(57)【要約】ノードへアクセスが与えられたかを決定するためのパラメータとして、移動ノード位置を利用することにより、無線ネットワークへセキュリティを提供するシステムと方法。このシステムと方法は、アクセス・ポイント、無線ルータおよび移動ノードを用い、その各々が他の無線ルータに通信信号を送信し受信するように適合された少なくとも一つのトランシーバを含む。各アクセス・ポイントは、強化されたネットワーク監視と制御を可能にするネットワーク管理システムへ接続されている。各ネットワーク・ノードは、ノードの緯度・経度および高度を含む絶対ノード位置、またはノード間の距離および角度を含む相対ノード位置、あるいは絶対位置データと相対位置データとの組み合わせ決定できる技術を含む。
2005535188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アドホック通信網におけるノード間でネットワーク・アクセスを制限する方法であり、前記ノードが前記アドホック・ネットワーク内の他のノードとの間で信号を送信し受信するように適合された前記方法であって、
アドホック通信網内の第１ノードを制御して第２ノードからのネットワーク・アクセス要求を受信し、これに応答して前記ネットワーク内の少なくとも一つのノードを制御して前記第２ノード位置を計算し、
前記第２ノードの前記位置がネットワーク・アクセス制限境界内にある場合に前記第１ノードを制御して前記第２ノードが前記ネットワーク・アクセスすることを許可する、前記方法。
【請求項２】
少なくとも一つのフライトタイムの計算、前記第１ノードの既知の位置および前記少なくとも一つのノードの既知の位置に基づいて、さらに前記第２ノードの前記位置を計算する請求項１記載の方法。
【請求項３】
少なくとも一回の手動による位置入力、全地球測位、デファレンシャル・ナビゲーションおよび三角測量に基づいて、さらに前記第１ノードおよび前記少なくとも一つのノードの前記既知の位置を計算する請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも一つのノードが前記第１ノードを含む請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記ネットワーク・アクセスの要求を第３ノードへ通信するように、さらに前記第１ノードを制御する請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記第３ノードがネットワーク・オペレーション・センターへ接続されている請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記第３ノードが一つの認証・許可・精算サーバを含む請求項５記載の方法。
【請求項８】
前記第２ノードの前記位置計算の要求を前記第１ノードへ通信するように前記第３ノードを制御し、これに応答して前記第２ノードの前記位置を計算して前記位置を前記第３ノードへ通信するように、さらに前記第１ノードを制御する請求項５記載の方法。
【請求項９】
前記第２ノードの前記位置が前記ネットワーク・アクセス制限境界内にある場合に、前記第１ノードを制御して前記第２ノードが前記ネットワーク・アクセスできるように、さらに前記第３ノードを制御する請求項５記載の方法。
【請求項１０】
前記第２ノードの絶対位置の要求を前記アドホック通信網の前記第１ノードへ通信するように前記第３ノードを制御し、これに応答して前記絶対位置を計算して前記絶対位置を前記第３ノードへ通信するように前記第１ノードを制御し、
前記第２ノードの前記絶対位置が前記ネットワーク・アクセス制限境界内にある場合に、前記第１ノードを制御して前記第２ノードが前記ネットワークへアクセスできるように、さらに前記第３ノードを制御する請求項５記載の方法。
【請求項１１】
前記ネットワークの少なくとも一つのノードの前記既知の位置および前記少なくとも一つのノードに関する前記第２ノードの計算された位置に基づいて、前記第２ノードの前記絶対位置を計算するように、さらに前記第１ノードを制御する請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
アドホック通信網のノード間のネットワーク・アクセスを制限するように適合され、前記ノードが前記アドホック・ネットワーク内の他のノードと信号を送信し受信するように適合されたシステムであって、
第２ノードからネットワーク・アクセス要求を受信し、これに応答して前記第２ノードの位置を計算するように適合された前記アドホック通信網内の第１ノードを含み、
前記第２ノードの位置がネットワーク・アクセス制限境界内にある場合に、前記第２ノードが前記ネットワークへアクセスできるように前記第１ノードが更に適合されている前記システム。
【請求項１３】
少なくとも一つのフライト計算のタイム、前記第１ノードの既知の位置および少なくとも一つのノードの既知の位置に基づいて、前記第２ノードの前記位置を計算するように、さらに前記第１ノードが適合されている請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
手動位置入力、全地球測位、デファレンシャル・ナビゲーションおよび三角測量の少なくとも一つに基づき、前記第１ノードおよび前記少なくとも一つのノードの前記既知の位置を計算するように、さらに前記第１ノードが適合されている請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
前記少なくとも一つのノードが前記第１ノードを含む請求項１２記載のシステム。
【請求項１６】
第３ノードへのネットワーク・アクセスの前記要求を通信するように、さらに前記第１ノードが適合されている請求項１２記載のシステム。
【請求項１７】
前記第３ノードがネットワーク・オペレーション・センターへ接続されている請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
前記第３ノードが認証・許可・精算サーバを含む請求項１６記載のシステム。
【請求項１９】
前記第３ノードが前記第１ノードへ前記位置計算要求を通知するように適合され、前記第１ノードが更に前記第２ノード位置を計算して、前記位置を前記第３ノードへ通信するように適合されている請求項１６記載のシステム。
【請求項２０】
前記第２ノードの前記位置が前記ネットワーク・アクセス制限境界内にある場合に、前記第２ノードが前記ネットワークへアクセスできるように前記第１ノードを制御するよう、さらに前記第３ノードが適合されている請求項１６記載の方法。
【請求項２１】
前記第３ノードがさらに前記第２ノードの絶対位置の要求を前記アドホック通信網の前記第１ノードへ通信するように適合され、これに応答して前記第１ノードがさらに前記絶対位置を計算して、前記絶対位置を前記第３ノードへ通信するように適合され、また、
前記第２ノードの前記絶対位置が前記ネットワーク・アクセス制限境界内にある場合に、前記第２ノードが前記ネットワークへアクセスできるように前記第１ノードを制御するよう、さらに前記第３ノードが適合されている請求項１６記載の方法。
【請求項２２】
前記ネットワークの少なくとも一つのノードの前記既知の位置および前記少なくとも一つのノードに関する前記第２ノードの計算された位置に基づいて、前記第２ノードの前記絶対位置を計算するように、さらに前記第１ノードが適合されている請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
アドホック通信網内でノード間のネットワーク・アクセスを制限するように適合され、前記ノードが前記アドホック・ネットワーク内の他のノードと信号を送信し受信するように適合されている命令におけるコンピュータ読み取り可能な媒体であって、
前記アドホック通信網の第１ノードを制御して第２ノードからのネットワーク・アクセス要求を受信させ、これに応答して前記第２ノードの位置を計算するように適合された第１の命令セットと、
前記第２ノードの前記位置がネットワーク・アクセス制限境界内にある場合に前記第２ノードが前記ネットワークへアクセスできるように前記第１ノードを制御するように適合されている第２の命令セットと、
を含む前記媒体。
【請求項２４】
少なくとも１つのフライト計算のタイム、前記第１ノードの既知の位置および少なくとも一つのノードの既知の位置に基づいて、前記第２ノードの前記位置を計算するように前記第１ノードを制御するように前記第１の命令セットがさらに適合されている請求項２３記載の媒体。
【請求項２５】
少なくとも１回の手動位置入力、全地球測位、デファレンシャル・ナビゲーションおよび、三角測量に基づいて、前記第１ノードおよび前記少なくとも一つのノードの前記既知の位置を計算するように前記第１ノードを制御するよう、前記第１の命令セットがさらに適合されている請求項２４記載の媒体。
【請求項２６】
前記第１ノードを制御して前記ネットワーク・アクセス要求を第３ノードへ通信するように前記第１の命令セットが更に適合されている請求項２３記載の媒体。
【請求項２７】
前記第３ノードを制御して前記位置計算の要求を前記第１ノードへ通信するように適合された第３の命令セットおよび、これに応答して前記第１ノードを制御し前記第２ノードの前記位置を計算して前記位置を前記第３ノードへ通信するように、前記第１の命令セットがさらに適合されている請求項２６記載の媒体。
【請求項２８】
前記第２ノードの前記位置が前記ネットワーク・アクセス制限境界内にある場合に、第１ノードを制御して前記第２ノードが前記ネットワークへアクセスするように前記第２の命令セットが更に適合されている請求項２７記載の媒体。
【請求項２９】
前記第３ノードを制御して前記第２ノードの絶対位置の要求を前記アドホック通信網の前記第１ノードへ通信するように前記第３の命令セットがさらに適合され、これに応答して前記第１ノードを制御して前記絶対位置を計算して前記絶対位置を前記第３ノードへ通信するように前記第１の命令セットがさらに適合され、
前記第２ノードの前記絶対位置が前記ネットワーク・アクセス制限境界内にある場合に、前記第１ノードを制御して前記第２ノードが前記ネットワークへアクセスできるように前記第２の命令セットがさらに適合されている請求項２７記載の媒体。
【請求項３０】
前記ネットワークの少なくとも一つのノードの前記既知の位置および前記少なくとも一つのノードに関する前記第２ノードの計算された位置に基づいて、前記第２ノードの前記絶対位置を計算するように前記第１ノードを制御して前記第１の命令セットがさらに適合されている請求項２９記載の媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動ノードに関する位置情報に基づいて、アドホック無線通信網などの無線通信網のためにセキュリティを供給するシステムと方法に関する。特に、本発明は、認証処理中にアドホック市場無線通信網などの無線通信網内の移動ノードの位置を計算する、信頼できるインフラストラクチャ装置のためのシステムと方法に関する。本出願は、その内容が引用してここに編入される米国仮特許出願番号第６０／３９８，８３４、出願日２００２年７月２９日の「ノード認証確認における無線網内ノードの物理的位置を決定するシステムと方法」と題する出願について、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）による優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
移動無線電話網などの無線通信網は、過去１０年間にますます普及してきている。これらの無線通信網は一般に「セルラ・ネットワーク」と呼ばれるが、それはこのネットワーク・インフラストラクチャが、そのサービス領域を「セル」と呼ばれる複数の領域に分割して配置されるためである。
【０００３】
詳しくは、一つの地上セルラ・ネットワークが複数の相互に結合された基地局を含み、これらの基地局はサービス領域全体にわたり指定された位置に地理的に配分されている。各基地局は一つまたはそれ以上のトランシーバを含み、これらは無線周波数（ＲＦ）通信信号などの電子信号を、基地局カバレージ領域内に配置された無線電話機などのユーザ・ノードへ送信し受信することができる。これらの通信信号は、たとえば所望の変調技術により変調されデータ・パケットとして送信される音声データを含む。当業者に理解されるように、トランシーバとユーザ・ノードはそのようなデータ・パケットを時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）フォーマット、コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）フォーマット、または周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）フォーマットなどの多重化フォーマットによりそうしたデータ・パケットを送信し受信し、これにより基地局における単一のトランシーバがそのカバレージ領域内のいくつものユーザ・ノードと同時に通信することを可能にしている。
【０００４】
近年、「アドホック」ネットワークとして知られる移動通信網のタイプが軍による使用のために開発されてきた。このタイプのネットワークにおいては、各ユーザ・ノードは基地局あるいは他のユーザ・ノードに対するルータとして、動作することができる。それゆえ基地局の固定的インフラストラクチャの必要性が除去される。アドホック・ネットワークの詳細は、Ｍａｙｏｒへ発表された米国特許第５，９４３，３２２号の内容全体がここに引用され編入されている。
【０００５】
従来のアドホック・ネットワーク同様にユーザ・ノードが互いに通信でき、更にこのユーザ・ノードが固定ネットワークへアクセスすることを可能にして、公衆電話回線網（ＰＳＴＮ）上およびインターネットなど他のネットワーク上と同様に通信できるようにした一層高度なアドホック・ネットワークも開発されてきている。このタイプのアドホック・ネットワークの詳細は、米国特許出願番号第０９／８９７，７９０号、２００１年６月２９日出願、名称「ＰＳＴＮおよびセルラ・ネットワークへインターフェイスしたアドホック・ピア・ツー・ピア移動無線アクセス・システム」、および米国特許出願番号第０９／８１５，１５７号、２００１年３月２２日出願、名称「独立予約チャネルによりシェアード並列データ・チャネルへのコーディネーティング・チャネル・アクセスを有するアドホック・ピア・ツー・ピア無線通信網のための時分割プロトコル」に記述されており、それら内容全体が引用されここに編入されている。
【０００６】
従来の無線通信網あるいはアドホック無線通信網においては、ユーザ・ノードの地理的位置を知るかまたは決定することが必要であり望ましい。Ｎｏｋｉａのウエブ・サイト”www.nokia.com/press/background/pdf/mlbs.pdf”における無線通信網のための種々のタイプの位置決定サービスおよび技術が、Ｎｏｋｉａ出版物に記述されており、その内容全体が引用されここに編入されている。時にＮｏｋｉａ文書は、位置識別サービスが３つの大きな技術に基づいて無線通信網内で現在提供されていることを述べている。これらの技術の一つはラウンド・トリップ・タイム（ＲＴＴ）、タイミング・アドバンス（ＴＡ）およびメジャード・シグナル・レベル（ＲＸレベル）、タイム・デファレンス・オブ・アライバル（ＴＤＯＡ）およびアングル・オブ・アライバル（ＡＯＡ）技術に結びついたセル識別を使用しており、それらの詳細は当業者に理解される。もう一つの技術は、コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）および広帯域コード分割多重アクセス（ＷＣＤＭＡ）のために、セルラ信号タイミングに基づく方法を使用する。Ｎｏｋｉａ文書に記述された第３の技術は、全地球測位システム（ＧＰＳ）技術を採用している。
【０００７】
位置サービスを供給するために無線通信業界で現在使用されている方法と技術のもう一つのリストが、”www.911dispatch.com/911_file/location_tech.html”に見つけられ、その内容全体が引用されここに編入されている。ＧＰＳ技術はこのリストの中で最後に言及される技術であるが、他の全ての方法よりも一層正確であると一般に考えられている。ＧＰＳに基づく諸方法の更なる詳細と説明は、Ｊ．Ｊ．Ｓｐｉｌｋｅｒ  Ｊ．Ｒ．による刊行物「Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ  ｏｆ  Ｄｉｌｕｔｉｏｎ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ」、Ｐ．Ａｘｅｌｒａｄ他による刊行物、書名「ＧＰＳＮａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ」において、またＮ．Ａｓｈｂｙ他による刊行物、書名「全地球測位システム上の相対主義的効果入門」に定義され、これらはそれぞれ米国宇宙協会、１９９６年、「ＧＰＳの理論と応用」に見つけられ、その内容全体がここに引用され編入されている。
【０００８】
ＧＰＳ技術が相当の期間使用され、世界の大部分のナビゲーションが、この技術に依存しているという事実にもかかわらず、ＧＰＳ技術は測定において誤差の影響を非常に受けやすい。従って、ＧＰＳ技術は、そうした誤差を除去するために比較的多数の測定を遂行した後においてのみ、非常に高い正確度で位置決定できる。ＧＰＳのこの短所は、“www.ima.umn.edu/gps”において「全地球測位システム（ＧＰＳ）における数学的挑戦という題名のＩＭＡによる書類に発表されており、この内容全体が引用されここに編入されている。他のいくつかのテストもまたＧＰＳ技術が地上ベースのネットワークには不適当であることを示している。
【０００９】
更に無線通信網内移動局の位置決定のためにＧＰＳ衛星を使用しない他の方法と技術は、典型的に信号到着の間の遅延を測定し処理できる少なくとも二つのセル・サイトによる移動局から信号を受信し、「パス署名“path signature”」に基づいて信号の方向を識別して、移動局とセル・タワーの間の距離を決定することを必要とする。これらの方法のすべてにおいて、情報処理は、指定された中央処理装置（ＣＰＵ）により遂行され、これは典型的に基地局（ＢＴＳ)の隣のセル・タワーに位置している。更にまたこれらの方法の大部分は、既存の無線通信システムに過度の修正を必要とせずに、Ｅ９１１要件に適合するように設計されている。他の位置決定技術の例はＣＥＲＮすなわちヨーロッパ合同素粒子原子核研究機構による書類に発表され、“rkb.home.cern.ch/rkb/ANI16pp/node98.html#SECTION00098000000000000000”に見つけられ、またWｅｎｄｙ  Ｊ  Ｗｏｏｄｂｕｒｙ  Ｓｔｒａｉｇｈｔによる文書、名称「新しい参照システムの探索」は“menstorsoftwareince.com/ profile/ newref.html”に見つけられ、さらに「ＳｎａｐＴｒａｃ  Ｓｅｒｖｅｒ_Ａｉｄｅｄ  ＧＰＳ技術入門」という題名の文書が“www.snaptrack.com/ pdf/ ion.pdf”に見つけられる。それぞれの内容全体が引用され、ここに編入されている。追加的な詳細はまた米国特許出願番号第０９／９８８，００１号、名称「無線通信網内の移動端末の位置を計算するシステムと方法」、２００１年１１月１６日出願に見つけられ、これはＧＰＳなどの技術の使用による位置決定のシステムと方法を説明し、その内容全体が引用してここに編入されている。
【００１０】
したがって、信頼できるインフラストラクチャ装置により無線通信ネットワーク内の移動ユーザ・ノードの位置を決定して、その装置が所定の「安全ゾーン」内に物理的にあるかを決定し、この位置決定に基づくネットワークへのアクセスを提供するシステムと方法の必要性が存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の一つの目的は、移動ノードが所定のカバレージ領域内に物理的に位置しているかを決定するシステムと方法を提供することである。これは絶対的な緯度／経度位置によっても、またはインフラストラクチャの既知の部分に対する相対位置によっても、達成できる。
【００１２】
本発明のもう一つの目的は、決定された位置に基づいて移動ノードへのネットワーク・アクセスを供給するシステムと方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
これらおよび他の目的は、無線通信網内ノードの位置を得るシステムと方法を提供して、ノードが通信網へのアクセスを許可されるべきかを決定する場合に、この位置情報の使用によって、実質的に達成される。この無線通信網は、各ノードおよび基準ノードがアドホック無線通信網内で動作するように適合されたアドホック無線通信網で成し得る。このシステムと方法は更に、ノードが受信するそれぞれの信号に基づき、そのノードから各基準ノードまでのそれぞれの距離を推定する。前記ノードから各基準ノードまでの距離および各基準ノードのそれぞれの位置に基づき、各基準ノードのそれぞれについて、球形または円形などのそれぞれにシミュレートされたパターンを計算し、前記シミュレートされたパターンの各々が互いに交差する位置を推定する。さらに前記ノードの位置を表すときには、前記推定された位置を識別する。ノードから基準ノードへのそれぞれの距離を推定する場合に、このシステムと方法は同様に、誤差極小化技術を遂行できる。
【００１４】
本発明のシステムと方法は、認証サーバまたはそのエージェントにより、移動ノードが安全な領域に物理的に位置しているかを決定する。認証サーバの要求により、位置決定エージェントは、物理的位置が知られている信頼できるインフラストラクチャ装置（無線ルータまたはアクセス・ポイント）から得られた複数（最適には４つであるが、少なくとも一つ）の範囲測定を開始する。これらの測定およびインフラストラクチャ装置の位置は、移動ノードの位置を計算する位置アルゴリズムへ与えられる。もしアルゴリズムの結果（すなわち移動ノードの位置）がネットワーク管理者により定義された物理的周辺の中にあれば、そのときは移動ノードが建物または領域の中かあるいは認証確認を続行できるという確認を、認証サーバが受信する。
【００１５】
このアルゴリズムは、移動ノードが他のアプリケーション内で位置計算アルゴリズムと実質的に同一である。しかしながら本発明の一つの実施例において、全ての測定はネットワーク管理者が所有する資産の物理的管理下にある。またこの位置アルゴリズムは、信頼できる認証サーバの管理の下に使用されて、有効な回答を提供するための移動ノードへの依存を回避する。
【実施例】
【００１６】
ある企業ＬＡＮへのアクセスを望む無線ノードは、典型的にＩＰ規格を介して認証を受けることが要求される。これは、そのユーザが要求されたチャレンジ情報を有することを確認するが、あるコンピュータがネットワークへアクセスすることを妨げるものではない。無線インターフェイスであることを理由として、アクセスのためにユーザが建物内部にいる必要はない。従って無線インターフェイスを有するコンピュータがビジネスの安全な環境の外側、たとえば駐車場に留まっていても、ビジネス建物内部のネットワーク・サービスへ完全なアクセスが得られる。有線ネットワークと異なり、無線ユーザはＬＡＮへ差込むのに先立って、建物へのアクセスを得るために、守衛デスクのような物理的なセキュリティ・チェックを通過する必要がない。
【００１７】
本発明の一つの実施例において、あるいは位置測定（たとえば８０２．１１）を追加するために拡張可能な他の無線技術において、認証サーバは、フライトタイムを測定し、フライトタイムまたは計算された距離を報告するために無線ルータまたはアクセス・ポイントを要求する。認証サーバは、それからこの無線ユーザの位置が定義されたスペースたとえば建物の輪郭の中にあるかを決定し、そして認証サーバは境界の外側にあるユーザを拒絶できる。
【００１８】
図１は、本発明の一つの実施例による無線通信網１００の一例を図示するブロック図であって、無線通信網１００は移動アクセス・ノードまたは端末を利用する。図１に示すように、ネットワーク１００は複数の装置を含み、ネットワークの無線側に、アクセス・ポイント（１０１−１から１０１−２）、無線ルータ（１０２−１から１０２−ｎ）および、移動ノード（１０３−１から１０３−ｎ）を含み、さらにネットワークの有線部にネットワーク・オペレーション・センター１０４を有する。ネットワーク１００およびそのオペレーションの更なる詳細をこれから説明する。この議論において、「ユーザ端末」および「移動ノード」は相互に交換可能な用語として使用される。
【００１９】
図２に示すように、各アクセス・ポイント１０１、無線ルータ１０２および移動ノード１０３は、少なくとも一つのトランシーバ１０６と少なくとも一つのコントローラ１０７を有する。各トランシーバ１０６はアンテナ１０９へ接続され、任意の周波数たとえば第２産業科学医療（ＩＳＭ）バンドで、データ・パケットを送信し受信できる。
【００２０】
しかしながらトランシーバ１０６により使用される周波数および変調方式は、移動アクセス・ポイント１０１、無線ルータ１０２、またはノード１０３の実施には影響しない。各ノード１０１、１０２および１０３は、更にランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）などのメモリ１０８を含むため、それ自体およびネットワーク１００内の他のノードに関する経路選択情報を他の情報と共に記憶することができる。いくつかのノード、特にノード１０３−１ないし１０３−ｎは、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）、パーソナル・データ・アシスタント（ＰＤＡ）またはユーザが使用する他の適当ないずれかの装置であるホスト装置１１０に接続される。
【００２１】
各アクセス・ポイント１０１および無線ルータ１０２は、それらの地理的位置の情報を保持する。この情報は手動で入力され、またそれらの装置は、全地球測位システム（ＧＰＳ）機能、デファレンシャル・ナビゲーション機能または当業者により理解される種々の三角測量技術のような他の位置決定機能を有している。また上述の米国特許出願番号第０９−９８８，００１号およびEｒｉｃ  Ａ．Ｗｈｉｔｅｈｉｌｌの米国特許出願番号第０９／９７３，７９９号、２００１年１０月１１日出願、名称「通信網内の無線ノード位置を決定するための効率的なツーウェイ・レンジング実行ためのシステムと方法」、に記述され、その内容全体が引用されここに編入されている。
【００２２】
図１を参照すると、各ノード１０１、１０２および１０３は、直接または他のノードを介して、ネットワーク・オペレーション・センター１０４と通信する。ネットワーク・オペレーション・センターは、典型的に無線ネットワークを構成し管理するのに使用される装置から成るが、しかし本明細書の目的のために、認証・許可・精算（ＡＡＡ）サーバ１０５のみが示されている。
【００２３】
図３のカバレージ・グラフ１１２はネットワーク１００の展開の一例を示し、そこでは、オフィス周囲１１４により境界とされた一つのオフィスなどの領域へ無線カバレージを提供するのに使用される単一アクセス・ポイント１０１が使用される。この例において、１１６により境界が示されるアクセス・ポイント１０１のトランシーバ１０６の範囲は、オフィスの周囲１１４よりも広く、周囲１１４を超えてかつエリア１１６の内側にいる許可されていないユーザは、ネットワーク１１０へアクセスすることが潜在的に可能である。しかしながら、ユーザが物理的に安全空間内にいることを保証するアクセス・ポイント１０１のトランシーバ範囲の最大半径はネットワーク１００の構成部分として決定される。１１８で境界が示されるこの範囲は、続いてアクセスを要求しているノードがネットワーク・アクセス制限境界内にあるかを決定する認証処理において使用される。
【００２４】
図４のカバレージ・グラフ１２０は、単一のアクセス・ポイント１０１および４つの無線ルータ１０２−１、１０２−ｎ、１０２−２、１０２−３および１０２−４の構成からなり、ネットワーク１００より一層大きい一例を示す。この例において、それぞれ１１６−１、１１６−２、１１６−３および１１６−４で境界が示される各無線ルータのトランシーバ１０６の範囲は、オフィスの周囲１１４よりも一層大きく、このことは図３に説明したように、許可されていないユーザがネットワークへアクセスすることを潜在的に可能にする。したがって図３と同様に、ユーザが物理的に安全スペース内にいることを保証する各トランシーバ範囲の最大半径が決定され、続いて図５に示すような認証処理において使用される。以下に詳細を説明するが、図３、図４および図５の各々において、ネットワークへのアクセスを要求するノードは、ネットワーク内の固定装置１０１および１０２により、最初に配置される。要求するノードの配置は、無線ルータ１０２およびアクセス・ポイント１０１の両方を含む一つの固定装置から要求するノードが配置される距離を測定することにより、決定される。要求するノードが安全スペース１１８の内部に配置されるならば、このノードにおけるアクセスは、その位置に基づき許可される。
【００２５】
しかし、図４と図５の装置の配置により移動ノードから無線ルータまでの距離を利用するだけでは、それぞれ１１８−１、１１８−２、１１８−３および１１８−４により境界が示すいずれか一つの無線ルータの安全領域内に、そのノードがあるかを決定するには不十分である。図６のカバレージ・グラフ１２４に示すように、移動ノード１０３−２と、１０３−３はいずれも各固定装置の安全スペースを越えているが、ノード１０３−２は周辺１１４の内側に位置し、位置に基づきネットワークへのアクセスを許可される。以下に詳細を説明するが、もし移動ノードの「絶対位置」が周辺１１４の内側にあるならば、図６のカバレージ・グラフ１２４に示すように、各移動ノード１０３−１、１０３−２および１０３−３と多重インフラストラクチャ装置間の距離が決定されなければならない。
【００２６】
図７のラダー図１２６は、本発明の一つの実施例について生じる処理の流れの一例を示す。例えば図６のカバレージ・グラフ１２４を使用すれば、図７の処理の流れを用いて、アクセスを要求する移動ノードを正確に配置して、不正なノード配置に基づくネットワーク・アクセスを制限することができる。図６と図７を参照すると、ノード１０３−２などの移動ノードが出力をアップし、このノードのトランシーバ１０６が無線ルータ１０２−１を介するなどして、アクセス・ポイント１０１への一つのパスを選択する時、本発明実施例の制限されたアクセス処理が始まる。移動ノード１０３−２は、無線ネットワーク１００へ加入する要求を送信して、無線ルータ１０２−１がこのメッセージをアクセス・ポイント１０１へ渡し、アクセス・ポイント１０１が代わりにこのメッセージを認証・許可・精算（ＡＡＡ）サーバ１０５へ渡す。
【００２７】
認証処理の一部として、ＡＡＡサーバ１０５は、アクセス・ポイント１０１へメッセージを送り、無線ルータ１０２−１の位置および無線ルータと移動装置１０３−２との間の距離のような移動ノード１０３−２の範囲情報を要求する。アクセス・ポイント１０１はＡＡＡサーバからメッセージを受信して、無線ルータ１０２−１へ要求を送信し、移動装置１０３−２と無線ルータ１０２−１との間の距離を決定する。無線ルータ１０２−１はフライトタイムの測定などの一連の測定を実行して、要求された距離情報を決定し、距離情報はそれからアクセス・ポイント１０１を介してＡＡＡサーバ１０５へ送信される。そしてＡＡＡサーバは移動ノード１０３−２について位置を計算し、この移動ノードが安全ゾーン１１８−１の中にあるか、すなわち移動ノードによるネットワーク・アクセスが許可されるゾーン内にあるかを決定する。
【００２８】
無線ルータ１０２−１で提供される測定によって、安全ゾーン１１８−１内に移動ノード１０３−２が発見されない場合は、ＡＡＡサーバ１０５が「絶対位置」決定の要求をアクセス・ポイント１０１へ送信する。そしてアクセス・ポイントは、１０２−２、１０２−３および１０２−４などの近隣の無線ルータへ要求して、ノード１０３−２と各無線ルータ１０２−２、１０２−３および／または１０２−４のそれぞれとの間距離を決定する。さらにアクセス・ポイント１０１はまた、移動ノード１０３−２とアクセス・ポイント１０１との間の距離も決定することができる。各無線ルータがフライトタイムの測定などの一連の測定を実行し要求された距離情報を決定し、そしてアクセス・ポイント１０１へ送信される。
【００２９】
この追加的な距離情報を受信するとすぐに、アクセス・ポイント１０１は移動ノード１０３−２の絶対位置を計算して、その結果をＡＡＡサーバ１０５へ送信する。ＡＡＡサーバ１０５は、移動ノード１０３−２の絶対位置を評価し、この移動ノードが周辺１１４の内部にあるかを決定する。そして内部にある場合には、無線ルータ１０２−１からのアクセスについての元の要求に対する応答を送信し、移動ノード１０３−２の位置情報に基づくネットワークへの参加を許可する。
【００３０】
図７の処理フローにおいてはバリエーションが存在しうる。たとえば本発明のもう一つの実施例において、ＡＡＡサーバ１０５は事前に範囲情報を要求せずに絶対位置を要求することができる。ＡＡＡサーバ１０５は、移動ノード１０３が安全ゾーン内にある場合に決定の計算を実行し、あるいはエージェントへ情報を送って、その後にエージェントの応答を利用することができる。各々の実施例においてＡＡＡサーバは、位置情報を要求しかつ受信して、受信された位置情報をノードへのサービスを提供するための決定の一部として利用する。
【００３１】
上記の本発明の諸実施例において、移動ノード１０３が使用されたフライトタイムの測定において「ごまかし（ｓｐｏｏｆ）」できない場合にセキュリティが維持されるが、それはこのメッセージを処理するいずれの企ても、信号のリターンを遅延させるだけに過ぎず、事実上計算される距離の増加を招くためである。同様に、移動ノード１０３は誤った位置を提供できないが、それは移動ノード１０３が、自己決定した位置について決して問い合わせることをしないためである。全ての位置決定は、ネットワークの制御下におけるインフラストラクチャ装置により行われる。
【００３２】
本発明の２、３の例示的実施例に限り、先に詳細に説明してきたが、本発明の新規な教示と効果から実質的に離れることなく例示的実施例において多くの修正が可能となることを、当業者は容易に理解するであろう。それゆえ、すべてのそのような修正は、定義される本発明の範囲内に含まれることを意図する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
本発明の前記および他の目的、効果および新規な諸特徴は、添付図面と前記の詳細な説明を共に読めば、一層明らかになるであろう。
【図１】図１は、本発明の一つの実施例を利用した複数のノードを含むアドホック・パケット交換無線通信網の一例のブロック図である。
【図２】図１に示されたネットワーク内において利用されるノードの一例を図示するブロック図である。
【図３】本発明の一つの実施例によるインフラストラクチャ装置の最大限かつ安全な範囲の一例を図示する略図である。
【図４】本発明の一つの実施例による所望の安全領域を越えて広がる無線範囲を有する多重インフラストラクチャ装置によるネットワーク・レイアウトの一例を図示する略図である。
【図５】本発明の一つの実施例による図４の各無線ルータについての安全範囲の一例を図示する略図である。
【図６】本発明による図４の無線ネットワークの無線範囲内にあるいくつかの移動ノードの例示的な配置を図示する略図である。
【図７】本発明の実施例による認証処理中の複数の装置間のメッセージの流れの一例を図示するラダー図である。
【図１】
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【図２】
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【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】
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【国際調査報告】
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