JP5400209B1 - コアネットワーク装置、中継装置、それらを備えた通信システム、コアネットワーク装置の通信方法、コアネットワーク装置の通信用プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、通信機会の損失を防止できるコアネットワーク装置、中継装置及びそれらを備えた通信システム並びにコアネットワーク装置の通信方法及びコアネットワーク装置の通信用プログラムを提供することを目的とする。
【解決手段】コアネットワーク装置３は、消失した暗号化ＩＰセッションの再確立を指示する信号をＰＣＳＣＦ５ｂから受信するＰＣＲＦ３ａと、消失した暗号化ＩＰセッションの相手先のＵＥ９にＰＣＳＣＦ５ｂのアドレスを通知するとともに、ＵＥ９からＰＣＳＣＦ５ｂに対する暗号化ＩＰセッションの再確立を指示する信号を送信するＭＭＥ３ｄとを有している。
【選択図】図３

Description

本発明は、端末機器との間でデータを送受信するコアネットワーク装置、中継装置、それらを備えた通信システム、コアネットワーク装置の通信方法、コアネットワーク装置の通信用プログラムに関する。

端末機器とＩＭＳ（ＩＰ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）ネットワークに設けられたＰＣＳＣＦ（Ｐｒｏｘｙ Ｃａｌｌ／Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）との間で、ＩＰｓｅｃ（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いて暗号化されたＩＰセッション（以下、「暗号化ＩＰセッション」という）が確立されている際に、例えばＰＣＳＣＦにおいてＩＰｓｅｃの情報が損失してしまうと、端末機器とＩＭＳとの間でＩＰｓｅｃが成立しなくなる。これにより、確立していた暗号化ＩＰセッションは消失してしまう。このため、ＩＰｓｅｃの情報が損失したＰＣＳＣＦは、着信した音声信号などのＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）信号を端末機器に送信しても、端末機器は当該ＳＩＰ信号を受信することができない。これにより、当該音声着信は失敗してしまう。ＩＰｓｅｃが損失して暗号化ＩＰセッションが確立していない期間は着信できない期間となる。このため、端末機器の使用者は当該期間において通信機会を損失することになる。
なお、特許文献１には、ＩＰｓｅｃセッションの確立した通信路に通信断が生じた際の通信障害を回避できる通信システムが開示されている。

特開２０１１−２３４０２８号公報

ＩＰｓｅｃを確立するためには端末機器がＩＭＳレジストレーション（ＩＭＳ Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）手順を実施する必要がある。ＩＭＳに設けられたＰＣＳＣＦが端末機器に対してレジストレーションを促そうとしても、ＩＰｓｅｃが損失しているため、端末機器はレジストレーションを促すためのＳＩＰ信号を受信できない。このため、端末機器とＩＭＳとの間の暗号化ＩＰセッションは再確立されない。このように、ＩＰｓｅｃが損失されてしまった場合、ＩＭＳネットワークからＩＰｓｅｃを再度確立することができないという問題がある。

特許文献１に開示された通信システムは、第１の上位ノードと、第２の上位ノードと、上位側通信制御部とを備えたキャリア側通信装置と、第１の通信部と、第２の通信部と、通信制御部とを備えた基地局装置とを有している。当該通信システムでは、第１の上位ノードと第１の通信部との間で第１の通信セッションが確立され、第２の上位ノードと第２の通信部との間で第２の通信セッションが確立されており、通信制御部および上位側通信制御部は、第１の通信セッションの通信断が発生した場合は、第１の通信セッションから第２の通信セッションへの通信経路の切替制御を行って迂回転送を実施するようになっている。

当該通信システムは、上位ノード側からの制御に基づいて通信経路に生じた通信障害を回避することができる。しかしながら、当該通信システムは、複数の回線のうちの一の回線に生じた通信障害を回避することを課題とし、当該通信障害を回避するために他の回線を利用する構成を有している。このため、当該通信システムは、単数の回線を有するシステム及び複数の回線を有するシステムの別なくいずれの通信障害にも適用することは困難であるという問題を有している。
本発明の目的は、通信回線数の単複によらず通信機会の損失を防止できるコアネットワーク装置、中継装置及びそれらを備えた通信システム並びにコアネットワーク装置の通信方法及びコアネットワーク装置の通信用プログラムを提供することにある。

本発明の一態様によるコアネットワーク装置は、消失した暗号化ＩＰセッションの再確立を指示する信号をＩＰ網の上位ノードから受信する再確立指示信号受信部と、消失した前記暗号化ＩＰセッションの相手先の端末機器に前記上位ノードのアドレスを通知するとともに、前記端末機器から前記上位ノードに対する暗号化ＩＰセッションの再確立を指示する信号を送信する再確立指示信号送信部とを有することを特徴とする。このような構成によれば、通信回線数の単複によらず端末機器の使用者の通信機会（特に着信機会）の損失を防止し、安心且つ安全な通信を実現できる。

また、ＩＰセッションの暗号化には、ＩＰｓｅｃが用いられ得る。このような構成によれば、損失したＩＰｓｅｃを早期に再確立して、端末機器の使用者の通信機会の損失を防止し、安心且つ安全な通信を実現できる。
また、前記再確立指示信号受信部は、ＰＣＲＦ（Ｐｏｌｉｃｙ ａｎｄ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｒｕｌｅｓ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）であり、前記再確立指示信号送信部は、ＭＭＥであり得る。このような構成によれば、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）方式の無線通信システムにおいて、端末機器の使用者の通信機会の損失を防止し、安心且つ安全な通信を実現できる。
また、前記再確立指示信号送信部は、ＩＭＳレジストレーションにより前記暗号化ＩＰセッションの再確立を前記端末機器に実行させ得る。このような構成によれば、送信側からの要求に応じて着信側の端末機器に暗号化ＩＰセッションの再確立を促すことができる。

本発明の一態様による中継装置は、相手先の端末機器に送信すべき所定信号を受信する信号受信部と、前記端末機器との間の暗号化ＩＰセッションの消失を検出するＩＰセッション消失検出部と、前記ＩＰセッション消失検出部が前記暗号化ＩＰセッションの消失を検出したら、前記所定信号を保留する信号保留部と、前記ＩＰセッション消失検出部が前記暗号化ＩＰセッションの消失を検出したら、消失した前記暗号化ＩＰセッションの再確立を指示する信号を自己のアドレスとともにＩＰ網の下位ノードに送信する再確立指示信号送信部と、再確立された暗号化ＩＰセッションを介して、前記信号保留部に保留された前記所定信号を前記端末機器に送信する信号送信部とを有することを特徴とする。このような構成によれば、上位ノード側（例えば送信側）から下位ノード側（例えば着信側）に対して暗号化ＩＰセッションの再確立を促すことができるので、暗号化ＩＰセッションの消失が長期化するのを防いで端末機器の使用者の通信機会（特に着信機会）の損失を防止し、安心且つ安全な通信を実現できる。

また、本発明の一態様による通信システムは、ＰＣＳＣＦを備えたＩＭＳと、前記ＩＭＳに接続されたコアネットワーク装置とを備え、前記コアネットワーク装置は、上記本発明のコアネットワーク装置であり、前記ＰＣＳＣＦは、上記本発明の中継装置であることを特徴とする。このような構成によれば、上位ノード側（例えば送信側）から下位ノード側（例えば着信側）に対して暗号化ＩＰセッションの再確立を促すことができるので、暗号化ＩＰセッションの消失が長期化するのを防いで端末機器の使用者の通信機会（特に着信機会）の損失を防止し、安心且つ安全な通信を実現できる。

また、前記ＰＣＳＣＦは、前記上位ノードであり、前記下位ノードは、前記再確立指示信号受信部であり得る。このような構成によれば、ＬＴＥ方式の無線通信システムにおいて、端末機器の使用者の通信機会の損失を防止し、安心且つ安全な通信を実現できる。
また、本発明の一態様によるコアネットワーク装置の通信方法は、消失した暗号化ＩＰセッションの再確立を指示する信号をＩＰ網の上位ノードから受信し、消失した前記暗号化ＩＰセッションの相手先の端末機器に前記上位ノードのアドレスを通知するとともに、前記端末機器から前記上位ノードに対する暗号化ＩＰセッションの再確立を指示する信号を送信することを特徴とする。このような構成によれば、端末機器の使用者の通信機会（特に着信機会）の損失を防止し、安心且つ安全な通信を実現できる。

さらに、本発明の一態様によるコアネットワーク装置の通信用プログラムは、コンピュータを、消失した暗号化ＩＰセッションの再確立を指示する信号をＩＰ網の上位ノードから受信する再確立指示信号受信部、及び、消失した前記暗号化ＩＰセッションの相手先の端末機器に前記上位ノードのアドレスを通知するとともに、前記端末機器から前記上位ノードに対する暗号化ＩＰセッションの再確立を指示する信号を送信する再確立指示信号送信部として機能させることを特徴とする。このような構成によれば、端末機器の使用者の通信機会（特に着信機会）の損失を防止し、安心且つ安全な通信を実現できる。

本発明によれば、通信回線数の単複によらず通信機会の損失を防止することができる。

本発明の一実施の形態による通信システム１の概略構成を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態による中継装置としてのＰＣＳＣＦ５ｂの概略構成を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態によるＥＰＣネットワーク装置３、ＰＣＳＣＦ５ｂ及び通信システム１の通信方法を説明するためのシーケンス図である。 従来の通信システムの通信方法を説明するためのシーケンス図である。

（通信システム１、ＥＰＣネットワーク装置３及び中継装置の概略構成）
本発明の一実施の形態によるコアネットワーク装置、中継装置及びそれらを備えた通信システム並びにコアネットワーク装置の通信方法及びコアネットワーク装置の通信用プログラムについて、図１から図４を用いて説明する。まず、本実施の形態によるコアネットワーク装置、中継装置及びそれらを備えた通信システムの概略構成について図１及び図２を用いて説明する。本実施の形態では、移動体端末機器とＩＰ網との間でデータを送受信する移動体通信システムを例にとって説明するが、本実施の形態による通信システムは、パーソナルコンピュータなどの据え置き型の端末機器とＩＰ網との間でデータを送受信するシステムにも適用できる。

図１は、本実施の形態による通信システム１及びコアネットワーク装置であるＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）ネットワーク装置３の概略構成を示している。なお、図１において、ノード間のＥＰＣ関連の制御信号のインタフェースは破線で表され、ノード間のユーザデータ（例えばＳＩＰ信号）転送のインタフェースは実線で表されている。

図１に示すように、本実施の形態による通信システム１は、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などのＩＰベースのマルチメディア通信サービスを提供するＩＭＳ（ＩＰ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）５と、ＩＰパケットを伝達するＥＰＣネットワーク装置３と、端末機器である移動体ユーザ端末機器（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ：ＵＥ）９と、ＵＥ９とＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）方式の無線通信を行うとともにＵＥ９をＥＰＣネットワーク装置３に接続する無線基地局（ｅＮｏｄｅＢ：ｅＮＢ）７とを有している。ＥＰＣネットワーク装置３が本実施の形態によるコアネットワーク装置に相当する。また、本実施の形態では、ＥＰＣネットワーク装置３、ＩＭＳ５及びｅＮＢ７によりＩＰ網が構成されている。

ＩＭＳ５には、ＳＣＳＣＦ（Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｃａｌｌ／Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）５ａと、ＰＣＳＣＦ（Ｐｒｏｘｙ Ｃａｌｌ／Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）５ｂと、不図示のアプリケーションサーバとが設けられている。ＳＣＳＣＦ５ａ及びＰＣＳＣＦ５ｂは、物理的に別の装置として実現されていてもよいし、ＩＭＳ５の一機能としてそれぞれ実現されていてもよい。ＩＭＳ５のＳＣＳＣＦ５ａ及びアプリケーションサーバには、不図示の加入者管理サーバが接続されている。
ＳＣＳＣＦ５ａは、ユーザ情報を保持している加入者管理サーバからＵＥ９に関するユーザ情報を取得して保持したり、セッション制御等を行ったりする機能を有するＳＩＰサーバである。ＳＣＳＣＦ５ａは、ログインしているＵＥ９のプライベートユーザＩＤとパブリックユーザＩＤとの結びつきを管理している。

ＰＣＳＣＦ５ｂは、ＳＣＳＣＦ５ａに接続され、ＳＣＳＣＦ５ａとの間でＳＩＰ信号の送受信が可能になっている。ＰＣＳＣＦ５ｂはＵＥ９の登録時に割り当てられる。また、ＰＣＳＣＦ５ｂは、ＵＥ９を認証後、認証したＵＥ９との間で確立された暗号化ＩＰセッションを介してＩＰパケットを送受信したり、ＳＩＰメッセージを効率よく転送するためにデータを圧縮したりする機能を有している。本実施の形態では、ＩＰセッションの暗号化には例えばＩＰｓｅｃが用いられている。また、ＰＣＳＣＦ５ｂは、ＥＰＣネットワーク装置３に対して上位ノードに相当する。

（中継装置としてのＰＣＳＣＦ５ｂの概略構成）
図２は、本実施の形態による中継装置の一例であるＰＣＳＣＦ５ｂの概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、本実施の形態による中継装置としてのＰＣＳＣＦ５ｂは、制御部１５ａと、信号受信部１５ｂと、ＩＰセッション消失検出部１５ｃと、信号保留部１５ｄと、再確立指示信号送信部１５ｅと、信号送信部１５ｆと、ユーザ情報記憶部１５ｇと、これらが接続されたバスライン１５ｈとを有している。制御部１５ａ、信号受信部１５ｂ、ＩＰセッション消失検出部１５ｃ、信号保留部１５ｄ、再確立指示信号送信部１５ｅ、信号送信部１５ｆ及びユーザ情報記憶部１５ｇは、物理的な装置として実現されていてもよいし、あるいは、ＰＣＳＣＦ５ｂの発揮する一機能としてそれぞれ実現されていてもよい。制御部１５ａは、ＰＣＳＣＦ５ｂを統括的に制御するようになっている。ユーザ情報記憶部１５ｇには、ＰＣＳＣＦ５ｂとＵＥ９との間で暗号化ＩＰセッションが確立して制御信号用ベアラ１１が確立すると、ＩＰｓｅｃの情報を含む、ＵＥ９のプロファイルが記憶されるようになっている。制御信号用ベアラ１１は、ＳＩＰ信号が送受信されるパケット伝達経路である。

信号受信部１５ｂは、相手先の端末機器であるＵＥ９に送信すべき所定信号（例えば、ＳＩＰ信号）をＳＣＳＣＦ５ａから受信するとともに、当該所定信号をバスライン１５ｈを介して制御部１５ａに送信するようになっている。ＩＰセッション消失検出部１５ｃは、ＵＥ９との間の暗号化ＩＰセッションの消失を検出するようになっている。例えばＩＰセッション消失検出部１５ｃは、制御部１５ａから送信された当該所定信号に含まれるユーザ情報のプロファイルがユーザ情報記憶部１５ｇに記憶されているか否かを判定し、当該プロファイルがユーザ情報記憶部１５ｇに記憶されている場合には、暗号化ＩＰセッションが消失していないと判定し、当該プロファイルが記憶されていない場合には、暗号化ＩＰセッションが消失していると判定してその判定結果をバスライン１５ｈを介して制御部１５ａに送信する。

信号保留部１５ｄは、ＩＰセッション消失検出部１５ｃが暗号化ＩＰセッションの消失を検出したら、当該所定信号を保留するようになっている。例えば信号保留部１５ｄは、バスライン１５ｈを介して制御部１５ａから送信された保留指示信号に基づいて、当該保留指示信号とともに送信された当該所定信号を保留するようになっている。信号保留部１５ｄやユーザ情報記憶部１５ｇは、例えばＲＡＭで構成されている。再確立指示信号送信部１５ｅは、ＩＰセッション消失検出部１５ｃが暗号化ＩＰセッションの消失を検出したら、消失した暗号化ＩＰセッションの再確立を指示する信号（以下、「再確立指示信号」と称する場合がある）を自己（ＰＣＳＣＦ５ｂ）のアドレスとともにＩＰ網の下位ノードであるＰＣＲＦ３ａ（詳細は後述）に送信するようになっている。例えば再確立指示信号送信部１５ｅは、バスライン１５ｈを介して制御部１５ａから送信される指示信号に基づいて、再確立指示信号をＰＣＲＦ３ａに送信する。信号送信部１５ｆは、再確立された暗号化ＩＰセッションを介して、信号保留部１５ｄに保留された当該所定信号をＵＥ９に送信するようになっている。信号送信部１５ｆは、暗号化ＩＰセッションの再確立後にバスライン１５ｈを介して制御部１５ａから送信された指示信号に基づいて、当該指示信号とともに送信された当該所定信号をＰＧＷ３ｂ（詳細は後述）に出力するようになっている。当該所定信号は、ＰＧＷ３ｂ、ＳＧＷ３ｃ（詳細は後述）及びｅＮＢ７を介してＵＥ９に送信される。

（ＥＰＣネットワーク装置３の概略構成）
図１に戻って、ＥＰＣネットワーク装置３は、ＩＭＳ５及びｅＮＢ７にそれぞれ接続され、ＩＭＳ５とｅＮＢ７との間を接続するようになっている。ＥＰＣネットワーク装置３には、ＰＣＲＦ（Ｐｏｌｉｃｙ ａｎｄ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｒｕｌｅｓ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）３ａと、ＰＧＷ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＰＤＮ）−Ｇａｔｅｗａｙ）３ｂと、ＳＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ−Ｇａｔｅｗａｙ）３ｃと、ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）３ｄとが設けられている。ＰＣＲＦ３ａ、ＰＧＷ３ｂ、ＳＧＷ３ｃ及びＭＭＥ３ｄは、物理的に別の装置としてそれぞれ実現されていてもよいし、ＥＰＣネットワーク装置３が発揮する一機能としてそれぞれ実現されていてもよい。

ＰＣＲＦ３ａは、ＩＭＳ５に設けられたＰＣＳＣＦ５ｂに接続され、ＰＣＳＣＦ５ｂとの間で、再確立指示信号などの所定の制御信号の送受信が可能になっている。ＰＣＲＦ３ａは、ＰＧＷ３ｂ及びＳＧＷ３ｃでの伝達品質制御を行うためのＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）や課金方法などのＩＰパケット伝達ポリシーを決定する。また、ＰＣＲＦ３ａは、消失した暗号化ＩＰセッションの再確立を指示する信号をＩＰ網の上位ノードであるＰＣＳＣＦ５ｂの再確立指示信号送信部１５ｅ（図２参照）から受信する再確立指示信号受信部として機能する。当該再確立指示信号受信部は、ＰＣＳＣＦ５ｂに対してＩＰ網の下位ノードに相当する。

ＰＧＷ３ｂは、ＰＣＲＦ３ａに接続され、ＰＣＲＦ３ａとの間で所定の制御信号の送受信が可能になっている。ＰＧＷ３ｂは、ＩＭＳ５などのＰＤＮとの接続点であり、ＩＰアドレスの割り当てなどを行うとともに、ＰＤＮからＵＥ９への全てのユーザデータパケットを受けるゲートウェイ装置である。ＳＧＷ３ｃは、ＰＣＲＦ３ａ、ＰＧＷ３ｂ及びＭＭＥ３ｄに接続され、これらのノードとの間で、再確立指示信号などの所定の制御信号の送受信が可能になっている。ＳＧＷ３ｃは、ＭＭＥ３ｄの指令に基づいてユーザデータパケットの伝達制御を行うゲートウェイ装置である。ＳＧＷ３ｃは、ＰＧＷ３ｂ又はｅＮＢ７から転送されるユーザデータパケットをｅＮＢ７又はＰＧＷ３ｂに中継するようになっている。

ＭＭＥ３ｄは、ｅＮＢ７に接続され、ｅＮＢ７との間で所定の制御信号の送受信が可能になっている。ＭＭＥ３ｄは、ＵＥ９の移動管理、加入者管理サーバから通知される認証情報に基づくＵＥ９の認証（セキュリティ制御）及びＳＧＷ３ｃとｅＮＢ７との間におけるユーザデータの転送経路となる暗号化ＩＰセッションの設定処理などを行う。ＭＭＥ３ｄは、消失した暗号化ＩＰセッションの相手先の端末機器であるＵＥ９から上位ノードであるＰＣＳＣＦ５ｂに対して再確立された暗号化ＩＰセッションを介してＰＣＳＣＦ５ｂから送信すべき所定信号がＵＥ９に送信されるように、ＵＥ９にＰＣＳＣＦ５ｂのアドレスを通知するとともに、ＵＥ９からＰＣＳＣＦ５ｂに対する暗号化ＩＰセッションの再確立を指示する信号を送信する再確立指示信号送信部として機能するようになっている。

より具体的には、ＭＭＥ３ｄは、ＰＣＲＦ３ａの受信した再確立指示信号がＳＧＷ３ｃを介して入力されると、ＰＣＳＣＦ５ｂから暗号化ＩＰセッションの再確立要求があったと判断し、ＰＣＳＣＦ５ｂのアドレスをＵＥ９に出力する（払い出す）必要のあることを認識する。ＭＭＥ３ｄは、ＵＥ９に出力するための当該アドレスを加入者管理サーバから取得する。ＭＭＥ３ｄは、取得した当該アドレスの情報を含み、ＰＣＳＣＦ５ｂとの間の暗号化ＩＰセッションの再確立を指示する信号をｅＮＢ７を介してＵＥ９に送信する。詳細は後述するが、当該信号を受信したＵＥ９は、ＰＣＳＣＦ５ｂとの間で暗号化ＩＰセッションを再度確立して制御信号用ベアラ１１を再確立するために、例えばＩＭＳレジストレーションを実行するようになっている。ＵＥ９がＩＭＳレジストレーションを実行することにより、消失した暗号化ＩＰセッションの相手先のＵＥ９からＰＣＳＣＦ５ｂに対して暗号化ＩＰセッションが再度確立される。ＵＥ９とＰＣＳＣＦ５ｂとは、消失した暗号化ＩＰセッションを復旧することによって再確立された制御信号用ベアラ１１によって接続し直される。これにより、ＰＣＳＣＦ５ｂから送信すべき所定信号は、再度確立した制御信号用ベアラ１１を介してＵＥ９に送信される。

ＥＰＣネットワーク装置３は、例えば着信要求があり、かつ暗号化ＩＰセッションの消失した上位ノードのアドレスを端末機器に通知するとともに、当該上位ノードに対する暗号化ＩＰセッションの再確立の実行をＵＥ９に指示するようになっている。このように、ＥＰＣネットワーク装置３は、端末機器に対して着信要求のあった上位ノードとの間で暗号化ＩＰセッションを再確立させることにより、当該端末機器と、着信要求した例えば送信側の端末機器（不図示）との間で通信を実行することができる。これにより、ＥＰＣネットワーク装置３は、ＵＥ９や当該送信側の端末機器の使用者の通信機会の損失を防止することができる。

（ＥＰＣネットワーク装置３の通信方法）
次に、本実施の形態によるＥＰＣネットワーク装置３の通信方法について図１及び図２を参照しつつ図３及び図４を用いて説明する。まず、本実施の形態によるＥＰＣネットワーク装置３の通信方法を説明する前に、従来の通信システムの通信方法について図４を用いて説明する。図４は、従来の通信システムの通信方法を説明するシーケンス図である。図４では、従来の通信システムに設けられたＵＥ９、ＰＣＳＣＦ５５ｂ及びＳＣＳＣＦ５ａのみが図示されている。ＵＥ９及びＳＣＳＣＦ５ａは、通信システム１に設けられたＵＥ９及びＳＣＳＣＦ５ａと同様の構成を有し、同様の機能を発揮するようになっている。ＰＣＳＣＦ５５ｂは、ＩＰセッション消失検出部１５ｃ、信号保留部１５ｄ及び再確立指示信号送信部１５ｅが設けられておらず、これらの機能を発揮しない点を除いて、通信システム１に設けられたＰＣＳＣＦ５ｂと同様の構成を有し、かつ同様の機能を発揮するようになっている。

図４に示すように、ＵＥ９が例えばＩＭＳレジストレーション手順を実行することにより、ＵＥ９とＰＣＳＣＦ５５ｂとの間で例えばＩＰｓｅｃを用いた暗号化ＩＰセッションが確立し制御信号用ベアラ１１が確立する（ステップＳ１０１）。その後、例えばＰＣＳＣＦ５５ｂに異常が発生すると（ステップＳ１０２）、ＰＣＳＣＦ５５ｂに記憶されていたＵＥ９のプロファイルが消失される。その後、ＳＣＳＣＦ５ａからＰＣＳＣＦ５５ｂに対し、ＵＥ９に着信要求するためのＳＩＰ＿ＩＮＶＩＴＥ信号などの着信信号が送信される（ステップＳ１０３）。ＵＥ９のプロファイルの消失時にＩＰｓｅｃの情報も消去されているので、ＵＥ９とＰＣＳＣＦ５５ｂとの間の暗号化ＩＰセッションは損失している。なお、図４及び後述する図３では、暗号化ＩＰセッションが確立していることは制御信号用ベアラ１１を実線で表すことにより示され、暗号化ＩＰセッションが消失していることは制御信号用ベアラ１１を破線で表すことにより示されている。ＩＰｓｅｃが損失しているので、ＰＣＳＣＦ５５ｂが受信した当該着信信号をＵＥ９に送信することを試みても信号送信に失敗してしまう（ステップＳ１０４）。暗号化ＩＰセッションを確立するためには、ＵＥ９がＩＭＳレジストレーション手順を実施する必要がある。このため、従来の通信システムでは、ＵＥ９が暗号化ＩＰセッションの消失を認識してＩＭＳレジストレーションを実行しない限り当該着信信号はＵＥ９に送信されず、当該着信信号の発信元及びＵＥ９の使用者の通信機会が失われてしまう。また、ＵＥ９が発信動作を長期間行わないと、通信機会の損失は長期化してしまう。

次に、本実施の形態によるＥＰＣネットワーク装置３の通信方法について、中継装置としてのＰＣＳＣＦ５ｂの通信方法とともに説明する。図３は、本実施の形態による通信システム１、ＥＰＣネットワーク装置３及びＰＣＳＣＦ５ｂの通信方法を説明するためのシーケンス図である。図４では、通信システム１に設けられたＵＥ９、ＭＭＥ３ｄ、ＰＣＲＦ３ａ、ＰＣＳＣＦ５ｂ及びＳＣＳＣＦ５ａのみが図示されている。

図３に示すように、ＵＥ９が例えばＩＭＳレジストレーション手順を実行することにより、ＵＥ９とＰＣＳＣＦ５ｂとの間で例えばＩＰｓｅｃを用いた暗号化ＩＰセッションが確立して制御信号用ベアラ１１が確立する（ステップＳ１）。その後、例えばＰＣＳＣＦ５ｂに異常が発生すると（ステップＳ２）、ＰＣＳＣＦ５ｂのユーザ情報記憶部１５ｇに記憶されていたＵＥ９のプロファイルが消失してしまう。ＵＥ９のプロファイルは、ＰＣＳＣＦ５ｂのリセット動作が実行されたり、ＵＥ９において異常が発生したりした場合にもユーザ情報記憶部１５ｇから消失し得る。その後、ＳＣＳＣＦ５ａからＰＣＳＣＦ５ｂに対し、ＵＥ９に着信要求するためのＳＩＰ信号（例えばＳＩＰ＿ＩＮＶＩＴＥ信号）などの着信信号（所定信号）が送信される（ステップＳ３）。

信号受信部１５ｂがＵＥ９に送信すべき当該着信信号を受信すると、ＩＰセッション消失検出部１５ｃはＵＥ９との間の暗号化ＩＰセッションが消失しているか否かを検出する。本例では、ＵＥ９のプロファイルの消失時にＩＰｓｅｃの情報も消去されて暗号化ＩＰセッションが消失しているため、ＩＰセッション消失検出部１５ｃは暗号化ＩＰセッションが消失していると認識する（ステップＳ４）。ＩＰセッション消失検出部１５ｃが暗号化ＩＰセッションの消失を検出したら、信号保留部１５ｄは当該着信信号を保留する（ステップＳ４）。また、ＩＰセッション消失検出部１５ｃが暗号化ＩＰセッションの消失を検出したら、再確立指示信号送信部１５ｅは、消失した暗号化ＩＰセッションの再確立を指示する信号（例えばＤｉａ＿ＳＴＲ信号）をＰＣＳＣＦ５ｂのアドレスとともにＩＰ網の下位ノードであるＰＣＲＦ３ａに送信する（ステップＳ５）。ＰＣＳＣＦ５ｂは再確立指示信号送信部１５ｅから再確立指示信号をＰＣＲＦ３ａに送信することによりユーザ情報（本例では、ＵＥ９のユーザ情報）のプロファイルの再取得（リストア）を起動する。

ＥＰＣネットワーク装置３に設けられたＰＣＲＦ３ａは、消失した暗号化ＩＰセッションの再確立を指示する再確立指示信号をＩＰ網の上位ノードであるＰＣＳＣＦ５ｂから受信すると、当該再確立指示信号と、当該再確立指示信号ともに送信されたＰＣＳＣＦ５ｂのアドレスとをＳＧＷ３ｃを介してＭＭＥ３ｄに出力する。
当該再確立指示信号及びＰＣＳＣＦ５ｂのアドレスが入力したＭＭＥ３ｄは、当該アドレスをｅＮＢ７を介してＵＥ９に送信する（払い出す）ことを認識する（ステップＳ６）。ＭＭＥ３ｄは、ＰＣＳＣＦ５ｂのアドレスをＵＥ９に通知するとともに、当該ＵＥ９からＰＣＳＣＦ５ｂに対する暗号化ＩＰセッションの再確立を指示する信号を送信し、ＩＭＳレジストレーションをＵＥ９に促す（ステップＳ７）。このように、ＭＭＥ３ｄは、消失した暗号化ＩＰセッションの相手先のＵＥ９から当該アドレスのＰＣＳＣＦ５ｂに対して再確立された暗号化ＩＰセッションを介して、当該ＰＣＳＣＦ５ｂの信号保留部１５ｄに保留された着信信号（所定信号）を当該ＵＥ９に送信できるようにＵＥ９にＩＭＳレジストレーションを促す。

暗号化ＩＰセッションの再確立指示信号とＰＣＳＣＦ５ｂのアドレスを受信したＵＥ９は、当該アドレスのＰＣＳＣＦ５ｂに対してＩＭＳレジストレーション手順を実施する（ステップＳ８）。ＩＭＳレジストレーション手順が完了すると、ＵＥ９とＰＣＳＣＦ５ｂとの間にＩＰｓｅｃを用いた暗号化ＩＰセッションが再度確立されて制御信号用ベアラ１１が確立する（ステップＳ９）。

ＩＭＳレジストレーションが完了したことをＰＣＳＣＦ３ｂが認識すると（ステップＳ１０）、ＰＣＳＣＦ３ｂは、再確立された暗号化ＩＰセッションを介して信号保留部１５ｄに保留された着信信号を信号送信部１５ｆからＵＥ９に送信する（ステップＳ１１）。ステップＳ３からステップＳ１０までの動作に要する時間は数秒程度である。このため、本実施の形態によるＥＰＣネットワーク装置３は、暗号化ＩＰセッションが消失しているＰＣＳＣＦ３ｂに対する着信要求があった時点から数秒後にはＵＥ９に当該着信信号を送信することができる。これにより、ＥＰＣネットワーク装置３は、ＵＥ９の使用者や着信要求側（すなわち送信側）の端末機器などの使用者の通信機会の損失を防止できる。また、本実施の形態では、ＵＥ９とＰＣＳＣＦ５ｂとの間の通信が切断した場合に迂回回線を用いるのではなく、消失した暗号化ＩＰセッションを復活、すなわち再確立させてＵＥ９とＰＣＳＣＦ５ｂとを接続するようになっている。このため、本実施の形態によれば、通信回線の単複によらず切断した通信回線を復活させ、端末機器の使用者の通信機会の損失を防止できる。

ところで、従来の通信システムでは、着信時にＩＰｓｅｃが損失している場合は、端末機器がＩＰｓｅｃの確立していないことを認識して再度ＩＰｓｅｃを確立するまで、ＩＭＳネットワークから端末機器に着信することができない。端末機器がＩＰｓｅｃの損失していることを認識するのは、Ｒｅ−ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎを実施する場合や発信する場合である。このため、従来の通信システムでは、ＩＰｓｅｃの損失している状態が長期化することもあり得る。ＩＰｓｅｃの損失が長期化している端末機器の使用者は、通信機会（特に着信機会）を長期間、損失することになる。これは、通信サービスの提供において大きな問題となる。

これに対し、本実施の形態による通信システム１、ＥＰＣネットワーク装置３及び中継装置としてのＰＣＳＣＦ５ｂは、着信時にＩＰｓｅｃが損失している場合、アクセス側（例えば、ＥＰＣネットワーク装置３）からＵＥ９に対してＰＣＳＣＦ ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ手順、すなわちＩＭＳレジストレーション手順を再度実施させることができる。これにより、通信システム１、ＥＰＣネットワーク装置３及び中継装置は、ＩＰｓｅｃ損失前に使っていたＰＣＳＣＦ５ｂに対するレジストレーションをＵＥ９に実行させてＩＰｓｅｃを復旧させ、着信を可能とする。本実施の形態による通信システム１、ＥＰＣネットワーク装置３及び中継装置は、暗号化ＩＰセッションが消失していたとしても、ＳＣＳＣＦ５ａに着信してから極めて短時間でＩＰｓｅｃを復旧して消失した暗号化ＩＰセッションを復活できるので、通信回線の単複によらず、例えばＰＣＳＣＦ５ｂに問題が発生したとしても端末機器の使用者の通信機会（特に着信機会）の損失を防ぎ、安心且つ安全な通信（特に音声通信）を実現できる。

本発明は、コンピュータプログラムとして具体化することができる。例えば、ＥＰＣネットワーク装置３及びＩＭＳ５（特に、ＰＣＳＣＦ５ｂ）の各部の機能を通信用プログラムとして実現することもできる。したがって、本発明の一部または全ては、ハードウェアまたはソフトウェア（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード、ステートマシン、ゲートアレイ等を含む）に組み入れることができる。さらに、本発明は、コンピュータによって使用可能な、またはコンピュータ可読の記憶媒体上のコンピュータプログラム製品の形態をとることができ、この媒体には、コンピュータによって使用可能な、またはコンピュータ可読のプログラムコードが組み入れられる。本明細書のコンテキストでは、コンピュータによって使用可能な、またはコンピュータ可読の媒体は、命令実行システム、装置若しくはデバイスによって、またはそれらとともに使用されるプログラムを、収録する、記憶する、通信する、伝搬する、または搬送することのできる、任意の媒体とすることができる。

本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、通信システム、コアネットワーク装置及び中継装置は、ＰＣＳＣＦに異常が発生した場合やリセット動作を実行した場合には、所定信号を受信しなくても暗号化ＩＰセッションの再確立を実行するようになっていてもよい。これにより、当該通信システム等は、操作端末のＩＰ網に対するアタッチからデタッチまでの期間において暗号化ＩＰセッションの消失期間を短くできるので、端末機器の使用者の通信機会（特に着信機会）の損失を防ぎ、安心且つ安全な通信（特に音声通信）を実現できる。

また、例えば、ＩＭＳには複数のＰＣＳＣＦが設けられており、暗号化ＩＰセッションが消失しているとともに、一部の機能が復旧していない一のＰＣＳＣＦが所定信号を受信した場合には、当該一のＰＣＳＣＦは、他のＰＣＳＣＦに当該所定信号を送信し、当該他のＰＣＳＣＦが上記実施の形態におけるＰＣＳＣＦ５ｂと同様の動作を実行してもよい。これにより、通信システム、コアネットワーク装置及び中継装置は、端末機器の使用者の通信機会（特に着信機会）の損失をより一層防止できる。

また、例えば、ＩＭＳに複数のＰＣＳＣＦが設けられており、当該複数のＰＣＳＣＦのうちの一部又は全部がリセットを実行した場合には、所定信号を受信しなくても、リセット動作を実行したＰＣＳＣＦの一部又は全部が同時に暗号化ＩＰセッションの再確立を実行するようになっていてもよい。同時に再確立を実行するＰＣＳＣＦの上限数は、通信システムが輻輳しないように予め定められていてもよい。

また、上記実施の形態では、コアネットワーク装置としてＥＰＣネットワーク装置３を例にとって説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、コアネットワーク装置として、第３世代移動通信システムにおいて用いられるｘＧＳＮ（ｓｅｒｖｉｎｇ／ｇａｔｅｗａｙ Ｇｅｎｅｒａｌ ｐａｃｋｅｔ ｒａｄｉｏ ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）にも適用することができる。この場合、ｘＧＳＮに設けられたＧＧＳＮ（Ｇａｔｅｗａｙ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）がＥＰＣネットワーク装置３のＰＧＷ３ｂに相当し、ＳＧＳＮ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）がＳＧＷ３ｃ又はＭＭＥ３ｄに相当し、ＰＣＲＦがＰＣＲＦ３ａに相当する。

本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。

１ 通信システム
３ ＥＰＣネットワーク装置
３ａ ＰＣＲＦ
３ｂ ＰＧＷ
３ｃ ＳＧＷ
３ｄ ＭＭＥ
５ ＩＭＳ
５ａ ＳＣＳＣＦ
５ｂ、５５ｂ ＰＣＳＣＦ
７ ｅＮＢ
９ ＵＥ
１１ 制御信号用ベアラ
１５ａ 制御部
１５ｂ 信号受信部
１５ｃ セッション損失検出部
１５ｄ 信号保留部
１５ｅ 再確立指示信号送信部
１５ｆ 信号送信部
１５ｇ ユーザ情報記憶部
１５ｈ バスライン

Claims (9)

1. 消失した暗号化ＩＰセッションの再確立を指示する信号をＩＰ網の上位ノードから受信する再確立指示信号受信部と、
   消失した前記暗号化ＩＰセッションの相手先の端末機器に前記上位ノードのアドレスを通知するとともに、前記端末機器から前記上位ノードに対する暗号化ＩＰセッションの再確立を指示する信号を送信する再確立指示信号送信部と
   を有することを特徴とするコアネットワーク装置。
2. ＩＰセッションの暗号化には、ＩＰｓｅｃが用いられていること
   を特徴とする請求項１記載のコアネットワーク装置。
3. 前記再確立指示信号受信部は、ＰＣＲＦであり、
   前記再確立指示信号送信部は、ＭＭＥであること
   を特徴とする請求項１又は２に記載のコアネットワーク装置。
4. 前記再確立指示信号送信部は、ＩＭＳレジストレーションにより前記暗号化ＩＰセッションの再確立を前記端末機器に実行させること
   を特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載のコアネットワーク装置。
5. 相手先の端末機器に送信すべき所定信号を受信する信号受信部と、
   前記端末機器との間の暗号化ＩＰセッションの消失を検出するＩＰセッション消失検出部と、
   前記ＩＰセッション消失検出部が前記暗号化ＩＰセッションの消失を検出したら、前記所定信号を保留する信号保留部と、
   前記ＩＰセッション消失検出部が前記暗号化ＩＰセッションの消失を検出したら、消失した前記暗号化ＩＰセッションの再確立を指示する信号を自己のアドレスとともにＩＰ網の下位ノードに送信する再確立指示信号送信部と、
   再確立された暗号化ＩＰセッションを介して、前記信号保留部に保留された前記所定信号を前記端末機器に送信する信号送信部と
   を有することを特徴とする中継装置。
6. ＰＣＳＣＦを備えたＩＭＳと、前記ＩＭＳに接続されたコアネットワーク装置とを備えた通信システムであって、
   前記コアネットワーク装置は、請求項１から４までのいずれか一項に記載のコアネットワーク装置であり、
   前記ＰＣＳＣＦは、請求項５記載の中継装置であること
   を特徴とする通信システム。
7. 前記ＰＣＳＣＦは、前記上位ノードであり、
   前記下位ノードは、前記再確立指示信号受信部であること
   を特徴とする請求項６記載の通信システム。
8. 消失した暗号化ＩＰセッションの再確立を指示する信号をＩＰ網の上位ノードから受信し、
   消失した前記暗号化ＩＰセッションの相手先の端末機器に前記上位ノードのアドレスを通知するとともに、前記端末機器から前記上位ノードに対する暗号化ＩＰセッションの再確立を指示する信号を送信すること
   を特徴とするコアネットワーク装置の通信方法。
9. コンピュータを、
   消失した暗号化ＩＰセッションの再確立を指示する信号をＩＰ網の上位ノードから受信する再確立指示信号受信部、及び、
   消失した前記暗号化ＩＰセッションの相手先の端末機器に前記上位ノードのアドレスを通知するとともに、前記端末機器から前記上位ノードに対する暗号化ＩＰセッションの再確立を指示する信号を送信する再確立指示信号送信部として機能させること
   を特徴とするコアネットワーク装置の通信用プログラム。

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