(57)【要約】  本発明は、複数台の被制御機器と無線認証を行う場合に、ある被制御機器による信号の再送が他の被制御機器から送信される信号の受信を妨げることを抑制することができる無線通信ユニットを提供することを目的とする。  本発明の無線通信ユニットは、近距離無線制御部１６２が、被制御機器２との間での認証モードによる無線認証に成功している場合と失敗している場合とで、異なる無線周波数の電波を用いて当該被制御機器２との間での無線認証処理を行うよう制御する、ものである。
2009001433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信に用いる電波の送受信を行う近距離無線送受信部と、
被制御機器との間での無線認証処理を制御する近距離無線制御部と、
を備え、
前記近距離無線制御部は、前記被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功している場合と失敗している場合とで、異なる無線周波数の電波を用いて当該被制御機器との間での無線認証処理を行うよう制御する、
無線通信ユニット。
【請求項２】
請求項１記載の無線通信ユニットであって、
前記近距離無線制御部は、前記被制御機器から受信する電波の受信強度に基づいて、当該被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功している場合と失敗している場合とを判別する、
無線通信ユニット。
【請求項３】
請求項２記載の無線通信ユニットであって、
前記近距離無線制御部は、前記被制御機器から受信する電波の受信強度が閾値以上であるか否かに応じて、当該被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功している場合と失敗している場合とを判別する、
無線通信ユニット。
【請求項４】
請求項２記載の無線通信ユニットであって、
前記近距離無線制御部は、前記被制御機器から受信する電波の受信強度が閾値以上である期間が、所定の期間以上であるか否かに応じて、当該被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功している場合と失敗している場合とを判別する、
無線通信ユニット。
【請求項５】
請求項１記載の無線通信ユニットであって、
前記近距離無線制御部は、前記被制御機器から受信した、当該無線通信ユニットとの間での無線認証の成功または失敗を通知する信号に基づいて、当該被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功している場合と失敗している場合とを判別する、
無線通信ユニット。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の無線通信ユニットであって、
前記近距離無線制御部は、前記被制御機器との間での認証モードによる無線認証に失敗している場合、当該被制御機器による当該無線通信ユニットへの信号の再送回数を制限する信号を前記近距離無線送受信部に送信させる、
無線通信ユニット。
【請求項７】
請求項６記載の無線通信ユニットであって、
前記近距離無線制御部は、所定台数以上の前記被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功している場合、当該被制御機器による当該無線通信ユニットへの信号の再送回数を制限する信号を前記近距離無線送受信部に送信させる、
無線通信ユニット。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の無線通信ユニットを備える携帯端末装置。
【請求項９】
無線通信ユニットによる、被制御機器との間での無線認証処理を制御する無線認証制御方法であって、
前記被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功しているか失敗しているかを判別するステップと、
無線認証に成功している前記被制御機器と無線認証に失敗している前記被制御機器に、異なる無線周波数を割り当てるステップと、
割り当てた無線周波数の電波を用いて前記被制御機器との間で無線認証処理を行うステップと、
を有する無線認証制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線認証を行うべき被制御機器との間で無線通信を行う無線通信ユニット、及び携帯端末装置、並びに無線認証制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ワイヤレスキー（無線通信ユニット）から受信する電波の受信強度が所定値以上であり、かつその無線通信を利用して送受信する信号を基にワイヤレスキーとの認証に成功したと判定した場合にロックを解除し、一方、ワイヤレスキーから受信する電波の受信強度が所定値未満である場合やワイヤレスキーとの上記認証に失敗していると判定した場合にロックする、無線認証機能を備えた被制御機器が提案されている（例えば、特許文献１）。実用化されている被制御機器の一例としては、ワイヤレスキーと無線認証を行ってドア鍵の施錠または解錠を行う自動車、または、ワイヤレスキーと無線認証を行って操作キーによる受付を拒否または許可する携帯電話、等が挙げられる。
【特許文献１】特開２００４−１４３８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ワイヤレスキーと被制御機器との間での無線認証を実現するためのシーケンスについて説明する。ワイヤレスキーと被制御機器との間での無線認証を実現するためのシーケンスは、ワイヤレスキーと被制御機器がお互いを探すサーチモードとワイヤレスキーと被制御機器間で認証を行う認証モードとで異なるが、ここでは、認証モードにおけるシーケンスについて説明する。図６に、ワイヤレスキー及び被制御機器による認証モード時のシーケンスを示す。ワイヤレスキー６１は、チャレンジ信号（及び後述する再送されたチャレンジ信号）を被制御機器６２ａから受信した時点を起点として計時を開始し、一方、被制御機器６２ａは、チャレンジ信号（及び後述する再送されたチャレンジ信号）をワイヤレスキー６１に送信した時点を起点として計時を開始することによって、ワイヤレスキー６１及び被制御機器６２ａは、以後のシーケンスの同期をとっている。【０００４】
ワイヤレスキー６１は、サーチモードにおける無線認証において、チャレンジアンドレスポンス方式を用いた信号の送受信を被制御機器６２ａと行っている。被制御機器６２ａからチャレンジ信号を受信したワイヤレスキー６１は、レスポンス信号を被制御機器６２ａに送信した後、ＡＣＫ信号を被制御機器６２ａから受信すると、チャレンジアンドレスポンス方式による認証が成功したものとみなす。【０００５】
被制御機器６２ａは、計時を開始した時点（チャレンジ信号をワイヤレスキー６１に送信した時点）から時間Ｔ経過すると、再度、チャレンジ信号をワイヤレスキー６１に送信するとともに、チャレンジ信号をワイヤレスキー６１に送信した時点を起点として計時を開始する。時間間隔Ｔは、被制御機器６２ａが前回チャレンジ信号を送信した時点から次にチャレンジ信号を送信する時点までの期間を指す。ワイヤレスキー６１は、被制御機器６２ａからチャレンジ信号を受信すれば、このチャレンジ信号に対して暗号化処理を行って生成したレスポンス信号を被制御機器６２ａに送信するとともに、チャレンジ信号を被制御機器６２ａから受信した時点を起点として計時を開始する。【０００６】
被制御機器６２ａは、ワイヤレスキー６１からレスポンス信号を受信すれば、ＡＣＫ信号をワイヤレスキー６１に送信する。一方、被制御機器６２ａは、ワイヤレスキー６１からレスポンス信号を所定の時間間隔（例えば、（Ｔ／８）内）に受信できなければ、チャレンジ信号を再送し（図６におけるチャレンジ信号再送１回目）、チャレンジ信号をワイヤレスキー６１に再送した時点を起点として再度、計時を開始し、ワイヤレスキー６１からのレスポンス信号を待ち受ける。ここで、被制御機器６２ａは、チャレンジ信号再送１回目でワイヤレスキー６１からのレスポンス信号を受信することができれば、ＡＣＫ信号をワイヤレスキー６１に送信する。その後、被制御機器６２ａは、計時を開始した時点（チャレンジ信号再送１回目をワイヤレスキー６１に送信した時点）から時間Ｔ経過すると、再度、チャレンジ信号をワイヤレスキー６１に送信するとともに、チャレンジ信号をワイヤレスキー６１に送信した時点を起点として計時を開始する。【０００７】
一方、被制御機器６２ａは、チャレンジ信号再送１回目に対するレスポンス信号をワイヤレスキー６１から所定の時間間隔（Ｔ／８）内に受信することができなければ、チャレンジ信号を再々送し（図６におけるチャレンジ信号再送２回目）、チャレンジ信号をワイヤレスキー６１に再々送した時点を起点として再度、計時を開始し、ワイヤレスキー６１からのレスポンス信号を待ち受ける。ここで、被制御機器６２ａは、チャレンジ信号再送２回目でワイヤレスキー６１からのレスポンス信号を受信することができれば、ＡＣＫ信号をワイヤレスキー６１に送信する。その後、被制御機器６２ａは、計時を開始した時点（チャレンジ信号再送２回目をワイヤレスキー６１に送信した時点）から時間Ｔ経過すると、再度、チャレンジ信号をワイヤレスキー６１に送信するとともに、チャレンジ信号をワイヤレスキー６１に送信した時点を起点として計時を開始する。【０００８】
上述したシーケンスにおいて、サーチモードの期間では、各種信号は、ある周波数（例えばＣＨ４）の電波を用いて伝送される。また、サーチモードから認証モードに遷移する被制御機器６２ａは、チャレンジ信号を生成する際に発生させた乱数に基づいてランダムに指定した周波数（例えばＣＨ１〜ＣＨ３のいずれか一つ）を、チャレンジ信号によってワイヤレスキー６１に通知することが考えられる。このため、認証モードに遷移した直後の、ワイヤレスキー６１がＡＣＫ信号を受信した以降、及び被制御機器６２ａがＡＣＫ信号を送信した以降の認証モードの期間では、各種信号は、被制御機器６２ａがチャレンジ信号によってワイヤレスキー６１に通知した周波数（例えばＣＨ１〜ＣＨ３のいずれか一つ）の電波を用いて伝送される。【０００９】
しかしながら、上述したシーケンスでは、ワイヤレスキーが複数の被制御機器と認証モードによる無線認証を実施する場合に次のような点が問題となる。図７に、ワイヤレスキーと複数の被制御機器との位置関係を、図８に、携帯端末装置及び複数の被制御機器がチャレンジ信号を送受信するタイミングを表すタイムチャートを、それぞれ示す。図７では、３台の被制御機器６２ａ、６２ｂ、６２ｃが、ワイヤレスキー１と無線通信を行うことができる圏内（図７における、ワイヤレスキー６１を中心とする円の内部。通信エリアと称する。）に位置しており、一台のワイヤレスキー６１とそれぞれ無線認証を行っている場合の位置関係を示している。図７では、被制御機器６２ａ及び被制御機器６２ｂは、ワイヤレスキー６１に近い場所（図７における、通信エリアで示される円の中央付近）に位置しており、被制御機器６２ｃは、ワイヤレスキー６１から遠い場所（図７における、通信エリアで示される円の線上付近）に位置しているものとする。【００１０】
ワイヤレスキー６１は、近い場所に位置する被制御機器６２ａ、６２ｂに比べて、遠い場所に位置する被制御機器６２ｃからのチャレンジ信号を受信することに失敗する機会が多くなる、あるいは、被制御機器６２ｃは、ワイヤレスキー６１からのレスポンス信号を受信することに失敗する機会が多くなる。このため、被制御機器６２ｃは、チャレンジ信号を再送する機会が多くなる。この結果、図８に示すように、被制御機器６２ａ、６２ｂは、時間Ｔの周期でチャレンジ信号をワイヤレスキー６１に送信するものの、被制御機器６２ｃは、チャレンジ信号をワイヤレスキー６１に再送するために要する期間分ずれた周期でチャレンジ信号をワイヤレスキー６１に送信するため、ワイヤレスキー６１は、被制御機器６２ｂ及び被制御機器６２ｃから送信されたチャレンジ信号を同時に受信してしまい（ワイヤレスキー６１は、図８では、点線で囲まれる時点でチャレンジ信号を同時に受信している。）、被制御機器６２ｂまたは被制御機器６２ｃの一方との間での無線認証、または、その両方との間での無線認証に失敗してしまう可能性がある。特に、認証モード中の無線認証に利用する無線周波数（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３のいずれか）をランダムに設定する構成では、ワイヤレスキー６１に近い場所に位置する被制御機器６２ｂと、遠い場所に位置する被制御機器６２ｃとにおいて、その無線周波数（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３のいずれか）が同一のものになる場合があるが、この場合、被制御機器６２ｂまたは被制御機器６２ｃの両方との間での無線認証に失敗してしまう可能性が高まる。【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、複数台の被制御機器と無線認証を行う場合に、ある被制御機器による信号の再送が他の被制御機器から送信される信号の受信を妨げることを抑制することができる無線通信ユニット、及び携帯端末装置、並びに無線認証制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の無線通信ユニットは、無線通信に用いる電波の送受信を行う近距離無線送受信部と、被制御機器との間での無線認証処理を制御する近距離無線制御部と、を備え、前記近距離無線制御部が、前記被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功している場合と失敗している場合とで、異なる無線周波数の電波を用いて当該被制御機器との間での無線認証処理を行うよう制御する、ものである。【００１３】
本発明の携帯端末装置は、本発明の無線通信ユニットを備えるものである。【００１４】
本発明の無線認証制御方法は、無線通信ユニットによる、被制御機器との間での無線認証処理を制御する無線認証制御方法であって、前記被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功しているか失敗しているかを判別するステップと、無線認証に成功している前記被制御機器と無線認証に失敗している前記被制御機器に、異なる無線周波数を割り当てるステップと、割り当てた無線周波数の電波を用いて前記被制御機器との間で無線認証処理を行うステップと、を有するものである。【００１５】
また、本発明の無線通信ユニットは、前記近距離無線制御部が、前記被制御機器から受信する電波の受信強度に基づいて、当該被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功している場合と失敗している場合とを判別する、ものを含む。【００１６】
また、本発明の無線通信ユニットは、前記近距離無線制御部が、前記被制御機器から受信する電波の受信強度が閾値以上であるか否かに応じて、当該被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功している場合と失敗している場合とを判別する、ものを含む。【００１７】
また、本発明の無線通信ユニットは、前記近距離無線制御部が、前記被制御機器から受信する電波の受信強度が閾値以上である期間が、所定の期間以上であるか否かに応じて、当該被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功している場合と失敗している場合とを判別する、ものを含む。【００１８】
また、本発明の無線通信ユニットは、前記近距離無線制御部が、前記被制御機器から受信した、当該無線通信ユニットとの間での無線認証の成功または失敗を通知する信号に基づいて、当該被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功している場合と失敗している場合とを判別する、ものを含む。【００１９】
また、本発明の無線通信ユニットは、前記近距離無線制御部が、前記被制御機器との間での認証モードによる無線認証に失敗している場合、当該被制御機器による当該無線通信ユニットへの信号の再送回数を制限する信号を前記近距離無線送受信部に送信させる、ものを含む。【００２０】
また、本発明の無線通信ユニットは、前記近距離無線制御部が、所定台数以上の前記被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功している場合、当該被制御機器による当該無線通信ユニットへの信号の再送回数を制限する信号を前記近距離無線送受信部に送信させる、ものを含む。【００２１】
この構成により、複数台の被制御機器と無線認証を行う場合に、ある被制御機器による信号の再送が他の被制御機器から送信される信号の受信を妨げることを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の無線通信ユニット、及び携帯端末装置、並びに無線認証制御方法によれば、複数台の被制御機器と無線認証を行う場合に、ある被制御機器による信号の再送が他の被制御機器から送信される信号の受信を妨げることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態の携帯端末装置と複数の被制御機器との位置関係と、各被制御機器に設定する無線周波数の一例と、を表す図
【図２】本発明の実施の形態の携帯端末装置、被制御機器及びマスターキーの機能ブロック図
【図３】本発明の実施の形態の携帯端末装置−被制御機器、及び携帯端末装置−マスターキーによるサーチモード時のシーケンス
【図４】本発明の実施の形態の携帯端末装置による、チャレンジ信号受信時の処理を表すフローチャート
【図５】複数の被制御機器がチャレンジ信号を送信するタイミングを表すタイムチャート
【図６】ワイヤレスキー及び被制御機器による認証モード時のシーケンス
【図７】ワイヤレスキーと複数の被制御機器との位置関係
【図８】複数の被制御機器がチャレンジ信号を送信するタイミングを表すタイムチャート
【符号の説明】
【００２４】
１、６１  携帯端末装置
１１  セルラー送受信部
１２  報知部
１３  マイクロフォン
１４  操作入力部
１５  携帯端末制御部
１６  無線通信ユニット
１６１  近距離無線送受信部
１６２  近距離無線制御部
１６３  認証用ＩＤ記憶部
２、６２  被制御機器
２１  無線通信ユニット
２２  固有機能制御部
２３  固有機能駆動部
２１１  近距離無線送受信部
２１２  近距離無線制御部
２１３  認証用ＩＤ記憶部
３  マスターキー
３１１  近距離無線送受信部
３１２  近距離無線制御部
３１３  認証用ＩＤ記憶部
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態の携帯端末装置について説明する。まず、携帯端末装置１と被制御機器２ａ、２ｂ、２ｃとを含んで構成される無線認証システムによる処理について説明する。図１に、本発明の実施の形態の携帯端末装置と複数の被制御機器との位置関係と、各被制御機器に設定する無線周波数の一例と、を表す図を示す。図１では、携帯端末装置１は、各被制御機器２ａ、２ｂ、２ｃと無線認証を行う無線通信ユニットを備えており、ペアリングされた各被制御機器２ａ、２ｂ、２ｃとの間でその無線通信ユニットが無線認証を行うものとする。【００２６】
携帯端末装置１及び被制御機器２ａ、２ｂ、２ｃは、大きく分けて２つの処理を実行する。一つは、認証プロトコルに則った信号の送受信により相手装置を認証する処理（認証処理）であり、もう一つは、相手装置から受信した電波の受信強度を計測し、その受信強度の大小を判別する処理（受信強度判別処理）である。本明細書では、認証処理と受信強度判別処理とを組み合わせた処理を総称して無線認証としている。【００２７】
図１に示す、携帯端末装置１を中心とする認証エリアと称する円（図１における２つの円のうちの内側の円）は、携帯端末装置１がその内部に位置する被制御機器から電波を受信したときにはその受信強度が所定値以上になり、他方、外部に位置する被制御機器から電波を受信したときにはその受信強度が所定値未満となる、境界を示している。被制御機器２ａ、２ｂ、２ｃは、携帯端末装置１との認証に失敗した場合、または、携帯端末装置１から受信した電波の受信強度が所定値未満である場合（すなわち、認証エリアの外部に位置する場合）、被制御機器２ａに備わる機能の少なくとも一部に対して制限を施す。図１では、認証エリアの外部に位置する被制御機器２ｃが、機能の少なくとも一部に対して制限が施された状態（使用不可能）になっている。【００２８】
一方、被制御機器２ａは、携帯端末装置１との認証に成功し、かつ、携帯端末装置１から受信した電波の受信強度が所定値以上である場合（すなわち、認証エリアの内部に位置する場合）、被制御機器２ａに備わる機能に施されている制限を解除する。図１では、認証エリアの内部に位置する被制御機器２ａ、２ｂが、制限が解除された状態（使用可能）になっている。【００２９】
また、図１に示す携帯端末装置１を中心とする、通信エリアと称する円（図１における２つの円のうちの外側の円）の内部は、携帯端末装置１がその内部に位置する被制御機器と無線通信を行うことができる範囲である。携帯端末装置１は、通信エリアの内部に位置する被制御機器と認証処理を行っている。一方、携帯端末装置１は、通信エリアの外部に位置する被制御機器とは無線通信を行うことができないため、認証処理を行うことができない。【００３０】
上記の携帯端末装置及び被制御機器を含んで構成される無線認証システムによって、被制御機器は、当該被制御機器と対に設定されている携帯端末装置が所定の範囲内に存在しない場合には、制限がかけられた状態になるため、第３者による被制御機器の利用を制限（禁止）することができる。また、携帯端末装置が、当該携帯端末装置と対に設定されている被制御機器が所定の範囲内から範囲外に移動したときなどに警報音を出力することによって、被制御機器の置き忘れや被制御機器の盗難を防止することができる。【００３１】
さらに、本発明の実施の形態の携帯端末装置は、認証モードにある被制御機器のうち、無線認証に成功している被制御機器と、無線認証に失敗している被制御機器と、に異なる使用周波数（例えばＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３）を割り当てる。つまり、本発明の実施の形態の携帯端末装置は、通信エリア内部に位置し、携帯端末装置と認証モードによる認証処理を行っている被制御機器のうち、受信強度判別処理によって閾値以上と判別された被制御機器（すなわち、認証エリア内部に位置する被制御機器）と、閾値未満と判別された被制御機器（すなわち、認証エリア外部に位置する被制御機器）と、に異なる使用周波数を割り当てる。図１では、認証エリア内部に位置する被制御機器２ａ及び被制御機器２ｂに使用周波数ＣＨ２を、認証エリア外部に位置する被制御機器２ｃに使用周波数ＣＨ３を割り当てている。【００３２】
認証モードにある被制御機器２ａ、２ｂ、２ｃのうち、無線認証に成功している被制御機器２ａ、２ｂと、無線認証に失敗している被制御機器２ｃと、に異なる使用周波数を割り当てることによって、携帯端末装置１は、携帯端末装置１に信号を再送する可能性の高い被制御機器２ｃからの信号を選択的に受信しないようにすることができる。この結果、被制御機器２ｃによる信号の再送が被制御機器２ａ、２ｂから送信される信号の受信を妨げることを抑制し、無線認証に成功している非制限機器２ａ、２ｂとの無線認証を優先的に実行することができる。【００３３】
なお、図１では、携帯端末装置１は、マスターキー３とも無線認証を行っている。携帯端末装置１は、マスターキー３との間での無線認証に成功すれば、携帯端末装置１に備わる機能の少なくとも一部に対して制限を施す。携帯端末装置１は、例えば、マスターキー３との無線認証に成功している期間中、被制御機器２ａ、２ｂ，２ｃとの間での無線認証を実行し、他方失敗している期間中、無線認証を実行しない、などの制限を施す。【００３４】
以下、本発明の実施の形態の携帯端末装置による無線認証について詳細に説明する。図２に、本発明の実施の形態の携帯端末装置、被制御機器及びマスターキーの機能ブロック図を示す。【００３５】
本発明の実施の形態の携帯端末装置１は、セルラー送受信部１１、報知部１２、マイクロフォン１３、操作入力部１４、携帯端末制御部１５、及び無線通信ユニット１６を含んで構成される。さらに、無線通信ユニット１６は、近距離無線送受信部１６１、近距離無線制御部１６２、及び認証用ＩＤ記憶部１６３を含んで構成される。【００３６】
セルラー送受信部１１は、アンテナに発生する電圧を検出、増幅し、その電圧値を電気信号として携帯端末制御部１５に出力する。または、セルラー送受信部１１は、携帯端末制御部１５から入力した電気信号をアンテナに給電して、電波を送出させる。アンテナとしては、例えば、近年の携帯電話に用いられる各種アンテナが適用可能である。【００３７】
携帯端末制御部１５は、携帯端末装置１と無線基地局との間で取り決められた所定の通信方式に則って、セルラー送受信部１１から入力した電気信号を復調し、さらに復号化を施してデジタルデータを取得する、または、デジタルデータに暗号化を施し、さらに変調した電気信号をセルラー送受信部１１に出力する。所定の通信方式としては、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular）方式、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communication）方式、ＩＭＴ（International Mobile Telecommunications）−２０００で標準化された方式、などが考えられる。さらに、携帯端末制御部１５は、スピーカ、ＬＥＤ、または液晶ディスプレイ等によって構成される報知部１２に出力制御信号を出力して、報知部１２による情報の出力を制御する。また、携帯端末制御部１５は、マイクロフォン１３から入力する音声信号を変換したデジタルデータを取得する。また、携帯端末制御部１５は、携帯端末装置利用者による入力操作を受け付ける操作入力部１４から入力した入力信号を基に、各種処理を実行する。また、携帯端末装置制御部１５は、無線通信ユニット１６から通知される、マスターキー３との無線認証の結果に応じて、携帯端末装置１により実行可能な各種機能に対して、その機能の実行に制限を加える。【００３８】
無線通信ユニット１６は、近距離無線送受信部１６１、近距離無線制御部１６２、認証用ＩＤ記憶部１６３を含んで構成される。近距離無線送受信部１６１は、アンテナを介して、４００ＭＨｚ帯特定小電力無線、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification：無線周波数識別）で使用される短距離通信用の電波やＵＷＢ（Ultra Wide Band：超広帯域無線）等の電波を介して、信号の送受信を行う。近距離無線制御部１６２は、所定の通信プロトコルに基づき、近距離無線送受信部１６１による信号の送受信を制御する。近距離無線制御部１６２による信号の送受信の制御については、後述するシーケンス及びフローチャートを参照して説明する。近距離無線制御部１６２には、増幅回路、変調回路、復調回路、エンコード回路、デコード回路などの回路が含まれる。また、近距離無線制御部１６２は、無線通信で使用する電波の受信強度（例えば、復調回路に入力される電波の電圧レベルやＳ／Ｎ比、デコード回路によりデコードされたデータの誤り率などを基に算出される）を計測するとともに、その受信強度が予め設定された閾値（認証エリアまたは通信エリアを区分けするための数値）以上か未満かを判別する。認証用ＩＤ記憶部１６３は、無線通信ユニット１６との間で予めペアリングされた被制御機器２固有の識別ＩＤと携帯端末装置１固有の識別ＩＤが記憶されており、近距離無線制御部１６２は、被制御機器２との間での信号の送受信の際、この識別ＩＤを参照することで、ペアリングされた被制御機器２との間での認証を進める。【００３９】
被制御機器２は、無線通信ユニット２１、固有機能制御部２２、及び固有機能駆動部２３を含んで構成される。無線通信ユニット２１は、近距離無線送受信部２１１、近距離無線制御部２１２、認証用ＩＤ記憶部２１３を含んで構成される。近距離無線送受信部２１１は、アンテナを介して、４００ＭＨｚ帯特定小電力無線、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification：無線周波数識別）で使用される短距離通信用の電波やＵＷＢ（Ultra Wide Band：超広帯域無線）等の電波を介して、信号の送受信を行う。近距離無線制御部２１２は、所定の通信プロトコルに基づき、近距離無線送受信部２１１による信号の送受信を制御する。近距離無線制御部２１２による信号の送受信の制御については、後述するシーケンス及びフローチャートを参照して説明する。近距離無線制御部２１２には、増幅回路、変調回路、復調回路、エンコード回路、デコード回路などの回路が含まれる。また、近距離無線制御部２１２は、無線通信で使用する電波の受信強度（例えば、復調回路に入力される電波の電圧レベルやＳ／Ｎ比、デコード回路によりデコードされたデータの誤り率などを基に算出される）を計測するとともに、その受信強度が予め設定された閾値（認証エリアまたは通信エリアを区分けするための数値）以上か未満かを判別する。認証用ＩＤ記憶部２１３は、無線通信ユニット２１との間で予めペアリングされた携帯端末装置１固有の識別ＩＤと被制御機器２固有の識別ＩＤが記憶されており、近距離無線制御部２１２は、携帯端末装置１との間での信号の送受信の際、この識別ＩＤを参照することで、ペアリングされた携帯端末装置１との間での認証を進める。【００４０】
固有機能制御部２２は、無線通信ユニット２１から通知される、携帯端末装置１との無線認証の結果に応じて、固有機能駆動部２３が駆動する各種機能に対して、その機能の実行に制限を加える。【００４１】
マスターキー３は、近距離無線送受信部３１１、近距離無線制御部３１２、認証用ＩＤ記憶部３１３を含んで構成される。近距離無線送受信部３１１は、アンテナを介して、４００ＭＨｚ帯特定小電力無線、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification：無線周波数識別）で使用される短距離通信用の電波やＵＷＢ（Ultra Wide Band：超広帯域無線）等の電波を介して、信号の送受信を行う。近距離無線制御部３１２は、所定の通信プロトコルに基づき、近距離無線送受信部３１１による信号の送受信を制御する。近距離無線制御部３１２による信号の送受信の制御については、被制御機器２の無線通信ユニット２１における近距離無線制御部２１２と同様である。近距離無線制御部３１２には、増幅回路、変調回路、復調回路、エンコード回路、デコード回路などの回路が含まれる。また、近距離無線制御部３１２は、無線通信で使用する電波の受信強度（例えば、復調回路に入力される電波の電圧レベルやＳ／Ｎ比、デコード回路によりデコードされたデータの誤り率などを基に算出される）を計測するとともに、その受信強度が予め設定された閾値（認証エリアまたは通信エリアを区分けするための数値）以上か未満かを判別する。認証用ＩＤ記憶部３１３は、予めペアリングされた携帯端末装置１固有の識別ＩＤとマスターキー３固有の識別ＩＤが記憶されており、近距離無線制御部３１２は、携帯端末装置１との間での信号の送受信の際、この識別ＩＤを参照することで、ペアリングされた携帯端末装置１との間での認証を進める。【００４２】
次に、本発明の実施の形態の携帯端末装置及び被制御機器による無線認証について説明する。図３に、本発明の実施の形態の携帯端末装置−被制御機器、及び携帯端末装置−マスターキーによるサーチモード時のシーケンスを示す。ここでは、携帯端末装置−被制御機器のサーチモード時のシーケンスについて説明する。携帯端末装置１は、周期Ｔａで定期的にサーチ信号を送信し続けており、そのサーチ信号を受信した被制御機器２から送信されるサーチ応答を受信するまで、サーチ信号を送信し続ける。一方、被制御機器２は、携帯端末装置１から送信されてくるサーチ信号を受信すべく待ち受けている。被制御機器２１が携帯端末装置１から送信されるサーチ信号を受信することができない通信エリアに位置するとき、被制御機器２１は携帯端末装置１からサーチ信号を受信することができず、したがって携帯端末装置１は被制御機器からサーチ応答を受信することはなく、携帯端末装置１は周期Ｔａで定期的にサーチ信号を送信し続け、一方、被制御機器２は、携帯端末装置１から送信されてくるサーチ信号を受信すべく待ち受ける。【００４３】
その後、携帯端末装置１または被制御機器２１が移動して被制御機器２１が認証エリアに移動すると、被制御機器２は、携帯端末装置１からサーチ信号を受信し、携帯端末装置１にサーチ応答を送信する。サーチ応答を受信した携帯端末装置１は、自機（携帯端末装置１）を識別する識別符号を含むＩＤ_A信号を被制御機器２１に送信する。そのＩＤ_A信号を受信した被制御機器２１は、そのＩＤ_A信号に含まれる識別符号と、自機（被制御機器２１）がデータとして予め記憶している識別符号（この識別符号は、無線認証を行う上で被制御機器と対になる携帯端末装置の識別符号である。）と、が一致するか否かを判定し、一致していれば自機（被制御機器２１）を識別する識別符号を含むＩＤ_Ｂ信号を携帯端末装置１に送信する。【００４４】
ＩＤ_Ｂ信号を受信した携帯端末装置１は、以後、被制御機器２１との間でチャレンジアンドレスポンス方式を用いた信号の送受信を行う。すなわち、ＩＤ_Ｂ信号を受信した携帯端末装置１は、チャレンジリクエスト信号を被制御機器２１に送信する。チャレンジリクエスト信号を受信した被制御機器２１は、乱数を発生させて生成したチャレンジ信号を携帯端末装置１に送信する。チャレンジ信号を受信した携帯端末装置１は、このチャレンジ信号に対して暗号化処理を行って生成したレスポンス信号を被制御機器２１に送信する。レスポンス信号を受信した被制御機器２１は、そのレスポンス信号の暗号化を解読して生成した信号が自機（被制御機器２１）が生成したチャレンジ信号と一致するか否かを判定し、一致していれば携帯端末装置１との認証に成功したと判定し、認証に成功した旨を知らせるＡＣＫ信号を携帯端末装置１に送信する。【００４５】
ＩＤ_A信号以後の信号を所定の時間、相手側装置から受信できなければ、携帯端末装置１はサーチ信号の送信を再度開始し、一方被制御機器２は携帯端末装置１から送信されてくるサーチ信号の待ち受けを再度開始する。上述したシーケンスのうち、携帯端末装置１がサーチ信号の送信を開始してから被制御機器２１がチャレンジ信号を送信するまで（または、携帯端末装置１がチャレンジ信号を受信するまで）の期間をサーチモードと称することがある（なお、携帯端末装置１がサーチ信号の送信を開始してから携帯端末装置１がＩＤ_B信号を受信するまでの期間をサーチモード、携帯端末装置１がチャレンジリクエスト信号を送信してから携帯端末装置１がＡＣＫ信号を受信するまでの期間を初期認証モード、とそれぞれ称されることがある。）。【００４６】
上述したシーケンスにおいて、サーチモードの期間では、各種信号は、周波数（例えばＣＨ４）の電波を用いて伝送される。一方、本発明の実施の形態の携帯端末装置は、被制御機器２からチャレンジ信号を受信すると、次に説明する処理を実行して、認証モードの期間において被制御機器２との間での無線認証に使用する使用周波数を決定し、被制御機器２に通知する。図４に、本発明の実施の形態の携帯端末装置による、チャレンジ信号受信時の処理を表すフローチャートを示す。【００４７】
すなわち、携帯端末装置１は、被制御機器２からチャレンジ信号を受信すると、そのチャレンジ信号を伝送した電波の受信強度を算出する（ステップ４０１）。携帯端末装置１は、受信強度判別処理を実行して、算出した受信強度が閾値以上であるか未満であるかを判別する（ステップ４０２。つまり、被制御機器２が、認証エリア内部に位置するか外部に位置するかを判別する。図２に示す通信状態検知部が、ステップ４０１、４０２の処理を実行する）。携帯端末装置１は、算出した受信強度が閾値以上であると判別すれば（ステップ４０２、Ｙ）、認証エリアに位置する被制御機器に割り当てるべき使用周波数（ここではＣＨ１またはＣＨ２とする）を選択し（ステップ４０３）、一方、算出した受信強度が閾値未満であると判別すれば（ステップ４０２、Ｎ）、認証エリアの外の通信エリアに位置する被制御機器に割り当てるべき使用周波数（図１では、ＣＨ３）を選択する（ステップ４０４）。【００４８】
また、マスターキー３とも無線認証を行っている携帯端末装置１は、被制御機器２との間での無線認証を開始する前に、既に、認証エリアに位置するマスターキー３との間で認証モードによる無線認証を行っていることが想定される。このため、携帯端末装置１は、ステップ４０３の処理において、認証エリアに位置する被制御機器に割り当てた使用周波数（ここでは、ＣＨ１またはＣＨ２）が、マスターキー３に割り当てた使用周波数（図１では、ＣＨ１）と同一の周波数であるか否かを判別する（ステップ４０５）。携帯端末装置１は、同一であると判別すれば（ステップ４０５、Ｙ）、認証エリアに位置する被制御機器に割り当てるべき使用周波数のうちの、マスターキー３に割り当てていない使用周波数（ＣＨ２）を選択する（ステップ４０６）。一方、携帯端末装置１は、同一でないと判別すれば（ステップ４０５、Ｎ）、ステップ４０３で選択した使用数端数を変更しない。【００４９】
携帯端末装置１は、このようにしてステップ４０３、４０４、４０６の処理（図２に示すＣＨ選択部が、これらステップ４０３、４０４、４０６の処理を実行する）によって選択した使用周波数を、レスポンス信号によって被制御機器２に通知する（ステップ４０７）。携帯端末装置１は、被制御機器２からＡＣＫ信号を受信した以降の信号の送受信を上記選択した使用周波数によって行う。一方、被制御機器２もまた、ＡＣＫ信号を送信した以降の信号の送受信を上記選択した使用周波数によって行う。【００５０】
携帯端末装置１は、チャレンジ信号を受信したときに、図４に示すフローチャートに従って被制御機器２に割り当てる使用周波数を決定・通知する。なお、ここでは、携帯端末装置１が、サーチモードから認証モードへの遷移時に被制御機器２から受信するチャレンジ信号（すなわち、初期認証モードのチャレンジ信号）を対象として、図４のフローチャートのステップ４０２の判別を行う場合について説明したが、認証モードにある期間中に被制御機器２から受信するチャレンジ信号（あるいは、チャレンジ信号再送１回目、チャレンジ信号再送２回目）を対象として、当該判別を行うようにしてもよい。【００５１】
ところで、図６のシーケンスを参照して説明したように、チャレンジ信号、及び再送されたチャレンジ信号を受信する度に計時を開始する携帯端末装置１は、次回のチャレンジ信号がどのタイミングで被制御機器２から送信されるかを特定することができる（図２に示す送受タイミング制御部が、各被制御機器２がチャレンジ信号を送信するタイミングを特定する）。携帯端末装置１は、認証エリアに位置する被制御機器２ａ、２ｂと通信エリアに位置する被制御機器２ｃと認証モードによる無線認証を行っている期間中、被制御機器２ａ、２ｂがチャレンジ信号を送信するタイミングと被制御機器２ｃがチャレンジ信号を送信するタイミングとを監視しており、図５に示す点線で囲まれる時点でそれらのタイミングが一致する場合（または、被制御機器２ａ、２ｂがチャレンジ信号を送信するタイミングが、被制御機器２ｃが複数回のチャレンジ信号の再送に要する期間内に含まれる場合）、被制御機器２ａ、２ｂに割り当てた使用周波数（ＣＨ２）の電波によって伝送されるチャレンジ信号を受信する（図２に示す優先ＣＨ選択部が、各被制御機器２がチャレンジ信号を送信するタイミングが一致する場合の、優先すべき使用周波数を選択する）。【００５２】
無線認証システムの利用環境としては、通信エリアに位置している被制御機器２ｃとの認証を維持するよりも、認証エリアに位置している被制御機器２ａ、２ｂとの認証を維持するほうが、利用者にとってより好ましいと考えられる。このため、携帯端末装置１は、認証エリアに位置する被制御機器と通信エリアに位置する被制御機器からチャレンジ信号を受信するタイミングが一致する場合、認証エリアに位置する被制御機器からのチャレンジ信号を優先して受信し、認証エリアに位置する被制御機器との認証に成功している状態を維持する。【００５３】
さらに、被制御機器２ａ、２ｂがチャレンジ信号を送信するタイミングが、被制御機器２ｃが複数回のチャレンジ信号の再送に要する期間内に含まれてしまうことを防ぐために、被制御機器２ｃがチャレンジ信号の再送に要する期間を短縮することが好ましい。このために、携帯端末装置１は、選択した使用周波数をレスポンス信号によって被制御機器２に通知する際に、被制御機器２による信号の再送回数を制限する情報（再送許可数）を併せて通知することが好ましい。また、認証エリアに位置する被制御機器の数または通信エリアに位置する被制御機器の数が増える程、通信エリアに位置する被制御機器がチャレンジ信号を送信するタイミングと重複する可能性が高いことから、認証エリアまたは通信エリアに位置する被制御機器の数に応じて増減した再送許可数を通知するようにしてもよい。【００５４】
以上、本発明の実施の形態の携帯端末装置によれば、認証モードにある被制御機器のうち、無線認証に成功している被制御機器と、無線認証に失敗している被制御機器と、に異なる使用周波数を割り当てることによって、複数台の被制御機器と無線認証を行う場合に、ある被制御機器による信号の再送が他の被制御機器から送信される信号の受信を妨げることを抑制することができる。【００５５】
なお、本発明の実施の形態では、携帯端末装置が、被制御機器から受信する信号の受信強度の大小に応じて、当該被制御機器に割り当てる使用周波数を設定する構成について説明したが、これに限るものではない。例えば、携帯端末装置が、被制御機器から受信する信号の受信強度が閾値以上であり、かつ、受信強度が閾値以上である期間が所定時間経過すれば、当該被制御機器が認証エリアにいるものとみなして、認証エリア用の使用周波数を割り当て、一方、被制御機器から受信する信号の受信強度が閾値未満であったり、または、受信強度が閾値以上である期間が所定時間に満たない場合には、当該被制御機器が通信エリアにいるものとみなして、通信エリア用の使用周波数を割り当てる、などの構成が考えられる。この構成において、携帯端末装置は、受信強度が閾値以上である期間が所定時間経過したか、あるいは満たないかを判別するためには、被制御機器から受信するチャレンジ信号が所定回数、閾値以上であるか否かで判別する。この構成により、携帯端末装置は、受信する電波の受信強度が急峻に変化する場合には、認証が成功している状態の維持が求められている認証エリアに被制御機器が位置すると不用意にみなすことを防ぐことができる。【００５６】
また、本発明の実施の形態では、被制御機器が認証エリアに位置するか通信エリアに位置するかを携帯端末装置が判別する構成について説明したが、被制御機器自身が認証エリアに位置するか通信エリアに位置するかを判別し、その判別した結果を携帯端末装置に通知する構成も考えられる。この構成において、被制御機器２は、携帯端末装置１からレスポンス信号を受信すると、そのレスポンス信号を伝送した電波の受信強度を算出する。被制御機器２は、受信強度判別処理を実行して、算出した受信強度が閾値以上であるか未満であるかを判別する（つまり、被制御機器２が、認証エリア内部に位置するか外部に位置するかを判別する。）。被制御機器２は、算出した受信強度が閾値以上であると判別すれば、被制御機器自身が認証エリアに位置することを表すエリア情報を、算出した受信強度が閾値未満であると判別すれば、被制御機器自身が通信エリアに位置することを表すエリア情報を、ＡＣＫ信号に付与して携帯端末装置１に通知する。その後、そのＡＣＫ信号を受信した携帯端末装置１は、エリア情報に応じて選択した使用周波数を、次回のレスポンス信号によって被制御機器２に通知する。この構成により、被制御機器が受信強度判別処理を行うことによって、同処理を行わない分携帯端末装置の負担が軽減される。この負担の軽減は、被制御機器の台数が多いほど顕著になる。【００５７】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の無線通信ユニット、及び携帯端末装置、並びに無線認証制御方法によれば、複数台の被制御機器と無線認証を行う場合に、ある被制御機器による信号の再送が他の被制御機器から送信される信号の受信を妨げることを抑制することができるという効果を奏し、無線認証を行うべき被制御機器との間で無線通信を行う無線通信ユニット、及び携帯端末装置の分野で有用である。
【図１】
2009001433.tif 000003
【図２】
2009001433.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009001433.tif 000009
【図８】
2009001433.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成21年8月24日(2009.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線認証を行うべき被制御機器との間で無線通信を行う無線通信ユニット、及び携帯端末装置、並びに無線認証制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ワイヤレスキー（無線通信ユニット）から受信する電波の受信強度が所定値以上であり、かつその無線通信を利用して送受信する信号を基にワイヤレスキーとの認証に成功したと判定した場合にロックを解除し、一方、ワイヤレスキーから受信する電波の受信強度が所定値未満である場合やワイヤレスキーとの上記認証に失敗していると判定した場合にロックする、無線認証機能を備えた被制御機器が提案されている（例えば、特許文献１）。実用化されている被制御機器の一例としては、ワイヤレスキーと無線認証を行ってドア鍵の施錠または解錠を行う自動車、または、ワイヤレスキーと無線認証を行って操作キーによる受付を拒否または許可する携帯電話、等が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１４３８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ワイヤレスキーと被制御機器との間での無線認証を実現するためのシーケンスについて説明する。ワイヤレスキーと被制御機器との間での無線認証を実現するためのシーケンスは、ワイヤレスキーと被制御機器がお互いを探すサーチモードとワイヤレスキーと被制御機器間で認証を行う認証モードとで異なるが、ここでは、認証モードにおけるシーケンスについて説明する。図６に、ワイヤレスキー及び被制御機器による認証モード時のシーケンスを示す。ワイヤレスキー６１は、チャレンジ信号（及び後述する再送されたチャレンジ信号）を被制御機器６２ａから受信した時点を起点として計時を開始し、一方、被制御機器６２ａは、チャレンジ信号（及び後述する再送されたチャレンジ信号）をワイヤレスキー６１に送信した時点を起点として計時を開始することによって、ワイヤレスキー６１及び被制御機器６２ａは、以後のシーケンスの同期をとっている。
【０００５】
ワイヤレスキー６１は、サーチモードにおける無線認証において、チャレンジアンドレスポンス方式を用いた信号の送受信を被制御機器６２ａと行っている。被制御機器６２ａからチャレンジ信号を受信したワイヤレスキー６１は、レスポンス信号を被制御機器６２ａに送信した後、ＡＣＫ信号を被制御機器６２ａから受信すると、チャレンジアンドレスポンス方式による認証が成功したものとみなす。
【０００６】
被制御機器６２ａは、計時を開始した時点（チャレンジ信号をワイヤレスキー６１に送信した時点）から時間Ｔ経過すると、再度、チャレンジ信号をワイヤレスキー６１に送信するとともに、チャレンジ信号をワイヤレスキー６１に送信した時点を起点として計時を開始する。時間間隔Ｔは、被制御機器６２ａが前回チャレンジ信号を送信した時点から次にチャレンジ信号を送信する時点までの期間を指す。ワイヤレスキー６１は、被制御機器６２ａからチャレンジ信号を受信すれば、このチャレンジ信号に対して暗号化処理を行って生成したレスポンス信号を被制御機器６２ａに送信するとともに、チャレンジ信号を被制御機器６２ａから受信した時点を起点として計時を開始する。
【０００７】
被制御機器６２ａは、ワイヤレスキー６１からレスポンス信号を受信すれば、ＡＣＫ信号をワイヤレスキー６１に送信する。一方、被制御機器６２ａは、ワイヤレスキー６１からレスポンス信号を所定の時間間隔（例えば、（Ｔ／８）内）に受信できなければ、チャレンジ信号を再送し（図６におけるチャレンジ信号再送１回目）、チャレンジ信号をワイヤレスキー６１に再送した時点を起点として再度、計時を開始し、ワイヤレスキー６１からのレスポンス信号を待ち受ける。ここで、被制御機器６２ａは、チャレンジ信号再送１回目でワイヤレスキー６１からのレスポンス信号を受信することができれば、ＡＣＫ信号をワイヤレスキー６１に送信する。その後、被制御機器６２ａは、計時を開始した時点（チャレンジ信号再送１回目をワイヤレスキー６１に送信した時点）から時間Ｔ経過すると、再度、チャレンジ信号をワイヤレスキー６１に送信するとともに、チャレンジ信号をワイヤレスキー６１に送信した時点を起点として計時を開始する。
【０００８】
一方、被制御機器６２ａは、チャレンジ信号再送１回目に対するレスポンス信号をワイヤレスキー６１から所定の時間間隔（Ｔ／８）内に受信することができなければ、チャレンジ信号を再々送し（図６におけるチャレンジ信号再送２回目）、チャレンジ信号をワイヤレスキー６１に再々送した時点を起点として再度、計時を開始し、ワイヤレスキー６１からのレスポンス信号を待ち受ける。ここで、被制御機器６２ａは、チャレンジ信号再送２回目でワイヤレスキー６１からのレスポンス信号を受信することができれば、ＡＣＫ信号をワイヤレスキー６１に送信する。その後、被制御機器６２ａは、計時を開始した時点（チャレンジ信号再送２回目をワイヤレスキー６１に送信した時点）から時間Ｔ経過すると、再度、チャレンジ信号をワイヤレスキー６１に送信するとともに、チャレンジ信号をワイヤレスキー６１に送信した時点を起点として計時を開始する。
【０００９】
上述したシーケンスにおいて、サーチモードの期間では、各種信号は、ある周波数（例えばＣＨ４）の電波を用いて伝送される。また、サーチモードから認証モードに遷移する被制御機器６２ａは、チャレンジ信号を生成する際に発生させた乱数に基づいてランダムに指定した周波数（例えばＣＨ１〜ＣＨ３のいずれか一つ）を、チャレンジ信号によってワイヤレスキー６１に通知することが考えられる。このため、認証モードに遷移した直後の、ワイヤレスキー６１がＡＣＫ信号を受信した以降、及び被制御機器６２ａがＡＣＫ信号を送信した以降の認証モードの期間では、各種信号は、被制御機器６２ａがチャレンジ信号によってワイヤレスキー６１に通知した周波数（例えばＣＨ１〜ＣＨ３のいずれか一つ）の電波を用いて伝送される。
【００１０】
しかしながら、上述したシーケンスでは、ワイヤレスキーが複数の被制御機器と認証モードによる無線認証を実施する場合に次のような点が問題となる。図７に、ワイヤレスキーと複数の被制御機器との位置関係を、図８に、携帯端末装置及び複数の被制御機器がチャレンジ信号を送受信するタイミングを表すタイムチャートを、それぞれ示す。図７では、３台の被制御機器６２ａ、６２ｂ、６２ｃが、ワイヤレスキー６１と無線通信を行うことができる圏内（図７における、ワイヤレスキー６１を中心とする円の内部。通信エリアと称する。）に位置しており、一台のワイヤレスキー６１とそれぞれ無線認証を行っている場合の位置関係を示している。図７では、被制御機器６２ａ及び被制御機器６２ｂは、ワイヤレスキー６１に近い場所（図７における、通信エリアで示される円の中央付近）に位置しており、被制御機器６２ｃは、ワイヤレスキー６１から遠い場所（図７における、通信エリアで示される円の線上付近）に位置しているものとする。
【００１１】
ワイヤレスキー６１は、近い場所に位置する被制御機器６２ａ、６２ｂに比べて、遠い場所に位置する被制御機器６２ｃからのチャレンジ信号を受信することに失敗する機会が多くなる、あるいは、被制御機器６２ｃは、ワイヤレスキー６１からのレスポンス信号を受信することに失敗する機会が多くなる。このため、被制御機器６２ｃは、チャレンジ信号を再送する機会が多くなる。この結果、図８に示すように、被制御機器６２ａ、６２ｂは、時間Ｔの周期でチャレンジ信号をワイヤレスキー６１に送信するものの、被制御機器６２ｃは、チャレンジ信号をワイヤレスキー６１に再送するために要する期間分ずれた周期でチャレンジ信号をワイヤレスキー６１に送信するため、ワイヤレスキー６１は、被制御機器６２ｂ及び被制御機器６２ｃから送信されたチャレンジ信号を同時に受信してしまい（ワイヤレスキー６１は、図８では、点線で囲まれる時点でチャレンジ信号を同時に受信している。）、被制御機器６２ｂまたは被制御機器６２ｃの一方との間での無線認証、または、その両方との間での無線認証に失敗してしまう可能性がある。特に、認証モード中の無線認証に利用する無線周波数（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３のいずれか）をランダムに設定する構成では、ワイヤレスキー６１に近い場所に位置する被制御機器６２ｂと、遠い場所に位置する被制御機器６２ｃとにおいて、その無線周波数（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３のいずれか）が同一のものになる場合があるが、この場合、被制御機器６２ｂまたは被制御機器６２ｃの両方との間での無線認証に失敗してしまう可能性が高まる。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、複数台の被制御機器と無線認証を行う場合に、ある被制御機器による信号の再送が他の被制御機器から送信される信号の受信を妨げることを抑制することができる無線通信ユニット、及び携帯端末装置、並びに無線認証制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の無線通信ユニットは、無線通信に用いる電波の送受信を行う近距離無線送受信部と、被制御機器との間での無線認証処理を制御する近距離無線制御部と、を備え、前記近距離無線制御部が、前記被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功している場合と失敗している場合とで、異なる無線周波数の電波を用いて当該被制御機器との間での無線認証処理を行うよう制御する、ものである。
【００１４】
本発明の携帯端末装置は、本発明の無線通信ユニットを備えるものである。
【００１５】
本発明の無線認証制御方法は、無線通信ユニットによる、被制御機器との間での無線認証処理を制御する無線認証制御方法であって、前記被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功しているか失敗しているかを判別するステップと、無線認証に成功している前記被制御機器と無線認証に失敗している前記被制御機器に、異なる無線周波数を割り当てるステップと、割り当てた無線周波数の電波を用いて前記被制御機器との間で無線認証処理を行うステップと、を有するものである。
【００１６】
また、本発明の無線通信ユニットは、前記近距離無線制御部が、前記被制御機器から受信する電波の受信強度に基づいて、当該被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功している場合と失敗している場合とを判別する、ものを含む。
【００１７】
また、本発明の無線通信ユニットは、前記近距離無線制御部が、前記被制御機器から受信する電波の受信強度が閾値以上であるか否かに応じて、当該被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功している場合と失敗している場合とを判別する、ものを含む。
【００１８】
また、本発明の無線通信ユニットは、前記近距離無線制御部が、前記被制御機器から受信する電波の受信強度が閾値以上である期間が、所定の期間以上であるか否かに応じて、当該被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功している場合と失敗している場合とを判別する、ものを含む。
【００１９】
また、本発明の無線通信ユニットは、前記近距離無線制御部が、前記被制御機器から受信した、当該無線通信ユニットとの間での無線認証の成功または失敗を通知する信号に基づいて、当該被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功している場合と失敗している場合とを判別する、ものを含む。
【００２０】
また、本発明の無線通信ユニットは、前記近距離無線制御部が、前記被制御機器との間での認証モードによる無線認証に失敗している場合、当該被制御機器による当該無線通信ユニットへの信号の再送回数を制限する信号を前記近距離無線送受信部に送信させる、ものを含む。
【００２１】
また、本発明の無線通信ユニットは、前記近距離無線制御部が、所定台数以上の前記被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功している場合、当該被制御機器による当該無線通信ユニットへの信号の再送回数を制限する信号を前記近距離無線送受信部に送信させる、ものを含む。
【００２２】
この構成により、複数台の被制御機器と無線認証を行う場合に、ある被制御機器による信号の再送が他の被制御機器から送信される信号の受信を妨げることを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の無線通信ユニット、及び携帯端末装置、並びに無線認証制御方法によれば、複数台の被制御機器と無線認証を行う場合に、ある被制御機器による信号の再送が他の被制御機器から送信される信号の受信を妨げることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態の携帯端末装置と複数の被制御機器との位置関係と、各被制御機器に設定する無線周波数の一例と、を表す図
【図２】本発明の実施の形態の携帯端末装置、被制御機器及びマスターキーの機能ブロック図
【図３】本発明の実施の形態の携帯端末装置−被制御機器、及び携帯端末装置−マスターキーによるサーチモード時のシーケンス
【図４】本発明の実施の形態の携帯端末装置による、チャレンジ信号受信時の処理を表すフローチャート
【図５】複数の被制御機器がチャレンジ信号を送信するタイミングを表すタイムチャート
【図６】ワイヤレスキー及び被制御機器による認証モード時のシーケンス
【図７】ワイヤレスキーと複数の被制御機器との位置関係
【図８】複数の被制御機器がチャレンジ信号を送信するタイミングを表すタイムチャート
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態の携帯端末装置について説明する。まず、携帯端末装置１と被制御機器２ａ、２ｂ、２ｃとを含んで構成される無線認証システムによる処理について説明する。図１に、本発明の実施の形態の携帯端末装置と複数の被制御機器との位置関係と、各被制御機器に設定する無線周波数の一例と、を表す図を示す。図１では、携帯端末装置１は、各被制御機器２ａ、２ｂ、２ｃと無線認証を行う無線通信ユニットを備えており、ペアリングされた各被制御機器２ａ、２ｂ、２ｃとの間でその無線通信ユニットが無線認証を行うものとする。
【００２６】
携帯端末装置１及び被制御機器２ａ、２ｂ、２ｃは、大きく分けて２つの処理を実行する。一つは、認証プロトコルに則った信号の送受信により相手装置を認証する処理（認証処理）であり、もう一つは、相手装置から受信した電波の受信強度を計測し、その受信強度の大小を判別する処理（受信強度判別処理）である。本明細書では、認証処理と受信強度判別処理とを組み合わせた処理を総称して無線認証としている。
【００２７】
図１に示す、携帯端末装置１を中心とする認証エリアと称する円（図１における２つの円のうちの内側の円）は、携帯端末装置１がその内部に位置する被制御機器から電波を受信したときにはその受信強度が所定値以上になり、他方、外部に位置する被制御機器から電波を受信したときにはその受信強度が所定値未満となる、境界を示している。被制御機器２ａ、２ｂ、２ｃは、携帯端末装置１との認証に失敗した場合、または、携帯端末装置１から受信した電波の受信強度が所定値未満である場合（すなわち、認証エリアの外部に位置する場合）、被制御機器２ａに備わる機能の少なくとも一部に対して制限を施す。図１では、認証エリアの外部に位置する被制御機器２ｃが、機能の少なくとも一部に対して制限が施された状態（使用不可能）になっている。
【００２８】
一方、被制御機器２ａは、携帯端末装置１との認証に成功し、かつ、携帯端末装置１から受信した電波の受信強度が所定値以上である場合（すなわち、認証エリアの内部に位置する場合）、被制御機器２ａに備わる機能に施されている制限を解除する。図１では、認証エリアの内部に位置する被制御機器２ａ、２ｂが、制限が解除された状態（使用可能）になっている。
【００２９】
また、図１に示す携帯端末装置１を中心とする、通信エリアと称する円（図１における２つの円のうちの外側の円）の内部は、携帯端末装置１がその内部に位置する被制御機器と無線通信を行うことができる範囲である。携帯端末装置１は、通信エリアの内部に位置する被制御機器と認証処理を行っている。一方、携帯端末装置１は、通信エリアの外部に位置する被制御機器とは無線通信を行うことができないため、認証処理を行うことができない。
【００３０】
上記の携帯端末装置及び被制御機器を含んで構成される無線認証システムによって、被制御機器は、当該被制御機器と対に設定されている携帯端末装置が所定の範囲内に存在しない場合には、制限がかけられた状態になるため、第３者による被制御機器の利用を制限（禁止）することができる。また、携帯端末装置が、当該携帯端末装置と対に設定されている被制御機器が所定の範囲内から範囲外に移動したときなどに警報音を出力することによって、被制御機器の置き忘れや被制御機器の盗難を防止することができる。
【００３１】
さらに、本発明の実施の形態の携帯端末装置は、認証モードにある被制御機器のうち、無線認証に成功している被制御機器と、無線認証に失敗している被制御機器と、に異なる使用周波数（例えばＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３）を割り当てる。つまり、本発明の実施の形態の携帯端末装置は、通信エリア内部に位置し、携帯端末装置と認証モードによる認証処理を行っている被制御機器のうち、受信強度判別処理によって閾値以上と判別された被制御機器（すなわち、認証エリア内部に位置する被制御機器）と、閾値未満と判別された被制御機器（すなわち、認証エリア外部に位置する被制御機器）と、に異なる使用周波数を割り当てる。図１では、認証エリア内部に位置する被制御機器２ａ及び被制御機器２ｂに使用周波数ＣＨ２を、認証エリア外部に位置する被制御機器２ｃに使用周波数ＣＨ３を割り当てている。
【００３２】
認証モードにある被制御機器２ａ、２ｂ、２ｃのうち、無線認証に成功している被制御機器２ａ、２ｂと、無線認証に失敗している被制御機器２ｃと、に異なる使用周波数を割り当てることによって、携帯端末装置１は、携帯端末装置１に信号を再送する可能性の高い被制御機器２ｃからの信号を選択的に受信しないようにすることができる。この結果、被制御機器２ｃによる信号の再送が被制御機器２ａ、２ｂから送信される信号の受信を妨げることを抑制し、無線認証に成功している非制限機器２ａ、２ｂとの無線認証を優先的に実行することができる。
【００３３】
なお、図１では、携帯端末装置１は、マスターキー３とも無線認証を行っている。携帯端末装置１は、マスターキー３との間での無線認証に成功すれば、携帯端末装置１に備わる機能の少なくとも一部に対して制限を施す。携帯端末装置１は、例えば、マスターキー３との無線認証に成功している期間中、被制御機器２ａ、２ｂ，２ｃとの間での無線認証を実行し、他方失敗している期間中、無線認証を実行しない、などの制限を施す。
【００３４】
以下、本発明の実施の形態の携帯端末装置による無線認証について詳細に説明する。図２に、本発明の実施の形態の携帯端末装置、被制御機器及びマスターキーの機能ブロック図を示す。
【００３５】
本発明の実施の形態の携帯端末装置１は、セルラー送受信部１１、報知部１２、マイクロフォン１３、操作入力部１４、携帯端末制御部１５、及び無線通信ユニット１６を含んで構成される。さらに、無線通信ユニット１６は、近距離無線送受信部１６１、近距離無線制御部１６２、及び認証用ＩＤ記憶部１６３を含んで構成される。
【００３６】
セルラー送受信部１１は、アンテナに発生する電圧を検出、増幅し、その電圧値を電気信号として携帯端末制御部１５に出力する。または、セルラー送受信部１１は、携帯端末制御部１５から入力した電気信号をアンテナに給電して、電波を送出させる。アンテナとしては、例えば、近年の携帯電話に用いられる各種アンテナが適用可能である。
【００３７】
携帯端末制御部１５は、携帯端末装置１と無線基地局との間で取り決められた所定の通信方式に則って、セルラー送受信部１１から入力した電気信号を復調し、さらに復号化を施してデジタルデータを取得する、または、デジタルデータに暗号化を施し、さらに変調した電気信号をセルラー送受信部１１に出力する。所定の通信方式としては、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular）方式、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communication）方式、ＩＭＴ（International Mobile Telecommunications）−２０００で標準化された方式、などが考えられる。さらに、携帯端末制御部１５は、スピーカ、ＬＥＤ、または液晶ディスプレイ等によって構成される報知部１２に出力制御信号を出力して、報知部１２による情報の出力を制御する。また、携帯端末制御部１５は、マイクロフォン１３から入力する音声信号を変換したデジタルデータを取得する。また、携帯端末制御部１５は、携帯端末装置利用者による入力操作を受け付ける操作入力部１４から入力した入力信号を基に、各種処理を実行する。また、携帯端末装置制御部１５は、無線通信ユニット１６から通知される、マスターキー３との無線認証の結果に応じて、携帯端末装置１により実行可能な各種機能に対して、その機能の実行に制限を加える。
【００３８】
無線通信ユニット１６は、近距離無線送受信部１６１、近距離無線制御部１６２、認証用ＩＤ記憶部１６３を含んで構成される。近距離無線送受信部１６１は、アンテナを介して、４００ＭＨｚ帯特定小電力無線、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification：無線周波数識別）で使用される短距離通信用の電波やＵＷＢ（Ultra Wide Band：超広帯域無線）等の電波を介して、信号の送受信を行う。近距離無線制御部１６２は、所定の通信プロトコルに基づき、近距離無線送受信部１６１による信号の送受信を制御する。近距離無線制御部１６２による信号の送受信の制御については、後述するシーケンス及びフローチャートを参照して説明する。近距離無線制御部１６２には、増幅回路、変調回路、復調回路、エンコード回路、デコード回路などの回路が含まれる。また、近距離無線制御部１６２は、無線通信で使用する電波の受信強度（例えば、復調回路に入力される電波の電圧レベルやＳ／Ｎ比、デコード回路によりデコードされたデータの誤り率などを基に算出される）を計測するとともに、その受信強度が予め設定された閾値（認証エリアまたは通信エリアを区分けするための数値）以上か未満かを判別する。認証用ＩＤ記憶部１６３は、無線通信ユニット１６との間で予めペアリングされた被制御機器２固有の識別ＩＤと携帯端末装置１固有の識別ＩＤが記憶されており、近距離無線制御部１６２は、被制御機器２との間での信号の送受信の際、この識別ＩＤを参照することで、ペアリングされた被制御機器２との間での認証を進める。
【００３９】
被制御機器２は、無線通信ユニット２１、固有機能制御部２２、及び固有機能駆動部２３を含んで構成される。無線通信ユニット２１は、近距離無線送受信部２１１、近距離無線制御部２１２、認証用ＩＤ記憶部２１３を含んで構成される。近距離無線送受信部２１１は、アンテナを介して、４００ＭＨｚ帯特定小電力無線、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification：無線周波数識別）で使用される短距離通信用の電波やＵＷＢ（Ultra Wide Band：超広帯域無線）等の電波を介して、信号の送受信を行う。近距離無線制御部２１２は、所定の通信プロトコルに基づき、近距離無線送受信部２１１による信号の送受信を制御する。近距離無線制御部２１２による信号の送受信の制御については、後述するシーケンス及びフローチャートを参照して説明する。近距離無線制御部２１２には、増幅回路、変調回路、復調回路、エンコード回路、デコード回路などの回路が含まれる。また、近距離無線制御部２１２は、無線通信で使用する電波の受信強度（例えば、復調回路に入力される電波の電圧レベルやＳ／Ｎ比、デコード回路によりデコードされたデータの誤り率などを基に算出される）を計測するとともに、その受信強度が予め設定された閾値（認証エリアまたは通信エリアを区分けするための数値）以上か未満かを判別する。認証用ＩＤ記憶部２１３は、無線通信ユニット２１との間で予めペアリングされた携帯端末装置１固有の識別ＩＤと被制御機器２固有の識別ＩＤが記憶されており、近距離無線制御部２１２は、携帯端末装置１との間での信号の送受信の際、この識別ＩＤを参照することで、ペアリングされた携帯端末装置１との間での認証を進める。
【００４０】
固有機能制御部２２は、無線通信ユニット２１から通知される、携帯端末装置１との無線認証の結果に応じて、固有機能駆動部２３が駆動する各種機能に対して、その機能の実行に制限を加える。
【００４１】
マスターキー３は、近距離無線送受信部３１１、近距離無線制御部３１２、認証用ＩＤ記憶部３１３を含んで構成される。近距離無線送受信部３１１は、アンテナを介して、４００ＭＨｚ帯特定小電力無線、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification：無線周波数識別）で使用される短距離通信用の電波やＵＷＢ（Ultra Wide Band：超広帯域無線）等の電波を介して、信号の送受信を行う。近距離無線制御部３１２は、所定の通信プロトコルに基づき、近距離無線送受信部３１１による信号の送受信を制御する。近距離無線制御部３１２による信号の送受信の制御については、被制御機器２の無線通信ユニット２１における近距離無線制御部２１２と同様である。近距離無線制御部３１２には、増幅回路、変調回路、復調回路、エンコード回路、デコード回路などの回路が含まれる。また、近距離無線制御部３１２は、無線通信で使用する電波の受信強度（例えば、復調回路に入力される電波の電圧レベルやＳ／Ｎ比、デコード回路によりデコードされたデータの誤り率などを基に算出される）を計測するとともに、その受信強度が予め設定された閾値（認証エリアまたは通信エリアを区分けするための数値）以上か未満かを判別する。認証用ＩＤ記憶部３１３は、予めペアリングされた携帯端末装置１固有の識別ＩＤとマスターキー３固有の識別ＩＤが記憶されており、近距離無線制御部３１２は、携帯端末装置１との間での信号の送受信の際、この識別ＩＤを参照することで、ペアリングされた携帯端末装置１との間での認証を進める。
【００４２】
次に、本発明の実施の形態の携帯端末装置及び被制御機器による無線認証について説明する。図３に、本発明の実施の形態の携帯端末装置−被制御機器、及び携帯端末装置−マスターキーによるサーチモード時のシーケンスを示す。ここでは、携帯端末装置−被制御機器のサーチモード時のシーケンスについて説明する。携帯端末装置１は、周期Ｔａで定期的にサーチ信号を送信し続けており、そのサーチ信号を受信した被制御機器２から送信されるサーチ応答を受信するまで、サーチ信号を送信し続ける。一方、被制御機器２は、携帯端末装置１から送信されてくるサーチ信号を受信すべく待ち受けている。被制御機器２が携帯端末装置１から送信されるサーチ信号を受信することができない通信エリアに位置するとき、被制御機器２は携帯端末装置１からサーチ信号を受信することができず、したがって携帯端末装置１は被制御機器からサーチ応答を受信することはなく、携帯端末装置１は周期Ｔａで定期的にサーチ信号を送信し続け、一方、被制御機器２は、携帯端末装置１から送信されてくるサーチ信号を受信すべく待ち受ける。
【００４３】
その後、携帯端末装置１または被制御機器２が移動して被制御機器２が認証エリアに移動すると、被制御機器２は、携帯端末装置１からサーチ信号を受信し、携帯端末装置１にサーチ応答を送信する。サーチ応答を受信した携帯端末装置１は、自機（携帯端末装置１）を識別する識別符号を含むＩＤ_Ａ信号を被制御機器２に送信する。そのＩＤ_Ａ信号を受信した被制御機器２は、そのＩＤ_Ａ信号に含まれる識別符号と、自機（被制御機器２）がデータとして予め記憶している識別符号（この識別符号は、無線認証を行う上で被制御機器と対になる携帯端末装置の識別符号である。）と、が一致するか否かを判定し、一致していれば自機（被制御機器２）を識別する識別符号を含むＩＤ_Ｂ信号を携帯端末装置１に送信する。
【００４４】
ＩＤ_Ｂ信号を受信した携帯端末装置１は、以後、被制御機器２との間でチャレンジアンドレスポンス方式を用いた信号の送受信を行う。すなわち、ＩＤ_Ｂ信号を受信した携帯端末装置１は、チャレンジリクエスト信号を被制御機器２に送信する。チャレンジリクエスト信号を受信した被制御機器２は、乱数を発生させて生成したチャレンジ信号を携帯端末装置１に送信する。チャレンジ信号を受信した携帯端末装置１は、このチャレンジ信号に対して暗号化処理を行って生成したレスポンス信号を被制御機器２に送信する。レスポンス信号を受信した被制御機器２は、そのレスポンス信号の暗号化を解読して生成した信号が自機（被制御機器２）が生成したチャレンジ信号と一致するか否かを判定し、一致していれば携帯端末装置１との認証に成功したと判定し、認証に成功した旨を知らせるＡＣＫ信号を携帯端末装置１に送信する。
【００４５】
ＩＤ_Ａ信号以後の信号を所定の時間、相手側装置から受信できなければ、携帯端末装置１はサーチ信号の送信を再度開始し、一方被制御機器２は携帯端末装置１から送信されてくるサーチ信号の待ち受けを再度開始する。上述したシーケンスのうち、携帯端末装置１がサーチ信号の送信を開始してから被制御機器２がチャレンジ信号を送信するまで（または、携帯端末装置１がチャレンジ信号を受信するまで）の期間をサーチモードと称することがある（なお、携帯端末装置１がサーチ信号の送信を開始してから携帯端末装置１がＩＤ_Ｂ信号を受信するまでの期間をサーチモード、携帯端末装置１がチャレンジリクエスト信号を送信してから携帯端末装置１がＡＣＫ信号を受信するまでの期間を初期認証モード、とそれぞれ称されることがある。）。
【００４６】
上述したシーケンスにおいて、サーチモードの期間では、各種信号は、周波数（例えばＣＨ４）の電波を用いて伝送される。一方、本発明の実施の形態の携帯端末装置は、被制御機器２からチャレンジ信号を受信すると、次に説明する処理を実行して、認証モードの期間において被制御機器２との間での無線認証に使用する使用周波数を決定し、被制御機器２に通知する。図４に、本発明の実施の形態の携帯端末装置による、チャレンジ信号受信時の処理を表すフローチャートを示す。
【００４７】
すなわち、携帯端末装置１は、被制御機器２からチャレンジ信号を受信すると、そのチャレンジ信号を伝送した電波の受信強度を算出する（ステップ４０１）。携帯端末装置１は、受信強度判別処理を実行して、算出した受信強度が閾値以上であるか未満であるかを判別する（ステップ４０２。つまり、被制御機器２が、認証エリア内部に位置するか外部に位置するかを判別する。図２に示す通信状態検知部が、ステップ４０１、４０２の処理を実行する）。携帯端末装置１は、算出した受信強度が閾値以上であると判別すれば（ステップ４０２、Ｙ）、認証エリアに位置する被制御機器に割り当てるべき使用周波数（ここではＣＨ１またはＣＨ２とする）を選択し（ステップ４０３）、一方、算出した受信強度が閾値未満であると判別すれば（ステップ４０２、Ｎ）、認証エリアの外の通信エリアに位置する被制御機器に割り当てるべき使用周波数（図１では、ＣＨ３）を選択する（ステップ４０４）。
【００４８】
また、マスターキー３とも無線認証を行っている携帯端末装置１は、被制御機器２との間での無線認証を開始する前に、既に、認証エリアに位置するマスターキー３との間で認証モードによる無線認証を行っていることが想定される。このため、携帯端末装置１は、ステップ４０３の処理において、認証エリアに位置する被制御機器に割り当てた使用周波数（ここでは、ＣＨ１またはＣＨ２）が、マスターキー３に割り当てた使用周波数（図１では、ＣＨ１）と同一の周波数であるか否かを判別する（ステップ４０５）。携帯端末装置１は、同一であると判別すれば（ステップ４０５、Ｙ）、認証エリアに位置する被制御機器に割り当てるべき使用周波数のうちの、マスターキー３に割り当てていない使用周波数（ＣＨ２）を選択する（ステップ４０６）。一方、携帯端末装置１は、同一でないと判別すれば（ステップ４０５、Ｎ）、ステップ４０３で選択した使用数端数を変更しない。
【００４９】
携帯端末装置１は、このようにしてステップ４０３、４０４、４０６の処理（図２に示すＣＨ選択部が、これらステップ４０３、４０４、４０６の処理を実行する）によって選択した使用周波数を、レスポンス信号によって被制御機器２に通知する（ステップ４０７）。携帯端末装置１は、被制御機器２からＡＣＫ信号を受信した以降の信号の送受信を上記選択した使用周波数によって行う。一方、被制御機器２もまた、ＡＣＫ信号を送信した以降の信号の送受信を上記選択した使用周波数によって行う。
【００５０】
携帯端末装置１は、チャレンジ信号を受信したときに、図４に示すフローチャートに従って被制御機器２に割り当てる使用周波数を決定・通知する。なお、ここでは、携帯端末装置１が、サーチモードから認証モードへの遷移時に被制御機器２から受信するチャレンジ信号（すなわち、初期認証モードのチャレンジ信号）を対象として、図４のフローチャートのステップ４０２の判別を行う場合について説明したが、認証モードにある期間中に被制御機器２から受信するチャレンジ信号（あるいは、チャレンジ信号再送１回目、チャレンジ信号再送２回目）を対象として、当該判別を行うようにしてもよい。
【００５１】
ところで、図６のシーケンスを参照して説明したように、チャレンジ信号、及び再送されたチャレンジ信号を受信する度に計時を開始する携帯端末装置１は、次回のチャレンジ信号がどのタイミングで被制御機器２から送信されるかを特定することができる（図２に示す送受タイミング制御部が、各被制御機器２がチャレンジ信号を送信するタイミングを特定する）。携帯端末装置１は、認証エリアに位置する被制御機器２ａ、２ｂと通信エリアに位置する被制御機器２ｃと認証モードによる無線認証を行っている期間中、被制御機器２ａ、２ｂがチャレンジ信号を送信するタイミングと被制御機器２ｃがチャレンジ信号を送信するタイミングとを監視しており、図５に示す点線で囲まれる時点でそれらのタイミングが一致する場合（または、被制御機器２ａ、２ｂがチャレンジ信号を送信するタイミングが、被制御機器２ｃが複数回のチャレンジ信号の再送に要する期間内に含まれる場合）、被制御機器２ａ、２ｂに割り当てた使用周波数（ＣＨ２）の電波によって伝送されるチャレンジ信号を受信する（図２に示す優先ＣＨ選択部が、各被制御機器２がチャレンジ信号を送信するタイミングが一致する場合の、優先すべき使用周波数を選択する）。
【００５２】
無線認証システムの利用環境としては、通信エリアに位置している被制御機器２ｃとの認証を維持するよりも、認証エリアに位置している被制御機器２ａ、２ｂとの認証を維持するほうが、利用者にとってより好ましいと考えられる。このため、携帯端末装置１は、認証エリアに位置する被制御機器と通信エリアに位置する被制御機器からチャレンジ信号を受信するタイミングが一致する場合、認証エリアに位置する被制御機器からのチャレンジ信号を優先して受信し、認証エリアに位置する被制御機器との認証に成功している状態を維持する。
【００５３】
さらに、被制御機器２ａ、２ｂがチャレンジ信号を送信するタイミングが、被制御機器２ｃが複数回のチャレンジ信号の再送に要する期間内に含まれてしまうことを防ぐために、被制御機器２ｃがチャレンジ信号の再送に要する期間を短縮することが好ましい。このために、携帯端末装置１は、選択した使用周波数をレスポンス信号によって被制御機器２に通知する際に、被制御機器２による信号の再送回数を制限する情報（再送許可数）を併せて通知することが好ましい。また、認証エリアに位置する被制御機器の数または通信エリアに位置する被制御機器の数が増える程、通信エリアに位置する被制御機器がチャレンジ信号を送信するタイミングと重複する可能性が高いことから、認証エリアまたは通信エリアに位置する被制御機器の数に応じて増減した再送許可数を通知するようにしてもよい。
【００５４】
以上、本発明の実施の形態の携帯端末装置によれば、認証モードにある被制御機器のうち、無線認証に成功している被制御機器と、無線認証に失敗している被制御機器と、に異なる使用周波数を割り当てることによって、複数台の被制御機器と無線認証を行う場合に、ある被制御機器による信号の再送が他の被制御機器から送信される信号の受信を妨げることを抑制することができる。
【００５５】
なお、本発明の実施の形態では、携帯端末装置が、被制御機器から受信する信号の受信強度の大小に応じて、当該被制御機器に割り当てる使用周波数を設定する構成について説明したが、これに限るものではない。例えば、携帯端末装置が、被制御機器から受信する信号の受信強度が閾値以上であり、かつ、受信強度が閾値以上である期間が所定時間経過すれば、当該被制御機器が認証エリアにいるものとみなして、認証エリア用の使用周波数を割り当て、一方、被制御機器から受信する信号の受信強度が閾値未満であったり、または、受信強度が閾値以上である期間が所定時間に満たない場合には、当該被制御機器が通信エリアにいるものとみなして、通信エリア用の使用周波数を割り当てる、などの構成が考えられる。この構成において、携帯端末装置は、受信強度が閾値以上である期間が所定時間経過したか、あるいは満たないかを判別するためには、被制御機器から受信するチャレンジ信号が所定回数、閾値以上であるか否かで判別する。この構成により、携帯端末装置は、受信する電波の受信強度が急峻に変化する場合には、認証が成功している状態の維持が求められている認証エリアに被制御機器が位置すると不用意にみなすことを防ぐことができる。
【００５６】
また、本発明の実施の形態では、被制御機器が認証エリアに位置するか通信エリアに位置するかを携帯端末装置が判別する構成について説明したが、被制御機器自身が認証エリアに位置するか通信エリアに位置するかを判別し、その判別した結果を携帯端末装置に通知する構成も考えられる。この構成において、被制御機器２は、携帯端末装置１からレスポンス信号を受信すると、そのレスポンス信号を伝送した電波の受信強度を算出する。被制御機器２は、受信強度判別処理を実行して、算出した受信強度が閾値以上であるか未満であるかを判別する（つまり、被制御機器２が、認証エリア内部に位置するか外部に位置するかを判別する。）。被制御機器２は、算出した受信強度が閾値以上であると判別すれば、被制御機器自身が認証エリアに位置することを表すエリア情報を、算出した受信強度が閾値未満であると判別すれば、被制御機器自身が通信エリアに位置することを表すエリア情報を、ＡＣＫ信号に付与して携帯端末装置１に通知する。その後、そのＡＣＫ信号を受信した携帯端末装置１は、エリア情報に応じて選択した使用周波数を、次回のレスポンス信号によって被制御機器２に通知する。この構成により、被制御機器が受信強度判別処理を行うことによって、同処理を行わない分携帯端末装置の負担が軽減される。この負担の軽減は、被制御機器の台数が多いほど顕著になる。
【００５７】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の無線通信ユニット、及び携帯端末装置、並びに無線認証制御方法によれば、複数台の被制御機器と無線認証を行う場合に、ある被制御機器による信号の再送が他の被制御機器から送信される信号の受信を妨げることを抑制することができるという効果を奏し、無線認証を行うべき被制御機器との間で無線通信を行う無線通信ユニット、及び携帯端末装置の分野で有用である。
【符号の説明】
【００５９】
１    携帯端末装置
１１  セルラー送受信部
１２  報知部
１３  マイクロフォン
１４  操作入力部
１５  携帯端末制御部
１６  無線通信ユニット
１６１  近距離無線送受信部
１６２  近距離無線制御部
１６３  認証用ＩＤ記憶部
２    被制御機器
２１  無線通信ユニット
２２  固有機能制御部
２３  固有機能駆動部
２１１  近距離無線送受信部
２１２  近距離無線制御部
２１３  認証用ＩＤ記憶部
３  マスターキー
３１１  近距離無線送受信部
３１２  近距離無線制御部
３１３  認証用ＩＤ記憶部
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信に用いる電波の送受信を行う近距離無線送受信部と、
被制御機器との間での無線認証処理を制御する近距離無線制御部と、
を備え、
前記近距離無線制御部は、前記被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功している場合と失敗している場合とで、異なる無線周波数の電波を用いて当該被制御機器との間での無線認証処理を行うよう制御する、
無線通信ユニット。
【請求項２】
請求項１記載の無線通信ユニットであって、
前記近距離無線制御部は、前記被制御機器から受信する電波の受信強度に基づいて、当該被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功している場合と失敗している場合とを判別する、
無線通信ユニット。
【請求項３】
請求項２記載の無線通信ユニットであって、
前記近距離無線制御部は、前記被制御機器から受信する電波の受信強度が閾値以上であるか否かに応じて、当該被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功している場合と失敗している場合とを判別する、
無線通信ユニット。
【請求項４】
請求項２記載の無線通信ユニットであって、
前記近距離無線制御部は、前記被制御機器から受信する電波の受信強度が閾値以上である期間が、所定の期間以上であるか否かに応じて、当該被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功している場合と失敗している場合とを判別する、
無線通信ユニット。
【請求項５】
請求項１記載の無線通信ユニットであって、
前記近距離無線制御部は、前記被制御機器から受信した、当該無線通信ユニットとの間での無線認証の成功または失敗を通知する信号に基づいて、当該被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功している場合と失敗している場合とを判別する、
無線通信ユニット。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の無線通信ユニットであって、
前記近距離無線制御部は、前記被制御機器との間での認証モードによる無線認証に失敗している場合、当該被制御機器による当該無線通信ユニットへの信号の再送回数を制限する信号を前記近距離無線送受信部に送信させる、
無線通信ユニット。
【請求項７】
請求項６記載の無線通信ユニットであって、
前記近距離無線制御部は、所定台数以上の前記被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功している場合、当該被制御機器による当該無線通信ユニットへの信号の再送回数を制限する信号を前記近距離無線送受信部に送信させる、
無線通信ユニット。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の無線通信ユニットを備える携帯端末装置。
【請求項９】
無線通信ユニットによる、被制御機器との間での無線認証処理を制御する無線認証制御方法であって、
前記被制御機器との間での認証モードによる無線認証に成功しているか失敗しているかを判別するステップと、
無線認証に成功している前記被制御機器と無線認証に失敗している前記被制御機器に、異なる無線周波数を割り当てるステップと、
割り当てた無線周波数の電波を用いて前記被制御機器との間で無線認証処理を行うステップと、
を有する無線認証制御方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2009001433.tif 000011
【図２】
2009001433.tif 000012
【図３】
2009001433.tif 000013
【図４】
2009001433.tif 000014
【図５】
2009001433.tif 000015
【図６】
2009001433.tif 000016
【図７】
2009001433.tif 000017
【図８】
2009001433.tif 000018
【国際調査報告】
2009001433.tif 000019
2009001433.tif 000020