JP6146105B2 - ゲートウェイシステム、拡張ゲートウェイ、拡張エッジ装置、移動端末接続方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明はゲートウェイシステム、拡張ゲートウェイ、拡張エッジ装置、移動端末接続方法およびプログラムに関し、特に携帯端末を固定通信ネットワーク経由で移動体通信ネットワークに接続するゲートウェイシステム等に関する。

移動体通信サービスにおいて、ユーザの使用する携帯端末は、従来型のフィーチュアフォンからスマートフォンへと急速に置換されている。非特許文献１に記載された民間の調査機関による平成２４年１０月時点での調査では、個人の携帯電話利用者のうちの３９．９％がスマートフォンを利用しているという結果が出ており、遅くとも平成２５年中には個人利用の携帯電話の過半数がスマートフォンになるであろうと予想されている。

スマートフォンはフィーチュアフォンと比べて、より多くのデータを扱うことができる。従って、スマートフォンが普及すると、データトラフィックが飛躍的に増加し、無線通信網の輻輳が発生することになる。通信サービス業者にとっては、スマートフォンのトラフィックの一部をいわゆるワイファイ（Wifi, 別名無線ＬＡＮ: IEEE802.11a/b/g/n）を利用した固定通信網に収容することによって無線通信網の輻輳を回避する、いわゆるオフロード（Off-Load）が急務となっている。非特許文献２には、そのようなオフロードの概要について記載されている。

しかしながら、スマートフォンにはインターネット全体に対して提供されるサービスだけではなく、移動体通信に（特定の通信サービス業者に）特有のサービスもある。より具体的には、ペアレンタルコントロール、電子メールサービス、閉域コンテンツなどのような、個々の端末ごとの契約に関連づけられたサービスがこれに該当する。固定通信ネットワークに収容された状態のままでは、ユーザはそれらのようなサービスを利用することができない。

そのため、固定通信ネットワークの一部を利用して携帯端末を移動体通信ネットワークにアクセスさせるという接続形態が、各業者の間で検討されている。移動体通信システムの技術仕様標準化のための国際機関である３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では、そのための手法として、信頼できる固定通信ネットワークを前提としたＳ２ａインタフェースによる収容や、信頼できない固定通信ネットワークを前提としたＳ２ｂインタフェースによる収容を、非特許文献３の３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０２規格で定義している。

以上に関連する技術文献として、次の各々がある。特許文献１には、携帯端末などのモバイルノードがホームドメインをローミングする際のシグナリングを減少するための手法が記載されている。特許文献２には、ホームゲートウェイのネットワークアドレス変換方法（ＩＰｖ６とＩＰｖ４の間の変換など）が記載されている。特許文献３には、携帯端末の設定を変更することなくホームエージェントのホームアドレスの設定が可能であるという技術が記載されている。

非特許文献１には、前述のように携帯電話の利用動向に関する調査結果が記載されている。非特許文献２には、前述のオフロードの概要について記載されている。非特許文献３は、前述のＴＳ２３．４０２規格について記載されている。非特許文献４には、異なる無線システムの間でのハンドオーバーを可能とする技術が記載されている。

再特ＷＯ２００９／１５３９４３号 特開２００６−２４６４６４号公報 特開２００５−１４３０９５号公報

「スマートフォン利用率は個人が39.9％、企業が41.7％とほぼ倍増 個人のスマートフォンユーザーのFacebook利用率は38.7％9年目の実績、個人3262人企業担当者1795人 『スマートフォン/ケータイ利用動向調査2013』 11月22日（木）発売」、平成２４年１１月２０日、［平成２５年４月９日検索］、（株）インプレスＲ＆Ｄ、インターネット＜URL：http://www.impressrd.jp/news/121120/kwp2013＞ 「『つながるスマートフォン』実現の切り札、オフロードって何？」、平成２３年１１月、［平成２５年４月９日検索］、ＴＤＫ（株）、インターネット＜URL：http://www.tdk.co.jp/techmag/knowledge/201111u/＞ 「3GPP TS 23.401: General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access」、［平成２５年４月９日検索］、３ＧＰＰ、インターネット＜URL：http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/23401.htm＞ 西田克利他、「Ａｌｌ−ＩＰネットワークを実現するＳＡＥ基本制御技術」、平成２１年１０月、［平成２５年４月９日検索］、（株）ＮＴＴドコモ、ＮＴＴドコモテクニカルジャーナル、第１７巻第３号、インターネット＜URL：http://www.nttdocomo.co.jp/binary/pdf/corporate/technology/rd/technical_journal/bn/vol17_3/vol17_3_006jp.pdf＞

前述の通り、前述のＴＳ２３．４０２規格のＳ２ａ／Ｓ２ｂインタフェースによる接続を利用して、携帯端末をワイファイから固定通信ネットワークの一部を利用して移動体通信ネットワークにアクセスさせるという技術は、既に確立されている。

しかしながら、移動体通信ネットワークに配備するｅＰＤＧ（evolved Packet Data Gateway）を用いてこの携帯端末をＳ２ｂインタフェースでＰＧＷ（Packet Dana Network Gateway）に接続する場合、移動端末とｅＰＤＧの間のＳＷｕインタフェースとしてＩＰｓｅｃ（Security Architecture for IP）プロトコルが必要となる。このプロトコルは、全ての携帯端末に標準的に備えられているものではない。

また、固定通信ネットワークが信頼できるという前提であれば、前述のＴＳ２３．４０２規格で標準化された、固定通信ネットワークに配備するゲートウェイからＳ２ａインタフェースで直接ＰＧＷに接続するというモデルを利用することができる。

しかしながら、そこでは固定通信ネットワークの信頼性を担保する手段が明確になっていない。そのため、移動端末と収容装置の間をＰ２Ｐ（Peer to Peer）リンクで接続するための具体的な構成が確立されていない。また、そのようなＰ２Ｐリンク機能も、全ての携帯端末に標準的に備えられているものではない。

さらに、既存の方式では移動端末に対して移動体通信ネットワークからグローバルアドレスを割り当てる方式であるので、ワイファイに接続している状態の移動端末が、同一の固定通信ネットワークのプライベートアドレスを持つ他の端末と通信を行うには、インターネット経由でのＮＡＴ（Network Address Translation）越えを行うか、あるいは移動端末の設定を変更してワイファイの接続変更をする必要がある。

以上の問題点は、前述の特許文献１〜３および非特許文献１〜４では言及されていないし、この問題点の解決に利用しうる技術もこれらの文献には記載されていない。

本発明の目的は、ＩＰｓｅｃプロトコルやＰ２Ｐリンク機能を備えていない携帯端末であっても、固定通信ネットワーク経由で移動体通信ネットワークに接続することを可能とするゲートウェイシステム、拡張ゲートウェイ、拡張エッジ装置、移動端末接続方法およびプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係るゲートウェイシステムは、移動端末および固定端末を接続可能な拡張ホームゲートウェイと、拡張ホームゲートウェイとインターネットとの間の固定通信を介在する拡張エッジ装置とを備えたゲートウェイシステムであって、拡張エッジ装置が、移動端末の属する移動体通信サービスとの間で国際規格である３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳ２ａインタフェースを経由して接続してデータ転送が可能なｅＰＤＧ（evolved Packet Data Gateway）を備え、拡張ホームゲートウェイが、加入者側の移動端末とワイファイ（Ｗｉ−Ｆｉ）によって接続され、かつ局側のｅＰＤＧとの間でＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＷｕインタフェース経由で接続されると共に、これによって移動端末と移動体通信サービスとの間の接続を介在する移動端末ユーザエージェントを備えたこと、を特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る拡張ゲートウェイは、移動端末および固定端末を接続可能な拡張ホームゲートウェイであって、拡張ホームゲートウェイとインターネットとの間の固定通信を介在し、かつ移動端末の属する移動体通信サービスとの間で国際規格である３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳ２ａインタフェースを経由して接続してデータ転送が可能なｅＰＤＧ（evolved Packet Data Gateway）を備えた拡張エッジ装置と接続されていると共に、加入者側の移動端末とワイファイ（Ｗｉ−Ｆｉ）によって接続され、かつ局側のｅＰＤＧとの間でＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＷｕインタフェース経由で接続されると共に、これによって移動端末と移動体通信サービスとの間の接続を介在する移動端末ユーザエージェントを備えたこと、を特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る拡張エッジ装置は、移動端末および固定端末を接続可能な拡張ホームゲートウェイとインターネットとの間の固定通信を介在する拡張エッジ装置であって、移動端末の属する移動体通信サービスとの間で国際規格である３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳ２ａインタフェースを経由して接続してデータ転送が可能なｅＰＤＧ（evolved Packet Data Gateway）を備え、ｅＰＤＧに、移動体通信サービスに備えられたＡＡＡサーバにＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＴａインタフェース経由で接続して移動端末をＥＡＰ（Extensible Authentication Protocol）によって認証するＴＷＡＰ（Trusted WLAN AAA Proxy）と、認証された当該移動端末と移動体通信サービスとの間のＳ２ａインタフェースによる接続を介在するＴＷＡＧ（Trusted WLAN Access Gateway）とが併設されていること、を特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る移動端末接続方法は、移動端末および固定端末を接続可能な拡張ホームゲートウェイと、拡張ホームゲートウェイとインターネットとの間の固定通信を介在する拡張エッジ装置とを備えたゲートウェイシステムにあって、拡張ホームゲートウェイの移動端末ユーザエージェントが、加入者側の移動端末との間をワイファイ（Ｗｉ−Ｆｉ）によって接続し、拡張ホームゲートウェイの移動端末ユーザエージェントが、局側の拡張エッジ装置との間を国際規格である３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＷｕインタフェース経由で接続し、拡張エッジ装置のｅＰＤＧ（evolved Packet Data Gateway）が、移動端末の属する移動体通信サービスとの間をＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳ２ａインタフェース経由で接続すること、を特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る移動端末接続プログラムは、移動端末および固定端末を接続可能な拡張ホームゲートウェイと、拡張ホームゲートウェイとインターネットとの間の固定通信を介在する拡張エッジ装置とを備え、拡張エッジ装置のｅＰＤＧ（evolved Packet Data Gateway）が、移動端末の属する移動体通信サービスとの間を国際規格である３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳ２ａインタフェース経由で接続する、たゲートウェイシステムにあって、拡張ホームゲートウェイが備えるプロセッサに、加入者側の移動端末との間をワイファイ（Ｗｉ−Ｆｉ）によって接続する手順、局側の拡張エッジ装置との間を国際規格である３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＷｕインタフェース経由で接続する手順、拡張エッジ装置が移動体通信サービスとの間を接続した後で、移動端末および固定端末の間で使用されるプライベートＩＰアドレスを発行する手順、および移動体通信サービスによって発行されたグローバルＩＰアドレスとプライベートＩＰアドレスとの間を相互に変換する手順を実行させること、を特徴とする。

本発明は、上記したように拡張ホームゲートウェイが移動端末ユーザエージェントを備える構成としたので、この移動端末ユーザエージェントがＩＰｓｅｃプロトコルやＰ２Ｐリンク機能を代行することができる。

これによって、ＩＰｓｅｃプロトコルやＰ２Ｐリンク機能を備えていない携帯端末であっても、固定通信ネットワーク経由で移動体通信ネットワークに接続することが可能であるという、優れた特徴を持つゲートウェイシステム、拡張ゲートウェイ、拡張エッジ装置、移動端末接続方法およびプログラムを提供することができる。

本発明の基本形態に係るゲートウェイシステムの構成について示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係るゲートウェイシステムの構成について示す説明図である。 図２に示した拡張ＨＧＷの内部構成をより詳しく示す説明図である。 図２に示した拡張エッジ装置の内部構成をより詳しく示す説明図である。 図２に示したゲートウェイシステムで、移動端末が拡張ＨＧＷを介して移動体通信サービスに接続する際の動作について示す流れ図である。 図５の続きである。 図５〜６の続きである。 本発明の第２の実施形態に係るゲートウェイシステムの構成について示す説明図である。 図８に示した拡張ＨＧＷの内部構成をより詳しく示す説明図である。 図８に示した拡張エッジ装置の内部構成をより詳しく示す説明図である。 図８に示したゲートウェイシステムで、固定端末が拡張ＨＧＷを介してインターネットに接続する際の動作について示す流れ図である。 図１１の続きである。 図８に示したゲートウェイシステムで、移動端末が拡張ＨＧＷを介して移動体通信サービスもしくはインターネットに接続する際の動作について示す流れ図である。

（基本形態）
以下、本発明の基本形態の構成について添付図１に基づいて説明する。
基本形態に係るゲートウェイシステム１は、移動端末４および固定端末５を接続可能な拡張ホームゲートウェイ２と、拡張ホームゲートウェイとインターネット７との間の固定通信を介在する拡張エッジ装置３とを備えたゲートウェイシステムである。拡張エッジ装置３は、移動端末の属する移動体通信サービスとの間で国際規格である３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳ２ａインタフェースを経由して接続してデータ転送が可能なｅＰＤＧ３ａ（evolved Packet Data Gateway）を備え、拡張ホームゲートウェイ２が、加入者側の移動端末とワイファイ（Ｗｉ−Ｆｉ）によって接続され、かつ局側のｅＰＤＧとの間でＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＷｕインタフェース経由で接続されると共に、これによって移動端末４と移動体通信サービス６との間の接続を介在する移動端末ユーザエージェント２ａを備える。

これによって、このゲートウェイシステム１は、携帯端末を固定通信ネットワーク経由で移動体通信ネットワークに接続することが可能なものとなる。
これら各部／各手段のより詳細な構成は、次の実施形態として説明する。

（第１の実施形態）
続いて、本発明の第１の実施形態の構成について添付図２〜４に基づいて説明する。
最初に、本実施形態の基本的な内容について説明し、その後でより具体的な内容について説明する。
本実施形態に係るゲートウェイシステム１００は、移動端末３０および固定端末４０を接続可能な拡張ホームゲートウェイ（拡張ＨＧＷ１０）と、拡張ホームゲートウェイとインターネット７０との間の固定通信を介在する拡張エッジ装置２０とを備えたゲートウェイシステムであって、拡張エッジ装置２０が、移動端末の属する移動体通信サービス６０との間で国際規格である３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳ２ａインタフェースを経由して接続してデータ転送が可能なｅＰＤＧ（evolved Packet Data Gateway）２１を備え、拡張ホームゲートウェイ１０が、加入者側の移動端末とワイファイ（Ｗｉ−Ｆｉ）によって接続され、かつ局側のｅＰＤＧとの間でＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＷｕインタフェース経由で接続されると共に、これによって移動端末と移動体通信サービスとの間の接続を介在する移動端末ユーザエージェント１１を備える。

かつ、拡張ＨＧＷ１０が、移動端末および固定端末の間で使用されるプライベートＩＰアドレスを発行するプライベートＤＨＣＰ部１４を備えると共に、移動端末ユーザエージェント１１が、移動体通信サービスによって発行されたグローバルＩＰアドレスとプライベートＩＰアドレスとの間を相互に変換する固定通信ネットワークローカルＩＰ処理部１１ｄを備える。また、移動端末から送信されたＩＰパケットの宛先が移動体通信サービス宛であるか否かを判定して、移動体通信サービス宛のＩＰパケットを移動端末ユーザエージェントに送信する振分処理部１５も備える。

そして拡張エッジ装置２０のｅＰＤＧ２１に、移動体通信サービスに備えられたＡＡＡサーバにＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＴａインタフェース経由で接続して移動端末をＥＡＰ（Extensible Authentication Protocol）によって認証するＴＷＡＰ２２（Trusted WLAN AAA Proxy）と、認証された当該移動端末と移動体通信サービスとの間のＳ２ａインタフェースによる接続を介在するＴＷＡＧ２３（Trusted WLAN Access Gateway）とが併設されている。

これによって、このゲートウェイシステム１は、ＩＰｓｅｃプロトコルやＰ２Ｐリンク機能を備えていない携帯端末であっても、固定通信ネットワーク経由で移動体通信ネットワークに接続することが可能なものとなる。
以下、これをより詳細に説明する。

図２は、本発明の第１の実施形態に係るゲートウェイシステム１００の構成について示す説明図である。ゲートウェイシステム１００は、固定通信ネットワーク５０と固定端末４０との間の接続を介在する拡張ホームゲートウェイ装置（以後拡張ＨＧＷ１０という）と、固定通信ネットワーク５０とサービスプロバイダ７１（インターネット７０）との間の接続を介在する拡張エッジ装置２０とで構成される。

本明細書では、通常のホームゲートウェイおよびエッジ装置に移動端末の接続に係る機能を付加したという意味で、各々拡張ＨＧＷ１０および拡張エッジ装置２０と呼ぶ。拡張ＨＧＷ１０は、移動端末３０との間のワイファイ（Wifi）による接続を介在する移動端末ユーザエージェント１１を備える。そして、拡張エッジ装置２０は、移動端末ユーザエージェント１１とＳＷｕインタフェース経由で接続されて、移動体通信サービス６０との間の接続を介在するｅＰＤＧ（evolved Packet Data Gateway）２１を備える。

ｅＰＤＧ２１は、ＴＷＡＧ（Trusted WLAN Access Gateway）２３を介してＳ２ａインタフェースを経由して、移動体通信サービス６０の移動ＰＧＷ６１に接続することが可能である。その際、ＴＷＡＰ（Trusted WLAN AAA Proxy）２２を介してＳＴａインタフェースを経由して移動体通信サービス６０のＡＡＡ（Authentication, Authorization, and Accounting）サーバ６２と接続してＥＡＰ（Extensible Authentication Protocol）による移動端末３０の認証を行う。

ここで、Ｓ２ａインタフェース、ＳＴａインタフェースおよびＳＷｕインタフェースは、いずれも非特許文献３に記載されたＴＳ２３．４０２規格によって規定されたものである。

移動端末３０は、ＴＳ２３．４０２規格で規定されるＵＥ（User Equipment）である。セルラ無線によっても移動体通信サービス６０を利用することができるが、これとは別個にワイファイなどのような非３ＧＰＰアクセス無線機能を有する。ＩＥＥＥ８０２．１ｘプロトコルおよびＥＡＰプロトコルを利用して移動ＡＡＡ６２による認証を受けた後、ＩＰ（Internet Protocol）を利用したデータ通信で移動体通信サービス６０を利用することができる。

移動ＡＡＡ６２は、ＴＳ２３．４０２規格で規定される認証サーバであり、移動端末３０との間でＥＡＰによって認証情報を交換する。移動ＰＧＷ６１は、ＴＳ２３．４０２規格で規定されるゲートウェイ装置であり、Ｓ２ａインタフェースにおけるＧＴＰ（GPRS Tunneling Protpcol）トンネルもしくはＧＲＥ（Generic Routing Encapsulation）トンネルから移動端末３０を送信元とするＩＰパケットを取り出し、移動体通信サービス６０に転送する機能を備えている。

移動体通信サービス６０は、前述のような個々の端末ごとの契約に関連づけられた移動体通信ネットワークに特有のサービス、たとえばペアレンタルコントロール、電子メールサービス、閉域コンテンツ、インターネットとの接続を提供するサービスなどである。

固定通信ネットワーク５０には、拡張ＨＧＷ１０および拡張エッジ装置２０の他に、拡張エッジ装置２０とサービスプロバイダ７１との間を介在するゲート装置５１を備える。ゲート装置５１は、拡張エッジ装置２０を介して拡張ＨＧＷ１０とＩＳＰ通信トンネルで接続され、拡張ＨＧＷ１０を送信元とするＩＰパケットを取り出してサービスプロバイダ７１に転送する。サービスプロバイダ７１は、インターネット７０との接続を提供するサービスである。

固定端末４０は、パーソナルコンピュータなどのような一般的な情報処理装置であり、拡張ＨＧＷ１０を介してインターネット７０にＩＰによってアクセスすると同時に、移動端末３０をはじめとする他の装置とデータ通信を行うＩＰ通信機能を備える。固定端末４０と拡張ＨＧＷ１０との間の接続は、ワイファイなどのような無線接続であっても、ケーブルイーサネット（登録商標）などのような有線接続であってもよい。後述のように、本実施形態では固定端末４０と拡張ＨＧＷ１０との間が有線接続である例を示す。

図３は、図２に示した拡張ＨＧＷ１０の内部構成をより詳しく示す説明図である。拡張ＨＧＷ１０は、前述の移動端末ユーザエージェント１１と、ワイファイ処理部１０１、ＬＡＮ側イーサネット処理部１０２、８０２．１Ｘ処理部１２、プライベートＩＰ処理部１３、プライベートＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）部１４、ＷＡＮ側イーサネット処理部１７、グローバルＩＰアドレス処理部１６、および振分処理部１５を備える。

ワイファイ処理部１０１は、ワイファイを介して移動端末３０と無線接続する。ＬＡＮ側イーサネット処理部１０２は、ケーブルイーサネットを介して固定端末４０と有線接続する。プライベートＤＨＣＰ部１４は、移動端末３０および固定端末４０に対して固定通信ネットワーク５０内でのみ使用されるプライベートＩＰアドレスを発行する。プライベートＩＰ処理部１３は、プライベートＩＰアドレスとサービスプロバイダ７１から発行されたグローバルＩＰアドレスとの間で変換を行う。

ＷＡＮ側イーサネット処理部１７は、ケーブルイーサネットを介して拡張エッジ装置２０と有線接続する。グローバルＩＰアドレス処理部１６は、その際に必要となるグローバルＩＰアドレスによる処理を行う。さらに、サービスプロバイダ７１との間のデータ送受信に必要なＰＰＰｏＥなどのプロトコルによるトンネリング処理を行うＩＳＰトンネリング処理部１０３も併設されている。

移動端末ユーザエージェント１１は、ＥＡＰ中継部１１ａ、移動体通信ネットワークグローバルＩＰ処理部１１ｂ、ＩＫＥ（Internet Key Exchange）ｖ２・ＩＰｓｅｃ処理部１１ｃ、固定通信ネットワークローカルＩＰ処理部１１ｄ、およびバッファ１１ｅを備える。

ＥＡＰ中継部１１ａは、８０２．１Ｘ処理部１２とＩＫＥｖ２・ＩＰｓｅｃ処理部１１ｃとの間に挿入され、移動端末３０の認証情報であるＥＡＰフレームを拡張エッジ装置２０に転送する。移動体通信ネットワークグローバルＩＰ処理部１１ｂは、振分処理部１５とＩＫＥｖ２・ＩＰｓｅｃ処理部１１ｃとの間に挿入され、移動端末３０のＩＰパケットを拡張エッジ装置２０に転送する。

ＩＫＥｖ２・ＩＰｓｅｃ処理部１１ｃは、移動端末３０と拡張エッジ装置２０との間でＩＰパケットを相互に転送する際に必要となる処理を行う。固定通信ネットワークローカルＩＰ処理部１１ｄは、プライベートＩＰアドレスと取得されたグローバルＩＰアドレスとの間を相互に変換する処理を行う。バッファ１１ｅは固定通信ネットワークローカルＩＰ処理部１１ｄに併設されており、ＩＰパケットに含まれる認証用データの一部、あるいは認証手続きを経て取得したグローバルＩＰアドレスを記憶する。

振分処理部１５は８０２．１Ｘ処理部１２およびプライベートＤＨＣＰサーバ１４と連携して、固定端末４０および移動端末３０から送信されるＩＰパケットが拡張ＨＧＷ１０配下のプライベートネットワーク以外の外部ネットワーク宛であるか否かを判定した上で、移動体通信ネットワークグローバルＩＰ処理部１１ｂもしくはＩＳＰグローバルＩＰ処理部１６のうちのいずれかに当該パケットを振り分ける。

図４は、図２に示した拡張エッジ装置２０の内部構成をより詳しく示す説明図である。拡張エッジ装置２０は、前述のｅＰＤＧ２１、ＴＷＡＰ２２、ＴＷＡＧ２３と、拡張ＨＧＷ側イーサネット処理部２０１、ＩＳＰ通信トンネル処理部２０２、およびゲート装置側イーサネット処理部２０３を備える。

拡張ＨＧＷ側イーサネット処理部２０１は、ケーブルイーサネットを介して拡張ＨＧＷ１０と有線接続する。ゲート装置側イーサネット処理部２０３は、ケーブルイーサネットを介してゲート装置５１と有線接続する。ＩＳＰ通信トンネル処理部２０２は、拡張ＨＧＷ１０のＩＳＰトンネリング処理部１０３と連携して、ＰＰＰｏＥなどのプロトコルによるトンネリング処理を行うと同時に、ゲート装置５１との間でＬ２ＴＰなどのプロトコルによるトンネリング接続を行う。

ｅＰＤＧ２１は、固定通信ネットワークローカルＩＰ処理部２１ａ、ＩＫＥｖ２・ＩＰｓｅｃ処理部２１ｂ、およびＥＡＰ中継部２１ｃを備え、拡張ＨＧＷ１０の移動端末ユーザエージェント１１の同名の各機能部と連携して、ＩＫＥｖ２プロトコル処理やＩＰｓｅｃトンネリング接続を行う。

ＴＷＡＰ２２は、ＳＴａインタフェース処理部２２ａ、ＩＰ処理部２２ｂ、およびイーサネット処理部２２ｃを備え、ｅＰＤＧ２１のＥＡＰ中継部２１ｃを介して受け取った移動端末３０の認証情報であるＥＡＰフレームを移動ＡＡＡ６２に転送する。

ＴＷＡＧ２３は、Ｓ２ａインタフェース処理部２３ａ、ＩＰ処理部２３ｂ、およびイーサネット処理部２３ｃを備え、ｅＰＤＧ２１のＩＫＥｖ２・ＩＰｓｅｃ処理部２１ｂを介して受け取った移動端末３０のＩＰパケットを移動体通信サービス６０に転送する。

図５〜７は、図２に示したゲートウェイシステム１００で、移動端末３０が拡張ＨＧＷ１０を介して移動体通信サービス６０に接続する際の動作について示す流れ図である。図５〜７は、紙面の都合により一連の動作を３枚に分割して示している。

移動端末３０が拡張ＨＧＷ１０に対して接続を試行すると（ステップＳ１０１）、移動端末３０はワイファイ接続のための処理を開始する（ステップＳ１０２）。なおこのワイファイ接続におけるセキュリティは、移動体通信ネットワークとＳ２ａインタフェース接続を行うに足る信頼性が確保されていることが前提であり、拡張ＨＧＷ１０の管理ユーザが設定画面等によりセキュリティ設定を変更できない構造となっている。

これに引き続いて移動端末３０は、ＥＡＰ−ＡＫＡ（Extensible Authentication Protocol Method for UMTS Authentication and Key Agreement）認証を行うために８０２．１Ｘ手順に則りＥＡＰＯＬ−Ｓｔａｒｔを拡張ＨＧＷ１０に送信する（ステップＳ１０３）。

これに対して、拡張ＨＧＷ１０は移動端末３０に対してＥＡＰ−Ｒｅｑｕｅｓｔ／Ｉｄｅｎｔｉｔｙを送信し認証開始を要求し（ステップＳ１０４）、移動端末３０はＥＡＰ−Ｒｅｓｐｏｎｓｅ／Ｉｄｅｎｔｉｔｙを返信することでＥＡＰ−ＡＫＡ認証を開始する（ステップＳ１０５）。

拡張ＨＧＷ１０は、移動端末３０のエージェントとして、拡張エッジ装置２０との間でＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ手順を実施する（ステップＳ１０６）。その後、固定通信ネットワーク５０及び移動体通信ネットワークを介して移動体通信サービス６０に接続するための認証手順として、拡張エッジ装置２０に対してＩＫＥ＿ＡＵＴＨ Ｒｅｑｕｅｓｔを送信する（ステップＳ１０７）。

拡張エッジ装置２０は、このＩＫＥ＿ＡＵＴＨ Ｒｅｑｕｅｓｔに含まれる認証の宛先を元に、移動ＡＡＡ６２に対してＳＴａインタフェースを介してＤｉａｍｅｔｅｒ ＥＡＰ Ｒｅｑｕｅｓｔを送信し（ステップＳ１０８）、移動ＡＡＡ６２から返送されるＤｉａｍｅｔｅｒ ＥＡＰ Ａｎｓｗｅｒ（ステップＳ１０９）に含まれるＥＡＰ−Ｒｅｑｕｅｓｔ／ＡＫＡ−ＣｈａｌｌａｎｇｅをＩＫＥ＿ＡＵＴＨ Ｒｅｓｏｎｓｅに載せ換えて拡張ＨＧＷ１０に送信する（ステップＳ１１０）。

拡張ＨＧＷ１０は、受け取ったＥＡＰ−Ｒｅｑｕｅｓｔ／ＡＫＡ−Ｃｈａｌｌａｎｇｅを移動端末３０に転送し（ステップＳ１１１）、移動端末３０で認証に必要な演算を行った上でＥＡＰ−Ｒｅｓｐｏｎｓｅ／ＡＫＡ−Ｃｈａｌｌａｎｇｅとして拡張ＨＧＷ１０に返送する（ステップＳ１１２）。

さらに拡張ＨＧＷ１０は、ＥＡＰ−Ｒｅｓｐｏｎｓｅ／ＡＫＡ−ＣｈａｌｌａｎｇｅをＩＫＥ＿Ａｕｔｈ Ｒｅｑｕｅｓｔに載せ換えて拡張エッジ装置２０に送信し（ステップＳ１１３）、拡張エッジ装置２０は移動ＡＡＡ６２に対してＥＡＰ−Ｒｅｓｐｏｎｓｅ／ＡＫＡ−Ｃｈａｌｌａｎｇｅを載せ換えてＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＆Ａｕｔｈｒｏｚａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔを送信する（ステップＳ１１４）。

ここまでで、移動ＡＡＡ６２にて演算結果の整合を確認することによって、移動体通信ネットワークにおける移動端末３０の認証が完了する。移動ＡＡＡ６２は、認証完了を意味するＥＡＰ−Ｓｕｃｃｅｓｓを含めたＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＆Ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ Ａｎｓｗｅｒを拡張エッジ装置２０に返信し（ステップＳ１１５）、拡張エッジ装置２０はこのＥＡＰ−ＳｕｃｃｅｓｓをＩＫＥ＿ＡＵＴＨ Ｒｅｓｐｏｎｓｅに載せ換えて拡張ＨＧＷ１０に送信する（ステップＳ１１６）。

拡張ＨＧＷ１０は、ＥＡＰ−Ｓｕｃｃｅｓｓをバッファ１１ｅに一時記憶しつつ、移動端末３０と移動体通信サービス６０との通信のためにＩＫＥ＿Ａｕｔｈ Ｒｅｑｕｅｓｔを送信し（ステップＳ１１７）、拡張エッジ装置２０は移動ＰＧＷ６１に対してＳ２ａインタフェースを介してＣｒｅａｔｅ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔを送信する（ステップＳ１１８）。

拡張エッジ装置２０は移動ＰＧＷ６１から返送されるＣｒｅａｔｅ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ（ステップＳ１１９）に含まれる移動端末３０に対して割り当てられた移動体通信ネットワークグローバルＩＰアドレスをＩＫＥ＿ＡＵＴＨ Ｒｅｓｐｏｎｓｅに載せ換え、拡張ＨＧＷ１０に送信する（ステップＳ１２０）。

ここまでの処理により、拡張ＨＧＷ１０は移動端末３０のエージェントとして移動端末３０に割り当てられた移動体通信ネットワークグローバルＩＰアドレスをバッファ１１ｅに記憶し、これを用いてＧＴＰトンネル（Ｓ２ａ）とそれに対応したＩＰｓｅｃトンネルを通じた通信が可能となる。（ステップＳ１２１）
その後、拡張ＨＧＷ１０は移動端末３０に対して、ステップＳ１１６で受信してバッファ１１ｅにバッファリングされていたＥＡＰ−Ｓｕｃｃｅｓｓを送信し（ステップＳ１２２）、続いてＥＡＰＯＬ−Ｋｅｙを送信する（ステップＳ１２３）ことで、移動端末３０に対して８０２．１Ｘ手順でのＥＡＰ−ＡＫＡ認証完了を通知する。

ＥＡＰ−ＡＫＡ認証完了を通知された移動端末３０は、拡張ＨＧＷ１０に対してＤＨＣＰ Ｄｉｓｃｏｖｅｒ（ステップＳ１２４）を送信し、ＤＨＣＰ Ｏｆｆｅｒ（ステップＳ１２５）、ＤＨＣＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ（ステップＳ１２６）、ＤＨＣＰ Ａｃｋ（ステップＳ１２７）を通じて拡張ＨＧＷ１０よりプライベートＩＰアドレスを取得する（ステップＳ１２８）。

この際拡張ＨＧＷ１０では、８０２．１Ｘ処理部１２で取得した移動端末３０のＭＡＣ（Media Access Control）アドレスに対してプライベートＤＨＣＰサーバ１４で払い出したプライベートＩＰアドレスを、移動端末３０に対して返信すると同時にこれを記憶し、送信元が移動端末３０のプライベートＩＰアドレスかつ送信先が外部ネットワークであるＩＰパケットについては、振分処理部１５にて移動体通信ネットワークグローバルＩＰ処理部１１２に転送して処理することとなる。

この処理により、移動端末３０は固定通信ネットワーク５０内のＩＰｓｅｃトンネル及び固定通信ネットワーク５０と移動体通信ネットワークを接続するＧＴＰトンネルを介し、移動体通信サービス６０とＨＴＴＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ等の通信を行うことができる（ステップＳ１２９）。

なお、この際、拡張ＨＧＷ１０ではＨＴＴＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ等の送信元アドレスを、移動体通信ネットワークグローバルＩＰ処理部１１ｂおよび定通信ネットワークローカルＩＰ処理部１１ｄによって、移動端末３０に割り当てられたプライベートＩＰアドレスから、自身で持つ移動端末３０用に割り当てられた移動体通信ネットワークグローバルＩＰアドレスに変換する処理を行う。

また、移動端末３０によるＨＴＴＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ等の宛先が自身と同一の拡張ＨＧＷ１０配下のプライベートネットワークであった場合、この判定処理は行わずに拡張ＨＧＷ１０内のプライベートＩＰ処理部で持つＭＡＣアドレステーブルに基づいた転送が行われる。従って、移動端末３０のＷｉＦｉ接続の変更や、インターネット経由でのアクセスなどを特に必要とはせずに、拡張ＨＧＷ１０配下の固定端末４０との間での通信が可能となる。

以上、図５〜７に記載した動作では、ＳＴａインタフェースについて、ＴＷＡＰ２２移動ＡＡＡ６２との間でＥＡＰプロトコルを転送するプロトコルとしてＤｉａｍｅｔｅｒプロトコルを例に示したが、これに替えてＲＡＤＩＵＳ（Remote Authentication Dial In User Service）プロトコル、あるいはＧＳＭ（登録商標）−ＭＡＰ（Mobile Application Part）プロトコルを利用して同等の処理をすることも可能である。

またＴＷＡＧ２３と移動ＰＧＷ６１との間のＳ２ａインタフェースについてはＧＴＰプロトコルを例に示したが、ＰＭＩＰ（Proxy Mobile IP）ｖ６プロトコルを利用して同等の処理をすることによりＧＲＥトンネルを生成することも可能である。

（実施形態の全体的な動作）
次に、上記の実施形態の全体的な動作について説明する。
本実施形態に係る移動端末接続方法は、移動端末３０および固定端末４０を接続可能な拡張ホームゲートウェイ１０と、拡張ホームゲートウェイとインターネットとの間の固定通信を介在する拡張エッジ装置２０とを備えたゲートウェイシステム１００にあって、拡張ホームゲートウェイの移動端末ユーザエージェントが、加入者側の移動端末との間をワイファイ（Ｗｉ−Ｆｉ）によって接続し（図５・ステップＳ１０１〜１０２）、拡張ホームゲートウェイの移動端末ユーザエージェントが、局側の拡張エッジ装置との間を国際規格である３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＷｕインタフェース経由で接続し（図５・ステップＳ１０６〜１０７）、拡張エッジ装置のｅＰＤＧ（evolved Packet Data Gateway）が、移動端末の属する移動体通信サービスとの間をＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳ２ａインタフェース経由で接続する（図５〜７・ステップＳ１０８〜１２０）。そしてその後で、拡張ホームゲートウェイのプライベートＤＨＣＰ部が移動端末および固定端末の間で使用されるプライベートＩＰアドレスを発行し（図７・ステップＳ１２４〜１２８）、移動端末ユーザエージェントの固定通信ネットワークローカルＩＰ処理部が、移動体通信サービスによって発行されたグローバルＩＰアドレスとプライベートＩＰアドレスとの間を相互に変換する（図７・ステップＳ１２９）。

ここで、上記各動作ステップについては、これをコンピュータで実行可能にプログラム化し、これらを前記各ステップを直接実行する拡張ホームゲートウェイ１０および拡張エッジ装置２０の備えるプロセッサに実行させるようにしてもよい。本プログラムは、非一時的な記録媒体、例えば、ＤＶＤ、ＣＤ、フラッシュメモリ等に記録されてもよい。その場合、本プログラムは、記録媒体からコンピュータによって読み出され、実行される。
この動作により、本実施形態は以下のような効果を奏する。

本実施形態では、拡張ＨＧＷ１０が移動端末エージェント１１を備えている。これによって、移動端末３０がＩＰｓｅｃ機能およびＰ２Ｐリンク機能を備えていなくても、移動端末エージェント１１がこれらの機能を代行することができるので、拡張エッジ装置２０を介してＳ２ａインタフェースを経由で移動体通信ネットワークに接続することが可能となる。

また、移動端末ユーザエージェント１１が移動体通信ネットワークの発行したグローバルアドレスを保持し、移動端末３０に割り当てたプライベートアドレスとの間でアドレス変換を行うことができるので、移動端末３０は移動体通信サービス６０との通信と、拡張ＨＧＷ１０配下の他の端末（固定端末４０など）との通信を同一のプライベートアドレスを用いて行うことが可能となる。

さらに、拡張ＨＧＷ１０内の移動端末ユーザエージェント１１と拡張エッジ装置２０内のｅＰＤＧ３０の間は、ＴＳ２３．４０２で規定されているＳＷｕインタフェースで接続されている。これによって、ワイファイにある程度以上のセキュリティが設定されていさえすれば、固定通信ネットワークの信頼性を担保することも可能となる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係るゲートウェイシステム３００は、前述の第１の実施形態の構成に加えて、拡張エッジ装置のｅＰＤＧが、固定通信に備えられたＡＡＡサーバにＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＷｍインタフェース経由で接続して固定端末を認証する機能と、認証された当該固定端末と固定通信との間のＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳ２ｂインタフェースによる接続を介在する機能とを備える構成とした。

この構成によっても前述した第１の実施形態と同一の効果が得られることに加えて、移動体通信サービスおよび固定通信との接続を共通のインタフェースとすることができるので、拡張ホームゲートウェイおよび拡張エッジ装置の構成を簡素化することが可能となる。以下、これをより詳細に説明する。

図８は、本発明の第２の実施形態に係るゲートウェイシステム３００の構成について示す説明図である。ゲートウェイシステム３００は、第１の実施形態とは各々別の拡張ＨＧＷ３１０と、拡張エッジ装置３２０とで構成される。図８で示される拡張ＨＧＷ３１０および拡張エッジ装置３２０以外の要素の大部分は図２で示される第１の実施形態と同一であるので、同一の呼称と参照番号でいう。

ただし、固定通信ネットワーク３５０は、拡張ＨＧＷ３１０、拡張エッジ装置３２０の他に、第１の実施形態のゲート装置５１の代わりに、固定ＰＧＷ３５１と固定ＡＡＡ３５２とを備える。固定ＰＧＷ３５１は移動ＰＧＷ６１と、固定ＡＡＡ３５２は移動ＡＡＡ６２と、各々機能は同一であり、ただ接続先がサービスプロバイダ７１に変わるだけである。拡張エッジ装置３２０内のｅＰＤＧ３２１（後述）から、固定ＰＧＷ３５１への接続はＳ２ｂインタフェース、固定ＡＡＡ３５２への接続はＳＷｍインタフェースである。

図９は、図８に示した拡張ＨＧＷ３１０の内部構成をより詳しく示す説明図である。拡張ＨＧＷ３１０は、図３に示した第１の実施形態の拡張ＨＧＷ１０と同一の要素を多く含むので、同一の要素については同一の呼称と参照番号でいう。

拡張ＨＧＷ３１０は、第１の実施形態とは別の移動端末ユーザエージェント３１１と、固定通信ネットワークローカルＩＰ処理部３１８、ＩＫＥｖ２・ＩＰｓｅｃ処理部３１９、ＥＡＰ処理部４２０、認証情報処理部４２１を新たに備えている。拡張ＨＧＷ１０にあったＩＳＰトンネリング処理部１０３は省略されている。移動端末ユーザエージェント３１１は、第１の実施形態と同一のＥＡＰ中継部１１ａ、移動体通信ネットワークグローバルＩＰ処理部１１ｂのみを備えている。

即ち、固定通信ネットワークローカルＩＰ処理部３１８およびＩＫＥｖ２・ＩＰｓｅｃ処理部３１９は、拡張ＨＧＷ１０では移動端末ユーザエージェント１１の中にあった固定通信ネットワークローカルＩＰ処理部１１ｄおよびＩＫＥｖ２・ＩＰｓｅｃ処理部１１ｃを、移動端末３０及び固定端末４０の通信で共通的に利用する形としたものである。固定通信ネットワークローカルＩＰ処理部３１８には、第１の実施形態と同様のバッファ３１８ａも併設されている。

認証処理部４２１は、拡張ＨＧＷ３１０の機器認証に必要な情報を管理し、ＥＡＰ処理部４２０を介して拡張エッジ装置２０に接続するための認証を実施する。

図１０は、図８に示した拡張エッジ装置３２０の内部構成をより詳しく示す説明図である。拡張エッジ装置３２０は、図４に示した第１の実施形態の拡張エッジ装置２０と同一の要素を多く含むので、同一の要素については同一の呼称と参照番号でいう。拡張エッジ装置３２０は、第１の実施形態とは別のｅＰＤＧ３２１と、第１の実施形態と同一のＴＷＡＰ２２、ＴＷＡＧ２３、拡張ＨＧＷ側イーサネット処理部２０１を備える。

ｅＰＤＧ３２１は第１の実施形態と同一の固定通信ネットワークローカルＩＰ処理部２１ａ、ＩＫＥｖ２・ＩＰｓｅｃ処理部２１ｂ、およびＥＡＰ中継部２１ｃを備えるが、拡張ＨＧＷ３１０との間の接続がＳＷｕインタフェースに統一されたので、ｅＰＤＧ３２１はその接続の全てを終端する形となる。即ちｅＰＤＧ３２１は、パケットの宛先に応じて移動体通信ネットワークの移動ＡＡＡ６２および移動ＰＧＷ６１、もしくは固定通信ネットワーク内の固定ＡＡＡ３５２および固定ＰＧＷ３５１のいずれか宛のインタフェースを選択して通信を転送させる。

固定ＡＡＡ３５２に対しては、ＳＷｍインタフェース処理部３２５ａ、ＩＰ処理部３２５ｂ、およびイーサネット処理部３２５ｃによって、ｅＰＤＧ３２１のＥＡＰ中継部２１ｃから受け取ったＥＡＰフレームを、ＳＷｍインタフェースを経由して転送する。

また固定ＰＧＷ３５１に対しては、Ｓ２ｂインタフェース処理部３２４ａ、ＩＰ処理部３２４ｂ、およびイーサネット処理部３２４ｃによって、ｅＰＤＧ３０内のＩＫＥｖ２・ＩＰｓｅｃ処理部２１ｂから受け取ったＩＰパケットを、Ｓ２ｂインタフェースを経由して転送する。

図８に示したゲートウェイシステム３００で、移動端末３０が拡張ＨＧＷ３１０を介して移動体通信サービス６０に接続する際の動作は、図５〜７に示した第１の実施形態の場合と同一である。移動端末３０がインターネット７０に接続する際の動作については後述する。

図１１〜１２は、図８に示したゲートウェイシステム３００で、固定端末４０が拡張ＨＧＷ３１０を介してインターネット７０に接続する際の動作について示す流れ図である。図１１〜１２は、紙面の都合により一連の動作を２枚に分割して示している。

拡張ＨＧＷ３１０は、電源が投入されると（ステップＳ２０１）、固定通信ネットワーク３５０からローカルＩＰアドレスを取得してバッファ１１ｅに記憶する（ステップＳ２０２）。このローカルＩＰアドレスの取得は、ＤＨＣＰやＩＣＭＰ（Internet Control message Protocol）といった一般的な手法で行われる。

このローカルＩＰアドレスを用いたＩＫＥｖ２プロトコルによって、拡張ＨＧＷ３１０と拡張エッジ装置３２０の間でＩＫＥ＿ＳＡ＿ＩＮＩＴ手順を行う（ステップＳ２０３）。その後、拡張ＨＧＷ３１０は、固定通信ネットワーク３５０を介してサービスプロバイダ７１に接続するための認証手順として、拡張エッジ装置３２０に対してＩＫＥ＿ＡＵＴＨ Ｒｅｑｕｅｓｔを送信する（ステップＳ２０４）。

これに反応した拡張エッジ装置３２０は、固定ＡＡＡ３５２に対してＳＷｍインタフェースを介してＤｉａｍｅｔｅｒ ＥＡＰ Ｒｅｑｕｅｓｔを送信し（ステップＳ２０５）、固定ＡＡＡ３５２から返送されるＤｉａｍｅｔｅｒ ＥＡＰ Ａｎｓｗｅｒ（ステップＳ２０６）に含まれるＥＡＰ−ＲｅｑｕｅｓｔをＩＫＥ＿ＡＵＴＨ Ｒｅｓｐｏｎｓｅに載せ換えて拡張ＨＧＷ３１０に送信する（ステップＳ２０７）。

拡張ＨＧＷ３１０は、拡張エッジ装置３２０から受信したＥＡＰ−Ｒｅｑｕｅｓｔを処理し、必要な認証情報を載せたＥＡＰ−ＲｅｓｐｏｎｓｅをＩＫＥ＿Ａｕｔｈ Ｒｅｑｕｅｓｔに載せて拡張エッジ装置３２０に送信する（ステップＳ２０８）。

これに反応した拡張エッジ装置３２０は、固定ＡＡＡ３５２に対してＥＡＰ−Ｒｅｓｐｏｎｓｅを載せ換えてＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＆Ａｕｔｈｒｏｚａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔを送信して（ステップＳ２０９）、固定ＡＡＡ３５２に対して認証情報を確認する。

ここまでで固定通信ネットワーク３５０における拡張ＨＧＷ３１０の認証が完了する。なお拡張ＨＧＷ３１０を認証するための方式の違いにより、必要となるＥＡＰフレームの交換手順はステップＳ２０６〜２０９よりさらに増える場合がある。

固定ＡＡＡ３５２は認証完了を意味するＥＡＰ−Ｓｕｃｃｅｓｓを含めたＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ＆Ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ Ａｎｓｗｅｒを拡張エッジ装置３２０に返信し（ステップＳ２１０）、拡張エッジ装置３２０はＥＡＰ−ＳｕｃｃｅｓｓをＩＫＥ＿ＡＵＴＨ Ｒｅｓｐｏｎｓｅに載せ換えて拡張ＨＧＷ３１０に送信する（ステップＳ２１１）。

拡張ＨＧＷ３１０はサービスプロバイダ７１との通信のためにＩＫＥ＿Ａｕｔｈ Ｒｅｑｕｅｓｔを送信し（ステップＳ２１２）、拡張エッジ装置３２０は固定ＰＧＷ３５１に対してＳ２ｂインタフェースを介してＣｒｅａｔｅ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔを送信する（ステップＳ２１３）。

拡張エッジ装置３２０は、固定ＰＧＷ３５１から返送されるＣｒｅａｔｅ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ（ステップＳ２１４）に含まれるＩＳＰグローバルＩＰアドレスをＩＫＥ＿ＡＵＴＨ Ｒｅｓｐｏｎｓｅに載せ換えて拡張ＨＧＷ３１０に送信する（ステップＳ２１５）。

ここまでの処理により、拡張ＨＧＷ３１０はＩＳＰグローバルＩＰアドレスを用いて、ＩＰｓｅｃトンネル及びＧＴＰトンネル（Ｓ２ｂ）を通じた通信が可能となる（ステップＳ２１６）。

この状態から固定端末４０が拡張ＨＧＷ３１０に対して接続を試みると（ステップＳ２１７）、固定端末４０はＤＨＣＰ Ｄｉｓｃｏｖｅｒ（ステップＳ２１８）、ＤＨＣＰ Ｏｆｆｅｒ（ステップＳ２１９）、ＤＨＣＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ（ステップＳ２２０）、ＤＨＣＰ Ａｃｋ（ステップＳ２２１）を連続して送信し、これによって拡張ＨＧＷ３１０よりプライベートＩＰアドレスを取得する（ステップＳ２２２）。

この処理により、固定端末４０は固定通信ネットワーク３５０内のＧＴＰトンネル（Ｓ２ｂ）とそれに対応したＩＰｓｅｃトンネルを介し、サービスプロバイダ７１とＨＴＴＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ等の通信を行うことができる（ステップＳ２２３）。

なお、拡張ＨＧＷ３１０ではこの際、ＨＴＴＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ等の送信元アドレスを、固定端末４０のプライベートＩＰアドレスから自身で持つＩＳＰグローバルＩＰアドレスに変換する処理を行う。

図１３は、図８に示したゲートウェイシステム３００で、移動端末３０が拡張ＨＧＷ３１０を介して移動体通信サービス６０もしくはインターネット７０に接続する際の動作について示す流れ図である。移動端末３０がＨＴＴＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ等の通信を行うと（ステップＳ３０１）、拡張ＨＧＷ３１０はその宛先ＩＰアドレスが移動体通信サービス６０で使用されているＩＰアドレスか、あるいは宛先ポート番号が移動体通信サービス６０で提供するサービス（ペアレンタルコントロール等）の対象かを判定する（ステップＳ３０２）。

この判定処理の結果が移動体通信サービスアクセスであった場合、拡張ＨＧＷ３１０ではＨＴＴＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ等の送信元アドレスを、移動端末３０のプライベートＩＰアドレスから自身で持つ移動端末３０用に割り当てられた移動体通信ネットワークグローバルＩＰアドレスに変換する処理を行い、ＧＴＰトンネル（Ｓ２ａ）に対応したＩＰｓｅｃトンネルへと振り分けて転送する（ステップＳ３０３）。

この判定処理の結果が移動体通信サービスアクセスでなかった場合、拡張ＨＧＷ３１０ではＨＴＴＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ等の送信元アドレスを、移動端末３０のプライベートＩＰアドレスから自身で持つＩＳＰグローバルＩＰアドレスに変換する処理を行い、ＩＳＰ通信トンネルへと振り分けて転送する（ステップＳ３０４）。

なお、移動端末３０によるＨＴＴＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ等の宛先が自身と同一の拡張ＨＧＷ３１０配下のプライベートネットワークであった場合、この判定処理は行わずに拡張ＨＧＷ３１０内のプライベートＩＰ処理部で持つＭＡＣアドレステーブルに基づいた転送が行われる。

以上で説明したように、本実施形態では、移動体通信サービスおよび固定通信との接続を共通のインタフェース（Ｓｗｕインタフェース、およびＳ２ｂインタフェース）としている。これによって、拡張ＨＧＷ３１０の構成の簡素化と拡張エッジ装置３２０の処理共通化を実現している。

また、拡張ＨＧＷ３１０をサービスプロバイダ７１の側で（固定ＰＧＷ３５１および固定ＡＡＡ３５２によって）機器認証することがこれによって可能となる。従って、利用者の転居に伴うアクセスラインの変更や拡張エッジ装置の収容変更があったとしても、容易に当該機器を認証して同一のサービスを続行することが可能となる。この認証によって、移動端末３０をＳ２ａインタフェース経由で移動体通信サービス６０に接続するのに必要な信頼性も継続して保証される。

これまで本発明について図面に示した特定の実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができる。

上述した実施形態について、その新規な技術内容の要点をまとめると、以下のようになる。なお、上記実施形態の一部または全部は、新規な技術として以下のようにまとめられるが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。

（付記１） 移動端末および固定端末を接続可能な拡張ホームゲートウェイと、前記拡張ホームゲートウェイとインターネットとの間の固定通信を介在する拡張エッジ装置とを備えたゲートウェイシステムであって、
前記拡張エッジ装置が、前記移動端末の属する移動体通信サービスとの間で国際規格である３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳ２ａインタフェースを経由して接続してデータ転送が可能なｅＰＤＧ（evolved Packet Data Gateway）を備え、
前記拡張ホームゲートウェイが、加入者側の前記移動端末とワイファイ（Ｗｉ−Ｆｉ）によって接続され、かつ局側の前記ｅＰＤＧとの間で前記ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＷｕインタフェース経由で接続されると共に、これによって前記移動端末と前記移動体通信サービスとの間の接続を介在する移動端末ユーザエージェントを備えたこと、を特徴とするゲートウェイシステム。

（付記２） 前記拡張ホームゲートウェイが、前記移動端末および前記固定端末の間で使用されるプライベートＩＰアドレスを発行するプライベートＤＨＣＰ部を備えると共に、
前記移動端末ユーザエージェントが、前記移動体通信サービスによって発行されたグローバルＩＰアドレスと前記プライベートＩＰアドレスとの間を相互に変換する固定通信ネットワークローカルＩＰ処理部を備えたこと、を特徴とする請求項１に記載のゲートウェイシステム。

（付記３） 前記拡張ホームゲートウェイが、前記移動端末から送信されたＩＰパケットの宛先が前記移動体通信サービス宛であるか否かを判定して、前記移動体通信サービス宛の前記ＩＰパケットを前記移動端末ユーザエージェントに送信する振分処理部を備えたこと、を特徴とする付記１に記載のゲートウェイシステム。

（付記４） 前記拡張エッジ装置の前記ｅＰＤＧに、
前記移動体通信サービスに備えられたＡＡＡサーバに前記ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＴａインタフェース経由で接続して前記移動端末をＥＡＰ（Extensible Authentication Protocol）によって認証するＴＷＡＰ（Trusted WLAN AAA Proxy）と、
認証された当該移動端末と前記移動体通信サービスとの間の前記Ｓ２ａインタフェースによる接続を介在するＴＷＡＧ（Trusted WLAN Access Gateway）とが併設されていること、を特徴とする付記１に記載のゲートウェイシステム。

（付記５） 前記拡張エッジ装置の前記ｅＰＤＧが、
前記固定通信に備えられたＡＡＡサーバに前記ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＷｍインタフェース経由で接続して固定端末を認証する機能と、
認証された当該固定端末と前記固定通信との間の前記ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳ２ｂインタフェースによる接続を介在する機能と
を備えること、を特徴とする付記１に記載のゲートウェイシステム。

（付記６） 移動端末および固定端末を接続可能な拡張ホームゲートウェイであって、
前記拡張ホームゲートウェイとインターネットとの間の固定通信を介在し、かつ前記移動端末の属する移動体通信サービスとの間で国際規格である３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳ２ａインタフェースを経由して接続してデータ転送が可能なｅＰＤＧ（evolved Packet Data Gateway）を備えた拡張エッジ装置と接続されていると共に、
加入者側の前記移動端末とワイファイ（Ｗｉ−Ｆｉ）によって接続され、かつ局側の前記ｅＰＤＧとの間で前記ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＷｕインタフェース経由で接続されると共に、これによって前記移動端末と前記移動体通信サービスとの間の接続を介在する移動端末ユーザエージェントを備えたこと、を特徴とする拡張ホームゲートウェイ。

（付記７） 前記移動端末および前記固定端末の間で使用されるプライベートＩＰアドレスを発行するプライベートＤＨＣＰ部を備えると共に、
前記移動端末ユーザエージェントが、前記移動体通信サービスによって発行されたグローバルＩＰアドレスと前記プライベートＩＰアドレスとの間を相互に変換する固定通信ネットワークローカルＩＰ処理部を備えたこと、を特徴とする付記６に記載の拡張ホームゲートウェイ。

（付記８） 前記移動端末から送信されたＩＰパケットの宛先が前記移動体通信サービス宛であるか否かを判定して、前記移動体通信サービス宛の前記ＩＰパケットを前記移動端末ユーザエージェントに送信する振分処理部を備えたこと、を特徴とする付記６に記載の拡張ホームゲートウェイ。

（付記９） 移動端末および固定端末を接続可能な拡張ホームゲートウェイとインターネットとの間の固定通信を介在する拡張エッジ装置であって、
前記移動端末の属する移動体通信サービスとの間で国際規格である３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳ２ａインタフェースを経由して接続可能なｅＰＤＧ（evolved Packet Data Gateway）を備え、
前記ｅＰＤＧに、
前記移動体通信サービスに備えられたＡＡＡサーバに前記ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＴａインタフェース経由で接続して前記移動端末をＥＡＰ（Extensible Authentication Protocol）によって認証するＴＷＡＰ（Trusted WLAN AAA Proxy）と、
認証された当該移動端末と前記移動体通信サービスとの間の前記Ｓ２ａインタフェースによる接続を介在するＴＷＡＧ（Trusted WLAN Access Gateway）とが併設されていること、を特徴とする拡張エッジ装置。

（付記１０） 前記ｅＰＤＧが、
前記固定通信に備えられたＡＡＡサーバに前記ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＷｍインタフェース経由で接続して固定端末を認証する機能と、
認証された当該固定端末と前記固定通信との間の前記ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳ２ｂインタフェースによる接続を介在する機能と
を備えたこと、を特徴とする付記９に記載の拡張エッジ装置。

（付記１１） 移動端末および固定端末を接続可能な拡張ホームゲートウェイと、前記拡張ホームゲートウェイとインターネットとの間の固定通信を介在する拡張エッジ装置とを備えたゲートウェイシステムにあって、
前記拡張ホームゲートウェイの移動端末ユーザエージェントが、加入者側の前記移動端末との間をワイファイ（Ｗｉ−Ｆｉ）によって接続し、
前記拡張ホームゲートウェイの前記移動端末ユーザエージェントが、局側の前記拡張エッジ装置との間を国際規格である３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＷｕインタフェース経由で接続し、
前記拡張エッジ装置のｅＰＤＧ（evolved Packet Data Gateway）が、前記移動端末の属する移動体通信サービスとの間を前記ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳ２ａインタフェース経由で接続すること、を特徴とする移動端末接続方法。

（付記１２） 前記拡張エッジ装置が前記移動体通信サービスとの間を接続した後で、前記拡張ホームゲートウェイのプライベートＤＨＣＰ部が前記移動端末および前記固定端末の間で使用されるプライベートＩＰアドレスを発行し、
前記移動端末ユーザエージェントの固定通信ネットワークローカルＩＰ処理部が、前記移動体通信サービスによって発行されたグローバルＩＰアドレスと前記プライベートＩＰアドレスとの間を相互に変換すること、を特徴とする付記１１に記載の移動端末接続方法。

（付記１３） 前記拡張ホームゲートウェイの前記移動端末ユーザエージェントが、前記拡張エッジ装置との間を接続する際に、前記移動体通信サービスに備えられたＡＡＡサーバに前記ｅＰＤＧに併設されたＴＷＡＰ（Trusted WLAN AAA Proxy）が、前記ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＴａインタフェース経由で接続して前記移動端末をＥＡＰ（Extensible Authentication Protocol）によって認証し、認証された場合にのみ前記拡張エッジ装置との間を接続すること、を特徴とする付記１１に記載の移動端末接続方法。

（付記１４） 移動端末および固定端末を接続可能な拡張ホームゲートウェイと、前記拡張ホームゲートウェイとインターネットとの間の固定通信を介在する拡張エッジ装置とを備えたゲートウェイシステムにあって、
前記拡張ホームゲートウェイが備えるプロセッサに、
加入者側の前記移動端末との間をワイファイ（Ｗｉ−Ｆｉ）によって接続する手順、
局側の前記拡張エッジ装置との間を国際規格である３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＷｕインタフェース経由で接続する手順、
前記移動端末および前記固定端末の間で使用されるプライベートＩＰアドレスを発行する手順、
および前記移動体通信サービスによって発行されたグローバルＩＰアドレスと前記プライベートＩＰアドレスとの間を相互に変換する手順
を実行させること、を特徴とする移動端末接続プログラム。

本発明は、ホームゲートウェイおよびワイファイを利用したインターネット接続に利用可能であり、特に前述のようなスマートフォンのオフロードにおいて効果を発揮する。

１、１００、３００ ゲートウェイシステム
２、１０、３１０ 拡張ホームゲートウェイ（拡張ＨＧＷ）
２ａ、１１、３１１ 移動端末ユーザエージェント
３、２０、３２０ 拡張エッジ装置
３ａ、２１、３２１ ｅＰＤＧ
４、３０ 移動端末
５、４０ 固定端末
６、６０ 移動体通信サービス
７、７０ インターネット
１１ａ、２１ｃ ＥＡＰ中継部
１１ｂ 移動体通信ネットワークグローバルＩＰ処理部
１１ｃ、２１ｂ、３１９ ＩＫＥｖ２・ＩＰｓｅｃ処理部
１１ｄ、２１ａ、３１８ 固定通信ネットワークローカルＩＰ処理部
１１ｅ、３１８ａ バッファ
１２ ８０２．１Ｘ処理部
１３ プライベートＩＰ処理部
１４ プライベートＤＨＣＰ部
１５ 振分処理部
１６ グローバルＩＰアドレス処理部
１７ ＷＡＮ側イーサネット処理部
２２ ＴＷＡＰ
２２ａ、２３ａ ＳＴａインタフェース処理部
２２ｂ、２３ｂ、３２４ｂ、３２５ｂ ＩＰ処理部
２２ｃ、２３ｃ、３２４ｃ、３２５ｃ イーサネット処理部
２３ ＴＷＡＧ
５０ 固定通信ネットワーク
５１ ゲート装置
６１ 移動ＰＧＷ
６２ 移動ＡＡＡ
７１ サービスプロバイダ
１０１ ワイファイ処理部
１０２ ＬＡＮ側イーサネット処理部
１０３ ＩＳＰトンネリング処理部
２０１ 拡張ＨＧＷ側イーサネット処理部
２０２ ＩＳＰ通信トンネル処理部
２０３ ゲート装置側イーサネット処理部
３２５ａ ＳＷｍインタフェース処理部
３５１ 固定ＰＧＷ
３５２ 固定ＡＡＡ
４２０ ＥＡＰ処理部
４２１ 認証情報処理部

Claims (10)

1. 移動端末および固定端末を接続可能な拡張ホームゲートウェイと、前記拡張ホームゲートウェイとインターネットとの間の固定通信を介在する拡張エッジ装置とを備えたゲートウェイシステムであって、
   前記拡張エッジ装置が、前記移動端末の属する移動体通信サービスとの間で国際規格である３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳ２ａインタフェースを経由して接続してデータ転送が可能なｅＰＤＧ（evolved Packet Data Gateway）を備え、
   前記拡張ホームゲートウェイが、加入者側の前記移動端末とワイファイ（Ｗｉ−Ｆｉ）によって接続され、かつ局側の前記ｅＰＤＧとの間で前記ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＷｕインタフェース経由で接続されると共に、これによって前記移動端末と前記移動体通信サービスとの間の接続を介在する移動端末ユーザエージェントを備えたこと、を特徴とするゲートウェイシステム。
2. 前記拡張ホームゲートウェイが、前記移動端末および前記固定端末の間で使用されるプライベートＩＰアドレスを発行するプライベートＤＨＣＰ部を備えると共に、
   前記移動端末ユーザエージェントが、前記移動体通信サービスによって発行されたグローバルＩＰアドレスと前記プライベートＩＰアドレスとの間を相互に変換する固定通信ネットワークローカルＩＰ処理部を備えたこと、を特徴とする請求項１に記載のゲートウェイシステム。
3. 前記拡張ホームゲートウェイが、前記移動端末から送信されたＩＰパケットの宛先が前記移動体通信サービス宛であるか否かを判定して、前記移動体通信サービス宛の前記ＩＰパケットを前記移動端末ユーザエージェントに送信する振分処理部を備えたこと、を特徴とする請求項１に記載のゲートウェイシステム。
4. 前記拡張エッジ装置の前記ｅＰＤＧに、
   前記移動体通信サービスに備えられたＡＡＡサーバに前記ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＴａインタフェース経由で接続して前記移動端末をＥＡＰ（Extensible Authentication Protocol）によって認証するＴＷＡＰ（Trusted WLAN AAA Proxy）と、
   認証された当該移動端末と前記移動体通信サービスとの間の前記Ｓ２ａインタフェースによる接続を介在するＴＷＡＧ（Trusted WLAN Access Gateway）とが併設されていること、を特徴とする請求項１に記載のゲートウェイシステム。
5. 移動端末および固定端末を接続可能な拡張ホームゲートウェイであって、
   前記拡張ホームゲートウェイとインターネットとの間の固定通信を介在し、かつ前記移動端末の属する移動体通信サービスとの間で国際規格である３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳ２ａインタフェースを経由して接続してデータ転送が可能なｅＰＤＧ（evolved Packet Data Gateway）を備えた拡張エッジ装置と接続されていると共に、
   加入者側の前記移動端末とワイファイ（Ｗｉ−Ｆｉ）によって接続され、かつ局側の前記ｅＰＤＧとの間で前記ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＷｕインタフェース経由で接続されると共に、これによって前記移動端末と前記移動体通信サービスとの間の接続を介在する移動端末ユーザエージェントを備えたこと、を特徴とする拡張ホームゲートウェイ。
6. 前記移動端末および前記固定端末の間で使用されるプライベートＩＰアドレスを発行するプライベートＤＨＣＰ部を備えると共に、
   前記移動端末ユーザエージェントが、前記移動体通信サービスによって発行されたグローバルＩＰアドレスと前記プライベートＩＰアドレスとの間を相互に変換する固定通信ネットワークローカルＩＰ処理部を備えたこと、を特徴とする請求項５に記載の拡張ホームゲートウェイ。
7. 移動端末および固定端末を接続可能な拡張ホームゲートウェイとインターネットとの間の固定通信を介在する拡張エッジ装置であって、
   前記移動端末の属する移動体通信サービスとの間で国際規格である３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳ２ａインタフェースを経由して接続してデータ転送が可能なｅＰＤＧ（evolved Packet Data Gateway）を備え、
   前記ｅＰＤＧに、
   前記移動体通信サービスに備えられたＡＡＡサーバに前記ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＴａインタフェース経由で接続して前記移動端末をＥＡＰ（Extensible Authentication Protocol）によって認証するＴＷＡＰ（Trusted WLAN AAA Proxy）と、
   認証された当該移動端末と前記移動体通信サービスとの間の前記Ｓ２ａインタフェースによる接続を介在するＴＷＡＧ（Trusted WLAN Access Gateway）とが併設されていること、を特徴とする拡張エッジ装置。
8. 移動端末および固定端末を接続可能な拡張ホームゲートウェイと、前記拡張ホームゲートウェイとインターネットとの間の固定通信を介在する拡張エッジ装置とを備えたゲートウェイシステムにあって、
   前記拡張ホームゲートウェイの移動端末ユーザエージェントが、加入者側の前記移動端末との間をワイファイ（Ｗｉ−Ｆｉ）によって接続し、
   前記拡張ホームゲートウェイの前記移動端末ユーザエージェントが、局側の前記拡張エッジ装置との間を国際規格である３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＷｕインタフェース経由で接続し、
   前記拡張エッジ装置のｅＰＤＧ（evolved Packet Data Gateway）が、前記移動端末の属する移動体通信サービスとの間を前記ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳ２ａインタフェース経由で接続すること、を特徴とする移動端末接続方法。
9. 前記拡張エッジ装置が前記移動体通信サービスとの間を接続した後で、前記拡張ホームゲートウェイのプライベートＤＨＣＰ部が前記移動端末および前記固定端末の間で使用されるプライベートＩＰアドレスを発行し、
   前記移動端末ユーザエージェントの固定通信ネットワークローカルＩＰ処理部が、前記移動体通信サービスによって発行されたグローバルＩＰアドレスと前記プライベートＩＰアドレスとの間を相互に変換すること、を特徴とする請求項８に記載の移動端末接続方法。
10. 移動端末および固定端末を接続可能な拡張ホームゲートウェイと、前記拡張ホームゲートウェイとインターネットとの間の固定通信を介在する拡張エッジ装置とを備え、前記拡張エッジ装置のｅＰＤＧ（evolved Packet Data Gateway）が、前記移動端末の属する移動体通信サービスとの間を国際規格である３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳ２ａインタフェース経由で接続する、ゲートウェイシステムにあって、
    前記拡張ホームゲートウェイが備えるプロセッサに、
    加入者側の前記移動端末との間をワイファイ（Ｗｉ−Ｆｉ）によって接続する手順、
    局側の前記拡張エッジ装置との間を前記３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０２規格で規定されたＳＷｕインタフェース経由で接続する手順、
    前記拡張エッジ装置が前記移動体通信サービスとの間を接続した後で、前記移動端末および前記固定端末の間で使用されるプライベートＩＰアドレスを発行する手順、
    および前記移動体通信サービスによって発行されたグローバルＩＰアドレスと前記プライベートＩＰアドレスとの間を相互に変換する手順
    を実行させること、を特徴とする移動端末接続プログラム。

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