JP5438209B2 - ルート最適化エージェントを使用した通信ノード間のデータパスのルート最適化 - Google Patents

Description

本発明は、第２の通信ノードのネットワーク内でルート最適化エージェントを介して最適なデータルートを確立する２つの通信ノード間のデータパスを最適化する方法に関する。さらに、本発明は、本発明に関与するモバイルノード、ルート最適化エージェント、及びゲートウェイに関する。

通信システムはインターネットプロトコル（ＩＰ）ベースのネットワークの方にますます進化している。これらは通常、音声及びデータがばらばらに、いわゆるパケットで１つの端末から別の端末に送信される多くの相互接続ネットワークから構成される。ＩＰパケットは、ルータによってコネクションレス方式で宛先にルーティングされる。したがって、パケットはＩＰヘッダとペイロード情報とによって構成され、ヘッダは特に送信元及び宛先のＩＰアドレスから構成されている。

スケーラビリティの理由から、ＩＰネットワークは階層アドレス指定方式を採用している。したがって、ＩＰアドレスは対応する端末を特定するだけではなく、それに加えてこの端末に関する位置情報も含んでいる。ルーティングプロトコルにより提供される追加情報により、ネットワーク内のルータは特定の宛先に向けた次のルータを特定することができる。

トンネリングはデータパケットを別のデータパケットのペイロードとして送信するために、すなわち、同じ特定のＯＳＩ層の別のプロトコルでカプセル化されたデータパケットを伝送するために利用されるメカニズムである。カプセル化するデバイスと非カプセル化するデバイスとの間にトンネルと呼ばれる論理構成体が確立され、このプロセス自体がトンネリングと呼ばれている。異なるネットワークプロトコルを支援するネットワークを介してデータパケットを送信するためにトンネリングを利用してもよく、例えば、ＩＰｖ４ネットワークを介して伝送するためには、ＩＰｖ６パケットをＩＰｖ４パケット内にカプセル化する必要がある。トンネリングは、安全ではないと見なされるネットワークを介しての安全な伝送を提供するために利用されてよい。例えば、認証されたエンティティ間でデータを両方のエンティティを接続する下層のネットワークに対して透明な形（transparently）でトンネリングするために、ＩＰセキュリティプロトコル（ＩＰｓｅｃ）を使用することができる。

通常、端末の電源をオンにすると、それはアクセスネットワークのＩＰアドレスプレフィックスに基づくＩＰアドレスを構成する。端末がモバイル（いわゆるモバイルノード、ＭＮ）であり、ＩＰプレフィックスアドレスが異なるサブネット間を移動する場合は、階層ＩＰアドレス指定方式であるため、そのＩＰアドレスをトポロジー的に正しいアドレス（topological correct address）に変更しなければならない。しかし、ＴＣＰ接続などのトランスポート層接続は通信ノードのＩＰアドレス（及びポート）にバインドされているので、ノードの１つが例えば移動によりＩＰアドレスを変更されると、アクティブなＩＰセッションへの接続が切断される。このような問題に対処する可能なプロトコルの１つがＭＩＰｖ６プロトコルである。

●モバイルＩＰｖ６（ＭＩＰｖ６）
ＭＩＰｖ６とも言われるモバイルＩＰｖ６（参照により本明細書に組み込むものとするＤ．Ｊｏｈｎｓｏｎ、Ｃ．Ｐｅｒｋｉｎｓ，Ｊ．Ａｒｋｋｏ著「ＩＰｖ６でのモビリティサポート」ＩＥＴＦ ＲＦＣ３７７５、２００４年６月、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇにて利用可能であり、参照により本明細書に組み込まれる）は、高位層及びアプリケーションに対しての透過的（transparent）な方法、すなわち高位層の接続を遮断せずに、モバイルノードがサブネット間を移動できるようにするＩＰベースのモビリティプロトコルである。すなわち、モバイルノードはＩＰｖ６インターネットネットワーク間を移動中に到達可能状態を保つ。ＭＩＰｖ６の基本原理は、モバイルノードがインターネット内のトポロジー的な位置（topological location）に関わりなく、常にそのホームアドレス（ＨｏＡ）によって特定され、一方、モバイルノードの気付アドレス（ＣｏＡ）がモバイルノードの現在のトポロジー的な位置（current topological location）に関する情報を提供する。ＭＩＰｖ６プロトコルは通常、非３ＧＧＰネットワーク内で使用される。

より詳細には、モバイルノードは、構成された２つのＩＰアドレス、すなわち気付アドレス及びホームアドレスを有している。モバイルノードの高位層は、以下では、通信相手ノード（ＣＮ）と呼ばれる通信相手（宛先端末）と通信するためにホームアドレスを使用する。このアドレスは変らず、モバイルノードを特定する目的をもつ。これはトポロジー的にはモバイルノードのホームネットワーク（ＨＮ）に属する。これに対して、気付アドレスは、サブネット変更（subnet change）を引き起こすすべての移動で変化し、かつ、ルーティングインフラストラクチャ（routing infrastructure）用のロケータとして使用される。トポロジー的には、これはモバイルノードが目下、在圏（visit）しているネットワークに属する。ホームリンク上に位置するホームエージェント（ＨＡ）セットのうちの１つは、モバイルノードのホームアドレスへのモバイルノードの気付アドレスのマッピングを保持し、モバイルノード用の入トラフィック(incoming traffic)をその現在の位置にリダイレクト(redirect)する。単一のホームエージェントではなくホームエージェントのセットを配備する理由は、冗長性及び負荷分散のためである。

モバイルＩＰｖ６は現在、双方向トンネリング（図１）とルート最適化（図２）の２つの動作モードを定義している。双方向トンネリングを利用して、通信相手ノード１０１によって送信され、モバイルノード１０２のホームアドレスにアドレス指定されたデータパケットは、ホームネットワーク１１０内のホームエージェント１１１によって傍受され、外部ネットワーク１２０にアンカされているモバイルノード１０２の気付アドレスにトンネリングされる。モバイルノード１０２によって送信されたデータパケットは、ホームエージェント１１１に逆トンネリングされ、これがパケットを非カプセル化し、これらを通信相手ノード１０１に送信する。逆トンネリングとは、モバイルノードを始端とし、ホームエージェントで終端する（「通常」トンネリングを補完する）補足的な逆トンネルを介してパケットが送信されることを意味する。

ＭＩＰｖ６でのこの動作では、モバイルノード１０２の気付アドレスはホームエージェント１１１のみに通知される。したがって、モバイルノードはホームエージェントにバインディング更新（ＢＵ）メッセージを送信する。これらのメッセージはＩＰｓｅｃセキュリティアソシエーションを経て送信され、そして、認証され、かつ、完全性が保護されている。

欠点は、モバイルノードがホームネットワークと遠距離にあり、通信相手ノードがモバイルノードに近い場合は通信経路が不要に長く、その結果、ルーティングが非効率になり、パケット遅延が増大することである。

ＭＮがＨＡとともにＩＰｓｅｃアソシエーションを有するには、ＭＮは事前にブートストラップを実行する必要がある。ブートストラップは、少なくとも以下の情報を得るプロセスである。すなわち、ホームアドレス、ホームエージェントのアドレス、及びホームエージェントをもつセキュリティアソシエーションである。この情報は、ＭＮがホームエージェントに対してＣｏＡを登録する前に必要である。ＭＮとＨＡとの間には数秒の往復時間を要するので、このプロセスは数秒間持続してもよい。

ルート最適化モード（図２を参照）は、通信相手ノードとモバイルノードの間の直接経路を利用することにより、双方向トンネリングモードの非効率性を防ぐことができる。ＲＯは、気付アドレスに対してのホームアドレスの現在のバインディングをＣＮに登録することをＭＮに対して要求する。これに対応して、ＣＮはバインディングキャッシュエントリ（binding cache entry）を確立するので、ＭＮ１のＨＡを経て迂回せずにＣＮからのパケットをＭＮのＣｏＡに直接ルーティングすることができる。パケットをいずれかのＩＰｖ６の宛先に送信する場合、ＣＮはパケットの宛先アドレスのエントリのためにキャッシュされたバインディングをチェックする。

ルート最適化を使用する場合、モバイルノードはモビリティをサポートするためにバインディング更新メッセージを通信相手ノードに送り、それはデータパケットをモバイルノードに直接送ることができる。（モバイルノードのホームアドレスに宛てたパケットを直接経路でモバイルノードの気付アドレスに送るために、タイプ２のルーティングヘッダが使用される。）

通信相手ノードに送られたバインディング更新を保護するには、セキュリティアソシエーションの構成、又はモバイルノードと通信相手ノードの間に認証基盤が存在する必要はない。その代わり、正しいモバイルノードが確実にメッセージを送るようにするため、リターンルータビリティ（Return Routability）（ＲＲ）手順が用いられる。

リターンルータビリティ手順によって、通信相手ノードは、請求されている気付アドレス並びにホームアドレスに実際にアドレス指定可能であることのある程度の合理的な保証を得ることができる。この保証によってのみ、通信相手ノードは、通信相手ノードに対して、そのモバイルノードのデータトラフィックを請求されている気付アドレスに送るように指示するモバイルノードからバインディング更新を受信することができる。

これは、請求されている２つのアドレスにアドレス指定されたパケットがモバイルノードにルーティングされているか否かをテストすることによって行われる。モバイルノードは、通信相手ノードがこれらのアドレスに送るあるデータ（「キージェントークン（keygen tokens）」）を受信したことを証明できる場合のみ、テストに合格できる。暗号トークンの交換は、交換されたＨｏＴｉ／ＨｏＴ及びＣｏＴｉ／ＣｏＴメッセージに基づく。これらのデータは、モバイルノードによってバインディングマネジメントキーに組み合わさられる。通信相手ノードへのバインディング更新メッセージの完全性と認証はバインディングマネジメントキーを用いて保護される。

したがって、ＨｏＡのＣＮへの、及びＭＮのＣｏＡへのマッピングを可能にし、ＣＮがＭＮと直接通信できるようにすることにより、ＭＩＰｖ６によってＣＮとＭＮ間のルート最適化が可能になる。

モバイルノードは幾つかのホームエージェントを有してもよい、したがって、対応するＩＰｓｅｃトンネル用に各ホームエージェントの１つに、幾つかのセキュリティアソシエーションを確立してもよい。モバイルノードはホームエージェントごとに、通信に用いられる異なるホームアドレスを構成する。したがって、データパケットの送信元アドレス（source address）に応じて、データパケットが適切なＩＰｓｅｃトンネルを経て対応するホームエージェントに送信される。

モビリティ関連シグナリング（mobility-related signaling）がホスト（又はクライアント）とＨＡとの間で行われるため、モバイルＩＰはホストベース（又はクライアントベース）のモビリティマネジメントの範疇にある。したがって、これはクライアントモバイルＩＰ（ＣＭＩＰ）と呼ばれることがある。

●プロキシＭＩＰｖ６（ＰＭＩＰｖ６）
限定された地理領域でのＩＰモビリティマネジメントを対象とする別のアプローチはネットワークによって管理されており、したがってＭＮに対して透過的（transparent）である。このアプローチはネットワークベースのローカルライズしているＩＰモビリティと呼ばれている。

ネットワークベースモビリティの１つの主な特徴は、アクセスネットワークエンティティがＭＮの移動を検出し、ＭＮの現在地に関する情報を交換するように適切に構成されているので、ＭＮはモビリティプロセスに関与する必要がないことである。したがって、ワイヤレスインタフェイスを経たモビリティ関連シグナリングが避けられる。ネットワークベースのモビリティマネジメントの別の利点は、ＭＩＰｖ６のカプセル化の必要がなく、単純なＩＰノード（すなわちＭＩＰ能力がないノード）用のモビリティサポートが不要であるので、無線通信によるパケットオーバーヘッドが少ないことである。インターネット技術標準化タスクフォース（ＩＥＴＦ）機構は、モバイルＩＰプロトコルに基づくローカライズしているモビリティマネジメントのこのようなアプローチに取り組んでいる。ネットワークエンティティはＭＮのためのプロキシとして機能しているので、このプロトコルはプロキシモバイルＩＰ（ＰＭＩＰ）と呼ばれている。ＰＭＩＰｖ６と呼ばれるＩＰｖ６の変化形態や、ＰＭＩＰｖ４と呼ばれるＩＰｖ４の変化形態がある。本発明の実施形態のほとんどがネットワークベースのモビリティマネジメントのプロトコルとしてＰＭＩＰｖ６を想定しているが、本発明はＰＭＩＰｖ６に限定されない。これはＰＭＩＰｖ４などの別のネットワークベースのモビリティマネジメントにも応用できる。

限定的に、かつ、トポロジー的にローカライズされているネットワークの部分にあって、ホストの関与を必要とせずに、いずれかのＩＰｖ６に対するサポートをモビリティに提供するため、プロキシモバイルＩＰ（ＰＭＩＰ）は、アクセスリンクにアタッチ（接続）されるモバイルノードのモビリティ関連シグナリングを管理するＭＮネットワーク内のプロキシモビリティエージェントである、モバイルアクセスゲートウェイ（ＭＡＧ）と呼ばれる新規の論理エンティティを導入している。これは、リンクへのモバイルノードのアタッチメント（attachment）をトラッキングし、かつ、モバイルノードのローカルモビリティアンカをシグナリングする役割を担うエンティティである。ＭＡＧは通常は、アクセスルータ（ＡＲ）と共存し、かつ、モバイルノードにモバイルＩＰｖ６のシグナリングを行っており、例えば、ＭＮにＢＵメッセージを送ることができる。これらのＢＵメッセージにはフラグがマークされるので、プロキシＢＵ（ＰＢＵ）メッセージであることが特定できる。

ローカルモビリティアンカ（ＬＭＡ）はプロキシモバイルＩＰｖ６ドメイン内のモバイルノードのためのホームエージェントである。これは、モバイルノードのホームプレフィックス用のトポロジー的なアンカポイントであり、モバイルノードの到達可能性の状態を管理するエンティティである。ＬＭＡはモバイルＩＰｖ６の基本仕様で定義されるホームエージェントの機能的能力を有し、かつ、プロキシモバイルＩＰｖ６をサポートする必要な補足的能力を有していることを理解することは重要である。通常、１つのＬＭＡが安全なＩＰｓｅｃトンネルによって複数のＭＡＧに接続される。

ＰＭＩＰｖ６を使用する場合、ホームネットワークプレフィックスがＬＭＡによってモバイルノードに割り当てられる。次いで、モバイルノードは、このプレフィックスに基づいてＩＰアドレス、例えばホームアドレスを構成することができる。このホームアドレスはすべての通信セッションに使用され、モバイルノードが現在のＰＭＩＰドメインに留まっている間は変わらない。モバイルノードと通信する通信相手ノードは、モバイルノードのホームアドレスを宛先とするデータパケットを送信する。ホームアドレスはＬＭＡのＩＰプレフィックスを有している。したがって、データパケットはＬＭＡにルーティングされ、次いで、ＰＭＩＰトンネルを経てデータパケットをＭＡＧにトンネリングする。ＭＡＧはこれらのデータパケットを非カプセル化し、かつ、対応するルーティングエントリから、モバイルノードのホームアドレスを宛先とするデータパケットが、このホームアドレスのＩＰプレフィックスがＬＭＡに割り当てられているにもかかわらず、モバイルノードに転送されることを認知する。

●ＩＰｓｅｃプロトコル及びセキュリティアソシエーション
一般に、ＩＰｓｅｃは高位のプロトコル及びアソシエーション用のＩＰ層で、これらが安全に通信するようにセキュリティサービスを提供する。すなわち、ＩＰｓｅｃは安全ではない中間システムを経た２つの通信ノード間に安全な経路をセットアップする。この点に関して、ＩＰｓｅｃはセキュリティサービスを提供するための幾つかのコンポーネントから構成され、２つの主要なものは認証ヘッダ（ＡＨ）プロトコル及びカプセル化セキュリティペイロード（ＥＳＰ）プロトコルである。これらはＩＰデータパケットに特定のヘッダを追加することによって認証及びプライバシーを提供する。

ＩＰｓｅｃには２つの動作モードがある。一方はトランスポート動作モードであり、他方はトンネル動作モードである。トランスポートモードでは、データパケットのペイロードだけが暗号化される。ＩＰヘッダがプレーンテキストとして送られるため、これは完全なルーティングが可能である。トンネルモードでは、ＩＰパケット全体が暗号化される。次いで、それはルーティングプロセスのために、新たなＩＰパケットにカプセル化されなければならない。トンネルモードは、ネットワーク間通信のために、すなわちルータ間に安全なトンネルをセットアップするために、使用される。

ＩＰｓｅｃは、例えばモバイルノードとホームエージェントとの間で使用される。モバイルノードがＨＡをもつＩＰｓｅｃセキュリティアソシエーションを有するためには、ＭＮは事前にブートストラップを実行する必要がある。したがって、モバイルノードが外部ネットワークにアタッチされても、（例えば安全なトンネルを通って）ホームエージェントとモバイルノードとの間の暗号化及び／又は認証／認可された通信が確保されてもよい。

ＩＫＥｖ２は、相互認証を行い、かつ、ＩＰｓｅｃセキュリティアソシエーション（ＳＡ）を確立し、維持するために用いられる。ＩＫＥｖ２の基本プロトコルでは、ＩＫＥ＿ＳＡが確立される際に用いられるＩＰアドレス間に、ＩＫＥ ＳＡとトンネルモードのＩＰｓｅｃ ＳＡとが暗黙に作成される。ＩＫＥ＿ＳＡは通信相手どうしで共有鍵をネゴシエートするために用いられる。次いで、これらの共有鍵が、ＩＰｓｅｃ ＳＡのネゴシエーションに用いられる。さらに、ＩＰｓｅｃ ＳＡは通信相手、どのパケットがどのＩＰアドレスに送信されるべきであるか、及びこのパケットの送信に用いられる暗号などを定義する。次いで、これらのＩＰアドレスはトンネルモードのＩＰｓｅｃパケット用の外部（トンネルヘッダ）アドレスとして用いられる。

前記によって明らかなように、セキュリティアソシエーションに基づくＩＰｓｅｃトンネルは通常は、例えばホームエージェントのアドレスなどのエンドポイントのアドレスと、例えばＭＩＰｖ６の場合の気付アドレスなどのモバイルノードのアドレスの１つとの間に確立される。他方では、モバイルノードのホームアドレスは、セキュリティアソシエーションの識別子として、又はＩＰｓｅｃ（又はＭＩＰ）トンネルの識別子として用いられる。通常は、ホームアドレスはホームエージェントによって割り当てられ、これはホームエージェントのアドレススペースから導出される、すなわち、ホームアドレスはホームエージェント内でトポロジー的に正しいアドレスである。

●ＬＴＥ−ロングタームエボリューション
３ＧＰＰ（第三世代パートナシッププロジェクト）は「ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）」としての方が良く知られている研究項目「進化型（Evolved）ＵＴＲＡ及びＵＴＲＡＮ」に着手した。この研究においては、サービス供給の改善、及び、利用者とオペレータのコストの軽減のためにパフォーマンスの大幅な向上を達成する手段について検討を行っている。加えて、他の無線アクセス技術との相互作用を可能とする必要があるため、新しい進化型（evolved）パケットコアネットワークの必要性が高まった。

Ｅ−ＵＴＲＡＮアーキテクチャの例を図３に示す。Ｅ−ＵＴＲＡＮは進化型（evolved）ノードＢ（ｅＮＢ又はｅＮｏｄｅＢ）からなり、モバイルノードに対してＥ−ＵＴＲＡユーザプレーン（ＰＤＣＰ／ＲＬＣ／ＭＡＣ／ＰＨＹ）及びコントロールプレーン（ＲＲＣ）でのプロトコル終端を提供する。

ｅＮＢは、ユーザプレーンのヘッダ圧縮及び暗号化の機能を含む、物理（ＰＨＹ）、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）、無線リンク制御（ＲＬＣ）、及び、パケットデータ制御プロトコル（ＰＤＣＰ）の各レイヤをホストしている。ｅＮＢはまた、コントロールプレーンに対応する無線リソース制御（ＲＲＣ）機能を提供する。さらに、ｅＮＢは、無線リソースマネジメント、アドミッション制御、スケジューリング、ネゴシエートされたＵＬ−ＱｏＳ（Uplink Quality of Service：アップリンクにおけるサービス品質）の実施、セル情報の報知、ユーザ及びコントロールプレーンデータの暗号化及び復号化、ＤＬ／ＵＬ（ダウンリンク/アップリンク）ユーザプレーンパケットヘッダの圧縮と解凍を含む多くの機能を実行する。ｅＮＢはまた、Ｓ１−Ｕインタフェイスによりサービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）にそれぞれ接続される。

Ｓ−ＧＷは、ユーザデータパケットを経路設定並びに転送する一方で、ｅＮＢ間ハンドオーバ中のユーザプレーンのモビリティアンカとして、あるいは、ＬＴＥと他の３ＧＰＰ技術との間のモビリティのためのアンカとして（Ｓ４インタフェイスを終了させ、２Ｇ／３Ｇシステムとパケットデータネットワークゲートウェイとの間のトラフィックを中継する）の機能も果たす。アイドル状態のＵＥに対しては、Ｓ−ＧＷはＤＬデータパスを終了させ、ＵＥのためのＤＬデータが到達するとページングをトリガする。それは、ＩＰベアラサービスのパラメータや、ネットワーク内部ルーティング情報等のＵＥコンテキストを管理及び保存する。それはまた、合法的な傍受の場合にはユーザトラフィックの複製を実行する。

モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）は、ＭＮのモビリティマネジメント及びセッションマネジメントの役割を担う３ＧＰＰセルラネットワークの進化型（evolved）パケットコアネットワークからのエンティティである。モビリティマネジメントはＭＮの以下の両方の状態で処理される。すなわち、接続状態（ＭＮが（ｅ）ＮＢに接続されている場合、すなわち、ＭＮと（ｅ）ＮＢの間にＲＲＣ接続と無線ベアラが確立されている場合）、又はＩＤＬＥ状態（ＭＮはＰＬＭＮ（公衆地上移動体ネットワーク）に登録されているが、特定の（ｅ）ＮＢに接続されていない場合）である。ＭＭＥはＭＮ用のＰＧＷとＳＧＷの発見、及び（ｅ）ＮＢとＳＧＷ／ＰＧＷ間のトンネル確立を管理する。ＭＭＥは、メッセージ交換のためのＳ１−ＡＰ（アプリケーション）プロトコルを適用するＳ１−ＭＭＥインタフェイスを介してｅＮＢに接続される。さらに、ＭＭＥはＳ１１インタフェイスを介してＳＧＷに接続される。

パケットデータネットワークゲートウェイ（ＰＤＮ−ＧＷ又はＰＧＷ）は、ＵＥのトラフィックの出入りポイントであることで、外部パケットデータネットワークに対するＵＥの接続性を提供する。ＵＥは複数のＰＤＮにアクセスするための２つ以上のＰＤＮ−ＧＷとの接続性を同時に有することができる。ＰＤＮ−ＧＷは、ＭＮのトラフィックを適切なＱｏＳレベルにマッピングするために各ユーザに対してＭＮ ＩＰアドレスの割り当て、ポリシーエンフォースメント、パケットフィルタリング（例えばディープパケットインスペクション、パケットスクリーニング）を実行する。ＰＭＩＰｖ６プロトコルがモビリティに使われる場合、ＰＧＷは、ＰＭＩＰｖ６並びにＬＭＡに対してのＨＡのファンクションマネジメントを行う。ＳＧＷが同じＰＬＭＮに位置している場合はＳ５インタフェイスを介して、又はＳＧＷが外部の（在圏）ＰＬＭＮに位置している場合はＳ８インタフェイスを介して、ＰＧＷはＳＧＷに接続される。

ＰＤＮ−ＧＷの別の重要な役割は、３ＧＰＰ技術と非３ＧＰＰ技術との間のモビリティのためのアンカとして機能することである。３ＧＰＰ ＬＴＥシステムは３ＧＰＰアクセスネットワークと非３ＧＰＰアクセスネットワークとで異なっている。３ＧＰＰアクセスネットワークは、３ＧＰＰ機関によって標準化されたアクセス技術に基づいている。３ＧＰＰアクセスネットワーク内のＭＮのモビリティは通常、例えば前記ＰＭＩＰｖ６などのネットワークベースのメカニズムによって管理される。非３ＧＰＰアクセスネットワークは、電気電子技術学会（ＩＥＥＥ）及び第三世代パートナシッププロジェクト２（３ＧＰＰ２）などの機関によって定義されるアクセス技術に基づいている。非３ＧＰＰアクセスネットワーク内のＭＮのモビリティは、ホストベースのモビリティメカニズム（例えばＭＩＰｖ６）、又はネットワークベースのメカニズム（例えばＰＭＩＰｖ６）のいずれかによって管理することができる。

モバイル端末が非３ＧＰＰアクセスネットワーク内でアクティブである場合、非３ＧＰＰアクセス内でモバイル端末にパケットをルーティングするために使用されるローカルＩＰアドレスが存在する。このＩＰアドレスは、モバイルＩＰ用語では気付アドレスである。ＤＳＭＩＰｖ６の場合は、アドレスはモバイル端末に割り当てられ、モバイル端末は、その気付アドレスを用いてＰＤＮ−ＧＷにバインディング更新を送っており、それはホームエージェント（ＨＡ）の機能を有している。ＰＭＩＰｖ６の場合は、気付アドレスは、非３ＧＰＰアクセスネットワーク内に位置するモバイルアクセスゲートウェイ（ＭＡＧ）のアドレスであり、ＭＡＧは、その（プロキシ）気付アドレスを用いて３ＧＰＰネットワークのＰＤＮ−ＧＷにプロキシバインディング更新を送っており、それはローカルモビリティアンカ（ＬＭＡ）の機能を有している。しかし、ＭＮはＰＭＩＰ内に唯一のアドレス、すなわちＬＭＡで割り当てられるＩＰアドレスのみを有している。

●公衆地上移動体ネットワーク
公衆地上移動体ネットワーク（ＰＬＭＮ）は、管理機関によって、又は携帯電話サービス（land mobile telecommunications services）を提供する認可通信事業者（recognized operating agency）によって確立され、かつ、運営されるネットワークである。ＰＬＭＮは、電話連絡のための別のＰＬＭＮ及び公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、又はデータ及びインターネットアクセスのサービスプロバイダと相互接続する。ＰＬＭＮは、例えば公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）などの固定ネットワークの拡張、又はＰＳＴＮの統合部門（integral part）であると見なすことができる。これはＰＬＭＮの１つの見方であるに過ぎない。ほとんどの場合、ＰＬＭＮは、サービスエリア又はサービスプロバイダに関わりなく、無線通信を可能にするハードウェアとソフトウェアのシステム全体を意味する。国別に、又はサービスプロバイダ別に別個のＰＬＭＮが定義されてもよい。

すべてのＰＬＭＮ機関は、独自の管理基盤を有しており、それは、果たされる役割や、そのエンティティが使用する装備に応じて異なる機能を実行する。

しかし、ＰＬＭＮ機関の核心となるマネジメントアーキテクチャは、以下の通り同様である。
−顧客へのサービスの提供
−サービスを満たす基盤（広告、発注、制作、提供など）
−サービスの保証（運営、サービスの品質、不具合通報及び修理など）
−サービスの請求書送付（格付け、値引きなど）

すべてのＰＬＭＮ機関の運営が完全なマネジメントアーキテクチャや関連するプロセスを実施するわけではない。特定の機関が実施する役割に応じてあるプロセスを省いてもよい。特定の機関によって実施されないプロセスは別の機関に相互接続を介してアクセスされる、これは、それらのプロセスを既に実施している。マネジメントアーキテクチャ自体は外部インタフェイスと内部インタフェイスとを区別しない。

３ＧＰＰサービスに加入しているＭＮは、加入データ及び認可されたサービス及びＱｏＳレベルを維持するホームＰＬＭＮ（ＨＰＬＭＮ）を有している。ＭＮがＨＰＬＭＮとは別のネットワークにアタッチされると、そのＭＮはローミングノードとして表示され、在圏ネットワークは在圏ＰＬＭＮ（ＶＰＬＭＮ）と呼ばれる。

一般に、「ローミング」は、携帯電話の顧客が、ホームネットワークの地理的なサービスエリア外を移動中に、在圏ネットワークを利用して自動的に音声通話の送受信、データの送受信、又はホームデータサービスを含む別のサービスへのアクセスが可能であることを定義することができる。

ＨＰＬＭＮとＶＰＬＭＮとの差異は、特定のネットワークの加入者エントリのタイプによって技術的に生じる。モバイルデバイスが新たな在圏ネットワークに入り、ネットワークのホーム加入者レジスタ（例えばＧＳＭ（登録商標）ネットワーク内のホームロケーションレジスタ、ＨＬＲ、又は、ＷＬＡＮ内のローカルの顧客データベース）内にエントリを有していない場合は、加入者を認証でき、ネットワークサービスを利用するどの認可もチェックできるように、まず必要な加入者データが在圏ネットワークによって、例えば加入者のホームネットワークから要求されなければならない。「訪問」加入者は在圏ネットワークのユーザデータベース（例えば在圏ロケーションレジスタ、ＶＬＲ）内にエントリを取得して、認可されたネットワークサービスが利用可能にされる。２つのネットワーク、すなわちＨＰＬＭＮとＶＰＬＭＮ間でローミング合意がない場合は、サービスの保持は不可能であり、サービスは在圏ネットワークによって拒否される。

ホーム進化型ノードＢ、ローカルＩＰアクセス（ＬＩＰＡ）、及び選択されたＩＰトラフィックオフロード（ＳＩＰＴＯ）
３ＧＰＰ仕様のベースステーションに用いられる用語は、Ｎｏｄｅ Ｂ（ＵＭＴＳ無線アクセスネットワークの場合は、ＮＢ）、又は進化型（evolved）Ｎｏｄｅ Ｂ（ＬＴＥ無線アクセスネットワークの場合は、ｅＮＢ）である。ＮＢ／ｅＮＢのサービスエリアはＮＢ／ｅＮＢセル、又はマクロセルと呼ばれる。最新の進化型３ＧＰＰでは、民間団体又は企業のネットワークによって配備可能なホーム（ｅ）Ｎｏｄｅ Ｂ（Ｈ（ｅ）ＮＢと略称）と呼ばれるベースステーションが指定された。これらのＨ（ｅ）ＮＢは、ＤＳＬ、又はその他の安全な固定回線接続を介してオペレータのコアネットワークに接続可能である。

Ｈ（ｅ）ＮＢは、Ｈ（ｅ）ＮＢと関連づけることが許可された限定されたユーザだけにサービスを提供する。Ｈ（ｅ）ＮＢアクセスによって提供されるこのサービスは、限定加入者グループ（ＣＳＧ）サービスと呼ばれる。これには、（ｅ）ＮＢが接続されているＰＬＭＮにアタッチすることが許可されていればすべてのユーザが（ｅ）ＮＢにアタッチすることができる、通常の（ｅ）ＮＢマクロセルとは大きな差異がある。

このセルラネットワークの更なる新たな特徴は、無線アクセスネットワークがオペレータのコアネットワークを横断せずに、ＭＮのＩＰトラフィックを直接インターネット（又は通信相手ノード）にルーティングできることである。この新たな特徴は、ＭＮが通常のマクロ（ｅ）ＮＢセル、又はミクロＨ（ｅ）ＮＢセルのいずれかにアタッチされる場合に活用できる。３ＧＰＰでは、ＭＮのＩＰトラフィックがコアネットワークを横断せずに直接ルーティングされる場合に、ローカルＩＰアクセス（ＬＩＰＡ）及び選択されたＩＰトラフィックオフロード（ＳＩＰＴＯ）が定義される。

ＭＮが通常の（ｅ）ＮＢセルにアタッチされる場合は、３ＧＰＰ仕様はＳＩＰＴＯについて記載する。通常、ＬＩＰＡという用語は、ＵＥが居住又は企業のＩＰネットワークのミクロＨ（ｅ）ＮＢセルにアタッチされる際に、ＭＮ発呼ローカルＩＰトラフィックのルーティング（MN-initiated local IP traffic routing）の場合に用いられる。これに対して、ＳＩＰＴＯという用語は、ＭＮがミクロＨ（ｅ）ＮＢセル、又はマクロ（ｅ）ＮＢセルにアタッチされる際に、ネットワークサイドがローカルＩＰトラフィックのルーティングを実行することを決定する場合に用いられる。

ＬＩＰＡ又はＳＩＰＴＯを実行するために、（本明細書ではＬ−ＰＧＷと呼ばれる）ローカルゲートウェイが使用されるものと想定されている。ＭＮのトラフィックはＬ−ＰＧＷを介して宛先ＩＰネットワーク、又は通信相手ノードに送られる。Ｌ−ＰＧＷは、アクセスネットワーク内に、又はアクセスネットワークの上位に位置することができる。しかし、Ｌ−ＰＧＷは、コアネットワークがオフロードされるように位置することが重要である。

幾つかの態様では、ＬＩＰＡ／ＳＩＰＴＯのローカル転送は、ローミングシナリオから知られるローカルブレークアウト（ＬＢＯ）と同じ概念を有しており、在圏ＰＬＭＮ（ＶＰＬＭＮ）内のローカル（在圏）ＰＧＷも配備される。ＬＩＰＡ／ＳＩＰＴＯとＬＢＯとの主な差異の１つは、ＬＢＯが在圏ＰＬＭＮ内のモバイルノードをローミングするためにだけ用いられる用語であるのに対して、ＬＩＰＡ／ＳＩＰＴＯは１つのＰＬＭＮのアクセスネットワーク内の、又はその上位のローカルルーティングであることである。さらに、主な差異は、ＬＢＯの場合のＰＧＷはコアネットワーク内に位置しているのに対して、ＬＩＰＡ／ＳＩＰＴＯの場合のローカルＰＧＷは通常はアクセスネットワーク（ＲＡＮ）内、又はアクセスネットワークの近傍に位置しており、ＬＩＰＡの場合は、居住／企業のＩＰネットワーク内に位置していることである。言い換えると、ＬＢＯはＨＰＬＭＮのコアネットワークのみをオフロードするが、ＭＮのトラフィックはＶＰＬＭＮのコアネットワークを横断する。

●ルート最適化
リアルタイムのＩＰベースのアプリケーションに対する需要と、膨大なユーザトラフィックを処理する必要性が高まっているため、効率的なパケットルーティングはますます重要になっている。例えば対話型アプリケーションの要件を満たすため、ユーザトラフィックの端末間レイテンシー（latency）を最短にすることが望ましい。

図４は、両方のモバイルノードが同じＶＰＬＭＮ内にある２つのモバイルノードＭＮ１とＭＮ２が互いに通信する例示的シナリオを示している。しかし、データトラフィックはＭＮのホームエージェントを介して、すなわちＨＰＬＭＮ１ではＭＮ１のＨＡ、ＰＧＷ１を、又は、ＨＰＬＭＮ２ではＭＮ２のＨＡ、ＰＧＷ２を介して送信される。これは連続する太線で示されている。このシナリオでは、ＭＮ１はモビリティマネジメントのためにＭＩＰｖ６を使用し、ＭＮ２はＰＭＩＰｖ６を使用するものと想定されている。したがって、ＭＩＰｖ６のトンネルはＭＮ１からＶＰＬＭＮを経てＰＧＷ１まで及んでいる。３ＧＰＰでは、ＭＩＰｖ６のインタフェイスはＳ２ｃインタフェイスと呼ばれている。同様に、ＰＭＩＰｖ６のトンネルはＭＮ２のＭＡＧであるサービングゲートウェイからＭＮ２のＬＭＡであるＰＧＷ２まで及んでいる。

例えば、ＭＮ１及びＭＮ２のＨＰＬＭＮが１つの大陸（欧州）に位置しており、両方のノードが現在、別の大陸（米国）にローミングしているものとする。この場合、２つのノード間で交換されるデータパケットは極めて長距離を横断し、その結果、長い遅延が生じ、ルーティングは非効率になる。

図２を参照して上述したように、ＭＩＰｖ６はルート最適化を行うメカニズムである。ＭＮ１がＭＩＰｖ６に利用しているので、ＭＩＰｖ６用のＲＲ／ＲＯを実行できる。このようにして最適化されたルートが図５に示されている。しかし、ＭＮ２はそのＨＰＬＭＮに位置していないので、ＭＩＰｖ６のＲＯ手順の完了は、データトラフィックがＨＰＬＭＮ１を流れることを回避するだけであるが、トラフィックは依然としてＶＰＬＭＮ（米国）からＨＰＬＭＮ２（欧州）に、かつ、ＶＰＬＭＮ（米国）に戻って流れる。このことから明らかなように、データルートは最適ではなく、依然として長い遅延があり、非効率なルーティングである。

さらに、ＭＮ２はＭＩＰｖ６のルート最適化に関与する必要があり、ひいてはＭＩＰｖ６をサポートする必要がある。また、ＭＮ２はモビリティマネジメントのために既にＰＭＩＰｖ６を使用しているので、ＭＮ２はＨＰＬＭＮ２内のＨＡを経た迂回を避けるためにＭＩＰｖ６のＲＯを実行できないことを留意することが望ましい。したがって、最適なルートを得るには、別方向でのＲＲ／ＲＯ手順も実行できるために、ＭＮ２がＭＩＰｖ６を利用することが必要である。

モバイルノードが在圏ネットワーク（ＰＬＭＮ）にアタッチされる場合は、データトラフィックの転送に関して２つの動作モード、すなわちホーム経由のトラフィック（home-routed traffic）及びローカルブレークアウトが可能である。ホーム経由のトラフィックとは、ＭＮがそのＨＰＬＭＮからＩＰ構成を取得し、すべてのトラフィックが常にＶＰＬＭＮを経てＭＮとＨＰＬＭＮとの間を経由することを意味する。ホーム経由のトラフィックモードは、ＶＰＬＭＮとＨＰＬＭＮとの間に（前記でＳ８インタフェイスとして示されている）ＰＭＩＰトンネルを確立することによって実施される。ＬＢＯの場合は、ＭＮはＶＰＬＭＮからＩＰ構成を取得し、データトラフィックはＨＰＬＭＮを経由せず、ＭＮからＶＰＬＭＮを経て通信相手ノードに直接ルーティングされる。アタッチ手順中に、ＭＮは特定のアクセスポイント名に接続することを要求するので（ＰＤＮ接続とも呼ばれる）、この動作モードはＭＮによって開始される。要求されたＡＰＮのＰＧＷがＨＰＬＭ内に位置する場合は、ＭＮのＰＤＮ接続はホーム経由（home-routed）と呼ばれる。要求されたＡＰＮに対応するＰＧＷがＶＰＬＭＮ内に位置する場合は、ＭＮのＰＤＮ接続はＬＢＯと呼ばれる。

ＭＮ１がＬＢＯを使用する場合、最適なデータルートが図５に示されており、これはＭＮ１によって実行されるＭＩＰｖ６のＲＯと事実上同一である。この場合もルートは最適ではない。

さらに、ＭＮ２はＬＢＯ動作モードを使用してもよく、それはまさに図４に点線で示す最適なデータルートを生じるであろう。両方のノードとも、ＶＰＬＭＮ内に位置する新たなＰＧＷへの新たなＰＤＮ接続を確立するであろう。例えば、ＡＧＷがＶＰＬＭＮのコアネットワーク内に位置し、対応するＰＧＷの機能を提供すれば、ＭＮ１はこれをＬＢＯ用のローカルＰＧＷとして使用できる。同様に、ＳＧＷがＰＧＷの機能を提供すれば、ＭＮ２はこれをＬＢＯ用のＶＰＬＭＮ内のローカルＰＧＷとして使用できる。

しかし、ＬＢＯ動作には重大な欠点がある。

例えば、モバイルノードはトポロジー的に正しい新たなＩＰアドレスをＶＰＬＭＮ内に構成し、これらのＩＰアドレスはモバイルノード間の通信用に使用されるので、新たなローカルＰＧＷへの接続の確立はデータ通信の開始前に完了しなければならない。したがって、ＭＮ２のホームアドレスを用いて既に確立されたセッションは、前記アドレス変更により中断される。その結果、データ通信の開始前にＬＢＯを実行する必要があり、それにはモバイルノード間の同期化、及びＨＰＬＭＮ間の調整さえも必要になる。さらに、ＬＢＯのセットアップは時間とシグナリングを要するプロセスである。実際の通信中、又は通信前のどの時間でも実行可能なルート最適化ができれば有利であろう。

データ通信の開始前にＬＢＯをセットアップするためにモバイルノード間の同期化を行う一例は、例えばセッション開始プロトコル（ＳＩＰ）などのアプリケーション層プロトコルなどの高位層プロトコルを用いることである。アプリケーション層プロトコルとネットワーク層プロトコルとの同期化には、両方のモバイルノードで特殊な実施メカニズムが必要であり、その結果、後方互換性が失われる。また、アプリケーション層シグナリングを使用することの別の欠点は、アプリケーション層シグナリングが例えばＳＩＰベースのアプリケーションのみを必要とされるために、ＲＯパスは、これらの種類のアプリケーションのみでセットアップできることである。

さらに、ルート最適化がなされたパスをセットアップするためにシグナリング負荷と遅延とが低減されるルート最適化が有利であろう。

したがって、従来技術の前記問題点に照らして、本発明の目的の１つは、通信ノードの少なくとも１つが現在の外部ネットワーク内に位置する２つの通信ノード間のデータパスを最適化する、改良された方法、すなわちローミングを提供することにある。

前記の目的の少なくとも１つは、独立クレームの主題によって解決される。本発明の有利な実施形態は従属クレームの主題である。

本発明の第１の実施形態によれば、通信システムの第１の通信ノードと第２の通信ノードとの間でデータパケットが交換されるデータパスを最適化する方法が提供される。少なくとも第１の通信ノードは外部ネットワーク内に位置している。第１の通信ノードは外部ネットワーク内の第１の通信ノードのマネジメントエンティティに対して、第２の通信ノードの識別情報を含むローカル接続要求を送信する。受信したローカル接続要求に応答して、外部ネットワーク内のマネジメントエンティティは第２の通信ノードの識別情報に基づいて外部ネットワーク内のローカルデータゲートウェイを決定する。このローカルゲートウェイは、外部ネットワーク内の第２の通信ノードのゲートウェイ、又は外部ネットワーク内の第１の通信ノードのゲートウェイであることが決定される。第１及び第２の通信ノード間のすべてのデータパケットはこのローカルデータゲートウェイを介して交換される。

本発明の有利な実施形態によれば、ローカルデータゲートウェイは第２の通信ノードにより使用されるゲートウェイであり、第１の通信ノードが外部ネットワーク内にアタッチされる無線制御エンティティとローカルデータゲートウェイとの間にトンネルが確立される。データパケットは確立されたトンネルを経て、無線制御エンティティとローカルデータゲートウェイとの間に転送される。

本発明のさらに別の実施形態に関しては、外部ネットワーク内のマネジメントエンティティが無線制御エンティティ及びローカルデータゲートウェイに対して双方の間にトンネルを確立するように指示する。

本発明の別の実施形態では、外部ネットワーク内のマネジメントエンティティが、第２の通信ノードの識別情報に基づいて、第２の通信ノードによって使用されるゲートウェイを決定する。

本発明の有利な実施形態によれば、第２の通信ノードの識別情報がＩＰ（インターネットプロトコル）アドレスであり、外部ネットワーク内のマネジメントエンティティが第２の通信ノードによって使用されるゲートウェイを第２の通信ノードのＩＰアドレスのＩＰプレフィックスから推測する。

本発明のさらなる実施形態を参照すると、外部ネットワーク内のマネジメントエンティティは、第２の通信ノードのマネジメントエンティティに要求を送信し、それに応答して、第２の通信ノードにより使用されるゲートウェイの情報を第１の通信ノードのマネジメントエンティティに送信する。

本発明の別の実施形態は、第１の通信ノードが第２の通信ノードにゲートウェイ検出メッセージを送信することを提案している。第１の通信ノードと第２の通信ノード間のデータパス上の傍受エンティティがゲートウェイ検出メッセージを傍受し、それに応答して、第２の通信ノードが使用してゲートウェイに関する情報を含むゲートウェイ検出応答メッセージを第１の通信ノードに送信する。第１の通信ノードから第１の通信ノードのマネジメントエンティティに送信されるローカルゲートウェイ要求が、第２の通信ノードのゲートウェイに関する受信した情報を含む。第２の通信ノードによって使用されるゲートウェイが、ローカルゲートウェイ要求で受信した第２の通信ノードによって使用されるゲートウェイの情報に基づいてマネジメントエンティティによって決定される。

本発明のさらなる実施形態では、第２の通信ノードから発信され、かつ、第１の通信ノードのホームアドレスを宛先とするデータパケットを、確立されたトンネルを使用してローカルデータゲートウェイから無線制御エンティティに転送するために、第１の通信ノードのホームアドレスを無線制御エンティティへの確立されたトンネルと関連付けるルーティングエントリがローカルデータゲートウェイ内で定義される。

本発明のさらなる実施形態によれば、ローカルデータゲートウェイは第２の通信ノードによって使用されるゲートウェイであり、第１の通信ノードのサービングゲートウェイは、マネジメントエンティティによって第１の通信ノードのローカルサービングゲートウェイであることが決定される。外部ネットワーク内の第１の通信ノードのサービングゲートウェイとローカルゲートウェイとの間にトンネルが確立される。データパケットが、確立されたトンネルを経て、サービングゲートウェイとローカルデータゲートウェイとの間に転送される。第１の通信ノードが外部ネットワーク内にアタッチされる無線制御エンティティと第１の通信ノードのサービングゲートウェイとの間に第２のトンネルが確立され、データパケットが、確立された第２のトンネルを経て、無線制御エンティティと第１の通信ノードのサービングゲートウェイとの間に転送される。

本発明の別の実施形態では、第１の通信ノードのマネジメントエンティティはサービングゲートウェイに対してローカルデータゲートウェイとのトンネルを確立するように指示し、かつ、サービングゲートウェイ及び無線制御エンティティに対して第２のトンネルを確立するように指示する。

本発明の有利な実施形態に関しては、第２の通信ノードから発信され、かつ、第１の通信ノードのホームアドレスを宛先とするデータパケットを、確立されたトンネルを使用してローカルデータゲートウェイからサービングゲートウェイに転送するために、第１の通信ノードのホームアドレスをサービングゲートウェイへの確立されたトンネルと関連付けるルーティングエントリが、ローカルデータゲートウェイ内で定義される。第１の通信ノードのホームアドレスを無線制御エンティティへの確立された第２のトンネルと関連付ける別のルーティングエントリが第１の通信ノードのサービングゲートウェイ内で定義される。

第２の通信ノードのホームアドレスをローカルデータゲートウェイへの確立されたトンネルと関連付ける別のルーティングエントリが、第１の通信ノードのサービングゲートウェイ内で定義される。第２の通信ノードのホームアドレスを第１の通信ノードのサービングゲートウェイへの確立された第２トンネルと関連付ける別のルーティングエントリが、無線制御エンティティ内で定義される。

本発明の別の実施形態によれば、第１の通信ノードが中継ノードにアタッチされ、第１の通信ノードから及び第１の通信ノードへのデータパケットが、中継ノードと、第１の通信ノードのサービングゲートウェイである中継ノードゲートウェイとの間でトンネリングされる。ローカルデータゲートウェイは第２の通信ノードによって使用されるゲートウェイであることが決定される。中継ノードゲートウェイは、第１の通信ノードのマネジメントエンティティによって、ローカルデータゲートウェイへのトンネルを確立するように指示される。

本発明のさらなる実施形態では、第１の通信ノード又は中継ノードが第１の通信ノードのマネジメントエンティティに、中継ノードにアタッチされる第１の通信ノードに関する情報を送信する。したがって、中継ノードゲートウェイは、受信した中継ノードに関する情報に基づいて第１の通信ノードのマネジメントエンティティによって決定される。

本発明の別の実施形態によれば、マネジメントエンティティの情報伝達には、第１の通信ノードのマネジメントエンティティに中継ノードのアクセスポイント名を送信することが含まれる。さらに、中継ノードゲートウェイの決定は中継ノードのアクセスポイント名に基づいて行われる。

本発明のさらなる実施形態では、ローカルデータゲートウェイは、外部ネットワーク内の第１の通信ノードの位置に関する情報に基づいて、外部ネットワーク内の第１の通信ノードによって使用されるゲートウェイであることが決定される。第１の通信ノードのマネジメントエンティティは、第２の通信ノードの識別情報に基づいて、外部ネットワーク内の第２の通信ノードのゲートウェイを決定する。データパケットをローカルデータゲートウェイと第２の通信ノードのゲートウェイの間に転送するため、外部ネットワーク内の第２の通信ノードのゲートウェイとローカルデータゲートウェイの間にトンネルが確立される。

本発明は、通信ノードが外部ネットワーク内に位置する通信システム内の第２の通信ノードとデータパケットを交換する通信ノードを提供する。通信ノードの送信機が、ローカル接続要求を外部ネットワーク内の通信ノードのマネジメントエンティティに送信し、そのローカル接続要求は第２の通信ノードの識別情報を含む。外部ネットワーク内のローカルデータゲートウェイが第２の通信ノードのゲートウェイであるか、又は外部ネットワーク内の第１の通信ノードのゲートウェイであるかを決定するため、ローカル接続要求及びこれに含まれる第２の通信ノードの識別情報がマネジメントエンティティによって使用される。

本発明の有利な実施形態によれば、通信ノードは、ホームＩＰアドレスを有し、さらに、ローカルデータゲートウェイ又はローカルデータゲートウェイに関するマネジメントエンティティのＩＰ アドレス情報を受信する受信機を備えている。通信ノードのプロセッサは、ローカルデータゲートウェイに関するＩＰアドレス情報に基づいて、通信ノードのための新たなローカルＩＰアドレスを構成する。送信機は、ホームＩＰアドレスを用いて第２の通信ノードにデータパケットを送信し、そして、通信ノードのローカルＩＰアドレスを用いて別の通信ノードにデータパケットを送信する。

本発明の別の実施形態によれば、マネジメントエンティティに送信されるローカル接続要求には、通信ノードがアタッチされるセルのセル識別子がさらに含まれる。

本発明の追加の実施形態では、通信ノードが中継ノードにアタッチされ、通信ノードへ及び通信ノードからのデータパケットは中継ノードと中継ノードゲートウェイ間でトンネリングされる。送信機は、中継ノードにアタッチされる通信ノードに関する情報を通信ノードのマネジメントエンティティに送信する。

本発明はさらに、通信システム内の第１の通信ノードと第２の通信ノードの間でデータパケットが交換されるデータパスを最適化する方法を提供する。少なくとも第１の通信ノードは外部ネットワーク内に位置している。第１の通信ノードは、データパケットを第２の通信ノードと交換するために外部ネットワーク内のローカルデータゲートウェイからのローカルアドレスを使用する。第２の通信ノードが現在アタッチされているネットワーク内のルート最適化エージェントが決定される。第１の通信ノードとルート最適化エージェントとの間にＩＰトンネルが確立される。これは、第１の通信ノードのローカルアドレスに基づいて、第１の通信ノードとルート最適化エージェントの間にセキュリティアソシエーションを確立することを含む。すべてのデータパケットが、第１の通信ノードのローカルアドレスを使用して、ルート最適化エージェントを経た上で、確立されたＩＰトンネルを介して、第１の通信ノードと第２の通信ノード間で交換される。

本発明のさらなる実施形態では、ルート最適化エージェントは第２の通信ノードのゲートウェイであり、ルート最適化エージェントを決定は、外部ネットワーク内の第２の通信ノードのゲートウェイを要求するために、ドメイン名システムを使用することを含む。

本発明の１つの態様によれば、２つの通信ノードがデータパスに沿って現在通信しており、第１の通信ノードは、第１の通信ノードがそのホームネットワーク内には現在ないものと想定して、データパケットをモバイルノードと交換するために、そのホームアドレスを使用する。第１の通信ノードが実際にそのホームネットワーク内にある場合は、「ホームアドレス」という用語は、第１の通信ノードがそのホームネットワーク内で使用するＩＰアドレスであるものと理解される。

ルート最適化エージェントを介して新たなより短いデータパスを提供するように、第２の通信ノードのネットワーク内のルート最適化エージェントが決定される。ルート最適化エージェントは第２の通信ノードの現在のネットワーク内に位置しており、２つの通信ノード間のデータパス上にあってもなくてもよい。ルート最適化エージェントの決定は、第１の通信ノード、ＭＮ１とＭＮ２との間のデータパス上の何らかの別のエンティティ、又は第１の通信ノードのホームエージェントと通信ノード自体のような１つ以上のエンティティによって行うことができる。

この目的を達成するため、第１の通信ノードから「ルート最適化検出メッセージ」を第２の通信ノードの方向に送信してもよい。次いで、前記ＲＯメッセージは第２の通信ノードへのデータパス上のエンティティで傍受され、「ＲＯ応答メッセージ」の応答をトリガする。ルート最適化エージェントの決定がどのように、また、何によって行われるかに応じて、「ＲＯ応答メッセージ」は決定されたルート最適化エージェントに関する情報、又は第１の通信ノードが可能性のあるルート最適化エージェントを決定することに役立つ別の情報を既に含み得る。

ルート最適化エージェントを使用してデータパケットを第１の通信ノードと第２の通信ノードの間に転送するために、第１の通信ノードとルート最適化エージェントの間にＩＰトンネルを確立できる。この目的を達成するため、第１の通信ノードは、通信ノードのホームアドレスに基づき、決定されたルート最適化エージェントとセキュリティアソシエーションを確立する。言い換えると、セキュリティアソシエーションは、セキュリティアソシエーション用の新たなホームアドレスを構成するのではなく、通信ノードが既に構成したものと同じホームアドレスと確立される。通信ノードは、そのホームアドレスとの間のＭＩＰトンネル用に同じホームアドレスを使用している可能性もある。その結果、通信ノードとルート最適化エージェントの間のＩＰトンネルは前記ホームアドレスに基づくものであり、言い換えれば、ＩＰトンネル（例えばＭＩＰトンネル）はホームアドレスによって特定される。

第２の通信ノードを宛先とするすべてのデータパケットは、ＩＰトンネルを介してルート最適化エージェントに送信され、次いで、それはパケットを第１の通信ノードに転送する。逆に、第２の通信ノードから発信され、かつ、第１の通信ノードを宛先とするすべてのデータパケットは、ルート最適化エージェントによって傍受され、ＩＰトンネルを介して第１の通信ノードに送信される。

ルート最適化エージェントでは、第１の通信ノードに確立されたＩＰトンネルと第１の通信ノードのホームアドレスとを関連付けるルーティングエントリが定義される。したがって、第１の通信ノードのホームアドレスを宛先とするデータパケットは、次のルータに同じように転送するのではなく、通常のルーティングテーブルエントリに従って、ＩＰトンネルのインタフェイスを経て第１の通信ノードに転送される。

さらに、第１の通信ノードがそのホームネットワーク内に位置していない場合は、ルート最適化エージェントのバインディングキャッシュエントリが第１の通信ノードのホームアドレスを第１の通信ノードのローカル依存のアドレス（locally-dependent address）と関連付ける。したがって、ルート最適化エージェントは、宛先アドレスとして第１の通信ノードのローカル依存のアドレスを有するデータパケットを補足的にカプセル化することができる。

ルート最適化エージェントの別のルーティングエントリは、第２の通信ノードのアドレスを、第２の通信ノードが到達するための適切なインタフェイスと関連付ける。その結果、第１の通信ノードからＩＰトンネルを経てくるデータパケットは、ルート最適化エージェントによって第２の通信ノードに転送される。

第１の通信ノードは、第２の通信ノード用のデータパケットを、前記データパケットがＩＰトンネルを経てルート最適化エージェントに送信される前に、送信元アドレスを用いて生成し続ける。同じホームアドレスにバインドされた幾つかのＩＰトンネルが存在することがあるので、第１の通信ノードはデータパケットの送信元アドレスに基づいて正しいＩＰトンネルを選択する必要がある。同様に、ルート最適化は第２の通信ノードに対して透過的（transparent）であるため、第２の通信ノードも、そのデータパケットのターゲットアドレスとして第１の通信ノードのホームアドレスを使用し続ける。

第２の通信ノードが本発明によるルート最適化には関与しない。したがって、前記ルート最適化の適用は、第２の通信ノードがいずれかの種類のプロトコルをサポートするか否かによって左右されない。さらに、前記ルート最適化には第２の通信ノードの無線資源は使用されない。本発明のルート最適化のさらなる利点の１つは、ＭＩＰｖ６の場合のように一方向のみではなく、データ交換のダウンリンク及びアップリンクの方向が最適化されることである。さらに、ルート最適化のために新たなホームアドレスが確立されないので、新しいホームアドレスのために幾つかのさらなる修正を必要とせずに、進行中のセッションのデータパスは、容易に最適化できる。また、ＭＮ１の位置がＭＮ２に明らかにされることはない。

本発明は、通信システム内の第１の通信ノードと第２の通信ノードの間でデータパケットが交換されるデータパスを最適化する方法を提供する。第１の通信ノードと第２の通信ノードのうちの少なくとも１つは外部ネットワーク内に位置しており、第１の通信ノードはクライアントベースのモビリティをサポートし、データパケットを第２の通信ノードと交換するためにそのホームネットワークからのホームアドレスを使用する。第２の通信ノードが現在アタッチされているネットワーク内でルート最適化エージェントが決定される。次いで、第１の通信ノードとルート最適化エージェントの間にＩＰトンネルが確立される。ＩＰトンネルの確立には、第１の通信ノードのホームアドレスに基づく第１の通信ノードとルート最適化エージェントの間のセキュリティアソシエーションの確立が含まれる。

その結果、第１の通信ノードのホームアドレスを使用することによって、すべてのデータパケットが、ルート最適化エージェントを経て、確立されたＩＰトンネルを介して第１の通信ノードと第２の通信ノードの間で交換される。

本発明の有利な実施形態によれば、最適化方法は第２の通信ノードに対して透過的（transparent）である。

本発明のさらなる実施形態によれば、第１の通信ノードは、ルート最適化エージェントとセキュリティアソシエーションを確立するためのブートストラップ手順をルート最適化エージェントと共に実行するために、そのホームネットワークからのホームアドレスを用いる。

本発明の別の実施形態では、第２の通信ノードから発信され、かつ、第１の通信ノードのホームアドレスを宛先とするデータパケットを、確立されたトンネルを使用してルート最適化エージェントから第１の通信ノードのホームアドレスに転送するために、第１の通信ノードのホームアドレスを、第１の通信ノードへの確立されたＩＰトンネルと関連付けるルーティングエントリがルート最適化エージェント内で定義される。

本発明の有利な実施形態に関して、第１の通信ノードは第１の外部ネットワーク内に位置し、前記第１の外部ネットワーク内のローカル依存のアドレスが割り当てられる。この場合は、第１の通信ノードのホームアドレスを第１の通信ノードのローカル依存のアドレスと関連付けるバインディングキャッシュエントリが、第１の通信ノードのホームアドレスを宛先とするデータパケットを、ＩＰトンネルを経て第１の通信ノードに送信するためにルート最適化エージェント内で定義される。

本発明の有利な実施形態によれば、ＩＰトンネルを経て第１の通信ノードから受信され、第２の通信ノードを宛先とするデータパケットは、ルート最適化エージェント内の第２のルーティングエントリに基づいてルート最適化エージェントによって第２の通信ノードに転送される。

本発明の別の実施形態を参照すると、第１の通信ノードは第１の外部ネットワーク内に位置し、かつ、そのホームネットワーク内の第１の通信ノードの第１のホームアドレスとともに、第１の通信ノードのホームアドレスに基づいて、対応するモバイルＩＰセキュリティアソシエーションを含めてモバイルＩＰトンネルを経て接続される。さらに、送信元アドレスとしての第１の通信ノードのホームアドレスと、宛先アドレスとしての第２の通信ノードのアドレスとを有する第２の通信ノード用に、データパケットは第１の通信ノードによって生成される。次いで、前記データパケットは、第２の通信ノードのアドレスであるデータパケットの宛先アドレスに基づいて、第１の通信ノードによりＩＰトンネルを経てルート最適化エージェントに送信される。したがって、別の通信ノード用の別のデータパケットは、第２の通信ノードのアドレスではない宛先アドレスに基づいて、第１の通信ノードによりモバイルＩＰトンネルを経て第１の通信ノードの第１のホームエージェントに送信される。

本発明のさらなる実施形態では、第２の通信ノードは第２の外部ネットワーク内に位置し、第２の通信ノードのホームネットワーク内のモビリティアンカを介してネットワークベースのモビリティを使用する。第２の外部ネットワーク内のゲートウェイが第２の通信ノードからのすべてのデータパケットを受信し、ゲートウェイと第２の通信ノードのホームエージェント間でデータパケットを交換するため、前記ゲートウェイとモビリティアンカの間のネットワークベースのモビリティトンネルが確立される。さらに、ゲートウェイはルート最適化エージェントであることが決定される。

本発明の有利な実施形態によれば、ルート最適化エージェントを決定するステップは、第２の通信ノードの現在のネットワーク内の可能性のあるルート最適化エージェントの候補を決定することを含んでいる。また、可能性のあるルート最適化エージェントの候補の中から、ルート最適化エージェントの候補は、第１の通信ノードと第２の通信ノードの間のデータパス上にあるルート最適化エージェントとして選択される。

本発明の別の実施形態に関して、ルート最適化エージェントを決定するステップは、第１の通信ノードによってルート最適化検出メッセージを第２の通信ノードに送信することを含んでいる。ルート最適化検出メッセージが、第１の通信ノードと第２の通信ノードの間のデータパス上の傍受エンティティ（intercepting entity）によって傍受され、それは、第２の通信ノードが現在アタッチされているネットワーク内の可能性のあるルート最適化エージェントの候補を決定する。傍受エンティティはルート最適化応答メッセージを第１の通信エンティティに送信しており、それにはオプションとして可能性のあるルート最適化エージェントの候補に関する情報、及び第２の通信ノードが現在アタッチされているネットワークに関する情報が含まれる。

本発明の別の実施形態によれば、決定されたルート最適化エージェントは第１の通信ノードと第２の通信ノードの間のデータパス上にはない。この場合には、第１の通信ノードと第２の通信ノードの間のデータパス上の第２の通信ノードの第１のルータであるエンティティと、第２の通信ノードが現在アタッチされているネットワーク内にあるエンティティとの間に、かつ、ルート最適化エージェントの間に、第２のＩＰトンネルが確立される。したがって、第２の通信ノードから発信され、かつ、第１の通信ノードを宛先とするすべてのデータパケットが、第２のＩＰトンネルを経てルート最適化エージェントに転送される。

本発明の１つの実施形態はさらに、データパケットを通信システム内の第２の通信ノードと交換する通信ノードを備えている。通信ノードと第２の通信ノードのうちの少なくとも１つは外部ネットワーク内に位置しており、通信ノードはクライアントベースのモビリティをサポートし、かつ、データパケットを第２の通信ノードと交換するためにそのホームネットワークからのホームアドレスを使用する。さらに、通信ノードと第２の通信ノードとの間のデータパスを最適化するため、第２の通信ノードが現在アタッチされているネットワーク内でルート最適化エージェントが決定される。通信ノードのプロセッサは、決定されたルート最適化エージェントとＩＰトンネルを確立する、それは、通信ノードのホームアドレスに基づいてルート最適化エージェントとセキュリティアソシエーションを確立することを含む。通信ノードの受信機及び送信機は、通信ノードのホームアドレスを使用することによって、通信ノードと第２の通信ノードとの間で、すべてのデータパケットを、ルート最適化エージェントを経て、確立されたＩＰトンネルを介して交換する。

本発明のさらなる実施形態では、通信ノードのプロセッサが第２の通信ノードの現在のネットワーク内のルート最適化エージェントを決定する。

本発明の別の実施形態によれば、プロセッサは、ルート最適化エージェントとセキュリティアソシエーションを確立するために、ルート最適化エージェントとブートストラップ手順を実行する、通信ノードのホームアドレスを使用する。

本発明の有利な実施形態に関しては、通信ノードは、第１の外部ネットワーク内に位置し、かつ、モバイルＩＰトンネルを介してそのホームネットワーク内の通信ノードの第１のホームエージェントに接続される。ルート最適化エージェントへのＩＰトンネルとモバイルＩＰトンネルの双方、及びモバイルＩＰトンネルのモバイルＩＰセキュリティアソシエーションは、第１の通信ノードのホームアドレスに基づくものである。

本発明のさらなる実施形態によれば、通信ノードのプロセッサは、送信元アドレスとしての通信ノードのホームアドレスと、宛先アドレスとして第２の通信ノードのアドレスとを有する第２の通信ノード用のデータパケットを生成する。次いで、通信ノードの送信機が、第２の通信ノードのアドレスであるデータパケットの宛先アドレスに基づいて、ＩＰトンネルを経て、ルート最適化エージェントに前記データパケットを送信する。逆に、送信機は、第２の通信ノードのアドレスではないデータパケットのアドレスに基づいて、ＩＰトンネルを経て、通信ノードの第１のホームエージェントに別の通信ノード用の別のデータパケットを送信する。

本発明のさらなる実施形態では、通信ノードの受信機は、少なくともルート最適化応答メッセージ内の可能性のあるルート最適化エージェントの候補に関する情報を受信する。プロセッサは、可能性のあるルート最適化エージェントの候補の中から第１の通信ノードと第２の通信ノードの間のデータパス上にあるルート最適化エージェントの候補をルート最適化エージェントとして選択する。オプションとして、プロセッサはさらに、ルート最適化エージェントとセキュリティアソシエーションを確立することが可能か否かを決定してもよい。

本発明のより有利な実施形態に関して、通信ノードの送信機は、第２の通信ノードのネットワークに関する情報と、第２の通信ノードの現在のネットワーク内のルート最適化エージェントの候補に関するオプション情報とを要求するため、ルート最適化検出メッセージを第２の通信ノードに送信する。

次に本発明の別の実施形態を参照すると、通信ノードの受信機は、第２の通信ノードの現在のネットワークに関する情報と、ルート最適化エージェントの候補に関するオプション情報を含むルート最適化応答メッセージを受信する。通信ノードのプロセッサは、前記受信した情報に基づいてルート最適化エージェントを決定する。

本発明の有利な実施形態によれば、決定されたルート最適化エージェントは通信ノードと第２の通信ノードの間のデータパス上にない。この場合は、通信ノードの送信機は、通信ノードと第２の通信ノード間のデータパス上の第２の通信ノードの第１のルータであるエンティティと、第２の通信ノードの現在のネットワーク内にあるエンティティとの間に、かつ、ルート最適化エージェント間に第２のＩＰトンネルを確立するため、トンネル確立メッセージを第２の通信ノードに送信する。したがって、第２の通信ノードから発信され、かつ、通信ノードを宛先とするすべてのデータパケットは、第２のＩＰトンネルを経てルート最適化エージェントに転送される。

本発明の１つの実施形態は、通信システム内の第１の通信ノードと第２の通信ノードの間でデータパケットが交換されるデータパスを最適化するルート最適化エージェントを提供する。第１の通信ノードと第２の通信ノードのうちの少なくとも１つは、外部ネットワーク内に位置しており、第１の通信ノードは、クライアントベースのモビリティをサポートし、かつ、データパケットを第２の通信ノードと交換するためにそのホームネットワークからのホームアドレスを使用する。ルート最適化エージェントは、第２の通信ノードが現在アタッチされているネットワーク内に位置する。ルート最適化エージェントのプロセッサは、ＩＰトンネルを第１の通信ノードと確立する、それは、第１の通信ノードのホームアドレスに基づいて第１の通信ノードとセキュリティアソシエーションを確立することを含む。ルート最適化エージェントの受信機及び送信機は、第１の通信ノードのホームアドレスを使用することによって、第１の通信ノードと第２の通信ノードとの間で、すべてのデータパケットを、ルート最適化エージェントを経て、確立されたＩＰトンネルを介して交換する。

本発明の別の実施形態によれば、第１の通信ノードのホームアドレスは、第１の通信ノードのホームネットワークに割り当てられ、そして、ルート最適化エージェントの観点からトポロジー的に正しくない。さらに、ルート最適化エージェントのプロセッサは、第１の通信ノードとセキュリティアソシエーションを確立するために、第１の通信ノードのトポロジー的に正しくないホームアドレスを使用する。

本発明の別の実施形態では、ルート最適化エージェントのプロセッサは、第１の通信ノードのホームアドレスを第１の通信ノードへの確立されたＩＰトンネルと関連付けるルート最適化エージェント内のルーティングエントリを定義する。その結果、第２の通信ノードから受信され、第１の通信ノードのホームアドレスを宛先とするデータパケットは、確立されたＩＰトンネルを使用して、ルート最適化エージェントから第１の通信ノードに転送される。

本発明の別のより有利な実施形態に関して、第１の通信ノードは、第１の外部ネットワーク内にあり、かつ、前記第１の外部ネットワーク内のローカル依存のアドレスを割り当てられる。この場合は、ルート最適化エージェントのプロセッサは、ルート最適化エージェント内で、第１の通信ノードを第１の通信ノードのローカル依存のアドレスと関連付けるバインディングキャッシュエントリを定義する。このようにして、第１の通信ノードのホームアドレスを宛先とするデータパケットはＩＰトンネルを経て第１の通信ノードに送信される。

本発明の異なる実施形態を参照すると、ルート最適化エージェントの送信機は、第１の通信ノードからＩＰトンネルを経て受信して第２の通信ノードを宛先とするデータパケットを、ルート最適化エージェント内の第２のルーティングエントリに基づいて第２の通信ノードに転送する。

本発明のさらなる実施形態では、第２の通信ノードは、第２の外部ネットワーク内に位置し、かつ、第２の通信ノードのホームネットワーク内のモビリティアンカを介してネットワークベースのモビリティを利用する。ネットワークベースのモビリティのモバイルアクセスゲートウェイは、第２の通信ノードからのすべてのデータパケットを受信し、ルート最適化エージェントはモバイルアクセスゲートウェイ内に位置している。

本発明の別の実施形態によれば、ルート最適化エージェントは、第１の通信ノードと第２の通信ノード間のデータパス上に位置していない。この場合は、ルート最適化エージェントのプロセッサは、第１の通信ノードと第２の通信ノードの間のデータパス上の第２の通信ノードの第１のルータであるエンティティと、第２の通信ノードの現在のネットワーク内のエンティティとの間に、かつ、ルート最適化エージェント間に、第２のＩＰトンネルを確立する。したがって、第１の通信ノードを宛先とする第２の通信ノードからすべてのデータパケットは、第２のＩＰトンネルを経てルート最適化エージェントに転送される。

本発明の有利な実施形態では、ルート最適化エージェントの受信機は、第１の通信ノードからのルート最適化検出メッセージを受信する。ルート最適検出メッセージに応答して、ルート最適化エージェントのプロセッサは、第２の通信ノードの現在のネットワークに関する情報、及びオプションとして可能性のあるルート最適化エージェントの候補に関する情報を収集する。次いで、送信機は、収集された情報を含むルート最適化応答メッセージを第１の通信ノードに送信できる。

本発明の１つの実施形態は、ホームエージェント機能を有するパケットデータネットワークゲートウェイを備えている、そこにおいて、パケットデータネットワークゲートウェイは、データパケットが第１の通信ノードと第２の通信ノードの間で交換されるデータパス上に位置する。さらに、パケットデータゲートウェイは、第１の通信ノードと第２の通信ノードのうちの１つのためにモビリティメカニズムに関与し、かつ、第１の通信ノードと第２の通信ノードの間のデータパスを最適化するために可能性のあるルート最適化エージェントの候補に関する情報を要求するルート最適化検出メッセージを第１の通信ノードから受信する受信機を備えている。パケットデータゲートウェイのプロセッサは、第２の通信ノードの現在のネットワーク内のルート最適化エージェントを決定する。次いで、パケットデータゲートウェイの送信機は、決定されたルート最適化エージェントに関する情報を含むルート最適化応答メッセージを第１の通信ノードに送信する。

以下に、添付図面を参照して本発明の実施形態をより詳細に説明する。図中、同様の又は対応する詳細部分には同じ参照番号が付されている。

ＭＩＰｖ６によるモバイルノードと通信相手ノード間の通信用の双方向トンネリングの使用を示す ＭＩＰｖ６によるモバイルノードと通信相手ノード間の通信用のルート最適化の使用を示す ＬＴＥシステムの高レベルアーキテクチャを図示する データパケットがＭＮ１とＭＮ２の間の長距離データルートを経て交換される例示的シナリオを図示し、最適なデータルートも図示されている 図４の例示的シナリオ、及び通常のＭＩＰｖ６のＲＯがＭＮ１によって実行される場合の最適なデータルートを図示する 図４の例示的シナリオを図示するが、本発明の１つの実施形態により最適化されたデータパスと、前記実施形態を実施するための対応する幾つかのメッセージが示されている 本発明の１つの実施形態によるルート最適化のためのシグナリング、及びこれによって最適化されたデータパスを経たデータ交換の結果を示すシグナリング図 本発明の異なる実施形態が利用される場合、特にルート最適化エージェントがＭＮ１とＭＮ２の間の元のデータパス上にない場合の図４のネットワーク配備を示す 本発明の幾つかの実施形態によるＭＮ１によって実行される幾つかのステップを示すフローチャートを示す ＭＮ１がそのホームネットワーク ＨＰＬＭＮ１内にあり、最適化されたデータパスが本発明の１つの実施形態により確立される別のネットワーク配備を示す ＭＮ１が３ＧＰＰネットワークにアタッチされ、本発明のさらなる実施形態により最適化されたデータパスが確立される別のネットワーク配備を示す 図１１と同様であるが、本発明の実施形態によりＬ−ＰＧＷが決定されたネットワーク配備を示す 本発明のさらなる実施形態により確立される最適化されたデータパスが、ＭＮ１とＭＮ２のＳＧＷ間の追加のトンネル、及びＭＮ１のｅＮＢ１とＭＮ１のＳＧＷ１間のトンネルによって構成されるさらなるネットワーク配備を示す ＭＮ１がＲＮを介してネットワークにアタッチされ、最適化されたデータパスが本発明のさらなる実施形態により確立される別のネットワーク配備を示す Ｌ−ＳＧＷ及びＬ−ＰＧＷの決定が図１４の場合と異なる、図１４と同類のネットワーク配備を示す Ｌ−ＳＧＷ及びＬ−ＰＧＷの決定が図１４及び図１５の決定とは異なる、図１４及び図１５と同類のネットワーク配備を示す

定義
以下に、本明細書で頻繁に用いられる幾つかの用語の定義を記載する。

モバイルノードは、通信ネットワーク内の物理的エンティティである。１つのノードが幾つかの機能的エンティティを有することができる。機能エンティティとは、ノード又はネットワークの別の機能エンティティに所定の機能のセットを実行及び／又は提供するソフトウェア又はハードウェアのことである。ノードは、ノードが通信可能な通信設備又は媒体にノードをアタッチする１つ又は複数のインタフェイスを有することができる。同様に、ネットワークエンティティは、別の機能的エンティティ又は通信相手ノードと通信できる通信設備又は媒体に機能的エンティティをアタッチする論理インタフェイスを有することができる。

通信ノードは、携帯電話やラップトップなどのモバイルノード、又はサーバなどの固定ノードのいずれかであってよい。

ＩＰトンネルは、対応する送信元及び宛先アドレスとしてＩＰトンネルの終端ポイントを有するＩＰヘッダを有するデータパケットの補足的なカプセル化であると定義できる。

ルート最適化エージェント（ＲＯＡ）は、第２の通信ノードのネットワーク内のエンティティ、又はエンティティ内の機能であると理解できる。これは第１の通信ノードと第２の通信ノード間のデータパス上に位置してもしなくてもよい。データパス上のエンティティと前記データパスの外部のルート最適化エージェントとの間に追加のトンネルが不要であるため、ＲＯＡはデータパス上にある方がより好ましい。ルート最適化エージェントは、ＭＩＰｖ６と同様の能力を包含していてもよく、かつ、ルート最適化エージェント内のトポロジー的に正しくないモバイルノードによって要求されるホームアドレスに基づいてＩＰトンネルの確立を受け入れるなどのさらなる機能を補足的にサポートする必要がある。例えば、ルート最適化エージェントは、ＳＧＷ内に位置してもよく、また、オプションとしてＰＧＷの機能をサポートしてもよい（ＰＧＷとＳＧＷとの共存）。

セキュリティアソシエーション（ＳＡ）は、安全な通信をサポートするために、２つのノード又は機能エンティティが共有するセキュリティ情報のセットであると定義できる。例えば、セキュリティアソシエーションは、データ暗号化アルゴリズム、（１つ又は複数の）データ暗号化鍵（例えば秘密鍵又は公開鍵／秘密鍵のペア、（１つ又は複数の）初期化ベクトル、デジタル証明など）を含み得る。一般的には、外部ネットワーク内のモバイルノードとホームネットワーク内のホームエージェントの間にセキュリティアソシエーションが提供される。したがって、モバイルノードが外部ネットワークにアタッチされても、ホームエージェントとモバイルノード間の暗号化／認証／認可された通信が（例えば安全なトンネル）が確保されてもよい。セキュリティアソシエーションは一般的に、終端ポイントのアドレス、すなわちホームエージェントのアドレス及びモバイルノードの１つのアドレス（一般的にはホームアドレス）にバインドされる。

パケットデータネットワーク（ＰＤＮ）接続は、特定のアクセスポイント名（ＡＰＮ）によって特定される、（１つのＩＰｖ４アドレス及び／又は１つのＩＰｖ６プレフィックスによって表される）ＭＮとＰＤＮ間のアソシエーション（論理接続）であると定義できる。通常は、これは、その特定のＡＰＮに割り当てられるＰＤＮゲートウェイ（ＰＧＷ）とＭＮの間のアソシエーションである。

以下に、本発明の１つの特定の実施形態を詳細に説明する。説明は本発明を限定するものとしてではなく、本発明の基本原理の例として理解されるべきである。クレームに記載の本発明の基本原理は別のシナリオにも、本明細書には明確に記載しない方法で応用できることを当業者は認識されるべきである。

この特定の実施形態では、２つの通信モードがモバイルノードであり、それらのホームネットワーク内にはなく、外部ネットワーク内にあるものと想定する。さらに、第１のモバイルノード、ＭＮ１は、現在位置しているＶＰＬＭＮ内のＭＩＰｖ６などのクライアントベースのモビリティをサポート、かつ、使用するものと想定されている。第２のモバイルノード、ＭＮ２は、同じＶＰＬＭＮ内のＰＭＩＰなどのネットワークベースのモビリティメカニズムを使用する。

この例示的シナリオは、図４についての導入部で既に説明した通りである。ＭＮ１は、アクセスポイント（ＡＰ）を通してＶＰＬＭＮにアタッチされ、かつ、ＭＮ１のホームネットワークＨＰＬＭＮ１内にＭＩＰｖ６のホームエージェントＰＤＮ−ＧＷ１（ＰＧＷ１）を有している。ＭＮ１は、データパケットを別のモバイルノードと交換するために、そのホームエージェントＰＧＷ１によって割り当てられたＨｏＡを使用する。したがって、着信・送信されたすべてのデータパケットはホームエージェントＰＧＷ１を経て送信される。アクセスゲートウェイ（ＡＧＷ）は、モバイルノードの認証及びＩＰ構成に関与できる非３ＧＰＰアクセスネットワーク内に通常は位置するエンティティである。ＭＮＰｖ６に従って、ＭＩＰトンネルが、ＭＮ１とＨＰＬＭＮ１内のホームエージェントＰＧＷ１との間に確立される。ＭＮ２は、３ＧＰＰアクセスと、サービングゲートウェイを介してそのホームネットワークＨＰＬＭＮ２及びそのローカルモビリティエージェント（ＬＭＡ）であるＰＧＷ２とにアタッチされる。ＰＭＩＰに従って、ＰＭＩＰトンネルは、ＭＮ２のＭＡＧであるサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）と、データパケットが送信されるＭＮ２のＬＭＡであるＰＧＷ２との間に存在する。

ＭＩＰトンネル及びＰＭＩＰトンネルは、それぞれのＭＩＰの一部、及びＰＭＩＰモビリティプロトコルとして既に確立されている。本発明によれば、これらのトンネルはさらに、ＭＮ１やＭＮ２とは異なる別のモバイルノードと通信するためにも使用できる。

図６は、本発明のルート最適化によるＭＮ１とＭＮ２との間の最適化されたデータパスを示している。最適化されたデータパスに到達するために実行される様々なステップを以下に説明する。

ＭＮ１はルート最適化を開始し、実行するが、ＭＮ２はルート最適化を認知しないものと想定されている。本発明のＲＯの解決策によれば、ＭＮ１が開始するルート最適化手順の完了後、ルート最適化は両方向、すなわちＭＮ１からＭＮ２への方向と、ＭＮ２からＭＮ１への方向にセットアップされる。この解決策では、ルート最適化手順でＭＮ２の関与をする必要はなく、したがって提案される解決策はあらゆるタイプの通信相手ノードに応用できる。

以下で明らかにしているように、ＭＮ１は、ホームネットワークＨＰＬＭＮ１で現在使用しているＭＩＰｖ６などのクライアントベースのモビリティをサポートする。本発明のルート最適化を開始するＭＮ１は通常、ＭＮ２の現在の位置を認識せず、ＭＮ２のＨｏＡのみを認識する。したがって、ＭＮ１は、ＭＮ２がそのホームネットワークＨＰＬＭＮ２内にあるのか、在圏ＰＬＭＮ内にあるのかを認識しない。この例示的シナリオによれば、ＭＮ２はＭＮ１と同じＰＬＭＮ内に位置している。当然、ＭＮ２はその代わりに別の外部ネットワーク内にあってもよい。

ＭＮ１はまず、ＲＯが実際に必要であるか否かを判定する。例えば、ＭＮ１がそのホームネットワークＨＰＬＭＮ１内にあり、ＭＮ２もそのホームネットワークＨＰＬＭＮ２（この場合については図示せず）内にあってもよい。この場合は、データパスが既に最適化されているのでルート最適化は必要ない。しかし、ＭＮ２がそのホームネットワーク内に位置しておらず、外部ネットワーク内に位置している場合は、ＭＮ１は、ＭＮ２のホームネットワークを経た迂回を避けるために、ルート最適化を実行することを決定する。ＭＮ２が例えばＭＩＰｖ６からの別のどのルート最適化もサポートしない場合も、本発明のルート最適化を適用できる。一般に、ＲＯが有益であるには、ＭＮ１又はＭＮ２の少なくとも一方は外部ネットワーク内に位置していることが望ましい。

あるいは、本発明のルート最適化を実行するか否かの決定はＭＮ１で行うのではなく、ＭＮ１のホームエージェントＰＧＷ１などのＭＮ１とＭＮ２との間のデータパス上の別の適切なエンティティ、又はＭＮ２及びその現在のネットワークを認識するより可能性が高いＭＮ２のホームエージェントＰＧＷ２で行ってもよい。この場合は、ＭＮ１は、得られた決定だけを報知され、それに従って動作する。

図６のシナリオでは、ＭＮ１は、ＭＮ２がそれ自体と同じ外部ネットワーク内に位置していることを認知し、そして、ルート最適化の実行を決定する。最初に、新たに最適化されるデータパス用に使用されるルート最適化エージェント（ＲＯＡ）を決定する必要がある。ＲＯＡはＭＮ１とＭＮ２との間のデータパス上に有利に位置している。以下で詳細に説明するように、前記データパス上に位置しておらず、ＭＮ２と同じネットワーク内に位置しているだけのＲＯＡを使用することも可能である。この場合は、ＭＮ２から発信され、かつ、ＭＮ１を宛先とするすべてのデータパケットが、ＲＯＡによって受信され、次いで前記データパケットをＭＮ１に転送することを確実にするため、ＭＮ２から発信されるデータパケットは、データパスからまずＲＯＡにルーティングされる必要がある。

図６の例示的実施形態では、ＶＰＬＭＮ内のサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）がルート最適化エージェントとして選択される。ＲＯＡを選択するため、ＲＯＡを決定され、かつ、ＭＮ１であってよいエンティティは、ＭＮ２のネットワーク内の適切なＲＯＡ候補に関する情報を要求する。ＲＯＡは、新たな最適化されたデータパス用の媒介として動作する特別の特性を有する必要がある。特に、例えばＲＯＡとＭＮ１との間にトンネルを確立するため、ＲＯＡがＭＩＰホームエージェントの能力を有することが有利である。さらに説明を続けるように、ＲＯＡによってさらなる機能がサポートされてもよい。

トンネルがＲＯＡとＭＮ１との間に確立されるものと想定する。ＭＩＰｖ６用に規定されているＩＰｓｅｃプロトコルに基づいてＲＯＡとＭＮ１との間にトンネルを確立するため、ＭＮ１はＲＯＡとブートストラップ手順を実行し、そこでまずＲＯＡのアドレスを取得し、次いでＲＯＡとセキュリティアソシエーションをセットアップする。セキュリティアソシエーションの確立の間、ＭＮ１はそのホームネットワークＨＰＬＭＮ１から既に構成されているホームアドレスを使用することを要求する。言い換えると、ＲＯＡとセキュリティアソシエーションのために、通常はＲＯＡ用のトポロジー的に正しいＩＰアドレスである新たなホームアドレスをＲＯＡと構成するのではなく、旧来のＭＮ１のホームアドレスが使用される。これに対応して、次いでデータパケットがＲＯＡとＭＮ１との間で両方向にトンネルリングされてもよい。セキュリティアソシエーションの完了後、ＭＮ１は、その現在のＣｏＡ、例えば現在の非３ＧＰＰアクセスシステムで使用されるＩＰアドレスを登録するために、バインディング更新メッセージをＲＯＡに送る。

ＭＮ１とＲＯＡとの間のトンネルは、ＭＩＰｖ６内のＩＰｓｅｃとは異なる別のプロトコルによって生成され、保持されてもよいことを当業者は留意することが望ましい。例えば、ＩＰｓｅｃ、又はＩＫＥｖ２モビリティ及びマルチホーミングプロトコル（ＭＯＢＩＫＥ）、又はクライアントとネットワークゲートウェイの間の他のトンネリングプロトコルをサポートするＭＩＰｖ４がある。

いずれの場合も、データパケットをトンネリングするため、それらはＲＯＡ及びＭＮ１においてヘッダでカプセル化され、このヘッダは送信元アドレス及び宛先アドレスとしてトンネルの終端ポイントを含んでいる。オプションとして、例えばトンネルモードでＩＰｓｅｃプロトコルを使用する場合、元のデータパケット（トンネリングされたデータパケットのペイロード）を暗号化してもよい。

本発明の幾つかの実施形態によれば、ルート最適化はＭＮ２に対して透過的（transparent）である、すなわちＭＮ２はルート最適化に関与せず、かつ、認識していない。したがって、ＭＮ２は、ＭＮ１のＨｏＡを宛先とするデータパケットを送信し続け、送信元アドレスとしてＭＮ１のＨｏＡを有していることをＭＮ１からのデータパケットを待機する。そのため、ＭＮ１のＨｏＡはさらに、ＭＮ１とＭＮ２との間でデータパケットの交換するために使用される。

最適化されたデータパスを使用可能にするため、ＭＮ１のホームアドレスを、ＭＮ１への確立されたＩＰトンネルに対応するインタフェイスと関連付ける特別のルーティングエントリがＲＯＡ内で定義される。したがって、宛先アドレスフィールド内のＨＰＬＭＮ１からのＭＮ１のＨｏＡを有する、ＭＮ２からＲＯＡに着信するすべてのデータパケットは前記トンネルインタフェイスに転送される。トンネリングのために外側ヘッダを構築するため、ＭＮ１のＨｏＡをＶＰＬＭＮ内のＭＮ１のＣｏＡと関連付けるバインディングキャッシュエントリはＲＯＡ内に確立される。これに対応して、外部トンネルヘッダの宛先アドレスフィールドはＭＮ１のＣｏＡを含み、一方、内側ヘッダの宛先アドレスフィールドはＭＮ１のＨｏＡを含んでいる。外側ヘッダの送信元アドレスはＲＯＡのアドレスである。ＭＮ１は、データパケットを受信し、これらを非カプセル化し、格納されたペイロードを処理する。

ＭＮ２を宛先とするＭＮ１からのデータパケットは、確立されたルーティングエントリに従ってＲＯＡによってＭＮ２に転送される。ＲＯＡがＭＮ１とＭＮ２との間の元のデータパス上にある場合は、前記ルーティングエントリは既に構成されている可能性がある。ＲＯＡが元のデータパスの外側にある場合は、バインディングキャッシュエントリと共に前記ルーティングエントリが確立される必要がある（後に説明する）。

その結果、ＭＮ１とＭＮ２との間に最適化されたデータパスが確立され、通信モバイルノードのホームネットワークを経た迂回が回避される。

以下に、本発明の実施形態による最適化されたデータパスを確立する各々のステップをより詳細に説明する。３つの主要段階に区分できる。最初に、「ルート最適化の検出」は、データパスが最適化されるべきか否かを決定し、もしそのケースである場合は、最適化されたデータパスが進むルート最適化エージェントを決定する。次に、新たなデータパスをセットアップすることが必要である、それにはＭＮ１とＲＯＡとの間のトンネル、及びＲＯＡとＭＮ１内の必要なルーティングエントリ及びバインディングキャッシュエントリの確立が含まれる。最後に、本発明のルート最適化が適用されない別のモバイルノードとのデータ交換と比較してより十分に実際のデータ交換が説明される。

●「ルート最適化の検出」
ＲＯＡの検出手順の目的は以下の通りである。
１）ＭＮ１とＭＮ２との間のルート最適化が有益であるか否かを検出する。
２）ルート最適化が有益である場合は、どのタイプのＲＯが実行されるべきであるかを検出する。例えば、本発明のルート最適化をデフォルトで実行することができる。しかし、場合によっては、その代わりに通常のＭＩＰｖ６ベースのＲＯを実行してもよい。
３）本発明のルート最適化を実行すべき場合は、ルート最適化エージェントを発見し、そのＩＤを知ること。ＲＯＡ−ＩＤはＩＰアドレス、又はＲＯＡを一意的に特定する完全修飾ドメイン名（ＦＱＤＮ）であってもよい。

最初に、ＲＯの必要性を検出するために、ＭＮ１はＭＮ２の方向に「ＲＯ検出メッセージ」を送信する。「ＲＯ検出メッセージ」への応答はＭＮ１に対してＲＯが有利であるか否かを判定するための適切な情報を送る。

例えば、ＭＮ１はＲＯ応答メッセージを通して収集された情報に基づいて、ルート最適化が有利ではないと判定してもよい。これは、ＭＮ１がそのホームネットワークＨＰＬＭＮ１内にあり、ＭＮ２もそのホームネットワークＨＰＬＭＮ２内にあることを認識する場合であろう。２つのモバイルノード間には既に最適なパスが存在するので、それ以上のルート最適化は有益ではないであろう。

本発明のルート最適化を実行すべきではあるが、通常のＭＩＰｖ６のＲＯの方がより適している場合もあり得る。例えば、ＭＮ２もＭＩＰｖ６などのクライアントベースのモビリティプロトコルを使用している場合、最適化されたデータルートを達成するために２つのモバイルノードが各々ＭＩＰｖ６のＲＯを実行してもよい。

ＭＮ１が、ＲＯ検出手順によって、ＭＮ１が現在位置しているＶＰＬＭＮと同じＶＰＬＭＮにＭＮ２がアタッチされていることを認識する場合は、本発明のルート最適化は好適である。

「ＲＯ検出メッセージ」は異なる方法で実施可能であり、補足的に、例えば「ＲＯＡ発見」メッセージの役割を果たしてもよい、すなわち、通常のＭＩＰｖ６のブートストラッププロトコルで行われるような補足的なＲＯＡ発見手順を実行する必要はない。このような「ＲＯ検出メッセージ」は、ＭＮ１によって、元のデータパスを経て、（存在するＭＩＰトンネルを含む）ＭＮ２に送られることができる、すなわち、「ＲＯ検出メッセージ」はＰＧＷ１とＰＧＷ２とを横断する。一般に、ＭＮ１とＭＮ２との間のデータパス上のどのルーティング又はモビリティアンカエンティティも「ＲＯ応答メッセージ」で「ＲＯ検出メッセージ」に応答することができる。ＲＯ応答メッセージはＲＯＡ発見の情報を含み得ることに留意されたい。「ＲＯ応答メッセージ」の送信側には、ＲＯが有益であり得るか否か、かつオプションとしてどのＲＯを実行すべきかをＭＮ１に指示できるＲＯ関連情報を含んでいてもよい。この情報は、例えばＭＮ２が現在どのＰＬＭＮにアタッチされているかに関する情報を含んでいてもよい。

「ＲＯ検出メッセージ」を実現可能な１つの方法は、僅かに修飾されたＨｏＴｉ又はＣｏＴｉメッセージを使用することである。ＭＮ１が「ＲＯ検出メッセージ」として修飾されたＨｏＴｉを使用する場合は、ＭＮ１は、どのタイプのＲＯが必要であるのか、又はＲＯがそもそも必要であるのかをまず検出するため、ＣｏＴｉメッセージの送信を遅延させてもよい。次いで、本発明のルート最適化ではなく通常のＭＩＰｖ６のＲＯを実行すべき場合は、ＭＮ１はＣｏＴｉメッセージを送信することによってリターンルータビリティ手順を継続してもよい。

「ＲＯ検出メッセージ」は、応答の送信側により破棄されてもよいが、ＭＮ２である最終宛先にさらに転送されてもよい。例えば、ＳＧＷがＲＯ検出メッセージをさらにＭＮ２に転送した場合は、ＭＮ２は、ＭＮ２がＨｏＴｉメッセージに応答してスタックするＭＩＰｖ６を実施していないのでそのメッセージを破棄してもよく、又は、例えばメッセージを解読できるならば応答してもよい。ＭＮ１が幾つかの「ＲＯ応答メッセージ」をＭＮ２からも受信すると、ＭＮ１はどのタイプのＲＯを開始すべきかを決定する手段を実施することができる。

別なオプションは、「ＲＯ検出メッセージ」の目的を満たすために特別の新たなメッセージを定義することであろう。「ＲＯ検出メッセージ」の実現の別のオプションは、新たなＩＰヘッダのオプション、又はＩＰヘッダ内の「ＲＯＡ」フラグなどの新たなフラグとするデータパケットであろう。そこで、ＭＮ１とＭＮ２との間のデータパス上のルータ又はモビリティアンカはその新たなＩＰヘッダ又は新たなフラグに応答してＭＮ１への応答を生成できる。

前記のように、ＲＯ検出メッセージは、ＭＮ１とＭＮ２との間のデータパス上の様々なエンティティによって傍受されてもよい。別の可能性は、ホームエージェントの機能を有するエンティティだけが、ＭＮ２用のバインディングキャッシュエントリ（ＢＣＥ）を有するＭＮ１からのＲＯ検出メッセージに応答することである。「ＲＯ検出メッセージ」の宛先アドレスはＭＮ２のＩＰアドレスであるため、どのエンティティもそのＭＮ２用のＢＣＥを有しているか否かを容易に検出できる。

「ＲＯ検出メッセージ」は「発信元ＰＬＭＮ ＩＤ」（例えばＨＰＬＭＮ１）、又は、ＭＮ１のＨＰＬＭＮ１と、ＲＯＡが位置しているＰＬＭＮとの間にローミング合意が存在するか否かを応答エンティティがそこから推定できる「発信元ノードＩＤ」（例えば、ネットワークアクセス識別子、ＮＡＩ、これは、ＲＦＣ４２８２に記載されているようなネットワーク認証中にユーザによってそのアイデンティティ（identity）として提出されるものである）を含んでいてもよい。後に説明するように、ルート最適化エージェントがアタッチされるネットワークとＭＮ１のネットワークとの間のローミング合意は、トンネル確立のためにＲＯＡとＭＮ１との間にセキュリティアソシエーションを確立するために必要である。このようにして、応答エンティティは、本発明のルート最適化が可能であるか否かを判定できる。

ＰＧＷ２が「ＲＯ検出メッセージ」を受信し、「ＨＰＬＭＮ ＩＤ」に基づいてＶＰＬＭＮとＨＰＬＭＮ１との間にローミング合意が存在しない（すなわちＵＥ１がＳＧＷでブートストラップすることができない）ことを検出しても、ＰＧＷ２はＨＰＬＭＮ１とＶＰＬＭＮとの間にローミング合意があることを認識しない。ネットワーク構成により、本発明のＲＯがＭＮ２に対して許可されない場合は、ＰＧＷ２は「ＲＯ検出メッセージ」を破棄することを決定してもよい。そうではなく、ＲＯがＭＮ２に対して許可される場合は、ＰＧＷ２には、１）ＰＧＷ２が応答せず、「ＲＯ検出メッセージ」をさらに転送する、又は２）ＰＧＷ２がＳＧＷ ＩＤ（及び対応するＶＰＬＭＮ ＩＤ）を含む「ＲＯ応答メッセージ」を送信するという２つの可能性がある。ＰＧＷ２が「ＲＯ検出メッセージ」を転送し、ＶＰＬＭＮ内のＳＧＷがこれを受信すると、ＳＧＷはローミング合意に基づいて応答するか否かも判定できる。

ＰＧＷ２又はデータパス上の何らかの別のエンティティによって、ＭＮ１とＭＮ２との間のＲＯが有益であり得るか否かを判定するために、ＲＯ検出メッセージはＭＮ１の現在のＶＰＬＭＮ ＩＤを含んでいてもよい。

一般に、ＲＯ検出メッセージに含まれる情報は、どのエンティティがＲＯ及びルート最適化エージェントの必要性を判定するかによって左右される。例えば、すべての決定がＭＮ１によってなされた場合は（ＭＮ中心の決定と呼んでもよい）、ＭＮ２、ＭＮ２の現在のネットワーク、及び可能性のあるＲＯＡ候補に関するすべての情報を収集し、そして、ＭＮ１に返送される前記すべての情報を含むＲＯ応答を生成するため、ＲＯ検出メッセージは応答エンティティ用に必要なメッセージだけを含んでいてもよい。

逆に、ＰＧＷ２などのいずれかの他のエンティティが決定を行うべき場合は（ＰＧＷ２中心の決定と呼んでもよい）、ＲＯ検出メッセージは、ＰＧＷ２がこの決定を行うために必要なＭＮ１のネットワーク、ＨＰＬＭＮ１などへの情報を含むことが望ましい。

ＭＮ１が本発明の１つの実施形態によるＲＯを実行することを決定すると、ＭＮ１はルート最適化エージェントの探索も行い得る。例えば、ＲＯ検出メッセージが応答エンティティ（例えばＰＧＷ２）によって受信されると、前記エンティティはルート最適化が実際に有効であるか否かを判定するための情報を取得するだけではない。それに加えて、応答エンティティは、ＭＮ２が現在アタッチされているネットワーク内で適切なルート最適化エージェント（１つ又は複数）を探索できる。ＳＧＷが応答エンティティである場合は、ＳＧＷは、それ自体がルート最適化エージェントの機能を実行できることを認識し、かつ、前記情報をＲＯ応答メッセージに含める。ＳＧＷは可能性のある別のルート最適化エージェントの候補を認識できる。あるいは、ＲＯ検出メッセージを受信可能なルート最適化エージェントのすべてが、ＭＮ１に対してルート最適化エージェントとして利用可能であることを報知するために、ＲＯ応答メッセージで別個に応答してもよい。

ＭＮ１が決定を行うべきか否かに応じて、「ＲＯ応答メッセージ」に応答してＭＮ１とＭＮ２との間のデータパス上のエンティティによって送信される「ＲＯ応答メッセージ」は、ＭＮ２が位置するＰＬＭＮ ＩＤを含んでいてもよい。これに対応して、ＭＮ１は次いで、ＲＯが有益であるか否か、又は、どのＲＯを実行すべきかを決定できる。

さらに、ＲＯ応答メッセージが、ＰＧＷ２などのＭＮ１とＭＮ２との間のデータパス上の別のエンティティによって判定されたルート最適化エージェントのアイデンティティを既に含んでいてもよい。あるいは、ＭＮ１は、１つ又は複数のＲＯ応答メッセージを通して、ＭＮ１がルート最適化エージェントとなる１つを決定しなければならない幾つかのＲＯＡ候補を受信してもよい。

ＲＯ検出メッセージが修飾されたＨｏＴｉ又はＣｏＴｉメッセージであることに対応して、ＲＯ応答メッセージを修飾されたＨｏＴ又はＣｏＴメッセージとして実施してもよい。

ＭＮ２がＰＭＩＰｖ６などのネットワークベースのモビリティを使用している場合、ローカルＨＡがＭＡＧ機能（本説明では、ＳＧＷ）を実行するエンティティとコロケートされることが有利であることに留意することが重要である。また、ＳＧＷという用語は特に３ＧＰＰのＬＴＥアーキテクチャに適用されることにも留意することが望ましい。しかし、本発明はＬＴＥアーキテクチャに限定されるものではなく、別のネットワークに応用可能である。その場合は、ＳＧＷはＭＮ２用の第１の（又はデフォルトの）ルータを表している。

前記の説明から、ルート最適化を行うべきか否か、また、どのルート最適化を行うべきであるかを決定する様々な方法があることが当業者には明らかであろう。本発明の前記の実施形態は単なる例示としてのものであり、異なる方法で変更し、又は組み合わせることができる。いずれの場合も、ＲＯＡとトンネリングを確立するため、ＭＮ１はＲＯＡのアイデンティティを知る必要がある。

図６及び図７には、前記例示的シナリオによるＲＯ検出メッセージ及びＲＯ応答メッセージの送信が示されている。以下の説明を分かりやすくするため、ＭＮ１がルート最適化の必要性、及び使用されるルート最適化エージェントに関する決定を行うものと想定される。

ＭＮ１はＲＯ検出メッセージ（１）を送信し、これはＰＧＷ１、ＰＧＷ２、及びＳＧＷを介してＭＮ２に転送される。上述のように、ＲＯ検出メッセージは、拡張ＨｏＴｉメッセージとして実施することができる、それは、上述のようにＭＮ１のＨＰＬＭＮ及び／又はＶＰＬＭＮをオプションで含んでいてもよい。その結果、ホームエージェント（又はＬＭＡ）のＰＧＷ１及びＰＧＷ２は拡張されたＨｏＴｉをＭＮ２に適正に転送するであろう。さらに、この例示的シナリオでは、ＳＧＷがＲＯ検出メッセージを傍受するものと想定される。それに応答して、ＳＧＷは、ＭＮ２が現在アタッチされているネットワークに関する情報（ＶＰＬＭＮ−ＩＤ）を収集し、その独自のアイデンティティを可能性のあるＲＯＡ候補としてＲＯ応答メッセージに含める。ＳＧＷは、前記情報を含む対応するＲＯ応答メッセージ（２）をＭＮ１に送る。この場合は、ＲＯ応答メッセージは拡張ＨｏＴメッセージとして実施される。

ＭＮ１はＲＯ応答メッセージと格納された情報とを受信し、これによってＭＮ２は、それ自体と同じＶＰＬＭＮ内に位置していることを認識する。その結果、ＭＮ１はルート最適化が有益であると判定する。ＶＰＬＭＮ１−ＩＤに従って、ＭＮ１はＶＰＬＭＮ（ＲＯＡとＭＮ２とが位置するネットワーク）とＨＰＬＭＮ１との間にローミング合意があるか否かも判定できる。ＶＰＬＭＮ内のＲＯＡとＭＮ１との間にセキュリティアソシエーションを確立するため、ＲＯＡは、ＭＮ１のホームネットワークＨＰＬＭＮ１、及びＨＰＬＭＮ１により提供される適切な認証サービスを介してＭＮ１を認証することが必要である。ＶＰＬＭＮとＨＰＬＭＮ１との間にローミング合意がなされていない場合は、ＲＯＡはＭＮ１を認証することができず、したがって、ＭＮ１と前記ネットワーク内の可能性のあるＲＯＡとの間のセキュリティアソシエーションを確立することができない。この場合は、ＭＮ１は本発明のルート最適化は不可能であるものと判定できる。

ローミング合意が、決定されたＲＯＡとセキュリティアソシエーションをＭＮ１が生成できるように、ＶＰＬＭＮとＨＰＬＭＮ１との間に確立されているものと想定されている。

ＭＮ１はＭＮ２のネットワーク内のルート最適化エージェントを決定する必要がある。ＲＯ応答メッセージは、可能である１つ又は複数のＲＯＡ候補に関する情報を含んでいてもよい。代替的に又は追加的に、ＭＮ１は、ＭＮ１とＭＮ２との間のデータ上の異なるエンティティから幾つかのＲＯ応答メッセージを受信していてもよい。例えば、ＲＯＡとして動作可能であり、かつ、ＲＯ検出メッセージを受信する各々のエンティティが、それ自体を可能性のあるＲＯＡ候補として特定するＲＯ応答メッセージで応答してもよい。一般に、ＲＯＡ候補（１つ又は複数）は、それらがＭＮ２のネットワーク内にある限り、データパス上にあってもなくてもよい。

データパス上のどのエンティティもＲＯＡとして動作することができないために、ＲＯ応答メッセージでＭＮ１に対して候補を特定できない場合は、ＭＮ１は、特定のネットワーク内の可能性のあるすべてのホームエージェントを決定できる既知のホームエージェント発見メカニズムを実行してもよい。そこで、選択されたホームエージェントが本発明によるＲＯＡとなるために必要な機能をサポートするという条件で、ＭＮ１は特定されたこれらのホームエージェントの１つをルート最適化エージェントとして選択してもよい。

ＭＮ１は、ＭＮ１とＭＮ２との間のデータパス上のＲＯＡを有利的に決定する。いずれの場合も、ＲＯ検出手順の終わりに、ＭＮ１は、ＭＮ２のネットワーク内のＲＯＡのアイデンティティを認識することが望ましい。

これまでの記載では、ＭＮ１が、その現在のＶＰＬＭＮ−ＩＤを認知し、かつ、ＲＯの必要性の判定するために、データパス上のネットワークエンティティを補助するように、それを「ＲＯ検出メッセージ」に含めるものと想定されている。しかし、ＭＮ１がＶＰＬＭＮ−ＩＤを知る必要はなく、ＭＮ１がその現在のＰＬＭＮ ＩＤを如何にして認知するかの問題が生じる。可能な解決策の１つは、ＰＧＷ１がＶＰＬＭＮ ＩＤをＲＯ応答メッセージに挿入することである。問題は、ＰＧＷ１がＭＮ１の現在のＶＰＬＭＮ ＩＤも知らない場合に要約することができる。簡単な解決策の１つは、ＡＧＷがＶＰＬＭＮ ＩＤに関する情報を挿入できるようにすることであろう。しかし、ＲＯ検出／応答メッセージはＭＩＰトンネルにトンネリングされているので、これらはＡＧＷに対して透過的（transparent）である。したがって、代替方法の１つは、メッセージを検査し、かつ、ＶＰＬＭＮ ＩＤをＲＯ検出メッセージ内の対応するフィールドに挿入するために、ＭＮ１が、ＡＧＷに指示するために、特定のフラグを外部のＭＩＰｖ６トンネルのＩＰヘッダにセットアップすることである。

「ＲＯ検出メッセージ」を投入することで生じる可能性がある問題の１つは、悪意があるノード（例えばＭＮ１）がサービス不能化（ＤＯＳ）攻撃を行うことがあることである。このような攻撃がなされると、ＭＮ１は何百万ものＲＯ検出メッセージ送信することがあり、通信相手ノードがアタッチされるエンティティ（ＨＡ、ＰＧＷ、ＳＧＷ）の処理量が増大する可能性がある。可能な解決策は、（ＭＮ２用のモビリティアンカポイントである）ＰＧＷ２がＭＮ２の宛先アドレスに送られる「ＲＯ検出メッセージ」に、ＭＮごとに例えば毎秒、又は毎分１ｍｓｇの速度制限をかけることであろう。このようにして、「ＲＯ検出メッセージ」はＨＰＬＭＮ２、及びＭＮ２がアタッチされている可能性のあるＶＰＬＭＮ内で溢れることがないであろう。

●最適化されたデータパスの確立
ＲＯＡ−ＩＤ（それは、ＲＯＡ ＩＰアドレス又はＦＱＤＮであってよい）を使用して、ＭＮ１は、決定されたＲＯＡとＩＰトンネルを確立する必要があり、これにより、ＲＯＡとセキュリティアソシエーションを確立するため、かつ、必要ならばオプションとしてＲＯＡアドレスを取得する（図７を参照）ために、ブートストラップ手順を開始する。ブートストラップ手順を開始する前に、発見されたＲＯＡが、ＭＮ２が現在位置しているアクセスネットワーク内に位置することをＭＮ１は確認してもよい。ＭＮ１はＲＯＡから新たなホームアドレスを要求せず、ＲＯＡとセキュリティアソシエーションを確立するために、ＨＰＬＭＮ１からの既に構成されているホームアドレスを使用する。したがって、ＲＯＡと、ＨＰＬＭＮ１に割り当てられたＭＮ１のＨｏＡにバインドされたＭＮ１との間にＩＰｓｅｃトンネルが確立される。

宛先アドレスフィールド内にＭＮ２のアドレスを有するデータパケットをＲＯＡへのＭＩＰトンネルと関連付けるためには、ＭＮ１内にルーティングエントリが必要である。その理由は、ＲＯＡへのＭＩＰトンネルが、ＰＧＷ１へのＭＩＰトンネルがバインドされている同じＨｏＡに基づいて確立されるからである。両方のトンネルを区別するため、ＭＮ１内のルーティングエントリは宛先アドレスに基づいて、特定のデータパケットがどのＭＩＰトンネルを経て送信されるべきかを決定する。

ＭＮ１の元のＨｏＡはＲＯＡに対してトポロジー的に正しくないものの、ＲＯＡは、ＭＮ２からＭＮ１に送信されるデータパケット用の前記の特別のルーティングエントリを確立する必要があり、特別のルーティングエントリは依然としてＭＮ１のＨｏＡを確立されたトンネルと関連付けている。より詳細には、ルータの通常のルーティング機能によれば、宛先アドレスとしてＭＮ１のＨｏＡを有するデータパケットは、ルーティングテーブルエントリに従って次のルータにルーティングされる、すなわち、パケットはローカル処理されないことである。通常は、宛先アドレスのＩＰプレフィックスがルータ／ＨＡ自体によってホストされている場合は、データパケットはルータ内のＨＡ機能によってのみ処理される。しかしながら、この場合は、ＲＯＡに割り当てられていないＭＮ１のＨｏＡを宛先とするデータパケットを、ＩＰトンネルを経てＭＮ１に送信するために、ＲＯＡはデータパケットをそのＨＡ機能に送ることが望ましい。したがって、ＲＯＡ機能が動作するエンティティは、ＭＮ１のＨｏＡアドレスを宛先とするパケットがルータ機能によって処理されるべきではなく、宛先アドレスのＩＰプレフィックスはＲＯＡによってホストされていないものの、ＨＡ機能によって処理されなければならないことを含むルーティングエントリを有しなければならない。

図７からわかるように、ＭＮＩのＨｏＡをＭＮ１のＣｏＡと関連付けるために、ＲＯＡ内にバインディングキャッシュエントリも確立される。したがって、ＨＡ機能は、ＭＮ１のＨｏＡを宛先とするデータパケットをＭＮ２からＭＮ１にトンネリングする際にＭＮ１のＣｏＡを使用するためのバインディングキャッシュエントリを適用してもよい。

さらに、ＭＮ２のアドレスをＭＮ２に到達するインタフェイスと関連付けており、ＭＮ２を宛先とするデータパケット用のさらなるルーティングエントリがＳＧＷ／ＲＯＡ内に既に構成されている。このルーティングエントリは、ＰＧＷ２からＰＭＩＰトンネルを経て受信され、かつ、非カプセル化されるデータパケットをさらにＭＮ２に転送できるように、ルーティングエントリはＰＭＩＰで最初に確立された。非カプセル化の後に同じ宛先アドレスがデータパケット内にあるので、このルーティングエントリは、ＭＮ１からＩＰｓｅｃトンネルを経て受信されたデータパケットにも適用されてもよい。したがって、ＭＮ１から最適化されたデータパスを経て着信するデータパケット用のルーティングエントリをＲＯＡ内に補足的に確立する必要はない。

前記の説明は、ＭＮ１とＭＮ２との間のデータパス上に位置し、これにより、すべてのデータパケットをＭＮ２から受信することをＲＯＡは想定している。しかし、既に記載したように、ＲＯＡはデータパス上にある必要はない。しかし、この場合は、ＭＮ２からＭＮ１へのすべてのデータパケットがＲＯＡを経て送信される必要がある。それを達成するため、ＭＮ１を宛先とするすべてのデータパケットは、ＭＮ２の第１の（デフォルト）ルータとＲＯＡとの間でトンネリングされなければならない。

図８は、ＲＯＡがＭＮ１とＭＮ２との間のデータパス上にないが、ＶＰＬＭＮ内のどこかにあるＰＧＷ３内に位置している場合を示している。最適化されたデータパスはＲＯＡ及びＭＮ２の第１のルータを経てＳＧＷに向かう。ＲＯＡとしてＰＧＷ３を決定した後、ＭＮ１は、セキュリティアソシエーションを確立し、ひいてはＭＮ１とＰＧＷ３とＩＰｓｅｃトンネルを確立するために、ＰＧＷ３のブートストラップ手順を開始する。上述のように、ＲＯＡとセキュリティアソシエーションを生成するために、ＨＰＬＭＮ１からの既に構成されたＭＮ１のＨｏＡが使用される。さらに、ＲＯＡがＳＧＷ内にある場合と同様に、ＭＮ２から送信され、ＭＮ１のＨｏＡを宛先とするデータパケットをＭＮ１にＭＩＰトンネルを経て直接転送するため、ＭＮ１のＨｏＡをＭＮ１へのトンネルインタフェイスと関連付ける特別のルーティングエントリがＲＯＡ内に確立される必要がある。ＭＮ１のＨｏＡをＭＮ１のＣｏＡと関連付けるＲＯＡ内のバインディングキャッシュエントリによって、ＲＯＡのＨＡ機能はトンネルカプセル化を生成すること、すなわち、ＭＮ１のＣｏＡを外部トンネルのヘッダの宛先アドレスとして含めることが可能になる。

既に記載したように、ＳＧＷとＲＯＡとの間にトンネルを確立する必要がある。そのために、ＭＮ１はＰＧＷ３−ＩＤを含む特別のメッセージをＭＮ２に送信できる。この特別のメッセージは例えば、ＲＯメッセージでＲＯＡ候補が応答されない場合、可能性のあるＲＯＡの探索に関して先述したものと同様の「ＨＡ発見メッセージ」であってよい。例えば、ＭＮ２のアンカポイント（この場合は例えばＰＧＷ２）又はＳＧＷは、特別のメッセージを傍受し、これによってＭＮ１が既にＲＯＡを構成済みであることを知ってもよい。したがって、ＰＧＷ２は、ＰＧＷ３／ＲＯＡへのＰＭＩＰトンネルを確立するために、ＭＮ２のＳＧＷをトリガする。

ＰＭＩＰトンネルはＳＧＷとＰＧＷ３／ＲＯＡとの間にセットアップされる。ＲＯＡがＳＧＷである場合とは異なり、ＭＮ１から送信され、ＭＮ２を宛先とするデータパケット用のルーティングエントリをＲＯＡ内に構成する必要がある。このルーティングエントリはＭＮ２のアドレスをＳＧＷへのＰＭＩＰトンネルインタフェイスと関連付ける。これによってＲＯＡはデータパケットをＳＧＷにトンネリングするために外部トンネルのヘッダを構築することが可能になる。

さらに、宛先アドレスとしてＭＮ１のＨｏＡを有するデータパケットをＰＧＷ３にＰＭＩＰトンネルを経てルーティングするため、ルーティングエントリ及びこれに対応するバインディングキャッシュエントリをＳＧＷ内に確立する必要がある。

ＰＧＷ３とＭＮ２のＳＧＷとの間にＰＭＩＰトンネルを確立する可能性のある別の手順は、以下のとおり実行される。ＭＮ１がＭｎ２のＳＧＷ ＩＤを知っている場合は（例えばＳＧＷ−ＩＤをＲＯ応答メッセージに含めてもよい）、ＭＮ１は、ＭＮ１とＰＧＷ３／ＲＯＡとの間にＭＩＰｖ６のトンネルを確立するブートストラップ手順の間に、このＩＤをＰＧＷ３に信号報知することができる。次いで、ＰＧＷ３は、ＭＮ１とＭＮ２との間のデータトラフィック用のＰＭＩＰトンネルの確立をＳＧＷ２とＰＧＷ３との間に開始するために、ＳＧＷ２（又はコアネットワーク内の別のモビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ））にコンタクトしてもよい。

ブートストラップの成功の直後に、ＭＮ１がＰＧＷ３へのデータパケットの送信を開始することができ、ＰＭＩＰトンネルを経てデータパケットをＳＧＷに転送し、これをＭＮ２のＩＰプレフィックスがホストされているＰＧＷ２にルーティングしないように、確立されたルーティングエントリをＰＧＷ３は有することが望ましいので、ブートストラップ手順の終了前に、ＰＭＩＰトンネルを確立することが有利となる。

このようにして、ＲＯＡはＭＮ１とＭＮ２との間の元のデータパス上ないが、最適化されたデータパスが達成される。

これまで、ネットワークベースのモビリティはＰＭＩＰｖ６プロトコルに基づくものと想定されている。しかし、本発明はＰＭＩＰｖ６プロトコルに限定されず、ＰＧＷ３／ＰＧＷ２とＳＧＷとの間にＧＴＰなどの別のプロトコルを適用することができる。

●データ交換の詳細
図７は、説明してきた本発明の実施形態によるルート最適化実行後のＭＮ１とＭＮ２との間で交換されたデータパケットのヘッダ構造を下部に示している。

ＭＮ２は、送信元アドレスとしてのＭＮ２のアドレスと、宛先アドレスとしてのＭＮ１のＨｏＡとを有する対応するヘッダを有するデータパケットを生成する。このデータパケットは、第１のルータに送信される、それは、ＳＧＷであり、このシナリオではＲＯＡでもある。ルーティングエントリ及び対応するバインディングキャッシュエントリに従って、データパケットは別のヘッダでカプセル化され、その際、ＳＧＷのアドレスは送信元アドレスであり、ＭＮ１のＣｏＡは外側ヘッダの宛先アドレスである。したがって、データパケットは、データパケットを非カプセル化し、さらに処理できるＭＮ１に転送される。

ＭＮ２は別のモバイルノードとのさらなるセッションを有してもよい。これらのデータパケットは宛先アドレスとしてＭＮ１のＨｏＡを有しておらず、別のアドレスを有している。したがって、これらはＭＩＰを経てＭＮ１に転送されるのではなく、ＰＭＩＰを経てＰＧＷ２に転送される。言い換えると、以前確立された特別のルーティングエントリは、宛先アドレスとしてＭＮ１のＨｏＡを有するデータパケットのみ適用できる。

ＭＮ１は、送信元アドレスフィールド内にＭＮＩのＨｏＡを含み、かつ、宛先フィールド内にＭＮ２のアドレスを含む対応するヘッダを有するデータパケットを生成する。通常、すべてのＭＩＰトンネルは異なるホームアドレスに基づいているので、ＭＮ１は通常、データパケットの送信元アドレスフィールドに従って、前記データパケットがどのＭＩＰを経て送信されるかを選択する。しかし、この場合は、ＭＮ１の同じホームアドレスに基づく２つのＭＩＰトンネルがＭＮ１内に存在する。ＨＰＬＭＮ内のそのホームエージェントＰＧＷ１へのトンネルと、その他のトンネルはＶＰＬＭＮ内のＲＯＡに向かっている。したがって、ＭＮは、宛先アドレスとしてＭＩＰトンネルへのＭＮ２のアドレスを有するデータパケットをＲＯＡへと向けるルーティングエントリを必要とする。対応するバインディングキャッシュエントリによって、ＭＮＩは、送信元アドレスとしてのＭＮ１のＣｏＡと、宛先アドレスとしてのＲＯＡのアドレスとを有する外側ヘッダを構築される。

このように、データパケットは適切なＭＩＰトンネルを経てＲＯＡに送信され、これがデータパケットを非カプセル化する。ＲＯＡは、データパケットの宛先アドレスフィールド内のＭＮ２のアドレスを、ＭＮ２に向かう適切なインタフェイスと関連付けるルーティングエントリに従って、非カプセル化されたデータパケットをＭＮ２に転送する。

ＭＮ１は別のモバイルノードとのさらなるセッションを有してもよい。しかし、宛先アドレスはＭＮ２のアドレスではないので、ＭＮ１内の特別のルーティングエントリは適用されず、データパケットはＭＩＰトンネルを経てＨＰＬＭＮ１内のＰＧＷ１へと送信される。

図９は、本発明の幾つかの実施形態によるＲＯを実行するためにＭＮ１が講じる幾つかのステップを図示するフローチャートを示す。ＭＮ１は「ＲＯ検出メッセージ」をＭＮ２に送信することでＲＯ検出手順を開始する。ＭＮ１は、（１つ又は複数の）ＲＯ応答メッセージを受信し、かつ、格納された情報を取出す、それは、例えばＭＮ２の現在のネットワーク（ＶＰＬＭＮ−ＩＤ）及び／又は可能性のあるＲＯＡ候補を含んでいてもよい。このようにして、ＭＮ１はルート最適化を実行するか否かを決定することができる。

ＲＯが実行されるべきであることが想定され、この場合は、ＭＮ１はＭＮ２がＭＩＰｖ６をサポートするか否か、かつ、可能ならば本発明によるルート最適化によってＭＩＰｖ６のＲＯが本当に有益であるかを判定する。

ＭＩＰｖ６がサポートされ、ＭＩＰｖ６のＲＯが有益である場合は、ＭＮ１はＭＮ２とＭＩＰｖ６のＲＲ／ＲＯ手順を実行する。他方では、ＭＮ２のＶＰＬＭＮとＭＮ１のホームネットワーク、ＨＰＬＭＮ１との間にローミング合意が存在するか否かを判定する必要がある。ローミング合意が存在しない場合は、本発明によるルート最適化は実行されない。

ローミング合意が得られている場合は、ルート最適化エージェントが判定され、特に、ＭＮ１とＭＮ２との間のデータパス上でルート最適化エージェントが可能であるか否かが判定される。

判定されたＲＯＡが前記データパス上にあるか否かに応じて、本発明の異なる２つの実施形態が実行される。第１の実施形態は、図６及び図７を参照して記載された、ＲＯＡがデータパス上にあるシナリオである。第２の実施形態は、ＲＯＡがＰＧＷ３内の元のデータパス外にあり、ＳＧＷとＲＯＡとの間に追加のトンネルが必要な、図８に関連して記載されたシナリオである。このようにして、ＭＮ１とＭＮ２との間に新たな最適化されたデータパスが確立される。

以下では、ＭＮ１がそのホームネットワークＨＰＬＭＮ１内に位置している場合、本発明の別の実施形態によるルート最適化を記載する。このシナリオは、ＲＯＡとＭＮ１との間の双方向のパケットヘッダフォーマットを含めて図１０に示されている。このシナリオのルート最適化は、多くの態様で図６及び図７に関して詳細に記載したものに対応している。主な相違点は、ＲＯＡ／ＳＧＷ内にバインディングキャッシュエントリの確立にある。通常、ホームエージェント機能はＭＮのホームネットワーク内に位置し、ＭＮは外部ネットワークからのＣｏＡを有しているので、通常は、ＭＩＰｖ６内のバインディングキャッシュエントリはＭＮのＨｏＡを前記ＭＮの対応するＣｏＡと関連付ける。しかし、このシナリオでは、ホームネットワークにアタッチされるＭＮ（ホームリンクとしても知られている）は、（ホームリンク上の）ＭＮのホームネットワーク内に存在しないホームエージェントの機能（すなわちＲＯＡ）を有するエンティティでＭＩＰトンネルを構成する。このようなシナリオは、ＭＩＰｖ６仕様の基準から修正された機能を実施するＭＮ及びホームエージェントでのみ可能である。本発明の別の部分で記載したように、ＭＮとホームエージェントとは、ホームエージェントにとってトポロジー的に正しくないホームアドレス用にＭＩＰトンネルを確立できるように修正されることが望ましい。したがって、この場合は、ＲＯＡが、カプセル化されたデータパケットを、ＭＩＰトンネルを経てＨＰＬＭＮ１内のＭＮ１に送信できるように、ＲＯＡ内のバインディングキャッシュエントリはＭＮ１のＨｏＡをＭＮ１のＨｏＡと関連付ける。

バインディングキャッシュエントリが存在しないとすれば、ＲＯＡは、ＭＮがそのリンク、すなわちＶＰＬＭＮの３ＧＰＰにアタッチされるものと想定されるであろうが、そうではない。したがって、ＭＮ２からＭＮ１に送信されるデータパケットは、外側トンネルヘッダ及び内側ヘッダに同じ宛先アドレス、すなわちＭＮ１のＨｏＡを含んでいる。これに対応して、ＭＮ１からＭＩＰトンネルを経てＲＯＡに送信されるデータパケットは、外側トンネルヘッダと内側ヘッダの両方に同じ送信元アドレスであるＭＮ１のＨｏＡを有している。

本発明のルート最適化が実行された後、ＭＮ１とＭＮ２との間のセッションの継続性を保つための追加のメカニズムが必要である。ＭＮ２が通信セッション中にそのＳＧＷから離れた場合、データパケットは依然として旧来のＳＧＷに着信され、したがって、ＭＮ２には到達しないであろう。異なる２つの場合が区分され、以下に検討する。

ＭＮ２は同じＰＬＭＮ内の別のＳＧＷに移動することがあり、その場合の２つのサブケースを記載する。

ルート最適化エージェントにＳＧＷが割り当てられると、ＭＮ２が新たなＳＧＷに移動した後、ＲＯＡ切り換え手順を実行しなければならない。

先行技術では、旧来のＲＯＡが「ＨＡ切り換え」メッセージをＭＮ１に送るＨＡ切り換え手順が知られている。しかし、先行技術のＨＡ切り換えメッセージは常時送られることができないので、ＲＯＡがＭＮを別のＲＯＡに積極的に移動する場合に、ＨＡ切り換え手順を適用することはできない。したがって、本発明の目的のために新規のタイプのＲＯＡ切り換え手順が必要である。

ＲＯＡは、新たなＲＯＡをＭＮ１に通知するために、ＩＫＥｖ２プロトコルメッセージを使用してもよい。例えば、ＩＫＥｖ２ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＡＬ交換手順によれば、ＲＯＡは新たなＲＯＡのためのアドレス情報を含むＩＫＥｖ２メッセージをＭＮ１に送ってもよい。したがって、ＭＮ１は、ＭＮ１のＲＯＡへのＭＩＰトンネルを更新してもよく、データパケットは新たなＲＯＡに適正に送信される。

ＲＯＡにＳＧＷが割り当てられず、ＭＮ２のＶＰＬＭＮ内のローカルＰＳＷ（例えば図８のＰＧＷ３を参照）が割り当てられる場合は、新たなＳＧＷとＲＯＡとの間にＰＭＩＰトンネルを確立できる限りはＲＯＡを変更する必要はない。新たなＰＭＩＰトンネルの確立をトリガする手順は、ＰＬＭＮへのＳＧＷ再割り当て手順の一部であってもよい。

ＭＮ２が別のＰＬＭＮに移動する場合、第１に、ＲＯＡに新たなＭＮ２の位置が報知されず、及び／又は、第２に、何らかの方法でＲＯＡに新たなＭＮ２の位置が報知されたとしても、ＲＯＡは、それが別のＰＬＭＮ内にあるので、新たなＭＮ２のアクセスゲートウェイへのトンネルを確立することができないため、ＰＧＷ内、又はＳＧＷ内に位置する（旧来のＰＬＭＮ内の）ＲＯＡはもはや使用できない。（ＲＯＡがＳＧＷにある場合）ＭＮ２がＲＯＡに直接アタッチされるので、又は（ＲＯＡがＰＧＷ３にある場合）ＲＯＡへのＰＭＩＰトンネルが解体されるので、ＲＯＡはＭＮ２の移動を認識する。これらの場合は、ＲＯＡはＭＩＰｖ６をＭＮ１からデタッチする手順を開始する必要がある。デタッチ後、ＭＮＩはその元のＨＡ（すなわちＰＧＷ１）を経て双方向ＭＩＰｖ６トンネルを使用することができ、又は、ＲＯが必要であるか否か、及び／又はどのタイプのＲＯが有益であるか否か、及び／又は必要である場合は、新たなＰＬＭＮ内の新たなＲＯＡを発見するために、ＭＮ１は新たなＲＯ検出手順を開始することができる。

前記のシナリオでは、仮定が、ＭＮ１が非３ＧＰＰアクセスシステムにアタッチされ、ＭＮ１はＲＯＡへのＭＩＰトンネルの確立を実行できることである。

以下では、別のシナリオ、すなわち、ＭＮ１が３ＧＰＰベースのアクセス技術、すなわち、ＵＭＴＳ又はＬＴＥアクセスシステムにアタッチされる場合を考慮する。３ＧＰＰアクセス技術はマクロ（ｅ）ＮＢセル、又はミクロＨ（ｅ）ＮＢセル、又はワイヤレス中継ノードによって提示されてもよい。一般に、基地局の（Ｈ）（ｅ）ＮＢの表記は、基地局が以下の１つ、ＮＢ、ＨＮＢ、ｅＮＢ、又はＨｅＮＢであることを意味している。

本発明の以下の実施形態では、図１１に示すシナリオが考慮される。ＭＮ１が民間企業ネットワーク内のＨｅＮＢ１に接続され、ＭＮ２と通信し、一方、それは同じＶＰＬＭＮ内のｅＮＢ２又はＨｅＮＢにアタッチされてもよいものと想定される。最初に、ＭＮ１とＭＮ２との間のデータは、それぞれのホームネットワークＨＰＬＭＮ１及びＨＰＬＭＮ２を経て交換される。ＭＮ１は、ローカル接続を確立することを決定してもよく、ローカルＩＰアクセス（ＬＩＰＡ）を実行してもよい。これに対応して、ＭＮ１はそのＭＭＥにＰＤＮ接続性要求（PDN connectivity request）を送信し、次いで、それはＭＮ１のローカルＰＤＮ接続のためのローカルゲートウェイ（Ｌ−ＰＧＷ）を決定する。例えば、Ｌ−ＰＧＷにＨｅＮＢ１を割り当ててもよい。Ｌ−ＰＧＷはローカルＰＤＮ接続の確立中にＭＮ１のＭＭＥによって決定される。Ｌ−ＰＧＷ選択手順をサポートするため、ＨｅＮＢ１は例えば、ＰＤＮ接続確立手順中にＬ−ＰＧＷの機能をサポートする旨をＭＭＥに対して指示してもよい。ＭＮ１はローカルＰＤＮ接続用の（ＨｅＮＢである）Ｌ−ＰＧＷから新たなＩＰアドレスを構成する。したがって、ＭＮ１からＭＮ２へのデータパケットは、ＨＰＬＭＮ１（ＰＧＷ１）及びＶＰＬＭＮ内のその他のコアネットワークエンティティにルーティングされず、ＭＮ２のホームアドレス（図１１には図示せず）に基づいて、ＨｅＮＢ１／Ｌ−ＰＧＷからＨＰＬＭＮ２に直接ルーティングされる。図１１は、前記のルーティングの最適化を、すなわち、トンネルはＬ−ＰＧＷを通過するので、ＭＮ１はローカルＰＤＮ接続を利用してＭＮ２のゲートウェイ（例えばＳＧＷ２）へのトンネルを確立できることを示している。これについては後に詳述する。

図１１はさらに、ＭＮ１が別のモバイルノードと通信するためのＨＰＬＭＮ（ホーム経由のトラフィック）へのＰＤＮ接続と、ＭＮ２と通信するためのＬ−ＰＧＷとのローカルＰＤＮ接続を同時に有することができることを示している。

本発明の実施形態によれば、ＲＯ検出メッセージが、本発明のこれまでの実施形態で上述したように、ＲＯＡを決定するために、ＭＮ１からＭＮ２に送信される（ステップ（１））。この場合は、傍受エンティティ、この場合、ＳＧＷ２がＲＯ応答メッセージで応答し（ステップ（２））、ＳＧＷ２がＲＯＡとして動作可能である旨を示す。したがって、ＭＮ１は、ＲＯＡとしてのＭＮ２のＳＧＷ２を発見し、そして、ＳＧＷ２のブートストラップを開始する（ステップ（３））。ＭＮ１は、ＲＯＡへのトンネルを確立するために、Ｌ−ＰＧＷ（ＨｅＮＢ）から取得したローカルＩＰアドレスを使用する。トンネルの確立中に、ＭＮ１は、ＭＮ２から送信されるデータパケットの宛先アドレスがＭＮ１のＨＰＬＭＮからのホームアドレスである場合は、これらのデータパケットはトンネルを経て転送されるべきである旨を、ＲＯＡに対して報知することができる。このようにして、ＭＮ２から送信され、トンネルを経てＭＮ１を宛先とするパケットを転送するために、特別のルーティングエントリがＲＯＡ／ＳＧＷ２内に確立される。言い換えると、ＲＯＡ（ＳＧＷ２）とＭＮ１との間に確立されるセキュリティアソシエーションは、ＭＮ１のホームアドレスではなく、ＭＮ１のローカルアドレスに基づくものである。これに対応して、ＭＮ１とＲＯＡとの間にＩＰトンネルが確立される（ステップ（４））。

さらに、データパケットがＭＮ１とＭＮ２との間でのデータパケットの適正な転送を確実にするため、それに従ってＲＯＡ内のルーティングエントリ及びバインディングキャッシュエントリが定義される必要がある。

図１１は、本発明の実施形態で実行されるステップを示し、かつ、本発明の実施形態を実行した後のデータパケットの交換を示している。より詳細には、ＭＮ１はＭＮ２のホームアドレスを宛先とするデータパケットを、確立されたＩＰトンネルを経てＲＯＡに送信する。ＲＯＡは、ＭＮ２のホームアドレスをｅＮＢ２へのＧＴＰトンネルと関連付ける対応するルーティングエントリに基づいて、これらのデータパケットをさらなるＧＴＰトンネルを経てＭＮ２のｅＮＢ２に転送する。次いで、ｅＮＢ２は無線リンクを経てデータパケットをＭＮ２に転送する。逆に、ＲＯＡ内のＭＮ２（ＳＧＷ２）から着信し、ＭＮ１のローカルアドレスを宛先とするデータパケットは、ＩＰトンネルを経てＭＮ１に転送される。

本発明の実施形態は、多くの点で、図６に関連して記載した前記実施形態と同様である。例えば、ＲＯＡの発見及びトンネルの確立の手順は同一であってもよい。

ＭＮ１とＳＧＷ２との間で使用されるデータパケットのヘッダの構造は、図７に示したヘッダと同様である。相違点は、ＭＩＰトンネルの代わりにＩＰｓｅｃトンネル又はＩＰ−ｉｎ−ＩＰトンネルを使用できることと、内側ＩＰヘッダが元のＭＮ１のＩＰアドレス（図７のＭＮ１のＨｏＡと同様の、ＰＧＷ１からの）を含むことと、外側ＩＰヘッダがＭＮ１のローカルアドレス（図７のＭＮ１のＣｏＡと同様の、Ｌ−ＰＧＷ／ＨｅＮＢからの）を含んでいることである。

図１１のシナリオでは、ＭＮ１が３ＧＰＰアクセスに接続されるものと想定されている。現在の３ＧＰＰ標準化に基づき、３ＧＰＰネットワークにアタッチされるＭＮはＭＩＰｖ６シグナリングを実行することが許可されていない。ＲＯＡへのＭＩＰトンネルを確立できないという点で、このことは本発明の実施形態にとって意味を有する。このことで今後の標準化が変更されるかもしれないが、現時点での代替解決策は、Ｌ−ＰＧＷ（ＨｅＮＢ）を経たＲＯＡへの仮想プライベートネットワーク（ＶＰＮ）の場合のように、ＭＮ１はＩＰｓｅｃトンネルを確立することであり得る。

現在説明している本発明の実施形態では、図１１に示すように、ＲＯ検出メッセージ及びＲＯ応答メッセージを使用してＳＧＷ２が発見されるものと記載されている。あるいは、ＭＮ１が、ＶＰＬＭＮ内のＭＮ２のローカルセキュリティ／サービングゲートウェイを要求するＤＮＳ要求をＭＮ１がＤＮＳサーバに送信するドメイン名システム（ＤＮＳ）を使用して、ＳＧＷ２はＭＮ１によって発見することができる。次いで、ＤＮＳサーバが、ＭＮ１によってＲＯＡとして使用されるＳＧＷ２のＩＰアドレスで応答する。さらなる代替は、ダイナミックホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）シグナリングの使用に関連する。特定のＶＰＬＭＮ内のＭＮ２のトラフィックのデータパスに属するＲＯＡエンティティを発見するためにＤＨＣＰを使用する場合は、ＭＮ１は例えば、情報要求メッセージのホームネットワーク識別子フィールド内に所望のＲＯＡ名（例えばＭＮ２＿ＩＤ．Ｄａｔａ＿Ｇａｔｅｗａｙ．ＶＰＬＭＮ．ｏｒｇ）を含むことができる。ＭＮ２が同じＤＨＣＰサーバを用いるので、ＤＨＣＰサーバはＭＮ２を認知してもよい。したがって、ＤＨＣＰサーバは、ＭＮ１の要求に対して、（利用できる場合は）ＲＯＡエンティティのＩＰアドレス、又はＭＮ１がＤＮＳ要求のために後に使用可能なＦＱＤＮで応答することができる。

ルーティングパス上の、又はＭＮ２の近隣にあるＳＧＷ２を発見するため、ＤＮＳ及びＤＨＣＰプロトコルは、対応する要求に何らかの特定の情報（例えばＭＮ２のＩＰアドレス）を含めるように、拡張する必要がある。

以下に、本発明のさらなる実施形態を提示する。これらの本発明のさらなる実施形態は、ＭＮ１がローカルにルーティングされるトラフィックを有することを希望し、そのためにＬＢＯを実行するシナリオに対処するものである。図１１のシナリオと同様に、ＭＮ１はミクロＨ（ｅ）ＮＢ又はマクロ（ｅ）ＮＢを経て３ＧＰＰ技術にアタッチされる。ＬＩＰＡは、ＭＮがＨ（ｅ）ＮＢ（すなわちミクロセル）にアタッチされ、（ｅ）ＮＢ（すなわちマクロセル）にアタッチされない場合だけ適用可能である。

通常、ＭＮ１がＬＢＯ（又はＬＩＰＡ）を実行する際に、ネットワークに要求メッセージを送信することによって、ＶＰＬＭＮ内のローカルＰＤＮ接続が確立される。特に、ＰＤＮ接続要求は、ＭＮ１のＭＭＥに送信され、これはＥＰＳベアラのアイデンティティ、ＰＤＮのタイプ、アクセスポイント名（ＡＰＮ）及びＭＮ１が確立したい新たなＰＤＮ接続を特定するために使用されるその他の情報を含んでいてもよい。ＭＮ１がＬＢＯを実行したい場合、すなわちＶＰＬＭＮ内にローカルにアンカされるＰＤＮ接続を確立したい場合、ＭＮ１は適切な情報、例えばＡＰＮはＭＭＥに対して、ＰＤＮ接続をローカルな接続にするべきであることを明確に指示すべきであるという適切な情報を含むことができる。また、ＭＮ１は、ローカル又はホーム経由のトラフィック及びネットワーク（例えばポリシー設定に基づくＭＭＥ及び／又はＨＳＳ）がローカル又はホームＰＧＷを選択するという指示なしで、ＡＰＮを含む要求を送ることも可能である。

ＭＭＥが新たなＰＤＮ接続のためにＰＤＮ接続性要求を受信する後、ＭＭＥは、ＰＤＮ接続のための適切なＬ−ＰＧＷを決定するため、ＡＡＡ（認証、認可及び課金）サーバ又はホーム加入者サーバ、ＨＳＳなどの加入者データベースを要求してもよい。幾つかのネットワーク展開では、ＭＭＥは場合によっては別のネットワークエンティティからの情報を要求せずにＬ−ＰＧＷを決定してもよい。最後に、ＭＭＥは、ＶＰＬＭＮ内にＬ−ＰＧＷを割り当て、そして、選択されたＰＧＷを使用するために、このＰＤＮ接続用の選択されたＳＧＷに、かつ、ｅＮＢ１に指示する。ＬＢＯの場合、ローカル／在圏ＰＧＷ（Ｌ−ＰＧＷ）は通常はコアネットワーク内に位置するのに対して、ＬＩＰＡの場合は、Ｌ−ＰＧＷは、（例えば図１１の場合のようにＨｅＮＢとコロケートされた）アクセスネットワーク内に位置する。

しかし、選択されたＬ−ＰＧＷは、特にＬＢＯの場合は、ＭＮ２又はＭＮ１の位置に関して最適ではないかもしれない。例えば、ＭＮ１とＭＮ２とがＶＰＬＭＮの近隣に位置しているにも関わらずデータパケットは依然として長距離を移動することがあるように、選択されたＬ−ＰＧＷはＶＰＬＭＮ内に位置している。

したがって、本発明の以下の実施形態によれば、ＭＮ１とＭＮ２の間のデータパケット交換にとって最適であるＬ−ＰＧＷが決定される。

図１２を参照して、本発明の以下の実施形態を説明する、それは、ＭＮ１がｅＮＢ１に接続され、ＬＢＯを実行したいシナリオを示す。ＭＮ１はそのＭＭＥにＰＤＮ接続性要求を送信できる（ステップ（１））。この実施形態によれば、ＰＤＮ接続性要求は、ＭＮ２とのデータ交換のためにＭＮ１が使用する適切なＬ−ＳＰＧＷを決定する際に使用されるＭＮ２のＩＰアドレスを付加的に含んでいる。言い換えると、最適なＬ−ＳＰＧＷを決定する際にＭＭＥがＭＮ２の位置を考慮できるように、ＭＮ１はＭＮ２に関する情報を送信する。

ＭＭＥはそれに従って、ＭＮ２で受信した情報に基づいて、ＭＮ２へのＭＮ１の接続のために、Ｌ−ＳＰＧＷを決定する。有利に、ＭＭＥは、ＭＮ２のＳＧＷ２とコロケートするようにＬ−ＰＧＷを決定する、なぜなら、これによって関与するデータパス上のエンティティ数が最小限になるからである。

ＭＭＥは、ＭＮ２がＶＰＬＭＮにアタッチされているか否かをチェックする手段を有するべきである。もしそうならば、ＭＭＥは、ＭＮ２のゲートウェイ、すなわちＰＧＷ又はＳＧＷを決定し、そして、ローカルＰＤＮ接続のためにＬ−ＳＰＧＷとしてＳＧＷ２をＭＮ１に割り当てる。ＭＮ２がＶＰＬＭＮに属しておらず、又はＭＭＥがＭＮ２に関連する適当なゲートウェイを決定できない場合は、すなわち、ＭＮ２が登録／接続されているＶＰＬＭＮ内にＳＧＷもＰＧＷも存在しない場合は、ＭＭＥは従来技術と同様にいずれかのＰＧＷをＭＮ１に割り当てる。

ＳＧＷ２がコロケートされたローカルＳＧＷ及びＰＧＷ（すなわちＬ−ＳＰＧＷ）の機能を実行できることをＭＭＥが判定した後、ＭＭＥはＳＧＷ２に対して、ＳＧＷ２がＭＮ１のローカルＰＤＮ接続用のＬ−ＳＰＧＷになるべきであることを報知する。この報知は、ステップ（２）で、セッション作成要求メッセージ（create session request message）をＬ−ＳＰＧＷ（ＳＧＷ２）に送信することによって行うことが可能であろう。ＳＧＷ２は、ＩＰｖ６プレフィックスなどのＭＮ１のローカルＰＤＮ接続のためのＩＰアドレス情報を含むかもしれないベアラセットアップ応答でＭＭＥに応答する。

次いで、ＭＭＥはステップ（３）で、ｅＮＢ１とＬ−ＳＰＧＷ（ＳＧＷ２）との間のトンネルの確立を開始するために、（例えばベアラセットアップ要求メッセージを送信することによって）ｅＮＢ１に報知する。ベアラセットアップ要求メッセージ（bearer setup request message）はさらに、ＰＤＮ接続性要求受け入れメッセージ（PDN connectivity accept message）をアタッチされてもよく、これによって、ＭＮ２へのデータパケットのローカルルーティングのための要求されたローカルＰＤＮ接続が成功したことをＭＮ１に通知するために、ＭＭＥはＭＮ１に応答してもよい。したがって、ベアラセットアップ要求メッセージはｅＮＢ１によって受信され、アタッチされたＰＤＮ接続性受け入れメッセージはさらにＭＮ１に転送される。

ＭＮ１の新たなＩＰアドレスを構成するため、ＰＤＮ接続性要求受け入れメッセージは、ベアラセットアップ応答メッセージ内にＭＭＥによって受信されたＬ−ＳＰＧＷ（ＳＧＷ２）のＩＰプレフィックスを含んでいてもよい。ＳＧＷ２のＩＰプレフィックスを受信すると、ＭＮ１はＭＮ２との通信にさらに使用する新たなＩＰアドレスを構成する。追加的に又は代替的に、ＳＧＷ２（Ｌ−ＳＰＧＷ）は、それがＭＮ１のローカルゲートウェイになる旨を報知された後、ＨＰＬＭＮ１内のＰＧＷ１に割り当てられたホームアドレスの代わりにＭＮ１によって使用される新たなＩＰアドレスを構成するため、ルータ広告がＳＧＷ２からＭＮ１に送信されてもよい。

（例えば図６又は図１１に示したような）前記実施形態とは対照的に、トンネル（例えばＧＴＰ／ＰＭＩＰ）はＭＮ１とＳＧＷ２との間にではなくｅＮＢ１とＳＧＷ２（Ｌ−ＳＰＧＷ）との間であることに留意されることが望ましい。したがって、ｅＮＢ１とＬ−ＳＰＧＷとの間のトンネルが確立される。

ＭＮ２への変更が必要ないように、すなわちＭＮ１が新たなローカルＰＤＮ接続を使用するように、ＭＮ１とＭＮ２との間で通信ができる異なる方法が可能であろう。第１の通信オプションでは、ＭＮ１は、送信元アドレスとしてローカルＰＤＮ接続の新たに構成されたＩＰアドレスを使用して、ＭＮ２へのデータパケットの送信を開始してもよい。次いで、Ｌ−ＳＰＧＷはＭＮ１からＭＮ２へのパケットの送信元ＩＰアドレスを交換する特別の機能を実施することが望ましいので、その際、ローカルＰＤＮ接続のＩＰアドレスはホーム経由ＰＤＮ接続（ホーム経由のトラフィック）のＩＰアドレスと交換される。送信元アドレスを交換するこの機能は、コンピュータネットワークで実行される、いわゆる送信元ネットワークアドレス変換（送信元ＮＡＴ）処理と比較可能である。Ｌ−ＳＰＧＷ内でのこの機能は、ＰＤＮ接続確立段階中、すなわちステップ（２）の間に、ＭＭＥによって起動可能である。類推的に、ＭＮ２はパケットの宛先を旧来のＭＮ１のＩＰアドレスにしているので、ＭＮ２からＭＮ１へのパケットの宛先ＩＰアドレスも交換される必要がある。この宛先ＩＰアドレス交換プロセスは、宛先ＮＡＴプロセスと同一である。Ｌ−ＳＰＧＷは宛先アドレスをローカルＰＤＮ接続用に構成されたＩＰアドレスと交換するべきである。

ＭＮ１とＭＮ２との間の通信を行う第２の通信オプションは、ローカルＰＤＮ接続を経てＭＮ２に送るパケット用の送信元ＩＰアドレスとして旧来のホーム経由のＰＤＮ接続のＩＰアドレスを使用し続けることである。通常、ＭＮ１がローカルＰＤＮ接続を介して別の通信相手ノードと通信する場合、ＭＮ１はローカルＰＤＮ接続にとって正しいＩＰアドレス、すなわちＬ−ＰＧＷによって割り当てられるＩＰプレフィックスに基づくＩＰアドレスを使用する。しかし、ＭＮ１は、（ＭＮ２などの）既存の通信セッションへのデータパケット用にだけ、旧来の（すなわちホーム経由の）ＰＤＮ接続を介して構成されたＩＰアドレスを使用する。これは、ＭＮ１とＭＮ２との間の通信セッションの継続性を保つために必要である。この第２のオプションは、ｅＮＢ１が（無線リンクを経て）論理チャネルのＩＤ、及び（Ｌ−ＳＰＧＷへのＳ１−Ｕインタフェイスを経て）ベアラＩＤに基づいて、パケットをＭＮ１へ及びＭＮ１から転送するので、ｅＮＢ１にとっての新たな問題を引き起こすことはない。この第２の通信オプションを使用して、Ｌ−ＳＰＧＷは、（それがそもそも適用されている場合）ＭＮ１のパケットにイングレスフィルタリング（ingress filtering）を適用しない、すなわち、Ｌ−ＳＰＧＷ（又はＶＰＬＭＮ内の別のルーティングエントリ）は、ＭＮ１に割り当てられたＩＰプレフィックスとは異なる送信元アドレスを有するデータパケットにフィルタリングを行わない。（必要な場合は）イングレスフィルタリングの機能停止をローカルＰＤＮ接続の確立中、例えばステップ（２）の間にＭＭＥによって行ってもよい。さらに、ＭＮ２から送信され、ＭＮ１を宛先とするデータパケットを、トンネルを経てｅＮＢ１へとルーティングするために、特別のルーティングエントリをＬ−ＳＰＧＷ内に備えてもよい。この特別のルーティングエントリは、ＭＭＥがＬ−ＳＰＧＷに対してＰＤＮ接続に関して報知する際にステップ（２）の間に確立することができる。ＭＭＥは、ＭＮ１から受信され、ＭＮ２のＩＤ（例えばＩＰアドレス）を含むＰＤＮ接続性要求に基づいてこの特別のルーティングエントリの必要性を認識する。

第２のオプションは、送信元／宛先ＩＰアドレスを交換するための新たなＮＡＴ（ネットワークアクセス変換）機能がＬ−ＳＰＧＷに必要ないため、好適である。さらに、幾つかのＩＰアプリケーションではＩＰアドレスの交換は望ましくない。

ｅＮＢ１はトンネルを経て前記データパケットをＬ−ＳＰＧＷへと転送する。データパケットは、宛先としてはＬ−ＳＰＧＷアドレスで、また、送信元アドレスとしてはｅＮＢ１アドレスでカプセル化される。

Ｌ−ＳＰＧＷに着信したデータパケットは非カプセル化され、ＧＰＴトンネルを経てｅＮＢ２に、又は、最終的には無線リンクを経てＭＮ２に転送される。必要なルーティングエントリはＬ−ＳＰＧＷ内に既に存在する。ＭＮ１とＭＮ２との間の通信の第１の通信オプションでは、Ｌ−ＳＰＧＷは、ＭＮ１からＭＮ２に送信されるデータパケットの送信元ＩＰアドレスを交換するいわゆるＮＡＴ機能を実施する。ＭＮ２からＭＮ１に送信されるパケットの場合は、Ｌ−ＳＰＧＷは宛先ＩＰアドレスを交換することになる。

本発明の実施形態によるＬＢＯを認知しないＭＮ２は、データパケットをＭＮ１のホームアドレスに送信し続ける。これらはｅＮＢ２からＳＧＷ２にＧＴＰトンネリングされる。ＭＮ１とＭＮ２との間の通信の好適な第２の通信オプションによれば、ＳＧＷ２は、ＭＮ１のホームアドレスを確立されたｅＮＢ１へのトンネルと関連付けるルーティングエントリを有しており、したがって、これらのデータパケットはｅＮＢ１に転送され、ここからＭＮ１に送信される。

Ｌ−ＳＰＧＷ内の必要なルーティングエントリは、ステップ（２）のセッション作成要求メッセージを使用して構成することができる。

以下に、ＭＮ１のＭＭＥが、ＰＤＮ接続性要求メッセージ内の送信されたＭＮ２のＩＰアドレスに基づいて、特にＩＰプレフィックスに基づいて、どのようにＭＮ２のＳＧＷを発見するかを説明する。通常はＭＮ２のＩＰアドレスはＰＧＷのＩＰプレフィックスに基づいて構築されるので、特にＭＮ２のＰＧＷがＭＭＥと同じＶＰＬＭＮ内に位置し、ＭＮ２のＳＧＷ２とコロケートされる場合は、ＭＭＥはＭＮ２のＰＧＷを発見する手段を有することができる。

しかし、ＭＮ２のＰＧＷがＶＰＬＭＮ内（すなわちＭＮ１のＭＭＥ ＰＬＭＮ内）に位置しない場合は、ＭＭＥがＭＮ２のＰＧＷ／ＳＧＷを決定することは不可能であろう。この場合は、ＭＮ１のＭＭＥは、ＭＮ２のＭＭＥを発見することを試み、ＭＭＥに対してＭＮ２のＰＧＷ／ＳＧＷのアイデンティティを要求できる。例えば、ＭＮ１のＭＭＥは、利用できるＭＮ２のエントリがある場合は要求するために、ＶＰＬＭＮ内の加入者／ロケーションサーバ（ＨＳＳなど）にコンタクトしてもよい。ＭＮ２がＶＰＬＭＮ内に登録されている場合は、加入者／ロケーションサーバは、エントリを有することが望ましく、かつ、ＭＮ２のＭＭＥ及び対応するＳＧＷ及び／又はＰＧＷを認知することが望ましい。ＭＮ２のＭＭＥは、ＭＮ２がアイドル状態にあるか又は接続状態にあるかに関わりなく、ＭＮ２のＰＧＷ／ＳＧＷを認知しており、ＳＧＷ２に関する情報でＭＮ１のＭＭＥに応答する。

本発明の代替的な実施形態によれば、ＭＮ１は、ＭＮ２の位置、又はＭＮ１との通信に使用されるＭＮ２のＰＤＮ接続に関する情報を得るために、前記実施形態のＲＯ検出メッセージ及びＲＯ応答メッセージを適用することができる。特に、傍受エンティティは、適切な情報を有することができ、かつ、ＭＮ２のＡＰＮ、又はＭＮ２用に現在使用されているＰＤＮ接続に関する他の情報、ＰＧＷ２の情報（例えばＰＧＷ２のＩＰアドレス、名前又はＩＤ）、及び／又はＳＧＷ２の情報（例えばＳＧＷ２のＩＰアドレス、名前又はＩＤ）を含むＲＯ応答メッセージを生成できる。

さらに、ＭＮ２は（図１２に示すようなｅＮＢ２の代わりにＨｅＮＢ２にアタッチされる場合は）、ＬＩＰＡを適用することも可能であり、この場合は、ＲＯ応答メッセージはＭＮ２のローカルゲートウェイ（ＭＮ２のＬ−ＰＧＷ）に関する情報も含んでもよい。例えば、ＭＮ２がＶＰＬＭＮ内にローカルＰＤＮ接続（標準のＬＢＯ又はＬＩＰＡ）を有している場合は、ＭＭＥはＭＮ１用のＬ−ＳＰＧＷとしてＭＮ２のＬ−ＰＧＷさえ割り当てることも可能である。

ＭＮ１が「ＲＯ応答メッセージ」を受信するとき、ＭＮ１はステップ（１）のＰＤＮ接続性要求に含まれる発見されたＭＮ２の情報をＭＭＥに信号で伝えることが望ましい。言い換えると、ＭＮ１は、ＭＮ２と接続中のＭＮ１にとって最適なＬ−ＰＧＷの決定に関する、ＲＯ応答メッセージから得た情報でＭＭＥを支援することができる。

以下では、何らかの理由でｅＮＢ１とＳＧＷ２との間の直接のトンネル接続が不可能であるシナリオが想定される。例えば、ＭＮ１のｅＮＢ２が、ネットワーク内の位置次第によってＳＧＷ２へのトンネル確立ができないことがある。この場合は、本発明の前記実施形態は適用できず、その変化形態を以下に説明する。

前記例によりＭＮ２のＩＰアドレスに基づいてＭＮ１にとって最適なＬ−ＰＧＷ（例えばＳＧＷ２）を決定する際に、ＭＭＥは、ｅＮＢ１とＳＧＷ２との間の直接のトンネル接続が不可能であることを、又は、ネットワーク構成又は地理的な距離のためにＭＮ１用のＳＧＷとしてＳＧＷ２を使用できないことを認識する。これに対応して、ＭＭＥは、ｅＮＢ１用にアクセス可能なＬ−ＰＧＷ、例えば、ＭＮ１のホーム経由ＰＤＮ接続に使用されるＳＧＷ１を決定する。さらに、前記実施形態と同様に、ＳＧＷ２とコロケートされるＬ−ＰＧＷがＭＭＥによって決定される。

図１３は、このシナリオ及び対応するネットワーク構成を示している。ステップ（１）で、ＭＮ１はＭＮ２のＩＰアドレスを含むＰＤＮ接続性要求メッセージをＭＭＥに送信する。ステップ（２）は、ＭＭＥから、ＰＤＮ接続性要求に応答してＭＭＥによってＳＧＷ１として決定されたＬ−ＳＧＷへのメッセージ（例えばセッション作成要求）の送信に関する。セッション作成要求メッセージは、ＳＧＷ２ ＳＧＷ２のＩＰアドレス、及びＭＮ１がアタッチされているｅＮＢのＩＤ（例えばｅＮＢ１）を含んでいる。ＳＧＷ１もＬ−ＳＰＧＷとして、図１３のステップ（３）で示したように、ＳＧＷ２とコロケートされたＬ−ＰＧＷとのＳ５インタフェイスを経てトンネルを確立するように指示される。例えば、ＭＭＥは、Ｌ−ＳＧＷに対してＳ５トンネル及び関連情報を報知するために、セッション作成要求メッセージを使用してもよい。トンネルの確立中、Ｌ−ＰＧＷ（ＳＧＷ２）はＬ−ＳＧＷ（ＳＧＷ１）に対して、ローカルＰＤＮ接続のためにＭＮ１に割り当てられるＩＰｖ６プレフィックスに関して報知する。次いで、ＳＧＷ１は、ＭＭＥに対して、ＳＧＷ２から得たＭＮ１のＩＰｖ６プレフィックス情報を含め、（例えばセッション作成要求メッセージで）Ｌ−ＳＧＷへのトンネルの確立が成功した旨を確認応答する。

次いで、ステップ（４）により、ＭＭＥは、Ｓ１−Ｕインタフェイスを経て、ｅＮＢ１とＳＧＷ１との間にトンネルが確立されるために、（例えばベアラセットアップ要求メッセージを送信して）ｅＮＢ１に指示する。ベアラセットアップ要求メッセージは、ＭＮ１が新たなＩＰアドレスを構成するために上述のように、アタッチされたＳＧＷ２のＩＰプレフィックスを含む（ＭＮ１への）ＰＤＮ接続性受け入れメッセージを含んでいてもよい。

ｅＮＢ１はＬ−ＳＧＷとのトンネルの確立を開始し、セッション作成要求メッセージ内の送信された情報に基づいていることは、て、ｅＮＢ１とのトンネル確立を確認し、実行することができる。

あるいは、ｅＮＢ１とＳＧＷ１（Ｌ−ＳＧＷ）との間でデータパケットを交換するために、ホーム経由のトラフィック用の既に確立されたトンネルが再使用されてもよい。この場合は、選択されたＬ−ＰＧＷ（ＳＧＷ２）に基づいてＭＮ１のために確立された新しいＩＰアドレスにより、ｅＮＢ１及びＳＧＷ１内に新たなルーティングエントリを定義する必要があろう。ｅＮＢ１は、ＩＰアドレスに基づいてではなく、無線インタフェイス及びＳ１−Ｕインタフェイスを経て使用されるベアラ識別子に基づいてＭＮ１のデータパケットを転送してもよいことに留意されたい。より詳細には、（新たなローカルＩＰアドレスである）ＭＮ１の新たな宛先ＩＰアドレスを既に確立されたｅＮＢへのトンネルと関連付けるダウンリンクトラフィック用のルーティングエントリをＳＧＷ１内に定義することが可能である。アップリンクでは、ＳＧＷ１は、それらがＰＧＷ１に送られるべきかＳＧＷ２に送られるべきかを判定するために、ＭＮ１から送信されるパケットを区別するべきである。そのために、ＳＧＷ１は送信元ＩＰアドレスを検査する、例えば送信元ＩＰアドレスがホーム経由ＰＤＮ接続に属していればパケットはＰＧＷ１に送信され、そして、送信元ＩＰアドレスがローカルＰＤＮ接続に属していればパケットはＰＧＷ１に送信される。以下に記載するように、使用される通信オプションに応じてＭＮ１からＭＮ２へのデータパケットには１つの例外が実行されることが望ましい。

ＭＮ１とＭＮ２との間の通信は、図１２の実施形態について上述したものと同様に行うことができる。言い換えると、第１の通信オプションと第２の通信オプションとを適用できる。以下では、ＭＮ１とＭＮ２との間のローカルルーティングのために、Ｓ１−Ｕインタフェイスを経たさらなるトンネルが確立されるものと想定される。

データパケットをＭＮ１とＭＮ２との間で正しく転送するため、ＳＧＷ１及びＳＧＷ２内の対応するルーティングエントリが定義される。詳細には、Ｌ−ＰＧＷとしてのＳＧＷ２は、（ＭＮ２はＭＮ１のホームアドレスにデータパケットを送信し続けるので）第１の通信ノードのホームアドレスをＬ−ＳＧＷとしてのＳＧＷ１への確立されたトンネルと関連付けるルーティングエントリを有している。ＳＧＷ１とＳＧＷ２との間のＳ５トンネルの確立中に、対応する指示に応じてＳＧＷ２内のルーティングエントリを確立してもよい。

一方、ＳＧＷ１内では、ＭＮ１のホームアドレスである宛先アドレスと、Ｓ１−Ｕインタフェイスを経てｅＮＢ１へのトンネルと接続するルーティングエントリが構成される。ＳＧＷ１内の別のルーティングエントリは、ＭＮ２のホームアドレスを宛先アドレスとしてＳＧＷ２（Ｌ−ＰＧＷ）へのトンネルと関連する。ｅＮＢ１では、ＭＮ２のホームアドレスを宛先として、確立されたＬ−ＳＧＷ、ＳＧＷ１へのトンネルと関連付ける。

したがって、ローカルにルーティングされた最適なデータパスは、ＭＮ１とＭＮ２との間のトラフィック用に、ＳＧＷ１及びＳＧＷ２を介して定義される。

図１２の第１の通信オプション及び第２の通信オプションの代替として、ＭＮ１は新たなＩＰアドレスの構成後にＭＮ２への接続を再確立してもよい。これによって、前記特別のルーティングエントリが不要となる、それは、（ＭＮ２よってさらに使用される）以前使用されたＭＮ１のホームアドレスと、（Ｌ−ＰＧＷのＩＰプレフィックスで構成される）新たに構成されたＭＮ１のローカルアドレスとの間でのＩＰアドレスを「変換」又は交換と定義される。しかし、ＭＮ１が別のＰＬＭＮに変わった場合に、ＭＮ１とＭＮ２との間の必要なエンドツーエンド（end-to-end）シグナリングと、可能性のある限定的なモビリティは、前記観点から不利である。これに対応して、この代替案は、図１２に示す実施形態に、図１４、図１５、及び図１６に示すその後の実施形態にも同じように、適用される。

以下に、ＳＩＰＴＯがＬＢＯ又はＬＩＰＡの代わりにネットワークによって実行されるシナリオ、すなわち、ネットワークがＭＮ１の関与なしでＭＮ１のトラフィックをローカルにルーティングすることを決定する場合について記載する。したがって、例えばＳＧＷ１などのＶＰＬＭＮ内のエンティティが、ＭＮ１のトラフィックをモニタし、そして、ＭＮ１が同じＰＬＭＮにアタッチされているＭＮ２と通信しているものと判定する。その結果、ＶＰＬＭＮ内のエンティティ（例えばＳＧＷ１）は、データパケットをそれぞれのＨＰＬＭＮにルーティングせずに、ＭＮ１とＭＮ２との間にトラフィックをローカルにルーティングすることを決定する。この場合は、ＳＧＷ１はＭＮ１のＭＭＥに対して可能性のある最適化を報知してもよい。ＭＭＥはＳＧＷ１とＳＧＷ２との間にトンネルを確立することを決定してもよく、したがって、ＭＮ１とＭＮ２との間でデータパケットを交換する適切なルーティングエントリを確立するようにそれらを指示する。ＳＩＰＴＯはネットワーク制御されるので、ＭＮ１又はＭＮ２へのシグナリングは必要ない。

上述の実施形態では、Ｌ−ＰＧＷ又はＬ−ＳＧＷとしてＳＧＷ２を選択できるものと想定されている。しかし、ＳＧＷ２を選択できない場合は、ＳＧＷ１をＬ−ＳＰＧＷ、すなわち複合されたＬ−ＳＧＷとＬ−ＰＧＷとして使用できる。しかし、この場合は、ＭＭＥは、ローカルＳＧＷとローカルＰＧＷを発見するために、ＭＮ１の位置も考慮することが望ましい。ＭＭＥは通常、ＭＮ１のＳＧＷ１を認知するが、ＭＭＥがＭＮ１の位置を実際に考慮し、したがってＬ−ＳＰＧＷとしてどのゲートウェイでもなくＳＧＷ２を選択することを確実にするために、ＭＮ１は、またＰＤＮ接続性要求メッセージでＭＮ１のセルＴＡＩ（トラッキングエリア識別子）をＭＭＥに送信してもよい。

中継ノード機能のＬＴＥ−Ａサポート
（中継ノードによって実施される）中継は、例えば、高いデータ伝送速度の受信可能範囲、グループモビリティ、暫定ネットワーク展開、セルエッジスループットを改善するため、及び／又は新たなエリアに受信可能範囲を提供するためのツールとしてＬＴＥアドバンス用に検討されている。したがって、ｅＮＢセルの受信可能範囲を拡張するためのワイヤレス中継ノード（ＲＮ）エンティティを導入する、３ＧＰＰの最近の活動がある。ＲＮは独立した物理セルを形成できる。

中継ノードは、ドナーセル（donor cell）を介して無線アクセスネットワークにワイヤレスに接続され、かつ、固定でもモバイルでもよい。

接続は、
−インバンドであってもよく、この場合はネットワークからリレーへのリンクはドナーセル内のネットワークからユーザ機器への直接リンクと同じバンドを共用する。この場合、リリース８のユーザ機器がドナーセルに接続可能であることが望ましい。
−アウトバンドであってもよく、この場合はネットワークからリレーへのリンクはドナーセル内のネットワークからユーザへの直接リンクと同じバンドでは動作しない。

ユーザ機器内の知識に関して、リレーを、
−ユーザ機器がリレーを介してネットワークと通信するか否かを認知できない場合の透過性（transparent）と、
−ユーザ機器がリレーを介してネットワークと通信するか否かを知っている場合の非透過性（non-transparent）と、
に分類できる。

通常、ＲＮアーキテクチャの展開は、ＲＮがｅＮＢをＵＥにエミュレートすることを予見する、すなわち、ＵＥはＲＮを通常のｅＮＢであると見なすはずである。ネットワークサイドからは、ＲＮはｅＮＢによって通常のＵＥと見なされる。

本発明の実施形態が適用される以下のシナリオは、図１４に例示的に示されているように、ＭＮ１がＲＮにアタッチされるという想定に基づいている。このことから明らかなように、ＲＮはＤｅＮＢを介してＶＰＬＭＮにワイヤレスでアタッチされる。さらに、３ＧＰＰの仕様によれば、ＲＮはネットワークによって通常のＭＮであると見なされることができるので、ＲＮがＲＮのＰＧＷへの自身のＰＤＮ接続を有しており、これは簡略化のためにＲＮのＳＧＷとコロケートされるものと想定されており、したがってＳＰＧＷ＿ＲＮと呼ばれる。さらに、ＳＰＧＷ＿ＲＮはＭＮ１のＳＧＷとコロケートされると想定されており、そのため、通常はＶＰＬＭＮ内のＭＮ１のＳＧＷとＨＰＬＭＮ内にＰＧＷとの間でセットアップされるＳ８インタフェイスは、ＳＰＧＷ＿ＲＮとＰＧＷ１との間のトンネルとして示される。ＲＮのトラフィックは、「中継ノードトンネル」又はＲＮ用のＳ１−Ｕトンネルと呼ばれるように、（ＲＮ用のｅＮＢである）ＤｅＮＢからＳＰＧＷ＿ＲＮへとトンネリングされる。さらに、ＭＮ１トラフィックはＧＴＰトンネル内でＲＮからＳＧＷ１にトンネリングされ、ＳＰＧＷ＿ＲＮとコロケートされる。本発明の実施形態を適用する前に、ＭＮ１のデータパケットはＰＭＩＰトンネルを介してＨＰＬＭＮ１でＰＧＷ１にトンネリングされ、そこからさらにＰＧＷ２及びＭＮ２（図１４には図示せず）に転送される。

本発明のさらなる実施形態によれば、ＭＮ１はＰＤＮ接続性要求メッセージをＭＭＥに送信することによってＬＢＯを開始する（ステップ（１））。図１４で示されるように、ＰＤＮ接続性要求メッセージはＲＮトンネル内でＳＰＧＷ＿ＲＮに送信され、そこからＭＮ１のＭＭＥに転送される。また、ＰＤＮ接続性要求メッセージはＭＮ２のＩＰアドレスを含んでいてもよく、これは（１つ又は複数）適切なローカルゲートウェイ（Ｌ−ＳＧＷ及びＬ−ＰＧＷ）を決定する際にＭＭＥによって考慮される。ＭＮ２のＩＰアドレスに基づいて、ＭＭＥは可能なＬ−ＳＰＧＷとしてＳＧＷ２を発見するが、ＲＮトンネルがあるため、ＲＮ又はＤｅＮＢとの間でのＳＧＷ２との直接トンネル接続は不可能であると判定する。

この点に関して、ＭＭＥは、ＭＮ１がＲＮに接続され、固定ｅＮＢには接続されないことを認知することが望ましい。既に上述したように、ＭＮ１のネットワーク視点から、ＲＮはｅＮＢであるように思われる。しかし、ＭＮ１が（例えばＲＮによって広告される特別なフラグによって）ＲＮに接続されていることを認識していれば、ＭＮ１はステップ（１）のＰＤＮ接続性要求メッセージ内の対応する情報を含んでいてもよい。あるいは、ＲＮは、ＭＮ１がＲＮに接続されていることをＭＭＥに対して報知するために、ＲＮとＭＭＥとの間で（Ｓ１−ＡＰシグナリングと呼ばれる）特定のシグナリングを使用してもよい。

ＭＮ１がＲＮにアタッチされており、ＤｅＮＢからＳＧＷ２への直接的な接続が不可能であることを認知した後、ＭＭＥはＲＮからアクセス可能なローカルＰＤＮ接続用のＬ−ＳＧＷを決定することが望ましい。より詳細には、ＭＭＥはまずＭＮ１が（シナリオで想定される）ローミングであるか否か、及びＬＢＯが実行されるか否かを判定してもよい。この条件が満たされない場合、例えばＭＮ１がホーム経由のトラフィックの確立を望んでいる場合は、通常はＭＭＥがＳＰＧＷ＿ＲＮを解決する理由はない、なぜなら、ＭＮ１のＰＧＷはＨＰＬＭＮ１によって割り当てられるからである（ＭＭＥは、ＳＧＷだけをＭＮ１に割り当てる必要がある）。しかし、ＨＰＬＭＮ１とＶＰＬＭＮは、ホーム経由のＰＤＮ接続が確立された後、後の段階でＬＢＯを実行したい場合は、ＳＰＧＷ＿ＲＮとコロケートされるＭＮ１のＳＧＷを割り当てることが有利である。

逆に、前記の条件が満たされる場合は、ＳＰＧＷ＿ＲＮはローカル経由のトラフィックのためにＬ−ＳＧＷとしてＭＮ１に割り当てられることである。

本発明の実施形態によれば、ＭＭＥは、Ｌ−ＳＧＷとしてＭＮ１に割り当てるため、ＳＰＧＷ＿ＲＮの解決を開始する。ＭＭＥがＳＰＧＷ＿ＲＮを解決できる様々な方法があり、それらを以下に提示する。

１つの実施形態によれば、ＲＮはＭＮ１のＭＭＥへのＳ１−ＡＰメッセージ内にそれ自体のＭＭＥのＩＤを含んでいてもよい。それで、ＭＮ１のＭＭＥはＲＮのＭＭＥにコンタクトし、ＲＮ用に使用されるＳＰＧＷ＿ＲＮについて質問することになる。

さらなる実施形態によれば、ＭＮ１のＭＭＥは、例えばＲＮから送られたＳ１−ＡＰメッセージからの、ＲＮのＩＰアドレスを認知する。ＲＮのＩＰアドレスはＲＮのＰＧＷプレフィックスに基づいて構築されるので、ＭＮ１のＭＭＥはＲＮのＩＰアドレスに基づいてＳＰＧＷ＿ＲＮを解決する手段を有することができる。

さらに別の実施形態によれば、ＲＮは、ＭＮ１のＭＭＥへのＳ１−ＡＰメッセージ内にそのＡＰＮを含んでいる、それは、ＳＰＧＷ＿ＲＮを解決するためにＲＮのＡＰＮを使用する。有利には、ＲＮのＡＰＮの存在は、ＵＥがＲＮにアタッチされる指示として、ＭＮ１のＭＭＥに利用でき、この情報は上述のようにＭＭＥにとっても必要である。さらに、ＲＮのＡＰＮを使用したＳＰＧＷ＿ＲＮの解決はＲＮのＩＰアドレスを使用するよりも容易であり、それは、ＭＭＥがＰＧＷによって使用されるＩＰプレフィックスを認知してないことがあるが、ＡＰＮを知ればＭＭＥはＰＧＷを解決するためのＤＮＳを適用できるからである。このような理由から、ＡＰＮを使用することは本発明の有利な実施形態になり得る。

要約すると、ＭＭＥはＳＰＧＷ＿ＲＮも決定することができ、次いでＳＰＧＷ＿ＲＮとコロケートされるＬ−ＳＧＷを割り当てる。ＳＧＷ２をＬ−ＰＧＷとすることが決定される。

次いで、ＭＭＥはＲＮ及びＬ−ＳＧＷ（ＳＰＧＷ＿ＲＮ）に対して、ＬＢＯ ＰＤＮ接続のためにＳ１−Ｕトンネルを相互の間に確立するよう指示する。それぞれは、Ｌ−ＳＧＷはＳＧＷ２内にＬ−ＰＧＷとＳ５トンネルを確立するようにも指示される。

したがって、ＭＮ１とＭＮ２との間のトラフィックはＲＮ、Ｌ−ＳＧＷ及びＬ−ＰＧＷの間のローカルルーティング用に確立されたトンネルを経て転送される。そのために、図１３の実施形態に関連して説明したルーティングエントリと同様な、ルーティングエントリが必要である。あるいは、ＭＮ１の新たなＩＰアドレスを使用して、ＭＮ１とＭＮ２との間の通信セッションを再確立してもよい。しかし、この場合はＭＮ２へ及びＭＮ２からのシグナリングが行える。ローカルＰＤＮ接続の新たなＩＰアドレスを使用してＭＮ１とＭＮ２とのセッションを再確立するためのエンドツーエンドシグナリングを避けるため、図１２について説明したように、ＭＮ１とＭＮ２の間での第１通信オプション及び第２の通信オプションが適用される。

ローカル経由のトラフィック用の新たなＧＴＰトンネルがＲＮとＬ−ＳＧＷとの間に確立されるものと想定されている。しかし、前記実施形態について既に記載したように、その代わりにホーム経由のトラフィック用トンネルを再使用してもよい。この場合は、ＲＮ及びＳＰＧＷ＿ＲＮ内に適切なルーティングエントリを定義する必要がある。

図１５及び図１６に、図１４のひとつの代替形態が提示されている。このシナリオは極めて類似しているが、以下にさらに詳細に説明するようにＬ−ＳＧＷ及びＬ−ＰＧＷに関してＭＭＥによってなされる決定は異なっている。

図１５に示した実施形態によれば、ＭＭＥはＳＰＧＷ＿ＲＮとコロケートされるＬ−ＳＧＷとＬ−ＰＧＷとを決定してもよい。この場合は、Ｌ−ＰＧＷがＳＰＧＷ＿ＲＮとコロケートされるため、ＭＮ１のＩＰアドレスはＳＧＷ２のＩＰプレフィックス上にではなく、ＳＰＧＷ＿ＲＮのＩＰプレフィックス上に構成される。この相違点を除けば、本発明の実施形態は、同一であり、ローカル経由のデータパスを経てデータパケットをＭＮ１とＭＮ２との間に転送するための２つのトンネルが確立されることである。

図１６の実施形態では、ＭＭＥがＬ−ＰＧＷ及びＬ−ＳＧＷとしてＳＧＷ２を決定するものと想定されている。この場合は、ＭＭＥは依然としてＲＮに対してＭＮ１のトラフィック用のＳ１−Ｕトンネルを確立するように指示しなければならないが、この場合はＬ−ＳＰＧＷ（ＳＧＷ２）とトンネルが確立される。ＭＮ１のトラフィックのＳ１−Ｕトンネルは依然としてＤｅＮＢとＳＰＧＷ＿ＲＮとの間のＲＮ１のＳ１トンネルを飛び越える。

前述の「背景技術」の項における説明は、本願で説明されている特定の実施形態の例をよりよく理解できるようにすることを目的としており、ここで説明されている移動通信ネットワークの処理と機能の特定の実施内容に本発明を限定するものと解釈すべきではない。しかし、本願で提案されている改良は「背景技術」の項で説明しているアーキテクチャ／システムに容易に適用でき、本発明の一部の実施形態においてはこれらのアーキテクチャ／システムの標準的な手順及び改良された手順を利用できる。当業者は、本発明に対する特定の実施形態に示されているように、広く知られている本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、各種の変更や修正が本発明に対して行われていることを理解するだろう。

本発明の別の実施形態は、ハードウェア及びソフトウェアを使用した、上述の様々な実施形態の実施に関する。演算装置（プロセッサ）を使用して本発明の様々な実施形態を実施又は実行できることが分かる。演算装置又はプロセッサは、例えば汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又はその他のプログラム可能論理デバイスなどであってもよい。さらに、本発明の様々な実施形態は、これらの装置の組合せによって実行又は実施してもよい。

さらに、本発明の様々な実施形態は、ソフトウェアモジュールによって実施してもよい、それは、プロセッサ又は直接的にハードウェアで実行される。また、ソフトウェアモジュールとハードウェアの実装の組合せも可能である。ソフトウェアモジュールは、例えばＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、レジスタ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなどのあらゆる種類のコンピュータで読取り可能な記憶媒体に格納してもよい。

Claims (19)

1. データパケットを通信システム内の第２の通信ノードと交換する通信ノードであって、前記通信ノードが外部ネットワーク内に位置し、前記通信ノードは、
   前記ローカル接続要求を前記外部ネットワーク内の前記通信ノードのマネジメントエンティティに送信し、前記ローカル接続要求は前記第２の通信ノードの識別情報を含んでおり、特に、前記外部ネットワーク内のローカルデータゲートウェイが前記第２の通信ノードのゲートウェイであるか、前記外部ネットワーク内の前記第１の通信ノードのゲートウェイであるかを判定するため、前記ローカル接続要求及び前記第２の通信ノードの構成識別情報が前記マネジメントエンティティによって使用されることを適合した送信機を備える通信ノード。
2. 前記通信ノードがホームＩＰアドレスを有し、前記ローカルデータゲートウェイ又は前記マネジメントエンティティから前記ローカルデータゲートウェイに関するＩＰアドレス情報を受信するように適用された受信機をさらに備え、
   前記通信ノードのプロセッサが、前記ローカルデータゲートウェイに関する前記ＩＰアドレス情報に基づいて、前記通信ノードのための新たなローカルＩＰアドレスを構成するように適用され、
   前記送信機が、前記ホームＩＰアドレスを用いて前記第２の通信ノードにデータパケットを送信し、かつ、前記通信ノードの前記ローカルＩＰアドレスを用いて別の通信ノードにデータパケットを送信するようにさらに適用される、請求項１に記載の通信ノード。
3. 前記マネジメントエンティティに送信される前記ローカル接続要求が、前記通信ノードがアタッチされるセルのセル識別子をさらに含む、請求項１又は２に記載の通信ノード。
4. 前記通信ノードが中継ノードにアタッチされ、前記通信ノードから及び前記通信ノードへのデータパケットが前記中継ノードと中継ノードゲートウェイの間でトンネリングされ、前記通信ノードは、
   前記中継ノードにアタッチされる前記通信ノードに関する情報を前記通信ノードの前記マネジメントエンティティに送信するように適用される前記送信機と、を含む請求項１に記載の通信ノード。
5. 通信システムの第１の通信ノードと第２の通信ノードとの間でデータパケットが交換されるデータ経路を最適化する方法であって、少なくとも前記第１の通信ノードは外部ネットワーク内に位置しており、当該方法は、
   前記第１の通信ノードから、前記外部ネットワーク内の前記第１の通信ノードのマネジメントエンティティに対して、前記第２の通信ノードの識別情報を含むローカル接続要求を送信するステップと、
   前記受信したローカル接続要求に応答して、前記外部ネットワーク内の前記マネジメントエンティティが前記第２の通信ノードの前記識別情報に基づいて前記外部ネットワーク内のローカルデータゲートウェイを決定するステップであって、前記ローカルデータゲートウェイが、前記外部ネットワーク内の前記第２の通信ノードのゲートウェイ、又は前記外部ネットワーク内の前記第１の通信ノードのゲートウェイであることが決定されるステップと、
   前記第１及び第２の通信ノード間のすべてのデータパケットを、前記ローカルデータゲートウェイを介して交換するステップと、
   を含む方法。
6. 前記ローカルデータゲートウェイが前記第２の通信ノードにより使用される前記ゲートウェイであり、当該方法は、
   前記第１の通信ノードが、前記外部ネットワーク内にアタッチされる無線制御エンティティと前記ローカルデータゲートウェイとの間にトンネルを確立するステップであって、前記データパケットが、前記確立されたトンネルを経て、前記無線制御エンティティと前記ローカルデータゲートウェイとの間で転送されるステップと、
   をさらに含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記外部ネットワーク内の前記マネジメントエンティティが、前記無線制御エンティティ及び前記ローカルデータゲートウェイに対して双方の間に前記トンネルを確立するように指示する、請求項６に記載の方法。
8. 前記外部ネットワーク内の前記マネジメントエンティティが、前記第２の通信ノードの前記識別情報に基づいて、前記第２の通信ノードによって使用される前記ゲートウェイを決定する、請求項６又は７に記載の方法。
9. 前記第２の通信ノードの前記識別情報がＩＰ（インターネットプロトコル）アドレスであり、前記外部ネットワーク内の前記マネジメントエンティティが、前記第２の通信ノードによって使用されるゲートウェイを前記第２の通信ノードの前記ＩＰアドレスの前記ＩＰプレフィックスから推測する、請求項８に記載の方法。
10. 前記外部ネットワーク内の前記マネジメントエンティティが、前記第２の通信ノードのマネジメントエンティティに要求を送信し、前記第２の通信ノードの前記マネジメントエンティティが、前記第２の通信ノードにより使用される前記ゲートウェイの情報を前記第１の通信ノードの前記マネジメントエンティティに送信する、請求項８に記載の方法。
11. 前記第１の通信ノードによって前記第２の通信ノードにゲートウェイ検出メッセージを送信するステップと、
    前記第１の通信ノードと前記第２の通信ノードの間の前記データ経路上の傍受エンティティによって前記ゲートウェイ検出メッセージを傍受し、それに応答して、前記第２の通信ノードが使用する前記ゲートウェイに関する情報を含む前記第１の通信ノードにゲートウェイ検出応答メッセージを送信するステップとをさらに含み、
    前記第１の通信ノードから前記第１の通信ノードの前記マネジメントエンティティに送信される前記ローカルゲートウェイ要求が、前記第２の通信ノードによって使用される前記ゲートウェイに関する前記受信した情報を含み、
    前記第２の通信ノードによって使用される前記ゲートウェイが、前記ローカルゲートウェイ要求で受信した前記第２の通信ノードによって使用される前記ゲートウェイの情報に基づいて前記マネジメントエンティティによって決定される、
    請求項８に記載の方法。
12. 前記第２の通信ノードから発信され、かつ、前記第１の通信ノードの前記ホームアドレスを宛先とするデータパケットを、前記確立されたトンネルを使用して前記ローカルデータゲートウェイから前記無線制御エンティティに転送するために、前記無線制御エンティティへの前記確立されたトンネルと前記第１の通信ノードの前記ホームアドレスとを関連付けるルーティングエントリを、前記ローカルデータゲートウェイ内で定義するステップをさらに含む、請求項６から１１のいずれか１つに記載の方法。
13. 前記ローカルデータゲートウェイが前記第２の通信ノードによって使用されるゲートウェイであり、前記第１の通信ノードのサービングゲートウェイが、前記マネジメントエンティティによって前記第１の通信ノードの前記ローカルサービングゲートウェイであることが決定され、
    前記外部ネットワーク内の前記第１の通信ノードの前記サービングゲートウェイと前記ローカルデータゲートウェイとの間にトンネルを確立するステップであって、前記データパケットが、前記確立されたトンネルを経て、前記サービングゲートウェイと前記ローカルデータゲートウェイとの間に転送されるステップと、
    前記第１の通信ノードが前記外部ネットワーク内にアタッチされる無線制御エンティティと前記第１の通信ノードの前記サービングゲートウェイとの間に第２のトンネルを確立するステップであって、前記データパケットが、前記確立された第２のトンネルを経て、前記無線制御エンティティと前記第１の通信ノードの前記サービングゲートウェイとの間に転送されるステップと、
    をさらに含む、請求項５に記載の方法。
14. 前記第１の通信ノードの前記マネジメントエンティティが、前記ローカルデータゲートウェイとの前記トンネルを確立するように、前記サービングゲートウェイに指示し、かつ、前記第２のトンネルを確立するように、前記サービングゲートウェイ及び前記無線制御エンティティに指示する、請求項１３に記載の方法。
15. 前記第２の通信ノードから発信され、かつ、前記第１の通信ノードの前記ホームアドレスを宛先とするデータパケットを、前記確立されたトンネルを使用して前記ローカルデータゲートウェイから前記サービングゲートウェイに転送するために、前記第１の通信ノードの前記ホームアドレスを、前記サービングゲートウェイへの前記確立されたトンネルと関連付けるルーティングエントリを前記ローカルデータゲートウェイ内で定義するステップと、
    前記第１の通信ノードの前記ホームアドレスを前記無線制御エンティティへの前記確立された第２のトンネルと関連付ける別のルーティングエントリを前記第１の通信ノードの前記サービングゲートウェイ内で定義するステップと、
    前記第２の通信ノードの前記ホームアドレスを前記ローカルデータゲートウェイへの前記確立されたトンネルと関連付ける別のルーティングエントリを前記第１の通信ノードの前記サービングゲートウェイ内で定義するステップと、
    前記第２の通信ノードの前記ホームアドレスを前記第１の通信ノードの前記サービングゲートウェイへの前記確立された第２のトンネルと関連付ける別のルーティングエントリを前記無線制御エンティティ内で定義するステップと、
    をさらに含む、請求項１３又は１４に記載の方法。
16. 前記第１の通信ノードが中継ノードにアタッチされ、前記第１の通信ノードから及び前記第１の通信ノードへのデータパケットが、前記中継ノードと、前記第１の通信ノードの前記サービングゲートウェイである中継ノードゲートウェイとの間でトンネリングされ、前記ローカルデータゲートウェイが前記第２の通信ノードによって使用される前記ゲートウェイであることが決定されており、当該方法は、
    前記第１の通信ノードの前記マネジメントエンティティによって前記ローカルデータゲートウェイへのトンネルを確立するように、前記中継ノードゲートウェイに指示するステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
17. 前記第１の通信ノード又は前記中継ノードによって、前記第１の通信ノードのマネジメントエンティティに、前記中継ノードにアタッチされる前記第１の通信ノードに関する情報を送信するステップと、
    前記中継ノードに関する受信した情報に基づいて、前記第１の通信ノードの前記マネジメントエンティティによって前記中継ノードゲートウェイを決定するステップと、
    をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記マネジメントエンティティに報知するステップが、前記第１の通信ノードの前記マネジメントエンティティに前記中継ノードのアクセスポイント名を送信することを含み、前記中継ノードゲートウェイを決定するステップが、前記中継ノードの前記アクセスポイント名に基づいて行われる、請求項１７に記載の方法。
19. 前記ローカルデータゲートウェイが、前記外部ネットワーク内の前記第１の通信ノードの位置に関する情報に基づいて、前記外部ネットワーク内の前記第１の通信ノードによって使用される前記ゲートウェイであることが決定されており、当該方法は、
    前記第１の通信ノードの前記マネジメントエンティティによって、前記第２の通信ノードの前記識別情報に基づいて、前記外部ネットワーク内の前記第２の通信ノードのゲートウェイを決定するステップと、
    データパケットを前記ローカルデータゲートウェイと前記第２の通信ノードの前記ゲートウェイの間に転送するため、前記ローカルデータゲートウェイと前記外部ネットワーク内の前記第２の通信ノードの前記ゲートウェイの間にトンネルを確立するステップと、
    をさらに含む、請求項５に記載の方法。