるものとする。そのような変形形態は、本教示の精神および範囲からの逸脱とみなされるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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