(57)【要約】    【課題】      無線区間でのセキュリティ機能を持ち、全レイヤのデータに基づくＱｏＳが提供可能であり、無線端末の移動の際にも通信断となる時間が極めて短く、かつ各無線基地局がネットワークに接続する全ての無線端末の暗号鍵を記憶する必要のない安価な無線通信システムを提供すること。    【解決手段】  無線送受信装置１０３ａは、隣接する無線エリアの無線送受信装置１０３ｂ，１０３ｃとの間で、互いの前記無線エリア内の無線端末装置１０１から受信した無線信号を復号化するための受信暗号鍵ＲＲａを互いの暗号鍵受渡部１０７により受け渡しするようになっていて、無線端末装置１０１が隣の無線エリアへ移動した場合でも、その無線エリアの無線送受信装置１０３ｂ，１０３ｃは、受け取った受信暗号鍵ＲＲａを用いて無線端末装置１０１が送信する無線信号の復号化を開始する。  【選択図】      図１
2006033761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線信号を送受信する無線端末装置がアクセス可能な無線エリアを形成する互いに通信可能な複数の無線送受信装置を備えた通信ネットワークシステムにおける無線通信システムであって、
前記無線端末装置は、前記無線送受信装置に送信する送信信号を暗号化する端末側暗号化部を備え、
前記無線送受信装置は、前記無線端末装置から受信した前記受信信号を復号化するための受信暗号鍵を記憶する暗号鍵記憶部と、前記受信暗号鍵に基づいて前記受信信号を復号化するネットワーク側復号化部と、自己の無線エリアに隣接する他の無線エリアを形成する他の無線送受信装置に前記受信暗号鍵を受け渡す暗号鍵受渡部と、を具備することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記無線送受信装置の前記暗号鍵記憶部は、自己の無線エリアに隣接する他の無線エリアを形成する他の無線送受信装置から前記暗号鍵受渡部が受け取った他の受信暗号鍵と、自己の無線エリア内にある前記無線端末装置から受信した受信信号を復号化するための自己の受信暗号鍵と、を記憶し、
前記無線送受信装置の前記ネットワーク側復号化部は、前記自己の受信暗号鍵に基づいて自己の無線エリア内にある前記無線端末装置から受信した受信信号を復号化することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記無線送受信装置の前記暗号鍵記憶部は、前記無線端末装置に個別に付与された端末ＩＤと、前記無線端末装置から受信した受信信号を復号化するための受信暗号鍵と、を関連付けて記憶することを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記無線送受信装置の前記暗号鍵記憶部は、自己の無線エリア内にいる無線端末装置へ送信する送信信号を暗号化するための送信暗号鍵を記憶し、
前記無線送受信装置の前記暗号鍵受渡部は、自己の無線エリアに隣接する他の無線エリアを形成する他の無線送受信装置に前記送信暗号鍵を受け渡し、
前記無線送受信装置は、前記送信暗号鍵に基づいて前記無線端末装置へ送信する送信信号を暗号化するネットワーク側暗号化部を有し、
前記無線端末装置は、前記無線送受信装置から受信した受信信号を復号化する端末側復号化部を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記無線送受信装置の前記暗号鍵記憶部は、自己の無線エリアに隣接する他の無線エリアを形成する他の無線送受信装置から前記暗号鍵受渡部が受け取った他の送信暗号鍵を記憶し、
前記無線送受信装置のネットワーク側暗号化部は、前記送信暗号鍵に基づいて自己の無線エリア内にある前記無線端末装置の送信信号を暗号化して送信することを特徴とする請求項４記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記無線送受信装置の前記暗号鍵記憶部は、前記無線端末装置に個別に付与された端末ＩＤと、前記無線端末装置へ送信する送信信号を暗号化するための送信暗号鍵と、を関連付けて記憶することを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記受信暗号鍵と前記送信暗号鍵とが等しい情報の送受暗号鍵からなり、
前記暗号鍵受渡部は、自己の無線エリアに隣接する他の無線エリアを形成する他の無線送受信装置に前記送受暗号鍵を受け渡し、
前記暗号鍵記憶部は、自己の無線エリアに隣接する他の無線エリアを形成する他の無線送受信装置から前記暗号鍵受渡部が受け取った他の送受暗号鍵と、自己の無線エリア内にある前記無線端末装置から受信した受信信号を復号化するための自己の送受暗号鍵と、を記憶し、
前記ネットワーク側復号化部と前記ネットワーク側暗号化部とは、前記送受暗号鍵に基づいて前記無線端末装置と送受信する無線信号を暗号化及び復号化することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記暗号鍵記憶部は、前記無線端末装置に個別に付与された端末ＩＤと、前記無線端末装置と送受信する前記無線信号を暗号化及び復号化するための送受暗号鍵と、を関連付けて記憶することを特徴とする請求項７記載の無線通信システム。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の無線送受信装置を有し、
前記無線端末装置から受信した暗号化された受信信号を復号化するとともに、前記無線端末装置へ暗号化した送信信号を送信することを特徴とする無線基地局装置。
【請求項１０】
受信信号に基づいて前記無線エリア外から無線エリア内に移動したことを判別する無線エリア判別手段と、
前記無線エリア判別手段により前記無線エリア外から前記無線エリア内に移動したことを判別した後に暗号鍵の交換を行う暗号鍵交換手段と、
前記受信信号に基づいて無線通信を行う無線エリアの切り替えを行う無線エリア切替手段と、
前記無線エリア切替手段が前記無線エリアの切り替えを行った後に前記暗号鍵を管理する鍵管理サーバに前記無線エリア外から前記無線エリア内に移動したことを通知する移動通知手段と、を具備することを特徴とする無線端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動する無線端末装置の無線通信システムに関し、特に広域無線ＬＡＮシステム及び無線ＶｏＩＰネットワークシステムなどに使用して好適な無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線ＬＡＮ技術や音声通信が可能なＶｏＩＰ技術の普及に伴い、移動する無線端末装置の無線通信システム等に適用可能な広域無線ＬＡＮシステム及び無線ＶｏＩＰネットワークシステム等の需要が高まっている。
【０００３】
この種の無線ネットワークシステムでは、ケーブルによる物理的な接続がない限り端末装置間での通信ができない有線ＬＡＮシステムと異なり、電波による交信が可能な無線エリアであれば、どのような無線端末装置も接続が可能となる。
【０００４】
このため、このような無線ネットワークシステムにおいては、無線区間でのセキュリティ機能を高めて、システムへの不正な侵入、攻撃、通信傍受及びなりすまし等の被害を防ぎ、送受信データの秘匿性を確保することが不可欠である。
【０００５】
また、この種の無線ネットワークシステムでは、ユーザ契約等に応じた帯域保証並びに音声、ＷＥＢ及びｍａｉｌなどサービス別の優先制御等の多種多様なＱｏＳ（クオリティ・オブ・サービス）の提供、並びに無線端末装置の移動時における通信の切断時間が短いサービスの提供が強く求められている。
【０００６】
無線区間でのセキュリティを保つための暗号方式としては、ＩＰｓｅｃ（インターネット・プロトコル・セキュリティ）あるいはＷＥＰ（ワイヤード・イクイバレント・プライバシ）等が一般に使用されている。
【０００７】
前記ＩＰｓｅｃは、無線端末装置間で実際に利用する暗号鍵を交換してパケットの暗号化を行う、ＲＦＣ２４１１に体系化されたドキュメント群に記載の暗号方式である。このＩＰｓｅｃには、ＩＰパケットのペイロード部だけを取り出して暗号化する方法と、暗号化されたＩＰパケット全体をＩＰパケットにカプセル化する方法（ＩＰトンネリング）と、がある。
【０００８】
このＩＰｓｅｃにおいては、いずれの方法もＩＰレイヤでセキュリティを確保するので、トランスポートレイヤ以上のデータは暗号化されている。従って、このＩＰｓｅｃでは、一方の無線端末装置により暗号化されて送信されたパケットが、ネットワークシステムを介して受信した他方の無線端末装置により予め交換された暗号化キー（暗号鍵）を用いて復号化される。
【０００９】
一方、前記ＷＥＰは、無線ＬＡＮ規格のＩＥＥＥ８０２.１１ａ及びＩＥＥＥ８０２.１１ｂ等に用いる暗号化システムであるＩＥＥＥ８０２.１１記載の暗号方式である。このＷＥＰでは、パケットがＭＡＣレイヤでセキュリティを確保するのでネットワークレイヤ以上のデータが暗号化されており、このデータを復号化するための暗号鍵は、無線端末装置と無線送受信装置（無線基地局）との双方が予め記憶している。つまり、このＷＥＰにおいては、無線端末装置が暗号化して送信したパケットが無線基地局で復号化され、逆に無線基地局が暗号化して送信したパケットが無線端末装置で復号化される。
【００１０】
また、ＩＥＥＥ８０２.１ｘによる無線通信システムでは、無線区間でのセキュリティの確保と無線端末装置の移設を容易にするために、上述の２つのシステムに加え、ネットワークシステム内に認証サーバを設けている。この無線通信システムでは、無線端末装置が無線基地局へのアクセス許可を要求すると、無線基地局が無線端末装置にＩＤを要求し、このＩＤを認証サーバに転送する構成になっている。つまり、この無線通信システムは、ＩＤを認証した認証サーバが無線基地局に承諾メッセージとともに暗号鍵を送り、無線基地局がその暗号鍵を無線端末装置に通知し、この暗号鍵を用いて無線端末装置がネットワークシステムにアクセスできるように構成されている。
【００１１】
この種の無線通信システムにおいては、無線端末装置が無線基地局へのアクセス許可を要求する際の認証手順の複雑化により、本来の通信以外のオーバーヘッドトラヒックが増大するため、この認証手順の簡略化が１つの課題となっている。
【００１２】
このような課題を解消するために、従来の無線ＬＡＮシステムでは、無線通信を行おうとする基地局（ＡＰ）のＭＡＣアドレスが移動端末装置の保持するＡＰ情報管理テーブル内に存在するか否かを検索し、前記ＭＡＣアドレスが前記ＡＰ管理テーブル内に存在しない場合には、前記基地局に対して公開鍵認証要求を行い、前記ＭＡＣアドレスが前記ＡＰ管理テーブル内に存在する場合には、前記基地局に対して公開鍵再認証要求を行うようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−００５６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、前述したように、広域無線ＬＡＮシステムまたは無線ＶｏＩＰネットワークシステムの構築に前記ＩＰｓｅｃを用いた場合には、トランスポートレイヤ以上のデータが暗号化されているために、ＴＣＰ／ＵＤＰのポート番号による優先制御のようなトランスポートレイヤ以上のデータに基づくＱｏＳの提供が大変に困難となる。
【００１４】
また、このＩＰｓｅｃを用いた無線通信システムにおいては、無線端末装置の移動に伴って、この無線端末装置と通信する無線基地局が変更される場合、無線端末装置間で使用している暗号鍵の交換を再度行う必要がある。このため、このＩＰｓｅｃを用いた無線通信システムでは、前記無線端末装置の移動により無線端末装置間で使用している暗号鍵の交換を再度行っている間、前記無線端末装置と前記無線基地局との通信が途切れてしまうという不具合がある。
【００１５】
一方、ＷＥＰを用いた無線通信システムでは、無線端末装置と無線基地局との双方が予め暗号鍵を記憶しており、暗号鍵の交換を必要としないので、無線端末装置の移動に伴う通信の切断時間は極めて短い。しかしながら、このＷＥＰを用いた無線通信システムでは、各無線基地局が通信ネットワークシステムに接続する全ての無線端末装置の暗号鍵を記憶する必要があるため、この通信ネットワークシステムにアクセスする無線端末装置の数の増加に伴って無線基地局のコストが上昇してしまう。
【００１６】
また、ＩＥＥＥ８０２.１ｘを用いた無線通信システムでは、認証サーバが無線基地局に暗号鍵を送るようになっているので、各無線基地局はネットワークに接続する全ての無線端末装置の暗号鍵を記憶する必要がない。しかしながら、このＩＥＥＥ８０２.１ｘを用いた無線通信システムでは、前記無線端末装置の移動に伴って、この無線端末装置と通信する無線基地局が変更される場合、前記認証サーバによる前記無線端末装置の認証を再度行う必要があるため、この再認証を行っている間、前記無線端末装置と前記無線基地局との通信が途切れてしまうという不具合がある。
【００１７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、無線区間でのセキュリティ機能を持ち、全レイヤのデータに基づくＱｏＳが提供可能であり、無線端末装置の移動時における通信の切断時間が極めて短く、かつ、各無線送受信装置が通信ネットワークシステムに接続する全ての無線端末装置の暗号鍵を記憶する必要のないコストメリットの高い無線通信システム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】
【００１８】
前記課題を解決するために、請求項１記載の無線通信システムは、無線信号を送受信する無線端末装置がアクセス可能な無線エリアを形成する互いに通信可能な複数の無線送受信装置を備えた通信ネットワークシステムにおける無線通信システムであって、前記無線端末装置は、前記無線送受信装置に送信する送信信号を暗号化する端末側暗号化部を備え、前記無線送受信装置は、前記無線端末装置から受信した前記受信信号を復号化するための受信暗号鍵を記憶する暗号鍵記憶部と、前記受信暗号鍵に基づいて前記受信信号を復号化するネットワーク側復号化部と、自己の無線エリアに隣接する他の無線エリアを形成する他の無線送受信装置に前記受信暗号鍵を受け渡す暗号鍵受渡部と、を具備する構成を採る。
【００１９】
この構成においては、前記無線端末装置が隣接する他の無線エリアに移動する前に、この無線端末装置が移動しようとする他の無線エリアの無線送受信装置が、前記無線端末装置が送信する送信信号を復号化するための前記受信暗号鍵を予め受け取ることができる。従って、この構成によれば、無線区間でのセキュリティ機能を持ち、全レイヤのデータに基づくＱｏＳが提供可能であり、前記無線端末装置の移動時における通信の切断時間が極めて短く、かつ、前記無線送受信装置が前記通信ネットワークシステムに接続する全ての無線端末装置の暗号鍵を記憶する必要のないコストメリットの高い無線通信システムを構築できる。
【００２０】
請求項２記載の無線通信システムは、請求項１記載の発明において、前記無線送受信装置の前記暗号鍵記憶部は、自己の無線エリアに隣接する他の無線エリアを形成する他の無線送受信装置から前記暗号鍵受渡部が受け取った他の受信暗号鍵と、自己の無線エリア内にある前記無線端末装置から受信した受信信号を復号化するための自己の受信暗号鍵と、を記憶し、前記無線送受信装置の前記ネットワーク側復号化部は、前記自己の受信暗号鍵に基づいて自己の無線エリア内にある前記無線端末装置から受信した受信信号を復号化する構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、前記暗号鍵記憶部は、自己の無線エリアの無線端末装置から受信する受信信号を復号化するための受信暗号鍵と、隣接する他の無線エリアの無線送受信装置から受け取った受信暗号鍵と、を記憶できるので、前記無線送受信装置は、自己の無線エリアにある前記無線端末装置のための受信暗号鍵を用いてこの無線端末装置から受信する受信信号を確実に復号化できる。
【００２２】
請求項３記載の無線通信システムは、請求項２記載の発明において、前記無線送受信装置の前記暗号鍵記憶部は、前記無線端末装置に個別に付与された端末ＩＤと、この無線端末装置から受信した受信信号を復号化するための受信暗号鍵と、を関連付けて記憶する構成を採る。
【００２３】
この構成によれば、前記暗号鍵記憶部は、前記無線端末装置に個別に付与された端末ＩＤと、この無線端末装置から受信する受信信号を復号化するための受信暗号鍵と、を関連付けて記憶できるので、前記端末ＩＤに関連付けて記憶した前記受信暗号鍵を用いて、前記端末ＩＤを持つ無線端末装置から受信した受信信号を確実に復号化できる。
【００２４】
請求項４記載の無線通信システムは、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明において、前記無線送受信装置の前記暗号鍵記憶部は、自己の無線エリア内にいる無線端末装置に送信する送信信号を暗号化するための送信暗号鍵を記憶し、前記無線送受信装置の前記暗号鍵受渡部は、自己の無線エリアに隣接する他の無線エリアを形成する他の無線送受信装置に前記送信暗号鍵を受け渡し、前記無線送受信装置は、前記送信暗号鍵に基づいて前記無線端末装置に送信する送信信号を暗号化するネットワーク側暗号化部を有し、前記無線端末装置は、前記無線送受信装置から受信した受信信号を復号化する端末側復号化部を備えている構成を採る。
【００２５】
この構成においては、前記無線端末装置が隣接する他の無線エリアに移動する前に、この無線端末装置が移動しようとする他の無線エリアの無線送受信装置が、この無線端末装置が受信する受信信号の暗号化のための前記送信暗号鍵を予め受け取ることができる。従って、この構成によれば、前記無線端末装置と前記他の無線エリアの無線送受信装置との間で新たな暗号鍵の受け渡しを行う必要がなくなるので、この無線端末装置の他の無線エリアへの移動時における通信の切断時間が極めて短くて済み、この無線端末装置の他の無線エリアへの移動がスムーズに行われるようになる。
【００２６】
請求項５記載の無線通信システムは、請求項４記載の発明において、前記無線送受信装置の前記暗号鍵記憶部は、自己の無線エリアに隣接する他の無線エリアを形成する他の無線送受信装置から前記暗号鍵受渡部が受け取った他の送信暗号鍵を記憶し、前記無線送受信装置のネットワーク側暗号化部は、前記送信暗号鍵に基づいて自己の無線エリア内にある前記無線端末装置の送信信号を暗号化して送信する構成を採る。
【００２７】
この構成によれば、前記暗号鍵記憶部は、自己の無線エリアの無線端末装置に送信する無線信号を暗号化するための送信暗号鍵と、隣接する他の無線エリアの無線送受信装置から受け取った送信暗号鍵とを記憶できるので、前記無線送受信装置は、自己の無線エリアにある無線端末装置のための予め記憶している送信暗号鍵を用いて、この無線端末装置に送信する無線信号を暗号化できる。
【００２８】
請求項６記載の無線通信システムは、請求項５記載の発明において、前記無線送受信装置の前記暗号鍵記憶部は、前記無線端末装置に個別に付与された端末ＩＤと、前記無線端末装置に送信する送信信号を暗号化するための送信暗号鍵と、を関連付けて記憶する構成を採る。
【００２９】
この構成によれば、前記暗号鍵記憶部は、前記無線端末装置に個別に付与された端末ＩＤと、この無線端末装置に送信する送信信号を暗号化するための送信暗号鍵と、を関連付けて記憶するので、前記端末ＩＤに関連付けて記憶した送信暗号鍵を用いて、この端末ＩＤを持つ無線端末装置に送信する無線信号を確実に暗号化できる。
【００３０】
請求項７記載の無線通信システムは、請求項１から請求項６のいずれかに記載の発明において、前記受信暗号鍵と前記送信暗号鍵とが等しい情報の送受暗号鍵からなり、前記暗号鍵受渡部は、自己の無線エリアに隣接する他の無線エリアを形成する他の無線送受信装置に前記送受暗号鍵を受け渡し、前記暗号鍵記憶部は、自己の無線エリアに隣接する他の無線エリアを形成する他の無線送受信装置から前記暗号鍵受渡部が受け取った他の送受暗号鍵と、自己の無線エリア内にある前記無線端末装置から受信した受信信号を復号化するための自己の送受暗号鍵と、を記憶し、前記ネットワーク側復号化部と前記ネットワーク側暗号化部とは、前記送受暗号鍵に基づいて前記無線端末装置と送受信する無線信号を暗号化及び復号化する構成を採る。
【００３１】
この構成によれば、前記受信暗号鍵と前記送信暗号鍵とが等しい情報の送受暗号鍵であるので、前記無線端末装置と前記無線送受信装置とが、送信用の暗号鍵と受信用の暗号鍵とを区別する必要がなく、容易に送受信できるようになる。また、前記暗号鍵受渡部は、無線エリア同士が隣接する無線送受信装置が、互いの無線エリア内の無線端末装置と受送信する送受信信号を暗号化及び復号化するための送受暗号鍵を受け渡す構成なので、前記無線端末装置が隣接する他の無線エリアに移動する前に、この無線エリアの他の無線送受信装置が、移動しようとしている無線端末装置が送受信する送受信信号の暗号化及び復号化のための送受暗号鍵を予め受け取ることができる。さらに、前記暗号鍵記憶部は、前記無線端末装置に送信する無線信号を暗号化するための送受暗号鍵と、前記暗号鍵受渡部が隣接する他の無線送受信装置から受け取った送受暗号鍵とを記憶するので、この無線送受信装置は、自己の無線エリアにある無線端末装置のための予め記憶している前記送受暗号鍵を用いて、この無線端末装置と送受信する送受信信号を暗号化及び復号化できる。
【００３２】
請求項８記載の無線通信システムは、請求項７記載の発明において、前記暗号鍵記憶部は、前記無線端末装置に個別に付与された端末ＩＤと、前記無線端末装置と送受信する前記無線信号を暗号化及び復号化するための送受暗号鍵と、を関連付けて記憶する構成を採る。
【００３３】
この構成によれば、前記暗号鍵記憶部は、前記無線端末装置に個別に付与された端末ＩＤと、この無線端末装置が送受信する送受信信号を暗号化及び復号化するための送受暗号鍵と、を関連付けて記憶する構成なので、前記端末ＩＤに関連付けて記憶した前記送受暗号鍵を用いて、この端末ＩＤを持つ無線端末装置と送受信する送受信信号を確実に暗号化及び復号化できる。
【００３４】
請求項９記載の無線基地局装置は、請求項１から請求項８のいずれかに記載の無線送受信装置を有し、前記無線端末装置から受信した暗号化された受信信号を復号化するとともに、前記無線端末装置に暗号化した送信信号を送信する構成を採る。
【００３５】
この構成によれば、前記無線基地局装置が、前述した構成の無線送受信装置を有しているので、前記無線端末装置から受信した暗号化された受信信号を復号化し、前記無線端末装置に暗号化した送信信号を送信することが可能となる。
【００３６】
請求項１０記載の無線端末装置は、受信信号に基づいて前記無線エリア外から無線エリア内に移動したことを判別する無線エリア判別手段と、前記無線エリア判別手段により前記無線エリア外から前記無線エリア内に移動したことを判別した後に暗号鍵の交換を行う暗号鍵交換手段と、前記受信信号に基づいて無線通信を行う無線エリアの切り替えを行う無線エリア切替手段と、前記無線エリア切替手段が前記無線エリアの切り替えを行った後に前記暗号鍵を管理する鍵管理サーバに前記無線エリア外から前記無線エリア内に移動したことを通知する移動通知手段と、を具備する構成を採る。
【００３７】
この構成においては、この無線端末装置が移動先の無線エリア内に初めて入ったときに、この移動先の無線エリアの無線送受信装置と一度だけ暗号鍵の交換をし、さらに移動して通信する無線エリアが切り替わった場合に、前記鍵管理サーバに移動通知を送信するだけでよい。従って、この構成によれば、ＩＥＥＥ８０２．１ｘを用いたときのように、移動によって無線エリアの切り替えが発生するたびに、この無線端末装置と移動先の無線エリアの無線送受信装置との間で、認証と鍵交換との動作を行わなくてよいので、通信する無線エリアが切り替わる際の送受信の切断時間が極めて短く、かつ、安全な無線通信を行うことができる。
【発明の効果】
【００３８】
以上説明したように、本発明によれば、無線端末装置の送信する無線信号が、端末側暗号化部によって暗号化されているので、無線区間における上り方向のセキュリティが保たれる。また、暗号化された送信信号を無線送受信装置の暗号鍵記憶部に記憶された受信暗号鍵を用いてネットワーク側復号化部が復号化するので、通信ネットワークシステムではこの復号化された信号の全レイヤのデータに基づくＱｏＳの提供が可能となる。さらに、前記無線端末装置が自己の無線エリアに隣接する他の無線エリアに移動した場合に、この他の無線エリアの無線送受信装置は、予め受け取った受信暗号鍵を用いて速やかにこの無線端末装置が送信する送信信号の復号化を開始できる。従って、本発明によれば、この無線端末装置からの送信の切断時間を極めて短くすることができ、かつ、各無線送受信装置が通信ネットワークシステムに接続する全ての無線端末装置の暗号鍵を記憶する必要がなくコストメリットの高い無線通信システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明の骨子は、無線送受信装置の暗号鍵記憶部が無線端末装置から受信した受信信号を復号化するための受信暗号鍵を記憶し、暗号鍵受渡部が自己の無線エリアに隣接する他の無線エリアを形成する他の無線送受信装置に前記受信暗号鍵を受け渡すことである。
【００４０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００４１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの基本構成を示すブロック図である。
【００４２】
図１において、通信ネットワークシステム１０２は、互いに通信可能な複数の無線送受信装置１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃを備えている（以下、これらを総称する場合には、「無線送受信装置１０３」と称する）。無線送受信装置１０３は、各々の無線エリア内にあるそれぞれの無線端末装置１０１ａ、１０１ｂ（以下、これらを総称する場合には、「無線端末装置１０１」と称する）と無線信号を送受信して、無線端末装置１０１から通信ネットワークシステム１０２にアクセスするように構成されている。
【００４３】
なお、無線送受信装置１０３は、通信ネットワークシステム１０２の有線ノード装置１１２と通信可能であってもよく、図１は、無線送受信装置１０３ａが有線ノード装置１１２と通信している例を示している。
【００４４】
無線送受信装置１０３は、暗号鍵記憶部１０５、ネットワーク側復号化部１０６、暗号鍵受渡部１０７及びネットワーク側暗号化部１０９を備えている。一方、無線端末装置１０１は、端末側暗号化部１０４及び端末側復号化部１１１を備えている。
【００４５】
暗号鍵記憶部１０５は、受信暗号鍵ＲＲ及び送信暗号鍵ＳＳと、その無線端末装置１０１に個別に付与された端末ＩＤと、を関連付けて記憶する構成を有している。
【００４６】
図２（ａ）に示すテーブルａは、無線送受信装置１０３ａの暗号鍵記憶部１０５が、受信暗号鍵ＲＲａ及び送信暗号鍵ＳＳａと端末ＩＤａ、受信暗号鍵ＲＲｂ及び送信暗号鍵ＳＳｂと端末ＩＤｂとを関連付けて記憶している様子を示している。
【００４７】
また、図２（ｂ）に示すテーブルｂは、無線送受信装置１０３ｂの暗号鍵記憶部１０５が、受信暗号鍵ＲＲａ及び送信暗号鍵ＳＳａと端末ＩＤａとを関連付けて記憶している様子を示している。
【００４８】
また、図２（ｃ）に示すテーブルｃは、無線送受信装置１０３ｃの暗号鍵記憶部１０５が、受信暗号鍵ＲＲａ及び送信暗号鍵ＳＳａと端末ＩＤａ、受信暗号鍵ＲＲｂ及び送信暗号鍵ＳＳｂと端末ＩＤｂとを関連付けて記憶している様子を示している。
【００４９】
なお、ここで用いる端末ＩＤは、ＭＡＣアドレスやＩＰアドレスなどのような個々の無線端末装置１０１を判別できるものであればよい。例えば、この端末ＩＤは、無線端末装置１０１の製造番号あるいは無線端末装置１０１により通信ネットワークシステム１０２を利用するユーザのユーザＩＤ等であっても構わない。
【００５０】
無線端末装置１０１ａが送信する送信信号ＡＳは、無線区間でのセキュリティを保つために無線端末装置１０１ａの端末側暗号化部１０４によって暗号化されている。さらに、この暗号化された送信信号ＡＳは、無線送受信装置１０３ａの暗号鍵記憶部１０５に記憶された図２（ａ）のテーブルａに示す受信暗号鍵ＲＲａを用いて、ネットワーク側復号化部１０６により復号化される。これにより、通信ネットワークシステム１０２では、この復号化された信号Ｓの全レイヤのデータに基づくＱｏＳの提供が可能となっている。
【００５１】
また、図２（ａ）のテーブルａに示すように、無線送受信装置１０３ａの暗号鍵記憶部１０５は、無線端末装置１０１ａが受信する受信信号ＡＲを暗号化するための情報である送信暗号鍵ＳＳａを記憶している。また、無線送受信装置１０３ａから送信されて無線端末装置１０１ａが受信する受信信号ＡＲは、ネットワーク側暗号化部１０９により送信暗号鍵ＳＳａに基づいて暗号化されている。無線端末装置１０１ａの端末側復号化部１１１は、この受信信号ＡＲを復号化するように構成されている。これにより、無線区間でのセキュリティが保たれるようになっている。
【００５２】
また、通信ネットワークシステム１０２の有線ノード装置１１２から送信されて無線送受信装置１０３ａが受信する受信信号Ｒは、暗号化されていない。従って、この通信ネットワークシステム１０２では、受信信号Ｒの全レイヤのデータに基づくＱｏＳの提供が可能である。
【００５３】
無線送受信装置１０３ａの無線エリアａは、無線送受信装置１０３ｂの無線エリアｂ、及び無線送受信装置１０３ｃの無線エリアｃに隣接している。また、無線送受信装置１０３ａは、無線送受信装置１０３ｂと無線送受信装置１０３ｃとの間で、互いの無線エリア内の無線端末装置１０１から受信した送信信号ＡＳを復号化するための受信暗号鍵ＲＲａを、互いの暗号鍵受渡部１０７により受け渡しするようになっている。さらに、無線送受信装置１０３ａの暗号鍵受渡部１０７は、その無線エリアａに隣接する無線エリアｂ及び無線エリアｃを形成する無線送受信装置１０３ｂ及び無線送受信装置１０３ｃに、無線端末装置１０１ａに送信する受信信号ＡＲを暗号化するための送信暗号鍵ＳＳａをそれぞれ受け渡しするようになっている。
【００５４】
この受け渡しにより、無線送受信装置１０３ｂは、テーブルｂに示すように、受信暗号鍵ＲＲａと送信暗号鍵ＳＳａとを記憶する。これにより、無線送受信装置１０３ｂは、無線端末装置１０１ａが無線エリアａに隣接する無線エリアｂに移動した場合に、予め受け取った受信暗号鍵ＲＲａを用いて速やかに無線端末装置１０１ａが送信する送信信号ＡＳの復号化を開始できるようになる。
【００５５】
また、同様に、無線端末装置１０１ａは、予め受け取った送信暗号鍵ＳＳａを用いて速やかに無線端末装置１０１ａが受信する受信信号ＡＲの暗号化を開始できるので、無線端末装置１０１ａの受信が切断される時間も極めて短くて済む。
【００５６】
このように、この無線通信システムでは、無線端末装置が移動して無線エリアが切り替わった際に、移動先の無線エリアの無線送受信装置との再認証及び暗号鍵の再交換を行う必要がなく、無線端末装置と無線送受信装置との送受信の切断時間が極めて短くなる。
【００５７】
また、無線送受信装置１０３ａは、図１に示すように、無線エリアｃに無線端末装置１０１ｂがある場合には、この無線端末装置１０１ｂと交信する際に用いる受信暗号鍵ＲＲｂ及び送信暗号鍵ＳＳｂ（図示しない）を無線送受信装置１０３ｃから受け取っている。
【００５８】
すなわち、無線送受信装置１０３ａの暗号鍵記憶部１０５は、図２（ａ）のテーブルａに示すように、無線エリアａにある無線端末装置１０１ａと交信するための受信暗号鍵ＲＲａ及び送信暗号鍵ＳＳａと、隣接する無線送受信装置１０３ｃから受け取った受信暗号鍵ＲＲｂ及び送信暗号鍵ＳＳｂとを記憶できるように構成されている。これにより、無線送受信装置１０３ａは、自己の無線エリアａにある無線端末装置１０１ａと交信するための受信暗号鍵ＲＲａを用いて無線端末装置１０１ａからの送信信号ＡＳを確実に復号化するとともに、自己の無線エリアａにある無線端末装置１０１ａと交信するための送信暗号鍵ＳＳａを用いて無線端末装置１０１ａが受信する受信信号ＡＲを確実に暗号化する。
【００５９】
上述のように、無線送受信装置１０３の暗号鍵記憶部１０５は、自己の無線エリアに隣接する他の無線エリアの無線送受信装置の暗号鍵記憶部１０５との間で暗号鍵受渡部１０７により受け渡しした受信暗号鍵ＲＲ及び送信暗号鍵ＳＳと、自己の無線エリアにある無線端末装置１０１と交信するための受信暗号鍵ＲＲ及び送信暗号鍵ＳＳとを記憶できる構成であればよく、通信ネットワークシステム１０２へのアクセス権を持つ全ての無線端末装置の受信暗号鍵ＲＲ及び送信暗号鍵ＳＳを記憶する必要がない。
【００６０】
また、図１に示す例では、無線エリアａに無線端末装置１０１ａがあり、隣接する無線エリアｃに無線端末装置１０１ｂがある。従って、無線送受信装置１０３ａ及び無線送受信装置１０３ｃの暗号鍵記憶部１０５は、図２（ａ）のテーブルａ及び図２（ｃ）の上段のテーブルｃに示すように、無線端末装置１０１ａ及び無線端末装置１０１ｂと送受信する送受信信号を、復号化するための受信暗号鍵ＲＲａ及び受信暗号鍵ＲＲｂと、暗号化するための送信暗号鍵ＳＳａ及び送信暗号鍵ＳＳｂと、を各々の無線端末装置に付与された端末ＩＤａ及び端末ＩＤｂに関連付けて記憶している。
【００６１】
一方、無線送受信装置１０３ｂの暗号鍵記憶部１０５は、無線エリアｂに無線端末装置がなく隣接する無線エリアａに無線端末装置１０１ａがあるので、図２（ｂ）のテーブルｂに示すように、無線端末装置１０１ａと送受信する送受信信号を復号化するための受信暗号鍵ＲＲａと、暗号化するための送信暗号鍵ＳＳａと、を無線端末装置１０１ａに付与された端末ＩＤａに関連付けて記憶している。
【００６２】
図１において、無線端末装置１０１ａが無線エリアａから無線エリアｂに移動したときには、上述の無線送受信装置１０３ａの動作と同様に、無線送受信装置１０３ｂは、無線エリアｂに移動した無線端末装置１０１ａと交信するための受信暗号鍵ＲＲａと送信暗号鍵ＳＳａとを、無線エリアｂに隣接する無線エリアａの無線送受信装置１０３ａに送る。
【００６３】
また、上述のように、無線エリアａから無線エリアｂに無線端末装置１０１ａが移動して、無線端末装置１０１ａが無線エリアａから外れると、無線エリアｂに隣接しない無線エリアｃの無線送受信装置１０３ｃは、無線端末装置１０１ａのための受信暗号鍵ＲＲａと送信暗号鍵ＳＳａとを無線送受信装置１０３ｂから受け取ることがなくなる。
【００６４】
これにより、無線送受信装置１０３ｃは、無線端末装置１０１ａが無線エリアａの外に出ると、図２（ｃ）のテーブルｃ（下段）に示すように、この無線送受信装置１０３ｃの暗号鍵記憶部１０５に記憶した受信暗号鍵ＲＲａ及び送信暗号鍵ＳＳａと端末ＩＤａとを消去する。
【００６５】
なお、無線送受信装置１０３は、自己の無線エリア及び隣接する他の無線エリアから無線端末装置１０１が無くなったときに、この無線端末装置１０１の端末ＩＤと受信暗号鍵ＲＲと送信暗号鍵ＳＳとを暗号鍵記憶部１０５からすぐに消去する構成である必要はなく、一定時間が経過した後に消去する構成であってもよい。
【００６６】
また、無線送受信装置１０３は、自己の無線エリア及び隣接する無線エリア内の無線端末装置の端末ＩＤと受信暗号鍵ＲＲと送信暗号鍵ＳＳとを記憶した暗号記憶部１０５内の記憶領域に、自己の無線エリアまたは隣接する無線エリアに新たに追加された無線端末装置１０１の端末ＩＤと受信暗号鍵ＲＲと送信暗号鍵ＳＳとを記憶させる構成でもよい。
【００６７】
図３に、無線送受信装置１０３ｃの無線エリアｃに無線端末装置１０１ｃが新たに追加された場合の動作例を示す。この例では、無線端末装置１０１ａが無線エリアａから無線エリアｂに移動しており、図４（ａ）に示すテーブルａの上段、及び図４（ｂ）に示すテーブルｂに、端末ＩＤａと受信暗号鍵ＲＲａ及び送信暗号鍵ＳＳａとが関連付けられて記憶されている。また、無線送受信装置１０３ｃの暗号鍵記憶部１０５は、図４（ｃ）に示すテーブルｃの上段に、隣接する無線エリアａに以前入っていた無線端末装置１０１ａの端末ＩＤａと受信暗号鍵ＲＲａ及び送信暗号鍵ＳＳａとを消去せずに記憶している。
【００６８】
ここで、図３に示すように、無線エリアｃに無線端末装置１０１ｃが新たに追加されると、無線エリアｃに隣接する無線エリアａには無線端末装置１０１ａが無いので、図４（ｃ）のテーブルｃの下段に示すように、無線送受信装置１０３ｃは、端末ＩＤａと受信暗号鍵ＲＲａ及び送信暗号鍵ＳＳａとを記憶させていた暗号鍵記憶部１０５の記憶領域に、無線端末装置１０１ｃの端末ＩＤｃと受信暗号鍵ＲＲｃ及び送信暗号鍵ＳＳｃとを新たに記憶させるとともに、隣接する無線送受信装置１０３ａに受信暗号鍵ＲＲｃ及び送信暗号鍵ＳＳｃを送る。そのため、無線送受信装置１０３ａは、図４（ａ）のテーブルａの下段に示すように、暗号鍵記憶部１０５の記憶領域に、無線端末装置１０１ｃの端末ＩＤｃと受信暗号鍵ＲＲｃ及び送信暗号鍵ＳＳｃとを関連付けて記憶させる。
【００６９】
上述のように、無線送受信装置１０３の暗号鍵記憶部１０５は、自己の無線エリア及びそれに隣接する無線エリアに新たな無線端末装置１０１が加わった場合、既にその無線エリアの外にある無線端末装置１０１のための暗号鍵を記憶していた記憶領域に、その新たな無線端末装置１０１のための暗号鍵を記憶する構成となっていて、暗号鍵記憶部１０５の記憶容量を効率的に使用することができるようになっている。
【００７０】
また、無線送受信装置１０３ｃの暗号鍵記憶部１０５は、図４（ｃ）のテーブルｃの下段に示すように、送受信する無線信号を暗号化及び復号化するための受信暗号鍵ＲＲｃ、ＲＲｂ及び送信暗号鍵ＳＳｃ、ＳＳｂと端末ＩＤｃ、ＩＤｂとを関連付けて記憶している。これにより、この無線通信システムでは、自己の無線エリアに複数の無線端末装置１０１ａ及び１０１ｂがある場合でも、予め記憶している各々の端末ＩＤにより交信する無線端末装置１０１を判別して、その送信暗号鍵ＳＳ及び受信暗号鍵ＲＲを用いて送信する無線信号を確実に暗号化及び復号化することができる。
【００７１】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る無線通信システムの基本構成を示すブロック図である。なお、本発明の実施の形態２においては、前述した実施の形態１に係る無線通信システムと共通する構成要素は、同一符号を付して説明することとする。
【００７２】
本実施の形態２に係る無線通信システムは、図５に示すように、実施の形態１に係る無線通信システムで用いている受信暗号鍵ＲＲと送信暗号鍵ＳＳとを、等しい送受暗号鍵ＳＲとしたものである。
【００７３】
この無線通信システムは、図１及び図３に示した実施の形態１に係る無線通信システムの構成と同様に、その無線区間の受信信号ＡＲ及び送信信号ＡＳは暗号化されていてセキュリティが保たれており、通信ネットワークシステム１０２内の受信信号Ｒ及び送信信号Ｓは暗号化されていないので、全レイヤのデータに基づくＱｏＳの提供が可能となっている。
【００７４】
この無線通信システムでは、前述した受信暗号鍵と送信暗号鍵とが等しい情報の送受暗号鍵ＳＲとなっているので、無線端末装置１０１及び無線送受信装置１０３が、送信用の暗号鍵と受信用の暗号鍵とを区別する必要がなく、受信暗号鍵と送信暗号鍵とが異なる構成に比べて、さらにコストメリットが高くなる。
【００７５】
この無線通信システムにおける無線送受信装置１０３の暗号鍵記憶部１０５は、送受信する送受信信号を暗号化及び復号化するための送受暗号鍵ＳＲと、その無線端末装置１０１に個別に付与された端末ＩＤとを関連付けて記憶する。図６（ａ）に示すテーブルａ、図６（ｂ）に示すテーブルｂ及び図６（ｃ）に示すテーブルｃは、無線送受信装置１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃの各々の暗号鍵記憶部１０５に、送受暗号鍵ＳＲと端末ＩＤとが関連付けられて記憶されている様子を示している。
【００７６】
すなわち、この無線通信システムの無線エリアａには無線端末装置１０１ａがあり、隣接する無線エリアｃには無線端末装置１０１ｂがあるので、無線送受信装置１０３ａ及び無線送受信装置１０３ｃの暗号鍵記憶部１０５は、図６（ａ）、（ｃ）のテーブルａ及びテーブルｃの上段に示すように、無線端末装置１０１ａ及び無線端末装置１０１ｂと送受信する送受信信号を暗号化及び復号化するための送受暗号鍵ＳＲａ、ＳＲｂを、各々の無線端末装置１０１ａ、１０１ｂに付与された端末ＩＤａ、ＩＤｂに関連付けて記憶している。
【００７７】
一方、この無線通信システムの無線エリアｂには無線端末装置がなく、隣接する他の無線エリアａに無線端末装置１０１ａがあるので、無線送受信装置１０３ｂの暗号鍵記憶部１０５は、図６（ｂ）のテーブルｂに示すように、無線端末装置１０１ａと送受信する送受信信号を暗号化及び復号化するための送受暗号鍵ＳＲａを無線端末装置１０１ａに付与された端末ＩＤａに関連付けて記憶している。
【００７８】
上述のように、無線送受信装置１０３ａの暗号鍵記憶部１０５は、無線端末装置１０１ａと送受信する送受信信号を暗号化及び復号化するための送受暗号鍵ＳＲａと、隣接する無線送受信装置１０３ｃから暗号鍵受渡部１０７が受け取った送受暗号鍵ＳＲｂと、をテーブルａに示すように無線端末装置１０１ａ及び無線端末装置１０１ｂの端末ＩＤａ、ＩＤｂに関連付けて記憶する。
【００７９】
従って、この無線通信システムによれば、無線送受信装置１０３ａは、送受暗号鍵ＳＲｂを用いることなく、自己の無線エリアａにある無線端末装置１０１ａの端末ＩＤａに関連づけられた送受暗号鍵ＳＲａを用いて、送受信信号を確実に暗号化及び復号化することができる。
【００８０】
また、無線送受信装置１０３ｂの暗号鍵記憶部１０５は、隣接する無線送受信装置１０３ａから暗号鍵受渡部１０７が受け取った送受暗号鍵ＳＲａを無線端末装置１０１ａの端末ＩＤａに関連付けて記憶する。
【００８１】
従って、この無線通信システムによれば、無線送受信装置１０３ｂは、無線送受信装置１０３ａから予め受け取った送受暗号鍵ＳＲａを用いて速やかに無線端末装置１０１ａと送受信する送受信信号の暗号化及び復号化を開始できるので、無線端末装置１０１ａが無線エリアａから無線エリアｂに移動する際にも、無線送受信装置１０３ａ及び無線送受信装置１０３ｂと無線端末装置１０１ａとの間で、送受信が切断される時間が極めて短い構成となる。
【００８２】
また、この無線通信システムにおいては、図５に示すように、無線エリアａから無線エリアｂへの無線端末装置１０１ａの移動に伴い、無線エリアａから無線端末装置１０１ａが無くなるので、無線エリアｂに隣接しない無線エリアｃの無線送受信装置１０３ｃは、無線端末装置１０１ａのための送受暗号鍵ＳＲａを無線送受信装置１０３ｂから受け取ることがなくなる。
【００８３】
従って、この無線通信システムによれば、無線送受信装置１０３ｃは、無線端末装置１０１ａが無線エリアａの外に出ると、図６（ｃ）のテーブルｃの下段に示すとおり、暗号鍵記憶部１０５に記憶した送受暗号鍵ＳＲａと端末ＩＤａとを消去する。
【００８４】
なお、無線送受信装置１０３は、自己の無線エリア及び隣接する無線エリアとから無線端末装置１０１が無くなったときに、その無線端末装置１０１の端末ＩＤと送受暗号鍵ＳＲとをすぐに消去する構成である必要はなく、一定時間が経過した後に消去する構成であってもよい。
【００８５】
本実施の形態２に係る無線通信システムは、自己の無線エリア及び隣接する無線エリアに無い無線端末装置１０１の端末ＩＤと送受暗号鍵ＳＲとを記憶した暗号記憶部１０５内の記憶領域に、自己の無線エリアまたは隣接する無線エリアに新たに追加された無線端末装置１０１の端末ＩＤと送受暗号鍵ＳＲとを記憶させる構成でもよい。
【００８６】
図７に、無線エリアｃに無線端末装置１０１ｃが新たに追加された場合の動作例を示す。図７に示すように、無線端末装置１０１ａは、無線エリアａから無線エリアｂに移動している。これにより、無線送受信装置１０３ａ、１０３ｂの暗号鍵記憶部１０５には、図８（ａ）、（ｂ）のテーブルａ、ｂの上段に示すように、端末ＩＤａと送受暗号鍵ＳＲａとが関連付けられて記憶されている。また、無線送受装置１０３ｃの暗号鍵記憶部１０５は、図８（ｃ）のテーブルｃの上段に示すように、隣接する無線エリアａに以前あった無線端末装置１０１ａの端末ＩＤａと送受暗号鍵ＳＲａとを消去せずに記憶している。
【００８７】
ここで、図７に示すように、無線エリアｃに無線端末装置１０１ｃが新たに追加されると、無線エリアｃに隣接する無線エリアａには無線端末装置１０１ａが無いので、図８（ｃ）のテーブルｃの下段に示すように、無線送受信装置１０３ｃは、端末ＩＤａと送受暗号鍵ＳＲａとを記憶させていた暗号鍵記憶部１０５の記憶領域に、無線端末装置１０１ｃの端末ＩＤｃと送受暗号鍵ＳＲｃとを新たに記憶するとともに、隣接する無線送受信装置１０３ａに送受暗号鍵ＳＲｃを送る。
【００８８】
これにより、無線送受信装置１０３ａは、図８（ａ）のテーブルａの下段に示すように、暗号鍵記憶部１０５の記憶領域に、無線端末装置１０１ｃの端末ＩＤｃと送受暗号鍵ＳＲｃとを関連付けて記憶する。
【００８９】
上述の構成により、無線送受信装置１０３は、自己の無線エリアに複数の無線端末装置１０１がある場合でも、暗号鍵記憶部１０５に記憶した各々の端末ＩＤにより無線端末装置１０１を判別し、端末ＩＤに関連付けて記憶した送受暗号鍵ＳＲを用いて送受信信号を確実に暗号化及び復号化できる。
【００９０】
次に、本発明の実施の形態１及び実施の形態２に係る無線通信システムにおける無線送受信装置の具体的な構成について説明する。図９は、この無線通信システムにおける無線送受信装置の具体的な構成例である。
【００９１】
この無線通信システムにおける無線送受信装置は、図９に示す無線送受信装置１０３ｄのように、単一の無線基地局装置９１０の内部に設けることができる。
【００９２】
また、この無線通信システムにおける無線送受信装置は、必ずしも単一の無線基地局装置内部に設ける必要はなく、図９に示す無線送受信装置１０３ｅのように、無線信号の物理的な送受信機能を持つ基地局装置９２０と、暗号化及び復号化の機能もつ暗号終端ノード装置９３０とを組み合わせた構成であってもよい。
【００９３】
また、この無線通信システムにおける無線送受信装置は、図９に示す無線送受信装置１０３ｆのように、基地局装置で無線信号の物理終端をし、前述のような暗号終端ノード装置９４０と複数の基地局装置９５０、９６０とを、信号が暗号化された状態で通信可能な暗号通信ネットワークシステム９７０に接続した構成であってもよい。
【００９４】
次に、本発明の実施の形態１及び実施の形態２に係る無線通信システムにおける無線端末装置１０１について説明する。
【００９５】
この無線端末装置１０１は、例えば無線送受信装置１０３からの受信信号に基づいて前記無線エリア外から無線エリア内に移動したことを判別する無線エリア判別手段としての無線エリア判別部と、前記無線エリア判別部により前記無線エリア外から前記無線エリア内に移動したことを判別した後に暗号鍵の交換を行う暗号鍵交換手段としての暗号鍵交換部と、前記受信信号に基づいて無線通信を行う無線エリアの切り替えを行う無線エリア切替手段としての無線エリア切替部と、前記無線エリア切替部が前記無線エリアの切り替えを行った後に前記暗号鍵を管理する鍵管理サーバに前記無線エリア外から前記無線エリア内に移動したことを通知する移動通知手段としての移動通知部と、を具備している。図１０は、上述のように構成された無線端末装置１０１の動作の一例を示すフローチャートである。
【００９６】
図１０において、前述の無線端末装置１０１の動作がスタートすると、前記無線エリア判別部により無線端末装置１０１が通信ネットワークシステム１０２の無線エリア内に入ったか否かが判断される（ステップＳＴ１００１）。
【００９７】
ここで、無線端末装置１０１が通信ネットワークシステム１０２の無線エリア内に入ったと判定された場合は、前記暗号鍵交換部が、無線端末装置１０１が入った無線エリアの無線送受信装置１０３と送受信するための暗号鍵を、無線端末装置１０１と無線送受信装置１０３との間で交換する（ステップＳＴ１００２）。
【００９８】
この暗号鍵の交換が完了すると、無線端末装置１０１がアクセスしている無線エリアを通して、通信ネットワークシステム１０２に接続している有線ノード装置１１２との前記暗号鍵を用いた無線通信が可能になる（ステップＳＴ１００３）。
【００９９】
次いで、この無線端末装置１０１のアクセスする無線エリアが切り替わったか否かが前記無線エリア切替部により判断される（ステップＳＴ１００４）。このステップＳＴ１００４において、無線エリア切替無しと判定された場合は、ステップＳＴ１００３の無線通信状態が継続される。また、このステップＳＴ１００４において、無線端末装置１０１が無線エリア外に出ていると判定された場合は、ステップＳＴ１００１の動作に戻される。そして、無線端末装置１０１が移動し、これまで通信していた無線エリアに隣接する他の無線エリアに入って無線エリア切替が行われた場合は、前記移動通知部が、通信ネットワークシステム１０２の鍵管理サーバ（図示せず）に、無線端末装置１０１が移動したことを通知する（ステップＳＴ１００５）。
【０１００】
このようにして、無線端末装置１０１が他の無線エリアに移動して、前記鍵管理サーバに移動通知がされると、ステップＳＴ１００３に戻って、この無線端末装置１０１と他の無線エリアの無線送受信装置との間で無線通信が開始される。このとき、この無線端末装置１０１の移動先の他の無線エリアの無線送受信装置は、前述したように、この無線端末装置１０１と交信するための暗号鍵を予め記憶しているので、改めて認証手続き及び前記暗号鍵の交換手続きを行うことなく、迅速かつ安全に無線通信を行うことができる。
【０１０１】
上述したように、本実施の形態１に係る無線通信システムによれば、無線端末装置１０１が隣接する無線エリアへ移動する前に、無線端末装置１０１の移動先の他の無線エリアの無線送受信装置１０３が、無線端末装置１０１が送信する送信信号を復号化するための受信暗号鍵ＲＲを予め受け取ることができる。従って、この無線通信システムによれば、無線区間でのセキュリティ機能を持ち、全レイヤのデータに基づくＱｏＳが提供可能であり、無線端末装置１０１の移動時における通信の切断時間が極めて短く、かつ、無線送受信装置１０３が通信ネットワークシステム１０２に接続する全ての無線端末装置１０１の暗号鍵を記憶する必要のないコストメリットの高い無線通信システムを構築できる。
【０１０２】
また、本実施の形態１に係る無線通信システムによれば、例えば図１に示すように、自己の無線エリアａにある無線端末装置１０１のための受信暗号鍵ＲＲａと、隣接する無線エリアｂ、ｃの無線送受信装置１０３ｂ、１０３ｃから受け取った受信暗号鍵ＲＲａとを記憶できるように暗号鍵記憶部１０５は構成されているので、無線送受信装置１０３ａは、自己の無線エリアａにある無線端末装置１０１ａのための受信暗号鍵ＲＲａを用いて受信する無線信号を確実に復号化できる。また、暗号鍵記憶部１０５は、暗号鍵受渡部１０７により受け渡しされた受信暗号鍵ＲＲａと、自己の無線エリアａにある無線端末装置１０１ａのための受信暗号鍵ＲＲａと、を記憶可能な構成であればよいので、通信ネットワークシステム１０２へのアクセス権を持つ全ての無線端末装置の受信暗号鍵を記憶する必要がなく、さらにコストメリットの高い無線通信システムを提供できる。
【０１０３】
また、本実施の形態１に係る無線通信システムによれば、例えば図１に示すように、暗号鍵記憶部１０５は、無線端末装置１０１ａから受信する受信信号を復号化するための受信暗号鍵ＲＲａと、この無線端末装置１０１ａに個別に付与された端末ＩＤと、を関連付けて記憶できるので、自己の無線エリアａに複数の無線端末装置がある場合でも、記憶した各々の端末ＩＤにより無線端末装置１０１ａを判別して、端末ＩＤに関連付けられた受信暗号鍵ＲＲａを用いて受信した受信信号を確実に復号化できる。
【０１０４】
また、本実施の形態１に係る無線通信システムによれば、例えば図１に示すように、無線端末装置１０１ａに送信する送信信号を暗号化するための情報である送信暗号鍵ＳＳａを暗号鍵記憶部１０５がさらに記憶できる。また、無線送受信装置１０３ａのネットワーク側暗号化部１０９から無線端末装置１０１ａに送信される送信信号は、この送信暗号鍵ＳＳａに基づいて暗号化され無線端末装置１０１ａの端末側復号化部１１１で無線送受信装置１０３ａから受信した受信信号を復号化できる。従って、この無線通信システムによれば、無線区間における下り方向のセキュリティが保たれるとともに、通信ネットワークシステム１０２の信号は暗号化されていないので、信号の全レイヤのデータに基づくＱｏＳの提供が可能となる。
【０１０５】
また、暗号鍵受渡部１０７は、自己の無線エリアａに隣接する他の無線エリアｂ及び無線エリアｃの無線送受信装置１０３ｂ、１０３ｃに、無線端末装置１０１ａに送信する送信信号を暗号化するための送信暗号鍵ＳＳａをさらに受け渡しすることができる。従って、この無線通信システムによれば、無線端末装置１０１ａが隣接する他の無線エリアｂ及び無線エリアｃに移動した場合でも、これらの無線エリアｂ及び無線エリアｃの無線送受信装置１０３ｂ、１０３ｃが、予め受け取った送信暗号鍵ＳＳａを用いて速やかに無線端末装置１０１ａが受信する受信信号の暗号化を開始でき、無線端末装置１０１ａの受信の切断時間が極めて短くなる。
【０１０６】
また、本実施の形態１に係る無線通信システムによれば、例えば図３に示すように、自己の無線エリアａにある無線端末装置１０１ａのための送信暗号鍵ＳＳａと、隣接する他の無線エリアｂ及び無線エリアｃの無線送受信装置１０３ｂ、１０３ｃから受け取った送信暗号鍵ＳＳａとを暗号鍵記憶部１０５に記憶させることができる。また、無線送受信装置１０３ａは、自己の無線エリアａにある無線端末装置１０１ａのための送信暗号鍵ＳＳａを用いて、その無線端末装置１０１ａに送信する送信信号を確実に暗号化できる。さらに暗号鍵記憶部１０５は、暗号鍵受渡部１０７により受け渡された送信暗号鍵ＳＳａと、自己の無線エリアａにある無線端末装置１０１ａのための送信暗号鍵ＳＳａと、を記憶することができる。従って、この無線通信システムによれば、通信ネットワークシステム１０２へのアクセス権を持つ全ての無線端末装置の送信暗号鍵を記憶する必要がないので、コストメリットの高い無線通信システムを提供することができる。
【０１０７】
また、本実施の形態１に係る無線通信システムによれば、暗号鍵記憶部１０５は、送信する送信信号を暗号化するための送信暗号鍵ＳＳａとその無線端末装置１０１に個別に付与された端末ＩＤとを関連付けて記憶するので、自己の無線エリアに複数の無線端末装置がある場合でも、記憶した各々の端末ＩＤにより交信する無線端末装置を判別して、端末ＩＤに関連付けられた送信暗号鍵ＳＳａ、ＳＳｂまたはＳＳｃを用いて送信する送信信号を確実に暗号化できる。
【０１０８】
また、本実施の形態２に係る無線通信システムによれば、例えば図５に示すように、受信暗号鍵と送信暗号鍵とが等しい情報の送受暗号鍵ＳＲａを用いて、無線端末装置１０１ａと無線送受信装置１０３ａとが送受信できる。従って、この無線通信システムによれば、無線端末装置１０１ａ及び無線送受信装置１０３ａは、送信用及び受信用の暗号鍵を区別して使用する必要がないので、さらにコストメリットが高くなる。
【０１０９】
また、暗号鍵受渡部１０７は、無線エリア同士が隣接する無線送受信装置１０３ｂ、１０３ｃに、無線端末装置１０１ａと受送信する送受信信号を暗号化及び復号化するための送受暗号鍵ＳＲａを受け渡すことができる。つまり、無線端末装置１０１ａが隣接する無線エリアｂまたは無線エリアｃに移動する前に、この無線エリアｂの無線送受信装置１０３ｂまたは無線エリアｃの無線送受信装置１０３ｃが、この無線端末装置１０１ａが送受信する送受信信号の暗号化及び復号化のための送受暗号鍵ＳＲａを予め受け取ることができる。
【０１１０】
従って、この無線通信システムによれば、無線エリアｂの無線送受信装置１０３ｂまたは無線エリアｃの無線送受信装置１０３ｃが、予め受け取った送受暗号鍵ＳＲａを用いて速やかに無線端末装置１０１ａと送受信する送受信信号の暗号化及び復号化を開始できるので、無線送受信装置１０３と無線端末装置との間での送受信の切断時間が極めて短くなる。
【０１１１】
また、暗号鍵記憶部１０５は、無線端末装置１０１ａ、１０１ｂに送信する無線信号を暗号化するための送受暗号鍵ＳＲａ、ＳＲｂと、暗号鍵受渡部１０７が隣接する無線送受信装置１０３ｃから受け取った送受暗号鍵ＳＲｃと、を記憶することができる。また、無線送受信装置１０３ａは、自己の無線エリアａにある無線端末装置１０１ａのための送受暗号鍵ＳＲａを用いて送受信する送受信信号を確実に暗号化及び復号化できる。
【０１１２】
この無線通信システムでは、暗号鍵記憶部１０５が、暗号鍵受渡部１０７により受け渡された送受暗号鍵ＳＲａと、自己の無線エリアａにある無線端末装置１０１ａのための送受暗号鍵ＳＲａと、を記憶可能な構成であればよいので、通信ネットワークシステム１０２へのアクセス権を持つ全ての無線端末装置の送受暗号鍵を記憶する必要がなく、コストメリットの高い無線通信システムを提供することができる。
【０１１３】
また、本実施の形態２に係る無線通信システムによれば、暗号鍵記憶部１０５は、送受信する送受信信号を暗号化及び復号化するための送受暗号鍵ＳＲａ、ＳＲｂまたはＳＲｃと、無線端末装置１０１ａ、１０１ｂまたは１０１ｃに個別に付与された端末ＩＤと、を関連付けて記憶することができる。従って、この無線通信システムによれば、自己の無線エリアに複数の無線端末装置がある場合でも、記憶した各々の端末ＩＤにより交信する無線端末装置を判別して、端末ＩＤに関連付けて記憶した送受暗号鍵ＳＲ、ＳＲｂまたはＳＲｃを用いて送受信信号を確実に暗号化及び復号化することができる。
【０１１４】
また、この無線通信システムの無線基地局装置は、上述した無線送受信装置１０３を備えているので、無線端末装置１０１と送受信する送受信信号を確実に暗号化及び復号化することができる。
【０１１５】
また、この無線通信システムの無線端末装置は、図１０に示すように、無線エリアａ、無線エリアｂまたは無線エリアｃ内に初めて入ったときに一度だけ通信ネットワークシステム１０２と暗号鍵の交換をして、無線エリアが切り替わった場合に、鍵管理サーバに移動通知を送信するだけでよい。従って、この無線端末装置によれば、ＩＥＥＥ８０２．１ｘを用いたときのように、前記無線エリアの切替が発生するたびに認証と鍵交換の動作を行わなくてよく、無線端末装置が他の無線エリアに移動する際の送受信の切断時間が極めて短く、かつ、安全な無線通信を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明に係る無線通信システムは、無線区間でのセキュリティ機能を持ち、全レイヤのデータに基づくＱｏＳが提供可能であり、無線端末装置の移動時における通信の切断時間が極めて短く、かつ、各無線送受信装置が通信ネットワークシステムに接続する全ての無線端末装置の暗号鍵を記憶する必要のないコストメリットの高い無線通信システムが必要な広域無線ＬＡＮシステム及び無線ＶｏＩＰネットワークシステム等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの基本構成を示すブロック図
【図２】（ａ）は、本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの無線送受信装置のテーブルａの構成図、（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの無線送受信装置のテーブルｂの構成図、（ｃ）は、本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの無線送受信装置のテーブルｃの構成図
【図３】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの他の構成例を示すブロック図
【図４】（ａ）は、本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの他の無線送受信装置のテーブルａの構成図、（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの他の無線送受信装置のテーブルｂの構成図、（ｃ）は、本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの他の無線送受信装置のテーブルｃの構成図
【図５】本発明の実施の形態２に係る無線通信システムの基本構成を示すブロック図
【図６】（ａ）は、本発明の実施の形態２に係る無線通信システムの無線送受信装置のテーブルａの構成図、（ｂ）は、本発明の実施の形態２に係る無線通信システムの無線送受信装置のテーブルｂの構成図、（ｃ）は、本発明の実施の形態２に係る無線通信システムの無線送受信装置のテーブルｃの構成図
【図７】本発明の実施の形態２に係る無線通信システムの他の構成例を示すブロック図
【図８】（ａ）は、本発明の実施の形態２に係る無線通信システムの他の無線送受信装置のテーブルａの構成図、（ｂ）は、本発明の実施の形態２に係る無線通信システムの他の無線送受信装置のテーブルｂの構成図、（ｃ）は、本発明の実施の形態２に係る無線通信システムの他の無線送受信装置のテーブルｃの構成図
【図９】本発明の無線通信システムにおける無線送受信装置の具体例を示すブロック図
【図１０】本発明の無線通信システムにおける無線端末装置の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【０１１８】
１０１  無線端末装置
１０２  通信ネットワークシステム
１０３  無線送受信装置
１０４  端末側暗号化部
１０５  暗号鍵記憶部
１０６  ネットワーク側復号化部
１０７  暗号鍵受渡部
１０９  ネットワーク側暗号化部
１１１  端末側復号化部
１１２  有線ノード装置
ＲＲａ、ＲＲｂ、ＲＲｃ  受信暗号鍵
ＳＳａ、ＳＳｂ、ＳＳｃ  送信暗号鍵
ＳＲａ、ＳＲｂ、ＳＲｃ  送受暗号鍵
【図１】
2006033761.tif 000003
【図２】
2006033761.tif 000004
【図３】
2006033761.tif 000005
【図４】
2006033761.tif 000006
【図５】
2006033761.tif 000007
【図６】
2006033761.tif 000008
【図７】
2006033761.tif 000009
【図８】
2006033761.tif 000010
【図９】
2006033761.tif 000011
【図１０】
2006033761.tif 000012