(57)【要約】【課題】本発明は、デジタルデータ通信を行うことが可能な無線通信システムにおいて、盗聴される可能性を下げることにより、セキュリティを強化を目的とする。【解決手段】デジタルデータ通信を行うことが可能な、無線通信システムのうち、１つ以上の伝送速度で通信を行う機能を有する無線通信装置で、制御信号によってアクセスを制御している無線通信装置において、データパケット送信側の無線通信装置が、受信側の無線通信装置から送信された制御信号の信号電力レベルの計測機能を有し、上記測定機能の測定値を基に、送信データパケットの信号電力レベルを動的に調節する機能を有する。【選択図】　　　図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルデータ送受信時に制御信号によって送受信のタイミングを制御している無線通信装置において、受信側から送信された制御信号の信号電力レベルを計測する機能を有し、その測定値を基に、送信するデジタルデータの信号電力レベルを段階的に調節する機能を有する、無線通信装置。
【請求項２】
請求項１記載の無線通信装置で、上記の計測値を基に送信側の無線通信装置が、受信側の無線通信装置がデジタルデータを正しく受信できる送信信号電力レベルの最低値を算出する機能及び、その送信電力レベルでデジタルデータを送信する機能を有する、無線通信装置。
【請求項３】
請求項１、請求項２記載の無線通信装置で、デジタルデータ送信時の伝送速度を決定し記憶する機能、及び送信信号電力レベルを段階的に変更する機能を有する、無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルデータ通信を行うことが可能な、無線通信システムに関するものである。
【０００２】
特に、１つ以上の伝送速度で通信を行う機能を有する無線通信装置で構成される無線通信システムにおけるセキュリティに関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
デジタルデータ通信を行うことが可能な無線通信システムとして無線ＬＡＮがあった。
【０００４】
無線ＬＡＮでは中継機（アクセスポイント）を介して複数の無線通信装置がデジタルデータ通信を行うインフラストラクチャモードと、アクセスポイントを使用せずに無線通信装置が１対１でデジタルデータ通信を行うアドホックモードがある。
【０００５】
以下では無線ＬＡＮによりデジタルデータ通信が可能な無線通信装置をステーションと呼ぶ。
【０００６】
また、デジタルデータを送信するステーションをマスタステーション、デジタルデータを受信するステーションをスレーブステーションと呼ぶことにする。
【０００７】
マスタステーションはスレーブステーションにデジタルデータを送信する前にスレーブステーションに発信要求信号（ＲＴＳ）を送信する。
【０００８】
スレーブステーションはマスタステーションから自分宛てのＲＴＳを受け取ると、他のステーションと通信中でない場合はマスタステーションに対して送信許可信号（ＣＴＳ）を送信する。スレーブステーションが送信したＣＴＳをマスタステーションが受け取るとマスタステーションはスレーブステーションに対してデジタルデータの送信を開始する。
【０００９】
無線ＬＡＮでは以上のようなＣＳＭＡ／ＣＡ（衝突回避ありキャリア検出多重アクセス）プロトコルに従って、ステーション間のデータ通信が行われる。
【００１０】
ここで図１にインフラストラクチャモードの図を示す。インフラストラクチャモードにおけるネットワークの最小単位は一つのアクセスポイントと複数のステーションで構成される。図１においてアクセスポイントをＡＰ、ステーションをＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４とする。
【００１１】
無線ＬＡＮにおけるセキュリティ機能としてネットワーク−ＩＤ、ＷＥＰなどがある。ネットワークＩＤはアクセスポイント、ステーションごとに設定し、同一のネットワークＩＤを持つステーション同士はそのネットワークＩＤを持つアクセスポイントを介してデジタルデータ通信が出来る。
【００１２】
図１のアクセスポイントとステーションＳ１、Ｓ２、Ｓ３は同一のネットワークＩＤを持つものとすると、ネットワークＩＤが異なるステーションＳ４はアクセスポイントに接続できないため、図１の他のステーションとアクセスポイントを介したデジタルデータの送受信が出来ない。
【００１３】
ＷＥＰはＷＥＰキーと呼ばれる４０ビットのコードを利用して送受信するデジタルデータを暗号化する機能である。またデジタルデータの暗号化と解読には同じＷＥＰキーを使用する。
【００１４】
異なるＷＥＰキーでは暗号化されたデータを正しく復元することが出来ないので、図１でアクセスポイントとステーションＳ１、Ｓ２、Ｓ３に同じＷＥＰキーを設定しておけばＳ４に同じＷＥＰキーが設定されない限り送受信のデータがＳ４に知られることはない。
【００１５】
現行の無線ＬＡＮシステムでは上記のネットワークＩＤやＷＥＰなどによりセキュリティを実現している。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
無線には通信時のデータの盗聴を防ぐというセキュリティ上重要な問題がある。無線ＬＡＮシステムにおいては先に述べた、ネットワークＩＤ、ＷＥＰなどによりセキュリティを実現している。しかし、アクセスポイントは自身が一定間隔で発信するビーコンの中でそのアクセスポイントが所属するネットワークのネットワークＩＤをブロードキャストしている。またＷＥＰに関してはＷＥＰキーを解析するツールが存在する為、これらによるセキュリティは万能ではない。
【００１７】
無線ＬＡＮにおいてセキュリティを強化することは大きな課題である。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、デジタルデータ通信を行うことが可能な無線通信システムにおいて、通信時に盗聴される可能性を下げることにより、セキュリティを強化する手法である。
【００１９】
マスタステーションはデジタルデータ送信時に送信電力レベルを動的に調節することでスレーブステーションがデジタルデータを受信できる範囲を限定する。
【００２０】
データパケットを受信できる範囲を限定することで、盗聴される可能性を下げ、セキュリティを高める。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図２は本発明により盗聴の可能性を低くすることを考えた、無線ＬＡＮシステムのステーションと盗聴者の位置関係を示している。
【００２２】
１．ａはマスタステーションで、１．ｂはスレーブステーションである。
【００２３】
また、１．ｃは１．ａと１．ｂ間の通信を盗聴しようとしている無線通信端末である。
【００２４】
マスタステーション１．ａと盗聴端末１．ｃ間の距離Ａは、マスタステーション１．ａとスレーブステーション１．ｂ間の距離Ｂよりも長い。
【００２５】
マスタステーション１．ａの構成は実施例１の場合は図４、実施例２の場合は図８に示す。
【００２６】
【実施例１】
実施例１の様子を図３に示す。
【００２７】
図３の２．ａは請求項１、請求項２を満たすマスタステーションである。
【００２８】
２．ｂはスレーブステーションである。
【００２９】
２．ｃは２．ａと２．ｂのデジタルデータ通信を盗聴しようとしている無線通信装置である。
【００３０】
円２．１はマスタステーション２．ａのＲＴＳが届く限界である。
【００３１】
円２．２は本発明を適応したマスタステーション２．ａがスレーブステーション２．ｂに送信した送信データパケットが届く限界である。
【００３２】
図４は本発明を実施した図３の無線ＬＡＮシステムにおけるマスタステーション２．ａのブロック図である。
【００３３】
Ｂ３０１はデジタルデータを無線で送受信する無線部であり、デジタルデータ送信部とデジタルデータ受信部、アンテナからなる。
【００３４】
Ｂ３０２は受信信号電力レベル計測部で図２のスレーブステーション２．ｂから受信したＣＴＳの信号電力レベルを計測する（請求項１）。
【００３５】
Ｂ３０３は送信信号電力算出部であり、上記Ｂ３０２の計測値を基にスレーブステーション２．ｂがマスタステーション２．ａが送出するデジタルデータを受信可能な信号電力レベルのうち最低の信号電力レベルでデジタルデータを受信するように、データパケット送信信号電力レベルを算出する。そして算出したデータパケット送信信号電力レベルでデータパケットを送信する（請求項２）。
【００３６】
図５にシーケンス、図６にフローチャートを示す。
【００３７】
マスタステーションはデータパケット送信の前にＲＴＳを送信し、スレーブステーションはＣＴＳを送信、マスタステーションはそれを受信する（Ｓ４０１、Ｓ４０２、Ｆ５０１、Ｆ５０２）。
【００３８】
マスタステーションはＣＴＳを受信すると、ＣＴＳの信号電力レベルを測定し（Ｆ５０３）、測定値を基にスレーブステーションがデータ受信可能な信号電力レベルのうち最低の信号電力レベルでデータを受信するように、データパケット送信信号電力レベルを決定（Ｆ５０４）、データパケットを送信する（Ｓ４０３、Ｆ５０５）。
【００３９】
なおマスタステーション２．ａがデータパケットをスレーブステーション２．ｂに送信するとき、送信電力レベルを低くする為に、マスタステーション２．ａは請求項１記載の複数の伝送速度のうち最低の伝送速度でデータパケットを送信するものとする。
【００４０】
従来のマスタステーションはＲＴＳと同じ送信信号電力レベルでデータパケットをスレーブステーションに送信する為、送信データパケットが届く限界は円２．１になり、マスタステーション２．ａとスレーブステーション２．ｂ間のデジタルデータ通信は無線通信端末２．ｃに盗聴されてしまう。
【００４１】
しかし、実施例１では上記の操作（Ｆ５０３、Ｆ５０４）によりマスタステーションがスレーブステーション送信する送信データパケットが届く限界は円２．２になり、無線通信端末２．ｃはマスタステーション２．ａとスレーブステーション２．ｂのデジタルデータ通信を盗聴できない。
【００４２】
【実施例２】
実施例２の様子を図７に示す。
【００４３】
図７の６．ａは請求項１、請求項２、請求項３を満たすマスタステーションである。
【００４４】
６．ｂはスレーブステーションである。
【００４５】
６．ｃは６．ａと６．ｂのデジタルデータ通信を盗聴しようとしている無線通信装置である。
【００４６】
マスタステーション６．ａは大きい順に伝送速度ａ、伝送速度ｂ、伝送速度ｃの３つの伝送速度でデジタルデータ通信が可能であるとする。
【００４７】
円６．１はマスタステーション６．ａが伝送速度ｃでスレーブステーションとデジタルデータ通信をした時にデータパケットがスレーブステーションに正しく受信される限界である。
【００４８】
円６．２はマスタステーション６．ａが伝送速度ｂでスレーブステーションとデジタルデータ通信をした時にデータパケットがスレーブステーションに正しく受信される限界である。
【００４９】
円６．３はマスタステーション６．ａが伝送速度ｃでスレーブステーションとデジタルデータ通信をした時にデータパケットがスレーブステーションに正しく受信される限界である。
【００５０】
図８は本発明を実施した図７の無線ＬＡＮシステムにおけるマスタステーション６．ａのブロック図である。
【００５１】
Ｂ７０１はデジタルデータを無線で送受信する無線部であり、デジタルデータ送信部とデジタルデータ受信部、アンテナからなる。
【００５２】
Ｂ７０２は受信信号電力レベル計測部でスレーブステーション６．ｂから受信したＣＴＳの信号電力レベルを計測する（請求項１）。
【００５３】
Ｂ７０３はデータパケット送信伝送速度決定部であり、データパケット送信時の伝送速度を決定する（請求項３）。
【００５４】
Ｂ７０４はデータパケット送信電力レベル算出部であり、上記測定部の測定値と上記伝送速度決定部の伝送速度を基にスレーブステーション６．ｂがデータパケット受信可能な送信信号電力レベルのうち最低の送信電力レベルを算出する（請求項２）。
【００５５】
そして算出したデータパケット送信信号電力レベルでデータパケットを送信する。
【００５６】
図９にシーケンス、図１０にフローチャートを示す。
【００５７】
マスタステーションはデータパケット送信の前にＲＴＳを送信し（Ｓ８０１、Ｆ９０１）、スレーブステーションはＣＴＳを送信（Ｓ８０２）、マスタステーションはそれを受信する（Ｆ９０２）。マスタステーションはＣＴＳを受信すると、ＣＴＳの信号電力レベルを測定する（Ｆ９０３）。マスタステーションはデータパケット送信時の伝送速度を、請求項１記載の複数の伝送速度のうち最大のものに決定（Ｆ９０４）。
【００５８】
上記Ｆ９０３の測定値、Ｆ９０４の伝送速度を基に、スレーブステーションがデータ受信可能な信号電力レベルのうち最低の信号電力レベルでデータを受信するようにデータパケットの送信電力レベルを設定する（Ｆ９０５）。
【００５９】
マスタステーションはスレーブステーションとの間で、データパケット送信時の伝送速度について以下のようにネゴシエーションする（Ｓ８０３）。
【００６０】
まず、マスタステーションはスレーブステーションにデータパケット送信時の伝送速度と送信信号電力を通知する（Ｆ９０６）。
【００６１】
通知を受けたスレーブステーションは、通知された上記伝送速度と送信信号電力で送信された場合、データを受信可能か否かを判断し、マスタステーションに通知する（Ｆ９０７）。
【００６２】
マスタステーションはスレーブステーションからの上記の通知が「受信可能」であればデータパケットを送信する（Ｆ９０９、Ｓ８０４）。
【００６３】
スレーブステーションからの上記通知が「不可能」であれば、マスタステーションはデータパケット送信電力レベルを段階的に（請求項１記載）ひとつ上げ（Ｆ９１０）、データパケット送信電力レベルが最大値でなければ、Ｆ９０５からＦ９０８までの処理を繰り返す。
【００６４】
データパケット送信電力レベルが最大値であれば、データパケット送信時の伝送速度を一つ小さい値に変更し（Ｆ９１２）、Ｆ９０５からＦ９０８までの処理を繰り返す。
【００６５】
そしてＦ９０８でスレーブステーションからの上記の通知が「受信可能」であれば
データパケットを送信する（Ｆ９０９、Ｓ８０４）。
【００６６】
以上の操作によりマスタステーションはスレーブステーションに対して、出来るだけ速い伝送速度かつ出来るだけ小さな送信電力レベルでデジタルデータを送信することが出来、盗聴されるの可能性を下げることが出来る。
【００６７】
【発明の効果】
本発明は、デジタルデータ通信を行うことが可能な、無線通信システムにおいて送信するデータパケットの電力レベルを動的に調整することにより、盗聴される可能性を下げ、無線通信システムのセキュリティを高めることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】無線ＬＡＮのインフラストラクチャモードの図である。
【図２】本発明により盗聴の可能性を低くすることを考えた、無線ＬＡＮシステムのステーションと盗聴者の位置関係である。
【図３】実施例１の図である。
【図４】実施例１の無線通信装置のブロック図である。
【図５】実施例１のシーケンスである。
【図６】実施例１のフローチャートである。
【図７】実施例２の図である。
【図８】実施例２の無線通信装置のブロック図である。
【図９】実施例２のシーケンスである。
【図１０】実施例２のフローチャートである。
【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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【図８】
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【図９】
2004056593.tif 000011
【図１０】
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