(57)【要約】【課題】ボディエリアネットワーク用センサ情報の通信技術に関し、安定で秘匿性の高い通信を実現する。【解決手段】センサノード１０１において、空中／生体切替制御回路１０５は、通信状況に応じてトランシーバ１０２を制御し、アンテナ１０３による電磁波空中通信と超音波送受信素子１０４による超音波体内通信とを切り替える。また、制御回路１０５は、秘匿性の高いデータの伝送が要求されたときに、超音波体内通信に切り替えて相手のセンサノード１０１との間で暗号鍵データの通信を実行させ、その後、電磁波空中通信に切り替えて暗号鍵データを用いた暗号化による通信を実行させる。【選択図】図１
2010273115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ情報を通信する無線通信装置において、
電磁波を用いて空中を伝搬路として用いる電磁波通信部と、
超音波を用いて生体内を伝搬路として用いる超音波通信部と、
前記電磁波通信部による通信と前記超音波通信部による通信とを切り替える空中／生体切替制御部と、
を含むことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記空中／生体切替制御部は、前記電磁波通信部による通信の実行時に、相手側の無線通信装置からの受信確認信号の受信状況に応じて、前記電磁波通信部による通信を前記超音波通信部による通信に切り替える、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記空中／生体切替制御部は、前記超音波通信部による通信の実行時に、相手の無線通信装置との間で所定のタイミングで前記電磁波通信部による通信を試みることにより空中電磁波通信の受信状態を判定し、該受信状態が所定の状態になったと判定したときに前記超音波通信部による通信を前記電磁波通信部による通信に切り替える、
ことを特徴とする請求項１又は２の何れか１項に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記空中／生体切替制御部は、秘匿性の高いデータの伝送が要求されたときに、前記超音波通信部による通信に切り替えて相手の無線通信装置との間で暗号鍵データの通信を実行させ、その後、前記電磁波通信部による通信に切り替えて相手の無線通信装置との間で前記暗号鍵データに用いた暗号化による通信を実行させる、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記空中／生体切替制御部は、秘匿性の高いデータの伝送であって高い伝送レートを必要としない伝送が要求されたときに、前記超音波通信部による通信に切り替えて前記秘匿性の高いデータの伝送を実施させる、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の無線通信装置。
【請求項６】
センサ情報を通信する無線通信方法において、
電磁波を用いて空中を伝搬路として用いる電磁波通信ステップと、
超音波を用いて生体内を伝搬路として用いる超音波通信ステップと、
前記電磁波通信ステップによる通信と前記超音波通信ステップによる通信とを切り替える空中／生体切替制御ステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示する技術は、ボディエリアネットワーク用センサ情報の通信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体などの生体上にセンシングデバイスと無線通信装置とを備えたセンサノードを配置し、心拍、体温等のデータを常時測定することにより、医療機関における検査の効率化、又は医療機関外における健康管理の充実を図るアプリケーションが考えられる。ここで、生体上のセンサノードによるネットワークをＢＡＮ（Ｂｏｄｙ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）と呼ぶこともある。
【０００３】
図１１及び図１２はＢＡＮ通信用のアンテナシステムの概念図である。ＢＡＮにおける従来の通信用のアンテナとしては、空中を伝搬する電磁波を用いるものと、体表面を電磁波が伝搬するものが主に検討されてきた。図１１は空中を伝搬する電磁波を用いた従来のアンテナシステムの構成図、図１２は生体表面を伝搬する電磁波を用いた従来のアンテナシステムの構成図である。通常、空中を伝搬する電磁波を用いるアンテナシステムの使用周波数は数１００ＭＨｚ〜数ＧＨｚであるのに対し、生体表面を伝搬する電磁波を用いるアンテナシステムは１０ＭＨｚ以下の周波数を用いることが多い。
【０００４】
しかしながら、空中を伝搬する電磁波又は体表面を伝搬する電磁波を使用する通信システムにおいては、そのシステムで用いられる特定の周波数における伝搬環境が、周囲環境、近接物体の影響、又は他通信システムからの干渉等の影響を受ける。この結果、図１３に示されるようなフェージングが生成され、通信に必要な受信電力が確保できずに通信が不可能となる時間帯を生ずるという問題がある。
【０００５】
これを解決する従来技術として、ダイバーシチ技術が知られている。この技術では、各伝搬経路における使用周波数が互いに大きく異なるものにされて伝搬路間の相関が小さくされ、適宜伝搬状態をモニタされて通信品質の良い伝搬路へと切替える制御が実施されることで、通信の途絶が低減される。
【０００６】
このほか、超音波を用いて水中でデータ通信を実施する従来技術も検討されている。
本出願が開示する技術に関連する従来技術として、下記先行技術文献が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−４９６５６号公報
【特許文献２】特開２００３−１６３６４４号公報
【特許文献３】特開２００１−１４４６６２号公報
【特許文献４】特開２００１−０９４５１６号公報
【特許文献５】特開２００７−３０１１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、フェージングを回避するための従来のダイバーシチ技術では、全ての通信路に電磁波を使う限り、以下の２つの問題点が生じる。
第１の問題点として、生体の一部、或いは生体近傍の障害物などにより、通信不能となる可能性が全ての伝搬経路に存在する。
【０００９】
第２の問題点として、電磁波は生体周辺へも広く伝搬するので、通信内容が盗聴される危険性がある。
また、超音波を用いて水中でデータ通信を実施する従来技術は、水中のデータ通信に特化した技術であり、ＢＡＮ通信に適合する技術ではない。
【００１０】
開示する技術が解決しようとする課題は、安定で秘匿性の高い通信を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、開示する技術は、センサ情報を通信する無線通信装置として実現され、電磁波を用いて空中を伝搬路として用いる電磁波通信部と、超音波を用いて生体内を伝搬路として用いる超音波通信部と、電磁波通信部による通信と超音波通信部による通信とを切り替える空中／生体切替制御部とを含むように構成される。
【発明の効果】
【００１２】
ダイバーシチ技術を用いたシステムにおいて複数の通信路を利用できる場合、少なくとも１つの通信路に超音波通信を用いれば、超音波による経路は生体外部の環境変化による影響を受けないので、全ての通信経路に電磁波を用いる通信方法と比較してさらに安定する。また、超音波は体内媒質から空中に出る際に著しく減衰するので、超音波による体内通信をＢＡＮのユーザから離れた場所から盗聴するのは、非常に困難である。そこでダイバーシチを用いたシステムにおいて複数の通信路を利用できる場合、そのうち少なくとも１つの通信路に超音波を用いれば、暗号化の鍵を超音波の経路によって受信側から送信側に送り、その後送信側からデータを暗号化して、空中を伝搬する電磁波によって送ることにより、盗聴の困難な電磁波通信が実現できるので通信の安全性が高まる。
【００１３】
このようにして開示する技術によれば、全てに電磁波による通信方法を用いるダイバーシチシステムと比較した場合、より安定で秘匿性の高い通信を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】生体上のセンサネットワークシステムの実施形態の構成図である。
【図２】実施形態による電磁波又は超音波を用いた通信の基本動作の説明図である。
【図３】センサノードの構成例を示す図である。
【図４】電磁波を用いた空中伝搬による通信が実施される場合における実施形態の動作説明図である。
【図５】超音波を用いた生体内伝搬による通信が実施される場合における実施形態の動作説明図である。
【図６】空中電磁波／体内超音波切替え制御アルゴリズムを示す動作フローチャート（その１）である。
【図７】高いセキュリティが必要な場合に実行される空中電磁波／体内超音波切替え制御アルゴリズムを示す動作フローチャート（その２）である。
【図８】高いセキュリティが必要な場合の実施形態の動作説明図である。
【図９】固定ネットワーク等への接続時の実施形態の動作説明図である。
【図１０】インプラント（体内埋め込み）型センサを用いた実施形態の説明図である。
【図１１】アンテナを用いて空中を伝搬路として通信するセンサネットワークの従来技術を示す図である。
【図１２】電極を用いて生体表面を伝搬路として通信するセンサネットワークの従来技術を示す図である。
【図１３】フェージングによる受信電力の時間変動の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施形態について詳細に説明する。
図１は、生体上のセンサネットワークシステムの実施形態の構成図である。
図１において、人体など（動物等でもよい）の生体には、血圧センサや、脈拍センサ、心臓ペースメーカ、心電計、血糖値計などの各種センサに対応して、センサノード１０１が設置される。図１では、説明の簡単化のために、＃Ａと＃Ｂの２つのセンサノード１０１が示されている。
【００１６】
各センサノード１０１は、トランシーバ１０２にそれぞれ接続され、電磁波を用いた空中伝搬による通信を行うためのアンテナ１０３と、超音波を用いた生体内伝搬による通信を行うための超音波送受信素子１０４とを備える。アンテナ１０３による空中電磁波通信と超音波送受信素子１０４による生体内超音波通信とは、空中／生体切替制御回路１０５がトランシーバ１０２を制御することにより切り替えられる。超音波送受信素子１０４は、例えば超音波トランスデューサ等の圧電素子によって実現できる。
【００１７】
図２は、図１に示される実施形態による電磁波又は超音波を用いた通信の、基本動作の説明図である。
図２に示されるように、図１の＃Ａ及び＃Ｂの各センサノード１０１内の各空中／生体切替制御回路１０５では、各々空中電磁波／体内超音波切替え制御アルゴリズムが動作し、これに基づき各電磁波／超音波切替信号が各トランシーバ１０２に出力されている。
【００１８】
例えば＃Ａのセンサノード１０１において、空中電磁波／体内超音波切替え制御アルゴリズムが電磁波を用いた空中伝搬による通信が適切であると判定したときには、電磁波／超音波切替信号により、トランシーバ１０２内の切替部が、アンテナ１０３側の経路を選択する。この結果、＃Ａのセンサノード１０１において、トランシーバ１０２から出力される送信信号は、アンテナ１０３を介して生体近傍の空中に向けて送信される。
【００１９】
＃Ｂのセンサノード１０１内の空中／生体切替制御回路１０５でも、＃Ａのセンサノード１０１の場合と同じ基準で空中電磁波／体内超音波切替え制御アルゴリズムが動作している。この結果、＃Ｂのセンサノード１０１において、アンテナ１０３で受信された後にトランシーバ１０２で受信処理される。
【００２０】
一方、ｌ例えば＃Ａのセンサノード１０１において、空中電磁波／体内超音波切替え制御アルゴリズムが超音波を用いた生体内伝搬による通信が適切であると判定したときには、電磁波／超音波切替信号により、トランシーバ１０２内の切替部が、超音波送受信素子１０４側の経路を選択する。この結果、＃Ａのセンサノード１０１において、トランシーバ１０２から出力される送信信号は、超音波送受信素子１０４を介して生体内に向けて送信される。
【００２１】
＃Ｂのセンサノード１０１内の空中／生体切替制御回路１０５でも、＃Ａのセンサノード１０１の場合と同じ基準で空中電磁波／体内超音波切替え制御アルゴリズムが動作している。この結果、＃Ｂのセンサノード１０１において、超音波送受信素子１０４で受信された後にトランシーバ１０２で受信処理される。
【００２２】
図３は、図１のセンサノード１０１の構成例を示す図である。
図３において、ベースバンド処理部３０１は、図１の空中／生体切替制御回路１０５のほか、受信電力を測定する受信電力測定部３１３を備える。
【００２３】
ＩＦ帯アンプ（（中間周波数帯アンプ）３０６、乗算器３０８、及びＲＦ帯ＰＡ（無線周波数帯パワーアンプ）３０９は、ＬＮＡ（ローノイズアンプ）３１０、乗算器３１１、ＩＦ帯アンプ３１２、ＬＯ（ローカルオシレータ）３０７、電磁波／超音波切替部３０３−１、３０３−２、及び送受信切替部３０５−１、３０５−２は、図１のトランシーバ１０２に対応する。ＩＦ帯アンプ３０６又は３１２はそれぞれ、中間周波数帯の送信信号又は受信信号を増幅する。乗算器３０８又は３０８はそれぞれ、送信信号又は受信信号にＬＯ３０７からの局部発振信号を乗算することにより、中間周波数帯から無線周波数帯又は無線周波数帯から中間周波数帯への信号変換を行う。ＲＦ帯ＰＡ３０９又はＬＮＡ３１０は、無線周波数帯の送信信号又は受信信号を増幅する。
【００２４】
ベースバンド処理部３０１内の空中／生体切替制御回路１０５から電磁波／超音波切替部３０３−１、３０３−２へは、電磁波／超音波切替信号３０２が供給される。ベースバンド処理部３０１から送受信切替部３０５−１、３０５−２へは、送受信切替信号３０４が供給される。アンテナ１０３は、図１に示されるものと同じである。
【００２５】
図４は、電磁波を用いた空中伝搬による通信が実施される場合における、図３に示される構成を有するセンサノード１０１間の動作を示す説明図である。
図４において例えば、＃Ａのセンサノード１０１が送信側ノード、＃Ｂのセンサノード１０１が受信側ノードとして動作するとする。
【００２６】
この場合まず、＃Ａのセンサノード１０１において、ベースバンド処理部３０１からの送受信切替信号３０４（図３参照）によって、送受信切替部３０５−１が、ＲＦ帯ＰＡ３０９とアンテナ１０３を接続する。一方、＃Ｂのセンサノード１０１において、ベースバンド処理部３０１からの送受信切替信号３０４（図３参照）によって、送受信切替部３０５−１が、アンテナ１０３とＬＮＡ３１０を接続する。
【００２７】
そして、例えば＃Ａのセンサノード１０１において、ベースバンド処理部３０１内の空中／生体切替制御回路１０５は、電磁波を用いた空中伝搬による通信が適切であると判定したときには、電磁波／超音波切替部３０３−１及び３０３−２をアンテナ１０３側に切り替える電磁波／超音波切替信号３０２を出力する。
【００２８】
この結果、図４に示される＃Ａのセンサノード１０１において、図３のベースバンド処理部３０１から出力される送信信号は、以下の経路で送信される。即ち、送信信号は、ＩＦ帯アンプ３０６、電磁波／超音波切替部３０３−１、乗算器３０８、ＲＦ帯ＰＡ３０９、送受信切替部３０５−１を介して、アンテナ１０３から生体近傍の空中に送信される。
【００２９】
図４において、＃Ｂのセンサノード１０１でも、ベースバンド処理部３０１内の空中／生体切替制御回路１０５にて、＃Ａのセンサノード１０１の場合と同じ基準で空中電磁波／体内超音波切替え制御アルゴリズムが動作している。これにより、空中／生体切替制御回路１０５が、電磁波／超音波切替部３０３−１及び３０３−２をアンテナ１０３側に切り替える電磁波／超音波切替信号３０２を出力する。
【００３０】
この結果、図４に示される＃Ｂのセンサノード１０１において、アンテナ１０３で受信された＃Ａのセンサノード１０１からの通信信号は、以下の経路で受信される。即ち、受信信号は、送受信切替部３０５−１、ＬＮＡ３１０、乗算器３１１、電磁波／超音波切替部３０３−２、及びＩＦ帯アンプ３１２を介して、ベースバンド処理部３０１で受信処理される。
【００３１】
図５は、超音波を用いた生体内伝搬による通信が実施される場合における実施形態の動作説明図である。
図５において例えば、＃Ａのセンサノード１０１が送信側ノード、＃Ｂのセンサノード１０１が受信側ノードとして動作するとする。
【００３２】
この場合まず、＃Ａのセンサノード１０１において、ベースバンド処理部３０１からの送受信切替信号３０４（図３参照）によって、送受信切替部３０５−２が、ＩＦ帯アンプ３０６と超音波送受信素子１０４を接続する。一方、＃Ｂのセンサノード１０１において、ベースバンド処理部３０１からの送受信切替信号３０４（図３参照）によって、送受信切替部３０５−２が、超音波送受信素子１０４とＩＦ帯アンプ３１２を接続する。
【００３３】
そして、例えば＃Ａのセンサノード１０１において、ベースバンド処理部３０１内の空中／生体切替制御回路１０５は、超音波を用いた生体内伝搬による通信が適切であると判定したときには、電磁波／超音波切替部３０３−１及び３０３−２を超音波送受信素子１０４側に切り替える電磁波／超音波切替信号３０２を出力する。
【００３４】
この結果、図５に示される＃Ａのセンサノード１０１において、図３のベースバンド処理部３０１から出力される送信信号は、以下の経路で送信される。即ち、送信信号は、ＩＦ帯アンプ３０６、電磁波／超音波切替部３０３−１、送受信切替部３０５−２を介して、超音波送受信素子１０４から生体内に送信される。
【００３５】
図５において、＃Ｂのセンサノード１０１でも、ベースバンド処理部３０１内の空中／生体切替制御回路１０５にて、＃Ａのセンサノード１０１の場合と同じ基準で空中電磁波／体内超音波切替え制御アルゴリズムが動作している。これにより、空中／生体切替制御回路１０５が、電磁波／超音波切替部３０３−１及び３０３−２を超音波送受信素子１０４側に切り替える電磁波／超音波切替信号３０２を出力する。
【００３６】
この結果、図５に示される＃Ｂのセンサノード１０１において、超音波送受信素子１０４で受信された＃Ａのセンサノード１０１からの通信信号は、以下の経路で受信される。即ち、受信信号は、送受信切替部３０５−２、電磁波／超音波切替部３０３−２、及びＩＦ帯アンプ３１２を介して、図３のベースバンド処理部３０１で受信処理される。
【００３７】
このように超音波による生体内通信時には、乗算器３０８、３１１、ＲＦ帯ＰＡ３０９、ＬＮＡ３１０、ＬＯ３０７等の無線周波数処理部（ＲＦ部）を介さずに、ＩＦ帯アンプ３０６、３１２の中間周波数処理部（ＩＦ部）と超音波送受信素子１０４との間で通信が実行される。
【００３８】
図６は、空中／生体切替制御回路１０５が一定時間間隔で実行する空中電磁波／体内超音波切替え制御アルゴリズムを示す動作フローチャート（その１）である。
まず、現在電磁波による通信が行われているか否かが判定される（ステップＳ６０１）。
【００３９】
現在電磁波による通信が行われていてステップＳ６０１の判定がＹＥＳの場合、現在の状態が相手側のセンサノード１０１からの肯定的受信確認応答であるＡＣＫを待っている状態であるか否かが判定される（ステップＳ６０２）。
【００４０】
現在の状態がＡＣＫ待ちの状態でなければ、現在時刻における図６の動作フローチャートの処理が終了する（ステップＳ６０２の判定がＮＯ）。
現在の状態がＡＣＫ待ちの状態であれば（ステップＳ６０２の判定がＹＥＳ）、次にＡＣＫ待ちのタイムアウトが発生しているか否かが判定される（ステップＳ６０３）。
【００４１】
ＡＣＫ待ちのタイムアウトが発生していなければ、現在時刻における図６の動作フローチャートの処理が終了する（ステップＳ６０３の判定がＮＯ）。
ＡＣＫ待ちのタイムアウトが発生していれば（ステップＳ６０３の判定がＹＥＳ）、電磁波通信の経路状態が悪いと判定されて、即座に超音波体内通信への切替えが実施される。この切替え処理は、前述したように、電磁波／超音波切替信号３０２（図５参照）を制御することにより、電磁波／超音波切替部３０３−１、３０３−２がＩＦ帯アンプ３０６又は３１２と超音波送受信素子１０４側とを接続する処理である。その後、現在時刻における図６の動作フローチャートの処理が終了する。
【００４２】
一方、現在超音波による通信が行われていてステップＳ６０１の判定がＮＯの場合は、以下の処理が実行される。
まず、現在データを持っているセンサノード１０１から、相手側（受信側）のセンサノード１０１に、通信状態モニタ用の空中通信によるパケットを自分宛てに送るように依頼するパケットが送信される（ステップＳ６０５）。この通信は、超音波を用いた生体内通信である。この結果、相手側のセンサノード１０１では、電磁波／超音波切替部３０３−１、３０３−２、及び送受信切替部３０５−１、３０５−２が制御されることによって、定期的に電磁波による空中伝搬を用いたモニター用のパケット信号がアンテナ１０３から送信される。自局側のセンサノード１０１では、電磁波／超音波切替部３０３−１、３０３−２、及び送受信切替部３０５−１、３０５−２が制御されることによって、定期的に電磁波による空中伝搬を用いたモニター用のパケット信号がアンテナ１０３から受信される。そして、ベースバンド処理部３０１内の受信電力測定部３１３でそのモニタ用パケットの受信電力が測定される。
【００４３】
そして、上記空中通信の受信電力が閾値よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ６０６）。
空中通信の受信電力が閾値よりも大きくなってはなくステップＳ６０６の判定がＮＯならば、現在時刻における図６の動作フローチャートの処理が終了する。
【００４４】
空中通信の受信電力が閾値よりも大きくなってステップＳ６０６の判定がＹＥＳになると、電磁波通信経路の状態が回復して良好になったと判断されて、即座に電磁波による空中通信への切替えが実施される（ステップＳ６０７）。この切替え処理は、前述したように、電磁波／超音波切替信号３０２（図５参照）を制御することにより、電磁波／超音波切替部３０３−１、３０３−２がＩＦ帯アンプ３０６又は３１２とアンテナ１０３側とを接続する処理である。その後、現在時刻における図６の動作フローチャートの処理が終了する。
【００４５】
以上のように、超音波による体内通信時にモニタパケットによって電磁波による空中通信への切替えが試みられるのは、超音波通信が必要最小限の遅いレートの通信であるためできる限り電磁波による空中通信を実施したほうが通信効率が良いためである。
【００４６】
図７は、秘匿性の高い通信を行いたい場合において空中／生体切替制御回路１０５が一定時間間隔で実行する空中電磁波／体内超音波切替え制御アルゴリズムを示す動作フローチャート（その２）である。このアルゴリズムは、図６の動作フローチャートで示されるアルゴリズムとは独立して（並行して）実行されるようにすることができる。
【００４７】
まず、高セキュリティの通信（秘匿性の高い通信）が必要とされているか否かが判定される（ステップＳ７０１）。この判定は例えば、送信側のセンサノード１０１において使用される生体センサの種類に応じて切り替えられる。例えば、センサノード１０１に心電図計や血圧計が接続されている場合には、心電図や血圧は個人情報を特定する性格が強いため秘匿性が高いといえる。一方、体温計などは秘匿性が低いといえる。
【００４８】
高セキュリティの通信が必要とされておらずステップＳ７０１の判定がＮＯならば、現在の通信方式が維持されて（ステップＳ７０２）、現在時刻における図７の動作フローチャートの処理が終了する。
【００４９】
高セキュリティの通信が必要とされておりステップＳ７０１の判定がＹＥＳになると、次に高いレートでの通信が必要か否かが判定される（ステップＳ７０３）。この判定は、例えばリアルタイムでの通信が必要か否か、或いは大容量の通信が必要か否か等に基づいて決定される。
【００５０】
高いレートでの通信が必要でなくステップＳ７０３の判定がＮＯならば、超音波体内通信への切替えが実施される。その後、現在時刻における図７の動作フローチャートの処理が終了する。
【００５１】
高いレートでの通信が必要でステップＳ７０３の判定がＹＥＳならば、まず例えば図８の８０１として示されるように、超音波体内通信への切替えが実施されて、超音波体内通信によりセンサノード１０１間で暗号化の鍵データが交換される。続いて、例えば図８の８０２として示されるように、電磁波空中通信への切替えが実施される。そして、上記鍵データを使った通信データの暗号化が指示される（以上、ステップＳ７０５）。その後、現在時刻における図７の動作フローチャートの処理が終了する。この結果、現在時刻以降は、交換された鍵データを使った電磁波空中伝搬による暗号化通信が実施される。
【００５２】
超音波による体内通信は、生体外に通信信号が漏れ出す可能性が非常に少ないため、重要な情報を伝送するのに適しているが伝送レートは低い。一方、電磁波による空中通信は大容量の信号を伝送するのに適しているがそのままでは安全な伝送路ではない。このため本実施形態では、高セキュリティの高いレートの通信が必要なときには、まず超音波による体内通信によって暗号化の鍵データがセンサノード１０１間で交換される。続いて、この交換された鍵データを使って、電磁波空中伝搬による暗号化通信が実施される。このようにして、安全かつ高効率のＢＡＮ通信が可能となる。
【００５３】
ＢＡＮシステムの応用例として、生体データ等が医療機関にてモニタ・解析される応用例が考えられる。この場合には、生体上のＢＡＮシステムから外部ネットワークへ情報を伝送することが必須となる。この際、例えば図９に示されるように、センサノード１０１から、まずネットワーク接続用ゲートウェイ９０１に生体情報が伝送され、更にそこから近傍の無線アクセスポイント９０２に無線伝送が実施されることになる。この場合にも、センサノード１０１からゲートウェイ９０１までの通信データは生データであるので、高いセキュリティが必要になる。この場合の暗号化通信の手順も、図８で説明したものと同様の図７の動作フローチャートに基づく手順を採用することができる。
【００５４】
このように、固定ネットワーク等への接続を想定したＢＡＮシステムでも、高い安全性と高効率性を確保することが可能となる。
なお、センサノード１０１の消費電力を小さく抑えるために、消費電力の低い暗号化を実現する暗号鍵を用いることが考えられる。
【００５５】
図１０は、インプラント（体内埋め込み）型センサを用いた実施形態の説明図である。この実施形態としては、図９と同様の構成を採用することができる。即ち、図１０において、インプラントセンサ１００１は図９のセンサノード１０１に対応し、ゲートウェイ１００２は図９のネットワーク接続用ゲートウェイ９０１に対応し、無線アクセスポイント１００３は図９の無線アクセスポイント９０２に対応する。
【００５６】
このように、インプラント型センサを用いた安全性及び効率性の高いＢＡＮシステムを実現することも可能となる。
ここで、送信側のセンサノード１０１内の空中／生体切替制御回路１０５が主導して電磁波空中通信と超音波体内通信を切り替える方式が採用されてもよい。この場合、送信側での切替え情報が送信側のセンサノード１０１から受信側のセンサノード１０１に制御情報として通知され、その通知に基づいて受信側のセンサノード１０１内の空中／生体切替制御回路１０５が切替え処理を実行する。
【００５７】
或いは、送信側と受信側の各センサノード１０１内の空中／生体切替制御回路１０５は、自立的に切替えの判定を行うアルゴリズムに基づいて切替え処理を実行するように構成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
開示する技術は、継続的かつ信頼性の高いモニタリングが必要な医療用のシステムなどに利用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１０１  センサノード１０１
１０２  トランシーバ
１０３  アンテナ
１０４  超音波送受信素子
１０５  空中／生体切替制御回路
３０１  ベースバンド処理部
３０２  電磁波／超音波切替信号
３０３−１  電磁波／超音波切替部
３０３−２  電磁波／超音波切替部
３０４  送受信切替信号
３０５−１  送受信切替部
３０５−２  送受信切替部
３０６  ＩＦ帯アンプ
３１２  ＩＦ帯アンプ
３０７  ＬＯ
３０８  乗算器
３１１  乗算器
３０９  ＲＦ帯ＰＡ
３１０  ＬＮＡ
【図１】
2010273115.tif 000003
【図６】
2010273115.tif 000004
【図７】
2010273115.tif 000005
【図８】
2010273115.tif 000006
【図９】
2010273115.tif 000007
【図１０】
2010273115.tif 000008
【図１１】
2010273115.tif 000009
【図１２】
2010273115.tif 000010
【図１３】
2010273115.tif 000011
【図２】
2010273115.tif 000012
【図３】
2010273115.tif 000013
【図４】
2010273115.tif 000014
【図５】
2010273115.tif 000015