(57)【要約】【課題】IMS網において、負荷の増大を抑制しつつ、PSサービスを提供する。【解決手段】本発明のサービス制御装置は、IMS（IP Multimedia subsystem）網において、フェムトセル用基地局が構築する通信エリア内に存在するUE(User Equipment)にPS(Packet Switching)サービスを提供するサービス制御装置であって、前記フェムトセル用基地局との間にIPsec(Security Architecture for Internet Protocol)トンネルを確立するトンネル確立手段と、複数の前記UEから前記PSサービスの提供の要求があると、前記複数のUEに対して、前記トンネル確立手段により確立された共通のIPsecトンネルを介して前記PSサービスを提供するサービス制御手段と、を有する。【選択図】図９
2013247447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
IMS（IP Multimedia subsystem）網において、フェムトセル用基地局が構築する通信エリア内に存在するUE(User Equipment)にPS(Packet Switching)サービスを提供するサービス制御装置であって、
前記フェムトセル用基地局との間にIPsec(Security Architecture for Internet Protocol)トンネルを確立するトンネル確立手段と、
複数の前記UEから前記PSサービスの提供の要求があると、前記複数のUEに対して、前記トンネル確立手段により確立された共通のIPsecトンネルを介して前記PSサービスを提供するサービス制御手段と、を有することを特徴とするサービス制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のサービス制御装置において、
前記PSサービスを提供するための加入者情報を管理するHLR(Home Location Register)から前記UEの加入者情報を取得し、前記IMS網に存在するVRL(Visitor Location Register)に登録する登録手段をさらに有し、
前記サービス制御手段は、前記VRLに登録された前記加入者情報を用いて前記PSサービスを提供することを特徴とするサービス制御装置。
【請求項３】
IMS（IP Multimedia subsystem）網において、通信エリアを構築するフェムトセル用基地局とコア側との間でメッセージを中継する中継装置であって、
前記フェムトセル用基地局との間にIPsec(Security Architecture for Internet Protocol)トンネルを確立するトンネル確立手段と、
前記通信エリア内に存在する複数のUE(User Equipment)からPS(Packet Switching)サービスの提供の要求があると、前記複数のUEに対して、前記トンネル確立手段により前記フェムトセル用基地局との間に確立された共通のIPsecトンネルを介して前記PSサービスを提供するサービス制御手段と、を有することを特徴とする中継装置。
【請求項４】
請求項３記載の中継装置において、
前記PSサービスを提供するための加入者情報を管理するHLR(Home Location Register)から前記UEの加入者情報を取得し、前記IMS網に存在するVRL(Visitor Location Register)に登録する登録手段をさらに有し、
前記サービス制御手段は、前記VRLに登録された前記加入者情報を用いて前記PSサービスを提供することを特徴とする中継装置。
【請求項５】
IMS（IP Multimedia subsystem）網において、通信エリアを構築するフェムトセル用基地局であって、
前記通信エリア内に存在するUE(User Equipment)にPS(Packet Switching)サービスを提供するサービス制御装置との間にIPsecトンネルを確立するトンネル確立手段と、
複数の前記UEから前記PSサービスの提供の要求があると、前記複数のUEに対する前記PSサービスの提供に応じたメッセージを、前記トンネル確立手段により確立された共通のIPsecトンネルを介して前記サービス制御装置との間で送受信する制御手段と、を有することを特徴とするフェムトセル用基地局。
【請求項６】
請求項５記載のフェムトセル用基地局であって、
前記PSサービスを提供するための加入者情報を管理するHLR(Home Location Register)から前記UEの加入者情報を取得し、前記IMS網に存在するVRL(Visitor Location Register)に登録する登録手段をさらに有することを特徴とするフェムトセル用基地局。
【請求項７】
通信エリアを構築するフェムトセル用基地局と、前記通信エリア内に存在するUE(User Equipment)にPS(Packet Switching)サービスを提供するサービス制御装置と、を備え、IMS（IP Multimedia subsystem）網を構成する通信システムであって、
前記フェムトセル用基地局は、前記フェムトセル用基地局と前記サービス制御装置との間にIPsecトンネルを確立し、
前記サービス制御装置は、複数の前記UEから前記PSサービスの提供の要求があると、前記複数のUEに対して、共通のIPsecトンネルを介して前記PSサービスを提供することを特徴とする通信システム。
【請求項８】
請求項７記載の通信システムにおいて、
前記サービス制御装置は、前記PSサービスを提供するための加入者情報を管理するHLR(Home Location Register)から前記UEの加入者情報を取得し、前記IMS網に存在するVRL(Visitor Location Register)に登録することを特徴とする通信システム。
【請求項９】
請求項７または８記載の通信システムにおいて、
前記サービス制御装置は、前記フェムトセル用基地局とコア側との間でメッセージを中継する中継装置であることを特徴とする通信システム。
【請求項１０】
IMS（IP Multimedia subsystem）網において、フェムトセル用基地局が構築する通信エリア内に存在するUE(User Equipment)にPS(Packet Switching)サービスを提供するサービス制御装置の制御方法であって、
前記フェムトセル用基地局との間にIPsec(Security Architecture for Internet Protocol)トンネルを確立し、
複数の前記UEから前記PSサービスの提供の要求があると、前記複数のUEに対して、共通のIPsecトンネルを介して前記PSサービスを提供することを特徴とするサービス制御装置の制御方法。
【請求項１１】
IMS（IP Multimedia subsystem）網において、通信エリアを構築するフェムトセル用基地局の制御方法であって、
前記通信エリア内に存在するUE(User Equipment)にPS(Packet Switching)サービスを提供するサービス制御装置との間にIPsecトンネルを確立し、
複数の前記UEから前記PSサービスの提供の要求があると、前記複数のUEに対する前記PSサービスの提供に応じたメッセージを、共通のIPsecトンネルを介して前記サービス制御装置との間で送受信することを特徴とするフェムトセル用基地局の制御方法。
【請求項１２】
IMS（IP Multimedia subsystem）網において、通信エリアを構築するフェムトセル用基地局と前記通信エリア内に存在するUEにPSサービスを提供するサービス制御装置との間にIPsecトンネルを確立する処理と、
複数の前記UEから前記PSサービスの提供の要求があると、前記複数のUEに対して、共通のIPsecトンネルを介して前記PSサービスを提供する処理と、をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サービス制御装置、中継装置、フェムトセル用基地局、通信システム、制御方法、および、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、特定の通信エリアにおける通信品質の向上を図るべく、フェムトセル用基地局が導入された通信システムの開発が進められている。
【０００３】
フェムトセル用基地局は、半径数十メートル程度の狭い通信エリアをカバーする小型無線基地局である。フェムトセル用基地局を導入することで、既存のマクロセル用基地局がカバーできない通信エリアにおける通信品質を改善することが可能となる。また、フェムトセル用基地局を導入することで、マクロセル用基地局のインフラ整備にコストをかけずに、通信エリアをカバーすることが可能となる。
【０００４】
また、近年では、ALL-IPネットワークを実現するために、IMS（IP Multimedia subsystem）網を備えた通信システムの開発が進められている。例えば、特許文献１（国際公開第２０１０／０７４０３３号パンフレット）には、既存のマクロセル用基地局を経由して通信を行う3G網と、フェムトセル用基地局が導入されたIMS網と、を備える通信システムにおいて、フェムトセル用基地局と3G網側との間に、フェムトセル用基地局から受信したメッセージを3G網側で認識可能なメッセージに変換し、3G網側から受信したメッセージをフェムトセル用基地局で認識可能なメッセージに変換する制御手段を設ける技術が開示されている。この技術によれば、既存の3G網を改良することなく、IMS網にフェムトセル用基地局を導入することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０７４０３３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
IMS網は、主として、UE（User Equipment）への回線交換（CS：Circuit Switching）サービスの提供が対象とされていたが、近年、IMS網にフェムトセル用基地局を導入した通信システムにおいて、既存の3G網で提供されているパケット交換（PS：Packet Switching）サービスと同様のサービスを提供するための種々の方法が検討されている。例えば、無線LAN（Local Area Network）のアクセスポイント装置によりPSサービスを提供する際に用いられる技術をフェムトセル用基地局に適用する方法が検討されている。この方法は、3GPP TS 24.327に規定されており、アクセスポイント装置とPSサービスの提供を制御するサービス制御装置との間にUE単位でIPsec（Security Architecture for Internet Protocol）トンネルを確立する方法である。
【０００７】
近年、スマートフォンなどのように、常時、パケットセッションを確立する端末が増加している。フェムトセル用基地局を導入した通信システムにおいて、UE単位でIPsecトンネルを確立すると、フェムトセル用基地局が確立しなければならないIPsecの数が増加し、フェムトセル用基地局の処理負荷が増大する。これにより、IPsecトンネルを同時に確立することができる数などの処理能力がマクロセル用基地局よりも低いフェムトセル用基地局に同時接続することができるUEの数が少なくなってしまうという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、IMS網において、負荷の増大を抑制しつつ、PSサービスを提供することができるサービス制御装置、中継装置、フェムトセル用基地局、通信システム、制御方法、および、プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明のサービス制御装置は、
IMS（IP Multimedia subsystem）網において、フェムトセル用基地局が構築する通信エリア内に存在するUE(User Equipment)にPS(Packet Switching)サービスを提供するサービス制御装置であって、
前記フェムトセル用基地局との間にIPsec(Security Architecture for Internet Protocol)トンネルを確立するトンネル確立手段と、
複数の前記UEから前記PSサービスの提供の要求があると、前記複数のUEに対して、前記トンネル確立手段により確立された共通のIPsecトンネルを介して前記PSサービスを提供するサービス制御手段と、を有する。
【００１０】
上記目的を達成するために本発明の中継装置は、
IMS（IP Multimedia subsystem）網において、通信エリアを構築するフェムトセル用基地局とコア側との間でメッセージを中継する中継装置であって、
前記フェムトセル用基地局との間にIPsec(Security Architecture for Internet Protocol)トンネルを確立するトンネル確立手段と、
前記通信エリア内に存在する複数のUE(User Equipment)からPS(Packet Switching)サービスの提供の要求があると、前記複数のUEに対して、前記トンネル確立手段により前記フェムトセル用基地局との間に確立された共通のIPsecトンネルを介して前記PSサービスを提供するサービス制御手段と、を有する。
【００１１】
上記目的を達成するために本発明のフェムトセル用基地局は、
IMS（IP Multimedia subsystem）網において、通信エリアを構築するフェムトセル用基地局であって、
前記通信エリア内に存在するUE(User Equipment)にPS(Packet Switching)サービスを提供するサービス制御装置との間にIPsecトンネルを確立するトンネル確立手段と、
複数の前記UEから前記PSサービスの提供の要求があると、前記複数のUEに対する前記PSサービスの提供に応じたメッセージを、前記トンネル確立手段により確立された共通のIPsecトンネルを介して前記サービス制御装置との間で送受信する制御手段と、を有する。
【００１２】
上記目的を達成するために本発明の通信システムは、
通信エリアを構築するフェムトセル用基地局と、前記通信エリア内に存在するUE(User Equipment)にPS(Packet Switching)サービスを提供するサービス制御装置と、を備え、IMS（IP Multimedia subsystem）網を構成する通信システムであって、
前記フェムトセル用基地局は、前記フェムトセル用基地局と前記サービス制御装置との間にIPsecトンネルを確立し、
前記サービス制御装置は、複数の前記UEから前記PSサービスの提供の要求があると、前記複数のUEに対して、共通のIPsecトンネルを介して前記PSサービスを提供する。
【００１３】
上記目的を達成するために本発明のサービス制御装置の制御方法は、
IMS（IP Multimedia subsystem）網において、フェムトセル用基地局が構築する通信エリア内に存在するUE(User Equipment)にPS(Packet Switching)サービスを提供するサービス制御装置の制御方法であって、
前記フェムトセル用基地局との間にIPsec(Security Architecture for Internet Protocol)トンネルを確立し、
複数の前記UEから前記PSサービスの提供の要求があると、前記複数のUEに対して、共通のIPsecトンネルを介して前記PSサービスを提供する。
【００１４】
上記目的を達成するために本発明のフェムトセル用基地局の制御方法は、
IMS（IP Multimedia subsystem）網において、通信エリアを構築するフェムトセル用基地局の制御方法であって、
前記通信エリア内に存在するUE(User Equipment)にPS(Packet Switching)サービスを提供するサービス制御装置との間にIPsecトンネルを確立し、
複数の前記UEから前記PSサービスの提供の要求があると、前記複数のUEに対する前記PSサービスの提供に応じたメッセージを、共通のIPsecトンネルを介して前記サービス制御装置との間で送受信する。
【００１５】
上記目的を達成するために本発明のプログラムは、
IMS（IP Multimedia subsystem）網において、通信エリアを構築するフェムトセル用基地局と前記通信エリア内に存在するUEにPSサービスを提供するサービス制御装置との間にIPsecトンネルを確立する処理と、
複数の前記UEから前記PSサービスの提供の要求があると、前記複数のUEに対して、共通のIPsecトンネルを介して前記PSサービスを提供する処理と、をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、IMS網において、負荷の増大を抑制しつつ、PSサービスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態の通信システムの要部構成を示す図である。
【図２】図１に示すFAPの要部構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示すPDGの要部構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示す3G-Femto網におけるFAPの電源オン時の動作を示すシーケンス図である。
【図５】図１に示す3G-Femto網におけるCSサービスの位置登録時の動作を示すシーケンス図である。
【図６】図１に示す3G-Femto網におけるCS発信時の動作を示すシーケンス図である。
【図７】図１に示す3G-Femto網におけるPSサービスの位置登録時の動作を示すシーケンス図である。
【図８】関連する通信システムにおけるPS発信時の動作を示すシーケンス図である。
【図９】図１に示す3G-Femto網におけるPS発信時の動作を示すシーケンス図である。
【図１０】本発明の一実施形態の通信システムの他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態の通信システム１の要部構成を示す図である。
【００２０】
通信システム１は、3G網１０と、LTE(Long Term Evolution)網２０と、3G-Femto網３０とを有する。3G網１０は、PDN(Packet Data Network)２と接続され、また、LTE網２０および3G-Femto網３０は、P-GW(PDN Gateway)３を介して、PDN２と接続される。
【００２１】
3G網１０は、既存の3G網であり、マクロセル網を構築する。3G網１０は、UE(User Equipment)１１と、HLR(Home Location Register)１２と、VLR(Visitors Location Register)１３と、NB(Node-B)１４と、RNC(Radio Network Controller)１５と、SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Support Node)１６と、GGSN(Gateway GPRS Support Node)１７と、を有する。
【００２２】
HLR１２は、携帯電話番号やUEの端末識別情報などの加入者情報を管理する。
【００２３】
VLR１３は、3G網１０内のUE１１の加入者情報を記憶する。
【００２４】
NB１４は、所定の通信エリアを構築する基地局である。
【００２５】
RNC１５は、複数のNB１４を制御し、発着信制御、終話制御、ハンドオーバ制御などを行う。
【００２６】
SGSN１６は、VRL１５に記憶されている加入者情報を用いて、UE１１にPSサービスなどを提供する。
【００２７】
GGSN１７は、パケット通信時のユーザ認証、接続制御、QoS(Quality of Service)制御などを行う。
【００２８】
なお、UE１１、HLR１２、VLR１３、NB１４、RNC１５、SGSN１６およびGGSN１７は、3GPPに準拠した処理を行う装置であり、これらの装置の具体的な処理動作については記載を省略する。なお、3G網に利用されている技術については、例えば、3GPP TS 23.060などに開示されている。
【００２９】
LTE網２０は、既存のLTE網である。LTE網２０は、UE２１と、VLR２２と、eNB２３と、MME S-GW(Mobility Management Entity Serving-Gatewy)２４と、を有する。
【００３０】
VRL２２は、LTE網２０内のUE２１の加入者情報を記憶する。
【００３１】
eNB２３は、所定の通信エリアを構築する基地局である。
【００３２】
MME S-GW２４は、UE２１の位置登録、呼出、eNB２３間のハンドオーバなどのモビリティ管理を行う。また、MME S-GW２４は、UE２１に対してデータの中継処理を行う。
【００３３】
なお、UE２１、VLR２２、eNB２３およびMME S-GW２４は、3GPPに準拠した処理を行う装置であり、これらの装置の具体的な動作については記載を省略する。なお、LTE網に利用されている技術については、例えば、3GPP TS 23.401などに開示されている。
【００３４】
3G-Femto網３０は、UE３１と、VLR３２と、FAP(Femto Access Point)３３と、PDG(Packet Data Gateway)３４と、AAA(Authentication Authorization Accounting)３５と、P-CSCF(Proxy-Call Session Control Function)３６と、S-CSCF(Serving-Call Session Control Function)３７と、HSS(Home Subscriber Server)３８と、を有する。
【００３５】
VLR３２は、3G-Femto網３０内のUE３１の加入者情報を記憶する。
【００３６】
FAP３３は、NB１３やeNB２２が構築する通信エリアよりも狭い、半径数十メートル程度の通信エリアを構築する小型基地局である。FAP３２は、自身が構築する通信エリア内のUE３１からの要求に応じたメッセージを上位装置側に出力するとともに、上位装置側から入力されたメッセージに応じたメッセージをUE３１に送信する。
【００３７】
PDG３４は、FAP３３とコア側との間でメッセージを中継する。また、本実施形態においては、PDG３４は、VRL３２に記憶されている加入者情報を用いてUE３１にPSサービスなどを提供するサービス制御装置としても動作するものとする。したがって、PDG３４は、仮想的にSGSNとみなすことができる。
【００３８】
AAA３５は、UE３１とネットワーク間の認証処理を行う。
【００３９】
P-CSCF３６およびS-CSCF３７は、SIP(Session Initiation Protocol)を用いたセッション制御、管理、認証およびルーティングなどの処理を行う。具体的には、P-CSCF３６は、UE３１とP-CSCF３６との間で、セキュリティ制御およびSIP信号の制御などを行う。また、S-CSCF３７は、UE３１に提供するサービスの制御およびSIP信号の制御などを行う。
【００４０】
HSS３８は、UE３１にCSサービスを提供するのに用いられる加入者情報をHLR１２から取得し、管理する。
【００４１】
次に、FAP３３およびPDG３４の構成について説明する。なお、本発明は主に、FAP３３およびPDG３４に関するものであるため、他の装置の構成については記載を省略する。
【００４２】
まず、FAP３３の要部構成について図２を参照して説明する。
【００４３】
図２に示すFAP３３は、トンネル確立部２０１と、制御部２０２と、を有する。
【００４４】
トンネル確立部２０１は、PDG３４との間にIPsecトンネルを確立する。ここで、トンネル確立部２０１により確立されるIPsecトンネルには、複数のUE３１で共有されるものがある。以下では、複数のUEで共有されるIPsecトンネルを共有トンネルと称する。
【００４５】
制御部２０２は、UE３１から要求を受け付けると、その要求に応じたメッセージをPDG３４に送信する。ここで、制御部２０１は、複数のUE３１からPSサービスの提供の要求があると、各UE３１からのPSサービスの提供の要求に応じたメッセージを共有トンネルを介してPDG３４に送信する。
【００４６】
次に、PDG３４の要部構成について図３を参照して説明する。
【００４７】
図３に示すPDG３４は、登録部３０１と、トンネル確立部３０２と、サービス制御部３０３と、を有する。
【００４８】
登録部３０１は、UE３１にPSサービスを提供するのに用いられる加入者情報(以下、加入者情報(PS用)と称する)をHLR１２から取得し、VLR３２に登録する。加入者情報(PS用)をVLR３２に登録することで、3G-FAP網３０においても、PS付加サービスの提供が可能となる。なお、PS付加サービスとは、3GPPにおいて規定されているPSサービスのうち、HLR１２から取得した加入者情報(PS用)を参照することで提供可能となるサービスである。PS付加サービスにより実現されるとしては、APN(Access Point Name)-Selection機能、QoS制御機能などがある。
【００４９】
トンネル確立部３０２は、FAP３３との間にIPsecトンネルを確立する。ここで、トンネル確立部３０２により確立されるIPsecトンネルには、複数のUE３１で共有される共有トンネルも含まれる。
【００５０】
サービス制御部３０３は、複数のUE３１からPSサービスの提供の要求があると、FAP３３との間に確立された共有トンネルを介して、その複数のUE３１にPSサービスを提供する。
【００５１】
なお、図３においては、PDG３４が、FAP３３とコア側との間でメッセージを中継するための機能ブロックなどは記載を省略している。
【００５２】
次に、本実施形態の通信システムの処理動作について説明する。
【００５３】
まず、FAP３３の電源オン時の動作について図４を参照して説明する。
【００５４】
電源が投入されると、FAP３３は、自身を特定するための情報を含む認証要求をPDG３４に送信する（ステップA１）。
【００５５】
PDG３４は、FAP３３から認証要求を受信すると、その認証要求に含まれるFAP３３を特定するための情報を含む認証要求をAAA３５に送信する（ステップA2）。
【００５６】
AAA３５は、PDG３４から認証要求を受信すると、その認証要求に含まれているFAP３３を特定するための情報を用いて認証処理を行い、認証結果をPDG３４に返送する（ステップA3）。ここでは、FAP３３の認証が成功したものとする。
【００５７】
PDG３４は、AAA３５から返送された認証結果を受信すると、認証応答をFAP３３に送信する（ステップA4）。AAA３５による認証結果はFAP３３の認証が成功した旨を示すものであるため、FAP３３とPDG３４との間にIPsecトンネルが確立される（ステップA5）。本実施形態においては、ステップA5で確立されたIPsecトンネルを共有トンネルとして用いるものとする。以下では、共有トンネルが確立された状態で、各動作が行われるものとする。
【００５８】
次に、3G-Femto網３０におけるCSサービスの位置登録時の動作について図５を参照して説明する。
【００５９】
3G網１０に位置登録されたUE３１が3G-Femto網３０のFAP３３が構築する通信エリア内に移動すると、UE３１は、CSサービスの位置登録を開始する。
【００６０】
まず、UE３１は、LAI(Location Area Information)の更新(normal location updating)を行うために、UE３１を識別するための情報(IMSI.UE：International Mobile Subscriber Identity. UE)を含む位置登録要求(Location Updating Request)をFAP３３に送信する（ステップB1）。
【００６１】
FAP３３は、UE３１から位置登録要求(Location Updating Request)を受信すると、APN(Access Point Name)とNAI(Network Access Identifier)とを含む認証要求をPDG３４に送信する（ステップB2）。APNはネットワークの連結ポイントを特定するための情報である。NAIは、ネットワークのアクセスを特定するための情報である。
【００６２】
FAP３３は、UE３１からLocation Updating Requestを受信したため、UE３１から受信したメッセージがCSサービスの位置登録の要求に対応するメッセージであると判別する。FAP３３は、CSサービスの位置登録が要求されると、"0CS0<UE_IMSI>/<Femto_IMSI>@realmname"を示すNAIを認証要求に含める。"0CS0"は、CSサービスの位置登録を示す情報である。"<UE_IMSI>"は、UEを特定するための情報であり、ステップB1で受信した位置登録要求に含まれるIMSI.UEである。""<Femto_IMSI>"は、FAPを特定するための情報である。
【００６３】
PDG３４は、FAP３３から認証要求を受信すると、その認証要求に含まれるNAIを含む認証要求をAAA３５に送信する（ステップB3）。
【００６４】
AAA３５は、PDG３４から認証要求を受信すると、その認証要求に含まれるNAIに基づき、PDG３４から受信したメッセージの種別を判別する。PDG３４から受信した認証要求には、"0CS0<UE_IMSI>/<Femto_IMSI>@realmname"を示すNAIが含まれているため、AAA３５は、PDG３４から受信したメッセージがCSサービスの位置登録の要求に対応するメッセージであると判別する。AAA３５は、CSサービスの位置登録の要求であると判別すると、NAIに示されるIMSI.UEを含む認証要求をHSS３８に送信する（ステップB4）。
【００６５】
HSS３８は、AAA３５から認証要求を受信すると、その認証要求に含まれるIMSI.UEを含む認証要求をHLR１２に送信する（ステップB5）。
【００６６】
HLR１２は、HSS３８から認証要求を受信すると、その認証要求に含まれるIMSI.UEに対応するRAND/AUTN/CK/IK/XRESを取得し、取得したRAND/AUTN/CK/XRESを含む認証結果をHSS３８に返送する（ステップB6）。
【００６７】
RAND/AUTN/CK/IK/XRESは、3GPPに準拠した情報である。RANDは、Random Challengeである。AUTHは、Authentication Tokenである。CKは、Cipher Keyである。IKは、Integrity Keyである。XRESは、Expected RESponseである。
【００６８】
なお、本処理動作では、HLR１２は、RAND/AUTN/CK/IK/XRESを含む認証結果を送信する(EAP-AKA認証)。しかし、HLR１２は、RAND/AUTH/KC/RESを含む認証結果を送信する場合もある（EAP-SIM認証）。HLR１２は、IMSI.UEに示されるUEが契約しているネットワークの能力に応じて、EAP-AKA認証(UMTS認証)とEAP-SIM認証(GSM認証)とのいずれかを選択する。
【００６９】
HSS３８は、HLR１２から認証結果を受信すると、その認証結果に含まれるRAND/AUTN/CK/IK/XRESを含む認証結果をAAA３５に返送する（ステップB7）。
【００７０】
AAA３５は、HSS３８から認証結果を受信すると、その認証結果に含まれるRAND/AUTN/CK/IKを含む認証結果をPDG３４に返送する（ステップB8）。
【００７１】
PDG３４は、AAA３５から認証結果を受信すると、その認証結果に含まれるRAND/AUTN/CK/IKを含む認証結果をFAP３３に返送する（ステップB9）。
【００７２】
FAP３３は、PDG３４から認証結果を受信すると、その認証結果に含まれるRAND/AUTNを含む認証結果をUE３１に送信する（ステップB10）。
【００７３】
UE３１は、FAP３３から認証結果を受信すると、その認証結果に含まれるRAND/AUTNに基づいて認証演算を行い、演算結果を含む認証結果応答をFAP３３に送信する（ステップB11）。なお、UE３１による認証演算は、3GPPに準拠した方法により行われる。
【００７４】
UE３１による認証演算の結果は、FAP３３およびPDG３４を介してAAA３５に送信される。AAA３５は、UE３１による認証演算の結果に基づいて、UE３１の認証を行う。なお、AAA３５によるUE３１の認証は、3GPPに準拠した方法により行われる。AAA３５は、UE３１の認証に成功したとすると、その旨をPDG３４に送信する。
【００７５】
PDG３４は、AAA３５からUE３１の認証に成功した旨を受信すると、FAP３３との間でメッセージの送受信を行う。PDG３４とFAP３３との間でメッセージの送受信により、IPsecトンネルが確立される（ステップB12）。なお、このIPsecトンネルは、UE単位で確立される。以下では、UE単位で確立されるIPsecトンネルを個別トンネルと称する。
【００７６】
FAP３３は、個別トンネルの確立後、その個別トンネルを介してINFORMATIONAL RequestをPDG３４に送信する。PDG３４は、FAP３３からINFORMATIONAL Requestを受信すると、INFORMATIONAL ResponseをFAP３３に送信する。その後、PDG３４とFAP３３との間でメッセージの送受信が行われ、ステップB12で確立された個別トンネルが解放される（ステップB13）。
【００７７】
上述したように、本実施形態においては、FAP３３とPDG３４との間に共有トンネルが確立された状態でUEの認証処理が行われる。なお、UEの認証処理が完了した後は、FAP３３とPDG３４との間に個別トンネルを確立しておく必要がない。そのため、ステップB13において、ステップB12で確立された個別トンネルを開放することで、不要なIPsecトンネルを開放し、リソースの有効活用を図ることができる。
【００７８】
次に、FAP３３は、UE３１のIMSI.UEを含む位置登録要求をP-CSCF３６に送信する（ステップB14）。
【００７９】
P-CSCF３６は、FAP３３から位置登録要求を受信すると、送信先解決要求をHSS３８に送信する（ステップB15）。
【００８０】
HSS３８は、P-CSCF３６から送信先解決要求を受信すると、送信先結果をP-CSCF３６に返送する（ステップB16）。
【００８１】
P-CSCF３６は、HSS３８から送信先結果を受信すると、UE３１のIMSI.UEを含む位置登録要求をS-CSCF３７に送信する（ステップB17）。
【００８２】
S-CSCF３７は、P-CSCF３６から位置登録要求を受信すると、その位置登録要求に含まれるIMSI.UEを含む認証要求をHSS３８に送信する（ステップB18）。
【００８３】
HSS３８は、S-CSCF３７から認証要求を受信すると、その認証要求に含まれるIMSI.UEを含む加入者情報登録要求をHLR１２に送信する（ステップB19）。
【００８４】
HLR１２は、HSS３８から加入者登録要求を受信すると、その加入者情報登録要求に含まれるIMSI.UEに示されるUEの加入者情報(CS用)をHSS３８に送信する（ステップB20）。
【００８５】
HSS３８は、HLR１２から加入者情報(CS用)を受信すると、その加入者情報をVLR３２に登録する。このように、UE３１の加入者情報(CS用)がVLR３２に登録されることで、3G-Femto網３０においても、CSサービスを提供することが可能となる。HSS３８は、加入者情報(CS用)の登録後、結果応答をHLR１２に送信する（ステップB21）。
【００８６】
HLR１２は、HSS３８から結果応答を受信すると、UE３１のMSISDN(Mobile Subscriber ISDN Number)を含む加入者情報登録要求をHSS３８に送信する（ステップB22）。
【００８７】
HSS３８は、HLR１２から加入者情報登録要求を受信すると、その加入者情報登録要求に含まれるMSISDNを含む認証応答をS-CSCF３７に送信する（ステップB23）。
【００８８】
S-CSCF３７は、HSS３８から認証応答を受信すると、その認証応答に含まれるMSISDNを含む位置登録応答をP-CSCF３６に送信する（ステップB24）。
【００８９】
P-CSCF３６は、S-CSCF３７から位置登録応答を受信すると、その位置登録応答に含まれるMSISDNを含む位置登録応答をFAP３３に送信する（ステップB25）。
【００９０】
FAP３３は、P-CSCF３６から位置登録応答を受信すると、その位置登録応答に含まれるMSISDNに示されるUE３１に位置登録応答を送信する（ステップB26）。
【００９１】
上述した処理を経て、VRL３２にUE３１の加入者情報(CS用)が登録され、UE３１の位置登録が完了する。
【００９２】
次に、3G-Femto網３０におけるCS音声発信時の動作について図６を参照して説明する。なお、図１においては記載を省略したが、本実施形態の通信システム１は、UEへの呼着信のルーティングを行うGMSC(Gateway Mobile Switching Center)６１と、GMSC６１から受信したメッセージを3G-Femto網３０における所定のプロトコルのメッセージに変換して、FPA３３に送信するMGW(Media Gateway)６２と、MGW６２を制御するMGCF(Media Gateway Control Function)６３と、をさらに有している。CS音声発信時には、GMSC６１、MGW６２およびMGCF６３も処理に関連するため、図６においては、これらについても記載している。
【００９３】
UE３１にCS音声発信の要求が入力されると、UE３１は、音声発信要求をFAP３３に送信する（ステップC1）。
【００９４】
FAP３３は、UE３１から音声発信要求を受信すると、P-CSCF３６に音声発信要求を送信する（ステップC2）。
【００９５】
P-CSCF３６は、FAP３３から音声発信要求を受信すると、S-CSCF３７に音声発信要求を送信する（ステップC3）。
【００９６】
S-CSCF３７は、P-CSCF３６から音声発信要求を受信すると、MGCF６３に音声発信要求を送信する（ステップC4）。
【００９７】
MGCF６３は、S-CSCF３７から音声発信要求を受信すると、GMSC６１に音声発信要求を送信する（ステップC5）。
【００９８】
上述したステップC1からステップC5の処理により、GMSC６１とMGW６２との間では、STM(Synchronous Transfer Mode)による信号の送受信が可能となる。また、MGW６２とFAP３３との間では、RTP(Real-time Transfer Protocol)による信号の送受信が可能となる。MGW６２は、STMとRTPとの間でメッセージの変換を行う。ここで、MGW６２は、図４のステップA5において確立された共有トンネルを介して、FPA３３に信号を送信する。
【００９９】
FAP３３は、音声発信要求を送信してきたUE３１との間に無線ベアラ（CS-RAB）を確立し、その無線ベアラを介してUE３１との間で信号の送受信を行う。
【０１００】
次に、3G-Femto網３０におけるPSサービスの位置登録時の動作について図７を参照して説明する。
【０１０１】
3G網１０に位置登録されたUE３１がFAP３３が構築する通信エリア内に移動すると、UE３１は、PSサービスの位置登録を開始する。
【０１０２】
まず、UE３１は、RAI(Routing Area Information)の更新(normal routing updating)を行うために、IMSI.UEを含む位置登録要求(Routing Area Updating Request)をFAP３３に送信する（ステップD1）。
【０１０３】
FAP３３は、UE３１から位置登録要求(Routing Area Updating Request)を受信すると、APNとNAIとを含む認証要求をPDG３４に送信する（ステップD2）。
【０１０４】
FAP３３は、UE３１からRouting Area Updating Requestを受信したため、UE３１から受信したメッセージがPSサービスの位置登録の要求に対応するメッセージであると判別する。FAP３３は、PSサービスの位置登録が要求されると、"0PS0<UE_IMSI>/<Femto_IMSI>@realmname"を示すNAIを認証要求に含める。"0PS0"は、PSサービスの位置登録を示す情報である。"<UE_IMSI>"は、UEを特定するための情報であり、ステップD1で受信した位置登録要求に含まれるIMSI.UEである。"<Femto_IMSI>"は、FAPを特定するための情報である。
【０１０５】
PDG３４は、FAP３３から認証要求を受信すると、その認証要求に含まれるNAIを含む認証要求をAAA３５に送信する（ステップD3）。
【０１０６】
AAA３５は、PDG３４から認証要求を受信すると、その認証要求に含まれるNAIに基づき、PDG３４から受信したメッセージの種別を判別する。PDG３４から受信した認証要求には、"0PS0<UE_IMSI>/<Femto_IMSI>@realmname"を示すNAIが含まれているため、AAA３５は、PDG３４から受信したメッセージがPSサービスの位置登録の要求に対応するメッセージであると判別する。AAA３５は、PSサービスの位置登録の要求であると判別すると、NAIに示されるIMSI.UEを含む認証要求をHSS３８に送信する（ステップD４）。
【０１０７】
HSS３８は、AAA３５から認証要求を受信すると、その認証要求に含まれるIMSI.UEを含む認証要求をHLR１２に送信する（ステップD5）。
【０１０８】
HLR１２は、HSS３８から認証要求を受信すると、その認証要求に含まれるIMSI.UEに対応するRAND/AUTN/CK/IK/XRESを取得し、取得したRAND/AUTN/CK/XRESを含む認証結果をHSS３８に返送する（ステップD6）。
【０１０９】
HSS３８は、HLR１２から認証結果を受信すると、その認証結果に含まれるRAND/AUTN/CK/IK/XRESを含む認証結果をAAA３５に返送する（ステップD7）。
【０１１０】
AAA３５は、HSS３８から認証結果を受信すると、その認証結果に含まれるRAND/AUTN/CK/IKを含む認証結果をPDG３４に返送する（ステップD8）。
【０１１１】
PDG３４は、AAA３５から認証結果を受信すると、その認証結果に含まれるRAND/AUTN/CK/IKを含む認証結果をFAP３３に返送する（ステップD9）。
【０１１２】
FAP３３は、PDG３４から認証結果を受信すると、その認証結果に含まれるRAND/AUTNを含む認証結果をUE３１に送信する（ステップD10）。
【０１１３】
UE３１は、FAP３３から認証結果を受信すると、その認証結果に含まれるRAND/AUTNに基づいて認証演算を行い、演算結果を含む認証結果応答をFAP３３に送信する（ステップD11）。なお、UE３１による認証演算は、3GPPに準拠した方法により行われる。
【０１１４】
UE３１による認証演算の結果は、FAP３３およびPDG３４を介してAAA３５に送信される。AAA３５は、UE３１による認証演算の結果に基づいて、UE３１の認証を行う。なお、AAA３５によるUE３１の認証は、3GPPに準拠した方法により行われる。AAA３５は、UE３１の認証に成功したとすると、その旨をPDG３４に送信する。
【０１１５】
PDG３４は、AAA３５からUE３１の認証に成功した旨を受信すると、FAP３３との間でメッセージの送受信を行う。PDG３４とFAP３３との間でメッセージの送受信により、個別トンネルが確立される（ステップD12）。
【０１１６】
FAP３３は、個別トンネルの確立後、その個別トンネルを介してINFORMATIONAL RequestをPDG３４に送信する。PDG３４は、FAP３３からINFORMATIONAL Requestを受信すると、INFORMATIONAL ResponseをFAP３３に送信する。その後、PDG３４とFAP３３との間でメッセージの送受信が行われ、ステップD12で確立された個別トンネルが解放される（ステップD13）。その後、FAP３３は、PS位置登録応答をUE３１に送信する（ステップD14）。
【０１１７】
上述したように、本実施形態においては、FAP３３とPDG３４との間に共有トンネルが確立された状態でUE３１の認証処理が行われる。UE３１の認証処理が成功すると、FAP３３とPDG３４との間に個別トンネルが確立され、FAP３３とPDG３４との間で所定のメッセージの送受信が行われた後、その個別トンネルが解放される。これにより、PSサービスの位置登録の際に、UE３１の認証処理を行うことが可能となる。
【０１１８】
次に、3G-Femto網３０におけるPS発信時の動作について説明する。
【０１１９】
まず、比較のために、通信システム１に3GPP TS 24.327に規定されている、UE単位でIPsecトンネルを確立する方法を適用した場合の動作例について図８を参照して説明する。なお、本動作例では、VLR３２が、UE３１へのPSサービスの提供を制御するSGSNとして動作するものとする。
【０１２０】
UE３１にPS発信の要求が入力されると、UE３１は、PS発信要求をFAP３３に送信する（ステップE1）。次いで、UE３１は、IMSI.UEを含むPSセッション確立要求(Active PDP(Packet Data Protocol) Context Request)をFAP３３に送信する（ステップE2）。
【０１２１】
FAP３３は、UE３１からPSセッション確立要求(Active PDP Context Request)を受信すると、APNとNAIとを含む認証要求をVLR３２に送信する（ステップE3）。
【０１２２】
FAP３３は、UE３１からActive PDP Context Requestを受信したため、UE３１から受信したメッセージがPS発信の要求の対応するメッセージであると判別する。FAP３３は、PS発信が要求されると、"0PDP0<UE_IMSI>/<Femto_IMSI>@realmname"を示すNAIを認証要求に含めてVLR３２に送信する。"0PDP0"は、PS発信を示す情報である。"<UE_IMSI>"は、UEを特定するための情報であり、ステップE2で受信したPSセッション確立要求に含まれるIMSI.UEである。"<Femto_IMSI>"は、FAPを特定するための情報である。
【０１２３】
VLR３２は、FAP３３から認証要求を受信すると、その認証要求に含まれるNAIを含む認証要求をAAA３５に送信する（ステップE4）。
【０１２４】
AAA３５は、VRL３２から認証要求を受信すると、その認証要求に含まれるNAIに基づき、VLR３２から受信したメッセージの種別を判別する。VLR３２から受信した認証要求には、"0PDP0<UE_IMSI>/<Femto_IMSI>@realmname"を示すNAIが含まれているため、AAA３５は、VLR３２から受信したメッセージがPS発信の要求に対応するメッセージであると判別する。AAA３５は、PS発信の要求であると判別すると、NAIに示されるIMSI.UEを含む認証要求をHSS３８に送信する（ステップE5）。
【０１２５】
HSS３８は、AAA３５から認証要求を受信すると、その認証要求に含まれるIMSI.UEを含む認証要求をHLR１２に送信する（ステップE6）。
【０１２６】
HLR１２は、HSS３８から認証要求を受信すると、その認証要求に含まれるIMSI.UEに対応するRAND/AUTN/CK/IK/XRESを取得し、取得したRAND/AUTN/CK/XRESを含む認証結果応答をHSS３８に送信する（ステップE7）。
【０１２７】
HSS３８は、HLR１２から認証結果応答を受信すると、その認証結果応答に含まれるRAND/AUTN/CK/IK/XRESを含む認証結果応答をAAA３５に送信する（ステップE8）。
【０１２８】
AAA３５は、HSS３８から認証結果応答を受信すると、その認証結果応答に含まれるRAND/AUTN/CK/IKを含む認証結果応答をVLR３２に送信する（ステップE9）。
【０１２９】
VLR３２は、AAA３５から認証結果応答を受信すると、その認証結果応答に含まれるRAND/AUTN/CK/IKを含む認証結果応答をFAP３３に返送する（ステップE10）。
【０１３０】
FAP３３は、PDG３４から認証結果応答を受信すると、その認証結果応答に含まれるRAND/AUTNを含む認証結果をUE３１に送信する（ステップE11）。
【０１３１】
UE３１は、FAP３３から認証結果を受信すると、その認証結果に含まれるRAND/AUTNに基づいて認証演算を行い、演算結果を含む結果応答をFAP３３に送信する（ステップE12）。なお、UE３１による認証演算は、3GPPに準拠した方法により行われる。
【０１３２】
FAP３3
は、UE３１から結果応答を受信すると、その結果応答に含まれる認証演算の結果を含む結果応答をVLR３２に送信する（ステップE13）。VLR３２は、FAP３１から受信した結果応答に含まれる認証演算の結果をAAA３５に送信する。AAA３５は、その認証演算の結果に基づいて、UE３１の認証を行う。なお、AAA３５によるUE３１の認証は、3GPPに準拠した方法により行われる。AAA３５は、UE３１の認証に成功したとすると、その旨をVLR３２に送信する。
【０１３３】
VLR３２は、AAA３５からUE３１の認証に成功した旨を受信すると、そのUE３１の加入者情報（PS用）の作成を要求するPS加入者情報作成要求をHLR１２に送信する（ステップE１４）。
【０１３４】
HLR１２は、VLR３２からUE３１の加入者情報（PS用）の作成要求を受信すると、管理している加入者情報からそのUE３１の加入者情報（PS用）を作成し、作成した加入者情報（PS用）をVLR３２に送信する（ステップE15）。
【０１３５】
VLR３２は、HLR１２から送信されてきたUE３２の加入者情報（PS用）を記憶する。このように、VLR３２にUE３１の加入者情報が登録されることで、そのUE３１にPS付加サービスを提供することが可能となる。VLR３２は、UE３１の加入者情報（PS用）を記憶すると、結果応答をHLR１２に送信する（ステップE16）。
【０１３６】
HLR１２は、VLR３２から結果応答を受信すると、PS加入者情報作成応答をVRL３２に送信する（ステップE17）。
【０１３７】
VLR３２は、HLR１２からPS加入者情報作成応答を受信すると、PSセッション確立要求をGGSN１７に送信する（ステップE18）。
【０１３８】
GGSN１７は、VLR３２からPSセッション確立要求を受信すると、PSセッション確立応答をVLR３２に送信する（ステップE19）。
【０１３９】
VLR３２は、GGSN１７からPSセッション確立応答を受信すると、認証応答をFAP３３に送信する（ステップE20）。
【０１４０】
FAP３３は、VLR３２から認証応答を受信すると、PSセッション確立応答をUE３１に送信する（ステップE21）。
【０１４１】
上述したステップE1からステップE21の処理により、GGSN１７とVLR３２との間には、GTP-UプロトコルによるトンネルGnが確立される。また、VLR３２とFAP３３との間には、IPsecトンネルが確立される。ここで、本動作例においては、PS発信を要求したUE毎に、IPsecトンネル(個別トンネル)が確立される。そのため、FAP３３が確立するIPsecトンネルの数が増加し、FAP３３がIPsecトンネルを確立可能な上限数に達してしまい、FAP３３に接続することができないUEの数が増加してしまうという問題がある。
【０１４２】
FAP３３とUE３１との間には無線ベアラ（PS-RAB）が確立される。ここで、例えば、所定時間以上、信号の送受信が無いと、FAP３３とUE３１との間の無線ベアラが解放されるプリザベーションという処理が行われる。
【０１４３】
次に、本実施形態の3G-Femto網３０におけるPS発信時の動作について図９を参照して説明する。なお、本実施形態においては、PDG３４が仮想的にSGSNとして機能する例を用いて説明してきたが、図８との比較のために、図９においては、PDG３４とは別に、SGSN９１が設けられたものとして説明する。図１０は、SGSN９１を設けた場合のネットワーク構成の一例を示す図である。なお、図１０において、図１と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
【０１４４】
図９を参照すると、UE３１にPS発信の要求が入力されると、UE３１は、PS発信要求をFAP３３に送信する（ステップF1）。次いで、UE３１は、IMSI.UEを含むPSセッション確立要求(Active PDP Context Request)をFAP３３に送信する（ステップF2）。
【０１４５】
FAP３３は、UE３１からPSセッション確立要求(Active PDP Context Request)を受信すると、FAP３２３とPDG３４との間に確立された共有トンネルを介して、APNとNAIとを含む認証要求をSGSN９１に送信する（ステップF3）。
【０１４６】
FAP３３は、UE３１からActive PDP Context Requestを受信したため、UE３１から受信したメッセージがPS発信の要求の対応するメッセージであると判別する。FAP３３は、PS発信が要求されると、"0PDP0<UE_IMSI>/<Femto_IMSI>@realmname"を示すNAIを認証要求に含める。"0PDP0"は、PS発信を示す情報である。"<UE_IMSI>"は、UEを特定するための情報であり、ステップF2で受信したPSセッション確立要求に含まれるIMSI.UEである。"<Femto_IMSI>"は、FAPを特定するための情報である。
【０１４７】
SGSN９１は、FAP３３からPSセッション確立要求を受信すると、そのPSセッション確立要求に含まれるIMSI.UEに示されるUE３１の加入者情報（PS用）の作成を要求する加入者情報作成要求(MAP Update GPRS Location)をHLR１２に送信する（ステップF4）。
【０１４８】
HLR１２は、SGSN９１からUE３１の加入者情報（PS用）の作成要求を受信すると、管理している加入者情報からそのUE３１の加入者情報（PS用）を作成し、作成した加入者情報（PS用）(MAP-Insert Subscriber Data)をSGSN９１に送信する（ステップF5）。
【０１４９】
SGSN９１は、HLR１２から送信されてきたUE３２の加入者情報（PS用）をVRL３２に登録する。このようにUE３１の加入者情報がVLR３２に登録されることで、そのUE３１にPS付加サービスを提供することが可能となる。SGSN９１は、UE３１の加入者情報（PS用）をVLR３２に登録すると、結果応答(MAP-Insert Subscriber Data Ack)をHLR１２に送信する（ステップF6）。
【０１５０】
HLR１２は、SGSN９１から結果応答を受信すると、PS加入者情報作成応答(MAP-Update GPRS Location Ack)をSGSN９１に送信する（ステップF7）。
【０１５１】
SGSN９１は、HLR１２からPS加入者作成応答を受信すると、PSセッション確立要求をGGSN１７に送信する（ステップF8）。
【０１５２】
GGSN１７は、SGSN９１からPSセッション確立要求を受信すると、PSセッション確立応答をSGSN９１に送信する（ステップF9）。
【０１５３】
SGSN９１は、GGSN１７からPSセッション確立応答を受信すると、PDG３４とFAP３３との間に確立された共有トンネルを介して、PS発信応答をFAP３３に送信する（ステップF10）。
【０１５４】
FAP３３は、SGSN９１から認証応答を受信すると、PSセッション確立応答をUE３１に送信する（ステップF11）。
【０１５５】
上述したステップF1からステップF11の処理により、GGSN１７とSGSN９１との間には、GTP-UプロトコルによるトンネルGnが確立される。また、SGSN９１とFAP３３との間には、GTP-UプロトコルによるトンネルGnが確立される。
【０１５６】
ここで、本実施形態においては、ステップF3におけるFAP３３からSGSN９１へのPS発信要求の送信と、ステップF10におけるSGSN９１からFAP３３へのPS発信応答の送信と、が共有トンネルを介して行われる。そのため、複数のUEからPS発信の要求があった場合にも、UE毎にIPsecトンネルを確立する必要がなくなり、FAP３３の処理負荷を低減させることができる。
【０１５７】
また、FAP３３およびSGSN９１は、PS発信要求とPS発信応答との送受信により、IPsecトンネルではなく、GTP-Uプロトコルによるトンネルを確立するための互いのトンネルIDを交換する。その結果、FAP３３とPDG３４との間に確立された共有トンネル上に、SGSN９１とFAP３３との間のトンネルGnが確立される。SGSN９１は、複数のUEからPSサービスの提供の要求があった場合にも、複数のUEに対して共通のIPsecトンネル（共有トンネル）を介してPSサービスを提供する。そのため、複数のUEにPSサービスを提供する場合にも、UE毎にIPsecトンネルを確立する必要がなくなり、FAP３３の処理負荷を低減させることができる。
【０１５８】
このように本実施形態によれば、FAP３３とSGSNとの間に複数のUEで共有されるIPsecトンネル（共有トンネル）を確立し、複数のUEに対して共通のIPsecトンネル（共有トンネル）を介してPSサービスを提供する。
【０１５９】
そのため、UE毎にIPsecトンネルを確立する必要がなくなり、FAP３３の処理負荷を低減することができる。
【０１６０】
なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
【０１６１】
例えば、上述した実施形態においては主に、PDG３４がSGSNとして機能する例を用いて説明したが、図１０に示すように、PDG３４とは別に、SGSNを設けるようにしてもよい。そのため、本実施形態の通信システムは、FAP３３とPDG３４との間にIPsecを確立し、複数のUEからPSサービスの提供の要求があるとその複数のUEに対して共通のIPsecトンネルを介してPSサービスを提供することが可能であれば、様々なシステム構成により構築することが可能である。
【０１６２】
また、本実施形態における通信システムは、3GPPのVersionには依存せずに処理を行うことが可能である。
【０１６３】
また、上述した本実施形態における通信システムを構成する各装置における制御動作は、ハードウェア、または、ソフトウェア、あるいは、両者の複合構成を用いて実行することも可能である。
【０１６４】
なお、ソフトウェアを用いて処理を実行する場合には、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ内のメモリにインストールして実行させることが可能である。あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。
【０１６５】
例えば、プログラムは、記録媒体としてのハードディスクやROM（Read Only Memory）に予め記録しておくことが可能である。あるいは、プログラムは、リムーバブル記録媒体に、一時的、あるいは、永続的に格納（記録）しておくことが可能である。このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することが可能である。リムーバブル記録媒体としては、フロッピー（登録商標）ディスク、CD-ROM（Compact Disc Read Only Memory）、MO（Magneto optical）ディスク、DVD（Digital Versatile Disc）、磁気ディスク、半導体メモリなどが挙げられる。
【０１６６】
なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体からコンピュータにインストールすることになる。また、ダウンロードサイトから、コンピュータに無線転送することになる。また、ネットワークを介して、コンピュータに有線で転送することになる。
【０１６７】
また、本実施形態における通信システムは、上記実施形態で説明した処理動作に従って時系列的に処理を実行するのみならず、処理を実行する装置の処理能力、あるいは、必要に応じて並列的にあるいは個別に処理を実行するように構築することも可能である。
【０１６８】
また、本実施形態における通信システムは、複数の装置の論理的集合構成にしたり、各構成の装置が同一筐体内に存在する構成にしたりするように構築することも可能である。
【０１６９】
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
IMS（IP Multimedia subsystem）網において、フェムトセル用基地局が構築する通信エリア内に存在するUE(User Equipment)にPS(Packet Switching)サービスを提供するサービス制御装置であって、
前記フェムトセル用基地局との間にIPsec(Security Architecture for Internet Protocol)トンネルを確立するトンネル確立手段と、
複数の前記UEから前記PSサービスの提供の要求があると、前記複数のUEに対して、前記トンネル確立手段により確立された共通のIPsecトンネルを介して前記PSサービスを提供するサービス制御手段と、を有することを特徴とするサービス制御装置。
（付記２）
付記１記載のサービス制御装置において、
前記PSサービスを提供するための加入者情報を管理するHLR(Home Location Register)から前記UEの加入者情報を取得し、前記IMS網に存在するVRL(Visitor Location Register)に登録する登録手段をさらに有し、
前記サービス制御手段は、前記VRLに登録された前記加入者情報を用いて前記PSサービスを提供することを特徴とするサービス制御装置。
（付記３）
IMS（IP Multimedia subsystem）網において、通信エリアを構築するフェムトセル用基地局とコア側との間でメッセージを中継する中継装置であって、
前記フェムトセル用基地局との間にIPsec(Security Architecture for Internet Protocol)トンネルを確立するトンネル確立手段と、
前記通信エリア内に存在する複数のUE(User Equipment)からPS(Packet Switching)サービスの提供の要求があると、前記複数のUEに対して、前記トンネル確立手段により前記フェムトセル用基地局との間に確立された共通のIPsecトンネルを介して前記PSサービスを提供するサービス制御手段と、を有することを特徴とする中継装置。
（付記４）
付記３記載の中継装置において、
前記PSサービスを提供するための加入者情報を管理するHLR(Home Location Register)から前記UEの加入者情報を取得し、前記IMS網に存在するVRL(Visitor Location Register)に登録する登録手段をさらに有し、
前記サービス制御手段は、前記VRLに登録された前記加入者情報を用いて前記PSサービスを提供することを特徴とする中継装置。
（付記５）
IMS（IP Multimedia subsystem）網において、通信エリアを構築するフェムトセル用基地局であって、
前記通信エリア内に存在するUE(User Equipment)にPS(Packet Switching)サービスを提供するサービス制御装置との間にIPsecトンネルを確立するトンネル確立手段と、
複数の前記UEから前記PSサービスの提供の要求があると、前記複数のUEに対する前記PSサービスの提供に応じたメッセージを、前記トンネル確立手段により確立された共通のIPsecトンネルを介して前記サービス制御装置との間で送受信する制御手段と、を有することを特徴とするフェムトセル用基地局。
（付記６）
付記５記載のフェムトセル用基地局であって、
前記PSサービスを提供するための加入者情報を管理するHLR(Home Location Register)から前記UEの加入者情報を取得し、前記IMS網に存在するVRL(Visitor Location Register)に登録する登録手段をさらに有することを特徴とするフェムトセル用基地局。
（付記７）
通信エリアを構築するフェムトセル用基地局と、前記通信エリア内に存在するUE(User Equipment)にPS(Packet Switching)サービスを提供するサービス制御装置と、を備え、IMS（IP Multimedia subsystem）網を構成する通信システムであって、
前記フェムトセル用基地局は、前記フェムトセル用基地局と前記サービス制御装置との間にIPsecトンネルを確立し、
前記サービス制御装置は、複数の前記UEから前記PSサービスの提供の要求があると、前記複数のUEに対して、共通のIPsecトンネルを介して前記PSサービスを提供することを特徴とする通信システム。
（付記８）
付記７記載の通信システムにおいて、
前記サービス制御装置は、前記PSサービスを提供するための加入者情報を管理するHLR(Home Location Register)から前記UEの加入者情報を取得し、前記IMS網に存在するVRL(Visitor Location Register)に登録することを特徴とする通信システム。
（付記９）
付記７または８記載の通信システムにおいて、
前記サービス制御装置は、前記フェムトセル用基地局とコア側との間でメッセージを中継する中継装置であることを特徴とする通信システム。
（付記１０）
IMS（IP Multimedia subsystem）網において、フェムトセル用基地局が構築する通信エリア内に存在するUE(User Equipment)にPS(Packet Switching)サービスを提供するサービス制御装置の制御方法であって、
前記フェムトセル用基地局との間にIPsec(Security Architecture for Internet Protocol)トンネルを確立し、
複数の前記UEから前記PSサービスの提供の要求があると、前記複数のUEに対して、共通のIPsecトンネルを介して前記PSサービスを提供することを特徴とするサービス制御装置の制御方法。
（付記１１）
IMS（IP Multimedia subsystem）網において、通信エリアを構築するフェムトセル用基地局の制御方法であって、
前記通信エリア内に存在するUE(User Equipment)にPS(Packet Switching)サービスを提供するサービス制御装置との間にIPsecトンネルを確立し、
複数の前記UEから前記PSサービスの提供の要求があると、前記複数のUEに対する前記PSサービスの提供に応じたメッセージを、共通のIPsecトンネルを介して前記サービス制御装置との間で送受信することを特徴とするフェムトセル用基地局の制御方法。
（付記１２）
IMS（IP Multimedia subsystem）網において、通信エリアを構築するフェムトセル用基地局と前記通信エリア内に存在するUEにPSサービスを提供するサービス制御装置との間にIPsecトンネルを確立する処理と、
複数の前記UEから前記PSサービスの提供の要求があると、前記複数のUEに対して、共通のIPsecトンネルを介して前記PSサービスを提供する処理と、をコンピュータに実行させるプログラム。
【符号の説明】
【０１７０】
１    通信システム
２    PDN
３    P-GW
１０    3G網
１１，２１，３１  UE
１２    HLR
１３，２２，３２    VLR
１４    NB
１５    RNC
１６    SGSN
１７    GGSN
２０    LTE網
２３    eNB
２４    MME-S-GW
３０    3G-Femto網
３３    FAP
３４    PDG
３５    AAA
３６    P-CSCF
３７    S-CSCF
３８    HSS
２０１    トンネル確立部
２０２    制御部
３０１    登録手段
３０２    トンネル確立部
３０３    サービス制御部
６１    GMSC
６２    MGW
６３    MGCF
９１    SGSN
【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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【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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