(57)【要約】【課題】消費電力を低減すると共に周囲への電波干渉を最小限に抑えたＰ２Ｐ近距離無線通信を実現すること。【解決手段】端末Ａと端末Ｂとの間でＰ２Ｐ近距離無線通信を行う際に、端末Ａから端末Ｂに接続要求を送信し、端末Ｂからの応答信号により距離計測部１６が端末間距離を測定する。送信電力制御部１０は、測定された端末間距離に応じた送信電力制御を行い、チャネル制御部２０は測定された端末間距離に応じた周波数チャネル制御を行う。また、セキュリティレベル決定部１７は端末間距離に応じたセキュリティレベルを決定する。そして、上記セキュリティレベルにて上記送信電力及び周波数チャネル制御の下で通信を行う。【選択図】図１
2008017302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピアツーピアで近距離無線通信を行う無線通信端末であって、
相手端末までの距離を測定する距離計測手段と、前記距離計測手段で測定された端末間距離に応じて送信電力を適応的に制御する送信電力制御手段と、前記送信電力制御手段で制御された送信電力にて相手端末に接続する通信制御手段と、を具備したことを特徴とする近距離無線通信端末。
【請求項２】
ピアツーピアで近距離無線通信を行う無線通信端末であって、
相手端末までの距離を測定する距離計測手段と、前記距離計測手段で測定された端末間距離に応じて相手端末との接続に使用する周波数チャネルを適応的に制御するチャネル制御手段と、前記チャネル制御手段で制御された周波数チャネルを用いて相手端末に接続する通信制御手段と、を具備したことを特徴とする近距離無線通信端末。
【請求項３】
ピアツーピアで近距離無線通信を行う無線通信端末であって、
相手端末までの距離を測定する距離計測手段と、前記距離計測手段で測定された端末間距離に応じて送信電力を適応的に制御する送信電力制御手段と、前記距離計測手段で測定された端末間距離に応じて相手端末との接続に使用する周波数チャネルを適応的に制御するチャネル制御手段と、前記チャネル制御手段で制御された周波数チャネルを用い、前記送信電力制御手段で制御された送信電力にて相手端末に接続する通信制御手段と、を具備したことを特徴とする近距離無線通信端末。
【請求項４】
前記距離計測手段で測定された端末間距離に応じたセキュリティレベルを自動的に選択するセキュリティレベル決定手段を備え、
前記通信制御手段は、前記セキュリティレベル決定手段の選択したセキュリティレベルに基づいて相手端末に接続することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の近距離無線通信端末。
【請求項５】
前記距離計測手段は、自端末から送信した要求信号に対して相手端末が返信した端末位置を示す応答信号から端末間距離を測定することを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の近距離無線通信端末。
【請求項６】
前記距離計測手段は、自端末から送信した要求信号に対して相手端末が返信した応答信号を受信するまでの時間から端末間距離を測定することを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の近距離無線通信端末。
【請求項７】
通信端末がピアツーピアで近距離無線通信を行う際に端末間距離を測定し、測定された端末間距離に応じて送信電力を通信端末において適応的に制御し、端末同士が端末間距離に応じた送信電力にて接続を行うことを特徴とするピアツーピア近距離無線通信における送信電力制御方法。
【請求項８】
通信端末がピアツーピアで近距離無線通信を行う際に端末間距離を測定し、測定された端末間距離に応じて相手端末との接続に使用する周波数チャネルを適応的に制御し、端末同士が端末間距離に応じた周波数チャネルを用いて接続を行うことを特徴とするピアツーピア近距離無線通信における周波数チャネル制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピアツーピア（以下、「Ｐ２Ｐ」という）で近距離無線通信を行う近距離無線通信端末及びピアツーピア近距離無線通信における送信電力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な無線ＬＡＮネットワークを利用した通信では、無線通信端末からエアーを介してアクセスポイント（ＡＰ）に接続し、アクセスポイントが無線ＬＡＮネットワーク上に設置した認証サーバに問い合わせてユーザ認証を行う。無線通信端末の認証に成功した場合、当該無線通信端末と接続相手との間にセッションを確立しＩＰ通信を行うことができるようにする。
【０００３】
また、無線ＬＡＮネットワークのアクセスポイント（ＡＰ）を介さないで、端末同士が直接無線通信するＰ２Ｐ近距離無線通信方式もある。Ｐ２Ｐ近距離無線通信として、例えばＩｒＤＡ等による赤外線通信や微弱電波を用いたブルートゥース（登録商標）通信が知られている。従来のＰ２Ｐ近距離無線通信は、主に端末間距離が数ｃｍ程度と極めて近距離で、情報量の少ない通信に限られており、接続時間も短時間であった。
【０００４】
最近は、Ｐ２Ｐ近距離無線通信でもデータ通信の高速化のニーズが高まっていると共に、モビリティの高い通信を実現するため通信距離を拡張するニーズも高まっている。例えば、データ通信の高速化のため、デジタル変調方式としてＯＦＤＭを用いることができる。ＯＦＤＭ等のマルチキャリア通信では、多数の周波数チャネルを搬送波として利用することで高速のデータ通信を実現している。また、モビリティの高い通信を実現するため、送信電力を上げて通信距離を拡張すると共に伝送誤りを低減させることが考えられる。
【０００５】
なお、無線通信システムにおいて、電波環境によって受信特性に影響を受けることなく、好適な状態を維持しつつ無線通信装置の消費電力を低減することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された無線通信システムでは、第１の無線通信装置と第２の無線通信装置との間で無線通信を行なう際に、第１の無線通信装置で受信した受信電力を判定すると共に受信信号品質を判定し、これらの判定結果を元に第２の無線通信装置の送信電力を制御する送信電力制御要求を作成し、第１の無線通信装置が第２の無線通信装置に送信する信号に送信電力制御要求を重畳して第２の無線通信装置に送信する。
【０００６】
また、端末間距離に応じて通信品質が変化することに対応するために、通信品質に応じてシステムを切替えるようにした無線ＬＡＮ通信技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−１９１７６２号公報
【特許文献２】特開２００３−３２４４４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、Ｐ２Ｐ近距離無線通信において、データ通信の高速化とモビリティの高い通信とを実現するため、送信電力を上げると共に全ての周波数チャネルを用いてデータ通信したのでは、端末での消費電力が増大するといった問題がある。また、送信電力を大きくして通信距離を拡張した場合、通信相手以外の他端末への電波干渉範囲が広がるため、他端末において使用可能な周波数チャネル数が制限される問題も生じる。一方、使用する周波数チャネルを減らすと、通信速度が低下するので相手端末との接続時間が長くなり消費電力が増大することになる。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、通信距離に適応した送信電力制御及び又は周波数チャネルの選択を行うことにより、より少ない消費電力で、かつ周囲への電波干渉を最小限に抑えたＰ２Ｐ近距離無線通信を実現する近距離無線通信端末及び送信電力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】
【０００９】
本発明は、ピアツーピアで近距離無線通信を行う無線通信端末であって、相手端末までの距離を測定する距離計測手段と、前記距離計測手段で測定された端末間距離に応じて送信電力を適応的に制御する送信電力制御手段と、前記送信電力制御手段で制御された送信電力にて相手端末に接続する通信制御手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、端末間距離に応じて送信電力を適応的に制御するので、端末間距離が接近しているほど送信電力を下げることができ、消費電力を抑制することができる。
【００１１】
また本発明は、ピアツーピアで近距離無線通信を行う無線通信端末であって、相手端末までの距離を測定する距離計測手段と、前記距離計測手段で測定された端末間距離に応じて相手端末との接続に使用する周波数チャネルを適応的に制御するチャネル制御手段と、前記チャネル制御手段で制御された周波数チャネルを用いて相手端末に接続する通信制御手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、端末間距離に応じて周波数チャネルを適応的に制御するので、端末間距離が接近しているほど周波数チャネル数を増大させて接続時間を短縮することができ、それにより消費電力を抑制することができる。
【００１３】
また本発明は、ピアツーピアで近距離無線通信を行う無線通信端末であって、相手端末までの距離を測定する距離計測手段と、前記距離計測手段で測定された端末間距離に応じて送信電力を適応的に制御する送信電力制御手段と、前記距離計測手段で測定された端末間距離に応じて相手端末との接続に使用する周波数チャネルを適応的に制御するチャネル制御手段と、前記チャネル制御手段で制御された周波数チャネルを用い、前記送信電力制御手段で制御された送信電力にて相手端末に接続する通信制御手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、端末間距離に応じて送信電力及び周波数チャネルを適応的に制御するので、端末間距離が接近しているほど送信電力を下げることができ、かつ周波数チャネル数を増大させて接続時間を短縮することができ、それにより消費電力を抑制することができる。
【００１５】
また上記近距離無線通信端末において、前記距離計測手段で測定された端末間距離に応じたセキュリティレベルを自動的に選択するセキュリティレベル決定手段を備え、前記通信制御手段は、前記セキュリティレベル決定手段の選択したセキュリティレベルに基づいて相手端末に接続することを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、端末間距離に応じてセキュリティ条件を適応的に変化させることができ、通信距離に適応したセキュリティ通信を行うことができる。
【００１７】
上記近距離無線通信端末において、自端末から送信した要求信号に対して相手端末が返信した端末位置を示す応答信号から端末間距離を測定するように前記距離計測手段を構成する。
【００１８】
また上記近距離無線通信端末において、自端末から送信した要求信号に対して相手端末が返信した応答信号を受信するまでの時間から端末間距離を測定するように前記距離計測手段を構成する。
【００１９】
また本発明のピアツーピア近距離無線通信における送信電力制御方法は、通信端末がピアツーピアで近距離無線通信を行う際に端末間距離を測定し、測定された端末間距離に応じて送信電力を通信端末において適応的に制御し、端末同士が端末間距離に応じた送信電力にて接続を行うことを特徴とする。
【００２０】
また本発明のピアツーピア近距離無線通信における周波数チャネル制御方法は、通信端末がピアツーピアで近距離無線通信を行う際に端末間距離を測定し、測定された端末間距離に応じて相手端末との接続に使用する周波数チャネルを適応的に制御し、端末同士が端末間距離に応じた周波数チャネルを用いて接続を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、通信距離に適応した送信電力制御及び又は周波数チャネル数選択を行うことにより、より少ない消費電力で、かつ周囲への電波干渉を最小限に抑えたＰ２Ｐ近距離無線通信を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
本実施の形態に係る無線通信装置は、Ｐ２Ｐによる近距離無線通信機能を登載した携帯型の無線通信端末である。以下、近距離無線通信機能を登載した無線通信装置としての携帯電話装置又は携帯型パソコン同士がＰ２Ｐ通信を行う場合を例に説明する。本実施の形態はＰ２Ｐ近距離無線通信として、数ｃｍから数十ｍ程度の通信距離を実現できるＩｒＤＡ等による赤外線通信又はブルートゥース（登録商標）通信を用いるものとするが、その他の近距離無線通信を適用することもできる。
【００２３】
図１は本実施の形態に係る無線通信端末（以下、端末と略す）Ａ、Ｂが複数の周波数チャネルを搬送波として選択的に使用するマルチキャリア方式のＰ２Ｐ無線通信を行うための手順を示すシーケンス図である。一方の端末Ａが接続要求信号を送信するものとする。他方の端末Ｂは端末Ａの最大送信電力が届く範囲内に配置され、接続要求信号を受信可能である。
【００２４】
一方の端末Ａが接続要求信号を送信すると、その接続要求信号を受信した他方の端末Ｂが応答信号を返信する。他方の端末Ｂが接続要求信号を受信してから応答信号を発信するまでに掛かる時間が既知であれば、一方の端末Ａでは応答信号の受信時間から端末Ｂまでの距離を測定することができる。すなわち、端末Ａにおいて接続要求信号を送信した時刻と応答信号を受信した時刻とが判るので、端末Ｂでの時間ロスを除くことで電波の伝達時間が求められ、電波の伝搬速度と伝達時間との関係から、端末Ａと端末Ｂとの間の距離が判明する。
【００２５】
なお、端末Ａから端末Ｂまでの距離は上記方法によらなくても取得可能である。例えば、接続要求信号を受信した端末Ｂが自分の位置情報を端末Ａへ返信するようにしても良い。
【００２６】
端末Ａは、端末Ｂまでの距離に応じたセキュリティレベルを選択すると共に送信電力及び使用する周波数チャネル数を選択する。端末間距離が数ｃｍ以下であれば、高セキュアな空間を確保できるので認証も暗号化も必要ないが、端末間距離が数ｍ以上になると通信相手以外の端末が存在する可能性があるので認証及び暗号化が必要である。さらに、端末間距離が数十ｍ以上になるとセキュアな空間を確保するのは困難になるので高度な認証及び暗号化が必要である。本実施の形態では、上記したような端末間距離とセキュリティレベルとの関係に基づいてセキュリティレベルを選択する。
【００２７】
また、端末間距離が数ｃｍ以下であれば、低い送信電力でも相手端末へ接続可能であるが、端末間距離が数ｍ以上になるとある程度大きな送信電力でないと相手端末へ接続できなくなる。さらに、端末間距離が数十ｍ以上になるとさらに大きな送信電力で通信しないと相手端末に接続することが困難になる。本実施の形態では、上記したような端末間距離と接続可能な送信電力の関係に基づいて距離に応じた必要最小限の送信電力を選択する。
【００２８】
また、端末間距離が数ｃｍ以下であれば、相手端末とのデータ通信に使用する周波数チャネル数を最大にしても送信電力を下げれば相手端末以外の他の端末への干渉電波とならないが、端末間距離が数ｍ以上になるとある程度大きな送信電力が必要になるので周波数チャネル数を減らす必要がある。さらに、端末間距離が数十ｍ以上になるとさらに大きな送信電力が必要になるので少ない数の周波数チャネルで通信を行う必要がある。本実施の形態では、上記したような端末間距離と使用可能な周波数チャネル数の関係に基づいて、周囲の端末との電波干渉を抑制し得る最大限の周波数チャネル数を選択する。
【００２９】
例えば、図２に示すように、端末間距離（通信距離）、セキュリティレベル、送信電力、周波数チャネル数との対応表を準備しておき、取得された端末間の距離情報に基づいて対応するセキュリティレベル、送信電力、周波数チャネル数を自動的に選択する。図２において端末間距離ａ、ｂ、ｃはａ＜ｂ＜ｃの大小関係とする。選択されたセキュリティレベルに対応したユーザ認証を行い、選択された送信電力、周波数チャネル数にてＰ２Ｐ無線通信を行う。
【００３０】
図３は、それぞれの端末間距離に対応したセキュリティ条件及び最適送信電力の具体例を示した説明図である。
端末Ａと端末Ｂとの距離が約２ｃｍの場合、高セキュアな空間を確保できるので、セキュリティレベルを「最低レベル」にする。「最低レベル」でのセキュリティ内容は、認証確認及び暗号化は行わないといったものとする。相手端末への呼び掛けは、全ての端末で受信できる特定のＩＰ番号を用いる。端末同士が極めて近接しているので、ＣＳＭＡ／ＣＡなどの干渉制御も行わないこととする。また、２ｃｍよりやや長い電波到達距離を実現する送信電力であれば良いので、設定すべき送信電力は「極低送信電力」となる。なお、図３には周波数チャネル数を図示していないが、送信電力は極めて低いので周囲の端末への電波干渉の可能性が低いことから、使用可能な全ての周波数チャネルを使ってデータ通信できる。
【００３１】
端末Ａと端末Ｂとの距離が約１０ｃｍの場合、セキュアな空間を確保できるので、セキュリティレベルを「最低レベル」にする。認証確認及び暗号化は行わず、相手端末への呼び掛けは全ての端末で受信できる特定のＩＰ番号を用いる。但し、ＣＳＭＡ／ＣＡなどの干渉制御は行うこととする。また、１０ｃｍよりやや長い電波到達距離を実現する送信電力であれば良いので、設定すべき送信電力は「低送信電力」となる。なお、低送信電力であるので周囲の端末への電波干渉の可能性が低いことから、使用可能な全周波数チャネル数に近い数の周波数チャネルでデータ通信できる。
【００３２】
端末Ａと端末Ｂとの距離が約１ｍ以内の場合（１０ｃｍ前後までの極近距離を除く）、ある程度セキュアな空間を確保できるので、セキュリティレベルを「低レベル」にする。「低レベル」でのセキュリティ内容は、簡易な認証を行うが、暗号化は行わないといったものとする。通信範囲（半径１ｍ前後の範囲）に通信相手以外の端末がいる可能性があるので、相手端末への呼び掛けは通信相手のＩＰ番号を用いて行う。簡易な認証としてＩＰ番号を照合して通信相手を確認する。他端末との干渉の可能性は十分にあるので干渉制御は行う。また約１ｍ程度までの電波到達距離を実現する送信電力が必要であるので、設定すべき送信電力は「中送信電力」となる。なお、通信範囲（半径１ｍ前後の範囲）に通信相手以外の端末がいる可能性があるので、使用する周波数チャネルは最大周波数チャネル数から少し減らすことが望ましい。
【００３３】
端末Ａと端末Ｂとの距離が約５ｍ以内の場合（１ｍ以内の距離を除く）、セキュアな空間を確保できないので、セキュリティレベルを「中レベル」にする。「中レベル」でのセキュリティ内容は、高度な認証を行うと共に簡単な暗号化も行うといったものとする。相手端末への呼び掛けは通信相手のＩＰ番号を用いて行う。高度な認証としてアクセスポイントの識別子であるＳＳＩＤ（Service Set Identifier）を用いた認証が挙げられる。また約５ｍ程度までの電波到達距離を実現する送信電力が必要であるので、設定すべき送信電力はさらに大きい「大送信電力」となる。なお、通信範囲（半径５ｍ前後の範囲）に通信相手以外の端末がいる可能性がより高いので、使用する周波数チャネルはさらに減らすことが望ましい。
【００３４】
端末Ａと端末Ｂとの距離が約５ｍ以上の場合（５ｍ未満の距離を除く）、セキュアな空間を確保できず、他の端末のいる可能性があるので、セキュリティレベルを「高レベル」にする。「高レベル」でのセキュリティ内容は、高度な認証を行うと共に高度な暗号化を行うといったものとする。通信相手以外の端末が存在する可能性があるので高度な認証として端末固有のＩＤ番号であるＭＡＣアドレスを用いたＭＡＣ認証を行う。また約５ｍより遠距離の電波到達距離を実現する送信電力が必要であるので、設定すべき送信電力は最大の「最大送信電力」となる。なお、通信範囲（半径５ｍ以上の範囲）に通信相手以外の端末がいる可能性がより高いので、使用する周波数チャネルは可能な限り減らすことが望ましい。
【００３５】
図３に示す例では、端末間距離に応じて送信電力（及び周波数チャネル数、セキュリティレベル）を５段階に区分けしているが、上記設定に限定されるものではなく、区分け数は適宜変更可能である。以降の説明では、図２に示すように３段階に区分けしたものとして説明する。
【００３６】
次に、上記した端末Ａの構成について説明する。なお、端末Ｂも端末Ａと同様の機能ブロックを有するものとする。
【００３７】
図４は端末Ａの機能ブロック図であり、主に接続時の送信電力、周波数チャネル及びセキュリティレベルを適応的に変化させる機能に関する部分について示している。送信電力制御部１０は、相手接続時の送信電力を端末間距離に応じて適応的に制御する部分であり、図２に示すテーブルデータに基づいて送信電力を決定するものとする。チャネル制御部２０は、相手接続時の使用周波数チャネルを端末間距離に応じて適応的に制御する部分であり、図２に示すテーブルデータに基づいて使用周波数チャネルの数を決定するものとする。
【００３８】
ＩＰ制御部１１は、決定したセキュリティレベルに基づいて相手端末との接続（認証およびデータ通信）を制御する部分である。無線ＩＰ信号送信部１２及び無線送信部１３が送信パケットを無線信号に変換して送出し、無線受信部１４及び無線ＩＰ信号受信部１５が受信信号を受信パケットに変換する部分である。これら構成要素により通信制御手段を構成している。
【００３９】
距離計測部１６は、接続時に返信された相手端末の位置を示す信号から端末間距離を計算する部分である。自己の位置は図示していない位置検出手段から現在位置情報が供給されるものとする。相手端末の位置情報と自端末の位置情報とから端末間距離を計算する。なお、上述したように接続要求信号の送信時刻と応答信号の受信時刻とから端末間距離を計算するようにしても良い。
【００４０】
セキュリティレベル決定部１７は、距離計測部１６により計算された端末間距離に基づいて当該端末Ｂとの通信に適用するセキュリティレベルを自動的に選択するセキュリティレベル決定手段を構成する。セキュリティレベルデータテーブル１８に、端末間距離とセキュリティレベルとの対応表が格納されている。セキュリティレベル決定部１７は、端末間距離に基づいて決定したセキュリティレベルをセキュリティ部１９へ通知する。
【００４１】
セキュリティ部１９は、決定したセキュリティレベルで相手端末との接続が行われるように管理する部分である。セキュリティ部１９からＩＰ制御部１１に対してセキュリティレベルに応じた認証及び暗号化が行われるように指示する。ＩＰ制御部１１は、セキュリティレベルに応じて相手端末のＩＰ番号、ＳＳＩＤ又はＭＡＣアドレスからユーザ認証を行う一方、送信データの暗号化及び受信データの復号化を実行する。
【００４２】
アプリケーション制御部２１は、セキュリティに関するアプリケーション処理を実行する部分である。アプリケーション制御部２１は、Ｐ２Ｐモードの起動から通信開始までの過程で操作入力をユーザに求める画面を出力部２２へ出力する。出力部２２は表示部及びマイクスピーカで構成される。
【００４３】
記憶部２３は、セキュリティに関する情報が格納されている。例えば、全ての端末の呼び出しに使用するＩＰ番号、自己のＩＰ番号、ＳＳＩＤ、ＭＡＣアドレスが格納されていると共に、他の端末との通信又はユーザ入力によって取得された他の端末のＩＰ番号、ＳＳＩＤ、ＭＡＣアドレスが格納される。また、暗号方法に関する情報が格納される。
【００４４】
次に、端末Ａと端末Ｂとで近距離無線通信する際の接続時に、端末間距離に応じて送信電力、周波数チャネル及びセキュリティレベルを適応的に変化させる動作について詳細に説明する。
【００４５】
図５はセキュリティレベルに応じた接続手順並びに接続時の送信電力及び周波数チャネル数を併せて示したシーケンスである。
【００４６】
端末Ａにおいて、Ｐ２Ｐモードを立ち上げて周囲の端末を検索する。周辺端末の検索には、全ての端末を呼び出す特定のＩＰ番号を記憶部２３から読み出して使用する。なお、通信相手のＩＰ番号を既に取得している場合は周辺端末の検索は不要である。このとき、送信電力は５ｍ以上まで到達可能な大きな送信電力を設定し、使用周波数チャネルはデータ量が小さく、かつ干渉防止の観点から少ない数を選択する。
【００４７】
次に、端末Ａは通信相手に対してベアラとアプリケーションを指定して接続要求を送信する。例えば、ベアラとして無線ＬＡＮを指定し、アプリケーションとしてＳＩＰ接続を指定する。
【００４８】
端末Ｂは、端末Ａが送信した接続要求を受信して応答可能か否か判定する。例えば、端末Ｂがアプリケーションに指定されたＳＩＰをサポートしていなければ接続不可の応答信号を返信する。端末Ｂは、接続要求に対して応答可能と判断した場合は接続可の応答信号を返信する。本実施の形態では接続可の応答信号に端末Ｂの位置情報を付加して送信する。
【００４９】
端末Ａは、接続要求に対して接続可の応答信号を受信すると、距離計測部１６において応答信号に付加された位置情報から端末Ａから端末Ｂまでの距離を計算する。また、端末が自己の位置情報を応答信号に付加する機能を備えていない場合は、接続要求信号の送信時刻と接続可の応答信号の受信時刻とから端末間距離を計算するようにしても良い。
【００５０】
端末Ａの送信電力制御部１０は、距離計測部１６から端末間距離を取り込み、図２に示す端末間距離と送信電力との対応表を参照して、現在の端末Ａと端末Ｂとの距離に適した送信電力を決定する。端末Ｂとの接続において、無線送信部１３から送信される送信信号の送信電力が上記決定した送信電力となるように、送信電力制御部１０から無線送信部１３を制御する。またチャネル制御部２０は、距離計測部１６から端末間距離を取り込み、図２に示す端末間距離と周波数チャネルとの対応表を参照して、現在の端末Ａと端末Ｂとの距離に適した周波数チャネルを決定する。端末Ｂとの接続において、無線送信部１３でのマルチキャリア変調においてキャリアに使用する周波数チャネルが上記決定した周波数チャネルとなるように、チャネル制御部２０から無線送信部１３を制御する。さらに、セキュリティレベル決定部１７は、距離計測部１６から端末間距離を取り込み、図２に示す端末間距離とセキュリティレベルとの対応表を参照して、現在の端末Ａと端末Ｂとの距離に適したセキュリティレベルを決定する。端末間距離とセキュリティレベルとの対応表はセキュリティレベルデータテーブル１８に予め格納している。セキュリティレベル決定部１７が決定したセキュリティレベルはセキュリティ部１９へ通知される。セキュリティ部１９は、決定したセキュリティレベルに基づいたセキュリティ管理を行う。セキュリティレベル１であれば、認証及び暗号化を行わないといったセキュリティ内容をＩＰ制御部１１に指示する。ＩＰ制御部１１は、通知されたセキュリティレベルに応じて接続手順を切替える。
【００５１】
セキュリティレベル１の場合、ＩＰ制御部１１は認証及び暗号化を行うことなく、即座に端末Ｂとの通信を開始する。セキュリティレベル決定部１７がセキュリティレベル１を決定する場合、端末間距離ｘがａ以下である。したがって、送信電力制御部１０は、図２に示す端末間距離と送信電力との対応表を参照して、送信電力として「小」を無線送信部１３に指示することになる。またチャネル制御部２０は、図２に示す端末間距離と周波数チャネルとの対応表を参照して、周波数チャネルとして「多」を無線送信部１３に指示することになる。図６（ａ）は周波数チャネルを「多」に制御した際の周波数チャネルを示す図である。この結果、端末間距離ｘが極めて短い「ａ」以下であった場合、送信電力は小さい値に制御されると共に使用周波数チャネルは最大チャネル数に制御されるので、小さい送信電力でかつ短時間接続（高速のデータ通信）による消費電力の低減効果を期待できる。
【００５２】
一方、セキュリティ部１９は、セキュリティレベル決定部１７から通知されたセキュリティレベルが２であれば、セキュリティレベルに対応した認証処理へ移行する。すなわち、端末Ａから相手端末（端末Ｂ）の認証要求を行うと共に自端末(端末Ａ)の識別情報を送信する。セキュリティレベル決定部１７がセキュリティレベルを「２」に決定する場合、端末間距離ｘがａ＜ｘ＜ｂである。したがって、送信電力制御部１０は、図２に示す端末間距離と送信電力との対応表を参照して、無線送信部１３を送信電力「中」に制御する。またチャネル制御部２０は、図２に示す端末間距離と周波数チャネルとの対応表を参照して、無線送信部１３の使用周波数チャネルを「中」に制御する。図６（ｂ）は周波数チャネルを「中」に制御した際の周波数チャネルを示す図である。この結果、端末間距離ｘがａ＜ｘ＜ｂであった場合、送信電力は距離ｂに到達可能な程度の値に制御されると共に、使用周波数チャネルはある程度の通信速度を確保でき、かつ周囲の端末との干渉を防止できる程度のチャネル数に制御されるので、送信電力を抑制すると共に接続時間もある程度は抑制できるので消費電力の低減効果を期待することができる。
【００５３】
図５に示すように、セキュリティレベル２の場合、相手端末へ認証要求と自端末の識別情報を送信して認証をした上で通信開始する。相手端末との通信開始に当たり、相手端末と通信リンクを確立するための接続データ（認証方法及び認証情報、暗号化方法及び暗号化情報等のセキュリティレベルに応じて端末間の接続に必要なデータ）が必要となる。相手端末に関する接続データを保持していない場合は、相手端末に接続データを要求し、接続データを取得してから通信を開始する。なお、簡易に相手端末から接続データを取得する方法として端末同士をセキュリティレベル１まで接近させてデータ交換する方法がある。
【００５４】
端末Ｂでは、端末Ａから受信した認証要求に対して応答可能か判定する。端末Ａの識別情報から認証に成功しなかった場合は応答不可と判定するが、それだけではなく必要な認証方法をサポートしていない場合も応答不可と判定する。応答不可と判定した場合は、認証されなかったことを示す認証不可の応答信号を返信する。また、端末Ａを認証できた場合は、認証可の応答及び自端末(端末Ｂ)の識別情報を返信する。
【００５５】
端末Ａは、端末Ｂから認証可の情報と一緒に端末Ｂの識別情報とを受信すると、その識別情報を用いて相手端末の識別を行い、必要な認証レベルと受信データの照合を行って接続できるか否か判定する。セキュリティレベル２では、認証レベルとしてＩＰ番号で相手端末を特定し、ＳＳＩＤを用いた認証を行う。その結果、認証に失敗すれば接続不可の応答信号を返信する。また、認証に成功した場合は、端末Ｂとの通信を開始する。このとき、無線送信部１３は、送信電力「中」、使用周波数チャネル「中」に制御される。
【００５６】
セキュリティレベル３の場合、端末Ａは暗号化接続に必要な接続データ（暗号化方法及び鍵等の暗号化データ）を端末Ｂに要求する。セキュリティレベル決定部１７がセキュリティレベルを「３」に決定する場合、端末間距離ｘがｘ＞ｂである。したがって、送信電力制御部１０は、図２に示す端末間距離と送信電力との対応表を参照して、無線送信部１３を送信電力「大」に制御する。またチャネル制御部２０は、図２に示す端末間距離と周波数チャネルとの対応表を参照して、無線送信部１３の使用周波数チャネルを「少」に制御する。図６（ｃ）は周波数チャネルを「少」に制御した際の周波数チャネルを示す図である。この結果、端末間距離ｘがｘ＞ｂであった場合、送信電力は距離ｂよりも遠方に到達可能な最大値に制御されると共に、使用周波数チャネルは周囲の端末との干渉を防止するための限られた数のチャネル数に制御される。したがって、消費電力を低減する効果は低下するものの、周囲の端末との干渉を極力防止することができる。
【００５７】
端末Ｂは、端末Ａから暗号化接続に要する暗号化データを要求されると、当該要求に応答可能か否か判定する。高度な認証を課さなければ暗号化データは渡せない。また、端末Ｂが高度な暗号化通信をサポートしていない場合もある。このような場合は暗号化接続はできないことを示す接続不可の応答信号を返信する。また、高度な認証に成功している場合であって端末Ｂが暗号化通信をサポートしている場合は暗号化接続可を示す応答と自端末の情報（暗号化データ等）を返信する。なお、後述するように、端末同士をセキュリティレベル１まで近づけて暗号化に必要なデータを交換して暗号化通信可能な状態に設定することもできる。
【００５８】
端末Ａは、端末Ｂから暗号化接続可を示す応答信号を受信した場合、必要な暗号のレベルと受信データの照合とを行う。端末Ｂの暗号化レベルがセキュリティレベル３で要求される暗号化レベルを満足していない場合は接続不可の応答信号を端末Ｂへ送信する。また、端末Ｂの暗号化レベルがセキュリティレベル３で要求される暗号化レベルを満足する場合は当該暗号化方法を使用して通信を行う。このとき、無線送信部１３は、送信電力「大」、使用周波数チャネル「少」に制御される。
【００５９】
このように、端末Ａと端末Ｂの接続時に端末間距離を判定し、端末間距離に応じてセキュリティレベル、送信電力及び周波数チャネルを適応的に変化させることにより、セキュアな空間を確保できる程度に端末間が接近している場合は認証及び暗号化を行うことなく通信開始できると共に、小さな送信電力で高速のデータ通信を行って省電力化を図ることができる。また、複雑な認証手順等で通信開始までの時間が長くなる問題を解決できる。また、セキュアな空間を確保できない程に端末間が離れている場合は、必要なセキュリティレベルに応じた認証及び暗号化を行うので適切なセキュリティを確保できると共に周波数チャネル数を制限して周囲の端末との干渉を防止することができる。
【００６０】
図７は端末間距離変動時に送信電力、周波数チャネル及びセキュリティレベルが追従する様子を示すフロー図である。
【００６１】
端末Ａは、端末Ｂに対する接続制御を開始して端末Ｂから応答信号を受信すると、該応答信号を用いて端末間距離を測定する（ステップＳ４０）。端末間距離ｘが距離ａ未満であれば（ステップＳ４１）、セキュリティレベルを「１」と決定し（ステップＳ４２−１）、送信電力を「小」、周波数チャネルを「多」に制御する（ステップＳ４２−２）。そして、相手端末の認証を行わずにデータ通信可の状態にする(ステップＳ４３)。
【００６２】
端末間距離を離す指示がない場合（ステップＳ４４）、データ通信を継続する（ステップＳ４５）。また、高いセキュリティレベルに対応した接続データ（認証用、暗号化用のデータ）を取得するために端末間距離を近づけた場合は、ステップＳ４６へ移行して任意の距離に対応したセキュリティレベルを満たす認証用・暗号用のデータを送受信してデータ交換する(ステップＳ４６)。そして端末間距離を任意の距離まで離し(ステップＳ４７)、データ通信可の状態から(ステップＳ４８)、端末Ａと端末Ｂとの間で接続要求信用と応答信号を送受信する。
【００６３】
端末Ａは、端末距離ｘを測定した結果、端末間距離ｘが距離ａから距離ｂの間であった場合は(ステップＳ４９)、認証を行うセキュリティレベルである「２」に変化させる（ステップＳ５０−１）。また、送信電力を「中」、周波数チャネルを「中」に制御する（ステップＳ５０−２）。そして、認証用のデータが保存されているか否か判定し（ステップＳ５１）、データが保持している場合はデータ通信可の状態にする(ステップＳ５２)。通信の指示があれば認証してから通信を開始する(ステップＳ５３)。
【００６４】
一方、ステップＳ５１の判定で認証用のデータが保存されていないと判定された場合、端末距離を近づけられるか判定し（ステップＳ５４）、近づける旨の指示が入力されればセキュリティレベル１になるまでステップＳ４０へ戻るように遷移する（ステップＳ５５）。ステップＳ５５を経て端末間距離ｘがａ未満になった場合は、ステップＳ４４の判定でステップＳ４６へ移行することとなる。なお、ステップＳ５４の処理において端末距離を近づけられない旨の指示が入力された場合は接続不可の応答信号を送信する(ステップＳ５６)。
【００６５】
また端末Ａは、端末距離ｘを測定した結果、端末間距離ｘが距離ｂよりも大きい場合は(ステップＳ４９)、暗号化を行うセキュリティレベルである「３」に変化させる（ステップＳ５７−１）。また送信電力を「大」、周波数チャネルを「少」に制御する（ステップＳ５７−２）。暗号化用のデータが保存されているか否か判定し（ステップＳ５８）、データを保持している場合はデータ通信可の状態にする(ステップＳ５９)。通信の指示があれば暗号化通信を開始する(ステップＳ６０)。また、暗号化用のデータが保持されていない場合は（ステップＳ５８）、ステップＳ５４へ移行する。セキュリティデータレベル３の暗号用データを取得するため端末間距離を近づけ、ステップＳ４６の処理において暗号化用のデータを交換して取得する。
【００６６】
このように、端末間距離に応じてセキュリティレベルを変化させるようにしたので、相手端末に接続するに当たり接続データが存在しない場合には端末間距離を近づけることにより自動的に接続データが交換され、接続データがない端末との接続に容易に移行することができる。
【００６７】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形実施可能である。例えば、送信電力と周波数チャネルとの組み合わせだけでなく、端末間距離に応じた送信電力制御だけであっても消費電力を低減する効果を奏することができ、端末間距離に応じた周波数チャネルの制御だけであっても接続時間の短縮により消費電力を低減する効果を期待できる。また、送信電力と周波数チャネルは端末間距離に応じてステップ状ではなく滑らかに変化するように制御しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、端末間距離が変化するようなＰ２Ｐ近距離無線通信を行う無線通信端末に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】一実施の形態に係る無線通信端末がＰ２Ｐ近距離無線通信を行うための手順を示すシーケンス図
【図２】端末間距離とセキュリティレベル、送信電力及び周波数チャネルとの対応関係を示す図
【図３】端末間距離に対応したセキュリティ条件及び送信電力の具体例を示した説明図
【図４】上記実施の形態に係る無線通信端末の機能ブロック図
【図５】セキュリティレベルに応じた接続手順並びに送信電力及び周波数チャネルの制御内容を併せて示すシーケンス図
【図６】（ａ）端末間距離が極めて近い場合に使用する周波数チャネルを示す図、（ｂ）端末間距離が中間距離の場合に使用する周波数チャネルを示す図、（ｃ）端末間距離が遠距離の場合に使用する周波数チャネルを示す図
【図７】端末間距離変動時にセキュリティレベル、送信電力及び周波数チャネルが変化する様子を示すフロー図
【符号の説明】
【００７０】
１０  送信電力制御部
１１  ＩＰ制御部
１２  無線ＩＰ信号送信部
１３  無線送信部
１４  無線受信部
１５  無線ＩＰ信号受信部
１６  距離計測部
１７  セキュリティレベル決定部
１８  セキュリティレベルデータテーブル
１９  セキュリティ部
２０  チャネル制御部
２１  アプリケーション制御部
２２  出力部
２３  記憶部
【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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