JP4977665B2

JP4977665B2 - Communication system and gateway device

Info

Publication number: JP4977665B2
Application number: JP2008219213A
Authority: JP
Inventors: 仁美中村; 正矢野; 晃司渡辺; 成人中原; 陽介高橋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2007-10-26
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2028-08-28
Also published as: CN101489223A; JP2009124684A; CN101489223B

Description

本発明は、通信システム及びゲートウェイ装置に係り、特に、異種アクセス網間のハンドオーバーを高速化する通信システム及びゲートウェイ装置に関する。本発明は、例えば、３ＧＰＰ２（３^ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ２）の第３．９世代移動通信方式ＵＭＢ（ＵｌｔｒａＭｏｂｉｌｅＢｒｏａｄｂａｎｄ）とＷｉＭＡＸ（ＷｏｒｌｄｗｉｄｅＩｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙｆｏｒＭｉｃｒｏｗａｖｅＡｃｃｅｓｓ）間のハンドオーバーを高速化する技術に関するが、これに限定されず各種アクセス網に適用することができる。 The present invention relates to a communication system and a gateway device, and more particularly to a communication system and a gateway device that speed up handover between different types of access networks. The present invention is, for ^example, relate to 3GPP2 (3 rd Generation Partnership Project 2 ) of the 3.9-generation mobile communication system UMB (Ultra Mobile Broadband) and WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) to speed up the handover between technologies However, the present invention is not limited to this and can be applied to various access networks.

近年、カバーエリアやスループット、通信コストの異なる移動通信網をシームレスに連携するサービスが検討されている。例えば、広範囲をカバーするＵＭＢエリア内に、設備コストの低いＷｉＭＡＸエリアを設け、ＷｉＭＡＸエリア内のユーザに対してデータ通信を安価に提供するようなシステムが考えられている。
ＵＭＢアクセス網とＷｉＭＡＸアクセス網の連携方法は、３ＧＰＰ２のＸ．Ｐ００４６（非特許文献１）や、ＷｉＭＡＸＦｏｒｕｍの”ＷｉＭＡＸＦｏｒｕｍＮｅｔｗｏｒｋＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＳｔａｇｅ２：３ＧＰＰ２−ＷｉＭＡＸＩｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ” （非特許文献２）、”ＷｉＭＡＸＦｏｒｕｍＮｅｔｗｏｒｋＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＳｔａｇｅ３Ａｎｎｅｘ：３ＧＰＰ２−ＷｉＭＡＸＩｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ” （非特許文献３）等で規定されている。これらの標準規格では、ＭｏｂｉｌｅＩＰ（非特許文献４〜５）のＨＡ（ＨｏｍｅＡｇｅｎｔ）を介して各アクセス網が緩やかに連携する方式を採用している。このような連携方式は、ＬｏｏｓｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＩｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇと呼ばれる。
ＬｏｏｓｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＩｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇによるＷｉＭＡＸ−ＵＭＢ間のハンドオーバー手順を、図１５〜１９を用いて説明する。 In recent years, services that seamlessly link mobile communication networks having different coverage areas, throughputs, and communication costs have been studied. For example, a system in which a WiMAX area with a low facility cost is provided in a UMB area covering a wide area and data communication is provided to users in the WiMAX area at a low cost has been considered.
The cooperation method between the UMB access network and the WiMAX access network is the XGP of 3GPP2. P0046 (Non-Patent Document 1), WiMAX Forum's "WiMAX Forum Network Architecture Stage 2: 3GPP2-WiMAX Interworking" (Non-patent Document 2), "WiMAX Forum Network Non-Patent 3: 3 Etc. In these standards, a method is adopted in which each access network gradually cooperates via HA (Home Agent) of Mobile IP (Non-Patent Documents 4 to 5). Such a cooperation method is called Loosely Coupled Interworking.
A handover procedure between WiMAX and UMB by Loosely Coupled Interworking will be described with reference to FIGS.

１．システム構成
図１５は、従来技術により構成されたネットワークの構成例を示す図である。ＭＮ（ＭｏｂｉｌｅＮｏｄｅ：モバイル端末）３０４０は、ＷｉＭＡＸアクセス網３０２０とＵＭＢアクセス網３０３０の両方にアクセス手段を持つ端末である。ＣＮ（ＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｔＮｏｄｅ：対向ノード）３０５０は、ＭＮ３０４０と通信を行う端末、あるいはサーバである。
コア網３０１０は、ＷｉＭＡＸアクセス網３０２０とＵＭＢアクセス網３０３０の両方を収容する通信網であり、ＡＡＡ（ＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎＡｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎＡｃｃｏｕｎｔｉｎｇ）３０１１とＨＡ（ＨｏｍｅＡｇｅｎｔ）３０１２が接続される。ＡＡＡ３０１１は、端末の識別子と認証情報の対応付けを管理し、端末を認証するサーバである。ＨＡ３０１２はＭｏｂｉｌｅＩＰ（非特許文献４〜５）で規定されるノードであり、ＭＮ３０４０のＨｏＡ（ＨｏｍｅＡｄｄｒｅｓｓ：ＭＮの位置が変わっても変化しないＩＰアドレス）とＣｏＡ（ＣａｒｅｏｆＡｄｄｒｅｓｓ：移動先ネットワークがＭＮに割り当てるＩＰアドレス）の対応付けを管理する。ＨＡ３０１２は、ＭＮ３０４０がネットワークを移動した場合にもＨｏＡによる通信を継続できるように、ＣＮ３０５０から受信したＭＮ３０４０のＨｏＡ宛てのＩＰパケットを、ＭＮ３０４０のＣｏＡ宛てのＩＰｉｎＩＰパケット（非特許文献６）に変換してＭＮ３０４０に転送する。また反対に、ＭＮ３０４０から受信したＩＰｉｎＩＰパケットをデカプセル化してＣＮ３０５０に転送する。
ＷｉＭＡＸアクセス網３０２０には、ＢＳ（ＢａｓｅＳｔａｔｉｏｎ）３０２２（ａ〜ｃ）とＡＳＮ−ＧＷ（ＡｃｃｅｓｓＳｅｒｖｉｃｅＮｅｔｗｏｒｋ − Ｇａｔｅｗａｙ）３０２１が接続される。ＢＳ３０２２（ａ〜ｃ）は、ＭＮ３０４０からのＷｉＭＡＸ無線信号を有線信号に相互変換して転送するノードであり、ＭＮ３０４０、ＡＳＮ−ＧＷ３０２１と、制御信号およびユーザデータを送受信する。 1. System Configuration FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of a network configured by a conventional technique. An MN (Mobile Node) 3040 is a terminal having access means in both the WiMAX access network 3020 and the UMB access network 3030. A CN (Correspondent Node) 3050 is a terminal or server that communicates with the MN 3040.
The core network 3010 is a communication network that accommodates both the WiMAX access network 3020 and the UMB access network 3030, and an AAA (Authentication Authorization Accounting) 3011 and an HA (Home Agent) 3012 are connected to each other. The AAA 3011 is a server that manages the association between a terminal identifier and authentication information and authenticates the terminal. HA 3012 is a node defined by Mobile IP (Non-Patent Documents 4 to 5), and MN 3040's HoA (Home Address: IP address that does not change even if the position of MN changes) and CoA (Care of Address: destination network) The association of the IP address assigned to the MN is managed. The HA 3012 converts the IP packet addressed to the HoA of the MN 3040 received from the CN 3050 into an IPinIP packet addressed to the CoA of the MN 3040 (Non-patent Document 6) so that the communication by the HoA can be continued even when the MN 3040 moves on the network. Forward to MN3040. Conversely, the IPinIP packet received from the MN 3040 is decapsulated and transferred to the CN 3050.
A BS (Base Station) 3022 (ac) and an ASN-GW (Access Service Network-Gateway) 3021 are connected to the WiMAX access network 3020. The BS 3022 (ac) is a node that mutually converts a WiMAX radio signal from the MN 3040 into a wired signal and transfers it, and transmits and receives control signals and user data to and from the MN 3040 and ASN-GW 3021.

図１６（ａ）は、ＷｉＭＡＸアクセス網３０２０におけるユーザデータのプロトコルスタックを示す。図１６（ａ）に示すように、ＢＳ３０２２（ａ〜ｃ）はＭＮ３０４０から受信したＷｉＭＡＸ無線信号からＩＰパケットを取り出し、ＧＲＥ（ＧｅｎｅｒｉｃＲｏｕｔｉｎｇＥｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）カプセル化（非特許文献７）を行ってＡＳＮ−ＧＷ３０２１に転送する。また、ＡＳＮ−ＧＷ３０２１からＧＲＥパケットを受信し、ＷｉＭＡＸ無線信号に変換してＭＮ３０４０に転送する。
ＡＳＮ−ＧＷ３０２１は、ＭＮ３０４０を収容するアクセスルータであり、ＰｒｏｘｙＭＩＰ（非特許文献８：ＨｏＡとＣｏＡの対応付けを、ＰＭＡ（ＰｒｏｘｙＭｏｂｉｌｅＡｇｅｎｔ）と呼ばれるノードが端末の代理でＨＡに登録するＭｏｂｉｌｅＩＰプロトコル）のＰＭＡの機能を備える。すなわち、ＡＳＮ−ＧＷ３０２１は、ＭＮ３０４０の代理で自身のＩＰアドレスをＣｏＡとしてＨＡ３０１２に登録する。ＡＳＮ−ＧＷ３０２１は、ＨＡ３０１２およびＢＳ３０２２（ａ〜ｃ）と、制御信号およびユーザデータを送受信する。
図１６（ａ）に示すように、ＡＳＮ−ＧＷ３０２１はＢＳ３０２２（ａ〜ｃ）からＧＲＥカプセル化されたユーザパケットを受信し、ＩＰｉｎＩＰパケットに変換してＨＡ３０１２に転送する。また、ＨＡ３０１２からＩＰｉｎＩＰパケットを受信し、ＧＲＥパケットに変換してＢＳ３０２２（ａ〜ｃ）に転送する。 FIG. 16A shows a user data protocol stack in the WiMAX access network 3020. As shown in FIG. 16A, the BS 3022 (ac) extracts an IP packet from the WiMAX radio signal received from the MN 3040, performs GRE (Generic Routing Encapsulation) encapsulation (Non-patent Document 7), and performs ASN-GW3021. Forward to. Also, a GRE packet is received from the ASN-GW 3021, converted into a WiMAX radio signal, and transferred to the MN 3040.
The ASN-GW 3021 is an access router that accommodates the MN 3040, and a Mobile IP in which a node called Proxy MIP (Non-patent Document 8: Association of HoA and CoA and PMA (Proxy Mobile Agent) is registered with the HA on behalf of the terminal. Protocol) PMA function. That is, the ASN-GW 3021 registers its own IP address in the HA 3012 as a CoA on behalf of the MN 3040. ASN-GW 3021 transmits / receives control signals and user data to / from HA 3012 and BS 3022 (ac).
As shown in FIG. 16A, the ASN-GW 3021 receives the GRE-encapsulated user packet from the BS 3022 (ac), converts it into an IPinIP packet, and transfers it to the HA 3012. Also, the IPinIP packet is received from the HA 3012, converted into a GRE packet, and transferred to the BS 3022 (ac).

ＵＭＢアクセス網３０３０には、ｅＢＳ（ＥｖｏｌｖｅｄＢａｓｉｃＳｔａｔｉｏｎ）３０３３（ａ〜ｃ）、ＡＧＷ（ＡｃｃｅｓｓＧａｔｅｗａｙ）３０３１、ＳＲＮＣ（ＳｅｓｓｉｏｎＲｅｆｅｒｅｎｃｅＮｅｔｗｏｒｋＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）３０３２が接続される。ｅＢＳ３０３３（ａ〜ｃ）は、ＵＭＢ無線信号を有線信号に相互変換して転送するノードである。ｅＢＳ３０３３（ａ〜ｃ）は、ＭＮ３０４０、ＡＧＷ３０３１、ＳＲＮＣ３０３２、および他のｅＢＳ３０３３（ａ〜ｃ）と制御信号を送受信する。また、ＭＮ３０４０、ＡＧＷ３０３１、および他のｅＢＳ３０３３（ａ〜ｃ）とユーザデータを送受信する。
図１６（ｂ）は、ＵＭＢアクセス網３０３０における、ユーザデータのプロトコルスタック図を示す。図１６（ｂ）に示すように、ｅＢＳ３０３３（ａ〜ｃ）はＭＮ３０４０から受信したＵＭＢ無線信号からＩＰパケットを取り出し、ＧＲＥカプセル化を行ってＡＧＷ３０３１に転送する。また、ＡＧＷ３０３１からＧＲＥパケットを受信し、ＵＭＢ無線信号に変換してＭＮ３０４０に転送する。
ＡＧＷ３０３１は、ＭＮ３０４０を収容するアクセスルータであり、ＰｒｏｘｙＭＩＰのＰＭＡの機能を備える。すなわち、ＭＮ３０４０の代理で自身のＩＰアドレスをＣｏＡとしてＨＡ３０１２に登録する。ＡＧＷ３０３１は、ＨＡ３０１２、ＳＲＮＣ３０３２、およびｅＢＳ３０３３（ａ〜ｃ）と制御信号を送受信する。また、ＨＡ３０１２、ｅＢＳ３０３３（ａ〜ｃ）とユーザデータを送受信する。
図１６（ｂ）に示すように、ＡＧＷ３０３１はｅＢＳ３０３３（ａ〜ｃ）からＧＲＥカプセル化されたユーザパケットを受信し、ＩＰｉｎＩＰパケットに変換してＨＡ３０１２に転送する。また、ＨＡ３０１２からＩＰｉｎＩＰパケットを受信し、ＧＲＥパケットに変換してｅＢＳ３０３３（ａ〜ｃ）に転送する。
ＳＲＮＣ３０３２は、ＵＭＢアクセス網３０３０における通信セッション情報（すなわち、端末が接続しているｅＢＳのＩＤや、ＡＧＷのＩＤ、無線コネクションの状態など）を管理するノードである。ＳＲＮＣ３０３２は、ｅＢＳ３０３３（ａ〜ｃ）およびＡＧＷ３０３１と制御信号を送受信する。 An eBS (Evolved Basic Station) 3033 (ac), an AGW (Access Gateway) 3031, and an SRNC (Session Reference Network Controller) 3032 are connected to the UMB access network 3030. The eBS 3033 (a to c) is a node that converts a UMB wireless signal into a wired signal and transfers it. The eBS 3033 (ac) transmits and receives control signals to and from the MN 3040, AGW 3031, SRNC 3032, and other eBSs 3033 (ac). In addition, user data is transmitted / received to / from the MN 3040, the AGW 3031, and the other eBSs 3033 (ac).
FIG. 16B shows a protocol stack diagram of user data in the UMB access network 3030. As shown in FIG. 16B, the eBS 3033 (a to c) extracts an IP packet from the UMB radio signal received from the MN 3040, performs GRE encapsulation, and transfers the packet to the AGW 3031. Also, a GRE packet is received from the AGW 3031, converted into a UMB radio signal, and transferred to the MN 3040.
The AGW 3031 is an access router that accommodates the MN 3040, and has a Proxy MIP PMA function. That is, the IP address of the MN 3040 is registered in the HA 3012 as CoA. The AGW 3031 transmits and receives control signals to and from the HA 3012, SRNC 3032, and eBS 3033 (ac). In addition, user data is transmitted to and received from the HA 3012 and the eBS 3033 (ac).
As shown in FIG. 16B, the AGW 3031 receives the GRE-encapsulated user packet from the eBS 3033 (ac), converts it into an IPinIP packet, and transfers it to the HA 3012. Also, the IPinIP packet is received from the HA 3012, converted into a GRE packet, and transferred to the eBS 3033 (ac).
The SRNC 3032 is a node that manages communication session information in the UMB access network 3030 (that is, the ID of the eBS to which the terminal is connected, the ID of the AGW, the state of the wireless connection, etc.). The SRNC 3032 transmits and receives control signals to and from the eBS 3033 (ac) and the AGW 3031.

２．ハンドオーバー処理
図１７は、従来技術のＬｏｏｓｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＩｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇによりＭＮ３０４０がＷｉＭＡＸアクセス網３０２０からＵＭＢアクセス網３０３０にハンドオーバーする手順を示す。
はじめに、ＭＮ３０４０はＷｉＭＡＸアクセス網３０２０のみに接続されており、ＢＳ３０２２ｃ、ＡＳＮ−ＧＷ３０２１、ＨＡ３０１２経由でＣＮ３０５０とデータ通信を行っている（３１０１）。この時点で、ＭＮ３０４０は、ＷｉＭＡＸの通信コンテキストを自身のメモリ内に保持している。ＷｉＭＡＸの通信コンテキストとは、少なくとも接続中のＢＳ（ＢＳ３０２２ｃ）のＩＤや、ＩＰフロー毎のＱｏＳ情報（ＩＰフローを識別するフィルタＴＦＴ（ＴｒａｆｆｉｃＦｌｏｗＴｅｍｐｌａｔｅ）と、各ＩＰフローのＱｏＳクラス等）、ＭＮ３０４０−ＢＳ３０２２ｃ間の無線通信を保護する暗号鍵等を含む。接続中のＢＳＩＤは、ＢＳが定期的に報知する広告メッセージから取得する。ＩＰフロー毎のＱｏＳ情報は、ＷｉＭＡＸアクセス網３０２０への接続時、若しくはＣＮ３０５０とのデータ通信開始時に設定されるが、設定手順の説明は省略する。ＭＮ３０４０−ＢＳ３０２２ｃ間の無線通信を保護する暗号鍵は、ＷｉＭＡＸアクセス網３０２０への接続時に行われるユーザ認証処理と、ＢＳ３０２２ｃへの接続時に行われるＭＮ−ＢＳ鍵交換処理の中で生成される（これらの処理は、ステップ３１０１以前に行われているため、図１７には記載していない。）
図１８に、従来技術に基づくＷｉＭＡＸ暗号鍵の生成方法を示す。以下、図１８を用いてＭＮ３０４０とＢＳ３０２２ｃとが無線区間の暗号鍵を生成する手順を説明する。
はじめに、ＭＮ３０４０がＷｉＭＡＸアクセス網３０２０に接続する際に、ＥＡＰ（ＥｘｔｅｎｓｉｂｌｅＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）によるユーザ認証が行われ、ＡＡＡ３０１１とＭＮ３０４０がＭＳＫ（ＭａｓｔｅｒＳｅｓｓｉｏｎＫｅｙ）を共有する。ＭＳＫは、ＥＡＰ認証プロセスの中でＡＡＡ３０１１からＡＳＮ−ＧＷ３０２１へと通知される。ＡＳＮ−ＧＷ３０２１は、ＭＳＫからＰＭＫ（ＰａｉｒｗｉｓｅＭａｓｔｅｒＫｅｙ）を生成し、メモリ内に記憶する。この後ＭＮ３０４０がＢＳ３０２２ｃに接続した際に、ＡＳＮ−ＧＷ３０２１はＰＭＫとＢＳ３０２２ｃのＩＤからＡＫ（ＡｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎＫｅｙ）＿ＢＳを生成し、ＢＳ３０２２ｃに通知する。ＡＫ＿ＢＳは、ＢＳＩＤの関数であるため、ＢＳ毎に異なる値となる。一方、ＭＮ３０４０は、ＡＳＮ−ＧＷ３０２１と同じ事前に設定されたアルゴリズムを用いてＢＳ３０２２ｃに対するＡＫ＿ＢＳを生成する。この時点で、ＭＮ３０４０とＢＳ３０２２ｃは、同じＡＫ＿ＢＳを共有している。そして、ＭＮ３０４０とＢＳ３０２２ｃは、ＡＫ＿ＢＳを用いて鍵交換処理を行い、無線区間の暗号鍵ＴＥＫ（ＴｒａｎｓｐｏｒｔＥｎｃｒｐｔｉｏｎＫｅｙ）＿ＢＳを交換する。以上で、無線区間の暗号鍵（ＴＥＫ＿ＢＳ）の生成が完了する。 2. Handover Processing FIG. 17 shows a procedure in which the MN 3040 performs handover from the WiMAX access network 3020 to the UMB access network 3030 by the prior art Loosely Coupled Interworking.
First, the MN 3040 is connected only to the WiMAX access network 3020, and performs data communication with the CN 3050 via the BS 3022c, the ASN-GW 3021, and the HA 3012 (3101). At this point, the MN 3040 holds the WiMAX communication context in its own memory. The WiMAX communication context includes at least the ID of the connected BS (BS 3022c), QoS information for each IP flow (filter TFT (Traffic Flow Template) for identifying an IP flow, QoS class of each IP flow, etc.), MN 3040 -The encryption key etc. which protect the radio | wireless communication between BS3022c are included. The BS ID being connected is acquired from an advertisement message periodically broadcast by the BS. The QoS information for each IP flow is set when connecting to the WiMAX access network 3020 or when starting data communication with the CN 3050, but the description of the setting procedure is omitted. The encryption key for protecting the wireless communication between the MN 3040 and the BS 3022c is generated in a user authentication process performed when connecting to the WiMAX access network 3020 and an MN-BS key exchange process performed when connecting to the BS 3022c (these (This process is not shown in FIG. 17 since it was performed before step 3101.)
FIG. 18 shows a WiMAX encryption key generation method based on the prior art. Hereinafter, a procedure in which the MN 3040 and the BS 3022c generate a wireless zone encryption key will be described with reference to FIG.
First, when the MN 3040 connects to the WiMAX access network 3020, user authentication by EAP (Extensible Authentication Protocol) is performed, and the AAA 3011 and the MN 3040 share the MSK (Master Session Key). The MSK is notified from the AAA 3011 to the ASN-GW 3021 in the EAP authentication process. The ASN-GW 3021 generates a PMK (Pairwise Master Key) from the MSK and stores it in the memory. Thereafter, when the MN 3040 connects to the BS 3022c, the ASN-GW 3021 generates an AK (Authorization Key) _BS from the PMK and the ID of the BS 3022c and notifies the BS 3022c. Since AK_BS is a function of BS ID, it has a different value for each BS. On the other hand, the MN 3040 generates an AK_BS for the BS 3022c using the same preset algorithm as the ASN-GW 3021. At this point, the MN 3040 and the BS 3022c share the same AK_BS. Then, the MN 3040 and the BS 3022c perform a key exchange process using the AK_BS, and exchange an encryption key TEK (Transport Encryption Key) _BS in the wireless section. The generation of the encryption key (TEK_BS) for the wireless section is thus completed.

図１７に戻り、従来技術のハンドオーバー手順の説明を続ける。ＭＮ３０４０は、ステップ３１０１の後、ＷｉＭＡＸの電波状況が悪化するなどの理由により、ＵＭＢアクセス網３０３０へのハンドオーバーを決定する（３１０２）。そして、ＵＭＢアクセス網３０３０への接続手順（３１０３〜３１１１）を開始する。以下、非特許文献９で規定されるＵＭＢアクセス網３０３０への接続手順（３１０３〜３１１１）を説明する。
まず、ＭＮ３０４０はＵＭＢアクセス網３０３０の電波状況を測定し、最も電波状況のよいｅＢＳ（例えばｅＢＳ３０３３ａ）に対して接続を要求する（３１０３）。ＭＮ３０４０からｅＢＳ３０３３ａに送信する接続要求には、少なくともＭＮ３０４０がランダムに生成した端末ＩＤ（ＲＡＴＩ：ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＴｅｒｍｉｎａｌＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）と、ＭＮ３０４０がＵＭＢアクセス網３０３０内の経路に対して割り当てる識別子（ＲｏｕｔｅＣｏｕｎｔｅｒ：ルートカウンタ）が含まれる。ｅＢＳ３０３３ａは、ＭＮ３０４０の接続要求を受け付け、成功応答を返信する。また、ＭＮ３０４０が接続すべきＳＲＮＣ（ＳＲＮＣ３０３２）のＩＤをＭＮ３０４０に対して通知する。
次にＭＮ３０４０は、ステップ３１０３で通知されたＳＲＮＣ（ＳＲＮＣ３０３２）に対して接続を要求する（３１０４）。ＭＮ３０４０がＳＲＮＣ３０３２に送信する接続要求には、少なくともＭＮ３０４０が生成したＲＡＴＩと、ＳＲＮＣ３０３２への経路を識別するＲｏｕｔｅＣｏｕｎｔｅｒが含まれる。ＳＲＮＣ３０３２は、ＭＮ３０４０に対して成功応答を返信し、ＭＮ３０４０にユニキャストＩＤ（ＵＡＴＩ：ＵｎｉｃａｓｔＡｃｃｅｓｓＴｅｒｍｉｎａｌＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を割り当てる。 Returning to FIG. 17, the description of the conventional handover procedure will be continued. After step 3101, the MN 3040 determines a handover to the UMB access network 3030 because the WiMAX radio wave condition is deteriorated (3102). And the connection procedure (3103-3111) to the UMB access network 3030 is started. Hereinafter, a connection procedure (3103 to 3111) to the UMB access network 3030 defined in Non-Patent Document 9 will be described.
First, the MN 3040 measures the radio wave condition of the UMB access network 3030, and requests connection to an eBS (for example, eBS 3033a) having the best radio wave condition (3103). The connection request transmitted from the MN 3040 to the eBS 3033a includes at least a terminal ID (RATI: Random Access Terminal Identifier) randomly generated by the MN 3040 and an identifier (Route Counter: route counter) assigned by the MN 3040 to the route in the UMB access network 3030. Is included. The eBS 3033a receives the connection request from the MN 3040 and returns a success response. Also, the MN 3040 is notified of the ID of the SRNC (SRNC 3032) to which the MN 3040 should be connected.
Next, the MN 3040 requests connection to the SRNC (SRNC 3032) notified in Step 3103 (3104). The connection request transmitted from the MN 3040 to the SRNC 3032 includes at least a RATI generated by the MN 3040 and a RouteCounter that identifies a route to the SRNC 3032. The SRNC 3032 returns a success response to the MN 3040 and assigns a unicast ID (UATI: Unicast Access Terminal Identifier) to the MN 3040.

続いて、ＥＡＰ−ＡＫＡ（ＥｘｔｅｎｓｉｂｌｅＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌＭｅｔｈｏｄｆｏｒ３^ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎａｎｄＫｅｙＡｇｒｅｅｍｅｎｔ）認証（非特許文献１０〜１１）が行われる（３１０５）。ＥＡＰ−ＡＫＡ認証の結果として、ＭＮ３０４０とＳＲＮＣ３０３２がＭＳＫを共有し、ＭＮ３０４０−ＳＲＮＣ３０３２間でＭＮ−ＳＲＮＣ鍵交換が行われる（３１０６）。ＭＮ−ＳＲＮＣ鍵交換に関係するパラメータは、後で図１９を用いて説明する。鍵交換の結果、ＭＮ３０４０−ＳＲＮＣ３０３２間の通信を保護する暗号鍵（ＴＳＫ＿ＳＲＮＣ（図１９参照、後述））が生成される。この後、暗号鍵（ＴＳＫ＿ＳＲＮＣ）で保護されたメッセージ中で、ＭＮ３０４０とＳＲＮＣ３０３２間の無線データリンク設定等が行われる（３１０７）。 Subsequently, EAP-AKA (Extensible Authentication Protocol Method for 3 rd Generation Authentication and Key Agreement) authentication (Non-Patent Document 10 to 11) is performed (3105). As a result of the EAP-AKA authentication, the MN 3040 and the SRNC 3032 share the MSK, and the MN-SRNC key exchange is performed between the MN 3040 and the SRNC 3032 (3106). Parameters related to the MN-SRNC key exchange will be described later with reference to FIG. As a result of the key exchange, an encryption key (TSK_SRNC (see FIG. 19, described later)) that protects communication between the MN 3040 and the SRNC 3032 is generated. Thereafter, a wireless data link setting between the MN 3040 and the SRNC 3032 is performed in the message protected by the encryption key (TSK_SRNC) (3107).

続いて、ＳＲＮＣ３０３２はｅＢＳ３０３３ａに対してＵＭＢ接続情報（ＡＧＷ３０３１のＩＤ）と、ＵＭＢ認証情報（ＭＳＫから生成したパラメータＭＳＫ＿ｅＢＳ（図１９参照、後述））を通知する（３１０８）。ｅＢＳ３０３３ａは、ＵＭＢ認証情報（ＭＳＫ＿ｅＢＳ）を使用してＭＮ３０４０と鍵交換を行い、ＭＮ３０４０−ｅＢＳ３０３３ａ間の通信を保護する暗号鍵（ＴＳＫ＿ｅＢＳ（図１９参照、後述））を生成する（３１０９）。
図１９に、従来技術に基づくＵＭＢ暗号鍵の生成方法を示す。以下、図１９を用いてＭＮ３０４０−ＳＲＮＣ３０３２間、ＭＮ３０４０−ｅＢＳ３０３３ａ間の鍵交換処理（図１７のステップ３１０６、３１０９）で扱うパラメータを説明する。（以下で説明する鍵交換処理の詳細は、非特許文献１２〜１３に規定されている。）はじめに、図１７のステップ３１０５のＥＡＰ−ＡＫＡ認証において、ＡＡＡ３０１１とＭＮ３０４０がＭＳＫ（ＭａｓｔｅｒＳｅｓｓｉｏｎＫｅｙ）＿ＳＲＮＣを共有する。ＭＳＫ＿ＳＲＮＣは、ＥＡＰ−ＡＫＡ認証プロセスの中でＡＡＡ３０１１からＳＲＮＣ３０３２へと通知される。ＭＮ３０４０とＳＲＮＣ３０３２は、ＭＳＫ＿ＳＲＮＣから事前に設定された同じアルゴリズムを用いてＰＭＫ（ＰａｉｒｗｉｓｅＭａｓｔｅｒＫｅｙ）＿ＳＲＮＣを生成し、ＰＭＫ＿ＳＲＮＣを用いてＭＮ−ＳＲＮＣ鍵交換処理（図１７のステップ３１０６）を行う。ＭＮ−ＳＲＮＣ鍵交換処理の結果、ＳＲＮＣ３０３２−ＭＮ３０４０間の通信を保護する暗号鍵ＴＳＫ（ＴｒａｎｓｉｅｎｔＳｅｓｓｉｏｎＫｅｙ）＿ＳＲＮＣが生成される。 Subsequently, the SRNC 3032 notifies the eBS 3033a of UMB connection information (ID of AGW 3031) and UMB authentication information (parameter MSK_eBS generated from the MSK (see FIG. 19, described later)) (3108). The eBS 3033a performs key exchange with the MN 3040 using UMB authentication information (MSK_eBS), and generates an encryption key (TSK_eBS (see FIG. 19, described later)) that protects communication between the MN 3040 and the eBS 3033a (3109).
FIG. 19 shows a UMB encryption key generation method based on the prior art. Hereinafter, parameters handled in the key exchange process (steps 3106 and 3109 in FIG. 17) between MN 3040 and SRNC 3032 and between MN 3040 and eBS 3033a will be described with reference to FIG. (Details of the key exchange processing described below are defined in Non-Patent Documents 12 to 13.) First, in the EAP-AKA authentication of Step 3105 in FIG. 17, AAA 3011 and MN 3040 are MSK (Master Session Key) _SRNC. Share MSK_SRNC is notified from AAA 3011 to SRNC 3032 in the EAP-AKA authentication process. The MN 3040 and the SRNC 3032 generate a PMK (Pairwise Master Key) _SRNC using the same algorithm set in advance from the MSK_SRNC, and perform MN-SRNC key exchange processing (step 3106 in FIG. 17) using the PMK_SRNC. As a result of the MN-SRNC key exchange process, an encryption key TSK (Transient Session Key) _SRNC that protects communication between the SRNC 3032 and the MN 3040 is generated.

またこの後、ＳＲＮＣ３０３２は図１７のステップ３１０８において、ｅＢＳ３０３３ａへの経路を識別するＲｏｕｔｅＣｏｕｎｔｅｒと、ＭＳＫ＿ＳＲＮＣから生成したパラメータＭＳＫ＿ｅＢＳを、ｅＢＳ３０３３ａに対して通知する。ＭＳＫ＿ｅＢＳは、ＵＭＢアクセス網内の経路を識別するＲｏｕｔｅＣｏｕｎｔｅｒの関数であるため、ｅＢＳ毎に異なる値となる。ｅＢＳ３０３３ａは、ＭＳＫ＿ｅＢＳから、ＳＲＮＣ３０３２と同様に、共有している事前に設定されたアルゴリズムを用いて、ＰＭＫ＿ｅＢＳを生成し、ＰＭＫ＿ｅＢＳを用いてｅＢＳ３０３３ａと鍵交換処理（図１７のステップ３１０９）を行う。その結果、ＭＮ３０４０−ｅＢＳ３０３３ａ間の通信を保護する暗号鍵（ＴＳＫ＿ｅＢＳ）が生成される。
図１７に戻り、従来技術に基づくハンドオーバー手順の説明を続ける。ＭＮ３０４０−ｅＢＳ３０３３ａ間の鍵交換（ステップ３１０９）の後、ＭＮ３０４０とｅＢＳ３０３３は暗号鍵（ＴＳＫ＿ｅＢＳ）で保護されたメッセージ中で、無線データリンクの設定を行う（３１１０）。そして最後に、ｅＢＳ３０３３ａ−ＡＧＷ３０３１間のＧＲＥトンネル設定、ＡＧＷ３０３１−ＨＡ３０１２間のＩＰｉｎＩＰトンネル設定、ＡＧＷ３０３１からＭＮ３０４０へのＩＰアドレス払い出しが行われ（３１１１）、ＵＭＢアクセス網３０３０への接続が完了する。これ以降、ＭＮ３０４０はｅＢＳ３０３３ａ、ＡＧＷ３０３１、ＨＡ３０１２経由でＣＮ３０５０とデータ通信を行う（３１１２）。以上で、従来技術に基づくハンドオーバー手順が完了する。 Thereafter, in step 3108 of FIG. 17, the SRNC 3032 notifies the eBS 3033a of the RouteCounter for identifying the route to the eBS3033a and the parameter MSK_eBS generated from the MSK_SRNC. MSK_eBS is a function of a Route Counter that identifies a route in the UMB access network, and therefore has a different value for each eBS. The eBS 3033a generates a PMK_eBS from the MSK_eBS using the previously set algorithm that is shared in the same manner as the SRNC 3032, and performs a key exchange process (step 3109 in FIG. 17) with the eBS 3033a using the PMK_eBS. As a result, an encryption key (TSK_eBS) that protects communication between the MN 3040 and the eBS 3033a is generated.
Returning to FIG. 17, the description of the handover procedure based on the prior art will be continued. After the key exchange between the MN 3040 and the eBS 3033a (step 3109), the MN 3040 and the eBS 3033 set a wireless data link in the message protected by the encryption key (TSK_eBS) (3110). Finally, the GRE tunnel setting between the eBS 3033a and the AGW 3031, the IPinIP tunnel setting between the AGW 3031 and the HA 3012, and the IP address issuance from the AGW 3031 to the MN 3040 are performed (3111), and the connection to the UMB access network 3030 is completed. Thereafter, the MN 3040 performs data communication with the CN 3050 via the eBS 3033a, AGW 3031, and HA 3012 (3112). This completes the handover procedure based on the prior art.

ＬｏｏｓｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＩｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇにより異種アクセス網間の連携を行う他のシステムの例として、非特許文献１４〜１６に規定されるＷ−ＣＤＭＡ（ＷｉｄｅｂａｎｄＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）とＷＬＡＮ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）の連携システムがある。Ｗ−ＣＤＭＡとＷＬＡＮ間のハンドオーバーにおいても、上記で説明したＷｉＭＡＸとＵＭＢ間のハンドオーバーと同様、移動先のアクセス網への接続処理が完了した後にデータパスの切り替えが行われる。
Ｗ−ＣＤＭＡとＷＬＡＮ間のハンドオーバーを高速化する発明として、特許文献１が開示されている。特許文献１では、Ｗ−ＣＤＭＡのパケット制御装置（ＳＧＳＮ：ＳｅｒｖｉｎｇＧＰＲＳＳｕｐｐｏｒｔＮｏｄｅ）と移動網パケット中継装置（ＧＧＳＮ：ＧａｔｅｗａｙＧＰＲＳＳｕｐｐｏｒｔＮｏｄｅ）が、ＷＬＡＮのＷＬＡＮ中継装置（ＷＡＧ：ＷＬＡＮＡｃｃｅｓｓＧａｔｅｗａｙ）をも収容することにより、ＩＰアドレスの設定や、データパスの変更、再認証処理の高速化を行っている。 As an example of another system that performs cooperation between heterogeneous access networks by Loosely Coupled Interworking, W-CDMA (Wideband Code Multiple Access) and WLAN (Wireless Local Area) network systems defined in Non-Patent Documents 14 to 16 There is. In the handover between W-CDMA and WLAN, the data path is switched after the connection processing to the destination access network is completed, as in the handover between WiMAX and UMB described above.
Patent Document 1 is disclosed as an invention for speeding up handover between W-CDMA and WLAN. In Patent Document 1, a W-CDMA packet control device (SGSN: Serving GPRS Support Node) and a mobile network packet relay device (GGSN: Gateway GPRS Support Node) are used, and a WLAN relay device (WAG: WLAN Access) is also used as a WLAN. Accommodating speeds up IP address setting, data path change, and re-authentication processing.

特開２００６−２０３６４１公報JP 2006-203641 A ３ＧＰＰ２Ｘ．Ｐ００４６−０ｖ０．４、ＴＥＦ：ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＥｖｏｌｕｔｉｏｎＦｒａｍｅｗｏｒｋ、Ｓｅｃ．７、Ｓｅｃ．９3GPP2 X. P0046-0 v0.4, TEF: Technology Evolution Framework, Sec. 7, Sec. 9 ＷｉＭＡＸＦｏｒｕｍＮｅｔｗｏｒｋＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ − Ｓｔａｇｅ２ − ３ＧＰＰ２ − ＷｉＭＡＸＩｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ − Ｒｅｌｅａｓｅ１．１．０、Ｓｅｃ．７、Ｓｅｃ．９WiMAX Forum Network Architecture-Stage2-3GPP2-WiMAX Interworking-Release 1.1.0, Sec. 7, Sec. 9 ＷｉＭＡＸＦｏｒｕｍＮｅｔｗｏｒｋＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ − Ｓｔａｇｅ３ − Ａｎｎｅｘ：３ＧＰＰ２ − ＷｉＭＡＸＩｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ − Ｒｅｌｅａｓｅ１．１．０WiMAX Forum Network Architecture-Stage 3-Annex: 3GPP2-WiMAX Interworking-Release 1.1.0 ＩＥＴＦＲＦＣ３３４４、ＩＰＭｏｂｉｌｉｔｙＳｕｐｐｏｒｔｆｏｒＩＰｖ４IETF RFC3344, IP Mobility Support for IPv4 ＩＥＴＦＲＦＣ３７７５、ＭｏｂｉｌｉｔｙＳｕｐｐｏｒｔｉｎＩＰｖ６IETF RFC3775, Mobility Support in IPv6 ＩＥＴＦＲＦＣ２００３、ＩＰＥｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｉｎＩＰIETF RFC2003, IP Encapsulation with IP ＩＥＴＦＲＦＣ２７８４、ＧｅｎｅｒｉｃＲｏｕｔｉｎｇＥｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ（ＧＲＥ）IETF RFC 2784, Generic Routing Encapsulation (GRE) ＩＥＴＦｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｎｅｔｌｍｍ−ｐｒｏｘｙｍｉｐ６−０１、ＰｒｏｘｙＭｏｂｉｌｅＩｐｖ６、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｉｎｔｅｒｎｅｔ−ｄｒａｆｔｓ／ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｎｅｔｌｍｍ−ｐｒｏｘｙｍｉｐ６−０１．ｔｘｔIETF draft-ietf-netlmm-proxymip-01, Proxy Mobile Ipv6, http: // www. ietf. org / internet-drafts / draft-ietf-netlmm-proxymip6-01. txt ３ＧＰＰ２Ａ．Ｓ００２０−０ｖ０．４、ＩｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＩＯＳ）ｆｏｒＵｌｔｒａＭｏｂｉｌｅＢｒｏａｄｂａｎｄ（ＵＭＢ）ＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋＩｎｔｅｒｆａｃｅｓ、Ｓｅｃ．３．１．１3GPP2 A.1. S0020-0 v0.4, Interoperability Specification (IOS) for Ultra Mobile Broadband (UMB) Radio Access Network Interfaces, Sec. 3.1.1 ＩＥＴＦＲＦＣ３７４８、ＥｘｔｅｎｓｉｂｌｅＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ（ＥＡＰ）IETF RFC3748, Extensible Authentication Protocol (EAP) ＩＥＴＦＲＦＣ４１８７、ＥｘｔｅｎｓｉｂｌｅＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌＭｅｔｈｏｄｆｏｒ３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎａｎｄＫｅｙＡｇｒｅｅｍｅｎｔ（ＥＡＰ−ＡＫＡ）IETF RFC4187, Extensible Authentication Protocol Method for 3rd Generation Authentication and Key Agreement (EAP-AKA) ３ＧＰＰＣ．Ｓ００８４−００５−０ｖ１．６、ＳｅｃｕｒｉｔｙＦｕｎｃｔｉｏｎｓｆｏｒＵｌｔｒａＭｏｂｉｌｅＢｒｏａｄｂａｎｄ（ＵＭＢ）ＡｉｒＩｎｔｅｒｆａｃｅＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎＳｅｃ．４3GPP C.I. S0084-005-0 v1.6, Security Functions for Ultra Mobile Broadband (UMB) Air Interface Specification Sec. 4 ３ＧＰＰ２Ｓ４０−２００７０６１８−００７Ｒ７ＵＭＢＡｃｃｅｓｓＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ3GPP2 S40-20070618-007R7 UMB Access Authentication Architecture ３ＧＰＰＴＳ２２．２３４、Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｎ３ＧＰＰｓｙｓｔｅｍｔｏＷｉｒｅｌｅｓｓＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ（ＷＬＡＮ）ｉｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ3GPP TS 22.234, Requirements on 3GPP system to Wireless Local Area Network (WLAN) interworking ３ＧＰＰＴＳ２３．２３４、３ＧＰＰｓｙｓｔｅｍｔｏＷｉｒｅｌｅｓｓＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ（ＷＬＡＮ）ｉｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ；Ｓｙｓｔｅｍｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ3GPP TS 23.234, 3GPP system to Wireless Local Area Network (WLAN) interworking; System description ３ＧＰＰＴＳ３３．２３４、３Ｇｓｅｃｕｒｉｔｙ；ＷｉｒｅｌｅｓｓＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ（ＷＬＡＮ）ｉｎｔｅｗｏｒｋｉｎｇｓｅｃｕｒｉｔｙ3GPP TS33.234, 3G security; Wireless Local Area Network (WLAN) interworking security

上記で説明したＬｏｏｓｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＩｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇにより異種アクセス網間ハンドオーバーを行う場合、移動先アクセス網への接続処理が完了するまでデータパスを切り替えることができない。そのため、ＩＰ電話やテレビ会議、動画像配信などのアプリケーションにおいて途切れが発生する可能性がある。とくに、移動先アクセス網への接続処理中に行われるＥＡＰ認証処理（あるいはＥＡＰ−ＡＫＡ認証処理）では、コア網のＡＡＡと通信するため、条件によっては秒単位の時間を要することがあり問題である。
また、特許文献１のように第一のアクセス網の装置が第二のアクセス網の装置を直接収容する構成とした場合、課金等の処理を行うアクセスゲートウェイが共通化されてしまうため、異なる通信事業者のアクセス網間に適用することが困難になる課題がある。
本発明は、上記背景を鑑みてなされたものであって、各アクセス網の独立性を確保しつつ、異種アクセス網間ハンドオーバー時のデータパスの切り替えを高速化することを目的とする。 When performing handover between different types of access networks by the Loosely Coupled Interworking described above, the data path cannot be switched until the connection processing to the destination access network is completed. Therefore, there is a possibility that interruptions occur in applications such as IP phone calls, video conferences, and moving image distribution. In particular, in the EAP authentication process (or EAP-AKA authentication process) performed during the connection process to the destination access network, since communication is performed with the AAA of the core network, it may take time in seconds depending on conditions. is there.
In addition, when the first access network apparatus directly accommodates the second access network apparatus as in Patent Document 1, the access gateway that performs processing such as charging is shared, so that different communication is performed. There is a problem that it becomes difficult to apply between access networks of business operators.
The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to speed up switching of data paths during handover between different access networks while ensuring independence of each access network.

上記課題を解決するために、本発明では、異種アクセス網間にＨＯ−ＧＷ（ＨａｎｄＯｖｅｒ−Ｇａｔｅｗａｙ）を設け、第一のアクセス網内のＩｎｔｅｒ−ＡＧＷハンドオーバー手順（ＡＧＷの変更を伴うハンドオーバ手順）を第二のアクセス網内のＩｎｔｅｒ−ＡＧＷハンドオーバー手順に変換して中継する。ＵＭＢやＷｉＭＡＸのＩｎｔｅｒ−ＡＧＷハンドオーバー手順では、移動先の基地局にデータパスを切り替えた後に、ＥＡＰ認証（あるいはＥＡＰ−ＡＫＡ認証）等の時間を要する処理を行うため、ＬｏｏｓｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＩｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇと比較してデータパスの切り替えを高速に行うことができる。
ＨＯ−ＧＷが行う中継処理には、制御信号の中継処理と、通信データの中継処理が含まれる。制御信号の中継処理では、第一のアクセス網の通信コンテキスト（すなわち、ＱｏＳ情報や、暗号鍵の生成に使用する認証パラメータ）から第二のアクセス網の通信コンテキストを生成し、第二のアクセス網に設定する。通信データの中継処理では、第一のアクセス網から受信したユーザデータを第二のアクセス網の形式に変換して転送する。 In order to solve the above-described problem, in the present invention, an HO-GW (Hand Over-Gateway) is provided between different types of access networks, and an Inter-AGW handover procedure in the first access network (handover procedure with change of AGW) Is converted into an Inter-AGW handover procedure in the second access network and relayed. Compared with Loosely Coupled Interworking, the UMB and WiMAX Inter-AGW handover procedures perform time-consuming processes such as EAP authentication (or EAP-AKA authentication) after switching the data path to the destination base station. The data path can be switched at high speed.
The relay processing performed by the HO-GW includes control signal relay processing and communication data relay processing. In the relay process of the control signal, the communication context of the second access network is generated from the communication context of the first access network (that is, the QoS information and the authentication parameter used for generating the encryption key), and the second access network Set to. In the relay processing of communication data, user data received from the first access network is converted into a second access network format and transferred.

本発明の通信システムは、少なくとも２つ以上の異なる移動通信網に接続手段を持つ端末と、前記端末を収容する第一の移動通信網と、前記端末を収容する第二の移動通信網と、前記第一の移動通信網と前記第二の移動通信網とに接続されるゲートウェイ装置を備える。
前記ゲートウェイ装置は、前記端末が前記第一の移動通信網から前記第二の移動通信網に移動する際に、前記第一の移動通信網から受信した移動制御信号を前記第二の移動通信網に中継し、前記第一の移動通信網から受信した通信データを前記第二の移動通信網に転送する。
また、前記ゲートウェイ装置は、前記第一の移動通信網から受信した前記移動制御信号に含まれる通信コンテキストに基づいて、前記第二の移動通信網における通信コンテキストを生成し、前記第二の移動通信網に転送することができる。
前記ゲートウェイ装置が中継する前記通信コンテキストとは、例えば、転送フィルタ情報、ＱｏＳ情報、暗号鍵のうちの少なくとも一つを含むことができる。
前記移動制御信号とは、例えば、前記第一または第二の移動通信網における通信コンテキストを転送する制御信号と、前記通信データの転送経路を設定する制御信号とを含むことができる。 The communication system of the present invention includes a terminal having connection means in at least two different mobile communication networks, a first mobile communication network that accommodates the terminal, a second mobile communication network that accommodates the terminal, A gateway device connected to the first mobile communication network and the second mobile communication network;
The gateway device receives a movement control signal received from the first mobile communication network when the terminal moves from the first mobile communication network to the second mobile communication network. And the communication data received from the first mobile communication network is transferred to the second mobile communication network.
The gateway device generates a communication context in the second mobile communication network based on a communication context included in the mobility control signal received from the first mobile communication network, and the second mobile communication Can be transferred to the network.
The communication context relayed by the gateway device can include, for example, at least one of transfer filter information, QoS information, and an encryption key.
The mobility control signal can include, for example, a control signal for transferring a communication context in the first or second mobile communication network and a control signal for setting a transfer path for the communication data.

本実施の形態の第１の解決手段によると、
無線端末からの第１の無線信号を有線信号に相互変換して転送する複数の第１の基地局と、前記第１の基地局を収容する第１のアクセスルータとを有する第１のアクセス網と、
無線端末からの前記第１の無線信号とは異なる通信形式の第２の無線信号を有線信号に相互変換して転送する複数の第２の基地局と、前記第２の基地局を収容する第２のアクセスルータとを有し、前記第１のアクセス網とは異なる通信形式の第２のアクセス網と、
異種アクセス網である前記第１のアクセス網と前記第２のアクセス網の両方にアクセス可能な無線端末と、
前記第１のアクセス網の第１のアクセスルータと前記第２のアクセス網の第２のアクセスルータの両方を収容し、少なくともひとつの前記第１の基地局と少なくともひとつの前記第２の基地局を収容し、前記無線端末が前記第１のアクセス網と前記第２のアクセス網の間を移動する際に、前記第１のアクセス網におけるハンドオーバー手順と前記第２のアクセス網におけるハンドオーバー手順とを相互変換して中継する、ゲートウェイ装置と、
を備えた通信システムであって、
前記無線端末が、前記第１のアクセス網のみに接続されており、前記第１の基地局、前記第１のアクセスルータ、前記コア網経由で、通信先装置と通信を行っている場合、ユーザ認証により、前記コア網と前記無線端末が暗号鍵ＭＳＫを共有し、前記無線端末は、第１の通信コンテキスト情報と前記ゲートウェイ装置のＩＤを保持し、
前記無線端末が前記第２のアクセス網側へ移動して、前記第２のアクセス網へのハンドオーバーを決定すると、前記無線端末のＩＤを含むハンドオーバーの接続要求を送信し、
前記第１のアクセスルータが前記コア網から受けたＭＳＫに基づき生成した、前記コア網−前記第１のアクセスルータ間の通信を保護する暗号鍵ＡＫ＿ＧＷにより、前記第１のアクセスルータと前記ゲートウェイ装置とのデータパスが設定され、
前記ゲートウェイ装置が、前記第１のアクセスルータから送られたＡＫ＿ＧＷに基づき生成された、前記ゲートウェイ装置−前記第２の基地局間の通信を保護する暗号鍵ＭＳＫ＿ｅＢＳ又はＫ＿ｅＮＢ＊＋により、前記ゲートウェイ装置と前記第２の基地局とのデータパスが設定され、
前記第２の基地局が前記ゲートウェイ装置から受けたＭＳＫ＿ｅＢＳ又はＫ＿ｅＮＢ＊＋に基づき生成した、前記無線端末−第２の基地局間の通信を保護する暗号鍵ＴＳＫ＿ｅＢＳ又は無線保護用暗号鍵と、前記無線端末がＭＳＫ又は前記第２の基地局と鍵交換した認証情報に基づき生成したＴＳＫ＿ｅＢＳ又は無線保護用暗号鍵とにより、前記無線端末と前記第２の基地局は、保護された通信路上で無線データリンク設定を行い、
前記無線端末は、前記通信先装置と、前記コア網、前記第１のアクセスルータ、前記ゲートウェイ装置、前記第２の基地局を経由して通信を行い、
その後、前記無線端末は前記第２のアクセス網とユーザ認証を行い、第２のアクセス網へのハンドオーバーを実行する
前記通信システムが提供される。 According to the first solving means of the present embodiment,
A first access network having a plurality of first base stations that mutually convert and transfer a first wireless signal from a wireless terminal into a wired signal, and a first access router that accommodates the first base station When,
A plurality of second base stations that mutually convert a second wireless signal having a communication format different from that of the first wireless signal from a wireless terminal into a wired signal and transfer it, and a second base station that accommodates the second base station A second access network having a communication format different from that of the first access network;
A wireless terminal capable of accessing both the first access network and the second access network, which are heterogeneous access networks;
Accommodating both a first access router of the first access network and a second access router of the second access network, at least one first base station and at least one second base station; When the wireless terminal moves between the first access network and the second access network, a handover procedure in the first access network and a handover procedure in the second access network A gateway device that mutually converts and relays,
A communication system comprising:
When the wireless terminal is connected only to the first access network and communicates with a communication destination device via the first base station, the first access router, and the core network, a user Through authentication, the core network and the wireless terminal share an encryption key MSK, and the wireless terminal holds first communication context information and the ID of the gateway device,
When the wireless terminal moves to the second access network side and decides a handover to the second access network, a handover connection request including an ID of the wireless terminal is transmitted,
The first access router and the gateway device using an encryption key AK_GW that protects communication between the core network and the first access router, generated based on the MSK received from the core network by the first access router And the data path is set,
The gateway device uses the encryption key MSK_eBS or K_eNB * + that protects communication between the gateway device and the second base station, which is generated based on AK_GW sent from the first access router. And the data path between the second base station is set,
An encryption key TSK_eBS or a radio protection encryption key for protecting communication between the radio terminal and the second base station, generated based on MSK_eBS or K_eNB * + received from the gateway device by the second base station, The wireless terminal and the second base station are wirelessly transmitted on the protected communication path by the TSK_eBS or the wireless protection encryption key generated based on the authentication information exchanged by the wireless terminal with the MSK or the second base station. Set the data link settings,
The wireless terminal communicates with the communication destination device via the core network, the first access router, the gateway device, and the second base station,
Then, the wireless terminal performs user authentication with the second access network, and provides the communication system for executing a handover to the second access network.

本実施の形態の第２の解決手段によると、
無線端末からの第１の無線信号を有線信号に相互変換して転送する複数の第１の基地局と、前記第１の基地局を収容する第１のアクセスルータとを有する第１のアクセス網と、
無線端末からの前記第１の無線信号とは異なる通信形式の第２の無線信号を有線信号に相互変換して転送する複数の第２の基地局と、前記第２の基地局を収容する第２のアクセスルータとを有し、前記第１のアクセス網とは異なる通信形式の第２のアクセス網と、
異種アクセス網である前記第１のアクセス網と前記第２のアクセス網の両方にアクセス可能な無線端末と、
前記第１のアクセス網の第１のアクセスルータと前記第２のアクセス網の第２のアクセスルータの両方を収容し、少なくともひとつの前記第１の基地局と少なくともひとつの前記第２の基地局を収容し、前記無線端末が前記第１のアクセス網と前記第２のアクセス網の間を移動する際に、前記第１のアクセス網におけるハンドオーバー手順と前記第２のアクセス網におけるハンドオーバー手順とを相互変換して中継する、ゲートウェイ装置と、
を備えた通信システムであって、
前記無線端末は前記第２のアクセス網に接続されており、前記第２の基地局、前記第２のアクセス網、前記コア網経由で、通信先装置とデータ通信を行っている場合、ユーザ認証により、前記無線端末と前記コア網が暗号鍵ＭＳＫ＿ＳＲＮＣ又はＫ＿ＡＳＭＥを共有し、前記無線端末が第１のアクセス網側へ移動して、前記第１のアクセス網へのハンドオーバーを決定すると、前記無線端末は、前記無線端末のＩＤを含むハンドオーバーの接続要求を送信し、
前記第２のアクセスルータが前記コア網から受けたＭＳＫ＿ＳＲＮＣ又はＫ＿ＡＳＭＥに基づき生成した、前記第２のアクセスルータ−前記ゲートウェイ装置間の通信を保護する暗号鍵ＭＳＫ＿ＧＷ又はＫ＿ｅＮＢ＊により、前記第２のアクセスルータと前記ゲートウェイ装置とのデータパスが設定され、
前記ゲートウェイ装置が前記第２のアクセスルータから受けたＭＳＫ＿ＧＷ又はＫ＿ｅＮＢ＊に基づき生成した、前記ゲートウェイ装置−第１の基地局間の通信を保護する暗号鍵ＡＫ＿ＢＳにより、前記ゲートウェイ装置と前記第１の基地局とのデータパスが設定され、
前記第１の基地局が前記デートウェイ装置から受けたＡＫ＿ＢＳに基づき生成した、前記無線端末−前記第１の基地局間の通信を保護する暗号鍵ＴＥＫ＿ＢＳと、前記無線端末がＭＳＫ＿ＳＲＮＣ若しくはＫ＿ＡＳＭＥ又は前記第１の基地局と鍵交換した認証情報に基づき生成したＴＥＫ＿ＢＳにより、前記無線端末と前記第１の基地局は、保護された通信路上で無線データリンク設定を行い、
前記無線端末は、前記第１の基地局、前記ゲートウェイ装置、前記第２のアクセスルータ、前記コア網経由で前記通信先装置と通信を行い、
その後、前記無線端末は、前記第１のアクセス網とユーザ認証を行い、第１のアクセス網へのハンドオーバーを実行する
前記通信システムが提供される。 According to the second solving means of the present embodiment,
A first access network having a plurality of first base stations that mutually convert and transfer a first wireless signal from a wireless terminal into a wired signal, and a first access router that accommodates the first base station When,
A plurality of second base stations that mutually convert a second wireless signal having a communication format different from that of the first wireless signal from a wireless terminal into a wired signal and transfer it, and a second base station that accommodates the second base station A second access network having a communication format different from that of the first access network;
A wireless terminal capable of accessing both the first access network and the second access network, which are heterogeneous access networks;
Accommodating both a first access router of the first access network and a second access router of the second access network, at least one first base station and at least one second base station; When the wireless terminal moves between the first access network and the second access network, a handover procedure in the first access network and a handover procedure in the second access network A gateway device that mutually converts and relays,
A communication system comprising:
When the wireless terminal is connected to the second access network and performs data communication with a communication destination device via the second base station, the second access network, or the core network, user authentication is performed. Thus, when the wireless terminal and the core network share the encryption key MSK_SRNC or K_ASME, the wireless terminal moves to the first access network side, and determines the handover to the first access network. The terminal transmits a handover connection request including the ID of the wireless terminal,
The second access router uses the encryption key MSK_GW or K_eNB * that protects communication between the second access router and the gateway device, which is generated based on the MSK_SRNC or K_ASME received from the core network by the second access router. A data path between the router and the gateway device is set,
The gateway device and the first key are generated by the encryption key AK_BS for protecting communication between the gateway device and the first base station, which is generated based on the MSK_GW or K_eNB * received from the second access router by the gateway device. The data path with the base station is set up,
An encryption key TEK_BS that protects communication between the wireless terminal and the first base station, which is generated based on AK_BS received by the first base station from the dateway device, and the wireless terminal is MSK_SRNC or K_ASME, By the TEK_BS generated based on the authentication information exchanged with the first base station, the wireless terminal and the first base station perform wireless data link setting on the protected communication path,
The wireless terminal communicates with the communication destination device via the first base station, the gateway device, the second access router, and the core network,
Thereafter, the wireless terminal performs user authentication with the first access network and provides the communication system for executing a handover to the first access network.

本実施の形態の第３の解決手段によると、
無線端末からの第１の無線信号を有線信号に相互変換して転送する複数の第１の基地局と、前記第１の基地局を収容する第１のアクセスルータとを有する第１のアクセス網に接続され、
無線端末からの前記第１の無線信号とは異なる通信形式の第２の無線信号を有線信号に相互変換して転送する複数の第２の基地局と、前記第２の基地局を収容する第２のアクセスルータとを有し、前記第１のアクセス網とは異なる通信形式の第２のアクセス網に接続され、
前記第１のアクセス網の第１のアクセスルータと前記第２のアクセス網の第２のアクセスルータの両方を収容し、少なくともひとつの前記第１の基地局と少なくともひとつの前記第２の基地局を収容し、
異種アクセス網である前記第１のアクセス網と前記第２のアクセス網の両方にアクセス可能な前記無線端末が、前記第１のアクセス網と前記第２のアクセス網の間を移動する際に、前記第１のアクセス網におけるハンドオーバー手順と前記第２のアクセス網におけるハンドオーバー手順とを相互変換して中継する、
ゲートウェイ装置であって、
前記無線端末が前記第１のアクセス網から前記第２のアクセス網側へ移動して、前記第２のアクセス網へのハンドオーバーを決定すると、
前記ゲートウェイ装置は、前記第１のアクセスルータが前記コア網から受けた、ユーザ認証により前記コア網と前記無線端末が共有する暗号鍵ＭＳＫに基づき生成した、前記コア網−前記第１のアクセスルータ間の通信を保護する暗号鍵ＡＫ＿ＧＷを受け、ＡＫ＿ＧＷにより、前記第１のアクセスルータと前記ゲートウェイ装置とのデータパスを設定し、
前記ゲートウェイ装置が、前記第１のアクセスルータから送られたＡＫ＿ＧＷに基づき生成された、前記ゲートウェイ装置−前記第２の基地局間の通信を保護する暗号鍵ＭＳＫ＿ｅＢＳ又はＫ＿ｅＮＢ＊＋を前記第２の基地局へ渡し、ＭＳＫ＿ｅＢＳ又はＫ＿ｅＮＢ＊＋により、前記ゲートウェイ装置と前記第２の基地局とのデータパスを設定し、
前記第２の基地局が前記ゲートウェイ装置から受けたＭＳＫ＿ｅＢＳ又はＫ＿ｅＮＢ＊＋に基づき生成した、前記無線端末−第２の基地局間の通信を保護する暗号鍵ＴＳＫ＿ｅＢＳ又は無線保護用暗号鍵と、前記無線端末がＭＳＫ又は前記第２の基地局と鍵交換した認証情報に基づき生成したＴＳＫ＿ｅＢＳ又は無線保護用暗号鍵とにより、前記無線端末と前記第２の基地局は、保護された通信路上で無線データリンク設定を行い、
前記無線端末は、前記通信先装置と、前記コア網、前記第１のアクセスルータ、前記ゲートウェイ装置、前記第２の基地局を経由して通信を行い、
その後、前記無線端末は前記第２のアクセス網とユーザ認証を行い、第２のアクセス網へのハンドオーバーを実行するようにした
前記ゲートウェイ装置が提供される。 According to the third solving means of the present embodiment,
A first access network having a plurality of first base stations that mutually convert and transfer a first wireless signal from a wireless terminal into a wired signal, and a first access router that accommodates the first base station Connected to
A plurality of second base stations that mutually convert a second wireless signal having a communication format different from that of the first wireless signal from a wireless terminal into a wired signal and transfer it, and a second base station that accommodates the second base station Two access routers, connected to a second access network having a communication format different from that of the first access network,
Accommodating both a first access router of the first access network and a second access router of the second access network, at least one first base station and at least one second base station; Contain
When the wireless terminal that can access both the first access network and the second access network, which are heterogeneous access networks, moves between the first access network and the second access network, Relaying by interconverting a handover procedure in the first access network and a handover procedure in the second access network;
A gateway device,
When the wireless terminal moves from the first access network to the second access network and decides a handover to the second access network,
The gateway device generates the core network-the first access router generated based on an encryption key MSK received by the first access router from the core network and shared by the core network and the wireless terminal by user authentication. Receiving an encryption key AK_GW that protects communication between them, and by AK_GW, setting a data path between the first access router and the gateway device,
The gateway device generates an encryption key MSK_eBS or K_eNB ** that protects communication between the gateway device and the second base station, which is generated based on AK_GW sent from the first access router. Pass to the base station, set the data path between the gateway device and the second base station by MSK_eBS or K_eNB * +,
An encryption key TSK_eBS or a radio protection encryption key for protecting communication between the radio terminal and the second base station, generated based on MSK_eBS or K_eNB * + received from the gateway device by the second base station, The wireless terminal and the second base station are wirelessly transmitted on the protected communication path by the TSK_eBS or the wireless protection encryption key generated based on the authentication information exchanged by the wireless terminal with the MSK or the second base station. Set the data link settings,
The wireless terminal communicates with the communication destination device via the core network, the first access router, the gateway device, and the second base station,
Then, the gateway apparatus is provided in which the wireless terminal performs user authentication with the second access network and performs a handover to the second access network.

本実施の形態の第４の解決手段によると、
無線端末からの第１の無線信号を有線信号に相互変換して転送する複数の第１の基地局と、前記第１の基地局を収容する第１のアクセスルータとを有する第１のアクセス網に接続され、
無線端末からの前記第１の無線信号とは異なる通信形式の第２の無線信号を有線信号に相互変換して転送する複数の第２の基地局と、前記第２の基地局を収容する第２のアクセスルータとを有し、前記第１のアクセス網とは異なる通信形式の第２のアクセス網に接続され、
前記第１のアクセス網の第１のアクセスルータと前記第２のアクセス網の第２のアクセスルータの両方を収容し、少なくともひとつの前記第１の基地局と少なくともひとつの前記第２の基地局を収容し、
異種アクセス網である前記第１のアクセス網と前記第２のアクセス網の両方にアクセス可能な前記無線端末が、前記第１のアクセス網と前記第２のアクセス網の間を移動する際に、前記第１のアクセス網におけるハンドオーバー手順と前記第２のアクセス網におけるハンドオーバー手順とを相互変換して中継する、
ゲートウェイ装置であって、
前記無線端末が第１のアクセス網側へ移動して、前記第１のアクセス網へのハンドオーバーを決定すると、
前記ゲートウェイ装置は、前記第２のアクセスルータが前記コア網から受けた、ユーザ認証により前記無線端末と前記コア網が共有する暗号鍵ＭＳＫ＿ＳＲＮＣ又はＫ＿ＡＳＭＥに基づき生成した前記第２のアクセスルータ−前記ゲートウェイ装置間の通信を保護する暗号鍵ＭＳＫ＿ＧＷ又はＫ＿ｅＮＢ＊を受け、ＭＳＫ＿ＧＷ又はＫ＿ｅＮＢ＊により、前記第２のアクセスルータと前記ゲートウェイ装置とのデータパスを設定し、
前記ゲートウェイ装置が前記第２のアクセスルータから受けたＭＳＫ＿ＧＷ又はＫ＿ｅＮＢ＊に基づき生成した、前記ゲートウェイ装置−第１の基地局間の通信を保護する暗号鍵ＡＫ＿ＢＳを前記第１の基地局に渡し、ＡＫ＿ＢＳにより、前記ゲートウェイ装置と前記第１の基地局とのデータパスを設定し、
前記第１の基地局が前記デートウェイ装置から受けたＡＫ＿ＢＳに基づき生成した、前記無線端末−前記第１の基地局間の通信を保護する暗号鍵ＴＥＫ＿ＢＳと、前記無線端末がＭＳＫ＿ＳＲＮＣ若しくはＫ＿ＡＳＭＥ又は前記第１の基地局と鍵交換した認証情報に基づき生成したＴＥＫ＿ＢＳにより、前記無線端末と前記第１の基地局は、保護された通信路上で無線データリンク設定を行い、
前記無線端末は、前記第１の基地局、前記ゲートウェイ装置、前記第２のアクセスルータ、前記コア網経由で前記通信先装置と通信を行い、
その後、前記無線端末は、前記第１のアクセス網とユーザ認証を行い、第１のアクセス網へのハンドオーバーを実行するようにした
前記ゲートウェイ装置が提供される。 According to the fourth solving means of the present embodiment,
A first access network having a plurality of first base stations that mutually convert and transfer a first wireless signal from a wireless terminal into a wired signal, and a first access router that accommodates the first base station Connected to
A plurality of second base stations that mutually convert a second wireless signal having a communication format different from that of the first wireless signal from a wireless terminal into a wired signal and transfer it, and a second base station that accommodates the second base station Two access routers, connected to a second access network having a communication format different from that of the first access network,
Accommodating both a first access router of the first access network and a second access router of the second access network, at least one first base station and at least one second base station; Contain
When the wireless terminal that can access both the first access network and the second access network, which are heterogeneous access networks, moves between the first access network and the second access network, Relaying by interconverting a handover procedure in the first access network and a handover procedure in the second access network;
A gateway device,
When the wireless terminal moves to the first access network side and decides a handover to the first access network,
The gateway device receives the second access router received from the core network based on the encryption key MSK_SRNC or K_ASME shared by the wireless terminal and the core network by user authentication, and the gateway Receiving an encryption key MSK_GW or K_eNB * that protects communication between the devices, and setting a data path between the second access router and the gateway device by MSK_GW or K_eNB *,
Passed to the first base station an encryption key AK_BS that is generated based on MSK_GW or K_eNB * received by the gateway device from the second access router and protects communication between the gateway device and the first base station, By AK_BS, a data path between the gateway device and the first base station is set,
An encryption key TEK_BS that protects communication between the wireless terminal and the first base station, which is generated based on AK_BS received by the first base station from the dateway device, and the wireless terminal is MSK_SRNC or K_ASME, By the TEK_BS generated based on the authentication information exchanged with the first base station, the wireless terminal and the first base station perform wireless data link setting on the protected communication path,
The wireless terminal communicates with the communication destination device via the first base station, the gateway device, the second access router, and the core network,
Thereafter, the gateway apparatus is provided in which the wireless terminal performs user authentication with the first access network and executes a handover to the first access network.

本発明によれば、各アクセス網の独立性を確保しつつ、異種アクセス網間ハンドオーバー時のデータパスの切り替えを高速化することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to increase the speed of data path switching during handover between different access networks while ensuring the independence of each access network.

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。

Ｉ．実施の形態１

１．システム構成
図１は、本実施の形態における通信網の構成例を示す図である。
無線端末ＭＮ５は、ＷｉＭＡＸアクセス網２とＵＭＢアクセス網３の両方にアクセス手段を持つ端末である。通信先装置ＣＮ６は、ＭＮ５と通信を行う端末、あるいはサーバである。
コア網１は、ＷｉＭＡＸアクセス網２とＵＭＢアクセス網３の両方を収容する通信網であり、サーバＡＡＡ１１、ノードＨＡ１２が接続される。ＡＡＡ１１は、端末の識別子と認証情報の対応付けを管理し、端末を認証するサーバである。ＨＡ１２はＭｏｂｉｌｅＩＰで規定されるノードであり、ＭＮ５のＨｏＡとＣｏＡの対応付けを管理する。ＨＡ１２は、ＭＮ５がネットワークを移動した場合にもＨｏＡによる通信を継続できるように、ＣＮ６から受信したＭＮ５のＨｏＡ宛てのＩＰパケットをＭＮ５のＣｏＡ宛てのＩＰｉｎＩＰパケットに変換してＭＮ５に転送する。また反対に、ＭＮ５から受信したＩＰｉｎＩＰパケットをデカプセル化してＣＮ６に転送する。
ＷｉＭＡＸアクセス網２には、ノード（基地局）ＢＳ２２（ａ〜ｃ）とアクセスルータＡＳＮ−ＧＷ２１が接続される。ＢＳ２２（ａ〜ｃ）は、ＭＮ５からのＷｉＭＡＸ無線信号を有線信号に相互変換して転送するノードである。ＢＳ２２（ａ〜ｃ）は、ＭＮ５、ＡＳＮ−ＧＷ２１と制御信号およびユーザデータを送受信する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

I. Embodiment 1

1. System Configuration FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a communication network in the present embodiment.
The wireless terminal MN5 is a terminal having access means in both the WiMAX access network 2 and the UMB access network 3. The communication destination device CN6 is a terminal or server that communicates with the MN5.
The core network 1 is a communication network that accommodates both the WiMAX access network 2 and the UMB access network 3, and is connected to the server AAA11 and the node HA12. The AAA 11 is a server that manages the association between the identifier of the terminal and the authentication information and authenticates the terminal. HA 12 is a node defined by Mobile IP, and manages the association between HoA and CoA of MN 5. The HA 12 converts the IP packet addressed to the HoA of the MN 5 received from the CN 6 into an IPinIP packet addressed to the CoA of the MN 5 and forwards it to the MN 5 so that the communication by the HoA can be continued even when the MN 5 moves on the network. Conversely, the IPinIP packet received from MN5 is decapsulated and forwarded to CN6.
A node (base station) BS 22 (ac) and an access router ASN-GW 21 are connected to the WiMAX access network 2. The BS 22 (ac) is a node that converts the WiMAX radio signal from the MN 5 into a wired signal and transfers it. BS22 (ac) transmits / receives a control signal and user data with MN5 and ASN-GW21.

図１６（ａ）は、ＷｉＭＡＸアクセス網２における、ユーザデータのプロトコルスタック図を示す。図１６（ａ）に示すように、ＢＳ２２（ａ〜ｃ）はＭＮ５から受信したＷｉＭＡＸ無線信号からＩＰパケットを取り出し、ＧＲＥカプセル化を行ってＡＳＮ−ＧＷ２１に転送する。また、ＡＳＮ−ＧＷ２１からＧＲＥパケットを受信し、ＷｉＭＡＸ無線信号に変換してＭＮ５に転送する。
ＡＳＮ−ＧＷ２１は、ＭＮ５を収容するアクセスルータであり、ＰｒｏｘｙＭＩＰのＰＭＡの機能を備える。すなわち、ＡＳＮ−ＧＷ２１はＭＮ５の代理で自身のＩＰアドレスをＣｏＡとしてＨＡ１２に登録する。ＡＳＮ−ＧＷ２１は、ＨＡ１２、ＢＳ２２（ａ〜ｃ）と制御信号およびユーザデータを送受信する。
図１６（ａ）に示すように、ＡＳＮ−ＧＷ２１はＢＳ２２（ａ〜ｃ）からＧＲＥカプセル化されたユーザパケットを受信し、ＩＰｉｎＩＰパケットに変換してＨＡ１２に転送する。また、ＨＡ１２からＩＰｉｎＩＰパケットを受信し、ＧＲＥパケットに変換してＢＳ２２（ａ〜ｃ）に転送する。
ＵＭＢアクセス網３には、ノード（基地局）ｅＢＳ３３（ａ〜ｃ）、アクセスルータＡＧＷ３１、ノードＳＲＮＣ３２が接続される。ｅＢＳ３３（ａ〜ｃ）は、ＵＭＢ無線信号を有線信号に相互変換して転送するノードである。ｅＢＳ３３（ａ〜ｃ）は、ＭＮ５、ＡＧＷ３１、ＳＲＮＣ３２、および他のｅＢＳ３３（ａ〜ｃ）と制御信号を送受信する。また、ＭＮ５、ＡＧＷ３１、および他のｅＢＳ３３（ａ〜ｃ）とユーザデータを送受信する。
図１６（ｂ）は、ＵＭＢアクセス網３におけるユーザデータのプロトコルスタック図を示す。図１６（ｂ）に示すように、ｅＢＳ３３（ａ〜ｃ）はＭＮ５から受信したＵＭＢ無線信号を復号化してＩＰパケットを取り出し、ＧＲＥカプセル化を行ってＡＧＷ３１に転送する。また、ＡＧＷ３１からＧＲＥパケットを受信し、ＵＭＢ無線信号に変換してＭＮ５に転送する。 FIG. 16A shows a protocol stack diagram of user data in the WiMAX access network 2. As shown in FIG. 16A, the BS 22 (ac) extracts an IP packet from the WiMAX radio signal received from the MN 5, performs GRE encapsulation, and transfers the IP packet to the ASN-GW 21. Also, a GRE packet is received from the ASN-GW 21, converted into a WiMAX radio signal, and transferred to the MN 5.
The ASN-GW 21 is an access router that accommodates the MN 5 and has a Proxy MIP PMA function. That is, the ASN-GW 21 registers its own IP address with the HA 12 as a CoA on behalf of the MN 5. The ASN-GW 21 transmits and receives control signals and user data to and from the HA 12 and BS 22 (ac).
As shown in FIG. 16A, the ASN-GW 21 receives the GRE-encapsulated user packet from the BS 22 (ac), converts it into an IPinIP packet, and transfers it to the HA 12. Also, the IPinIP packet is received from the HA 12, converted into a GRE packet, and transferred to the BS 22 (ac).
A node (base station) eBS 33 (ac), an access router AGW 31, and a node SRNC 32 are connected to the UMB access network 3. The eBSs 33 (a to c) are nodes that convert UMB wireless signals into wire signals and transfer them. The eBS 33 (ac) transmits and receives control signals to and from the MN 5, AGW 31, SRNC 32, and other eBSs 33 (ac). Moreover, user data is transmitted / received with MN5, AGW31, and other eBS33 (ac).
FIG. 16B shows a protocol stack diagram of user data in the UMB access network 3. As shown in FIG. 16B, the eBS 33 (a to c) decodes the UMB radio signal received from the MN 5 to extract an IP packet, performs GRE encapsulation, and transfers the packet to the AGW 31. Also, a GRE packet is received from the AGW 31, converted into a UMB radio signal, and transferred to the MN 5.

ＡＧＷ３１は、ｅＢＳ３３（ａ〜ｃ）を収容するアクセスルータであり、ＰｒｏｘｙＭＩＰのＰＭＡの機能を備える。すなわち、ＭＮ５の代理で自身のＩＰアドレスをＣｏＡとしてＨＡ１２に登録する。ＡＧＷ３１は、ＨＡ１２、ＳＲＮＣ３２、およびｅＢＳ３３（ａ〜ｃ）と制御信号を送受信する。また、ＨＡ１２、ｅＢＳ３３（ａ〜ｃ）とユーザデータを送受信する。
図１６（ｂ）のプロトコルスタック図に示すように、ＡＧＷ３１はｅＢＳ３３（ａ〜ｃ）からＧＲＥカプセル化されたユーザパケットを受信し、ＩＰｉｎＩＰパケットに変換してＨＡ１２に転送する。また、ＨＡ１２からＩＰｉｎＩＰパケットを受信し、ＧＲＥパケットに変換してｅＢＳ３３（ａ〜ｃ）に転送する。
ＳＲＮＣ３２は、ＵＭＢアクセス網３における通信セッション情報（すなわち、端末が接続しているｅＢＳのＩＤや、ＡＧＷのＩＤ、無線コネクションの状態など）を管理するノードである。ＳＲＮＣ３２は、ｅＢＳ３３（ａ〜ｃ）およびＡＧＷ３１と制御信号を送受信する。 The AGW 31 is an access router that accommodates the eBSs 33 (a to c), and has a Proxy MIP PMA function. In other words, its own IP address is registered in the HA 12 as a CoA on behalf of the MN 5. The AGW 31 transmits and receives control signals to and from the HA 12, SRNC 32, and eBS 33 (ac). In addition, user data is transmitted to and received from the HA 12 and the eBS 33 (ac).
As shown in the protocol stack diagram of FIG. 16B, the AGW 31 receives the GRE-encapsulated user packet from the eBS 33 (ac), converts it into an IPinIP packet, and transfers it to the HA 12. Also, the IPinIP packet is received from the HA 12, converted into a GRE packet, and transferred to the eBS 33 (ac).
The SRNC 32 is a node that manages communication session information in the UMB access network 3 (that is, the ID of the eBS to which the terminal is connected, the ID of the AGW, the state of the wireless connection, etc.). The SRNC 32 transmits and receives control signals to and from the eBS 33 (ac) and the AGW 31.

（ＨＯ−ＧＷ４）
ＨＯ−ＧＷ４は、ＷｉＭＡＸアクセス網２とＵＭＢアクセス網３の両方に接続されるゲートウェイ装置である。ＨＯ−ＧＷ４は、ＭＮ５がＷｉＭＡＸアクセス網２とＵＭＢアクセス網３の間を移動する際に、ＷｉＭＡＸアクセス網２におけるＩｎｔｅｒ−ＡＧＷハンドオーバー手順とＵＭＢアクセス網３におけるＩｎｔｅｒ−ＡＧＷハンドオーバー手順とを相互変換して中継する。
ＨＯ−ＧＷ４は、ＷｉＭＡＸアクセス網２に対しては、仮想的なＡＳＮ−ＧＷおよびＷｉＭＡＸＢＳとして振舞う。すなわち、ＨＯ−ＧＷ４は、ＡＳＮ−ＧＷ２１に対してＡＳＮ−ＧＷ間インタフェース（ＷｉＭＡＸのＲ４インタフェース）で接続し、制御信号およびユーザデータを送受信する。また、ＨＯ−ＧＷ４は、ＵＭＢアクセス網３に対しては、仮想的なＳＲＮＣおよびｅＢＳとして振舞う。すなわち、ＨＯ−ＧＷ４はＳＲＮＣ３２とＳＲＮＣ間インタフェース（ＵＭＢのＵ４インタフェース）で接続し、制御信号を送受信する。また、ＡＧＷ３１に対しては、ＡＧＷ−ｅＢＳ間インタフェース（ＵＭＢのＵ１インタフェース）で接続し、制御信号およびユーザデータを送受信する。また、ｅＢＳ３３（ａ〜ｃ）に対しては、ｅＢＳ間インタフェース（ＵＭＢのＵ３インタフェース）で接続し、制御信号およびユーザデータを送受信する。ここで、ＨＯ−ＧＷ４は、例えば、所定のＵＭＢエリア内の全てのｅＢＳと接続する構成としてもよい。または、ＨＯ−ＧＷ４は、例えば、全てのｅＢＳと接続するのではなく、ＷｉＭＡＸアクセス網２との境界に位置するひとつ又は複数のｅＢＳ（図１の例ではｅＢＳ３３ａ）とのみ接続する構成としてもよい。このような構成とすることで、ＨＯ−ＧＷ４の設定が単純化できるとともに、ＨＯ−ＧＷ４がｅＢＳとの接続に使用するリソースを節約できる効果がある。
図２は、ＨＯ−ＧＷ４の装置構成例を示す。
ＨＯ−ＧＷ４は、ＨａｒｄＤｉｓｋ８１、ＣＰＵ８２、Ｍｅｍｏｒｙ８３、ＩＦ（８４ａ、８４ｂ）を備え、これらはバス８５を介して接続されている。ＨＯ−ＧＷ４の機能を実現するためのプログラムはＭｅｍｏｒｙ８３に格納されており、ＣＰＵ８２が順次それを読み出して実行する。 (HO-GW4)
The HO-GW 4 is a gateway device connected to both the WiMAX access network 2 and the UMB access network 3. When the MN 5 moves between the WiMAX access network 2 and the UMB access network 3, the HO-GW 4 performs an Inter-AGW handover procedure in the WiMAX access network 2 and an Inter-AGW handover procedure in the UMB access network 3. Convert and relay.
The HO-GW 4 behaves as a virtual ASN-GW and WiMAX BS for the WiMAX access network 2. That is, the HO-GW 4 is connected to the ASN-GW 21 via an ASN-GW interface (WiMAX R4 interface), and transmits and receives control signals and user data. Further, the HO-GW 4 behaves as a virtual SRNC and eBS for the UMB access network 3. That is, the HO-GW 4 is connected to the SRNC 32 via an interface between SRNCs (UM4 U4 interface), and transmits and receives control signals. In addition, the AGW 31 is connected via an AGW-eBS interface (UM1 U1 interface) to transmit and receive control signals and user data. The eBS 33 (a to c) is connected via an inter-eBS interface (UMB U3 interface) to transmit and receive control signals and user data. Here, HO-GW4 is good also as a structure connected with all the eBS in a predetermined UMB area, for example. Alternatively, for example, the HO-GW 4 may not be connected to all eBSs, but may be connected only to one or a plurality of eBSs (eBS 33a in the example of FIG. 1) located at the boundary with the WiMAX access network 2. . With such a configuration, it is possible to simplify the setting of the HO-GW 4 and to save resources used by the HO-GW 4 for connection to the eBS.
FIG. 2 shows a device configuration example of the HO-GW 4.
The HO-GW 4 includes a hard disk 81, a CPU 82, a memory 83, and IFs (84 a and 84 b), which are connected via a bus 85. A program for realizing the function of the HO-GW 4 is stored in the Memory 83, and the CPU 82 sequentially reads and executes it.

（コンテキストテーブル）
図３（ａ）は、ＨＯ−ＧＷ４がＭｅｍｏｒｙ８３またはＨａｒｄＤｉｓｋ８１で管理するＷｉＭＡＸコンテキストテーブル１００の構成例を示す。ＷｉＭＡＸコンテキストテーブル１００は、ＭＮＩＤ１０１、接続先情報１０２、ＱｏＳ情報１０３、認証情報１０４、データパス情報１０５、ＵＭＢＣｏｎｔｅｘｔへのポインタ１０６を含む。
ＭＮＩＤ１０１には、ＷｉＭＡＸアクセス網２におけるＭＮのＩＤ（すなわち、ＭＮのＭＡＣ（ＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）アドレス等のアドレス）が設定される。接続情報１０２には、ＭＮを収容しているＢＳのＩＤや、ＡＳＮ−ＧＷのＩＤが設定される。ＱｏＳ情報１０３には、ＩＰフローを識別するためのフィルタ情報（ＴＦＴ：ＴｒａｆｆｉｃＦｌｏｗＴｅｍｐｌａｔｅ）と、各ＩＰフローのＱｏＳクラス等が設定される。認証情報１０４には、ＡＳＮ−ＧＷ２１から通知されるパラメータＡＫ＿ＧＷ（図１４参照、説明は後述）や、ＨＯ−ＧＷ４からＷｉＭＡＸＢＳに通知するパラメータＡＫ＿ＢＳ（図２０参照、説明は後述）などが設定される。データパス情報１０５には、ＷｉＭＡＸアクセス網２とＨＯ−ＧＷ４間でユーザデータを送受信するためのトンネル情報（すなわち、トンネル端点（ＡＳＮ−ＧＷ）のＩＰアドレスや、トンネルヘッダ情報（ＧＲＥＫｅｙ）など）が設定される。ＵＭＢコンテキストへのポインタ１０６には、ＵＭＢコンテキストテーブル１２０（後述）の関連するエントリへのポインタが設定される。 (Context table)
FIG. 3A shows a configuration example of the WiMAX context table 100 managed by the HO-GW 4 using the Memory 83 or the Hard Disk 81. The WiMAX context table 100 includes an MN ID 101, connection destination information 102, QoS information 103, authentication information 104, data path information 105, and a pointer 106 to a UMB Context.
In the MN ID 101, an MN ID in the WiMAX access network 2 (that is, an address such as an MN MAC (Media Access Control) address) is set. In the connection information 102, the ID of the BS accommodating the MN and the ID of the ASN-GW are set. In the QoS information 103, filter information (TFT: Traffic Flow Template) for identifying an IP flow, a QoS class of each IP flow, and the like are set. In the authentication information 104, a parameter AK_GW notified from the ASN-GW 21 (see FIG. 14, description will be described later), a parameter AK_BS notified from the HO-GW 4 to the WiMAX BS (refer to FIG. 20, description will be described later), and the like are set. The The data path information 105 includes tunnel information for transmitting / receiving user data between the WiMAX access network 2 and the HO-GW 4 (that is, the tunnel end point (ASN-GW) IP address, tunnel header information (GRE Key), etc.). Is set. In the pointer 106 to the UMB context, a pointer to a related entry in the UMB context table 120 (described later) is set.

図３（ｂ）は、ＨＯ−ＧＷ４がＭｅｍｏｒｙ８３またはＨａｒｄＤｉｓｋ８１で管理するＵＭＢコンテキストテーブル１２０の構成例を示す。ＵＭＢコンテキストテーブル１２０は、ＭＮＩＤ１２１、接続先情報１２２、ＱｏＳ情報１２３、認証情報１２４、データパス情報１２５、ＷｉＭＡＸＣｏｎｔｅｘｔへのポインタ１２６を含む。
ＭＮＩＤ１２１には、ＵＭＢアクセス網３におけるＭＮのユニキャストＩＤ（ＵＡＴＩ）が設定される。接続先情報１２２には、ＭＮを収容しているｅＢＳのＩＤや、ＳＲＮＣのＩＤ、ＡＧＷのＩＤなどが設定される。ＱｏＳ情報１２３には、ＩＰフローを識別するためのフィルタ情報（ＴＦＴ）や、各ＩＰフローのＱｏＳクラスなどが設定される。認証情報１２４には、ＳＲＮＣ３２から通知されるパラメータＭＳＫ＿ＧＷ（図２０参照、説明は後述）や、ＨＯ−ＧＷ４からＵＭＢｅＢＳに通知するパラメータＭＳＫ＿ｅＢＳ（図１４参照、説明は後述）などが設定される。データパス情報１２５には、ＵＭＢアクセス網３とＨＯ−ＧＷ４間でユーザデータを送受信するためのトンネル情報（すなわち、トンネル端点（ＡＧＷまたはｅＢＳ）のＩＰアドレス、ＨＯ−ＧＷ４−ＭＮ間の通信を保護する暗号鍵ＴＳＫ＿ＧＷ（図１４参照、説明は後述）などが設定される。ＷｉＭＡＸコンテキストへのポインタ１２６には、ＷｉＭＡＸコンテキストテーブル１００の関連するエントリへのポインタが設定される。 FIG. 3B shows a configuration example of the UMB context table 120 managed by the HO-GW 4 using the Memory 83 or the Hard Disk 81. The UMB context table 120 includes a MN ID 121, connection destination information 122, QoS information 123, authentication information 124, data path information 125, and a pointer 126 to WiMAX Context.
In the MN ID 121, the unicast ID (UATI) of the MN in the UMB access network 3 is set. In the connection destination information 122, the ID of the eBS that accommodates the MN, the ID of the SRNC, the ID of the AGW, and the like are set. In the QoS information 123, filter information (TFT) for identifying an IP flow, a QoS class of each IP flow, and the like are set. In the authentication information 124, a parameter MSK_GW notified from the SRNC 32 (see FIG. 20, description will be described later), a parameter MSK_eBS notified from the HO-GW 4 to the UMB eBS (see FIG. 14, description described later), and the like are set. The data path information 125 protects the tunnel information for transmitting / receiving user data between the UMB access network 3 and the HO-GW 4 (that is, the IP address of the tunnel endpoint (AGW or eBS), and the communication between the HO-GW 4 and the MN). The encryption key TSK_GW (see FIG. 14, description will be described later) is set, etc. In the pointer 126 to the WiMAX context, a pointer to an associated entry in the WiMAX context table 100 is set.

２．ハンドオーバー処理（ＷｉＭＡＸ→ＵＭＢ）
図４は、本実施の形態のシステムにおいてＭＮ５がＷｉＭＡＸアクセス網２からＵＭＢアクセス網３へハンドオーバーする手順を示す。また、図１はそのようなハンドオーバーの説明図を示す。
はじめに、ＭＮ５はＷｉＭＡＸアクセス網２のみに接続されており、ＢＳ２２ｃ、ＡＳＮ−ＧＷ２１、ＨＡ１２経由でＣＮ６とデータ通信を行っている（２０１）。この時点で、ＨＯ−ＧＷ４は、ＭＮ５に関する情報を一切保持していない。一方、ＭＮ５はＷｉＭＡＸ通信コンテキスト情報と、Ｈ０−ＧＷ４の情報を保持している。ここで、ＭＮ５が保持するＷｉＭＡＸ通信コンテキストとは、接続中のＢＳ（ＢＳ２２ｃ）のＩＤ、ＩＰフロー毎のＱｏＳ情報、ＭＮ５−ＢＳ２２ｃ間の無線通信を保護する暗号鍵等を含む（各情報の取得方法は、従来技術で説明した方法と同様である）。また、ＨＯ−ＧＷ４の情報とは、ＨＯ−ＧＷ４の仮想ＡＳＮ−ＧＷのＩＤ、仮想ＢＳのＩＤ、仮想ＳＲＮＣのＩＤ、仮想ｅＢＳのＩＤ、そのほかＨＯ−ＧＷ４との通信に必要なパラメータやアルゴリズム情報を含む。ＨＯ−ＧＷ４の情報は、ＭＮ５がＷｉＭＡＸアクセス網に接続した際にＡＡＡ１１などから動的に取得してもよいし、あるいはＭＮ５のハードウェア上に静的に設定されていてもよい。あるいは、近隣のＷｉＭＡＸＢＳから広告されるメッセージ等から取得してもよい。
また、従来技術と同様に（図１８、従来技術に基づくＷｉＭＡＸ暗号鍵の生成方法を参照）、ＭＮ５とＢＳ２２ｃとが無線区間の暗号鍵を生成する。すなわち、はじめに、ＭＮ５がＷｉＭＡＸアクセス網２に接続する際に、ＥＡＰ（ＥｘｔｅｎｓｉｂｌｅＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）によるユーザ認証が行われ、ＡＡＡ１１とＭＮ５がＭＳＫ（ＭａｓｔｅｒＳｅｓｓｉｏｎＫｅｙ）を共有する。ＭＳＫは、ＥＡＰ認証プロセスの中でＡＡＡ１１からＡＳＮ−ＧＷ２１へと通知される。ＡＳＮ−ＧＷ３０２１は、ＭＳＫからＰＭＫ（ＰａｉｒｗｉｓｅＭａｓｔｅｒＫｅｙ）を生成し、メモリ内に記憶する。この後ＭＮ５がＢＳ２２ｃに接続した際に、ＡＳＮ−ＧＷ２１はＰＭＫとＢＳ２２ｃのＩＤからＡＫ（ＡｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎＫｅｙ）＿ＢＳを生成し、ＢＳ２２ｃに通知する。ＡＫ＿ＢＳは、ＢＳＩＤの関数であるため、ＢＳ毎に異なる値となる。一方、ＭＮ５は、ＡＳＮ−ＧＷ２１と同じ事前に設定されたアルゴリズムを用いてＢＳ２２ｃに対するＡＫ＿ＢＳを生成する。この時点で、ＭＮ５とＢＳ２２ｃは、同じＡＫ＿ＢＳを共有している。そして、ＭＮ５とＢＳ２２ｃは、ＡＫ＿ＢＳを用いて鍵交換処理を行い、無線区間の暗号鍵ＴＥＫ（ＴｒａｎｓｐｏｒｔＥｎｃｒｐｔｉｏｎＫｅｙ）＿ＢＳを交換する。以上で、無線区間の暗号鍵（ＴＥＫ＿ＢＳ）の生成が完了する。 2. Handover processing (WiMAX → UMB)
FIG. 4 shows a procedure in which the MN 5 performs handover from the WiMAX access network 2 to the UMB access network 3 in the system of the present embodiment. FIG. 1 is an explanatory diagram of such a handover.
First, the MN 5 is connected only to the WiMAX access network 2 and performs data communication with the CN 6 via the BS 22c, the ASN-GW 21 and the HA 12 (201). At this point, the HO-GW 4 does not hold any information regarding the MN 5. On the other hand, the MN 5 holds WiMAX communication context information and H0-GW4 information. Here, the WiMAX communication context held by the MN 5 includes the ID of the connected BS (BS 22c), QoS information for each IP flow, an encryption key that protects wireless communication between the MN 5 and the BS 22c (acquisition of each information) The method is similar to the method described in the prior art). The HO-GW4 information includes the virtual ASN-GW ID of the HO-GW4, the virtual BS ID, the virtual SRNC ID, the virtual eBS ID, and other parameters and algorithm information necessary for communication with the HO-GW4. including. The information of the HO-GW 4 may be dynamically acquired from the AAA 11 or the like when the MN 5 is connected to the WiMAX access network, or may be statically set on the MN 5 hardware. Or you may acquire from the message etc. which are advertised from neighboring WiMAX BS.
Similarly to the conventional technique (see FIG. 18, WiMAX encryption key generation method based on the conventional technique), the MN 5 and the BS 22c generate a wireless zone encryption key. That is, first, when the MN 5 connects to the WiMAX access network 2, user authentication by EAP (Extensible Authentication Protocol) is performed, and the AAA 11 and the MN 5 share the MSK (Master Session Key). The MSK is notified from the AAA 11 to the ASN-GW 21 in the EAP authentication process. The ASN-GW 3021 generates a PMK (Pairwise Master Key) from the MSK and stores it in the memory. Thereafter, when the MN 5 connects to the BS 22c, the ASN-GW 21 generates an AK (Authorization Key) _BS from the PMK and the ID of the BS 22c, and notifies the BS 22c. Since AK_BS is a function of BS ID, it has a different value for each BS. On the other hand, the MN 5 generates an AK_BS for the BS 22c using the same preset algorithm as the ASN-GW 21. At this point, the MN 5 and the BS 22c share the same AK_BS. Then, the MN 5 and the BS 22c perform a key exchange process using the AK_BS, and exchange an encryption key TEK (Transport Encryption Key) _BS in the wireless section. The generation of the encryption key (TEK_BS) for the wireless section is thus completed.

その後、ＷｉＭＡＸの電波状況が悪化するなどの理由により、ＭＮ５がＵＭＢアクセス網３へのハンドオーバーを決定する（２０２）。そして、ＭＮ５はＵＭＢアクセス網３の電波状況を測定し、例えば、最も電波状況のよいｅＢＳ（例えばｅＢＳ３３ａ）に対して接続を要求する（２０３）。ＭＮ５の接続要求には、例えばＭＮのＩＤ、ＨＯ−ＧＷ４の仮想ＢＳＩＤ又は仮想ＳＲＮＣＩＤ、ＲｏｕｔｅＣｏｕｎｔｅｒ等を含むことができる。
ステップ２０３では、概略次のような処理が実行される。
ＡＳＮ−ＧＷ２１が、事前に設定されたアルゴリズムを用いて、コア網１からＭＳＫを受けたＭＳＫに基づきコア網１−ＡＳＮ−ＧＷ２１間の通信を保護する暗号鍵ＡＫ＿ＧＷを生成し、ＨＯ−ＧＷ４に渡す。この暗号鍵により、ＡＳＮ−ＧＷ２１とＨＯ−ＧＷ４とのデータパスが設定される（後述の図５、ステップ２６６，２６７参照）。また、ＨＯ−ＧＷ４が、事前に設定されたアルゴリズムを用いて、ＡＳＮ−ＧＷ２１から受けたＡＫ＿ＧＷに基づきＨＯ−ＧＷ４−ＭＮ５間の通信を保護する暗号鍵ＴＳＫ＿ＧＷ及びＨＯ−ＧＷ４−ｅＢＳ３３ａ間の通信を保護する暗号鍵ＭＳＫ＿ｅＢＳを生成し、ＵＭＢコンテキストテーブル１２０に設定する。このときＨＯ−ＧＷ４は、ＢＳ２２ｃ、ＡＳＮ−ＧＷ２１からＭＮ５のＷｉＭＡＸ通信コンテキストを取得し、ＵＭＢ通信コンテキストに変換してｅＢＳ３３ａに通知する。この暗号鍵ＭＳＫ＿ｅＢＳにより、ＨＯ−ＧＷ４とｅＢＳ３３ａとのデータパスが設定される（後述の図５、ステップ２６９，２７０参照）。
ステップ２０３の詳細は、後で図５〜７、図１４を用いて詳しく説明する。
次に、ｅＢＳ３３ａは、ステップ２０３でＨＯ−ＧＷ４から通知されたＵＭＢ通信コンテキストに含まれる認証情報（ＭＳＫ＿ｅＢＳを含む。）に基づき、事前に設定されたアルゴリズムを用いて、暗号鍵ＰＭＫ＿ｅＢＳを作成する。ｅＢＳ３３ａは、ＰＭＫ＿ｅＢＳ等のパラメータを用いて、ＭＮ５と鍵交換を行う（２０４）。ＭＮ５−ｅＢＳ３３ａ間の鍵交換で使用するパラメータは、後で図１４を用いて説明する。ＭＮ−ｅＢＳ鍵交換の結果、ＭＮ５とｅＢＳ３３ａは、共有する事前に設定されたアルゴリズムを用いて、ＰＭＫ＿ｅＢＳに基づき、ＭＮ５−ｅＢＳ３３ａ間の通信を保護する暗号鍵（ＴＳＫ＿ｅＢＳ）を生成する。そしてこれ以降、ＭＮ５−ｅＢＳ３３ａ間のメッセージは暗号で保護されるようになる。 After that, the MN 5 decides to hand over to the UMB access network 3 because the WiMAX radio wave condition deteriorates (202). Then, the MN 5 measures the radio wave condition of the UMB access network 3, and requests connection to, for example, an eBS (eg, eBS 33a) having the best radio wave condition (203). The connection request of the MN 5 can include, for example, the MN ID, the virtual BS ID or virtual SRNC ID of the HO-GW 4, the Route Counter, and the like.
In step 203, the following general processing is executed.
The ASN-GW 21 generates an encryption key AK_GW that protects communication between the core network 1-ASN-GW 21 based on the MSK received from the core network 1 using an algorithm set in advance, and stores it in the HO-GW 4 hand over. With this encryption key, a data path between ASN-GW 21 and HO-GW 4 is set (see FIG. 5, steps 266 and 267 described later). Further, the communication between the encryption key TSK_GW and the HO-GW4-eBS 33a that protects the communication between the HO-GW4-MN5 based on the AK_GW received from the ASN-GW21 by using the algorithm set in advance by the HO-GW4. An encryption key MSK_eBS to be protected is generated and set in the UMB context table 120. At this time, the HO-GW 4 acquires the WiMAX communication context of the MN 5 from the BS 22c and the ASN-GW 21, converts it into the UMB communication context, and notifies the eBS 33a. With this encryption key MSK_eBS, a data path between the HO-GW 4 and the eBS 33a is set (see FIG. 5, steps 269 and 270 described later).
Details of step 203 will be described later with reference to FIGS.
Next, the eBS 33a creates an encryption key PMK_eBS using a preset algorithm based on the authentication information (including MSK_eBS) included in the UMB communication context notified from the HO-GW 4 in step 203. The eBS 33a performs key exchange with the MN 5 using parameters such as PMK_eBS (204). Parameters used for key exchange between the MN 5 and the eBS 33a will be described later with reference to FIG. As a result of the MN-eBS key exchange, the MN 5 and the eBS 33a generate an encryption key (TSK_eBS) that protects the communication between the MN 5 and the eBS 33a based on the PMK_eBS using a shared preset algorithm. Thereafter, messages between the MN 5 and the eBS 33a are protected by encryption.

次に、ＭＮ５とｅＢＳ３３ａは、保護された通信路上で無線データリンク設定を行う（２０５）。無線データリンクの設定が完了すると、ＣＮ６からのユーザデータは、ＨＡ１２、ＡＳＮ−ＧＷ２１、ＨＯ−ＧＷ４、ｅＢＳ３３ａを経由してＭＮ５に到達するようになる（２０６）。
図８（ａ）と図８（ｂ）に、ステップ２０６におけるプロトコルスタックの例を示す。図８（ａ）の例では、ＨＯ−ＧＷ４がＡＳＮ−ＧＷ２１から受信したＧＲＥパケット中のＩＰパケットを取り出し、ＵＭＢＬ２（Ｌａｙｅｒ２）ヘッダとＬ２ＴＰｖ３（Ｌａｙｅｒ２ＴｕｎｎｅｌｉｎｇＰｒｏｔｏｃｏｌｖｅｒｓｉｏｎ３）ヘッダでカプセル化してｅＢＳ３３に転送する。ＵＭＢＬ２ヘッダは、ＭＮ５で終端されるが、Ｌ２ＴＰｖ３はｅＢＳ３３ａで終端される。ｅＢＳ３３ａは、Ｌ２ＴＰｖ３パケットからＵＭＢＬ２パケットを取り出し、ＩＲＴＰ（ＩｎｔｅｒＲｏｕｔｅＴｕｎｎｅｌｉｎｇＰｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダとＵＭＢＬ２ヘッダを付加してＭＮ５に転送する。
一方、図８（ｂ）の例では、ＨＯ−ＧＷ４がＡＳＮ−ＧＷ２１から受信したＧＲＥパケット中のＩＰパケットを取り出し、Ｌ２ＴＰｖ３ヘッダでカプセル化してｅＢＳ３３ａに転送する。ｅＢＳ３３ａは、Ｌ２ＴＰｖ３パケットからＩＰパケットを取り出し、ＵＭＢＬ２ヘッダを付加してＭＮ５に転送する。 Next, the MN 5 and the eBS 33a perform wireless data link setting on the protected communication path (205). When the setting of the wireless data link is completed, user data from the CN 6 reaches the MN 5 via the HA 12, the ASN-GW 21, the HO-GW 4, and the eBS 33a (206).
FIG. 8A and FIG. 8B show examples of protocol stacks in step 206. In the example of FIG. 8A, the HO-GW 4 extracts the IP packet from the GRE packet received from the ASN-GW 21 and encapsulates it with the UMB L2 (Layer 2) header and the L2TPv3 (Layer 2 Tunneling Protocol version 3) header. Transfer to eBS 33. The UMB L2 header is terminated at MN5, while L2TPv3 is terminated at eBS 33a. The eBS 33a extracts the UMB L2 packet from the L2TPv3 packet, adds an IRTP (Inter Route Tunneling Protocol) header and a UMB L2 header, and transfers them to the MN 5.
On the other hand, in the example of FIG. 8B, the HO-GW 4 extracts the IP packet in the GRE packet received from the ASN-GW 21, encapsulates it with the L2TPv3 header, and transfers it to the eBS 33a. The eBS 33a extracts an IP packet from the L2TPv3 packet, adds a UMB L2 header, and transfers the packet to the MN5.

図４に戻り、ハンドオーバー手順の説明を続ける。ｅＢＳ３３ａは、ステップ２０５の後、ＭＮ５に対してＳＲＮＣ３２のＩＤを通知する（２０７）（なお、ｅＢＳ３３ａはＳＲＮＣ３２のＩＤを予め把握している。）。ＭＮ５は、通知されたＳＲＮＣ３２に接続を要求する（２０８）。ステップ２０８においてＭＮ５からＳＲＮＣ３２に送信する接続要求には、ＭＮ５のユニキャストＩＤ（ＵＡＴＩ：後で図５、図６で示すように、本実施の形態ではＷｉＭＡＸＭＮＩＤに等しい）と、接続中のＳＲＮＣのＩＤ（ここではＨＯ−ＧＷ４の仮想ＳＲＮＣＩＤ）が含まれる。ＳＲＮＣ３２は、通知されたユニキャストＩＤ（ＵＡＴＩ）とＳＲＮＣＩＤを用いてＨＯ−ＧＷ４からＵＭＢコンテキストを取得した後、ＭＮ５に対して接続許可応答を返信する。接続許可応答には、ＳＲＮＣ３２がＭＮ５に対して新たに割り当てるユニキャストＩＤ（ＵＡＴＩ）が含まれる。
続いて、ＵＭＢアクセス網に対してＥＡＰ−ＡＫＡ認証が行われる（２０９）。ＥＡＰ−ＡＫＡ認証に成功すると、ＭＮ５とＡＡＡ１１の間でＭＳＫ＿ＳＲＮＣ（図１９参照）が共有される。ＭＳＫ＿ＳＲＮＣは、ＡＡＡ１１からＳＲＮＣ３２へと通知される。
次に、ＭＳＫ＿ＳＲＮＣを使用して、ＭＮ５とＳＲＮＣ３２間の通信を保護する暗号鍵ＴＳＫ＿ＳＲＮＣ（図１９参照）の交換が行われる（２１０）。ＭＳＫ＿ＳＲＮＣから暗号鍵ＴＳＫ＿ＳＲＮＣを生成する方法は、図１９を用いて説明した通りである。ＭＮ−ＳＲＮＣ鍵交換処理の後、ＭＮ５とＳＲＮＣ３２間の通信はＴＳＫ＿ＳＲＮＣを用いて保護されるようになる。
次に、ＭＮ５とＳＲＮＣ３２は、保護された通信路上で無線データリンク層の設定を行う（２１１）。そして、最後にデータパス設定（ｅＢＳ３３ａ−ＡＧＷ３１間のＧＲＥトンネル設定、ＡＧＷ３１−ＨＡ１２間のＩＰｉｎＩＰトンネル設定）と、ＡＧＷ３１からＭＮ５へのＩＰアドレス払い出しが行われ（２１２）、ＭＮ５のＵＭＢアクセス網３への接続が完了する。これ以降、ＭＮ５はｅＢＳ３３ａ、ＡＧＷ３１、ＨＡ１２経由でＣＮ６とデータ通信を行うようになる（２１３）。以上で、ＭＮ５がＷｉＭＡＸアクセス網２からＵＭＢアクセス網３へハンドオーバーする手順が完了する。 Returning to FIG. 4, the description of the handover procedure will be continued. After step 205, the eBS 33a notifies the MN 5 of the ID of the SRNC 32 (207) (the eBS 33a knows the ID of the SRNC 32 in advance). The MN 5 requests connection to the notified SRNC 32 (208). In the connection request transmitted from the MN 5 to the SRNC 32 in step 208, the MN 5 unicast ID (UATI: equal to the WiMAX MN ID in this embodiment as shown in FIGS. 5 and 6 later) The SRNC ID (here, the virtual SRNC ID of the HO-GW 4) is included. The SRNC 32 acquires a UMB context from the HO-GW 4 using the notified unicast ID (UATI) and SRNC ID, and then returns a connection permission response to the MN 5. The connection permission response includes a unicast ID (UATI) newly assigned to the MN 5 by the SRNC 32.
Subsequently, EAP-AKA authentication is performed on the UMB access network (209). When the EAP-AKA authentication is successful, the MSK_SRNC (see FIG. 19) is shared between the MN 5 and the AAA 11. MSK_SRNC is notified from AAA 11 to SRNC 32.
Next, the encryption key TSK_SRNC (see FIG. 19) for protecting communication between the MN 5 and the SRNC 32 is exchanged using the MSK_SRNC (210). The method for generating the encryption key TSK_SRNC from the MSK_SRNC is as described with reference to FIG. After the MN-SRNC key exchange process, the communication between the MN 5 and the SRNC 32 is protected using TSK_SRNC.
Next, the MN 5 and the SRNC 32 set the wireless data link layer on the protected communication path (211). Finally, data path setting (GRE tunnel setting between eBS 33a and AGW 31 and IPinIP tunnel setting between AGW 31 and HA 12) and IP address issuance from AGW 31 to MN 5 are performed (212) to UMB access network 3 of MN 5 Connection is complete. Thereafter, the MN 5 performs data communication with the CN 6 via the eBS 33a, AGW 31, and HA 12 (213). This completes the procedure for the MN 5 to perform handover from the WiMAX access network 2 to the UMB access network 3.

（ステップ２０３の詳細）
以下では、図４のステップ２０３の詳細を、図５〜７、図１４を用いて詳しく説明する。
図５は、ＷｉＭＡＸアクセス網２において、制御ハンドオーバー（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＨａｎｄｏｖｅｒ）を行うコールフローの例を示す。制御ハンドオーバーは、移動元アクセス網がハンドオーバーの準備を行う準備フェーズ（ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎＰｈａｓｅ）と、端末が移動先アクセス網に接続する実行フェーズ（ＡｃｔｉｏｎＰｈａｓｅ）とに分けられる。図５のステップ２５１〜２６０が準備フェーズに相当し、ステップ２６１以降が実行フェーズに相当する。
はじめに、ＭＮ５はＢＳ２２ｃに対してＭＯＢ＿ＭＳＨＯ＿ＲＥＱ（２５１）を送信し、ハンドオーバーの準備を要求する。ＭＯＢ＿ＭＳＨＯ＿ＲＥＱ（２５１）には、ＷｉＭＡＸアクセス網２におけるＭＮ５のＩＤと、移動先ＢＳのＩＤ（ここではＨＯ−ＧＷ４の仮想ＢＳＩＤ）が含まれる。ＢＳ２２ｃは、ＭＯＢ＿ＭＳＨＯ＿ＲＥＱ（２５１）を受信すると、同様の情報を含むＨＯ＿ＲＥＱ（２５２）を、ＡＳＮ−ＧＷ２１に対して送信する。ＡＳＮ−ＧＷ２１はＨＯ＿ＲＥＱ（２５２）をＨＯ−ＧＷ４に転送する。
ＨＯ−ＧＷ４は、ＨＯ＿ＲＥＱ（２５２）からＭＮ５のＩＤ、ＢＳ２２ｃのＩＤ、ＡＳＮ−ＧＷ２１のＩＤを抽出し、ＷｉＭＡＸコンテキストテーブル１００（図３ａ）のＭＮＩＤ（１０１）、接続先情報（１０２）に設定する。そしてＣｏｎｔｅｘｔ＿Ｒｅｑ（２５３）にＭＮ５のＩＤを含めてＡＳＮ−ＧＷ２１、ＢＳ２２ｃに送信し、ＷｉＭＡＸの通信コンテキストを要求する。ＢＳ２２ｃ、ＡＳＮ−ＧＷ２１は、これに対してＣｏｎｔｅｘｔ＿Ｒｐｔ（２５４）を返信し、ＷｉＭＡＸのＱｏＳ情報（ＴＦＴ、ＱｏＳクラス）と認証情報（ＡＫ＿ＧＷ：図１４参照、後述）を返信する。ＨＯ−ＧＷ４は、Ｃｏｎｔｅｘｔ＿Ｒｐｔ（２５４）に含まれるＱｏＳ情報と認証情報を、ＷｉＭＡＸコンテキストテーブル１００（図３ａ）のＱｏＳ情報（１０３）と認証情報（１０４）に設定する。
次にＨＯ−ＧＷ４は、ＡＳＮ−ＧＷ２１に対してＰａｔｈ＿Ｐｒｅｒｅｇ＿Ｒｅｑ（２５５）を送信し、データパスの設定を予約する。ＡＳＮ−ＧＷ２１はこれに対してＰａｔｈ＿Ｐｒｅｒｅｇ＿Ｒｓｐ（２５６）で応答する。ＨＯ−ＧＷ４は確認応答Ｐａｔｈ＿Ｐｒｅｒｅｇ＿Ａｃｋ（２５７）を返信する。
次に、ＨＯ−ＧＷ４は、ＡＳＮ−ＧＷ２１に対してＨＯ＿ＲＳＰ（２５８）を送信し、ハンドオーバーの準備完了を通知する。ＡＳＮ−ＧＷ２１はＨＯ＿ＲＳＰ（２５８）をＢＳ２２ｃに転送する。ＢＳ２２ｃはＭＯＮ＿ＢＳＨＯ＿ＲＳＰ（２５９）をＭＮ５に送信するとともに、ＡＳＮ−ＧＷ２１に対してＨＯ＿Ｃｎｆ（２６０）を返信する。ＡＳＮ−ＧＷ２１はＨＯ＿Ｃｎｆ（２６０）をＨＯ−ＧＷ４に転送する。以上で、ハンドオーバー準備フェーズが完了する。 (Details of step 203)
In the following, details of step 203 in FIG. 4 will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 5 shows an example of a call flow for performing a control handover in the WiMAX access network 2. Control handover is divided into a preparation phase in which the source access network prepares for handover (Preparation Phase) and an execution phase in which the terminal connects to the destination access network (Action Phase). Steps 251 to 260 in FIG. 5 correspond to the preparation phase, and steps after step 261 correspond to the execution phase.
First, the MN 5 transmits MOB_MSHO_REQ (251) to the BS 22c and requests preparation for handover. The MOB_MSHO_REQ (251) includes the ID of the MN 5 in the WiMAX access network 2 and the ID of the destination BS (here, the virtual BS ID of the HO-GW 4). Upon receiving MOB_MSHO_REQ (251), BS 22c transmits HO_REQ (252) including similar information to ASN-GW 21. The ASN-GW 21 transfers the HO_REQ (252) to the HO-GW 4.
The HO-GW 4 extracts the ID of the MN 5, the ID of the BS 22c, and the ID of the ASN-GW 21 from the HO_REQ (252), and sets them in the MN ID (101) and the connection destination information (102) of the WiMAX context table 100 (FIG. 3a). To do. Then, the MN5 ID is included in Context_Req (253) and transmitted to the ASN-GW 21 and BS 22c to request a WiMAX communication context. The BS 22c and the ASN-GW 21 return Context_Rpt (254) in response to this, and return WiMAX QoS information (TFT, QoS class) and authentication information (AK_GW: see FIG. 14, described later). The HO-GW 4 sets the QoS information and the authentication information included in the Context_Rpt (254) in the QoS information (103) and the authentication information (104) of the WiMAX context table 100 (FIG. 3a).
Next, the HO-GW 4 transmits Path_Prereg_Req (255) to the ASN-GW 21 and reserves the setting of the data path. The ASN-GW 21 responds with Path_Prereg_Rsp (256). The HO-GW 4 returns a confirmation response Path_Prereg_Ack (257).
Next, the HO-GW 4 transmits HO_RSP (258) to the ASN-GW 21 to notify the completion of handover preparation. The ASN-GW 21 transfers HO_RSP (258) to the BS 22c. BS 22c transmits MON_BSHO_RSP (259) to MN 5 and returns HO_Cnf (260) to ASN-GW 21. The ASN-GW 21 transfers HO_Cnf (260) to the HO-GW 4. Thus, the handover preparation phase is completed.

次に、ＭＮ５はＢＳ２２ｃに対してＭＯＢ＿ＨＯ＿ＩＮＤ（２６１）を送信し、ハンドオーバー実行フェーズを開始する。ＢＳ２２ｃは、ＭＯＢ＿ＨＯ＿ＩＮＤ（２６１）を受信するとＨＯ−ＧＷ４にＨＯ＿Ｃｎｆ（２６２）を送信する。ＨＯ＿Ｃｎｆ（２６２）は、ＡＳＮ−ＧＷ２１を経由してＨＯ−ＧＷ４に到達する。ＨＯ−ＧＷ４は、ＨＯ＿Ｃｎｆ（２６２）に対するＨＯ＿Ａｃｋ（２６３）を返信する。ＨＯ＿Ａｃｋ（２６３）はＡＳＮ−ＧＷ２１を経由してＢＳ２２ｃに到達する。
次に、ＭＮ５はＵＭＢのｅＢＳ３３ａに対してＲｏｕｔｅＯｐｅｎＲｅｑｕｅｓｔ（２６４）を送信し、ｅＢＳ３３ａへの接続を要求する。ＲｏｕｔｅＯｐｅｎＲｅｑｕｅｓｔ（２６４）には、現在ＭＮを収容しているＳＲＮＣのＩＤ（ここではＨＯ−ＧＷ４の仮想ＳＲＮＣＩＤ）と、ＭＮ５がｅＢＳ３３ａへのルートを識別するルートカウンタ（ＲｏｕｔｅＣｏｕｎｔｅｒ）、ＷｉＭＡＸのＭＮＩＤを含める。好ましい例においては、ＷｉＭＡＸのＭＮＩＤをＲｏｕｔｅＯｐｅｎＲｅｑｕｅｓｔのＵＡＴＩフィールドに設定してもよい。ＭＮＩＤをＵＡＴＩフィールドに設定することで、既存のＵＭＢ標準規格を変更することなく、本実施の形態を実施できる効果がある。
次に、ｅＢＳ３３ａはＲｏｕｔｅＯｐｅｎＲｅｑｕｅｓｔ（２６４）に含まれるＳＲＮＣ（ここではＨＯ−ＧＷ４の仮想ＳＲＮＣ）に対してＩＡＳ−ＳｅｓｓｉｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（２６５）を送信し、ＵＭＢ通信コンテキストを要求する。ＩＡＳ−ＳｅｓｓｉｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（２６５）には、ＲｏｕｔｅＯｐｅｎＲｅｑｕｅｓｔ（２６４）と同様の情報が含まれる。
ＨＯ−ＧＷ４は、ＩＡＳ−ＳｅｓｓｉｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（２６５）からＵＡＴＩ（本実施の形態ではＷｉＭＡＸＭＮＩＤに等しい）と、ｅＢＳ３３ａのＩＤを抽出し、ＵＭＢコンテキストテーブル１２０（図３ｂ）のＭＮＩＤ（１２１）、接続先情報（１２２）に設定する。また、ＷｉＭＡＸＭＮＩＤをキーとして、ＷｉＭＡＸコンテキストテーブル１００の関連するエントリを検索し、ＷｉＭＡＸコンテキストとＵＭＢコンテキストに相互リンクを作成する。すなわち、図３ａのＵＭＢコンテキストへのポインタ１０６と図３ｂのＷｉＭＡＸコンテキストへのポインタ１２６を相互に設定する。
そして、ＨＯ−ＧＷ４はＡＳＮ−ＧＷ２１に対してＰａｔｈ＿Ｒｅｑ＿Ｒｅｑ（２６６）を送信し、ＡＳＮ−ＧＷ２１とＨＯ−ＧＷ４間のデータパスを正式に設定する。Ｐａｔｈ＿Ｒｅｑ＿Ｒｅｑ（２６６）には、ＨＯ−ＧＷ４が提案するトンネル情報（ＨＯ−ＧＷ４のトンネル終端ＩＰアドレス、ＧＲＥＫｅｙ等）が含まれる。ＡＳＮ−ＧＷ２１は、これに対して、Ｐａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ｒｓｐ（２６７）で応答する。Ｐａｔｈ＿Ｒｅｑ＿Ｒｓｐ（２６７）には、ＡＳＮ−ＧＷ２１が提案するトンネル情報（ＡＳＮ−ＧＷ２１のトンネル終端ＩＰアドレス、ＧＲＥＫｅｙ等）が含まれる。ＨＯ−ＧＷ４は、Ｐａｔｈ＿Ｒｅｑ＿Ｒｅｑ（２６６）、Ｐａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ｒｓｐ（２６７）で交渉したデータパス情報を、ＷｉＭＡＸコンテキストテーブル１００（図３ａ）のデータパス情報（１０５）に設定する。
次に、ＨＯ−ＧＷ４はＷｉＭＡＸの通信コンテキスト（図３ａ）に基づいてＵＭＢの通信コンテキスト（図３ｂ）を生成する（２６８）。
以下、図７と図１４を用いてＨＯ−ＧＷ４におけるＵＭＢコンテキスト生成処理を説明する。 Next, the MN 5 transmits MOB_HO_IND (261) to the BS 22c, and starts a handover execution phase. When the BS 22c receives MOB_HO_IND (261), the BS 22c transmits HO_Cnf (262) to the HO-GW 4. The HO_Cnf (262) reaches the HO-GW 4 via the ASN-GW 21. The HO-GW 4 returns a HO_Ack (263) for the HO_Cnf (262). HO_Ack (263) reaches BS 22c via ASN-GW 21.
Next, the MN 5 transmits a RouteOpen Request (264) to the eBS 33a of the UMB, and requests connection to the eBS 33a. In RouteOpenRequest (264), the ID of the SRNC currently accommodating the MN (here, the virtual SRNC ID of HO-GW4), the route counter (RouteCounter) for identifying the route to MN5 by eNB33a, and the MN ID of WiMAX include. In a preferred example, the WiMAX MN ID may be set in the UATI field of the RouteOpenRequest. By setting the MN ID in the UATI field, there is an effect that the present embodiment can be implemented without changing the existing UMB standard.
Next, the eBS 33a transmits an IAS-Session Information Request (265) to the SRNC (here, the virtual SRNC of the HO-GW 4) included in the RouteOpen Request (264), and requests a UMB communication context. The IAS-Session Information Request (265) includes the same information as the RouteOpen Request (264).
The HO-GW 4 extracts the UATI (equal to the WiMAX MN ID in this embodiment) and the ID of the eBS 33a from the IAS-Session Information Request (265), and the MN ID (121) of the UMB context table 120 (FIG. 3b). To the connection destination information (122). In addition, using the WiMAX MN ID as a key, a related entry in the WiMAX context table 100 is searched to create a mutual link between the WiMAX context and the UMB context. That is, the pointer 106 to the UMB context in FIG. 3a and the pointer 126 to the WiMAX context in FIG. 3b are mutually set.
Then, the HO-GW 4 transmits Path_Req_Req (266) to the ASN-GW 21 to formally set a data path between the ASN-GW 21 and the HO-GW 4. The Path_Req_Req (266) includes tunnel information proposed by the HO-GW 4 (tunnel end IP address of the HO-GW 4, GRE Key, etc.). In response to this, the ASN-GW 21 responds with Path_Reg_Rsp (267). Path_Req_Rsp (267) includes tunnel information proposed by the ASN-GW 21 (tunnel end IP address of the ASN-GW 21, GRE Key, etc.). The HO-GW 4 sets the data path information negotiated in the Path_Req_Req (266) and the Path_Reg_Rsp (267) in the data path information (105) of the WiMAX context table 100 (FIG. 3a).
Next, the HO-GW 4 generates a UMB communication context (FIG. 3b) based on the WiMAX communication context (FIG. 3a) (268).
Hereinafter, UMB context generation processing in the HO-GW 4 will be described with reference to FIGS. 7 and 14.

図７は、ＨＯ−ＧＷ４におけるＵＭＢコンテキスト生成ルーチン３５０（図５ステップ２６８、図６ステップ３０８）を示す。
はじめに、ＨＯ−ＧＷ４はＷｉＭＡＸコンテキストテーブル１００（図３ａ）のＱｏＳ情報（１０３）を、ＵＭＢコンテキストテーブル１２０（図３ｂ）のＱｏＳ情報（１２３）にコピーする（３５１）。次に、ＷｉＭＡＸコンテキストテーブル１００（図３ａ）の認証情報（１０４）から、ＵＭＢコンテキストテーブル１２０（図３ｂ）の認証情報ＭＳＫ＿ｅＢＳ（１２４）と、データパス情報（１２５）の暗号鍵（ＴＳＫ＿ＧＷ）を生成する（３５２）。ステップ３５２の詳細は、後で図１４を用いて説明する。以上で、ＵＭＢコンテキスト生成ルーチン３５０が完了する。
図１４に、ＷｉＭＡＸの認証情報からＵＭＢの暗号鍵を生成する方法を示す。
次に、図１４を用いて、ＵＭＢ認証情報の生成方法（図７のステップ３５２）を説明する。はじめに、ＭＮ５がＷｉＭＡＸアクセス網２に接続した際に、ＥＡＰによるユーザ認証が行われ、ＭＮ５とＡＡＡ１１がＭＳＫを共有する。ＭＳＫは、ＥＡＰ認証プロセスの中でＡＡＡ１１からＡＳＮ−ＧＷ２１へと通知される。ＡＳＮ−ＧＷ２１は、事前に設定されたアルゴリズムを用いてＭＳＫからＰＭＫを生成し、メモリ上に記憶する。
この後、ＡＳＮ−ＧＷ２１はＨＯ−ＧＷ４からＣｏｎｔｅｘｔ＿Ｒｅｑ（図５のステップ２５３）を受信した際に、事前に設定されたアルゴリズムを用いてＰＭＫとＨＯ−ＧＷ４の仮想ＢＳＩＤからＡＫ＿ＧＷを生成し、Ｃｏｎｔｅｘｔ＿Ｒｐｔ（図５のステップ２５４）に含めてＨＯ−ＧＷ４に通知する。ＨＯ−ＧＷ４は、ＡＫ＿ＧＷをＷｉＭＡＸコンテキストテーブル１００（図３ａ）の認証情報（１０４）に設定する。そして、ＨＯ−ＧＷ４は、事前に設定されたアルゴリズム（ｇ１）とＡＫ＿ＧＷを用いて、ＨＯ−ＧＷ４−ＭＮ５間の通信を保護する暗号鍵（ＴＳＫ＿ＧＷ）を生成し、ＵＭＢコンテキストテーブル１２０（図３ａ）のデータパス情報（１２５）に設定する。
また、ＨＯ−ＧＷ４は、ｅＢＳ３３ａからＩＡＳ−ＳｅｓｓｉｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ（図５のステップ２６５）を受信した際に、事前に設定されたアルゴリズム（ｇ２）と、ＩＡＳ−ＳｅｓｓｉｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎに含まれるｅＢＳＩＤ、およびＡＫ＿ＧＷからＭＳＫ＿ｅＢＳを生成し、ＵＭＢコンテキストテーブル１２０（図３ａ）の認証情報（１２４）に記憶する。このＭＳＫ＿ｅＢＳはＩＡＳ−ＳｅｓｓｉｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＲｅｓｐｏｎｓｅ（図５のステップ２７１、後述）でｅＢＳ３３ａに通知され、ｅＢＳ３３ａは、事前に設定されたアルゴリズム（ｆ２）を用いて、ＭＳＫ＿ｅＢＳに基づき、暗号鍵ＰＭＫ＿ｅＢＳを生成し、例えば、このＰＭＫ＿ｅＢＳがＭＮ５−ｅＢＳ３３ａ間の鍵交換（図４のステップ２０４）に使用される。ｅＢＳ３３ａは、鍵交換の結果、ＰＭＫ＿ｅＢＳに基づき、事前に設定されたアルゴリズム（ｆ３）を用いて、ＴＳＫ＿ｅＢＳを生成する。
ＭＮ５は、ＡＳＮ−ＧＷ２１、ＨＯ−ＧＷ４、ｅＢＳ３３ａと同様に、ＭＳＫ等に基づき共有している事前に設定されたアルゴリズムを用いて、ＴＳＫ＿ＧＷを生成し、また、ｅＢＳ３３ａとの鍵交換の結果、ＰＭＫ＿ｅＢＳに基づき（又はＭＳＫに基づき）、事前に設定されたアルゴリズムを用いて、ＴＳＫ＿ｅＢＳを生成する。
このように、ＨＯ−ＧＷ４がＷｉＭＡＸアクセス網から通知された認証情報（ＡＫ＿ＧＷ）を用いてＵＭＢアクセス網の認証情報（ＴＳＫ＿ＧＷ、ＭＳＫ＿ｅＢＳ）を生成することにより、ＵＭＢでのＥＡＰ−ＡＫＡ認証を行うことなくＵＭＢ経由のデータ通信を保護することが可能になる。 FIG. 7 shows a UMB context generation routine 350 (step 268 in FIG. 5, step 308 in FIG. 6) in the HO-GW 4.
First, the HO-GW 4 copies the QoS information (103) of the WiMAX context table 100 (FIG. 3a) to the QoS information (123) of the UMB context table 120 (FIG. 3b) (351). Next, the authentication information MSK_eBS (124) of the UMB context table 120 (FIG. 3B) and the encryption key (TSK_GW) of the data path information (125) are generated from the authentication information (104) of the WiMAX context table 100 (FIG. 3A). (352). Details of step 352 will be described later with reference to FIG. This completes the UMB context generation routine 350.
FIG. 14 shows a method for generating a UMB encryption key from WiMAX authentication information.
Next, a method for generating UMB authentication information (step 352 in FIG. 7) will be described with reference to FIG. First, when the MN 5 connects to the WiMAX access network 2, user authentication by EAP is performed, and the MN 5 and the AAA 11 share the MSK. The MSK is notified from the AAA 11 to the ASN-GW 21 in the EAP authentication process. The ASN-GW 21 generates a PMK from the MSK using a preset algorithm and stores it in the memory.
Thereafter, when the ASN-GW 21 receives Context_Req (step 253 in FIG. 5) from the HO-GW 4, it generates AK_GW from the PMK and the virtual BS ID of the HO-GW 4 using a preset algorithm, and Context_Rpt. (Step 254 in FIG. 5) and notify the HO-GW 4. The HO-GW 4 sets AK_GW in the authentication information (104) of the WiMAX context table 100 (FIG. 3a). Then, the HO-GW 4 generates an encryption key (TSK_GW) that protects communication between the HO-GW 4 and the MN 5 using the algorithm (g1) set in advance and the AK_GW, and the UMB context table 120 (FIG. 3a). Data path information (125).
Further, when the HO-GW 4 receives the IAS-Session Information (step 265 in FIG. 5) from the eBS 33a, the HO-GW 4 receives the algorithm (g2) set in advance, the eBS ID included in the IAS-Session Information, and the AK_GW. MSK_eBS is generated and stored in the authentication information (124) of the UMB context table 120 (FIG. 3a). This MSK_eBS is notified to the eBS 33a in an IAS-Session Information Response (step 271 in FIG. 5, which will be described later). The eBS 33a generates an encryption key PMK_eBS based on the MSK_eBS using a preset algorithm (f2). For example, this PMK_eBS is used for key exchange between the MN5 and the eBS 33a (step 204 in FIG. 4). As a result of the key exchange, the eBS 33a generates TSK_eBS using the algorithm (f3) set in advance based on PMK_eBS.
Similar to ASN-GW21, HO-GW4, and eBS33a, MN5 generates TSK_GW by using a preset algorithm shared based on MSK and the like, and as a result of key exchange with eBS33a, PMK_eBS Based on (or based on MSK), TSK_eBS is generated using a preset algorithm.
As described above, the HO-GW 4 generates the authentication information (TSK_GW, MSK_eBS) of the UMB access network using the authentication information (AK_GW) notified from the WiMAX access network, thereby performing EAP-AKA authentication in UMB. Therefore, it is possible to protect data communication via UMB.

図５に戻り、コールフローの説明を続ける。ＨＯ−ＧＷ４は、ステップ２６８でＵＭＢコンテキストを生成した後、ＩＡＳ−ＳｅｓｓｉｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＲｅｓｐｏｎｓｅ（２６９）にＱｏＳ情報（ＴＦＴとＱｏＳクラス）、認証情報（図１４の方法で生成したＭＳＫ＿ｅＢＳ）、データパス情報（ＨＯ−ＧＷ４のトンネル終端ＩＰアドレス）を含めてｅＢＳ３３ａに通知する。ｅＢＳ３３ａは、通知された情報を自身のメモリ上に記憶する。そして、ＭＮ５に対してＲｏｕｔｅＯｐｅｎＡｃｃｅｐｔ（２７０）を送信し、接続を許可する。
ＨＯ−ＧＷ４は、ＩＡＳ−ＳｅｓｓｉｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＲｅｓｐｏｎｓｅ（２６９）送信の後、ＡＳＮ−ＧＷ２１に対してＨＯ＿Ｃｏｍｐｌｅｔｅ（２７１）を送信し、ハンドオーバーの完了を通知する。ＨＯ＿Ｃｏｍｐｌｅｔｅ（２７１）は、ＡＳＮ−ＧＷ２１を経由してＢＳ２２ｃに到達する。
ＡＳＮ−ＧＷ２１は、ＨＯ＿Ｃｏｍｐｌｅｔｅ（２７１）送信の後、ＢＳ２２ｃに対してＰａｔｈ＿Ｄｅｒｅｇ＿Ｒｅｑ（２７２）を送信し、ＡＳＮ−ＧＷ２１とＢＳ２２ｃ間のデータパスを削除する。ＢＳ２２ｃは、これに対してＰａｔｈ＿Ｄｅｒｅｇ＿Ｒｓｐ（２７３）を返信する。ＡＳＮ−ＧＷ２１はＢＳ２２ｃに確認応答Ｐａｔｈ＿Ｄｅｒｅｇ＿Ａｃｋ（２７４）を送信する。なお、このデータパスは削除しない構成とすることもできる。
以上で、ＷｉＭＡＸアクセス網３において制御ハンドオーバー（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＨａｎｄｏｖｅｒ）を行うコールフローが完了する。 Returning to FIG. 5, the description of the call flow will be continued. After generating the UMB context in step 268, the HO-GW 4 generates QoS information (TFT and QoS class), authentication information (MSK_eBS generated by the method of FIG. 14), data path information (IAS-Session Information Response (269)). HO-GW4 tunnel termination IP address) and notify the eBS 33a. The eBS 33a stores the notified information on its own memory. Then, a RouteOpenAccept (270) is transmitted to the MN 5 to permit the connection.
After transmitting the IAS-Session Information Response (269), the HO-GW 4 transmits a HO_Complete (271) to the ASN-GW 21 to notify the completion of the handover. HO_Complete (271) reaches the BS 22c via the ASN-GW 21.
After transmitting HO_Complete (271), the ASN-GW 21 transmits Path_Dereg_Req (272) to the BS 22c, and deletes the data path between the ASN-GW 21 and the BS 22c. In response to this, the BS 22c returns Path_Dereg_Rsp (273). The ASN-GW 21 transmits an acknowledgment response Path_Dereg_Ack (274) to the BS 22c. This data path can be configured not to be deleted.
Thus, the call flow for performing the control handover in the WiMAX access network 3 is completed.

図６は、ＷｉＭＡＸアクセス網２において非制御ハンドオーバー（ＵｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄＨａｎｄｏｖｅｒ）を行うコールフローの例を示す。非制御ハンドオーバーでは、ハンドオーバー準備フェーズを行わずに、端末が移動先の基地局に直接接続要求を行う。
はじめに、ＭＮ５はｅＢＳ３３ａに対してＲｏｕｔｅＯｐｅｎＲｅｑｕｅｓｔ（３０１）を送信する。ＲｏｕｔｅＯｐｅｎＲｅｑｕｅｓｔ（３０１）には、現在ＭＮを収容しているＳＲＮＣのＩＤ（ここではＨＯ−ＧＷ４の仮想ＳＲＮＣＩＤ）と、ＭＮ５がｅＢＳ３３ａへの経路に対して割り当てるルートカウンタ（ＲｏｕｔｅＣｏｕｎｔｅｒ）、ＷｉＭＡＸのＭＮＩＤ、ＷｉＭＡＸのＢＳＩＤを含める。好ましい例においては、ＷｉＭＡＸのＭＮＩＤをＲｏｕｔｅＯｐｅｎＲｅｑｕｅｓｔのＵＡＴＩフィールドに設定してもよい。
次に、ｅＢＳ３３ａはＲｏｕｔｅＯｐｅｎＲｅｑｕｅｓｔ（３０１）に含まれるＳＲＮＣ（ここではＨＯ−ＧＷ４の仮想ＳＲＮＣＩＤ）に対してＩＡＳ−ＳｅｓｓｉｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（３０２）を送信し、ＵＭＢ通信コンテキストを要求する。ＩＡＳ−ＳｅｓｓｉｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（３０２）には、ＲｏｕｔｅＯｐｅｎＲｅｑｕｅｓｔ（３０１）と同様の情報が含まれる。
ＨＯ−ＧＷ４は、ＩＡＳ−Ｓｅｓｓｉｏｎ−ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（３０２）からＵＡＴＩ（本実施の形態ではＷｉＭＡＸＭＮＩＤに等しい）と、ｅＢＳＩＤ３３ａのＩＤを抽出し、ＵＭＢコンテキストテーブル１２０（図３ｂ）のＭＮＩＤ（１２１）、接続先情報（１２２）に設定する。また、ＷｉＭＡＸＭＮＩＤを検索キーとして、ＷｉＭＡＸコンテキストテーブル１００の関連するエントリを検索する。図６のシーケンスでは、関連するＷｉＭＡＸコンテキストが存在しないため、ＨＯ−ＧＷ４はＷｉＭＡＸアクセス網３からＷｉＭＡＸコンテキストを取得する必要があると判断する。 FIG. 6 shows an example of a call flow for performing an uncontrolled handover in the WiMAX access network 2. In non-controlled handover, the terminal makes a direct connection request to the destination base station without performing the handover preparation phase.
First, the MN 5 transmits a RouteOpen Request (301) to the eBS 33a. In RouteOpenRequest (301), the ID of the SRNC currently accommodating the MN (here, the virtual SRNC ID of HO-GW4), the route counter (RouteCounter) that MN5 assigns to the route to eBS 33a, and the MN ID of WiMAX Include the WiMAX BS ID. In a preferred example, the WiMAX MN ID may be set in the UATI field of the RouteOpenRequest.
Next, the eBS 33a transmits an IAS-Session Information Request (302) to the SRNC included in the RouteOpenRequest (301) (here, the virtual SRNC ID of the HO-GW 4), and requests a UMB communication context. The IAS-Session Information Request (302) includes the same information as the RouteOpenRequest (301).
The HO-GW 4 extracts the UATI (equal to the WiMAX MN ID in this embodiment) and the ID of the eBS ID 33a from the IAS-Session-Information Request (302), and the MN ID (in FIG. 3b) of the MN ID ( 121) and the connection destination information (122). Further, the related entry in the WiMAX context table 100 is searched using the WiMAX MN ID as a search key. In the sequence of FIG. 6, since there is no related WiMAX context, the HO-GW 4 determines that it is necessary to acquire the WiMAX context from the WiMAX access network 3.

次に、ＨＯ−ＧＷ４はＩＡＳ−Ｓｅｓｓｉｏｎ−ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（３０２）に含まれるＷｉＭＡＸＢＳ（ＢＳ２２ｃ）宛てにＣｏｎｔｅｘｔ＿Ｒｅｑ（３０３）を送信し、ＷｉＭＡＸコンテキストを要求する。Ｃｏｎｔｅｘｔ＿Ｒｅｑ（３０３）は、ＡＳＮ−ＧＷ２１を経由してＢＳ２２ｃに到達する。
ＢＳ２２ｃ、ＡＳＮ−ＧＷ２１は、Ｃｏｎｔｅｘｔ＿Ｒｅｑ（３０３）を受信すると、Ｃｏｎｔｅｘｔ＿Ｒｐｔ（３０４）を返信し、ＷｉＭＡＸのＱｏＳ情報（ＴＦＴ、ＱｏＳクラス）と認証情報（ＡＫ＿ＧＷ：図１４参照）を返信する。ＨＯ−ＧＷ４は、Ｃｏｎｔｅｘｔ＿Ｒｐｔ（３０４）を受信すると、ＷｉＭＡＸＭＮＩＤ、ＡＳＮ−ＧＷＩＤ、ＢＳＩＤを、ＷｉＭＡＸコンテキストテーブル１００（図３ａ）のＭＮＩＤ（１０１）と接続先情報（１０２）に設定する。また、Ｃｏｎｔｅｘｔ＿Ｒｐｔ（３０４）に含まれるＱｏＳ情報と認証情報を、ＷｉＭＡＸコンテキストテーブル１００（図３ａ）のＱｏＳ情報（１０３）と認証情報（１０４）に設定する。そして、関連するＵＭＢコンテキストと相互リンクを作成する。すなわち、図３ａの１０６と図３ｂの１２６を相互に設定する。
次に、ＨＯ−ＧＷ４はＡＳＮ−ＧＷ２１に対してＰａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ｒｅｑ（３０５）を送信し、ＨＯ−ＧＷ４とＡＳＮ−ＧＷ２１間のデータパスを設定する。Ｐａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ｒｅｑ（３０５）には、ＨＯ−ＧＷ４が提案するトンネル情報（ＨＯ−ＧＷ４のトンネル終端ＩＰアドレス、ＧＲＥＫｅｙ等）が含まれる。ＡＳＮ−ＧＷ２１はこれに対してＰａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ｒｓｐ（３０６）で応答する。Ｐａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ｒｓｐ（３０６）には、ＡＳＮ−ＧＷ２１が提案するトンネル情報（ＨＯ−ＧＷ４のトンネル終端ＩＰアドレス、ＧＲＥＫｅｙ等）が含まれる。ＨＯ−ＧＷ４は確認応答Ｐａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ａｃｋ（３０７）を返信し、Ｐａｔｈ＿Ｒｅｑ＿Ｒｅｑ（３０５）、Ｐａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ｒｓｐ（３０６）で交渉したデータパス情報を、ＷｉＭＡＸコンテキストテーブル１００（図３ａ）のデータパス情報（１０５）に設定する。
次に、ＨＯ−ＧＷ４はＷｉＭＡＸコンテキストからＵＭＢコンテキストを生成する（３０８）。ＵＭＢコンテキストの生成方法は、図７で説明した手順に従う。
次に、ＨＯ−ＧＷ４は、ｅＢＳ３３ａに対してＩＡＳ−ＳｅｓｓｉｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＲｅｓｐｏｎｓｅ（３０９）を送信し、ステップ３０８で生成したＱｏＳ情報（ＴＦＴとＱｏＳクラス）、認証情報（ＭＳＫ＿ｅＢＳ）、データパス情報（ＨＯ−ＧＷ４のトンネル終端ＩＰアドレス）を通知する。ｅＢＳ３３ａは、通知された情報を自身のメモリ上に記憶する。そして、ＭＮ５に対してＲｏｕｔｅＯｐｅｎＡｃｃｅｐｔ（３１０）を送信し、接続を許可する。
ＡＳＮ−ＧＷ２１は、Ｐａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ａｃｋ（３０７）受信の後、ＢＳ２２ｃに対してＰａｔｈ＿Ｄｅｒｅｇ＿Ｒｅｑ（３１１）を送信し、ＡＳＮ−ＧＷ２１−ＢＳ２２ｃ間のデータパスを削除する。ＢＳ２２ｃは、これに対してＰａｔｈ＿Ｄｅｒｅｇ＿Ｒｓｐ（３１２）を返信する。ＡＳＮ−ＧＷ２１はＢＳ２２ｃに確認応答Ｐａｔｈ＿Ｄｅｒｅｇ＿Ａｃｋ（３１３）を送信する。なお、このデータパスは削除しない構成とすることもできる。
以上で、ＷｉＭＡＸアクセス網３において非制御ハンドオーバー（ＵｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄＨａｎｄｏｖｅｒ）を行うコールフローが完了する。 Next, the HO-GW 4 transmits a Context_Req (303) to the WiMAX BS (BS22c) included in the IAS-Session-Information Request (302), and requests a WiMAX context. The Context_Req (303) reaches the BS 22c via the ASN-GW 21.
Upon receiving Context_Req (303), the BS 22c and the ASN-GW 21 return Context_Rpt (304), and return WiMAX QoS information (TFT, QoS class) and authentication information (AK_GW: see FIG. 14). Upon receiving Context_Rpt (304), the HO-GW 4 sets the WiMAX MN ID, ASN-GW ID, and BS ID in the MN ID (101) and the connection destination information (102) of the WiMAX context table 100 (FIG. 3a). . Also, the QoS information and authentication information included in Context_Rpt (304) are set in the QoS information (103) and authentication information (104) of the WiMAX context table 100 (FIG. 3a). It then creates a mutual link with the associated UMB context. That is, 106 in FIG. 3a and 126 in FIG. 3b are set to each other.
Next, the HO-GW 4 transmits Path_Reg_Req (305) to the ASN-GW 21 to set a data path between the HO-GW 4 and the ASN-GW 21. The Path_Reg_Req (305) includes tunnel information proposed by the HO-GW 4 (tunnel end IP address of the HO-GW 4, GRE Key, etc.). The ASN-GW 21 responds with Path_Reg_Rsp (306). The Path_Reg_Rsp (306) includes tunnel information proposed by the ASN-GW 21 (tunnel end IP address of HO-GW4, GRE Key, etc.). The HO-GW 4 returns a confirmation response Path_Reg_Ack (307), and sets the data path information negotiated in the Path_Req_Req (305) and the Path_Reg_Rsp (306) in the data path information (105) of the WiMAX context table 100 (FIG. 3a).
Next, the HO-GW 4 generates a UMB context from the WiMAX context (308). The method for generating the UMB context follows the procedure described in FIG.
Next, the HO-GW 4 transmits an IAS-Session Information Response (309) to the eBS 33a, and the QoS information (TFT and QoS class), authentication information (MSK_eBS), data path information (HO-) generated in Step 308 GW4 tunnel termination IP address). The eBS 33a stores the notified information on its own memory. Then, a RouteOpenAccept (310) is transmitted to the MN 5 to permit connection.
After receiving Path_Reg_Ack (307), the ASN-GW 21 transmits Path_Dereg_Req (311) to the BS 22c, and deletes the data path between the ASN-GW 21 and the BS 22c. In response to this, the BS 22c returns Path_Dereg_Rsp (312). The ASN-GW 21 transmits the confirmation response Path_Dereg_Ack (313) to the BS 22c. This data path can be configured not to be deleted.
This completes the call flow for performing uncontrolled handover in the WiMAX access network 3.

３．ハンドオーバー処理（ＵＭＢ→ＷｉＭＡＸ）
図９は、本実施の形態のシステムにおいてＭＮ５がＵＭＢアクセス網３からＷｉＭＡＸアクセス網２へハンドオーバーする手順を示す。また、図２１は、そのようなハンドオーバーの説明図を示す。
はじめに、ＭＮ５はＵＭＢアクセス網３に接続されており、ｅＢＳ３３ａ、ＡＧＷ３１、ＨＡ１２経由でＣＮ６とデータ通信を行っている（４０１）。この時点で、ＨＯ−ＧＷ４は、ＭＮ５に関する情報を一切保持していない。一方、ＭＮ５はＵＭＢの通信コンテキスト情報と、Ｈ０−ＧＷ４の情報を保持している。ＭＮ５が保持するＵＭＢの通信コンテキストとは、接続中のＢＳ（ｅＢＳ３３ａ）のＩＤ、ＩＰフロー毎のＱｏＳ情報、ＭＮ５−ｅＢＳ３３ａ間の無線通信を保護する暗号鍵、ＭＮ５−ＳＲＮＣ３２間の通信を保護する暗号鍵等を含む（各情報の取得方法は、従来技術で説明した方法と同様である。）。また、ＨＯ−ＧＷ４の情報とは、ＨＯ−ＧＷ４の仮想ＡＳＮ−ＧＷのＩＤ、仮想ＢＳのＩＤ、仮想ＳＲＮＣのＩＤ、仮想ｅＢＳのＩＤ、その他ＨＯ−ＧＷ４との通信に必要なパラメータやアルゴリズムを含む。ＨＯ−ＧＷ４の情報は、ＭＮ５がＵＭＢアクセス網に接続した際にＡＡＡ１１などから動的に取得してもよいし、あるいはＭＮ５のハードウェア上に静的に設定されていてもよい。あるいは、近隣のＵＭＢｅＢＳから広告されるメッセージ等から取得してもよい。 3. Handover processing (UMB → WiMAX)
FIG. 9 shows a procedure in which the MN 5 performs handover from the UMB access network 3 to the WiMAX access network 2 in the system of the present embodiment. FIG. 21 shows an explanatory diagram of such a handover.
First, the MN 5 is connected to the UMB access network 3 and performs data communication with the CN 6 via the eBS 33a, AGW 31, and HA 12 (401). At this point, the HO-GW 4 does not hold any information regarding the MN 5. On the other hand, the MN 5 holds UMB communication context information and H0-GW4 information. The communication context of the UMB held by the MN 5 is the ID of the connected BS (eBS 33a), the QoS information for each IP flow, the encryption key for protecting the wireless communication between the MN 5 and the eBS 33a, and the communication between the MN 5 and the SRNC 32. It includes an encryption key and the like (the method for acquiring each information is the same as the method described in the prior art). The HO-GW4 information includes the virtual ASN-GW ID of the HO-GW4, the virtual BS ID, the virtual SRNC ID, the virtual eBS ID, and other parameters and algorithms necessary for communication with the HO-GW4. Including. The information of the HO-GW 4 may be dynamically acquired from the AAA 11 or the like when the MN 5 is connected to the UMB access network, or may be statically set on the MN 5 hardware. Or you may acquire from the message etc. which are advertised from neighboring UMB eBS.

その後、ＭＮ５はＷｉＭＡＸＢＳ２２ｃの信号強度が強くなる等の理由により、ＷｉＭＡＸアクセス網２へのハンドオーバーを決定する（４０２）。そして、ＭＮ５はＢＳ２２ｃへのハンドオーバー要求を送信する（４０３）。この要求には、例えば、ＨＯ−ＧＷ４の仮想ＢＳＩＤ、ＭＮのＩＤ、ＳＵＮＣＩＤ等を含むことができる。このとき、認証情報について、ＨＯ−ＧＷ４は、事前に設定されたアルゴリズムを用いて、ＭＮ５−ＢＳ２２ｃ間の通信を保護するために、ＭＮ５−ＢＳ２２ｃ間で鍵交換される認証情報（ＡＫ＿ＢＳを含む）を生成する。また、ＨＯ−ＧＷ４とＢＳ２２とのデータパスが設定され（後述図１０、ステップ４６０、４６１）、ＨＯ−ＧＷ４とＡＧＷ３１Ｃとのデータパスが設定される（後述図１０、ステップ４５７、４５８）。ＨＯ−ＧＷ４はＳＲＮＣ３２からＵＭＢの通信コンテキストを取得し、ＷｉＭＡＸの通信コンテキストに変換してＡＳＮ−ＧＷ２１、ＢＳ２２ｃに設定する。ステップ４０３の詳細は、後で図１０〜１１、図２０を用いて詳しく説明する。
次に、ＢＳ２２ｃは、ステップ４０３でＨＯ−ＧＷ４から通知されたＷｉＭＡＸ通信コンテキストの認証情報（ＡＫ＿ＢＳを含む）を用いてＭＮ５と鍵交換を行う（４０４）。ＭＮ５−ＢＳ２２ｃ間の鍵交換で使用するパラメータは、後で図２０を用いて説明する。ＭＮ−ＢＳ鍵交換の結果、ＭＮ５−ＢＳ２２ｃ間の通信を保護する暗号鍵（ＴＥＫ＿ＢＳ）が生成される。そしてこれ以降、ＣＮ６からのユーザデータがＨＡ１２、ＡＧＷ３１、ＨＯ−ＧＷ４、ＡＳＮ−ＧＷ２１、ＢＳ２２ｃ経由で送受信されるようになる（４０５）。
図１２に、ステップ４０５におけるプロトコルスタックの例を示す。図１２の例では、ＨＯ−ＧＷ４がＡＧＷ３１から受信したＧＲＥパケット中のＩＰパケットを取り出し、再びＧＲＥヘッダでカプセル化してＡＳＮ−ＧＷ２１に転送する。ＡＳＮ−ＧＷ２１は、ＧＲＥパケット中のＩＰパケットを取り出し、再びＧＲＥヘッダでカプセル化してＢＳ２２ｃに転送する。ＢＳ２２ｃは、ＧＲＥパケット中のＩＰパケットを取り出し、ＷｉＭＡＸ無線信号に変換してＭＮ５に転送する。
図９に戻り、コールフローの説明を続ける。ステップ４０５でデータパスが切り替わった後、ＷｉＭＡＸアクセス網２においてＥＡＰによるユーザ認証が行われる（４０６）。ＥＡＰ認証の結果、ＭＮ５とＡＡＡ１１の間でＭＳＫが共有される。ＭＳＫは、ＡＡＡ１１からＡＳＮ−ＧＷ２１へと通知される。
次に、データパス登録（ＡＳＮ−ＧＷ２１とＨＡ１２間のＩＰｉｎＩＰトンネル設定）と、ＡＳＮ−ＧＷ２１からＭＮ５へのＩＰアドレス払い出しが行われ（４０７）、ＷｉＭＡＸアクセス網２への接続が完了する（４０８）。これ以降、ＭＮ５はＢＳ２２ｃ、ＡＳＮ−ＧＷ２１、ＨＡ１２経由でＣＮ６とデータ通信を行うようになる。以上で、ＭＮ５がＵＭＢアクセス網３からＷｉＭＡＸアクセス網２へハンドオーバーする手順が完了する。 Thereafter, the MN 5 determines a handover to the WiMAX access network 2 because the signal strength of the WiMAX BS 22c becomes strong (402). Then, the MN 5 transmits a handover request to the BS 22c (403). This request can include, for example, the virtual BS ID of the HO-GW 4, the ID of the MN, the SUNC ID, and the like. At this time, for the authentication information, the HO-GW 4 uses the algorithm set in advance to authenticate the authentication information (including AK_BS) between the MN 5 and the BS 22c in order to protect the communication between the MN 5 and the BS 22c. Is generated. A data path between the HO-GW 4 and the BS 22 is set (FIG. 10, steps 460 and 461), and a data path between the HO-GW 4 and the AGW 31C is set (FIG. 10, steps 457 and 458). The HO-GW 4 acquires a UMB communication context from the SRNC 32, converts it into a WiMAX communication context, and sets it in the ASN-GW 21 and BS 22c. Details of step 403 will be described later in detail with reference to FIGS.
Next, the BS 22c performs key exchange with the MN 5 using the authentication information (including AK_BS) of the WiMAX communication context notified from the HO-GW 4 in step 403 (404). Parameters used for key exchange between the MN 5 and the BS 22c will be described later with reference to FIG. As a result of the MN-BS key exchange, an encryption key (TEK_BS) that protects communication between the MN5 and BS22c is generated. Thereafter, user data from the CN 6 is transmitted / received via the HA 12, AGW 31, HO-GW 4, ASN-GW 21, and BS 22c (405).
FIG. 12 shows an example of the protocol stack in step 405. In the example of FIG. 12, the HO-GW 4 extracts the IP packet in the GRE packet received from the AGW 31, encapsulates it again with the GRE header, and transfers it to the ASN-GW 21. The ASN-GW 21 extracts the IP packet in the GRE packet, encapsulates it again with the GRE header, and transfers it to the BS 22c. The BS 22c extracts the IP packet in the GRE packet, converts it into a WiMAX radio signal, and transfers it to the MN 5.
Returning to FIG. 9, the description of the call flow will be continued. After the data path is switched in step 405, user authentication by EAP is performed in the WiMAX access network 2 (406). As a result of the EAP authentication, the MSK is shared between the MN 5 and the AAA 11. The MSK is notified from AAA 11 to ASN-GW 21.
Next, data path registration (IPinIP tunnel setting between ASN-GW 21 and HA 12) and IP address delivery from ASN-GW 21 to MN 5 are performed (407), and connection to WiMAX access network 2 is completed (408). . Thereafter, the MN 5 performs data communication with the CN 6 via the BS 22c, the ASN-GW 21, and the HA 12. This completes the procedure for the MN 5 to handover from the UMB access network 3 to the WiMAX access network 2.

（ステップ４０３の詳細）
以下では、図９のステップ４０３の処理を、図１０〜１１、図２０を用いて詳しく説明する。
図１０は、図９のステップ４０３における詳細なコールフローの例を示す。はじめに、ＭＮ５はＢＳ２２ｃに対してＲＮＧ＿ＲＥＱ（４５１）を送信し、ＷｉＭＡＸへの接続を要求する。ＲＮＧ＿ＲＥＱ（４５１）には、ＷｉＭＡＸのＭＮＩＤ、ＭＮ５を収容しているＢＳＩＤ（ここではＨＯ−ＧＷ４の仮想ＢＳＩＤ）、ＵＭＢのＭＮＩＤ、ＳＲＮＣＩＤ（ここではＳＲＮＣ３２のＩＤ）が含まれる。ＡＳＮ−ＧＷ２１は、ＲＮＧ＿ＲＥＱ（４５１）から抽出したＢＳＩＤ（ＨＯ−ＧＷ４の仮想ＢＳＩＤ）に対してＣｏｎｔｅｘｔ＿Ｒｅｑ（４５２）を送信し、ＷｉＭＡＸ通信コンテキストを要求する。Ｃｏｎｔｅｘｔ＿Ｒｅｑ（４５２）には、ＲＮＧ＿ＲＥＱ（４５１）と同様の情報が含まれる。Ｃｏｎｔｅｘｔ＿Ｒｅｑ（４５２）は、ＡＳＮ−ＧＷ２１を経由してＨＯ−ＧＷ４に到達する。
ＨＯ−ＧＷ４は、Ｃｏｎｔｅｘｔ＿Ｒｅｑ（４５２）を受信すると、ＷｉＭＡＸＭＮＩＤ、ＷｉＭＡＸＢＳＩＤ（ＢＳ２２ｃのＩＤ）、ＡＳＮ−ＧＷＩＤ（ＡＳＮ−ＧＷ２１のＩＤ）、を抽出し、ＷｉＭＡＸコンテキストテーブル１００（図３ａ）のＭＮＩＤ（１０１）、接続先情報（１０２）に設定する。また、ＵＭＢＭＮＩＤとＳＲＮＣＩＤを抽出し、ＵＭＢコンテキストテーブル１２０（図３ｂ）のＭＮＩＤ（１２１）、接続先情報（１２２）に設定する。そして、ＷｉＭＡＸコンテキストとＵＭＢコンテキスト間の相互リンクを作成する。すなわち、図３ａの１０６と図３ｂの１２６を相互に設定する。 (Details of step 403)
In the following, the process of step 403 in FIG. 9 will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 10 shows an example of a detailed call flow in step 403 of FIG. First, the MN 5 transmits RNG_REQ (451) to the BS 22c, and requests connection to WiMAX. RNG_REQ (451) includes WiMAX MN ID, BS ID accommodating MN5 (here, virtual BS ID of HO-GW4), MN ID of UMB, and SRNC ID (here, ID of SRNC32). The ASN-GW 21 transmits Context_Req (452) to the BS ID extracted from the RNG_REQ (451) (the virtual BS ID of the HO-GW 4), and requests a WiMAX communication context. Context_Req (452) includes the same information as RNG_REQ (451). Context_Req (452) reaches HO-GW4 via ASN-GW21.
When receiving the Context_Req (452), the HO-GW 4 extracts the WiMAX MN ID, the WiMAX BS ID (the ID of the BS 22c), and the ASN-GW ID (the ID of the ASN-GW 21), and the WiMAX context table 100 (FIG. 3a). MN ID (101) and connection destination information (102). Also, the UMB MN ID and SRNC ID are extracted and set in the MN ID (121) and connection destination information (122) of the UMB context table 120 (FIG. 3b). Then, a mutual link between the WiMAX context and the UMB context is created. That is, 106 in FIG. 3a and 126 in FIG. 3b are set to each other.

次に、ＨＯ−ＧＷ４はＳＲＮＣ３２に対してＩＡＳ−ＳｅｓｓｉｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（４５３）を送信し、ＵＭＢ通信コンテキストを要求する。ＩＡＳ−ＳｅｓｓｉｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（４５３）には、ＵＭＢＭＮＩＤと、ＭＮ５がＨＯ−ＧＷ４の仮想ｅＢＳに対して割り当てたルートカウンタ（ＲｏｕｔｅＣｏｕｎｔｅｒ）が含まれる。このＲｏｕｔｅＣｏｕｎｔｅｒの値は、後でＷｉＭＡＸアクセス網の認証情報の生成に使用するため、ＨＯ−ＧＷ４情報の一部として事前にＭＮ５と共有しておく。ＳＲＮＣ３２は、ＩＡＳ−Ｓｅｓｓｉｏｎ−ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＲｅｓｐｏｎｓｅ（４５４）にＱｏＳ情報（ＴＦＴとＱｏＳクラス）、ＵＭＢ認証情報（ＭＳＫ＿ＧＷ：図２０参照、説明は後述）、ＡＧＷ３２のＩＰアドレスを含めて返信する。ＨＯ−ＧＷ４は、通知された情報を、ＵＭＢコンテキストテーブル１２０（図３ｂ）のＱｏＳ情報（１２３）、認証情報（１２４）、データパス情報（１２５）に設定する。そして、ＵＭＢコンテキストに基づいて、ＷｉＭＡＸコンテキストを生成する（４５５）。
以下、図１０のステップ４５５の詳細を、図１１と図２０を用いて説明する。
図１１は、ＨＯ−ＧＷ４におけるＷｉＭＡＸコンテキスト生成ルーチン５００を示す（図１０ステップ４５５）。はじめに、ＨＯ−ＧＷ４はＵＭＢコンテキストテーブル１２０（図３ｂ）のＱｏＳ情報（１２３）を、ＷｉＭＡＸコンテキストテーブル１００（図３ａ）のＱｏＳ情報（１０３）にコピーする（５０１）。次に、ＵＭＢコンテキストテーブル１２０（図３ｂ）の認証情報ＭＳＫ＿ＧＷ（１２４）から、ＷｉＭＡＸコンテキストテーブル１００（図３ｂ）の認証情報ＡＫ＿ＢＳ（１０４）を生成する（５０２）。ステップ５０２の詳細は、後で図２０を用いて説明する。以上で、ＷｉＭＡＸコンテキスト生成ルーチン５００が終了する。 Next, the HO-GW 4 transmits an IAS-Session Information Request (453) to the SRNC 32 to request a UMB communication context. The IAS-Session Information Request (453) includes a UMB MN ID and a route counter (RouteCounter) assigned by the MN 5 to the virtual eBS of the HO-GW 4. The value of this RouteCounter is shared with the MN 5 in advance as a part of the HO-GW4 information in order to be used later for generating WiMAX access network authentication information. The SRNC 32 returns the IAS-Session-Information Response (454) including QoS information (TFT and QoS class), UMB authentication information (MSK_GW: see FIG. 20, description will be described later), and the IP address of the AGW 32. The HO-GW 4 sets the notified information in the QoS information (123), authentication information (124), and data path information (125) of the UMB context table 120 (FIG. 3b). Then, a WiMAX context is generated based on the UMB context (455).
Details of step 455 in FIG. 10 will be described below with reference to FIGS. 11 and 20.
FIG. 11 shows a WiMAX context generation routine 500 in the HO-GW 4 (step 455 in FIG. 10). First, the HO-GW 4 copies the QoS information (123) of the UMB context table 120 (FIG. 3b) to the QoS information (103) of the WiMAX context table 100 (FIG. 3a) (501). Next, the authentication information AK_BS (104) of the WiMAX context table 100 (FIG. 3b) is generated from the authentication information MSK_GW (124) of the UMB context table 120 (FIG. 3b) (502). Details of step 502 will be described later with reference to FIG. Thus, the WiMAX context generation routine 500 ends.

次に、図２０を用いて、ＷｉＭＡＸ認証情報の生成方法（図１１のステップ５０２）を説明する。はじめに、ＭＮ５がＵＭＢアクセス網３に接続した際に、ＥＡＰ−ＡＫＡによるユーザ認証が行われ、ＭＮ５とＡＡＡ１１がＭＳＫ＿ＳＲＮＣを共有する。ＭＳＫ＿ＳＲＮＣは、ＥＡＰ−ＡＫＡ認証プロセスの中でＡＡＡ１１からＳＲＮＣ３２へと通知される。ＳＲＮＣ３２は、ＭＳＫ＿ＳＲＮＣをメモリ上に記憶する。
この後、ＳＲＮＣ３２はＨＯ−ＧＷ４からＩＡＳ−ＳｅｓｓｉｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（図１０のステップ４５３）を受信した際に、事前に設定されたアルゴリズムを用いてＩＡＳ−ＳｅｓｓｉｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔに含まれるＲｏｕｔｅＣｏｕｎｔｅｒと、ＭＳＫ＿ＳＲＮＣからＭＳＫ＿ＧＷを生成する。そして、ＩＡＳ−ＳｅｓｓｉｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＲｅｓｐｏｎｓｅ（図１０のステップ４５４）に含めてＨＯ−ＧＷ４に通知する。ＨＯ−ＧＷ４は、ＭＳＫ＿ＧＷをＵＭＢコンテキストテーブル１２０（図３ｂ）の認証情報（１２４）に設定する。そして、ＨＯ−ＧＷ４は、事前にＭＮ５と共有しているアルゴリズム（Ｇ１）とＭＳＫ＿ＧＷを用いて、パラメータＡＫ＿ＢＳを生成する。ＡＫ＿ＢＳは、ＷｉＭＡＸコンテキストテーブル１００（図３ａ）の認証情報（１０４）に設定される。ＡＫ＿ＢＳは、Ｃｏｎｔｅｘｔ＿Ｒｐｔ（図１０のステップ４５６、後述）でＢＳ２２ｃに通知され、ＭＮ５−ＢＳ２２ｃ間の鍵交換（図９のステップ４０４）に使用される。 Next, a method for generating WiMAX authentication information (step 502 in FIG. 11) will be described with reference to FIG. First, when the MN 5 connects to the UMB access network 3, user authentication is performed by EAP-AKA, and the MN 5 and the AAA 11 share the MSK_SRNC. MSK_SRNC is notified from AAA 11 to SRNC 32 in the EAP-AKA authentication process. The SRNC 32 stores MSK_SRNC on the memory.
Thereafter, when the SRNC 32 receives the IAS-Session Information Request (step 453 in FIG. 10) from the HO-GW 4, the Route Counter included in the IAS-Session Information Request using the algorithm set in advance and the MSK_SRNC Is generated. Then, it is included in the IAS-Session Information Response (step 454 in FIG. 10) and notified to the HO-GW 4. The HO-GW 4 sets MSK_GW in the authentication information (124) of the UMB context table 120 (FIG. 3b). And HO-GW4 produces | generates parameter AK_BS using the algorithm (G1) and MSK_GW previously shared with MN5. AK_BS is set in the authentication information (104) of the WiMAX context table 100 (FIG. 3a). The AK_BS is notified to the BS 22c by Context_Rpt (step 456 in FIG. 10, which will be described later) and used for key exchange (step 404 in FIG. 9) between the MN 5 and the BS 22c.

ＭＮ５は、ＳＲＮＣ３２、ＨＯ−ＧＷ４、ＢＳ２２ｃと同様に、予め定められた共有しているアルゴリズムを用いて、ＭＳＫ＿ＧＷ及びＴＥＫ＿ＢＳを生成する。
このように、ＨＯ−ＧＷ４がＵＭＢアクセス網から通知された認証情報（ＭＳＫ＿ＧＷ）を用いてＵＭＢアクセス網の認証情報（ＡＫ＿ＢＳ）を生成することにより、ＷｉＭＡＸでのＥＡＰ認証を行うことなくＷｉＭＡＸ経由のデータ通信を保護することが可能になる。
図１０に戻り、コールフローの説明を続ける。ＨＯ−ＧＷ４は、ステップ４５５でＷｉＭＡＸコンテキストを生成した後、ＡＳＮ−ＧＷ２１、ＢＳ２２ｃにＣｏｎｔｅｘｔ＿Ｒｐｔ（４５６）を返信し、ＱｏＳ情報（ＴＦＴ、ＱｏＳクラス）、ＷｉＭＡＸ認証情報（ＡＫ＿ＢＳ）を通知する。ＡＳＮ−ＧＷ２１とＢＳ２２ｃは、通知された情報をメモリ上に記憶する。
次に、ＢＳ２２ｃはＨＯ−ＧＷ４に対してＰａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ｒｅｑ（４５７）を送信し、ＨＯ−ＧＷ４とＡＳＮ−ＧＷ２１間、ＡＳＮ−ＧＷ２１とＢＳ２２ｃ間のデータパス設定を要求する。Ｐａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ｒｅｑ（４５７）は、ＡＳＮ−ＧＷ２１を経由してＨＯ−ＧＷ４に到達する。Ｐａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ｒｅｑ（４５７）には、ＢＳ２２ｃ、ＡＳＮ−ＧＷ２１が提案するトンネル情報（ＢＳ２２ｃ、ＡＳＮ−ＧＷ２１のトンネル終端ＩＰアドレス、ＧＲＥＫｅｙ等）が含まれる。ＨＯ−ＧＷ４はこれに対してＰａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ｒｓｐ（４５８）で応答する。Ｐａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ｒｓｐ（４５８）は、ＡＳＮ−ＧＷ２１を経由してＢＳ２２ｃに到達する。Ｐａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ｒｓｐ（４５８）には、ＨＯ−ＧＷ４が提案するトンネル情報（ＨＯ−ＧＷ４のトンネル終端ＩＰアドレス、ＧＲＥＫｅｙ等）が含まれる。ＢＳ２２ｃとＡＳＮ−ＧＷ２１は、ＨＯ−ＧＷ４に対して確認応答Ｐａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ａｃｋ（４５９）を返信する。ＨＯ−ＧＷ４は、Ｐａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ａｃｋ（４５９）の受信後、Ｐａｔｈ＿Ｒｅｑ＿Ｒｅｑ（４５７）、Ｐａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ｒｓｐ（４５８）で交渉したデータパス情報を、ＷｉＭＡＸコンテキストテーブル１００（図３ａ）のデータパス情報（１０５）に設定する。 Similar to the SRNC 32, the HO-GW 4, and the BS 22c, the MN 5 generates MSK_GW and TEK_BS using a predetermined shared algorithm.
As described above, the HO-GW 4 generates the authentication information (AK_BS) of the UMB access network using the authentication information (MSK_GW) notified from the UMB access network, so that the EAP authentication can be performed via WiMAX without performing EAP authentication with WiMAX. Data communication can be protected.
Returning to FIG. 10, the description of the call flow will be continued. After generating the WiMAX context in step 455, the HO-GW 4 returns Context_Rpt (456) to the ASN-GW 21 and BS 22c, and notifies QoS information (TFT, QoS class) and WiMAX authentication information (AK_BS). The ASN-GW 21 and the BS 22c store the notified information on the memory.
Next, the BS 22c transmits Path_Reg_Req (457) to the HO-GW 4 and requests data path setting between the HO-GW 4 and the ASN-GW 21, and between the ASN-GW 21 and the BS 22c. Path_Reg_Req (457) reaches the HO-GW 4 via the ASN-GW 21. Path_Reg_Req (457) includes tunnel information (BS22c, tunnel termination IP address of ASN-GW 21, GRE Key, etc.) proposed by BS 22c and ASN-GW 21. The HO-GW 4 responds with Path_Reg_Rsp (458). Path_Reg_Rsp (458) reaches the BS 22c via the ASN-GW 21. The Path_Reg_Rsp (458) includes tunnel information proposed by the HO-GW 4 (tunnel end IP address of the HO-GW 4, GRE Key, etc.). The BS 22c and the ASN-GW 21 return a confirmation response Path_Reg_Ack (459) to the HO-GW 4. After receiving Path_Reg_Ack (459), the HO-GW 4 sets the data path information negotiated by Path_Reg_Req (457) and Path_Reg_Rsp (458) in the data path information (105) of the WiMAX context table 100 (FIG. 3a).

次に、ＨＯ−ＧＷ４は、ＡＧＷ３１に対してＰＭＩＰＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（４６０）を送信し、ＡＧＷ３１−ＨＯ−ＧＷ４間のデータパス設定を要求する。ＰＭＩＰＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（４６０）には、ＨＯ−ＧＷ４のトンネル終端ＩＰアドレス、ＧＲＥＫｅｙが含まれる。これに対して、ＡＧＷ３１はＰＭＩＰＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎＲｅｓｐｏｎｓｅ（４６１）を返信し、データパスの設定受付を通知する。ＨＯ−ＧＷ４は、ＰＭＩＰＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（４６０）、ＰＭＩＰＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎＲｅｓｐｏｎｓｅ（４６１）で設定されたデータパス情報を、ＵＭＢ
コンテキストテーブル１２０（図３ｂ）のデータパス情報（１２５）に設定する。
次に、ＨＯ−ＧＷ４は、ｅＢＳ３３ａに対してＩＰＴ−Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（４６２）を送信し、ＡＧＷ３１とＨＯ−ＧＷ４間のデータパスが設定されたことを通知する。ｅＢＳ３３ａはＩＰＴ−ＮｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎＡｃｋ（４６３）で応答する。また、ＨＯ−ＧＷ４は、ＳＲＮＣ３２に対してもＩＰＴ−Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（４６４）を送信し、ＡＧＷ３１とＨＯ−ＧＷ４間のデータパス設定完了を通知する。ＳＲＮＣ３２はＩＰＴ−ＮｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎＡｃｋ（４６５）で応答する。
また、ＷｉＭＡＸのＢＳ２２ｃは、Ｐａｔｈ＿Ｒｅｇ＿Ａｃｋ（４５９）の送信後に、ＭＮ５に対してＲＮＧ＿ＲＳＰ（４６６）を送信し、ＭＮ５に対して接続を許可する。以上で、図９のステップ４０３の処理が完了する。
以上の実施の形態では、異種アクセス網間のハンドオーバーの例として、ＷｉＭＡＸとＵＭＢ間のハンドオーバーを説明したが、これ以外のアクセス網に対しても、ＨＯ−ＧＷ４が異種アクセス網のＩｎｔｅｒ−ＡＧＷハンドオーバー手順を中継する本実施の形態の内容を適用することが可能である。 Next, the HO-GW 4 transmits a PMIP Registration Request (460) to the AGW 31 and requests data path setting between the AGW 31 and the HO-GW 4. The PMIP Registration Request (460) includes the tunnel termination IP address of the HO-GW 4 and the GRE Key. In response to this, the AGW 31 returns a PMIP Registration Response (461), and notifies the data path setting acceptance. The HO-GW 4 transmits the data path information set by the PMIP Registration Request (460) and the PMIP Registration Response (461) to the UMB.
It is set in the data path information (125) of the context table 120 (FIG. 3b).
Next, the HO-GW 4 transmits an IPT-Notification (462) to the eBS 33a to notify that the data path between the AGW 31 and the HO-GW 4 has been set. The eBS 33a responds with an IPT-Notification Ack (463). Further, the HO-GW 4 transmits IPT-Notification (464) also to the SRNC 32 to notify the completion of data path setting between the AGW 31 and the HO-GW 4. SRNC 32 responds with IPT-Notification Ack (465).
Also, the WiMAX BS 22c transmits RNG_RSP (466) to the MN 5 after transmission of the Path_Reg_Ack (459), and permits the connection to the MN 5. Thus, the process of step 403 in FIG. 9 is completed.
In the above embodiment, handover between WiMAX and UMB has been described as an example of handover between different types of access networks. However, for other access networks, HO-GW 4 uses Inter- The contents of the present embodiment for relaying the AGW handover procedure can be applied.

４．コーデック変換
この実施の形態は、上述したＨＯ−ＧＷ４において、ユーザデータのコーデック変換を行う例を示す。
図１３は、コールフローの例を示す。はじめに、ＭＮ５はＷｉＭＡＸアクセス網２のみに接続しており、ＣＮ６とＣＯＤＥＣＡのアプリケーションセッションを確立している（５５１、５５２）。ここで、ＵＭＢアクセス網３は、ＣＮ６とＣＯＤＥＣＢのアプリケーションセッションを確立するものとする。この時点で、ＨＯ−ＧＷ４には、ＣＯＤＥＣＡ、ＣＯＤＥＣＢの情報がアクセス網種別と対応付けて設定されている。
この後、ＭＮ５はＷｉＭＡＸアクセス網３の電波状況が悪化する等の理由により、ＵＭＢアクセス網３へのハンドオーバーを決定し、図４のステップ２０２〜２０５の処理を行う（５５３）。ステップ５５３の後、ユーザデータはＡＳＮ−ＧＷ２１からＨＯ−ＧＷ４、ｅＢＳ３３ａを経由してＭＮ５に到達するようになる（５５４）。
本実施の形態では、ステップ５５４において、ＨＯ−ＧＷ４がユーザデータのコーデック種別をＣＯＤＥＣＡからＣＯＤＥＣＢに変換する。これにより、ＷｉＭＡＸアクセス網２とＵＭＢアクセス網３で使用するコーデックが異なる場合にも、スムーズにハンドオーバーできる効果がある。
次に、ＭＮ５は図４のステップ２０７〜２１２の処理を行い、ＵＭＢアクセス網２への接続を完了する（５５５）。そして、ＭＮ５はＵＭＢアクセス網２経由でＣＮ６とアプリケーション制御信号を送受信し、コーデック種別をＣＯＤＥＣＢに変更する（５５６）。これ以降、ＭＮ５とＣＮ６間の通信がＵＭＢアクセス網３へと完全に切り替わり、コーデックＢを使用して通信が行われるようになる。 4). Codec Conversion This embodiment shows an example of performing codec conversion of user data in the HO-GW 4 described above.
FIG. 13 shows an example of a call flow. First, the MN 5 is connected only to the WiMAX access network 2 and establishes an application session between the CN 6 and the CODEC A (551, 552). Here, it is assumed that the UMB access network 3 establishes an application session between CN6 and CODEC B. At this time, information on CODEC A and CODEC B is set in the HO-GW 4 in association with the access network type.
Thereafter, the MN 5 determines a handover to the UMB access network 3 due to the deterioration of the radio wave condition of the WiMAX access network 3, and performs the processing of steps 202 to 205 in FIG. 4 (553). After step 553, the user data reaches the MN 5 from the ASN-GW 21 via the HO-GW 4 and the eBS 33a (554).
In the present embodiment, in step 554, the HO-GW 4 converts the codec type of user data from CODEC A to CODEC B. Thereby, even when the codecs used in the WiMAX access network 2 and the UMB access network 3 are different, there is an effect that the handover can be performed smoothly.
Next, the MN 5 performs the processing of steps 207 to 212 in FIG. 4 to complete the connection to the UMB access network 2 (555). Then, the MN 5 transmits / receives an application control signal to / from the CN 6 via the UMB access network 2, and changes the codec type to CODEC B (556). Thereafter, communication between the MN 5 and the CN 6 is completely switched to the UMB access network 3, and communication is performed using the codec B.

ＩＩ．実施の形態２

実施の形態２では、異なるアクセス網への適用例として、ＨＯ−ＧＷがＷｉＭＡＸと３ＧＰＰ（３^ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ）ＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）間のハンドオーバーを高速化する例を説明する。
１．システム構成
図２２は、実施の形態２における通信網の構成例を示す図である。
無線端末ＭＮ１０５０は、ＷｉＭＡＸアクセス網１０２０とＬＴＥアクセス網１０３０の両方にアクセス手段を持つ端末である。通信先装置ＣＮ１０６０は、ＭＮ１０５０と通信を行う端末、あるいはサーバである。
コア網１０１０は、ＷｉＭＡＸアクセス網１０２０とＬＴＥアクセス網１０３０の両方を収容する通信網であり、サーバＡＡＡ１０１１、ノードＨＡ１０１２が接続される。ＡＡＡ１０１１は、端末の識別子と認証情報の対応付けを管理し、端末を認証するサーバである。また、ＡＡＡ１０１１は、ＬＴＥのＨＳＳ（ＨｏｍｅＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒＳｅｒｖｅｒ）の機能も兼ね備えており、加入者情報や端末位置情報を管理する。ＨＡ１０１２はＭｏｂｉｌｅＩＰで規定されるノードであり、ＭＮ１０５０のＨｏＡとＣｏＡの対応付けを管理する。
ＷｉＭＡＸアクセス網１０２０には、ノード（基地局）ＢＳ１０２２（ａ〜ｃ）とアクセスルータＡＳＮ−ＧＷ１０２１が接続される。ＢＳ１０２２（ａ〜ｃ）は、ＭＮ１０５０からのＷｉＭＡＸ無線信号を有線信号に相互変換して転送するノードである。ＢＳ１０２２（ａ〜ｃ）は、ＭＮ１０５０、ＡＳＮ−ＧＷ１０２１と制御信号およびユーザデータを送受信する。
ＡＳＮ−ＧＷ１０２１は、ＭＮ１０５０を収容するアクセスルータであり、ＰｒｏｘｙＭＩＰのＰＭＡの機能を備える。すなわち、ＡＳＮ−ＧＷ１０２１はＭＮ１０５０の代理で自身のＩＰアドレスをＣｏＡとしてＨＡ１０１２に登録する。ＡＳＮ−ＧＷ１０２１は、ＨＡ１０１２、ＢＳ１０２２（ａ〜ｃ）と制御信号およびユーザデータを送受信する。
ＷｉＭＡＸアクセス網１０２０におけるユーザデータのプロトコルスタック図は、実施の形態１において図１６（ａ）を用いて説明したものと同様である。
ＬＴＥアクセス網１０３０には、ノード（基地局）ｅＮＢ（ｅｖｏｌｖｅｄＮｏｄｅＢ）１０３３（ａ〜ｃ）、アクセスルータＳＧＷ（ＳｅｒｖｉｎｇＧａｔｅｗａｙ）１０３１、ノードＭＭＥ（ＭｏｂｉｌｉｔｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＥｎｔｉｔｙ）１０３２が接続される。ｅＮＢ１０３３（ａ〜ｃ）は、ＬＴＥ無線信号を有線信号に相互変換して転送するノードである。ｅＮＢ１０３３（ａ〜ｃ）は、ＭＮ１０５０、ＭＭＥ１０３２、および他のｅＮＢ１０３３（ａ〜ｃ）と制御信号を送受信する。また、ＭＮ１０５０、ＳＧＷ１０３１、および他のｅＮＢ１０３３（ａ〜ｃ）とユーザデータを送受信する。
ＳＧＷ１０３１は、ｅＮＢ１０３３（ａ〜ｃ）を収容するアクセスルータであり、ＰｒｏｘｙＭＩＰのＰＭＡの機能を備える。すなわち、ＭＮ１０５０の代理で自身のＩＰアドレスをＣｏＡとしてＨＡ１０１２（３ＧＰＰ標準ではＰＤＮ−ＧＷ（ＰａｃｋｅｔＤａｔａＮｅｔｗｏｒｋ − Ｇａｔｅｗａｙ）と呼ばれる）に登録する。ＳＧＷ１０３１は、ＨＡ１０１２、ＭＭＥ１０３２、およびｅＮＢ１０３３（ａ〜ｃ）と制御信号を送受信する。また、ＨＡ１０１２、ｅＮＢ１０３３（ａ〜ｃ）とユーザデータを送受信する。 II. Embodiment 2

In the second embodiment, as an example of application to different access networks, an example of HO-GW to speed handover between WiMAX and ^{3GPP (3 rd Generation Partnership Project)} LTE (Long Term Evolution).
1. System Configuration FIG. 22 is a diagram illustrating a configuration example of a communication network according to the second embodiment.
The wireless terminal MN 1050 is a terminal having access means in both the WiMAX access network 1020 and the LTE access network 1030. The communication destination device CN 1060 is a terminal or server that communicates with the MN 1050.
The core network 1010 is a communication network that accommodates both the WiMAX access network 1020 and the LTE access network 1030, to which a server AAA 1011 and a node HA 1012 are connected. The AAA 1011 is a server that manages the association between the identifier of the terminal and the authentication information and authenticates the terminal. The AAA 1011 also has an LTE HSS (Home Subscriber Server) function, and manages subscriber information and terminal location information. The HA 1012 is a node defined by Mobile IP, and manages the association between the HoA and CoA of the MN 1050.
A node (base station) BS 1022 (ac) and an access router ASN-GW 1021 are connected to the WiMAX access network 1020. BSs 1022 (a to c) are nodes that mutually convert WiMAX wireless signals from the MN 1050 into wired signals and transfer them. BSs 1022 (a to c) transmit / receive control signals and user data to / from MN 1050 and ASN-GW 1021.
The ASN-GW 1021 is an access router that accommodates the MN 1050 and has a Proxy MIP PMA function. That is, the ASN-GW 1021 registers its own IP address with the HA 1012 as a CoA on behalf of the MN 1050. The ASN-GW 1021 transmits / receives control signals and user data to / from the HA 1012 and the BS 1022 (ac).
The protocol stack diagram of user data in the WiMAX access network 1020 is the same as that described with reference to FIG. 16A in the first embodiment.
A node (base station) eNB (evolved NodeB) 1033 (ac), an access router SGW (Serving Gateway) 1031, and a node MME (Mobility Management Entity) 1032 are connected to the LTE access network 1030. The eNB 1033 (ac) is a node that mutually converts an LTE radio signal into a wired signal and transfers it. The eNB 1033 (a to c) transmits and receives control signals to and from the MN 1050, the MME 1032, and the other eNB 1033 (ac). Moreover, user data is transmitted / received with MN1050, SGW1031, and other eNB1033 (ac).
The SGW 1031 is an access router that accommodates the eNB 1033 (a to c), and has a Proxy MIP PMA function. That is, the IP address of the MN 1050 is registered as a CoA in the HA 1012 (referred to as PDN-GW (Packet Data Network-Gateway) in the 3GPP standard). The SGW 1031 transmits and receives control signals to and from the HA 1012, the MME 1032 and the eNB 1033 (ac). In addition, user data is transmitted / received to / from the HA 1012 and the eNB 1033 (ac).

ＭＭＥ１０３２は、ＬＴＥアクセス網１０３０における通信セッション情報（すなわち、端末が接続しているｅＮＢのＩＤや、ＳＧＷのＩＤ、データパス情報など）を管理するノードである。ＭＭＥ１０３２は、ｅＮＢ１０３３（ａ〜ｃ）およびＳＧＷ１０３１と制御信号を送受信する。
図２３は、ＬＴＥアクセス網３におけるユーザデータのプロトコルスタック図を示す。図２３に示すように、ｅＮＢ１０３３（ａ〜ｃ）−ＳＧＷ１０３１間はＧＴＰ（ＧＰＲＳＴｕｎｎｅｌｉｎｇＰｒｏｔｏｃｏｌ）トンネリング、ＳＧＷ１０３１−ＨＡ１０１２間はＧＲＥトンネリングによりユーザＩＰパケットを転送する。
図２４は、従来技術（３ＧＰＰＴＳ３３．４０１ｖ８．０．０）に基づくＬＴＥアクセス網１０３０内の暗号鍵の依存関係を示す。ＭＮ１０５０がＬＴＥアクセス網１０３０に接続した際に実施される端末とネットワーク間のＥＰＳ−ＡＫＡ（ＥｖｏｌｖｅｄＰａｃｋｅｔＳｙｓｔｅｍ − ＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎａｎｄＫｅｙＡｇｒｅｅｍｅｎｔ）認証時に、ＡＡＡ１０１１とＭＮ１０５０は事前共有秘密鍵（Ｋ＿Ｓ）を使用して種鍵（Ｋ＿ＡＳＭＥ）を生成する。Ｋ＿ＡＳＭＥは、ＥＰＳ−ＡＫＡ認証処理の中でＡＡＡ１０１１からＭＭＥ１０３２へと通知される。ＭＭＥ１０３２とＭＮ１０５０は、ＥＰＳ−ＡＫＡ認証実施後にＫ＿ＡＳＭＥを用いてＭＮ−ＭＭＥ鍵交換処理を行い、ＭＮ−ＭＭＥ間の制御信号を保護するための暗号鍵Ｋ＿ＮＡＳｅｎｃ（暗号化用）、Ｋ＿ＮＡＳｉｎｔ（メッセージ認証用）を生成する。また、ＭＭＥ１０３２は、Ｋ＿ＡＳＭＥからｅＮＢ用の暗号鍵Ｋ＿ｅＮＢを生成し、ＭＮ１０５０を収容するｅＮＢ１０３３ａに対して通知する。ｅＮＢ１０３３ａとＭＮ１０５０は、Ｋ＿ｅＮＢを用いてＭＮ−ｅＮＢ鍵交換処理を実施し、ＭＮ−ｅＮＢ間の制御信号およびユーザデータを保護するための暗号鍵Ｋ＿ＲＲＣｅｎｃ（制御信号暗号化用）、Ｋ＿ＲＲＣｉｎｔ（制御信号メッセージ認証用）、Ｋ＿ＵＰｅｎｃ（ユーザデータ暗号化用）を生成する。 The MME 1032 is a node that manages communication session information (that is, an ID of an eNB to which a terminal is connected, an ID of an SGW, data path information, and the like) in the LTE access network 1030. The MME 1032 transmits and receives control signals to and from the eNB 1033 (ac) and the SGW 1031.
FIG. 23 shows a protocol stack diagram of user data in the LTE access network 3. As shown in FIG. 23, a user IP packet is transferred between the eNB 1033 (ac) and the SGW 1031 by GTP (GPRS Tunneling Protocol) tunneling, and between the SGW 1031-HA 1012 by GRE tunneling.
FIG. 24 shows the dependency relationship of encryption keys in the LTE access network 1030 based on the prior art (3GPP TS 33.401 v8.0.0). AAA 1011 and MN 1050 use a pre-shared secret key (K_S) during EPS-AKA (Evolved Packet System-Authentication and Key Agreement) authentication between the terminal and the network, which is performed when MN 1050 connects to LTE access network 1030. A seed key (K_ASME) is generated. K_ASME is notified from AAA 1011 to MME 1032 in the EPS-AKA authentication process. The MME 1032 and the MN 1050 perform the MN-MME key exchange process using the K_ASME after the EPS-AKA authentication is performed, and the encryption keys K_NASinc (for encryption) and K_NASint (for message authentication) for protecting the control signal between the MN and MME. ) Is generated. Also, the MME 1032 generates an eNB encryption key K_eNB from the K_ASME and notifies the eNB 1033a that accommodates the MN 1050. The eNB 1033a and the MN 1050 perform the MN-eNB key exchange process using the K_eNB, and the encryption key K_RRCenc (for control signal encryption) and K_RRCint (control signal message) for protecting the control signal and user data between the MN and eNB For authentication) and K_UPenc (for user data encryption).

（ＨＯ−ＧＷ１０４０）
ＨＯ−ＧＷ１０４０は、ＷｉＭＡＸアクセス網１０２０とＬＴＥアクセス網１０３０の両方に接続されるゲートウェイ装置である。ＨＯ−ＧＷ１０４０は、ＭＮ１０５０がＷｉＭＡＸアクセス網１０２０とＬＴＥアクセス網１０３０の間を移動する際に、ＷｉＭＡＸアクセス網１０２０におけるＩｎｔｅｒ−ＡＳＮ−ＧＷハンドオーバー手順とＬＴＥアクセス網１０３０におけるＩｎｔｅｒ−ＭＭＥ／ＳＧＷハンドオーバー手順とを相互変換して中継する。
ＨＯ−ＧＷ１０４０は、ＷｉＭＡＸアクセス網１０２０に対しては、仮想的なＡＳＮ−ＧＷおよびＷｉＭＡＸＢＳとして振舞う。すなわち、ＨＯ−ＧＷ１０４０は、ＡＳＮ−ＧＷ１０２１に対してＡＳＮ−ＧＷ間インタフェース（ＷｉＭＡＸのＲ４インタフェース）で接続し、制御信号およびユーザデータを送受信する。また、ＨＯ−ＧＷ１０４０は、ＬＴＥアクセス網１０３０に対しては、仮想的なＭＭＥおよびｅＮＢとして振舞う。すなわち、ＨＯ−ＧＷ１０４０はＭＭＥ１０３２とＭＭＥ間インタフェース（ＬＴＥのＳ１０インタフェース）で接続し、制御信号を送受信する。また、ｅＮＢ１０３１に対しては、ｅＮＢ間インタフェース（ＬＴＥのＸ２インタフェース）で接続し、ユーザデータを送受信する。ここで、ＨＯ−ＧＷ１０４０は、例えば、所定のＬＴＥエリア内の全てのｅＮＢと接続する構成としてもよいし、ＷｉＭＡＸアクセス網１０２０との境界に位置する一つ以上のｅＮＢ（図１の例ではｅＮＢ１０３３ａ）とのみ接続する構成としてもよい。後者の構成をとる場合、ＨＯ−ＧＷ１０４０がｅＮＢとの接続に使用するリソースを節約できるメリットがある。
ＨＯ−ＧＷ１０４０の装置構成は、実施の形態１において図２を用いて説明したものと同様である。 (HO-GW1040)
The HO-GW 1040 is a gateway device connected to both the WiMAX access network 1020 and the LTE access network 1030. When the MN 1050 moves between the WiMAX access network 1020 and the LTE access network 1030, the HO-GW 1040 performs an Inter-ASN-GW handover procedure in the WiMAX access network 1020 and an Inter-MME / SGW handover in the LTE access network 1030. Relay the procedure with mutual conversion.
The HO-GW 1040 behaves as a virtual ASN-GW and WiMAX BS for the WiMAX access network 1020. That is, the HO-GW 1040 is connected to the ASN-GW 1021 via an ASN-GW interface (WiMAX R4 interface), and transmits and receives control signals and user data. The HO-GW 1040 behaves as a virtual MME and eNB for the LTE access network 1030. That is, the HO-GW 1040 is connected to the MME 1032 via an interface between MMEs (LTE S10 interface), and transmits and receives control signals. Moreover, it connects with eNB1031 by the interface between eNBs (L2 X2 interface), and transmits / receives user data. Here, the HO-GW 1040 may be configured to connect to all eNBs in a predetermined LTE area, for example, or one or more eNBs (eNB 1033a in the example of FIG. 1) located at the boundary with the WiMAX access network 1020. It is good also as a structure connected only to. When the latter configuration is adopted, there is an advantage that resources used by the HO-GW 1040 for connection to the eNB can be saved.
The apparatus configuration of the HO-GW 1040 is the same as that described in Embodiment 1 with reference to FIG.

（コンテキストテーブル）
ＨＯ−ＧＷ１０４０は、図２５（ａ）のＷｉＭＡＸコンテキストテーブル１１００と図２５（ｂ）のＬＴＥコンテキストテーブル１１２０を備える。
図２５（ａ）のＷｉＭＡＸコンテキストテーブル１１００は、ＨＯ−ＧＷ１０４０がＷｉＭＡＸアクセス網１０２０の通信コンテキストを管理するためのテーブルであり、ＭＮＩＤ１１０１、接続先情報１１０２、フロー情報１１０３、認証情報１１０４、データ転送情報１１０５、ＬＴＥコンテキストへのポインタ１１０６を含む。
ＭＮＩＤ１１０１には、ＷｉＭＡＸアクセス網１０２０におけるＭＮのＩＤ（ＭＡＣアドレス等）が設定される。接続情報１１０２には、ＭＮを収容しているＢＳ、ＡＳＮ−ＧＷ、ＨＡのＩＤが設定される。フロー情報１１０３には、フローを識別するためのフィルタ情報と、フロー毎のＱｏＳが設定される。認証情報１１０４には、ＡＳＮ−ＧＷ１０２１からＨＯ−ＧＷ１０４０に通知されるパラメータＡＫ＿ＧＷ（図３０参照、後述）や、ＨＯ−ＧＷ１０４０からＷｉＭＡＸＢＳ１０２２ｃに通知するパラメータＡＫ＿ＢＳ（図３６参照、後述）などが設定される。データ転送情報１１０５には、ハンドオーバー中にＡＳＮ−ＧＷ１０２１とＨＯ−ＧＷ１０４０間でユーザデータを送受信するためのトンネル情報（すなわち、トンネル端点（ＡＳＮ−ＧＷ、ＨＯ−ＧＷ）のＩＰアドレス、ＧＲＥＫｅｙ）が設定される。ＬＴＥコンテキストへのポインタ１１０６には、ＬＴＥコンテキストテーブル１１２０（後述）の関連するエントリへのポインタが設定される。
図２５（ｂ）は、ＨＯ−ＧＷ１０４０がＬＴＥアクセス網１０３０の通信コンテキストを管理するためのテーブルであり、ＭＮＩＤ１１２１、接続先情報１１２２、フロー情報１１２３、認証情報１１２４、データ転送情報１１２５、ＷｉＭＡＸコンテキストへのポインタ１１２６を含む。
ＭＮＩＤ１１２１には、ＬＴＥアクセス網１０３０におけるＭＮのＩＤ（ＩＭＳＩ等）が設定される。接続先情報１１２２には、ＭＮを収容しているｅＮＢ、ＭＭＥ、ＳＧＷ、ＨＡのＩＤが設定される。フロー情報１１２３には、ＩＰフローを識別するためのフィルタ情報や、ＩＰフロー毎のＱｏＳが設定される。認証情報１１２４には、ＭＭＥ１０３２からＨＯ−ＧＷ１０４０に通知されるパラメータＫ＿ｅＮＢ＋＊（図３６参照、後述）や、ＨＯ−ＧＷ１０４０からＬＴＥｅＮＢ１０３３ａに通知するパラメータＫ＿ｅＮＢ＊（図３０参照、後述）などが設定される。データ転送情報１１２５には、ハンドオーバー中にｅＮＢ１０３３ａとＨＯ−ＧＷ１０４０間でユーザデータを送受信するためのトンネル情報（すなわち、トンネル端点（ｅＮＢ、ＨＯ−Ｗ）のＩＰアドレス、ＧＴＰＴＥＩＤ（ＴｕｎｎｅｌＥｎｄｐｏｉｎｔＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）））などが設定される。ＷｉＭＡＸコンテキストへのポインタ１１２６には、ＷｉＭＡＸコンテキストテーブル１１００の関連するエントリへのポインタが設定される。 (Context table)
The HO-GW 1040 includes a WiMAX context table 1100 in FIG. 25A and an LTE context table 1120 in FIG.
The WiMAX context table 1100 in FIG. 25A is a table for the HO-GW 1040 to manage the communication context of the WiMAX access network 1020. The MN ID 1101, connection destination information 1102, flow information 1103, authentication information 1104, data transfer Information 1105 and a pointer 1106 to the LTE context.
In the MN ID 1101, an MN ID (MAC address or the like) in the WiMAX access network 1020 is set. In the connection information 1102, IDs of BSs, ASN-GWs, and HAs that accommodate MNs are set. In the flow information 1103, filter information for identifying a flow and QoS for each flow are set. In the authentication information 1104, a parameter AK_GW notified from the ASN-GW 1021 to the HO-GW 1040 (see FIG. 30, described later), a parameter AK_BS notified from the HO-GW 1040 to the WiMAX BS 1022c (refer to FIG. 36, described later), and the like are set. The The data transfer information 1105 includes tunnel information for transmitting / receiving user data between the ASN-GW 1021 and the HO-GW 1040 during a handover (that is, an IP address of a tunnel endpoint (ASN-GW, HO-GW), GRE Key). Is set. In the pointer 1106 to the LTE context, a pointer to a related entry in the LTE context table 1120 (described later) is set.
FIG. 25B is a table for the HO-GW 1040 to manage the communication context of the LTE access network 1030. The MN ID 1121, the connection destination information 1122, the flow information 1123, the authentication information 1124, the data transfer information 1125, and the WiMAX context A pointer to 1126 is included.
In the MN ID 1121, an MN ID (such as IMSI) in the LTE access network 1030 is set. In the connection destination information 1122, IDs of eNBs, MMEs, SGWs, and HAs that accommodate the MN are set. In the flow information 1123, filter information for identifying an IP flow and QoS for each IP flow are set. In the authentication information 1124, a parameter K_eNB + * (see FIG. 36, described later) notified from the MME 1032 to the HO-GW 1040, a parameter K_eNB * (refer to FIG. 30, described later) notified from the HO-GW 1040 to the LTE eNB 1033a, and the like are set. The The data transfer information 1125 includes tunnel information for transmitting / receiving user data between the eNB 1033a and the HO-GW 1040 during handover (that is, an IP address of a tunnel endpoint (eNB, HO-W), GTP TEID (Tunnel Endpoint Identifier)). )) Etc. are set. In the pointer 1126 to the WiMAX context, a pointer to an associated entry in the WiMAX context table 1100 is set.

２．ハンドオーバー処理（ＷｉＭＡＸ→ＬＴＥ）
図２６は、実施の形態２のシステムにおいて、ＭＮ１０５０がＷｉＭＡＸアクセス網１０２０からＬＴＥアクセス網１０３０へハンドオーバーする手順を示す。また、図２２はそのようなハンドオーバーの説明図を示す。
はじめに、ＭＮ１０５０はＷｉＭＡＸアクセス網１０２０のみに接続されており、ＢＳ１０２２ｃ、ＡＳＮ−ＧＷ１０２１、ＨＡ１０１２経由でＣＮ１０６０とデータ通信を行っている（１２０１）。この時点で、ＨＯ−ＧＷ１０４０は、ＭＮ１０５０に関する情報を保持していない。一方、ＭＮ１０５０、ＡＳＮ−ＧＷ１０２１、ＢＳ１０２２ｃ、ＨＡ１０１２はＷｉＭＡＸアクセス網１０２０におけるＭＮ１０５０の通信コンテキスト情報を保持している。ここで、ＷｉＭＡＸ通信コンテキスト情報とは、ＭＮ１０５０の接続先情報（ＢＳ、ＡＳＮ−ＧＷ、ＨＡのＩＤ）、フロー情報（フローフィルタとＱｏＳ）、ＨＡ−ＡＳＮ−ＧＷ−ＢＳ−ＭＮ間のユーザデータを転送するためのトンネル情報（ＩＰアドレス、トンネルヘッダ情報）、ＭＮ−ＢＳ間の無線通信を保護する暗号鍵などを含む。なお、実施の形態２では実施の形態１と異なり、ＨＯ−ＧＷ１０４０の情報（仮想ＡＳＮ−ＧＷのＩＤ、仮想ＢＳのＩＤ）をＭＮ１０５０ではなくＡＳＮ−ＧＷ１０２１が保持するものとする。またＬＴＥアクセス網１０３０でも同様に、ＭＭＥ、ｅＮＢがＨＯ−ＧＷ１０４０の情報（仮想ＭＭＥのＩＤ、仮想ｅＮＢのＩＤ）を保持するものとする。
その後、ＷｉＭＡＸの電波状況が悪化するなどの理由により、ＭＮ１０５０がＬＴＥアクセス網１０３０へのハンドオーバーを決定する（１２０２）。そして、ＭＮ１０５０はＬＴＥアクセス網１０３０の電波状況を測定し、例えば、最も電波状況のよいｅＮＢ（図２２の例ではｅＮＢ１０３３ａ）を決定する。次に、ステップ１２０３において、（１）ＭＮ１０５０からＢＳ１０２２ｃに対してｅＮＢ１０３３ａへのハンドオーバーを要求する。また、（２）ＢＳ１０２２ｃとＡＳＮ−ＧＷ１０２１からＨＯ−ＧＷ１０４０に対してＷｉＭＡＸ通信コンテキストを通知し、ＨＯ−ＧＷ１０４０はＷｉＭＡＸコンテキストをＬＴＥコンテキストに変換してＭＭＥ１０３２、ＳＧＷ１０３１、ｅＮＢ１０３３ａに設定する。このステップ１２０３の（１）（２）の処理の中で、ＡＳＮ−ＧＷ１０２１とＨＯ−ＧＷ１０４０間のデータパス設定、ＨＯ−ＧＷ１０４０とｅＮＢ１０３３ａ間のデータパス設定、およびｅＮＢ１０３３ａに対する暗号鍵（Ｋ＿ｅＮＢ＊＋）（図３０参照）の通知が行われる。ステップ１２０３の詳細は、後で図２８〜２９を用いて詳しく説明する。
ステップ１２０３の後、ＭＮ１０５０はハンドオーバー先のｅＮＢ１０３３ａとの同期を開始し（１２０４）、ｅＮＢ１０３３ａに対してハンドオーバー通知（１２０５）を送信する。次に、ｅＮＢ１０３３ａは、ステップ１２０５を契機として、ＭＮ−ｅＮＢ鍵交換とユーザデータ用の無線データリンク設定（１２０６）を行う。ステップ１２０６のＭＮ−ｅＮＢ鍵交換では、ステップ１２０３でｅＮＢ１０３３ａに通知された暗号鍵（Ｋ＿ｅＮＢ＊＋）を用いて無線保護用の暗号鍵（Ｋ＿ＲＲＣｅｎｃ、Ｋ＿ＲＲＣｉｎｔ、Ｋ＿ＵＰｅｎｃ）（図３０参照、後述）が生成される。
ステップ１２０７の時点で、ユーザデータは［ＣＮ１０６０−ＨＡ１０１２―ＡＳＮ−ＧＷ１０２１−ＨＯ−ＧＷ１０４０−ｅＮＢ１０３３ａ−ＭＮ１０５０］の経路で伝送されるようになる。このときのプロトコルスタックの例を図２７に示す。この例では、ＡＳＮ−ＧＷ１０２１とＨＯ−ＧＷ１０４０間をＡＳＮ−ＧＷ間インタフェース（ＷｉＭＡＸのＲ４インタフェース、ＧＲＥトンネリング）で接続し、ＨＯ−ＧＷ１０４０とｅＮＢ１０３３ａ間をｅＮＢ間インタフェース（ＬＴＥのＸ２インタフェース、ＧＴＰトンネリング）で接続する。これらのデータパスはステップ１２０３の中で設定されている。
図２６に戻り、ハンドオーバー手順の説明を続ける。ステップ１２０７の後、ｅＮＢ１０３３ａはＭＭＥ１０３２に対してハンドオーバー通知（１２０８）を送信する。ＭＭＥ１０３２は、ＨＯ−ＧＷ１０４０内の仮想ＭＭＥに対してハンドオーバー完了通知（１２０９）を転送するとともに、ＳＧＷ１０３１とＨＡ１０１２間及びｅＮＢ１０３３ａとＳＧＷ１０３１間のデータパス設定（１２１０）を行う。また、ＨＯ−ＧＷ１０４０は、１２０９を契機として、ＷｉＭＡＸアクセス網１０２０内のリソースを解放する（１２１１）。以上でハンドオーバー手順が完了し、ユーザデータが［ＣＮ１０６０−ＨＡ１０１２―ＳＧＷ１０３１−ｅＮＢ１０３３ａ−ＭＮ１０５０］の経路で伝送されるようになる（１２１２）。 2. Handover processing (WiMAX → LTE)
FIG. 26 illustrates a procedure in which the MN 1050 performs handover from the WiMAX access network 1020 to the LTE access network 1030 in the system according to the second embodiment. FIG. 22 is an explanatory diagram of such a handover.
First, the MN 1050 is connected only to the WiMAX access network 1020, and performs data communication with the CN 1060 via the BS 1022c, the ASN-GW 1021, and the HA 1012 (1201). At this time, the HO-GW 1040 does not hold information regarding the MN 1050. On the other hand, the MN 1050, the ASN-GW 1021, the BS 1022c, and the HA 1012 hold communication context information of the MN 1050 in the WiMAX access network 1020. Here, the WiMAX communication context information includes the connection destination information (BS, ASN-GW, HA ID), flow information (flow filter and QoS), and user data between the HA-ASN-GW-BS-MN. It includes tunnel information (IP address, tunnel header information) for transfer, encryption key for protecting wireless communication between MN and BS, and the like. In the second embodiment, unlike the first embodiment, the HO-GW 1040 information (virtual ASN-GW ID, virtual BS ID) is held by the ASN-GW 1021 instead of the MN 1050. Similarly, in the LTE access network 1030, the MME and eNB hold the HO-GW 1040 information (the virtual MME ID and the virtual eNB ID).
Thereafter, the MN 1050 determines a handover to the LTE access network 1030 due to reasons such as deterioration of the WiMAX radio wave condition (1202). Then, the MN 1050 measures the radio wave condition of the LTE access network 1030 and determines, for example, an eNB with the best radio wave condition (eNB 1033a in the example of FIG. 22). Next, in step 1203, (1) MN 1050 requests BS 1022c to perform handover to eNB 1033a. Also, (2) the WiMAX communication context is notified from the BS 1022c and the ASN-GW 1021 to the HO-GW 1040, and the HO-GW 1040 converts the WiMAX context into the LTE context and sets the MME 1032, the SGW 1031, and the eNB 1033a. In the processing of (1) and (2) of step 1203, the data path setting between the ASN-GW 1021 and the HO-GW 1040, the data path setting between the HO-GW 1040 and the eNB 1033a, and the encryption key (K_eNB **) for the eNB 1033a Notification (see FIG. 30) is performed. Details of step 1203 will be described later in detail with reference to FIGS.
After step 1203, the MN 1050 starts synchronization with the handover destination eNB 1033a (1204), and transmits a handover notification (1205) to the eNB 1033a. Next, the eNB 1033a performs MN-eNB key exchange and wireless data link setting for user data (1206) with step 1205 as an opportunity. In the MN-eNB key exchange in step 1206, the encryption key (K_RRCenc, K_RRCint, K_UPenc) (see FIG. 30, described later) is generated using the encryption key (K_eNB * +) notified to the eNB 1033a in step 1203. Is done.
At step 1207, the user data is transmitted on the route [CN1060-HA1012-ASN-GW1021-HO-GW1040-eNB1033a-MN1050]. An example of the protocol stack at this time is shown in FIG. In this example, the ASN-GW 1021 and the HO-GW 1040 are connected by an ASN-GW interface (WiMAX R4 interface, GRE tunneling), and the HO-GW 1040 and the eNB 1033a are inter-eNB interfaces (LTE X2 interface, GTP tunneling). Connect with. These data paths are set in step 1203.
Returning to FIG. 26, the description of the handover procedure will be continued. After step 1207, the eNB 1033a transmits a handover notification (1208) to the MME 1032. The MME 1032 transfers a handover completion notification (1209) to the virtual MME in the HO-GW 1040, and performs data path setting (1210) between the SGW 1031 and the HA 1012 and between the eNB 1033a and the SGW 1031. Further, the HO-GW 1040 releases resources in the WiMAX access network 1020 in response to 1209 (1211). Thus, the handover procedure is completed, and user data is transmitted on the route [CN 1060-HA 1012-SGW 1031-eNB 1033a-MN 1050] (1212).

（ステップ１２０３の詳細）
以下では、図２８〜２９を用いて図２６のステップ１２０３の詳細を説明する。
図２８は、ステップ１２０３の詳細なコールフローの例を示す。はじめに、ＭＮ１０５０はＢＳ１０２２ｃに対してＭＯＢ＿ＭＳＨＯ＿ＲＥＱ（１２５１）を送信し、ハンドオーバーの準備を要求する。ＭＯＢ＿ＭＳＨＯ＿ＲＥＱ（１２５１）には、移動先情報（ｅＮＢ１０３３ａのＩＤ）、ＬＴＥで使用するＭＮＩＤが含まれる。ＢＳ１０２２ｃは、ＭＯＢ＿ＭＳＨＯ＿ＲＥＱ（１２５１）を受信すると、同様の情報を含むＨＯ＿ＲＥＱ（１２５２）をＡＳＮ−ＧＷ１０２１に対して送信する。ＡＳＮ−ＧＷ１０２１は、移動先情報（ｅＮＢ１０３３ａ）にＬＴＥのｅＮＢが指定されていることから、ＨＯ＿ＲＥＱ（１２５２）の転送先をＨＯ−ＧＷ１０４０に決定する。そして、ＨＯ＿ＲＥＱ（１２５３）にＷｉＭＡＸコンテキスト情報を追加してＨＯ−ＧＷ１０４０に転送する。ここで、ＨＯ−ＧＷ１０４０に通知されるＷｉＭＡＸコンテキスト情報とは、ＷｉＭＡＸ接続先情報（ＢＳ１０２２ｃ、ＡＳＮ−１０２１、ＨＡ１０１２のＩＤ）、ＭＮ１０５０が保持するフロー情報（フローフィルタ情報とＱｏＳ）、暗号鍵情報（ＡＫ＿ＧＷ）（図３０参照、後述）、ＡＳＮ−ＧＷ１０２１−ＨＯ−ＧＷ１０４０間のユーザデータ転送に使用するＡＳＮ−ＧＷ１０２１側のデータ転送情報（ＩＰアドレス、ＧＲＥＫｅｙ）等を含む。ＨＯ−ＧＷ１０４０は、これらのＷｉＭＡＸコンテキスト情報を図２５ａのＷｉＭＡＸコンテキストテーブル１１００に記憶する。
次に、ＨＯ−ＧＷ１０４０は、ステップ１２５３で通知されたＷｉＭＡＸコンテキストに基づいてＬＴＥコンテキスト情報を生成する（１２５４）。以下、ステップ１２５４におけるＬＴＥコンテキスト生成処理を、図２９を用いて詳しく説明する。
図２９は、ＨＯ−ＧＷ１０４０におけるＬＴＥコンテキスト生成ルーチン１３５０を示す。はじめに、ＨＯ−ＧＷ１０４０は図２８のＨＯ＿Ｒｅｑ（１２５３）からＬＴＥＭＮＩＤを抽出し、図２５ｂのＬＴＥＭＮＩＤ１１２１に設定する（１３５１）。次に、ＬＴＥ接続先情報（図２５ｂの１１２２）として、図２８のＨＯ＿Ｒｅｑ（１２５３）から抽出した移動先ｅＮＢＩＤ、ｅＮＢＩＤから決定したＭＭＥＩＤ、図２５ａのＷｉＭＡＸ接続先情報１１０２に含まれるＨＡＩＤを設定する（１３５２）。ここでＨＯ−ＧＷ１０４０は、移動先ｅＮＢＩＤからＭＭＥＩＤを決定するための内部テーブルを管理していてもよい。次に、ＬＴＥのフロー情報（図２５ｂの１１２３）として、図２５ａのＷｉＭＡＸフロー情報１１０３の内容をそのまま設定する（１３５３）。ただし、ＷｉＭＡＸアクセス網１０２０とＬＴＥアクセス網１０３０のＱｏＳ設定が異なる場合は、ＱｏＳ値を変換して設定してもよい。次に、ＷｉＭＡＸ認証情報ＡＫ＿ＧＷ（図２５ａの１１０４）からＫ＿ｅＮＢ＊を生成し、ＬＴＥ認証情報（図２５ｂの１１２４）として設定する（１３５４）。ＡＫ＿ＧＷからＫ＿ｅＮＢ＊を生成する方法は、後で図３０を用いて説明する。次に、ＬＴＥデータ転送情報（図２５ｂの１１２５）のＩｎｂｏｕｎｄ方向のトンネル情報として、ＨＯ−ＧＷ１０４０がローカルに決定したＩＰアドレスとＧＲＥＫｅｙを設定する（１１２５）。ＬＴＥデータ転送情報（図２５ｂの１１２５）のＯｕｔｂｏｕｎｄ方向のトンネル情報は、図２８のＦｏｒｗａｒｄＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｓｐｏｎｓｅ（１２６０）にてＭＭＥ１０３２から通知される。以上で、ＬＴＥコンテキスト生成ルーチン１３５０が完了する。 (Details of step 1203)
The details of step 1203 in FIG. 26 will be described below with reference to FIGS.
FIG. 28 shows an example of a detailed call flow in step 1203. First, the MN 1050 transmits MOB_MSHO_REQ (1251) to the BS 1022c and requests preparation for handover. MOB_MSHO_REQ (1251) includes destination information (ID of eNB 1033a) and MN ID used in LTE. Upon receiving the MOB_MSHO_REQ (1251), the BS 1022c transmits a HO_REQ (1252) including similar information to the ASN-GW 1021. Since the LTE eNB is designated in the movement destination information (eNB 1033a), the ASN-GW 1021 determines the transfer destination of the HO_REQ (1252) as the HO-GW 1040. Then, WiMAX context information is added to HO_REQ (1253) and transferred to HO-GW 1040. Here, the WiMAX context information notified to the HO-GW 1040 includes WiMAX connection destination information (IDs of BS1022c, ASN-1021, and HA1012), flow information (flow filter information and QoS) held by the MN 1050, encryption key information ( AK_GW) (see FIG. 30, see below), data transfer information (IP address, GRE Key) on the ASN-GW 1021 side used for user data transfer between the ASN-GW 1021-HO-GW 1040, and the like. The HO-GW 1040 stores these WiMAX context information in the WiMAX context table 1100 of FIG. 25a.
Next, the HO-GW 1040 generates LTE context information based on the WiMAX context notified in Step 1253 (1254). Hereinafter, the LTE context generation processing in step 1254 will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 29 shows an LTE context generation routine 1350 in the HO-GW 1040. First, the HO-GW 1040 extracts the LTE MN ID from the HO_Req (1253) in FIG. 28 and sets it to the LTE MN ID 1121 in FIG. 25b (1351). Next, as LTE connection destination information (1122 in FIG. 25b), the destination eNB ID extracted from HO_Req (1253) in FIG. 28, the MME ID determined from the eNB ID, and the HA included in the WiMAX connection destination information 1102 in FIG. 25a An ID is set (1352). Here, the HO-GW 1040 may manage an internal table for determining the MME ID from the destination eNB ID. Next, the contents of the WiMAX flow information 1103 in FIG. 25a are set as they are as the LTE flow information (1123 in FIG. 25b) (1353). However, when the QoS settings of the WiMAX access network 1020 and the LTE access network 1030 are different, the QoS values may be converted and set. Next, K_eNB * is generated from the WiMAX authentication information AK_GW (1104 in FIG. 25a) and set as LTE authentication information (1124 in FIG. 25b) (1354). A method of generating K_eNB * from AK_GW will be described later with reference to FIG. Next, the IP address and GRE Key determined locally by the HO-GW 1040 are set as tunnel information in the inbound direction of the LTE data transfer information (1125 in FIG. 25b) (1125). Tunnel information in the outbound direction of the LTE data transfer information (1125 in FIG. 25b) is notified from the MME 1032 in the Forward Relocation Response (1260) in FIG. Thus, the LTE context generation routine 1350 is completed.

図２８に戻り、コールフローの説明を続ける。ＨＯ−ＧＷ１０４０は、ステップ１２５４でＬＴＥコンテキスト情報を生成した後に、移動先情報（ｅＮＢ１０３３ａ）から決定したＭＭＥ１０３２に対してＦｏｒｗａｒｄＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（１２５５）を送信する。ＦｏｒｗａｒｄＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（１２５５）には、移動先情報（ｅＮＢ１０３３ａ）、ＬＴＥＭＮＩＤ、ステップ１２５４で生成したＬＴＥコンテキスト（例えば、接続先情報（ＨＡのＩＤ）、フロー情報（フローフィルタ、ＱｏＳ）、認証情報（Ｋ＿ｅＮＢ＊）、ｅＮＢ１０３３ａ−ＨＯ−ＧＷ１０４０間のユーザデータ転送に使用するＨＯ−ＧＷ１０４０側のデータ転送情報（ＩＰアドレス、ＧＴＰＴＥＩＤ））が含まれる。
次に、ＭＭＥ１０３２は自身と対応付けられたＳＧＷ１０３１に対してＣｒｅａｔｅＢｅａｒｅｒＲｅｑｕｅｓｔ（１２５６）を送信する。ＣｒｅａｔｅＢｅａｒｅｒＲｅｑｕｅｓｔ（１２５６）には、例えば、ＭＮ１０５０の接続先情報（ＨＡのＩＤ）、フロー情報（フローフィルタ、ＱｏＳ）が含まれる。次に、ＳＧＷ１０３１はＭＭＥ１０３２に対してＣｒｅａｔｅＢｅａｒｅｒＲｅｓｐｏｎｓｅ（１２５７）を送信する。ＣｒｅａｔｅＢｅａｒｅｒＲｅｓｐｏｎｓｅ（１２５７）には、例えば、ＳＧＷ１０３１−ｅＮＢ１０３３ａ間のユーザデータ転送に使用するＳＧＷ１０３１側のトンネル情報（ＩＰアドレス、ＧＴＰＴＥＩＤ）が含まれる。
次に、ＭＭＥ１０３２はｅＮＢ１０３３ａに対してＨａｎｄｏｖｅｒＲｅｑｕｅｓｔ（１２５８）を送信する。ＨａｎｄｏｖｅｒＲｅｑｕｅｓｔ（１２５８）には、例えば、ＭＮ１０５０のフロー情報（フローフィルタ、ＱｏＳ）、ステップ１２５７で通知されたＳＧＷ１０３０のトンネル情報（ＩＰアドレス、ＧＴＰＴＥＩＤ）、ｅＮＢ１０３３ａ−ＨＯ−ＧＷ１０４０間のユーザデータ転送に使用するＨＯ−ＧＷ１０４０側のデータ転送情報（ＩＰアドレス、ＧＴＰＴＥＩＤ）、ＭＭＥ１０３２が認証情報（Ｋ＿ｅＮＢ＊）から生成したパラメータ（Ｋ＿ｅＮＢ＊＋）が含まれる。ｅＮＢ１０３３ａは、これらの情報を記憶し、ＭＭＥ１０３２に対してＨａｎｄｏｖｅｒＲｅｑｕｅｓｔＡｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ（１２５９）を返信する。ＨａｎｄｏｖｅｒＲｅｑｕｅｓｔＡｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ（１２５９）には、例えば、ｅＮＢ１０３３ａ−ＨＯ−ＧＷ１０４０間のユーザデータ転送に使用するｅＮＢ１０３３ａ側のデータ転送情報（ＩＰアドレス、ＧＴＰＴＥＩＤ）、ｅＮＢ１０３３ａ−ＳＧＷ１０３１間のユーザデータ転送に使用するｅＮＢ１０３３ａ側のトンネル情報（ＩＰアドレス、ＴＥＩＤ）が含まれる。 Returning to FIG. 28, the description of the call flow is continued. After generating LTE context information in Step 1254, the HO-GW 1040 transmits a Forward Relocation Request (1255) to the MME 1032 determined from the movement destination information (eNB 1033a). Forward Relocation Request (1255) includes destination information (eNB 1033a), LTE MN ID, LTE context generated in Step 1254 (for example, connection destination information (HA ID), flow information (flow filter, QoS), authentication information. (K_eNB *) and data transfer information (IP address, GTP TEID) on the HO-GW 1040 side used for user data transfer between the eNB 1033a and the HO-GW 1040.
Next, the MME 1032 transmits Create Bearer Request (1256) to the SGW 1031 associated with itself. The Create Bearer Request (1256) includes, for example, connection destination information (HA ID) of the MN 1050 and flow information (flow filter, QoS). Next, the SGW 1031 transmits a Create Bearer Response (1257) to the MME 1032. The Create Bearer Response (1257) includes, for example, tunnel information (IP address, GTP TEID) on the SGW 1031 side used for user data transfer between the SGW 1031 and the eNB 1033a.
Next, the MME 1032 transmits a Handover Request (1258) to the eNB 1033a. Handover Request (1258) includes, for example, flow information (flow filter, QoS) of MN 1050, tunnel information (IP address, GTP TEID) of SGW 1030 notified in step 1257, and user data transfer between eNB 1033a-HO-GW 1040. Data transfer information (IP address, GTP TEID) on the HO-GW 1040 side to be used, and parameters (K_eNB * +) generated by the MME 1032 from the authentication information (K_eNB *) are included. The eNB 1033a stores these pieces of information and returns a Handover Request Acknowledge (1259) to the MME 1032. In the Handover Request Acknowledge (1259), for example, data transfer information (IP address, GTP TEID) on the eNB 1033a side used for user data transfer between the eNB 1033a and HO-GW 1040, eNB 1033a used for user data transfer between the eNB 1033a and SGW 1031 Side tunnel information (IP address, TEID) is included.

次に、ＭＭＥ１０３２は、ＨＯ−ＧＷ１０４０に対してＦｏｒｗａｒｄＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｓｐｏｎｓｅ（１２６０）を送信する。ＦｏｒｗａｒｄＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｓｐｏｎｓｅ（１２６０）には、例えば、ｅＮＢ１０３３ａ−ＨＯ−ＧＷ１０４０間のユーザデータ転送に使用するｅＮＢ１０３３ａ側のデータ転送情報（ＩＰアドレス、ＧＴＰＴＥＩＤ）が含まれる。ステップ１２５５に含まれるＨＯ−ＧＷ１０４０のデータ転送情報（ＨＯ−ＧＷ１０４０のＩＰアドレス、ＧＴＰＴＥＩＤ）と、ステップ１２６０に含まれるｅＮＢ１０３３ａのデータ転送情報（ＩＰアドレス、ＧＴＰＴＥＩＤ）をあわせて、ｅＮＢ１０３３ａ−ＨＯ−ＧＷ１０４０間のユーザデータ転送パスが確立する。
次に、ＨＯ−ＧＷ１０４０はＡＳＮ−ＧＷ１０２１、ＢＳ１０２２ｃに対してＨＯ＿ＲＳＰ（１２６１）を送信し、ハンドオーバー準備フェーズの完了を通知する。ＨＯ＿ＲＳＰ（１２６１）には、ＡＳＮ−ＧＷ１０２１−ＨＯ−ＧＷ１０４０間のユーザデータ転送に使用するＨＯ−ＧＷ１０４０側のデータ転送情報（ＩＰアドレスとＧＲＥＫｅｙ）等を含む。ステップ１２５３に含まれるＡＳＮ−ＧＷ１０２１のデータ転送情報（ＩＰアドレスとＧＲＥＫｅｙ）と、ステップ１２６１に含まれるＨＯ−ＧＷ１０４０のデータ転送情報（ＩＰアドレスとＧＲＥＫｅｙ）をあわせて、ＡＳＮ−ＧＷ１０２１−ＨＯ−ＧＷ１０４０間のユーザデータ転送パスが確立する。
次に、ＢＳ１０２２ｃは、ＭＮ１０５０に対してＭＯＢ＿ＢＳＨＯ＿ＲＳＰ（１２６２）を送信してハンドオーバー準備フェーズの完了を通知する。また、ＢＳ１０２２ｃはＡＳＮ−ＧＷ１０２１、ＨＯ−ＧＷ１０４０に対してＨＯ＿Ａｃｋ（１２６３）を送信し、図２８のコールフローが完了する。 Next, the MME 1032 transmits a Forward Relocation Response (1260) to the HO-GW 1040. The Forward Relocation Response (1260) includes, for example, data transfer information (IP address, GTP TEID) on the eNB 1033a side used for user data transfer between the eNB 1033a and the HO-GW 1040. The eNB 1033a-HO— combines the data transfer information of the HO-GW 1040 included in step 1255 (IP address of the HO-GW 1040, GTP TEID) and the data transfer information of the eNB 1033a included in step 1260 (IP address, GTP TEID). A user data transfer path between the GWs 1040 is established.
Next, the HO-GW 1040 transmits HO_RSP (1261) to the ASN-GW 1021 and the BS 1022c to notify the completion of the handover preparation phase. The HO_RSP (1261) includes HO-GW 1040 side data transfer information (IP address and GRE Key) used for user data transfer between the ASN-GW 1021-HO-GW 1040 and the like. The data transfer information (IP address and GRE Key) of the ASN-GW 1021 included in Step 1253 and the data transfer information (IP address and GRE Key) of the HO-GW 1040 included in Step 1261 are combined and ASN-GW1021-HO- A user data transfer path between the GWs 1040 is established.
Next, the BS 1022c transmits MOB_BSHO_RSP (1262) to the MN 1050 to notify the completion of the handover preparation phase. Also, the BS 1022c transmits HO_Ack (1263) to the ASN-GW 1021 and the HO-GW 1040, and the call flow in FIG. 28 is completed.

（ＷｉＭＡＸ→ＬＴＥ間ハンドオーバー処理における暗号鍵の依存関係）
次に、図３０を用いて、ＷｉＭＡＸ→ＬＴＥ間ハンドオーバーにおける暗号鍵の生成方法を説明する。はじめに、ＭＮ１０５０がＷｉＭＡＸアクセス網１０２０に接続した際に、ＥＡＰ認証が行われ、ＭＮ１０５０とＡＡＡ１０１１がＭＳＫを共有する。ＭＳＫは、ＥＡＰ認証プロセスの中でＡＡＡ１０１１からＡＳＮ−ＧＷ１０２１へと通知される。ＡＳＮ−ＧＷ１０２１は、事前に設定されたアルゴリズム（Ｆ１）を用いてＭＳＫからＰＭＫを生成し、メモリ上に記憶する。
この後、ＷｉＭＡＸアクセス網１０２０からＬＴＥアクセス網１０３０へのハンドオーバー時に、ＡＳＮ−ＧＷ１０２１は事前に設定されたアルゴリズム（Ｆ２）を用いてＰＭＫとＨＯ−ＧＷ１０４０の仮想ＢＳＩＤからＡＫ＿ＧＷを生成する。ＡＫ＿ＧＷはＨｏ＿Ｒｅｑ（図２８の１２５３）でＡＳＮ−ＧＷ１０２１からＨＯ−ＧＷ１０４０に通知される。ＨＯ−ＧＷ１０４０は、事前に設定されたアルゴリズム（ｉ１）を用いてＡＫ＿ＧＷからＫ＿ｅＮＢ＊を生成する。Ｋ＿ｅＮＢ＊はＦｏｒｗａｒｄＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（図２８の１２５５）でＨＯ−ＧＷ１０４０からＭＭＥ１０３２に通知される。ＭＭＥ１０３２は、事前に設定されたアルゴリズム（ｈ４）を用いてＫ＿ｅＮＢ＊からＫ＿ｅＮＢ＊＋を生成する。Ｋ＿ｅＮＢ＊＋は、ＨａｎｄｏｖｅｒＲｅｑｕｅｓｔ（図２８の１２５８）でＭＭＥ１０３２からｅＮＢ１０３３ａに通知される。ｅＮＢ１０３３ａは、Ｋ＿ｅＮＢ＊＋を用いてＭＮ１０５０とＭＮ−ｅＮＢ鍵交換処理（図２６のステップ１２０６）を実施し、ＭＮ−ｅＮＢ間の制御信号およびユーザデータを保護するための暗号鍵Ｋ＿ＲＲＣｅｎｃ（制御信号暗号化用）、Ｋ＿ＲＲＣｉｎｔ（制御信号メッセージ認証用）、Ｋ＿ＵＰｅｎｃ（ユーザデータ暗号化用）を生成する。
このように、ＨＯ−ＧＷ１０４０がＷｉＭＡＸアクセス網１０２０から通知された認証情報（ＡＫ＿ＧＷ）を用いてＬＴＥアクセス網１０３０の認証情報（Ｋ＿ｅＮＢ＊）を生成することにより、ＬＴＥアクセス網１０３０での認証処理を行うことなくＬＴＥアクセス網１０３０経由のユーザデータ通信を保護することができる。
なお、鍵交換処理の内容は、無線アクセス種別により異なり、ＬＴＥの場合は、例えば、図３０でＫ＿ｅＮＢ＊＋からＫ＿ＲＲＣｅｎｃ／Ｋ＿ＲＲＣｉｎｔ／Ｋ＿ＵＰｅｎｃを生成する処理を含む。さらに詳細には、次のように実行される。 (Dependency of encryption key in WiMAX → LTE handover process)
Next, a method of generating an encryption key in WiMAX → LTE handover will be described with reference to FIG. First, when the MN 1050 connects to the WiMAX access network 1020, EAP authentication is performed, and the MN 1050 and the AAA 1011 share the MSK. The MSK is notified from the AAA 1011 to the ASN-GW 1021 in the EAP authentication process. The ASN-GW 1021 generates a PMK from the MSK using a preset algorithm (F1) and stores it in the memory.
Thereafter, at the time of handover from the WiMAX access network 1020 to the LTE access network 1030, the ASN-GW 1021 generates AK_GW from the PMK and the virtual BS ID of the HO-GW 1040 using a preset algorithm (F2). The AK_GW is notified from the ASN-GW 1021 to the HO-GW 1040 by Ho_Req (1253 in FIG. 28). The HO-GW 1040 generates K_eNB * from the AK_GW using a preset algorithm (i1). K_eNB * is notified from the HO-GW 1040 to the MME 1032 in the Forward Relocation Request (1255 in FIG. 28). The MME 1032 generates K_eNB * + from K_eNB * using a preset algorithm (h4). K_eNB ** is notified from the MME 1032 to the eNB 1033a by HandoverRequest (1258 in FIG. 28). The eNB 1033a performs an MN-1050 and MN-eNB key exchange process (step 1206 in FIG. 26) using K_eNB **, and an encryption key K_RRCenc (control signal encryption) for protecting the control signal and user data between the MN and eNB. ), K_RRCint (for control signal message authentication), and K_UPenc (for user data encryption).
In this way, the HO-GW 1040 generates the authentication information (K_eNB *) of the LTE access network 1030 using the authentication information (AK_GW) notified from the WiMAX access network 1020, thereby performing the authentication process in the LTE access network 1030. The user data communication via the LTE access network 1030 can be protected without performing it.
Note that the content of the key exchange process varies depending on the radio access type, and in the case of LTE, for example, includes a process of generating K_RRCenc / K_RRCint / K_UPenc from K_eNB * + in FIG. More specifically, it is executed as follows.

（１）ｅＮＢ１０３３ａは、使用する暗号アルゴリズム種別とｅＮＢ１０３３ａ−ＵＥ間の共有鍵（Ｋ＿ｅＮＢ＊＋）から実際に使用する暗号鍵（Ｋ＿ＲＲＣｅｎｃ／Ｋ＿ＲＲＣｉｎｔ／Ｋ＿ＵＰｅｎｃ）を生成する。
（２）ｅＮＢ１０３３ａは、ＳｅｃｕｒｉｔｙＭｏｄｅＣｏｍｍａｎｄと呼ばれるメッセージをＭＮ１０５０に送信する。ＳｅｃｕｒｉｔｙＭｏｄｅＣｏｍｍａｎｄには、使用する暗号アルゴリズム種別が含まれる。また、ＳｅｃｕｒｉｔｙＭｏｄｅＣｏｍｍａｎｄは、（１）の暗号鍵（Ｋ＿ＲＲＣｉｎｔ）を用いて計算したＭＡＣ（ＭｅｓｓａｇｅＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎＣｏｄｅ：メッセージ認証コード）を含む。
（３）ＭＮ１０５０は、（２）のメッセージから暗号化アルゴリズムを取得し、ｅＮＢ１０３３ａと同じ方法で実際に使用する暗号鍵（Ｋ＿ＲＲＣｅｎｃ／Ｋ＿ＲＲＣｉｎｔ／Ｋ＿ＵＰｅｎｃ）を生成する。
（４）ＭＮ１０５０は、（３）の暗号鍵（Ｋ＿ＲＲＣｉｎｔ）を用いてＳｅｃｕｒｉｔｙＭｏｄｅＣｏｍｍａｎｄに含まれるＭＡＣを検証し、正しい鍵を生成できたかどうかを確認する。

なお、ＬＴＥの場合は、必ずしも暗号鍵自体をノード間で送受信するわけではないので、このような処理は「ＳｅｃｕｒｉｔｙＭｏｄｅＣｏｍｍａｎｄＰｒｏｃｅｄｕｒｅ」と呼ばれる場合があるが、本明細書では、統一的に「鍵交換処理」と呼ぶ。 (1) The eNB 1033a generates the encryption key (K_RRCenc / K_RRCint / K_UPenc) that is actually used from the encryption algorithm type to be used and the shared key (K_eNB **) between the eNB 1033a and the UE.
(2) The eNB 1033a transmits a message called “Security Mode Command” to the MN 1050. The Security Mode Command includes the encryption algorithm type to be used. Further, the Security Mode Command includes a MAC (Message Authentication Code) calculated using the encryption key (K_RRCint) of (1).
(3) The MN 1050 acquires the encryption algorithm from the message of (2), and generates an encryption key (K_RRCenc / K_RRCint / K_UPenc) that is actually used by the same method as the eNB 1033a.
(4) The MN 1050 verifies the MAC included in the Security Mode Command using the encryption key (K_RRCint) of (3), and confirms whether a correct key has been generated.

In the case of LTE, since the encryption key itself is not necessarily transmitted / received between nodes, such processing is sometimes referred to as “Security Mode Command Procedure”. This is called “exchange processing”.

３．ハンドオーバー処理（ＬＴＥ→ＷｉＭＡＸ）
図３２は、実施の形態２のシステムにおいて、ＭＮ１０５０がＬＴＥアクセス網１０３０からＷｉＭＡＸアクセス網１０２０へハンドオーバーする手順を示す。また、その際のユーザデータの転送経路を図３１に示す。
はじめに、ＭＮ１０５０はＬＴＥアクセス網１０３０のみに接続されており、ｅＮＢ１０３３ａ、ＳＧＷ１０３１、ＨＡ１０１２経由でＣＮ１０６０とデータ通信を行っている（１４０１）。この時点で、ＨＯ−ＧＷ１０４０は、ＭＮ１０５０に関する情報を保持していない。一方、ＭＮ１０５０、ｅＮＢ１０３３ａ、ＭＭＥ１０３２、ＳＧＷ１０３１、ＨＡ１０１２はＬＴＥアクセス網１０３０におけるＭＮ１０５０の通信コンテキスト情報を保持している。ここで、ＬＴＥ通信コンテキスト情報とは、ＭＮ１０５０の接続先情報（ｅＮＢ、ＭＭＥ、ＳＧＷ、ＨＡのＩＤ）、フロー情報（フローフィルタとＱｏＳ）、ＨＡ−ＳＧＷ−ｅＮＢ−ＭＮ間のユーザデータを転送するためのトンネル情報（ＩＰアドレス、トンネルヘッダ情報）、ＭＮ−ｅＮＢ間の無線通信を保護する暗号鍵、ＭＮ−ＭＭＥ間の制御信号を保護する暗号鍵などを含む。
その後、ＭＮ１０５０はＷｉＭＡＸＢＳ１０２２ｃの信号強度が強くなる等の理由により、ＷｉＭＡＸアクセス網１０２０へのハンドオーバーを決定する（１４０２）。そして、ステップ１４０３において、（１）ＭＮ１０５０からｅＮＢ１０３３ａに対してＢＳ１０２２ｃへのハンドオーバーを要求する。また、（２）ＭＭＥ１０３２からＨＯ−ＧＷ１０４０に対してＬＴＥ通信コンテキストを通知し、ＨＯ−ＧＷ１０４０はＬＴＥコンテキストをＷｉＭＡＸコンテキストに変換してＡＳＮ−ＧＷ１０２１、ＢＳ１０２２ｃに設定する。このステップ１４０３の（１）（２）の処理の中で、ｅＮＢ１０３３ａとＨＯ−ＧＷ１０４０間のデータパス設定、ＨＯ−ＧＷ１０４０とＡＳＮ−ＧＷ１０２１のデータパス設定、ＡＳＮ−ＧＷ１０２１とＢＳ１０２２ｃ間のデータパス設定、およびＢＳ１０２２ｃに対する暗号鍵（ＡＫ＿ＢＳ）（図３６参照、後述）の通知が行われる。ステップ１４０３の詳細は、後で図３４〜３６を用いて詳しく説明する。 3. Handover processing (LTE → WiMAX)
FIG. 32 shows a procedure in which the MN 1050 performs handover from the LTE access network 1030 to the WiMAX access network 1020 in the system of the second embodiment. FIG. 31 shows a user data transfer path at that time.
First, the MN 1050 is connected only to the LTE access network 1030 and performs data communication with the CN 1060 via the eNB 1033a, the SGW 1031 and the HA 1012 (1401). At this time, the HO-GW 1040 does not hold information regarding the MN 1050. On the other hand, the MN 1050, the eNB 1033 a, the MME 1032, the SGW 1031, and the HA 1012 hold communication context information of the MN 1050 in the LTE access network 1030. Here, the LTE communication context information refers to MN 1050 connection destination information (eNB, MME, SGW, HA ID), flow information (flow filter and QoS), and HA-SGW-eNB-MN user data. Tunnel information (IP address, tunnel header information), encryption key for protecting wireless communication between MN-eNB, encryption key for protecting control signal between MN-MME, and the like.
After that, the MN 1050 determines a handover to the WiMAX access network 1020 because the signal strength of the WiMAX BS 1022c becomes strong (1402). In step 1403, (1) the MN 1050 requests the eNB 1033a to perform handover to the BS 1022c. Also, (2) the LTE communication context is notified from the MME 1032 to the HO-GW 1040, and the HO-GW 1040 converts the LTE context into a WiMAX context and sets it in the ASN-GW 1021 and the BS 1022c. In the processing of (1) and (2) of step 1403, data path setting between the eNB 1033a and the HO-GW 1040, data path setting between the HO-GW 1040 and the ASN-GW 1021, data path setting between the ASN-GW 1021 and the BS 1022c, And an encryption key (AK_BS) (see FIG. 36, which will be described later) are notified to BS 1022c. Details of step 1403 will be described later in detail with reference to FIGS.

ステップ１４０３の後、ＭＮ１０５０はハンドオーバー先のＢＳ１０２２ｃとの同期を開始し、ＭＮ−ＢＳ鍵交換とユーザデータ用の無線データリンク設定（１４０４）を行う。ステップ１４０４のＭＮ−ｅＮＢ鍵交換では、ステップ１４０３でＢＳ１０２２ｃに通知された暗号鍵（ＡＫ＿ＢＳ）を用いて無線保護用の暗号鍵（ＴＳＫ＿ＢＳ）（図３６参照、後述）が生成される。
ステップ１４０５の時点で、ユーザデータは［ＣＮ１０６０−ＨＡ１０１２―ＳＧＷ１０３１−ｅＮＢ１０３３ａ―ＨＯ−ＧＷ１０４０−ＡＳＮ−ＧＷ１０２１−ＢＳ１０２２ｃ−ＭＮ１０５０］の経路で伝送されるようになる。このときのプロトコルスタックの例を図３３に示す。この例では、ｅＮＢ１０３３ａとＨＯ−ＧＷ１０４０間をｅＮＢ間インタフェース（ＬＴＥのＸ２インタフェース、ＧＴＰトンネリング）で接続し、ＨＯ−ＧＷ１０４０とＡＳＮ−ＧＷ１０２１間をＡＳＮ−ＧＷ間インタフェース（ＷｉＭＡＸのＲ４インタフェース、ＧＲＥトンネリング）で接続する。これらのデータパスはステップ１４０３の中で設定されている。
図３２に戻り、ハンドオーバー手順の説明を続ける。ステップ１４０５の後、ＷｉＭＡＸアクセス網１０２０においてＥＡＰ認証が行われる（１４０６）。また、ＡＳＮ−ＧＷ１０２１とＨＡ１０１２間のデータパス登録が行われ（１４０７）、ユーザデータが［ＣＮ１０６０−ＨＡ１０１２―ＡＳＮ−ＧＷ１０２１−ＢＳ１０２２ｃ−ＭＮ１０５０］の経路で伝送されるようになる（１４０８）。この後、ＨＯ−ＧＷ１０４０からＭＭＥ１０３２に対してハンドオーバー完了通知（１４０９）が送信されたことを契機として、ＬＴＥアクセス網１０３０内のリソースか解放され（１４０９）、ハンドオーバー処理が完了する。 After step 1403, the MN 1050 starts synchronization with the handover destination BS 1022c, and performs MN-BS key exchange and radio data link setting for user data (1404). In the MN-eNB key exchange in step 1404, an encryption key (TSK_BS) (see FIG. 36, which will be described later) for radio protection is generated using the encryption key (AK_BS) notified to the BS 1022c in step 1403.
At the time of step 1405, the user data is transmitted through the route [CN1060-HA1012-SGW1031-eNB1033a-HO-GW1040-ASN-GW1021-BS1022c-MN1050]. An example of the protocol stack at this time is shown in FIG. In this example, the eNB 1033a and the HO-GW 1040 are connected by an inter-eNB interface (LTE X2 interface, GTP tunneling), and the HO-GW 1040 and the ASN-GW 1021 are connected by an ASN-GW interface (WiMAX R4 interface, GRE tunneling). Connect with. These data paths are set in step 1403.
Returning to FIG. 32, the description of the handover procedure will be continued. After step 1405, EAP authentication is performed in the WiMAX access network 1020 (1406). Also, data path registration between the ASN-GW 1021 and the HA 1012 is performed (1407), and user data is transmitted via the route [CN1060-HA1012-ASN-GW1021-BS1022c-MN1050] (1408). Thereafter, when a handover completion notification (1409) is transmitted from the HO-GW 1040 to the MME 1032, resources in the LTE access network 1030 are released (1409), and the handover process is completed.

（ステップ１４０３の詳細）
次に、図３４〜３５を用いて図３２のステップ１４０３の詳細を説明する。
図３４は、ステップ１４０３の詳細なコールフローの例を示す。はじめに、ＭＮ１０５０はｅＮＢ１０３３ａに対してＨａｎｄｏｖｅｒＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（１４５１）を送信し、ハンドオーバーの準備を要求する。ＨａｎｄｏｖｅｒＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（１４５１）には、移動先情報（ＢＳ１０２２ｃのＩＤ）、ＷｉＭＡＸで使用するＭＮＩＤが含まれる。ｅＮＢ１０３３ａは、ＨａｎｄｏｖｅｒＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（１４５１）を受信すると、ＭＭＥ１０３２に対してＨａｎｄｏｖｅｒＲｅｑｕｉｒｅｄ（１４５２）を送信する。ＨａｎｄｏｖｅｒＲｅｑｕｉｒｅｄ（１４５２）には、移動先情報（ＢＳ１０２２ｃのＩＤ）、ＷｉＭＡＸＭＮＩＤ、ｅＮＢ１０３３ａ−ＨＯ−ＧＷ１０４０間のユーザデータ転送に使用するｅＮＢ１０３３ａ側のデータ転送情報（ＩＰアドレス、ＧＴＰＴＥＩＤ）を含む。
ＭＭＥ１０３２は、移動先情報（ＢＳ１０２２ｃ）にＷｉＭＡＸのＢＳが指定されていることから、ＦｏｒｗａｒｄＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（１４５３）をＨＯ−ＧＷ１０４０に送信する。ＦｏｒｗａｒｄＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（１４５３）には、ＷｉＭＡＸＭＮＩＤ、移動先情報（ＢＳ１０２２ｃ）、ＬＴＥコンテキストを含む。ＬＴＥコンテキストとは、例えば、ＬＴＥ接続先情報（ｅＮＢ１０３３ａ、ＭＭＥ１０３２、ＳＧＷ１０３１、ＨＡ１０１２のＩＤ）、ＭＮ１０５０が保持するフロー情報（フローフィルタとＱｏＳ）、暗号鍵情報（Ｋ＿ｅＮＢ＊）（図３６参照、後述）、ｅＮＢ１０３３ａ−ＨＯ−ＧＷ１０４０間のユーザデータ転送に使用するｅＮＢ１０３３ａ側のデータ転送情報（ＩＰアドレス、ＧＴＰＴＥＩＤ）等を含む。ＨＯ−ＧＷ１０４０は、これらのＬＴＥコンテキスト情報を図２５ｂのＬＴＥコンテキストテーブル１１２０に記憶する。
次に、ＨＯ−ＧＷ１０４０は、ステップ１４５３で通知されたＬＴＥコンテキストに基づいてＷｉＭＡＸコンテキスト情報を生成する（１４５４）。以下、ステップ１４５４におけるＷｉＭＡＸコンテキスト生成処理を、図３５を用いて詳しく説明する。 (Details of step 1403)
Next, details of step 1403 in FIG. 32 will be described with reference to FIGS.
FIG. 34 shows an example of a detailed call flow in step 1403. First, the MN 1050 transmits a Handover Preparation Request (1451) to the eNB 1033a and requests preparation for handover. Handover Preparation Request (1451) includes destination information (ID of BS 1022c) and MN ID used in WiMAX. When the eNB 1033a receives the Handover Preparation Request (1451), the eNB 1033a transmits the Handover Required (1452) to the MME 1032. Handover Required (1452) includes destination information (ID of BS 1022c), WiMAX MN ID, and data transfer information (IP address, GTP TEID) on the eNB 1033a side used for user data transfer between eNB 1033a-HO-GW 1040.
Since the WiMAX BS is specified in the movement destination information (BS1022c), the MME 1032 transmits a Forward Relocation Request (1453) to the HO-GW 1040. The Forward Relocation Request (1453) includes a WiMAX MN ID, destination information (BS1022c), and an LTE context. The LTE context is, for example, LTE connection destination information (eNB 1033a, MME 1032, SGW 1031, HA 1012 ID), flow information (flow filter and QoS) held by the MN 1050, encryption key information (K_eNB *) (see FIG. 36, which will be described later). , Data transfer information (IP address, GTP TEID) and the like on the eNB 1033a side used for user data transfer between the eNB 1033a and the HO-GW 1040. The HO-GW 1040 stores the LTE context information in the LTE context table 1120 in FIG. 25b.
Next, the HO-GW 1040 generates WiMAX context information based on the LTE context notified in Step 1453 (1454). Hereinafter, the WiMAX context generation processing in step 1454 will be described in detail with reference to FIG.

図３５は、ＨＯ−ＧＷ１０４０におけるＷｉＭＡＸコンテキスト生成ルーチン１５００を示す。はじめに、ＨＯ−ＧＷ１０４０は図３４のＦｏｒｗａｒｄＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（１４５３）からＷｉＭＡＸＭＮＩＤを抽出し、図２５ａのＷｉＭＡＸＭＮＩＤ１１０１に設定する（１５０１）。次に、ＷｉＭＡＸ接続先情報（図２５ａの１１０２）として、図３４のＦｏｒｗａｒｄＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（１４５３）から抽出した移動先ＢＳＩＤ、ＢＳＩＤから決定したＡＳＮ−ＧＷＩＤ、図２５ｂのＬＴＥ接続先情報１１２２に含まれるＨＡＩＤを設定する（１５０２）。ここでＨＯ−ＧＷ１０４０は、移動先ＢＳＩＤからＡＳＮ−ＧＷＩＤを決定するための内部テーブルを管理していてもよい。次に、ＷｉＭＡＸのフロー情報（図２５ａの１１０３）として、図２５ｂのＬＴＥフロー情報１１２３の内容をそのまま設定する（１５０３）。ただし、ＬＴＥアクセス網１０３０とＷｉＭＡＸアクセス網１０２０のＱｏＳ設定が異なる場合は、ＱｏＳ値を変換して設定してもよい。次に、ＬＴＥ認証情報Ｋ＿ｅＮＢ＊（図２５ｂの１１２４）からＡＫ＿ＢＳを生成し、ＷｉＭＡＸ認証情報（図２５ａの１１０４）として設定する（１５０４）。Ｋ＿ｅＮＢ＊からＡＫ＿ＢＳを生成する方法は、後で図３６を用いて説明する。次に、ＷｉＭＡＸデータ転送情報（図２５ａの１１０５）のＩｎｂｏｕｎｄ方向のトンネル情報として、ＨＯ−ＧＷ１０４０がローカルに決定したＩＰアドレスとＧＲＥＫｅｙを設定する（１５０５）。ＷｉＭＡＸデータ転送情報（図２５ｂの１１２５）のＯｕｔｂｏｕｎｄ方向のトンネル情報は、図３４のＨＯ＿Ｒｓｐ（１４５６）にてＡＳＮ−ＧＷ１０２１から通知される。以上で、ＷｉＭＡＸコンテキスト生成ルーチン１５００が完了する。
図３４に戻り、コールフローの説明を続ける。ＨＯ−ＧＷ１０４０は、ステップ１４５４でＷｉＭＡＸコンテキスト情報を生成した後に、移動先情報（ＢＳ１０２２ｃ）から決定したＡＳＮ−ＧＷ１０２１に対してＨＯ＿Ｒｅｑ（１４５５）を送信する。ＨＯ＿Ｒｅｑ（１４５５）には、例えば、移動先情報（ＢＳ１０２２ｃ）、ＷｉＭＡＸＭＮＩＤ、ステップ１４５４で生成したＷｉＭＡＸコンテキスト（接続先情報（ＨＡのＩＤ）、フロー情報（フローフィルタ、ＱｏＳ）、認証情報（ＡＫ＿ＢＳ）、ＨＯ−ＧＷ１０４０−ＡＳＮ−ＧＷ１０２１間のユーザデータ転送に使用するＨＯ−ＧＷ１０４０側のデータ転送情報（ＩＰアドレス、ＧＲＥＫｅｙ））が含まれる。次に、ＡＳＮ−ＧＷ１０２１は、ＨＯ＿Ｒｅｑ（１４５６）を移動先のＢＳ１０２２ｃに転送する。ＨＯ＿Ｒｅｑ（１４５６）には、例えば、ＷｉＭＡＸＭＮＩＤ、フロー情報（フローフィルタ、ＱｏＳ）、認証情報（ＡＫ＿ＢＳ）、ＡＳＮ−ＧＷ１０２１−ＢＳ１０２２ｃ間のユーザデータ転送に使用するＡＳＮ−ＧＷ１０２１側のトンネル情報（ＩＰアドレス、ＧＲＥＫｅｙ）が含まれる。 FIG. 35 shows a WiMAX context generation routine 1500 in the HO-GW 1040. First, the HO-GW 1040 extracts the WiMAX MN ID from the Forward Relocation Request (1453) in FIG. 34 and sets it to the WiMAX MN ID 1101 in FIG. 25a (1501). Next, as the WiMAX connection destination information (1102 in FIG. 25a), the destination BS ID extracted from the Forward Relocation Request (1453) in FIG. 34, the ASN-GW ID determined from the BS ID, and the LTE connection destination information 1122 in FIG. 25b The HA ID included in is set (1502). Here, the HO-GW 1040 may manage an internal table for determining the ASN-GW ID from the destination BS ID. Next, the contents of the LTE flow information 1123 in FIG. 25b are set as they are as WiMAX flow information (1103 in FIG. 25a) (1503). However, when the QoS settings of the LTE access network 1030 and the WiMAX access network 1020 are different, the QoS values may be converted and set. Next, AK_BS is generated from LTE authentication information K_eNB * (1124 in FIG. 25b) and set as WiMAX authentication information (1104 in FIG. 25a) (1504). A method of generating AK_BS from K_eNB * will be described later with reference to FIG. Next, the IP address and GRE Key determined locally by the HO-GW 1040 are set as tunnel information in the Inbound direction of the WiMAX data transfer information (1105 in FIG. 25a) (1505). Tunnel information in the outbound direction of the WiMAX data transfer information (1125 in FIG. 25b) is notified from the ASN-GW 1021 in HO_Rsp (1456) in FIG. Thus, the WiMAX context generation routine 1500 is completed.
Returning to FIG. 34, the description of the call flow is continued. After generating WiMAX context information in step 1454, the HO-GW 1040 transmits HO_Req (1455) to the ASN-GW 1021 determined from the movement destination information (BS1022c). In HO_Req (1455), for example, destination information (BS1022c), WiMAX MN ID, WiMAX context (connection destination information (HA ID)) generated in step 1454, flow information (flow filter, QoS), authentication information (AK_BS) ), Data transfer information (IP address, GRE Key) on the HO-GW 1040 side used for user data transfer between the HO-GW 1040 and the ASN-GW 1021. Next, ASN-GW1021 transfers HO_Req (1456) to BS1022c of a movement destination. In HO_Req (1456), for example, WiMAX MN ID, flow information (flow filter, QoS), authentication information (AK_BS), tunnel information (IP in ASN-GW1021 side used for user data transfer between ASN-GW1021 and BS1022c) Address, GRE Key).

次に、ＢＳ１０２２ｃはＡＳＮ−ＧＷ１０２１に対してＨＯ＿Ｒｓｐ（１４５７）を送信する。ＨＯ＿Ｒｓｐ（１４５７）には、例えば、ＡＳＮ−ＧＷ１０２１−ＢＳ１０２２ｃ間のユーザデータ転送に使用するＢＳ１０２２ｃ側のトンネル情報（ＩＰアドレス、ＧＲＥＫｅｙ）が含まれる。ステップ１４５６に含まれるＡＳＮ−ＧＷ１０２１のトンネル情報（ＩＰアドレス、ＧＲＥＫｅｙ）と、ステップ１４５７に含まれるＢＳ１０２２ｃのトンネル情報（ＩＰアドレス、ＧＲＥＫｅｙ）をあわせて、ＡＳＮ−ＧＷ１０２１−ＢＳ１０２２ｃ間のユーザデータ転送パスが確立する。
次に、ＡＳＮ−ＧＷ１０２１はＨＯ−ＧＷ１０４０に対してＨＯ＿Ｒｓｐ（１４５８）を送信する。ＨＯ＿Ｒｓｐ（１４５８）には、例えば、ＨＯ−ＧＷ１０４０−ＡＳＮ−ＧＷ１０２１間のユーザデータ転送に使用するＡＳＮ−ＧＷ１０２１側のデータ転送情報（ＩＰアドレス、ＧＲＥＫｅｙ）が含まれる。ステップ１４５５に含まれるＨＯ−ＧＷ１０４０のトンネル情報（ＩＰアドレス、ＧＲＥＫｅｙ）と、ステップ１４５８に含まれるＡＳＮ−ＧＷ１０２１のトンネル情報（ＩＰアドレス、ＧＲＥＫｅｙ）をあわせて、ＨＯ−ＧＷ１０４０−ＡＳＮ−ＧＷ１０２１間のユーザデータ転送パスが確立する。
次に、ＨＯ−ＧＷ１０４０は、ＭＭＥ１０３２に対してＦｏｒｗａｒｄＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｓｐｏｎｓｅ（１４５９）を送信し、ハンドオーバー準備フェーズの完了を通知する。ＦｏｒｗａｒｄＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｓｐｏｎｓｅ（１４５９）には、例えば、ｅＮＢ１０３３ａ−ＨＯ−ＧＷ１０４０間のユーザデータ転送に使用するＨＯ−ＧＷ１０４０のデータ転送情報（ＩＰアドレス、ＧＴＰＴＥＩＤ）が含まれる。
次に、ＭＭＥ１０３２はｅＮＢ１０３３ａに対してＨａｎｄｏｖｅｒＣｏｍｍａｎｄ（１４６０）を送信し、ハンドオーバー準備フェーズの完了を通知する。ＨａｎｄｏｖｅｒＣｏｍｍａｎｄ（１４６０）には、ｅＮＢ１０３３ａ−ＨＯ−ＧＷ１０４０間のユーザデータ転送に使用するＨＯ−ＧＷ１０４０側のデータ転送情報（ＩＰアドレス、ＧＴＰＴＥＩＤ）が含まれる。ステップ１４５２、ステップ１４５３に含まれるｅＮＢ１０３３ａのデータ転送情報（ＩＰアドレス、ＧＴＰＴＥＩＤ）と、ステップ１４５９、ステップ１４６０に含まれるＨＯ−ＧＷ１０４０のデータ転送情報（ＩＰアドレス、ＧＴＰＴＥＩＤ）をあわせて、ｅＮＢ１０３３ａ−ＨＯ−ＧＷ１０４０間のユーザデータ転送パスが確立する。
最後に、ｅＮＢ１０３３ａからＭＮ１０５０に対してＨａｎｄｏｖｅｒＣｏｍｍａｎｄ（１４６１）が送信され、図３４のコールフローが完了する。 Next, the BS 1022c transmits HO_Rsp (1457) to the ASN-GW 1021. The HO_Rsp (1457) includes, for example, tunnel information (IP address, GRE Key) on the BS 1022c side used for user data transfer between the ASN-GW 1021 and the BS 1022c. User data transfer between ASN-GW1021 and BS1022c by combining the tunnel information (IP address, GRE Key) of ASN-GW1021 included in Step 1456 and the tunnel information (IP address, GRE Key) of BS1022c included in Step 1457 A path is established.
Next, the ASN-GW 1021 transmits HO_Rsp (1458) to the HO-GW 1040. The HO_Rsp (1458) includes, for example, data transfer information (IP address, GRE Key) on the ASN-GW 1021 side used for user data transfer between the HO-GW 1040 and the ASN-GW 1021. The HO-GW 1040-ASN-GW1021 tunnel information (IP address, GRE Key) included in Step 1455 and the ASN-GW1021 tunnel information (IP address, GRE Key) included in Step 1458 are combined. The user data transfer path is established.
Next, the HO-GW 1040 transmits a Forward Relocation Response (1459) to the MME 1032 to notify the completion of the handover preparation phase. Forward Relocation Response (1459) includes, for example, data transfer information (IP address, GTP TEID) of HO-GW 1040 used for user data transfer between eNB 1033a and HO-GW 1040.
Next, the MME 1032 transmits HandoverCommand (1460) to the eNB 1033a to notify the completion of the handover preparation phase. The Handover Command (1460) includes data transfer information (IP address, GTP TEID) on the HO-GW 1040 side used for user data transfer between the eNB 1033a and the HO-GW 1040. The data transfer information (IP address, GTP TEID) of the eNB 1033a included in Step 1452 and Step 1453 is combined with the data transfer information (IP address, GTP TEID) of the HO-GW 1040 included in Step 1459 and Step 1460, and the eNB 1033a- A user data transfer path between the HO-GW 1040 is established.
Finally, HandoverCommand (1461) is transmitted from eNB 1033a to MN 1050, and the call flow in FIG. 34 is completed.

（ＬＴＥ→ＷｉＭＡＸ間ハンドオーバー処理における暗号鍵の依存関係）
次に、図３６を用いて、ＬＴＥ→ＷｉＭＡＸ間ハンドオーバーにおける暗号鍵の生成方法を説明する。はじめに、ＭＮ１０５０がＬＴＥアクセス網１０３０に接続した際にＥＰＳ−ＡＫＡ認証が行われ、このときにＭＮ１０５０とＡＡＡ１０１１が事前共有秘密鍵（Ｋ＿Ｓ）から種鍵（Ｋ＿ＡＳＭＥ）を生成する。Ｋ＿ＡＳＭＥは、ＥＰＳ−ＡＫＡ認証処理の中でＡＡＡ１０１１からＭＭＥ１０３２へと通知される。
この後、ＬＴＥアクセス網１０３０からＷｉＭＡＸアクセス網１０２０へのハンドオーバー時に、ＭＭＥ１０３２は、事前に設定されたアルゴリズム（ｈ５）を用いてＫ＿ＡＳＭＥからＫ＿ｅＮＢ＊を生成する。Ｋ＿ｅＮＢ＊はＦｏｒｗａｒｄＲｅｌｏｃａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ（図３４の１４５３）でＭＭＥ１０３２からＨＯ−ＧＷ１０４０に通知される。ＨＯ−ＧＷ１０４０は、事前に設定されたアルゴリズム（Ｉ１）を用いてＫ＿ｅＮＢ＊からＡＫ＿ＢＳを生成する。ＡＫ＿ＢＳはＨＯ＿Ｒｅｑ（図３４の１４５５、１４５６）でＨＯ−ＧＷ１０４０からＢＳ１０２２ｃに通知される。ＢＳ１０２２ｃは、ＡＫ＿ＢＳを用いてＭＮ１０５０とＭＮ−ＢＳ鍵交換処理（図３２のステップ１４０４）を実施し、ＭＮ−ＢＳ間の無線通信を保護するための暗号鍵ＴＥＫ＿ＢＳを生成する。
このように、ＨＯ−ＧＷ１０４０がＬＴＥアクセス網１０３０から通知された認証情報（Ｋ＿ｅＮＢ＊）を用いてＷｉＭＡＸアクセス網１０２０の認証情報（ＡＫ＿ＢＳ）を生成することにより、ＷｉＭＡＸアクセス網１０２０での認証処理を行うことなくＷｉＭＡＸアクセス網１０２０経由のユーザデータ通信を保護することができる。
なお、鍵交換処理の内容は、無線アクセス種別により異なり、ＷｉＭＡＸの場合は、例えば、図３６の右側で、ＡＫ＿ＢＳからＴＥＫ＿ＢＳを生成する処理を含む。さらに詳細には次のように実行される。

（１）ＢＳ１０２２Ｃは、ＢＳ１０２２Ｃ−ＭＮ１０５０間の共有鍵（ＡＫ＿ＢＳ）から、暗号鍵を暗号化するための鍵（ＫＥＫ：ＫｅｙＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎＫｅｙ）を生成する。
（２）ＢＳ１０２２Ｃは、実際に使用する暗号鍵ＴＥＫ＿ＢＳを生成する。
（３）ＢＳ１０２２Ｃは、（２）で生成したＴＥＫ＿ＢＳを、（１）で生成したＫＥＫで暗号化してＭＮ１０５０に送信する。
（４）ＭＮ１０５０は、ＢＳ１０２２Ｃと同じ方法でＫＥＫを生成し、（３）で取得した情報を復号化してＫＥＫを取り出す。 (Dependency relationship of encryption key in handover processing between LTE and WiMAX)
Next, a method for generating an encryption key in LTE-to-WiMAX handover will be described using FIG. First, when the MN 1050 connects to the LTE access network 1030, EPS-AKA authentication is performed. At this time, the MN 1050 and the AAA 1011 generate a seed key (K_ASME) from the pre-shared secret key (K_S). K_ASME is notified from AAA 1011 to MME 1032 in the EPS-AKA authentication process.
After that, at the time of handover from the LTE access network 1030 to the WiMAX access network 1020, the MME 1032 generates K_eNB * from K_ASME using a preset algorithm (h5). K_eNB * is notified from the MME 1032 to the HO-GW 1040 in the Forward Relocation Request (1453 in FIG. 34). The HO-GW 1040 generates an AK_BS from the K_eNB * using a preset algorithm (I1). The AK_BS is notified from the HO-GW 1040 to the BS 1022c by HO_Req (1455 and 1456 in FIG. 34). The BS 1022c performs MN-1050 and MN-BS key exchange processing (step 1404 in FIG. 32) using the AK_BS, and generates an encryption key TEK_BS for protecting wireless communication between the MN and BS.
In this way, the HO-GW 1040 generates the authentication information (AK_BS) of the WiMAX access network 1020 using the authentication information (K_eNB *) notified from the LTE access network 1030, thereby performing the authentication process in the WiMAX access network 1020. The user data communication via the WiMAX access network 1020 can be protected without performing it.
Note that the content of the key exchange process varies depending on the type of wireless access, and in the case of WiMAX, for example, on the right side of FIG. 36, includes a process of generating TEK_BS from AK_BS. More specifically, it is executed as follows.

(1) The BS 1022C generates a key (KEK: Key Encryption Key) for encrypting the encryption key from the shared key (AK_BS) between the BS 1022C and the MN 1050.
(2) The BS 1022C generates an encryption key TEK_BS that is actually used.
(3) The BS 1022C encrypts the TEK_BS generated in (2) with the KEK generated in (1) and transmits it to the MN 1050.
(4) The MN 1050 generates a KEK by the same method as the BS 1022C, decodes the information acquired in (3), and extracts the KEK.

ＩＩＩ．実施の形態３
図３７は、ＦＭＣ（ＦｉｘｅｄＭｏｂｉｌｅＣｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ）環境にＨＯ−ＧＷを適用する通信網の構成例を示す。
無線端末ＭＮ２０５０は、ＷＬＡＮ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＬｏｃａｌＡｃｃｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋ）アクセス網２０２０とＬＴＥアクセス網２０３０の両方にアクセス手段を持つ端末である。通信先装置ＣＮ２０６０は、ＭＮ２０５０と通信を行う端末、あるいはサーバである。
コア網２０１０は、ＷＬＡＮアクセス網２０２０とＬＴＥアクセス網２０３０の両方を収容する通信網であり、サーバＡＡＡ２０１１、ノードＨＡ２０１２が接続される。ＡＡＡ２０１１は、端末の識別子と認証情報の対応付けを管理し、端末を認証するサーバである。また、ＡＡＡ２０１１は、ＬＴＥのＨＳＳの機能も兼ね備えており、加入者情報や端末位置情報を管理する。ＨＡ２０１２はＭｏｂｉｌｅＩＰで規定されるノードであり、ＭＮ２０５０のＨｏＡとＣｏＡの対応付けを管理する。
ＷＬＡＮアクセス網２０２０には、ノード（基地局）ＢＳ２０２２とアクセスルータｅＰＤＧ（ｅｖｏｌｖｅｄＰａｃｋｅｔＤａｔａＧａｔｅｗａｙ）２０２１が接続される。ＢＳ２０２２は、ＭＮ１０５０からのＷｉＭＡＸ無線信号を有線信号に変換し、ＦＴＴＨ（ＦｉｂｅｒＴｏＴｈｅＨｏｍｅ）などの固定アクセス網経由でｅＰＤＧ２０２１に接続する。
ｅＰＤＧ２０２１は、ＭＮ２０５０を収容するアクセスルータであり、ＭＮ２０５０とＩＰｓｅｃトンネルで接続している。また、ｅＰＤＧ２０２１はＰｒｏｘｙＭＩＰのＰＭＡの機能を備えており、ＭＮ２０５０の代理で自身のＩＰアドレスをＣｏＡとしてＨＡ２０１２に登録する。
ＬＴＥアクセス網２０３０には、ノード（基地局）ｅＮＢ２０３３（ａ〜ｃ）、アクセスルータＳＧＷ２０３１、ノードＭＭＥ２０３２が接続される。ｅＮＢ２０３３（ａ〜ｃ）は、ＬＴＥ無線信号を有線信号に相互変換して転送するノードである。ＳＧＷ２０３１は、ｅＮＢ２０３３（ａ〜ｃ）を収容するアクセスルータであり、ＰｒｏｘｙＭＩＰのＰＭＡの機能を備える。すなわち、ＭＮ２０５０の代理で自身のＩＰアドレスをＣｏＡとしてＨＡ２０１２（３ＧＰＰ標準ではＰＤＮ−ＧＷと呼ばれる）に登録する。ＭＭＥ２０３２は、ＬＴＥアクセス網２０３０における通信セッション情報（すなわち、端末が接続しているｅＮＢやＳＧＷのＩＤ、データパス情報など）を管理するノードである。
実施の形態３において、ＨＯ−ＧＷ２０４０はＷＬＡＮアクセス網２０２０とＬＴＥアクセス網２０３０の両方に接続され、ＭＮ２０５０がアクセス網間ハンドオーバーをする際に、ＷＬＡＮアクセス網２０２０の通信コンテキストとＬＴＥアクセス網２０３０の通信コンテキストを相互に変換して転送する。実施の形態１、２にも示したように、通信コンテキストとは、例えば接続情報（ＨＡのＩＤ）、データ転送情報（ＷＬＡＮアクセス網２０２０とＬＴＥアクセス網２０３０間でユーザデータを転送するためのトンネル情報）などを含む。このようなコンテキスト情報をアクセス網間で転送することにより、アクセス網間ハンドオーバーの高速化が可能になる。
ハンドオーバーの動作詳細は、第２の実施の形態で説明したものと同様である。 III. Embodiment 3
FIG. 37 shows a configuration example of a communication network in which HO-GW is applied to an FMC (Fixed Mobile Convergence) environment.
The wireless terminal MN 2050 is a terminal having access means in both a WLAN (Wireless Local Access Network) access network 2020 and an LTE access network 2030. The communication destination device CN 2060 is a terminal or server that communicates with the MN 2050.
The core network 2010 is a communication network that accommodates both the WLAN access network 2020 and the LTE access network 2030, to which a server AAA2011 and a node HA2012 are connected. The AAA 2011 is a server that manages the association between the identifier of the terminal and the authentication information and authenticates the terminal. AAA 2011 also has an LTE HSS function, and manages subscriber information and terminal location information. HA 2012 is a node defined by Mobile IP, and manages the association between HoA and CoA of MN 2050.
To the WLAN access network 2020, a node (base station) BS 2022 and an access router ePDG (evolved Packet Data Gateway) 2021 are connected. The BS 2022 converts the WiMAX radio signal from the MN 1050 into a wired signal and connects to the ePDG 2021 via a fixed access network such as FTTH (Fiber To The Home).
The ePDG 2021 is an access router that accommodates the MN 2050, and is connected to the MN 2050 through an IPsec tunnel. The ePDG 2021 has a Proxy MIP PMA function, and registers its own IP address in the HA 2012 as a CoA on behalf of the MN 2050.
Nodes (base stations) eNB 2033 (ac), access router SGW 2031, and node MME 2032 are connected to the LTE access network 2030. The eNB 2033 (ac) is a node that converts an LTE radio signal into a wired signal and transfers it. The SGW 2031 is an access router that accommodates the eNB 2033 (a to c), and includes a Proxy MIP PMA function. That is, the IP address of the MN 2050 is registered as a CoA in the HA 2012 (referred to as PDN-GW in the 3GPP standard). The MME 2032 is a node that manages communication session information in the LTE access network 2030 (that is, ID of eNB or SGW to which the terminal is connected, data path information, and the like).
In Embodiment 3, the HO-GW 2040 is connected to both the WLAN access network 2020 and the LTE access network 2030. When the MN 2050 performs a handover between access networks, the communication context of the WLAN access network 2020 and the LTE access network 2030 Convert communication contexts to each other and transfer them. As shown in the first and second embodiments, the communication context includes, for example, connection information (HA ID), data transfer information (a tunnel for transferring user data between the WLAN access network 2020 and the LTE access network 2030). Information). By transferring such context information between access networks, it is possible to speed up handover between access networks.
Details of the handover operation are the same as those described in the second embodiment.

以上では、一例として、ＷｉＭＡＸアクセス網及びＵＭＢアクセス網、ＬＴＥアクセス網、ＷＬＡＮアクセス網について説明したが、本発明は、これに限らず、様々な異種アクセス網間のハンドオーバーに適用することができる。 In the above, the WiMAX access network, the UMB access network, the LTE access network, and the WLAN access network have been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to handover between various heterogeneous access networks. .

本実施の形態における通信網の構成例及びＷｉＭＡＸからＵＭＢへのハンドオーバーを示す図。The figure which shows the structural example of the communication network in this Embodiment, and the hand-over from WiMAX to UMB. ＨＯ−ＧＷ４の装置構成例を示す図。The figure which shows the apparatus structural example of HO-GW4. （ａ）ＨＯ−ＧＷ４が備えるＷｉＭＡＸコンテキストテーブル１００の構成例。（ｂ）ＨＯ−ＧＷ４が備えるＵＭＢコンテキストテーブル１２０の構成例を示す図。(A) The structural example of the WiMAX context table 100 with which HO-GW4 is provided. (B) The figure which shows the structural example of the UMB context table 120 with which HO-GW4 is provided. ＷｉＭＡＸからＵＭＢへのハンドオーバーコールフロー。Handover call flow from WiMAX to UMB. ＷｉＭＡＸからＵＭＢへのコンテキスト転送コールフロー例１。Context transfer call flow example 1 from WiMAX to UMB. ＷｉＭＡＸからＵＭＢへのコンテキスト転送コールフロー例２。Context transfer call flow example 2 from WiMAX to UMB. ＨＯ−ＧＷ４におけるＵＭＢコンテキスト生成ルーチン。UMB context generation routine in HO-GW4. （ａ）ＷｉＭＡＸからＵＭＢへのデータ転送プロトコルスタック例１。（ｂ）ＷｉＭＡＸからＵＭＢへのデータ転送プロトコルスタック例２。(A) WiMAX to UMB data transfer protocol stack example 1 (B) Data transfer protocol stack example 2 from WiMAX to UMB. ＵＭＢからＷｉＭＡＸへのハンドオーバーコールフロー。Handover call flow from UMB to WiMAX. ＵＭＢからＷｉＭＡＸへのコンテキスト転送コールフロー。Context transfer call flow from UMB to WiMAX. ＨＯ−ＧＷ４におけるＷｉＭＡＸコンテキスト生成ルーチン。WiMAX context generation routine in HO-GW4. ＵＭＢからＷｉＭＡＸへのデータ転送プロトコルスタック。Data transfer protocol stack from UMB to WiMAX. ＨＯ−ＧＷ４がコーデック変換を行うコールフロー。A call flow in which the HO-GW 4 performs codec conversion. ＷｉＭＡＸの認証情報からＵＭＢの暗号鍵を生成する方法についての説明図。Explanatory drawing about the method of producing | generating the encryption key of UMB from the authentication information of WiMAX. 従来技術に基づく通信網の構成例。1 is a configuration example of a communication network based on conventional technology. （ａ）従来技術に基づくＷｉＭＡＸアクセス網のデータ転送プロトコルスタック。（ｂ）従来技術に基づくＵＭＢアクセス網のデータ転送プロトコルスタック。(A) A WiMAX access network data transfer protocol stack based on the prior art. (B) A data transfer protocol stack of a UMB access network based on the prior art. 従来技術に基づくＷｉＭＡＸからＵＭＢへのハンドオーバーコールフロー。Handover call flow from WiMAX to UMB based on prior art. 従来技術に基づくＷｉＭＡＸ暗号鍵の生成方法についての説明図。Explanatory drawing about the generation method of the WiMAX encryption key based on a prior art. 従来技術に基づくＵＭＢ暗号鍵の生成方法についての説明図。Explanatory drawing about the production | generation method of the UMB encryption key based on a prior art. ＵＭＢの認証情報からＷｉＭＡＸの暗号鍵を生成する方法についての説明図。Explanatory drawing about the method of producing | generating the WiMAX encryption key from the authentication information of UMB. ＵＭＢからＷｉＭＡＸへのハンドオーバーの説明図。Explanatory drawing of the handover from UMB to WiMAX. 実施の形態２における通信網の構成例及びＷｉＭＡＸからＬＴＥへのハンドオーバーを示す図。The figure which shows the structural example of the communication network in Embodiment 2, and the hand-over from WiMAX to LTE. 従来技術に基づくＬＴＥアクセス網のデータ転送プロトコルスタック。Data transfer protocol stack of LTE access network based on the prior art. 従来技術に基づくＬＴＥ暗号鍵の生成方法についての説明図。Explanatory drawing about the generation method of the LTE encryption key based on a prior art. ＨＯ−ＧＷ１０４０が備えるＬＴＥコンテキストテーブルの構成例。The structural example of the LTE context table with which HO-GW1040 is provided. ＷｉＭＡＸからＬＴＥへのハンドオーバーコールフロー。Handover call flow from WiMAX to LTE. ＷｉＭＡＸからＬＴＥへのデータ転送プロトコルスタック。Data transfer protocol stack from WiMAX to LTE. ＷｉＭＡＸからＬＴＥへのコンテキスト転送コールフロー。Context transfer call flow from WiMAX to LTE. ＷｉＭＡＸコンテキストに基づくＬＴＥコンテキスト生成ルーチン。LTE context generation routine based on WiMAX context. ＷｉＭＡＸの認証情報からＬＴＥの暗号鍵を生成する方法についての説明図。Explanatory drawing about the method of producing | generating the encryption key of LTE from the authentication information of WiMAX. ＬＴＥからＷｉＭＡＸへのハンドオーバーの説明図。Explanatory drawing of the handover from LTE to WiMAX. ＬＴＥからＷｉＭＡＸへのハンドオーバーコールフロー。Handover call flow from LTE to WiMAX. ＬＴＥからＷｉＭＡＸへのデータ転送プロトコルスタック。Data transfer protocol stack from LTE to WiMAX. ＬＴＥからＷｉＭＡＸへのコンテキスト転送コールフロー。Context transfer call flow from LTE to WiMAX. ＬＴＥコンテキストに基づくＷｉＭＡＸコンテキスト生成ルーチン。WiMAX context generation routine based on LTE context. ＬＴＥの認証情報からＷｉＭＡＸの暗号鍵を生成する方法についての説明図。Explanatory drawing about the method of producing | generating the WiMAX encryption key from the authentication information of LTE. ＨＯ−ＧＷをＦＭＣ環境に適用する通信網の構成例。2 shows a configuration example of a communication network that applies HO-GW to an FMC environment.

Explanation of symbols

１コア網、２ＷｉＭＡＸアクセス網、３ＵＭＢアクセス網、４ＨＯ−ＧＷ、５ＭＮ、６ＣＮ、１１ＡＡＡ、１２ＨＡ、１３ＡＦ、２１ＡＳＮ−ＧＷ、２２（ａ、ｂ、ｃ）ＷｉＭＡＸＢＳ、３１ＡＧＷ、３２ＳＲＮＣ、３３（ａ、ｂ、ｃ）ＵＭＢｅＢＳ、１００ＷｉＭＡＸコンテキストテーブル（ＨＯ−ＧＷ４）、１２０ＵＭＢコンテキストテーブル（ＨＯ−ＧＷ４）、３５０ＵＭＢコンテキスト生成ルーチン（ＨＯ−ＧＷ４）、５００ＷｉＭＡＸコンテキスト生成ルーチン（ＨＯ−ＧＷ４）、１０１０コア網、１０２０ＷｉＭＡＸアクセス網、１０２１ＡＳＮ−ＧＷ、１０２２（ａ、ｂ、ｃ）ＷｉＭＡＸＢＳ、１０３０ＬＴＥアクセス網、１０３１ＳＧＷ、１０３２ＭＭＥ、１０３３（ａ、ｂ、ｃ）ＬＴＥｅＮＢ、１０５０ＭＮ、１０６０ＣＮ、１１００ＷｉＭＡＸコンテキストテーブル（ＨＯ−ＧＷ４）、１１２０ＬＴＥコンテキストテーブル（ＨＯ−ＧＷ４）、１３５０ＬＴＥコンテキスト生成ルーチン（ＨＯ−ＧＷ４）、１５００ＷｉＭＡＸコンテキスト生成ルーチン（ＨＯ−ＧＷ４）、２０１０コア網、２０２０ＷＬＡＮアクセス網、２０２１ｅＰＤＮ、２０２２ＷＬＡＮＢＳ、２０３０ＬＴＥアクセス網、２０３１ＳＧＷ、２０３２ＭＭＥ、２０３３（ａ、ｂ、ｃ）ＬＴＥｅＮＢ、２０５０ＭＮ、２０６０ＣＮ、３０１０コア網、３０１１ＡＡＡ、３０１２ＨＡ、３０２０ＷｉＭＡＸアクセス網、３０２１ＡＳＮ−ＧＷ、３０２２（ａ、ｂ、ｃ）ＷｉＭＡＸＢＳ、３０３０ＵＭＢアクセス網、３０３１ＡＧＷ、３０３２ＳＲＮＣ、３０３３（ａ、ｂ、ｃ）ＵＭＢｅＢＳ、３０４０ＭＮ、３０５０ＣＮ。 1 Core network, 2 WiMAX access network, 3 UMB access network, 4 HO-GW, 5 MN, 6 CN, 11 AAA, 12 HA, 13 AF, 21 ASN-GW, 22 (a, b, c) WiMAX BS, 31 AGW, 32 SRNC, 33 (a, b, c) UMB eBS, 100 WiMAX context table (HO-GW4), 120 UMB context table (HO-GW4), 350 UMB context generation routine (HO-GW4), 500 WiMAX Context generation routine (HO-GW4), 1010 core network, 1020 WiMAX access network, 1021 ASN-GW, 1022 (a, b, c) WiMAX BS, 1030 LTE access network, 1031 SGW, 1032 MME, 1033 (a, b) c) LTE eNB, 1050 MN, 1060 CN, 1100 WiMAX context table (HO-GW4), 1120 LTE context table (HO-GW4), 1350 LTE context generation routine (HO-GW4), 1500 WiMAX context generation routine (HO-) GW4), 2010 core network, 2020 WLAN access network, 2021 ePDN, 2022 WLAN BS, 2030 LTE access network, 2031 SGW, 2032 MME, 2033 (a, b, c) LTE eNB, 2050 MN, 2060 CN, 3010 core network , 3011 AAA, 3012 HA, 3020 WiMAX access network, 3021 ASN-GW, 3022 (a, b, c) WiMAX BS, 3030 MB access network, 3031 AGW, 3032 SRNC, 3033 (a, b, c) UMB eBS, 3040 MN, 3050 CN.

Claims

A first access network having a plurality of first base stations that mutually convert and transfer a first wireless signal from a wireless terminal into a wired signal, and a first access router that accommodates the first base station When,
A plurality of second base stations that mutually convert a second wireless signal having a communication format different from that of the first wireless signal from a wireless terminal into a wired signal and transfer it, and a second base station that accommodates the second base station A second access network having a communication format different from that of the first access network;
A wireless terminal capable of accessing both the first access network and the second access network, which are heterogeneous access networks;
Accommodating both a first access router of the first access network and a second access router of the second access network, at least one first base station and at least one second base station; When the wireless terminal moves between the first access network and the second access network, a handover procedure in the first access network and a handover procedure in the second access network A gateway device that mutually converts and relays,
A communication system comprising:
When the wireless terminal is connected only to the first access network and communicates with a communication destination device via the first base station, the first access router, and the core network, a user Through authentication, the core network and the wireless terminal share an encryption key MSK, and the wireless terminal holds first communication context information and the ID of the gateway device,
When the wireless terminal moves to the second access network side and decides a handover to the second access network, a handover connection request including an ID of the wireless terminal is transmitted,
The first access router and the gateway device using an encryption key AK_GW that protects communication between the core network and the first access router, generated based on the MSK received from the core network by the first access router And the data path is set,
The gateway device uses the encryption key MSK_eBS or K_eNB * + that protects communication between the gateway device and the second base station, which is generated based on AK_GW sent from the first access router. And the data path between the second base station is set,
An encryption key TSK_eBS or a radio protection encryption key for protecting communication between the radio terminal and the second base station, generated based on MSK_eBS or K_eNB * + received from the gateway device by the second base station, The wireless terminal and the second base station are wirelessly transmitted on the protected communication path by the TSK_eBS or the wireless protection encryption key generated based on the authentication information exchanged by the wireless terminal with the MSK or the second base station. Set the data link settings,
The wireless terminal communicates with the communication destination device via the core network, the first access router, the gateway device, and the second base station,
Thereafter, the wireless terminal performs user authentication with the second access network and executes a handover to the second access network.

When the wireless terminal connects to the first access network, user authentication is performed, and the core network and the wireless terminal share an encryption key MSK,
When the wireless terminal is connected only to the first access network and communicates with a communication destination device via the first base station, the first access router, and the core network, The wireless terminal holds the first communication context information and the ID of the gateway device,
When the wireless terminal moves to the second access network side and decides to hand over to the second access network, the wireless terminal ID, any of the second base stations, Send a handover connection request including the gateway device ID,
The first access router receives an MSK from the core network, and uses a first algorithm set in advance to encrypt communication between the core network and the first access router based on the MSK. AK_GW is generated and sent to the gateway device, and the data path between the first access router and the gateway device is set,
The gateway device uses the second and third algorithms set in advance, and based on AK_GW, the encryption key TSK_GW that protects communication between the gateway device and the wireless terminal and the gateway device-the second Each generates an encryption key MSK_eBS that protects communication between base stations,
The gateway apparatus acquires first communication context information of the wireless terminal via the first base station and the first access router, converts the first communication context information into second communication context information, and includes TSK_GW and MSK_eBS Second communication context information is notified to the second base station, and a data path between the gateway device and the second base station is set,
The second base station uses a fourth algorithm set in advance, and based on the MSK_eBS included in the second communication context information, an encryption for protecting communication between the wireless terminal and the second base station Generate key TSK_eBS,
The wireless terminal protects communication between the gateway device and the wireless terminal based on MSK using the first and second algorithms set in advance the same as the first access router and the gateway device. Generate TSK_GW to
The wireless terminal generates TSK_eBS based on authentication information exchanged with MSK or the second base station using the first, third, and fourth algorithms set in advance, and the wireless terminal And the second base station sets up a wireless data link on the protected communication path,
The wireless terminal communicates with the communication destination device via the core network, the first access router, the gateway device, and the second base station,
2. The communication system according to claim 1, wherein the wireless terminal performs user authentication with the second access network and executes a handover to the second access network. 3.

The second base station notifies the wireless terminal of the ID of the second access router;
The wireless terminal requests connection to the notified second access router,
User authentication is performed for the second access network, and an encryption key MSK_SRNC is shared between the wireless terminal and the wireless core network,
The core network notifies MSK_SRNC to the second access router;
The second access router generates an encryption key TSK_SRNC for protecting communication between the wireless terminal and the second access router based on MSK_SRNC,
The wireless terminal generates TSK_SRN based on MSK_SRNC, using the same algorithm as the second access router,
The wireless terminal and the second access router perform setting of a wireless data link layer on a protected communication path,
The wireless terminal performs a handover to a second access network by communicating with the communication destination device through the second base station, the second access router, and the core network. Or the communication system described in 2.

A first access network having a plurality of first base stations that mutually convert and transfer a first wireless signal from a wireless terminal into a wired signal, and a first access router that accommodates the first base station When,
A plurality of second base stations that mutually convert a second wireless signal having a communication format different from that of the first wireless signal from a wireless terminal into a wired signal and transfer it, and a second base station that accommodates the second base station A second access network having a communication format different from that of the first access network;
A wireless terminal capable of accessing both the first access network and the second access network, which are heterogeneous access networks;
Accommodating both a first access router of the first access network and a second access router of the second access network, at least one first base station and at least one second base station; When the wireless terminal moves between the first access network and the second access network, a handover procedure in the first access network and a handover procedure in the second access network A gateway device that mutually converts and relays,
A communication system comprising:
When the wireless terminal is connected to the second access network and performs data communication with a communication destination device via the second base station, the second access network, or the core network, user authentication is performed. Thus, when the wireless terminal and the core network share the encryption key MSK_SRNC or K_ASME, the wireless terminal moves to the first access network side, and determines the handover to the first access network. The terminal transmits a handover connection request including the ID of the wireless terminal,
The second access router uses the encryption key MSK_GW or K_eNB * that protects communication between the second access router and the gateway device, which is generated based on the MSK_SRNC or K_ASME received from the core network by the second access router. A data path between the router and the gateway device is set,
The gateway device and the first key are generated by the encryption key AK_BS for protecting communication between the gateway device and the first base station, which is generated based on the MSK_GW or K_eNB * received from the second access router by the gateway device. The data path with the base station is set up,
An encryption key TEK_BS that protects communication between the wireless terminal and the first base station, which is generated based on AK_BS received by the first base station from the dateway device, and the wireless terminal is MSK_SRNC or K_ASME, By the TEK_BS generated based on the authentication information exchanged with the first base station, the wireless terminal and the first base station perform wireless data link setting on the protected communication path,
The wireless terminal communicates with the communication destination device via the first base station, the gateway device, the second access router, and the core network,
Thereafter, the wireless terminal performs user authentication with the first access network and executes a handover to the first access network.

When the wireless terminal connects to the second access network, user authentication is performed, and the wireless terminal and the core network share the encryption key MSK_SRNC,
When the wireless terminal is connected to the second access network and performs data communication with a communication destination device via the second base station, the second access network, and the core network, the wireless terminal When the terminal determines a handover to the first access network, the wireless terminal transmits a handover connection request including the ID of the gateway device and the ID of the wireless terminal to the first base station,
The second access router generates a cryptographic key MSK_GW that protects communication between the second access router and the gateway device based on MSK_SRNC, using a preset fifth algorithm, and stores the encryption key MSK_GW in the gateway device The data path between the second access router and the gateway device is set,
The gateway device generates an encryption key AK_BS that protects communication between the gateway device and the first base station based on MSK_GW, using a sixth algorithm shared in advance with the wireless terminal. 1 base station, the data path between the gateway device and the first base station is set,
The first base station generates an encryption key TEK_BS that protects communication between the wireless terminal and the first base station based on AK_BS using a preset seventh algorithm,
The wireless terminal uses the same fifth, sixth, and seventh algorithms set in advance as the second access router, the gateway device, and the first base station, and uses the MSK_SRNC or the first Based on the authentication information exchanged with the base station of the base station, a TEK_BS is generated, and the wireless terminal and the first base station perform wireless data link setting on the protected communication path,
The wireless terminal communicates with the communication destination device via the first base station, the gateway device, the second access router, and the core network,
5. The communication system according to claim 4, wherein the wireless terminal performs user authentication with the first access network and performs a handover to the first access network.

The wireless terminal performs user authentication in the first access network, and as a result of user authentication, the MSK is shared between the wireless terminal and the core network,
The core network notifies the first access router of the MSK;
The wireless terminal performs a handover to the first access network by performing data communication with the communication destination device via the first base station, the first access router, and the core network. The communication system according to claim 4 or 5.

A first access network having a plurality of first base stations that mutually convert and transfer a first wireless signal from a wireless terminal into a wired signal, and a first access router that accommodates the first base station Connected to
A plurality of second base stations that mutually convert a second wireless signal having a communication format different from that of the first wireless signal from a wireless terminal into a wired signal and transfer it, and a second base station that accommodates the second base station Two access routers, connected to a second access network having a communication format different from that of the first access network,
Accommodating both a first access router of the first access network and a second access router of the second access network, at least one first base station and at least one second base station; Contain
When the wireless terminal that can access both the first access network and the second access network, which are heterogeneous access networks, moves between the first access network and the second access network, Relaying by interconverting a handover procedure in the first access network and a handover procedure in the second access network;
A gateway device,
When the wireless terminal moves from the first access network to the second access network and decides a handover to the second access network,
The gateway device generates the core network-the first access router generated based on an encryption key MSK received by the first access router from the core network and shared by the core network and the wireless terminal by user authentication. Receiving an encryption key AK_GW that protects communication between them, and by AK_GW, setting a data path between the first access router and the gateway device,
The gateway device generates an encryption key MSK_eBS or K_eNB ** that protects communication between the gateway device and the second base station, which is generated based on AK_GW sent from the first access router. Pass to the base station, set the data path between the gateway device and the second base station by MSK_eBS or K_eNB * +,
An encryption key TSK_eBS or a radio protection encryption key for protecting communication between the radio terminal and the second base station, generated based on MSK_eBS or K_eNB * + received from the gateway device by the second base station, The wireless terminal and the second base station are wirelessly transmitted on the protected communication path by the TSK_eBS or the wireless protection encryption key generated based on the authentication information exchanged by the wireless terminal with the MSK or the second base station. Set the data link settings,
The wireless terminal communicates with the communication destination device via the core network, the first access router, the gateway device, and the second base station,
Thereafter, the wireless terminal performs user authentication with the second access network, and executes a handover to the second access network.

A first access network having a plurality of first base stations that mutually convert and transfer a first wireless signal from a wireless terminal into a wired signal, and a first access router that accommodates the first base station Connected to
A plurality of second base stations that mutually convert a second wireless signal having a communication format different from that of the first wireless signal from a wireless terminal into a wired signal and transfer it, and a second base station that accommodates the second base station Two access routers, connected to a second access network having a communication format different from that of the first access network,
Accommodating both a first access router of the first access network and a second access router of the second access network, at least one first base station and at least one second base station; Contain
When the wireless terminal that can access both the first access network and the second access network, which are heterogeneous access networks, moves between the first access network and the second access network, Relaying by interconverting a handover procedure in the first access network and a handover procedure in the second access network;
A gateway device,
When the wireless terminal moves to the first access network side and decides a handover to the first access network,
The gateway device receives the second access router received from the core network based on the encryption key MSK_SRNC or K_ASME shared by the wireless terminal and the core network by user authentication, and the gateway Receiving an encryption key MSK_GW or K_eNB * that protects communication between the devices, and setting a data path between the second access router and the gateway device by MSK_GW or K_eNB *,
Passed to the first base station an encryption key AK_BS that is generated based on MSK_GW or K_eNB * received by the gateway device from the second access router and protects communication between the gateway device and the first base station, By AK_BS, a data path between the gateway device and the first base station is set,
An encryption key TEK_BS that protects communication between the wireless terminal and the first base station, which is generated based on AK_BS received by the first base station from the dateway device, and the wireless terminal is MSK_SRNC or K_ASME, By the TEK_BS generated based on the authentication information exchanged with the first base station, the wireless terminal and the first base station perform wireless data link setting on the protected communication path,
The wireless terminal communicates with the communication destination device via the first base station, the gateway device, the second access router, and the core network,
Then, the wireless terminal performs user authentication with the first access network and executes a handover to the first access network.

The gateway device is
A first context table for storing the first context information, including a wireless terminal ID, connection destination information, QoS information, encryption key, data path information, and a pointer to second context information;
A second context table including a wireless terminal ID, connection destination information, QoS information, encryption key, data path information, and a pointer to the first context information for storing the second context information;
The communication system according to any one of claims 1 to 6, wherein the first context information and the second context information are converted by reading the first and second context tables, or The gateway device according to claim 7 or 8.

The first access network establishes an application session of a first codec between the wireless terminal and the communication destination device,
The second access network establishes an application session of a second codec different from the first codec between the wireless terminal and the communication destination device,
The communication system according to any one of claims 1 to 6, wherein the gateway device sets the information of the first codec and the second codec in association with an access network type, Or the gateway apparatus described in Claim 7 or 8.

A communication system according to claim 1;
A communication system comprising the communication system according to claim 4.

A gateway device according to claim 7;
A gateway device comprising the gateway device according to claim 8.

When the wireless terminal connects to the first access network, user authentication is performed, and the core network and the wireless terminal share an encryption key MSK,
When the wireless terminal is connected only to the first access network and communicates with a communication destination device via the first base station, the first access router, and the core network, When the wireless terminal moves to the second access network side and decides to hand over to the second access network, the destination information and the wireless terminal ID are included for the first base station. Send a handover connection request,
The first access router receives an MSK from the core network, and uses a first algorithm set in advance to encrypt communication between the core network and the first access router based on the MSK. AK_GW is generated and sent to the gateway device, and the data path between the first access router and the gateway device is set,
The gateway device generates a cryptographic key K_eNB * that protects communication between the gateway device and the second access router based on AK_GW, using a second algorithm that is set in advance.
The gateway apparatus acquires first communication context information of the wireless terminal via the first base station and the first access router, converts the first communication context information into second communication context information, and includes K_eNB *. 2 communication context information is notified to the second access router, and a data path between the gateway device and the second access router is set,
The second access router generates an encryption key K_eNB ** that protects between the gateway and the second access router based on K_eNB * using a third algorithm set in advance, and To two base stations,
The second base station generates a wireless protection encryption key for protecting communication between the wireless terminal and the second base station based on K_eNB ** using a fourth algorithm set in advance. ,
The wireless terminal generates a wireless protection encryption key based on authentication information exchanged with the MSK or the second base station using the first to fourth algorithms set in advance, and the wireless terminal The terminal and the second base station perform wireless data link setting on the protected communication path,
The wireless terminal communicates with the communication destination device via the core network, the first access router, the gateway device, and the second base station,
2. The communication system according to claim 1, wherein the wireless terminal performs user authentication with the second access network and executes a handover to the second access network. 3.

When the wireless terminal connects to the second access network, user authentication is performed, and the wireless terminal and the core network share an encryption key K_ASME,
When the wireless terminal is connected to the second access network and performs data communication with a communication destination device via the second base station, the second access network, and the core network, the wireless terminal When the terminal determines a handover to the first access network, the wireless terminal transmits a handover connection request including destination information and an ID of the wireless terminal to the second base station,
The second access router generates an encryption key K_eNB * that protects communication between the second access router and the gateway device based on K_ASME, using a preset fifth algorithm, and the gateway device And the data path between the second access router and the gateway device is set,
The gateway device generates an encryption key AK_BS that protects communication between the gateway device and the first base station based on K_eNB * using a sixth algorithm shared in advance with the wireless terminal, Notifying the first base station, the data path between the gateway device and the first base station is set,
The first base station generates an encryption key TEK_BS that protects communication between the wireless terminal and the first base station based on AK_BS using a preset seventh algorithm,
The wireless terminal uses the same fifth, sixth, and seventh algorithms set in advance as the second access router, the gateway device, and the first base station, and uses the K_ASME or the first Based on the authentication information exchanged with the base station of the base station, a TEK_BS is generated, and the wireless terminal and the first base station perform wireless data link setting on the protected communication path,
The wireless terminal communicates with the communication destination device via the first base station, the gateway device, the second access router, and the core network,
5. The communication system according to claim 4, wherein the wireless terminal performs user authentication with the first access network and performs a handover to the first access network.

The first access network is a WiMAX access network;
The second access network is a UMB access network;
The communication system according to claim 1, wherein MSK, AK_GW, MSK_eBS, and TSK_eBS are used as encryption keys.

The first access network is a WiMAX access network;
The second access network is an LTE access network;
The communication system according to claim 1, wherein MSK, AK_GW, K_eBS * +, and a wireless protection encryption key are used as encryption keys.

The first access network is a WiMAX access network;
The second access network is a UMB access network;
5. The communication system according to claim 4, wherein MSK_SRNC, MSK_GW, AK_BS, and TEK_BS are used as encryption keys.

The first access network is a WiMAX access network;
The second access network is an LTE access network;
The communication system according to claim 4, wherein K_ASME, K_eNB *, AK_BS, and TEK_BS are used as encryption keys.

The first access network is a WLAN access network;
The communication system according to claim 1 or 4, wherein the second access network is an LTE access network.