(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末機器に接続される無線端末と、前記無線端末と無線通信する無線基地局と、前記端末機器及び前記無線端末を認証する認証装置と、前記無線基地局が接続されるネットワークとからなる無線通信システムであって、
前記端末機器は、
当該端末機器の認証用秘密情報を用いて所定の関数により生成した端末機器認証データ、及び、前記ネットワーク上の装置宛の送信データを当該端末機器に接続される無線端末へ送信するデータ送信手段
を備え、
前記無線端末は、
前記端末機器から受信した前記端末機器認証データと当該無線端末の認証用秘密情報とを用いて所定の関数により認証用データを生成し、生成した認証用データを設定した無線端末認証要求を、前記無線基地局を介して前記認証装置へ送信する認証処理要求手段と、
前記認証処理要求手段が送信した無線端末認証要求に対応して前記認証装置から認証結果を受信し、当該認証結果が認証成功を示している場合に、前記端末機器から受信した送信データを、前記無線基地局を介して送信する送信手段と
を備え、
前記認証装置は、
前記端末機器の認証用秘密情報及び前記無線端末の認証用秘密情報に基づく秘密情報を記憶する認証用秘密情報記憶手段と、
前記無線基地局を介して前記無線端末から前記無線端末認証要求を受信し、受信した前記無線端末認証要求から取得した前記認証用データを、前記端末機器が用いた前記所定の関数及び前記無線端末が用いた前記所定の関数と、前記記憶手段に保持している秘密情報とを用いて認証し、認証結果を返送する認証処理手段と
を備える
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記無線端末は、当該無線端末が起動した、または、当該無線端末が通信可能な無線基地局が変更になった、あるいは、無線基地局と通信可能になったことを検出した場合に、端末機器認証データを前記端末機器に要求する認証データ要求手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記端末機器の前記データ送信手段は、前記ネットワーク上の装置宛のデータの送信要求が発生したときに、当該端末機器に接続される無線端末が認証済みではない場合、前記端末機器認証データを前記無線端末へ送信する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記無線端末の前記認証処理要求手段は、前記端末機器から前記端末機器認証データを受信したときに、当該無線端末が認証済みではない場合、前記認証用データを生成し、生成した認証用データを設定した無線端末認証要求を、前記無線基地局を介して前記認証装置へ送信する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかの項に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記端末機器から受信した通信のうち、認証に関する通信を通過されるフィルタと、
前記認証装置から受信した認証結果が認証成功を示している場合に前記フィルタへ認証に関する通信以外の通信を通過させるよう指示するフィルタ制御手段とをさらに備える
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記無線基地局は、前記無線端末から前記ネットワーク上の装置宛の送信データを受信した場合、当該無線端末が認証済みであれば当該送信データを前記ネットワークに出力し、認証済みでなければ当該送信データを廃棄する制御手段を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかの項に記載の無線通信システム。
【請求項７】
端末機器に接続される無線端末と、前記無線端末と無線通信する無線基地局と、前記端末機器及び前記無線端末を認証する認証装置と、前記無線基地局が接続されるネットワークとからなる無線通信システムに用いられる認証方法であって、
前記端末機器が、
当該端末機器の秘密情報を用いて所定の関数により生成した端末機器認証データ、及び、前記ネットワーク上の装置宛の送信データを当該端末機器に接続される無線端末へ送信するデータ送信過程と、
前記無線端末が、
前記端末機器から前記端末機器認証データ受信した場合に、受信した前記端末機器認証データと当該無線端末の秘密情報とを用いて所定の関数により、前記認証装置における認証に使用される認証用データを生成し、生成した認証用データを設定した無線端末認証要求を、前記無線基地局を介して前記認証装置へ送信する認証処理要求過程と、
前記認証装置が、
前記無線基地局を介して前記無線端末から前記無線端末認証要求を受信し、受信した前記無線端末認証要求から取得した前記認証用データを、前記端末機器が用いた前記所定の関数及び前記無線端末が用いた前記所定の関数と、自身の備える記憶手段に保持している、前記端末機器の認証用秘密情報及び前記無線端末の認証用秘密情報に基づく秘密情報とを用いて認証を行い、認証結果を返送する認証処理過程と、
前記無線端末が、
前記認証装置から認証結果を受信し、当該認証結果が認証成功を示している場合に、前記端末機器から受信した送信データを、前記無線基地局を介して送信するデータ転送過程と
を有することを特徴とする認証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、及び、認証方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線基地局、無線端末、及び、当該無線端末に接続される装置類（以下、単に「装置類」と記載）から構成される従来の無線通信システムにおいて、無線端末及び装置類の認証を行うためには、無線基地局、無線端末及び装置類に同一の秘密情報を保有させ、当該秘密情報を照合することが必要であった。
【０００３】
また、他の認証方法を用いる無線通信システムとして、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection）が挙げられる。ＥＴＣでは、無線基地局（路側機）−無線端末（車載機）−ＩＣ（Integrated Circuit）カードから構成されている。現用のＥＴＣや、特許文献１に記載のＥＴＣでは、無線基地局−無線端末間、無線端末−ＩＣカード間でそれぞれ認証を行っていた。
【特許文献１】特許第３０９１４５０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、従来の無線通信システムにおいて、無線端末及び装置類の認証を行う際には、無線基地局、無線端末及び装置類に同一の秘密情報を保有する必要であった。そのため、装置類の取替えなどの際に、無線基地局、無線端末及び装置類それぞれが有する全ての情報を変更するか、あるいは、新たに無線端末に接続される装置類に取替え前の装置類と同一の情報を書き込む必要があり、これは煩雑な作業であった。
また、別の課題として、センサ等利用者が常時携帯しない場所に設置される装置類からのデータを、無線網を介して収集する仕組みとして無線通信システムが利用される場合、特許文献１のように、無線網に接続する無線端末の認証を無線網の運用者が行い、当該無線端末に接続する装置類の認証を当該無線端末の利用者が行うような、無線端末とセンサを個別に認証する仕組みでは、利用者は無線端末を不正利用されたり、その不正利用によって課金されたりしてしまうおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、無線端末に接続される装置類の不正利用を防止するための認証を無線網の提供者側にて行うとともに、当該装置類が新たな装置類に置き換えられた場合であっても、新たな装置類の認証処理を簡易な手順で可能にすることができる無線通信システム、及び、認証方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明は、端末機器に接続される無線端末と、前記無線端末と無線通信する無線基地局と、前記端末機器及び前記無線端末を認証する認証装置と、前記無線基地局が接続されるネットワークとからなる無線通信システムであって、前記端末機器は、当該端末機器の認証用秘密情報を用いて所定の関数により生成した端末機器認証データ、及び、前記ネットワーク上の装置宛の送信データを当該端末機器に接続される無線端末へ送信するデータ送信手段を備え、前記無線端末は、前記端末機器から受信した前記端末機器認証データと当該無線端末の認証用秘密情報とを用いて所定の関数により認証用データを生成し、生成した認証用データを設定した無線端末認証要求を、前記無線基地局を介して前記認証装置へ送信する認証処理要求手段と、前記認証処理要求手段が送信した無線端末認証要求に対応して前記認証装置から認証結果を受信し、当該認証結果が認証成功を示している場合に、前記端末機器から受信した送信データを、前記無線基地局を介して送信する送信手段とを備え、前記認証装置は、前記端末機器の認証用秘密情報及び前記無線端末の認証用秘密情報に基づく秘密情報を記憶する認証用秘密情報記憶手段と、前記無線基地局を介して前記無線端末から前記無線端末認証要求を受信し、受信した前記無線端末認証要求から取得した前記認証用データを、前記端末機器が用いた前記所定の関数及び前記無線端末が用いた前記所定の関数と、前記記憶手段に保持している秘密情報とを用いて認証し、認証結果を返送する認証処理手段とを備えることを特徴とする無線通信システムである。
【０００７】
また、本発明は、上述する無線通信システムであって、前記無線端末は、当該無線端末が起動した、または、当該無線端末が通信可能な無線基地局が変更になった、あるいは、無線基地局と通信可能になったことを検出した場合に、端末機器認証データを前記端末機器に要求する認証データ要求手段をさらに備える、ことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、上述する無線通信システムであって、前記端末機器の前記データ送信手段は、前記ネットワーク上の装置宛のデータの送信要求が発生したときに、当該端末機器に接続される無線端末が認証済みではない場合、前記端末機器認証データを前記無線端末へ送信する、ことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、上述する無線通信システムであって、前記無線端末の前記認証処理要求手段は、前記端末機器から前記端末機器認証データを受信したときに、当該無線端末が認証済みではない場合、前記認証用データを生成し、生成した認証用データを設定した無線端末認証要求を、前記無線基地局を介して前記認証装置へ送信することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上述する無線通信システムであって、前記端末機器から受信した通信のうち、認証に関する通信を通過されるフィルタと、前記認証装置から受信した認証結果が認証成功を示している場合に前記フィルタへ認証に関する通信以外の通信を通過させるよう指示するフィルタ制御手段とをさらに備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、上述する無線通信システムであって、前記無線基地局は、前記無線端末から前記ネットワーク上の装置宛の送信データを受信した場合、当該無線端末が認証済みであれば当該送信データを前記ネットワークに出力し、認証済みでなければ当該送信データを廃棄する制御手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、端末機器に接続される無線端末と、前記無線端末と無線通信する無線基地局と、前記端末機器及び前記無線端末を認証する認証装置と、前記無線基地局が接続されるネットワークとからなる無線通信システムに用いられる認証方法であって、前記端末機器が、当該端末機器の秘密情報を用いて所定の関数により生成した端末機器認証データ、及び、前記ネットワーク上の装置宛の送信データを当該端末機器に接続される無線端末へ送信するデータ送信過程と、前記無線端末が、前記端末機器から前記端末機器認証データ受信した場合に、受信した前記端末機器認証データと当該無線端末の秘密情報とを用いて所定の関数により、前記認証装置における認証に使用される認証用データを生成し、生成した認証用データを設定した無線端末認証要求を、前記無線基地局を介して前記認証装置へ送信する認証処理要求過程と、前記認証装置が、前記無線基地局を介して前記無線端末から前記無線端末認証要求を受信し、受信した前記無線端末認証要求から取得した前記認証用データを、前記端末機器が用いた前記所定の関数及び前記無線端末が用いた前記所定の関数と、自身の備える記憶手段に保持している、前記端末機器の認証用秘密情報及び前記無線端末の認証用秘密情報に基づく秘密情報とを用いて認証を行い、認証結果を返送する認証処理過程と、前記無線端末が、前記認証装置から認証結果を受信し、当該認証結果が認証成功を示している場合に、前記端末機器から受信した送信データを、前記無線基地局を介して送信する送信過程とを有することを特徴とする認証方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、無線端末と、端末機器にて秘密情報を分割して保有しておき、無線端末と、当該無線端末に接続される端末機器の組み合わせにて、無線網の提供者側にて認証を行うことを可能とする。また、無線端末に接続される端末機器が新たな端末機器に置き換えられた場合であっても、無線網の提供者が保有する認証装置内のデータを書き換えるのみでよく、新たな端末装置の認証処理を簡易な登録手順で可能とすることができる。また、さらに、無線端末にて端末機器を認証するようにすることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
【００１６】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態による無線通信システムの構成図である。
同図において、センサなどのＴＥ（Terminal Equipment：端末機器）１は無線端末２に接続されており、無線基地局３は複数の無線端末２を収容する。認証サーバ４は、無線基地局３を介してアクセスしてきた無線端末２の認証を行う。また、無線基地局３は、有線のネットワーク（以下、「ＮＷ」と記載）５を介して、無線端末２から受信したデータ、例えば、ＴＥ１によるセンサ検出値をセンサデータサーバ６へ通知する。
【００１７】
図２は、第１の実施形態によるＴＥ１の内部構成を示すブロック図であり、本発明と関係する機能ブロックのみ抽出して示してある。同図において、ＴＥ１は、情報収集部１１、制御部１２（データ送信手段）、無線端末接続インタフェース部１３、及び、ＴＥ認証用秘密情報記憶部１４を備える。
【００１８】
情報収集部１１は、情報を収集する機能と、収集した情報を制御部１２に通知する機能を有する。情報を収集する機能とは、例えば、温度センサでは温度を収集する手段で実現され、湿度センサでは湿度を収集する手段で実現される。制御部１２は、当該ＴＥ１の認証のため処理を行う機能、情報収集部１１にて取得した情報を、無線端末２を介してセンサデータサーバ６に送信するための機能などを有する。無線端末接続インタフェース部１３は、当該ＴＥ１が無線端末２と接続するためのインタフェースを実現する。ＴＥ認証用秘密情報記憶部１４は、当該ＴＥ１の認証に利用する秘密情報を記憶する。
【００１９】
図３は、第１の実施形態による無線端末２の内部構成を示すブロック図であり、本発明と関係する機能ブロックのみ抽出して示してある。同図において、無線端末２は、制御部２１（送信手段、認証データ要求手段）、ＴＥ接続インタフェース部２２、認証処理要求部２３（認証処理要求手段）、無線端末認証用秘密情報記憶部２４、及び、無線信号処理部２５を備える。
【００２０】
制御部２１は、当該無線端末２の制御を行うための機能を有する。無線端末２の制御とは、例えば無線チャネルの割当に関する処理、輻輳制御など通信可否の処理等を行うことである。ＴＥ接続インタフェース部２２は、当該無線端末２と、当該無線端末２に接続するＴＥ１間の接続インタフェースを実現する。認証処理要求部２３は、当該無線端末２の認証処理を行うための機能を有する。無線端末認証用秘密情報記憶部２４は、当該無線端末２を認証するために必要な秘密情報を記憶する。無線信号処理部２５は、当該無線端末２から無線基地局３に無線区間を介して信号を送信するための変調処理、あるいは無線基地局３から当該無線端末２へ無線区間を介した信号を受信するための復調処理を行う機能を有する。
【００２１】
図４は、第１の実施形態による無線基地局３の内部構成を示すブロック図であり、本発明と関係する機能ブロックのみ抽出して示してある。同図において、無線基地局３は、無線信号処理部３１、制御部３２（制御手段）、アクセス制御部３３、データ転送部３４、有線インタフェース部３５を備える。
無線信号処理部３１は、当該無線基地局３から無線端末２に無線区間を介して信号を送信するための変調処理、あるいは無線端末２から当該無線基地局３への無線区間を介した信号を受信するための復調処理を行う機能を有する。制御部３２は、無線端末２から受信した信号の種別に応じて、アクセス制御部３３あるいはデータ転送部３４へ受け渡すかの振り分けを行う機能を有する。アクセス制御部３３は、無線端末２からの無線チャネルの割当要求を受信して無線チャネルの割当可否を判断し、割当可能な場合に割り当てるチャネルを選択して当該無線端末２へ通知する。データ転送部３４は、チャネル割当を受けた無線端末２から当該無線基地局３に送信されたデータを、有線インタフェース部３５を介してセンサデータサーバ６に送信する機能と、センサデータサーバ６からＴＥ１宛に送信されたデータを、当該ＴＥ１が接続されている無線端末２へ送信するためにデータを無線信号処理部３１に送信する機能を有する。また、データ転送部３４は、認証要求を有線インタフェース部３５を介して認証サーバ４に送信する機能と、認証サーバ４から返送された認証結果を受信する機能を有する。有線インタフェース部３５は、ＮＷ５を介して認証サーバ４、センサデータサーバ６と接続するためのインタフェースを実現する。
【００２２】
図５は、第１の実施形態による認証サーバ４の内部構成を示すブロック図であり、本発明と関係する機能ブロックのみ抽出して示してある。同図において、認証サーバ４は、有線インタフェース部４１、制御部４２、認証処理部４３（認証処理手段）、及び、認証用秘密情報記憶部４４（認証用秘密情報記憶手段）を備える。
有線インタフェース部４１は、ＮＷ５を介して無線基地局３と接続するためのインタフェースを実現する。制御部４２は、無線基地局３から受信した認証要求から認証に必要な情報を取得して認証処理部４３に通知する機能と、認証処理部４３から応答された認証可否の結果を、無線基地局３に通知するためのパケット構築やルーティングなどの機能を有する。認証処理部４３は、制御部４２から通知された情報に基づいて、認証用秘密情報記憶部４４を検索して秘密情報を取得する機能と、通知された情報で示される秘密情報と検索結果として得られた秘密情報を照合して認証の可否を判断し、制御部４２に通知する機能を有する。
【００２３】
図６は、第１の実施形態によるＴＥ１及び無線端末２間の秘密情報取得に関するシーケンスの例を示す図である。まず、ＴＥ１は、無線端末２に対して、センサ検出データなどをセンサデータサーバ６へ送信するよう要求するデータ送信要求を送信する（ステップＳ１１０）。無線端末２は、データ送信要求を受信すると、まだ認証が行われていない場合には、認証処理に必要な秘密情報の送信を要求するための秘密情報取得要求をＴＥ１へ送信する（ステップＳ１２０）。ＴＥ１は、秘密情報取得要求を受信すると、内部に記憶している認証用の情報を元にした秘密情報を通知するための秘密情報取得応答を無線端末２へ返送する（ステップＳ１３０）。無線端末２は、ＴＥ１から受信した秘密情報と、自身の保持する認証情報を用いて得られる認証用の情報により認証サーバ４との間で認証処理を行い（ステップＳ１４０）、認証が成功した場合にステップＳ１１０のデータ送信要求で送信要求されたデータを、無線基地局３を介してセンサデータサーバ６へ送信する（ステップＳ１５０）。無線端末２は、センサデータサーバ６へのデータ送信後、ＴＥ１へデータ送信応答を返送する（ステップＳ１６０）。
なお、ステップＳ１１０において送信されるデータ送信要求に秘密情報が設定されている場合、ステップＳ１２０及びＳ１３０は実行されない。
また、無線端末２から認証処理を開始する場合、ステップＳ１１０のデータ送信要求は、ステップＳ１４０の認証処理後に送信される。
【００２４】
以下に各装置の詳細な処理手順について説明する。
図７は、第１の実施形態による無線端末２の制御部２１における認証処理の開始フローであり、無線端末２自身にて認証処理を開始する場合のフロー図である。
この場合、無線端末２は、当該無線端末２が起動したとき、または、新しい無線基地局３に移動したとき、あるいは、いずれの無線基地局３とも通信できないエリアから、いずれかの無線基地局３の通信エリア内に入り、無線基地局３と通信可能になったときに、認証のための処理を行う。つまり、制御部２１は、これらのいずれかの事象を検出した場合（ステップＳ２１０）、制御部２１はＴＥ１に、秘密情報取得要求（図６、ステップＳ１２０）としての認証情報取得要求を送信し、当該ＴＥ１が有する認証情報を要求する（ステップＳ２２０）。
【００２５】
無線端末２から認証情報取得要求を受信したＴＥ１は、自身が有する認証用秘密情報（あるいは認証用秘密情報を所定の関数を用いて変換した値）を示すＴＥ認証データを、秘密情報取得応答（図６、ステップＳ１３０）としての認証用情報取得応答に設定して無線端末２に返送する（ステップＳ２３０）。あるいは、制御部１２は、取得した認証用秘密情報を所定の関数を用いて変換した値を含むＴＥ認証データを認証用情報取得応答として無線端末２へ送信する。
【００２６】
なお、「認証用秘密情報を所定の関数を用いて変換した値」とは、例えば、認証用秘密情報をＴＥ１に固有の鍵により暗号化した値や、認証用秘密情報のハッシュ値である。これは、不正な無線端末２にＴＥ１の認証用秘密情報を渡すことを防止するために用いられる。また、ＴＥ１−無線端末２間の通信から第三者が不正に認証用秘密情報を取得することを防ぐことができる。
なお、ここでは、取得した認証用秘密情報を認証用秘密情報Ａとし、認証用秘密情報Ａを所定の関数を用いて変換した値を認証用秘密情報変換値Ａ’とする。これは、図６のステップＳ１３０にてＴＥ１から無線端末２へ通知される秘密情報に相当する。
【００２７】
認証用情報取得応答を受信した無線端末２の制御部２１は、認証処理要求部２３に認証処理開始を要求する（ステップＳ２４０）。具体的には、以下のように動作する。
制御部２１は、ＴＥ１から受信した認証用情報取得応答に含まれていたＴＥ認証データである、ＴＥ１の認証用秘密情報Ａ、または、認証用秘密情報変換値Ａ’を含む認証処理開始要求を認証処理要求部２３に送信する。認証処理要求部２３は、制御部２１から認証処理開始要求を受信すると、無線端末認証用秘密情報記憶部２４へ、当該無線端末２の認証用秘密情報Ｂの取得を要求する。認証処理要求部２３は、無線端末認証用秘密情報記憶部２４から取得した認証用秘密情報Ｂと、制御部２１から受信したＴＥ認証データに含まれる認証用秘密情報Ａ、または、認証用秘密情報変換値Ａ’を用い、当該認証処理要求部２３にて有する所定の関数を用いて認証サーバ４での認証に用いられる認証用データを生成する。
【００２８】
なお、受信した認証処理開始要求に認証用秘密情報変換値Ａ’が含まれる場合、認証処理要求部２３は、所定の関数を用いて、例えば、ＴＥ１の鍵に対応した鍵で復号するなどして認証用秘密情報Ａに復元した後、この復元した認証用秘密情報Ａと無線端末認証用秘密情報記憶部２４から取得した認証用秘密情報Ｂとを用いて、当該認証処理要求部２３にて有する所定の関数により認証用データを生成してもよい。
また、認証処理要求部２３内に認証用秘密情報Ａを保持しておき、ＴＥ認証データに含まれる認証用秘密情報変換値Ａ’から復元した認証用秘密情報Ａと比較するか、あるいは、認証処理要求部２３内に保持している認証用秘密情報Ａに、ＴＥ１と同じ所定の関数を用いて演算を行い、演算結果の値とＴＥ認証データに含まれる認証用秘密情報変換値Ａ’とを比較し、認証を行ってもよい。
【００２９】
認証処理要求部２３は、上記のように生成した認証用データを制御部２１に通知する。制御部２１は、認証処理要求部２３から認証用データを受信すると、当該認証用データを設定した認証要求を生成して、無線基地局３に当該認証要求を送信するための処理を行う。無線信号処理部２５は、認証要求を無線基地局３へ無線にて送信する。
認証要求送信後、制御部２１は当該認証要求に対応して無線基地局３から認証サーバ４の送信した認証応答を受信し、当該認証応答が認証ＮＧを示している場合、処理を終了する。また、受信した認証応答が認証ＯＫを示している場合、制御部２１は認証ＯＫであることを記憶する。
【００３０】
次に、ＴＥ１からのデータ送信要求にて認証処理を開始する場合のＴＥ１及び無線端末２の処理フローを説明する。
図８は、第１の実施形態によるＴＥ１の制御部１２における処理フローであり、ＴＥ１からのデータ送信要求にて認証処理を開始する場合の処理フローを示す。
ＴＥ１において、情報収集部１１は、センサ検出値などの情報を収集すると、制御部１２に収集した情報を通知する（ステップＳ３１０）。情報収集部１１からの収集情報を受信した制御部１２は、自身の接続している無線端末２が認証済みかどうかを判別する（ステップＳ３２０）。これは、無線端末２から認証ＯＫを示す認証応答を既に受信しているか否かによって判断する。無線端末２が認証済みの場合（ステップＳ３２０：ＹＥＳ）、制御部１２は、無線端末２を介して収集情報をセンサデータサーバ６に送信する送信処理を行う（ステップＳ３３０）。すなわち、制御部１２は、情報収集部１１から受信した収集情報を設定したデータ送信要求を生成し、無線端末接続インタフェース部１３は、生成されたデータ送信要求を、無線端末２及び無線基地局３を介してセンサデータサーバ６へ送信する。
【００３１】
一方、自身の接続する無線端末２が未認証の場合（ステップＳ３２０：ＮＯ）、制御部１２はＴＥ認証用秘密情報記憶部１４に認証用秘密情報を要求する。制御部１２は、情報収集部１１から受信した収集情報と、ＴＥ認証用秘密情報記憶部１４から取得した認証用秘密情報Ａ（あるいは、取得した認証用秘密情報を所定の関数を用いて変換した認証用秘密情報変換値Ａ’）を示すＴＥ認証データとの２つを設定したデータ送信要求を、無線端末接続インタフェース部１３により無線端末２へ送信する（ステップＳ３４０）。
【００３２】
図９は、第１の実施形態による無線端末２の制御部２１における認証処理の開始フローであり、ＴＥ１からのデータ送信要求にて認証処理を開始する場合のフロー図である。
無線端末２の制御部２１が、ＴＥ接続インタフェース部２２を介してＴＥ１からのデータ送信要求を受信すると（ステップＳ４１０）、現在の条件下において無線端末２が認証済みかどうかを判別する（ステップＳ４２０）。この条件とは、例えば、前回認証時と現在属する無線基地局３が同一であるかどうかなどである。当該条件下で認証済みである場合（ステップＳ４２０：ＹＥＳ）、制御部２１は認証済みであることの応答を、ＴＥ接続インタフェース部２２を介してＴＥ１に返送し、無線信号処理部２５は、ＴＥ１から受信したデータ送信要求により送信を要求されたデータを、無線基地局３を介してセンサデータサーバ６へ送信する（ステップＳ４３０）。
【００３３】
一方、当該条件下で未認証の場合は（ステップＳ４２０：ＮＯ）、制御部２１は、認証処理要求部２３に認証処理開始を要求する（ステップＳ４４０）。具体的には、以下のように動作する。
制御部２１は、ＴＥ１から受信したデータ送信要求に含まれていたＴＥ認証データである、ＴＥ１の認証用秘密情報Ａ（あるいは認証用秘密情報変換値Ａ’）を含む認証処理開始要求を認証処理要求部２３に送信する。認証処理要求部２３は、上述した図７のステップＳ２３０の処理と同様の処理によりＴＥ認証データを認証し、認証が成功すれば認証用データを生成し、制御部２１は、認証用データを設定した認証要求を生成して、無線信号処理部２５により無線基地局３に送信する。そして、無線基地局３から認証サーバ４の送信した認証応答を受信し、当該認証応答が認証ＮＧを示している場合、処理を終了する。また、受信した認証応答が認証ＯＫを示している場合、制御部２１は認証ＯＫであることを記憶する。そして、ＴＥ１から受信したデータ送信要求により送信を要求されたデータを、無線基地局３を介してセンサデータサーバ６へ送信し、当該データの送信処理終了後に、ＴＥ１にデータ送信応答を返送する。ＴＥ１は、データ送信応答を受信すると、無線端末２が認証されたことを認識する。
【００３４】
図１０は、第１の実施形態による無線基地局３の制御部３２において無線端末２から信号を受信したときの処理フローを示す。
同図において、無線基地局３の制御部３２が、無線信号処理部３１を介して無線端末２から信号を受信すると（ステップＳ５１０）、受信した信号は認証用データが設定された認証要求であるか否かを判断する（ステップＳ５２０）。受信した信号が認証要求であると判断した場合（ステップＳ５２０：ＹＥＳ）、制御部３２は、受信した認証要求をデータ転送部３４へ受け渡し、データ転送部３４は、当該認証要求を、有線インタフェース部３５を介して認証サーバ４へ転送する（ステップＳ５３０）。制御部３２は、送信した認証要求に対応して、認証サーバ４から認証結果を示す認証応答を受信すると、無線信号処理部３１を介して無線端末２へ転送するとともに、当該無線端末２の認証結果を内部に記憶する。
【００３５】
受信した信号が認証要求ではないと判断した場合（ステップＳ５２０：ＮＯ）、制御部３２は、ステップＳ５１０で受信した信号の送信元無線端末２が認証済であるか否かを判断する（ステップＳ５４０）。送信元無線端末２が認証済であると判断した場合（ステップＳ５４０：ＹＥＳ）、制御部３２は、受信した信号をデータ転送部３４へ受け渡し、データ転送部３４は、当該当該信号を、有線インタフェース部３５を介してセンサデータサーバ６へ転送する（ステップＳ５５０）。また、送信元無線端末２が認証済ではないと判断した場合（ステップＳ５４０：ＮＯ）、制御部３２は、無線端末２から受信した信号を廃棄する（ステップＳ５６０）。
【００３６】
次に、認証サーバ４の動作を説明する。
認証サーバ４は、新しい、あるいは、取り替えられたＴＥ１や無線端末２の使用を開始する前に、予め、ＴＥ１の認証用秘密情報と無線端末２の認証用秘密情報との組み合わせから生成される認証データを照合するために用いられる秘密情報を、認証用秘密情報記憶部４４に記憶しておく。ここでは、秘密情報として、認証用秘密情報Ａ及び認証用秘密情報Ｂを記憶しているものとする。
【００３７】
認証サーバ４の有線インタフェース部４１が、無線基地局３を介して、無線端末２の送信した認証要求を受信すると、制御部４２は、受信した認証要求から認証に必要な情報を取得して認証処理部４３に通知する。認証処理部４３は、制御部４２から通知された情報に基づき、認証用秘密情報記憶部４４から秘密情報を検索する。例えば、認証要求内から取得した無線端末２の識別子をキーにして、認証用秘密情報記憶部４４に記憶されている秘密情報を読み出す。認証処理部４３は、制御部４２から受信した認証用データで示される認証用秘密情報Ａ、Ｂと、認証用秘密情報記憶部４４を検索して読み出した秘密情報で示される認証用秘密情報Ａ、Ｂとを比較し、認証の可否を判断する。なお、認証用データが、認証用秘密情報に対して所定の関数を用いて演算された結果の値である場合、認証処理部４３は認証データから認証用秘密情報Ａ、Ｂを復元して認証用秘密情報記憶部４４から読み出した秘密情報と比較するか、あるいは、認証用秘密情報記憶部４４から取得した秘密情報で示される認証用秘密情報Ａ、Ｂに、ＴＥ１や無線端末２と同じ所定の関数を用いて演算を行い、演算結果と受信した認証データを比較する。認証処理部４３は、認証結果を制御部４２へ通知し、制御部４２は、有線インタフェース部４１を介して無線基地局３へ認証結果を返送する。
【００３８】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態による無線通信システムについて説明する。第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、無線端末-ＴＥ間に認証の状態に応じて特定の種類の信号のみを通過させるフィルタが入っていることと、認証処理とデータ送信処理とを分割していることである。
本実施形態では、第１の実施形態との差分を中心に説明し、第１の実施形態と同じ構成には同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３９】
図１１は、本発明の第２の実施形態による無線通信システムの構成図である。同図において、センサなどのＴＥ１ａは無線端末２ａに接続されており、無線基地局３は複数の無線端末２ａを収容する。認証サーバ４は、無線基地局３を介してアクセスしてきた無線端末２ａの認証を行う。また、無線基地局３は、ＮＷ５を介して、無線端末２ａから受信したデータ、例えば、ＴＥ１ａによるセンサ検出値をセンサデータサーバ６へ通知する。無線基地局３、認証サーバ４、及び、センサデータサーバ６は、第１の実施形態と同様である。
【００４０】
図１２は、第２の実施形態によるＴＥ１ａの内部構成を示すブロック図であり、本発明と関係する機能ブロックのみ抽出して示してある。同図において、ＴＥ１ａは、情報収集部１１、制御部１２ａ、無線端末接続インタフェース部１３、及び、ＴＥ認証用秘密情報記憶部１４を備える。情報収集部１１、無線端末接続インタフェース部１３、及び、ＴＥ認証用秘密情報記憶部１４は、第１の実施形態と同様である。制御部１２ａは、当該ＴＥ１ａの認証のため処理を行う機能、情報収集部１１にて取得した情報を、無線端末２ａを介してセンサデータサーバ６に送信するために機能などを有するが、第１の実施形態と異なる点は、無線端末２ａが認証されてから、取得した情報をセンサデータサーバ６へ送信する点である。
【００４１】
図１３は、第２の実施形態による無線端末２ａの内部構成を示すブロック図であり、本発明と関係する機能ブロックのみ抽出して示してある。同図において、無線端末２ａは、制御部２１、ＴＥ接続インタフェース部２２、認証処理要求部２３、無線端末認証用秘密情報記憶部２４、無線信号処理部２５、フィルタ２６、及び、フィルタ制御部２７（フィルタ制御手段）を備える。制御部２１、ＴＥ接続インタフェース部２２、認証処理要求部２３、無線端末認証用秘密情報記憶部２４、及び、無線信号処理部２５は、第１の実施形態と同様である。
フィルタ制御部２７は、当該無線端末２ａのフィルタ２６を制御する手段を有する。フィルタ２６の制御とは、フィルタ２６に対して、フィルタを通してよい通信、あるいはフィルタにて廃棄する通信に関する情報をフィルタ２６に設定することである。フィルタ２６は、フィルタ制御部２７による設定に従い、ＴＥ１ａから当該無線端末２ａを介して通信しようとする信号を制御部２１に通すか、あるいは廃棄する機能を有する。フィルタ２６は、フィルタ制御部２７から設定の指示を受け取っていない場合、ＴＥ１ａから送信された信号について、「認証要求」に関わる信号は制御部２１に通すことを許容し、「認証要求」に関わる信号以外の信号は廃棄する。「認証要求」に関わる信号以外の信号とは、例えば、認証に関する情報が設定されていない「データ送信要求」などである。
【００４２】
図１４は、第２の実施形態によるＴＥ１ａ及び無線端末２ａ間の秘密情報取得に関するシーケンスの例を示す図である。まず、ＴＥ１ａは、まだ認証が行われていない場合、無線端末２ａへ認証要求を送信する（ステップＳ６１０）。無線端末２ａは、認証要求を受信し、認証が行われていない場合には、ＴＥ１ａへ秘密情報取得要求をＴＥ１ａへ送信する（ステップＳ６２０）。ＴＥ１ａは、秘密情報取得要求を受信すると、内部に記憶している認証用の情報を元にした秘密情報を通知するための秘密情報取得応答を無線端末２ａへ返送する（ステップＳ６３０）。無線端末２ａは、ＴＥ１ａから受信した秘密情報と、自身の保持する認証情報とを用いて得られる認証用の情報により認証サーバ４との間で認証処理を行い（ステップＳ６４０）、認証処理結果を示す認証応答をＴＥ１ａへ通知する（ステップＳ６５０）。ＴＥ１ａは、認証処理の結果がＯＫであった場合、無線端末２ａに対して、センサ検出データなどをセンサデータサーバ６へ送信するよう要求するデータ送信要求を送信する（ステップＳ６６０）。無線端末２ａは、データ送信処理を行って、送信要求されたデータを、無線基地局３を介してセンサデータサーバ６へ送信し（ステップＳ６７０）、センサデータサーバ６へのデータ送信後、ＴＥ１ａへデータ送信応答を返送する（ステップＳ６８０）。
なお、無線端末２から認証処理を開始する場合、ステップＳ６１０の認証要求の送信は実行されない。
【００４３】
以下にＴＥ１及び無線端末２の詳細な処理手順について説明する。
図１５は、第２の実施形態による無線端末２の制御部２１における認証処理の開始フローであり、無線端末２ａ自身にて認証処理を開始する場合のフロー図である。
無線端末２ａの制御部２１が、無線端末２ａが起動した、または、新しい無線基地局３に移動した、あるいは、いずれの無線基地局３とも通信できないエリアから、いずれかの無線基地局３の通信エリア内に入り、無線基地局３と通信可能になった、のうちいずれかの事象を検出した場合、フィルタ制御部２７は、当該無線端末２ａのフィルタ２６へ認証に関わる通信のみを通過させるように設定を行う（ステップＳ７１０）。そして、無線端末２ａから秘密情報取得要求（図１４、ステップＳ６２０）としての認証情報取得要求をＴＥ１ａに送信して認証情報を要求し、ＴＥ１ａから、当該ＴＥ１ａが有する認証用秘密情報Ａ（あるいは認証用秘密情報変換値Ａ’）を設定した、秘密情報取得応答（図１４、ステップＳ６３０）としての認証用情報取得応答を受信するステップＳ７２０〜ステップＳ７３０の処理は、第１の実施形態の図７のステップＳ２２０〜Ｓ２３０と同様である。
【００４４】
無線端末２のフィルタ２６は、ＴＥ接続インタフェース部２２から受信した信号が認証情報を通知するものであるため、当該認証用情報取得応答を通過させ、制御部２１へ受け渡す。制御部２１は、第１の実施形態の図７と同様に、当該認証用情報取得応答に設定されている認証用秘密情報Ａ（あるいは認証用秘密情報変換値Ａ’）を含む認証処理開始要求を認証処理要求部２３に送信する（ステップＳ７４０）。認証処理要求部２３は、第１の実施形態の図７のステップＳ２４０の処理と同様の処理により認証用データを生成し、制御部２１は、認証用データを設定した認証要求を生成して、無線信号処理部２５により無線基地局３に送信する。そして、無線基地局３から認証サーバ４の送信した認証応答無線を受信し、当該認証応答が認証ＯＫを示している場合、制御部２１は認証ＯＫであることを記憶する。
【００４５】
次に、ＴＥ１からのデータ送信要求にて認証処理を開始する場合のＴＥ１及び無線端末２の処理フローを説明する。
図１６は、第２の実施形態によるＴＥ１ａの制御部１２ａにおける処理フローであり、ＴＥ１ａからのデータ送信要求にて認証処理を開始する場合の処理フローを示す。
ＴＥ１ａにおいて、情報収集部１１からの収集情報を受信した制御部１２ａが、自身の接続する無線端末２ａが認証済みかどうかを判別し、認証済みの場合に無線端末２ａを介して当該情報をセンサデータサーバ６に送信する送信処理を行うために、無線端末接続インタフェース部１３へ受信した収集情報を受け渡し、生成されたデータ送信要求を、無線基地局３を介してセンサデータサーバ６へ送信するステップＳ８１０〜Ｓ８３０の処理は、第１の実施形態による図８のＳ３１０〜Ｓ３３０の処理と同様である。
【００４６】
一方、自身の接続する無線端末２ａが未認証の場合（ステップＳ８２０：ＮＯ）、制御部１２ａはＴＥ認証用秘密情報記憶部１４に認証用秘密情報を要求する。制御部１２ａは、無線端末接続インタフェース部１３へ指示し、ＴＥ認証用秘密情報記憶部１４から取得した認証用秘密情報（あるいは、取得した認証用秘密情報を所定の関数を用いて変換した値）を示すＴＥ認証データを設定した認証要求を無線端末２ａへ送信する（ステップＳ８４０）。なお、第１の実施形態同様、「認証用秘密情報を所定の関数を用いて変換した値」とは、例えば、認証用秘密情報をＴＥ１に固有の鍵により暗号化した値や、認証用秘密情報のハッシュ値であり、取得した認証用秘密情報を認証用秘密情報Ａとし、認証用秘密情報Ａを所定の関数を用いて変換した値を認証用秘密情報変換値Ａ’とする。これは、図１４のステップＳ６３０において、ＴＥ１ａから無線端末２ａへ通知される秘密情報に相当する。
【００４７】
図１７は、第２の実施形態による無線端末２ａの制御部２１における認証処理の開始フローであり、ＴＥ１ａからの認証要求にて認証処理を開始する場合のフロー図である。
無線端末２ａのＴＥ接続インタフェース部２２がＴＥ１ａから信号を受信すると、フィルタ２６は、この受信した信号が認証要求である場合、制御部２１に受け渡す（ステップＳ９１０）。制御部２１は、認証要求を受信すると、現在の条件下において無線端末２ａが認証済みかどうかを判別する（ステップＳ９２０）。この条件とは、例えば、前回認証時と現在属する無線基地局３が同一であるかどうかなどである。当該条件下で認証済みである場合（ステップＳ９２０：ＹＥＳ）、制御部２１は認証済みであることの応答を、ＴＥ接続インタフェース部２２を介してＴＥ１ａに返送する（ステップＳ９３０）。
【００４８】
一方、当該条件下で未認証の場合は（ステップＳ９２０：ＮＯ）、図９のステップＳ４４０と同様の処理を行い、制御部２１は、認証処理要求部２３に認証処理開始を要求する（ステップＳ９４０）。すなわち、認証処理要求部２３は、第１の実施形態における図７のステップＳ２３０の処理と同様の処理により、受信した認証処理開始要求に含まれるＴＥ認証データである認証用秘密情報Ａまたは認証用秘密情報変換値Ａ’、あるいは、認証用秘密情報変換値Ａ’を復号して得た認証用秘密情報Ａと、無線端末認証用秘密情報記憶部２４から取得した当該無線端末２ａの認証用秘密情報Ｂと、所定の関数とを用いて認証用データを生成する。なお、認証処理要求部２３が保持する認証用秘密情報Ａにより、ＴＥ認証データ内の認証用秘密情報変換値Ａ’の認証を行ってもよい。制御部２１は、受信した認証用データを設定した認証要求を生成し、無線信号処理部２５は、生成された認証要求を無線基地局３へ無線にて送信する（ステップＳ８４０）。
【００４９】
認証要求送信後、無線端末２ａの制御部２１は、認証要求に対応して無線基地局３から認証サーバ４の送信した認証応答を受信する。受信した認証応答が認証ＯＫを示している場合、制御部２１が認証ＯＫであることを記憶するとともに、フィルタ制御部２７は、「データ送信要求」を通過させるようにフィルタ２６へ設定を行う。また、制御部２１は、認証の結果に関わらず、受信した認証応答をＴＥ１ａへ転送する。ＴＥ１ａは、認証ＯＫを示す認証応答を受信した場合、データ送信要求を無線端末２ａへ送信し、無線端末２ａのフィルタ２６は、データ送信要求を通過させる。無線端末２ａは、受信したデータ送信要求により送信を要求されたデータを、無線基地局３を介してセンサデータサーバ６へ送信し、当該データの送信処理終了後に、ＴＥ１ａにデータ送信応答を返送する。
【００５０】
なお、無線基地局３及び認証サーバ４の処理は、第１の実施形態と同様である。
【００５１】
本発明の無線通信システムは、例えば、以下のアプリケーションに適用することができる。
（１）環境センサに対する不正への対応；
公共工事、工場などの施設の建設工事などのときに周辺環境のモニタリングを行い、その結果を元に工事の可否の判断や、当該工事の影響を調査することがある。このような場合には、当事者間に利害の対立があり、当初設置したセンサを付け替え、自身に有利なデータを得ようとする場合も考えられる。そこで、無線端末、当該無線端末の備えるセンサの双方を認証可能にすることで、不正に対応することができる。
（２）セキュリティ用センサに対する不正への対応；
人感知センサ、扉・窓の開閉感知センサなどの住宅内のセキュリティ用途に用いられるセンサが不正に付け替えられ、所望のタイミングで情報が入手できなくことを防止する。付け替え防止のために定期的にセンサが発信するのに対して、付け替えられた場合には網側で各センサのデータを収集するセンサデータサーバにて受信できなくなる等の措置を取ることができる。
【００５２】
なお、ＴＥ１、１ａ、無線端末２、２ａ、及び、無線基地局３の各部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよい。また、上述のＴＥ１、１ａ、無線端末２、２ａ、無線基地局３、及び、認証サーバ４は、内部にコンピュータシステムを有し、ＴＥ１、１ａ、無線端末２、２ａ、無線基地局３、及び、認証サーバ４の各部の動作の過程を、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶しておき、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することによって、上記処理が行うことでもよい。ここでいうコンピュータシステムとは、ＣＰＵ及び各種メモリやＯＳ、周辺機器等のハードウェアを含むものである。
【００５３】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００５４】
以下に、上記無線通信システムに適用されうる広域ユビキタスネットワークについて説明する。なお、広域ユビキタスネットワークについては、斎藤  洋、梅比良  正弘、守倉
正博、「広域ユビキタスネットワークインフラストラクチャに向けた考察」、電子情報通信学会論文誌  ２００５／１１  Ｖｏｌ．Ｊ８８−Ｂ  Ｎｏ．１１等に記載されている。
【００５５】
広域ユビキタスネットワークは、携帯電話などの端末を携帯することを前提とした端末携帯型サービス、及び、人や物にセンサなどがくっついている環境を前提とした環境埋込型サービスの２つに大別される。前者では、人口普及率という点で成熟期にある携帯電話がベースになっているが、携帯電話をゲートウェイとして超小型センサなどを収容することも想定され、実際にはこれらの境界は明確ではない。
【００５６】
図１８は、現在想定されているユビキタスネットワークの構成を示す図である。
広域なネットワークインフラから見て、端末収容形態は、直接収容（直収）とゲートウェイを介しての収容の二つに分かれ、さらに後者はゲートウェイから先のネットワーク（「ローカルネットワーク」と記載）の形態で、ゲートウェイの端末収容とゲートウェイのネットワーク収容に分かれる。ゲートウェイの端末収容は、ローカルネットワーク内端末がゲートウェイとのみ通信する形態であり、ゲートウェイのネットワーク終了はローカルネットワーク内端末がローカルネットワーク内の他端末とも通信する形態である。
【００５７】
直収の場合、端末はエンドツーエンドの通信機能やネットワーク上のユニークなアドレスが必要となる。ゲートウェイ収容の場合、端末はゲートウェイとのみ（ゲートウェイの端末収容）、あるいは、ゲートウェイとローカルネットワーク内の他端末（ゲートウェイのネットワーク収容）と通信できればよい。したがって、ローカルなアドレスやローカルネットワーク内で好適な特殊なプロトコルなどの適用が容易である。ネットワーク収容と端末収容の差は、ローカルネットワーク内で利用するプロトコルに依存する。ネットワーク収容のためには、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ，ＺｉｇＢｅｅなどのマルチホップを利用するかルーチングプロトコルを導入する必要がある。端末収容の方が簡単であるが、無線リンクを用いる場合、ひとつのローカルネットワークで物理的に広域エリアをカバーするにはネットワーク収容が必要である。
直収の場合のネットワークインフラは、現状では、携帯電話網が最有力である。ゲートウェイ収容の場合のネットワークインフラは、インターネットアクセスネットワークとインターネット・ＩＰ網、あるいは、携帯電話網と想定される。
【００５８】
広域ユビキタスネットワークでは、上述した現在想定されているユビキタスネットワークに対し、端末数に関する「スケール性」、物理的に広い範囲をカバーできる「広域性」、移動端末に対応できる「移動管理性」、端末数が多いことにより総端末コストの観点から機能が低く演算能力やメモリ容量に限界がある低能力端末が想定されるため、それらを収容可能とする「低能力端末のサポート」、多くの端末がネットワークに接続されるためネットワークコストを抑える「経済性」を備えることが必要となる。そのため、広域ユビキタスネットワークは、図１９に示されるような複合的なネットワークの集合により実現される。
【００５９】
次に、広域ユビキタスネットワークシステムの具体的な実現例を説明する。
図２０は、広域ユビキタスネットワークシステムの構成例を示す。同図において、広域ユビキタスネットワークシステムは、無線端末１０１と、該無線端末１０１との無線通信が可能なゲートウェイノード（以下、ＧＷノードと記す。）１０２〜１０５と、無線端末１０１の位置情報を保持する位置登録データベース１０９とを有する移動体通信ネットワークと、無線端末１０１からのメッセージ送信先としてのパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと記す。）１１１、１１２が接続されるインターネット１１０とがインターネットゲートウェイ（以下、インターネットＧＷと記す。）１１３を介して接続されてなるネットワークシステムである。
【００６０】
また、該ネットワークシステムは、中継ノード１０６、１０７と、無線端末１０１ごとにあらかじめ定めた送信先である端末としてのＰＣ１０１のアドレスを保持する登録管理システム１０８を有している。
無線端末１０１と、ＰＣ１１１またはＰＣ１１２との間では、概略、次のように通信が行われる。
無線端末１０１からＰＣ１１１、またはＰＣ１１２へメッセージを送信する際には、ＧＷノード１０２〜１０５のいずれかは、無線端末１０１より無線フレームを受信すると、登録管理システム１０８にアクセスして、無線端末ごとにメッセージの送信先の端末アドレスを特定し、該特定した送信先の端末であるＰＣ１１１、またはＰＣ１１２宛にインターネットＧＷ１１３を介してメッセージを送信する。
【００６１】
また、ＰＣ１１１、またはＰＣ１１２より無線端末１０１へメッセージを送信する際には、インターネットＧＷ１１３は、位置登録データベース１０９にアクセスし、無線端末１０１のＩＤから位置情報を取得し、該取得した位置情報から該当するＧＷノード１０２〜１０５へメッセージを転送し、該ゲートウェイノードは、前記無線端末へ前記メッセージを転送する。
【００６２】
無線端末１０１は、ＧＷノード１０２〜１０５との間で無線通信が可能である。ＧＷノード１０２〜１０５、登録管理システム１０８及び位置登録データベース１０９は、中継ノード１０６、１０７を介して相互に接続しており、通信が可能である。無線端末１０１、ＧＷノード１０２〜１０５、登録管理システム１０８、位置登録データベース１０９及び中継ノード１０６、１０７は移動体通信ネットワークを構成している。
【００６３】
また、移動体通信ネットワークは、インターネットＧＷ１１３を介してインターネット１１０とも接続しており、インターネット１１０に接続するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１１１、１１２との通信も可能である。
ここでは、ＧＷノード１０２〜１０５、中継ノード１０６、１０７、インターネットＧＷ１１３は、すべてＩＰアドレスをもち、インターネット１１０を介してＰＣ１１１，１１２と通信可能としている。
【００６４】
無線端末１０１は、そのメッセージ送信先をあらかじめ定め、登録管理システム１０８に登録しておく。登録管理システム１０８は、図２１に示す｛無線端末ＩＤ、相手先アドレス｝の組を記憶する。ここでは、一例として無線端末１０１の送信先をＰＣ１１１とする。また、無線端末１０１は、移動時に位置登録が必要となる。
【００６５】
各ＧＷノード１０２〜１０５は、ページングエリア番号を無線報知し、無線端末１０１は、自分の保持するページングエリア番号と異なる番号を受信し、在圏エリアの変更を認識する。在圏エリアが変わると、無線端末１０１は、（１）自分の保持するページングエリア番号を更新し、（２）ＧＷノード・中継ノードを介して、自分の在圏するページングエリア番号（在圏エリア番号）を、位置登録データベース１０９に通知する。位置登録データベース１０９は、位置情報として図２２に示す｛無線端末ＩＤ、在圏エリア番号｝の組を記憶する。
【００６６】
次に、無線端末１０１からの情報送信の処理について説明する。無線端末１０１は、所定の起動条件（例えば、一定時間ごと、センシングしていたセンサ値が一定値を超えた場合など）を満たすと、あらかじめ定められた通信相手（例えば、ＰＣ１１１）に対して、自ＩＤとセンシング情報をメッセージとして無線フレームに入れ、送信する。
【００６７】
ＧＷノード１０２〜１０５は、自エリア内に在圏すると推定される無線端末のＩＤとその相手先アドレス、参照時刻の組（在圏端末リスト、と呼ぶ）を保持する（図２３）。ＧＷノード１０２〜１０５は、上記無線フレームを受信し、受信メッセージ中の無線端末ＩＤが在圏端末リストにあるか、チェックする。なければ、登録管理システム１０８にアクセスし、当該無線端末ＩＤに対する相手先アドレスを照会する。（照会しても該当端末がない場合、不正端末であるので、受信したメッセージを廃棄する。）
【００６８】
そして、現在時刻を参照時刻とし、無線端末ＩＤと照会して得た相手先アドレスの組を在圏端末リストに加える。（これにより、在圏エリア変更なしの場合、登録管理システム１０８ヘの照会なしに、相手先アドレスを把握できる。）
在圏端末リストに、もともとあった場合は、参照時刻を現在時刻に更新して保持する。
【００６９】
こうして得た相手先アドレスを着アドレスにし、発アドレスをＧＷノードアドレスとし、メッセージをペイロードに入れたＴＣＰ／ＩＰパケットにより、相手先に送る。このとき、メッセージは保持する。
上記ＴＣＰ／ＩＰパケットを受信したＰＣは、メッセージを取り出し、ＧＷノードにＡＣＫを返送する。上記ＡＣＫを受信したＧＷノードは、ＩＰアドレスから、対応する保持しているメッセージを特定し、それを消去する。
【００７０】
また、在圏端末リストの参照時刻が、現在時刻からあらかじめ定められたタイムアウトとなる時点より、古くなった場合、当該｛無線端末のＩＤとその相手先アドレス、参照時刻の組｝を削除する。
【００７１】
なお、図１０のネットワークの無線端末１０１を本発明の無線端末２、２ａとして、ＧＷノード１０２〜１０５を無線基地局３として、ＰＣ１１１、１１２をセンサデータサーバ６として、インターネット１１０をＮＷ５として考えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１の実施形態による無線通信システムの構成図である。
【図２】第１の実施形態によるＴＥ１の構成ブロック図である。
【図３】第１の実施形態による無線端末２の構成ブロック図である。
【図４】第１の実施形態による無線基地局３の構成ブロック図である。
【図５】第１の実施形態による認証サーバ４の構成ブロック図である。
【図６】第１の実施形態によるＴＥ１及び無線端末２間の秘密情報取得に関するシーケンス図である。
【図７】第１の実施形態による無線端末２の認証処理開始フローを示す。
【図８】第１の実施形態によるＴＥ１の処理フローを示す。
【図９】第１の実施形態による無線端末２の処理フローを示す。
【図１０】第１の実施形態による無線基地局３の処理フローを示す。
【図１１】本発明の第２の実施形態による無線通信システムの構成図である。
【図１２】第２の実施形態によるＴＥ１ａの構成ブロック図である。
【図１３】第２の実施形態による無線端末２ａの構成ブロック図である。
【図１４】第２の実施形態によるＴＥ１ａ及び無線端末２ａ間の秘密情報取得に関するシーケンス図である。
【図１５】第２の実施形態による無線端末２ａの認証処理開始フローを示す。
【図１６】第２の実施形態によるＴＥ１ａの処理フローを示す。
【図１７】第２の実施形態による無線端末２ａの処理フローを示す。
【図１８】現在想定されているユビキタスネットワークを示す図である。
【図１９】広域ユビキタスネットワークインフラストラクチャを示す図である。
【図２０】広域ユビキタスネットワークの構成例を示す図である。
【図２１】図２０に示したネットワークシステムにおける登録管理システムの記憶内容を示す説明図である。
【図２２】図２０に示したネットワークシステムにおける位置登録データベースの記憶内容を示す説明図である。
【図２３】図２０に示したネットワークシステムにおけるＧＷノードの記憶内容を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７３】
１、１ａ…ＴＥ（端末機器）
１１…情報収集部
１２、１２ａ…制御部
１３…無線端末接続インタフェース部
１４…認証用秘密情報記憶部
２、２ａ…無線端末
２１…制御部
２２…ＴＥ接続インタフェース部
２３…認証処理要求部
２４…認証用秘密情報記憶部
２５…無線信号処理部
２６…フィルタ
２７…フィルタ制御部
３…無線基地局
３１…無線信号処理部
３２…制御部
３３…アクセス制御部
３４…データ転送部
３５…有線インタフェース部
４…認証サーバ（認証装置）
４１…有線インタフェース部
４２…制御部
４３…認証処理部
４４…認証用秘密情報記憶部
５…ＮＷ（ネットワーク）
６…センサデータサーバ
１０１…無線端末
１０２〜１０５…ＧＷノード
１０６、１０７…中継ノード
１０８…登録管理システム
１０９…位置登録データベース
１１０…インターネット
１１１、１１２…ＰＣ
１１３…インターネットＧＷ
【図１】
0004705944.tif 000002
【図２】
0004705944.tif 000003
【図３】
0004705944.tif 000004
【図４】
0004705944.tif 000005
【図５】
0004705944.tif 000006
【図６】
0004705944.tif 000007
【図７】
0004705944.tif 000008
【図８】
0004705944.tif 000009
【図９】
0004705944.tif 000010
【図１０】
0004705944.tif 000011
【図１１】
0004705944.tif 000012
【図１２】
0004705944.tif 000013
【図１３】
0004705944.tif 000014
【図１４】
0004705944.tif 000015
【図１５】
0004705944.tif 000016
【図１６】
0004705944.tif 000017
【図１７】
0004705944.tif 000018
【図１８】
0004705944.tif 000019
【図１９】
0004705944.tif 000020
【図２０】
0004705944.tif 000021
【図２１】
0004705944.tif 000022
【図２２】
0004705944.tif 000023
【図２３】
0004705944.tif 000024