(57)【要約】【課題】新規の機器を電源コンセントに差し込むだけで既存の電力線通信ネットワークとセキュアに接続することを可能とする。【解決手段】ビーコン処理部１０３で既存のネットワークの親機からのビーコンを受信すると同時に、ＡＧＣとＣＩＮＲ測定部１０５でビーコンのＡＧＣ値とＣＩＮＲ値をそれぞれ測定し、ビーコンのＡＧＣ値とＣＩＮＲ値により親機が同一宅内に存在することを登録判断部１０２で判断した場合、親機と登録、及び固有鍵生成部１０６を用いて暗号鍵の生成を行う。同一宅内に親機がないと判断した場合、既設子機探索・処理部１０４で既設の子機を探索し、既設の子機からの応答のＡＧＣ値とＣＩＮＲ値により既設の子機が同一宅内に存在することを判断した場合、同様な方法で該既設の子機を通して登録及び暗号鍵の生成を行う。【選択図】図１０
2009094768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線通信装置から構成される電力線通信ネットワークに新たに増設される新規の電力線通信装置であって、前記電力線ネットワークにおける既設の電力線通信装置の中で少なくとも一つの通信装置と同一宅内に設置されているか否かを前記既設の装置から送られる電力線通信信号の伝送特性により判断する判断部を有し、同一宅内に設置されている既設の電力線通信装置が存在する場合に、当該既設の電力線通信装置あてに登録要求を送信して登録を行うことを特徴とする新規の電力線通信装置。
【請求項２】
前記電力線通信信号はマスタ装置から定期的に送信されるビーコンであり、前記ビーコンを受信しながら測定したビーコンの自動利得制御値（ＡＧＣ値）と搬送波対干渉・雑音比値（ＣＩＮＲ値）がそれぞれ所定の閾値を満たした場合に、前記マスタ装置が同一宅内に設置されていることと判断する前記判断部を有する請求項１に記載の新規の電力線通信装置。
【請求項３】
前記測定されたビーコンのＡＧＣ値とＣＩＮＲ値がそれぞれ前記所定の閾値を満たさなかった場合に、すべての既設の電力線通信装置を送信対象として探索要求を同報で送信し、既設の電力線通信装置から返信された探索応答を受信しながら測定した前記探索応答のＡＧＣ値とＣＩＮＲ値がそれぞれ所定の閾値を満たした場合に、当該既設の電力線通信装置が同一宅内に設置されていることと判断する前記判断部を有する請求項２に記載の新規の電力線通信装置。
【請求項４】
前記マスタ装置からビーコンを受信しなかった場合に、すべての既設の電力線通信装置を送信対象として探索要求を同報で送信し、既設の電力線通信装置から返信された探索応答を前記電力線信号として受信しながら測定した前記探索応答のＡＧＣ値とＣＩＮＲ値がそれぞれ所定の閾値を満たした場合に、当該既設の電力線通信装置が同一宅内に配置されていることと判断する前記判断部を有する請求項１に記載の新規の電力線通信装置。
【請求項５】
前記探索要求の送信時に、送信電力を徐々に上げながら数回に分けて探索要求を送信して同一宅内の既設の電力線通信装置を探索する請求項３もしくは４に記載の新規の電力線通信装置。
【請求項６】
同一ブレーカー配下を前記同一宅内とし、同一ブレーカー配下の場合のＡＧＣの最大値を前記ＡＧＣの閾値と、ＣＩＮＲの最小値を前記ＣＩＮＲの閾値とする前記判断部を有する請求項１乃至４の何れかに記載の新規の電力線通信装置。
【請求項７】
前記既設の電力線通信装置との登録において、既設の電力線通信装置と鍵生成のための情報を交換し、交換された情報に基づいて固有の暗号鍵を生成する鍵生成手段をさらに有する請求項１に記載の新規の電力線通信装置。
【請求項８】
前記マスタ装置からビーコンを受信できず、さらに前記探索において既設の電力線通信装置から探索応答を一つも受信しなかった場合に、自らマスタ装置になってビーコンを送出し始める請求項４に記載の新規の電力線通信装置。
【請求項９】
電力線通信ネットワークを構成する電力線通信装置の中で一つの既設の電力線通信装置であり、一定周期をもってビーコンを同報で送信し、新に増設される電力線通信装置から自身あてに送信された登録要求を受信すると、前記新規の電力線通信装置と登録を行うことを特徴とするマスタ電力線通信装置。
【請求項１０】
前記新規の電力線通信装置から登録要求を受信しながら測定した前記登録要求の自動利得制御値（ＡＧＣ値）と搬送波対干渉・雑音比値（ＣＩＮＲ値）がそれぞれ所定の閾値を満たした場合に、前記新規の電力線通信装置が同一宅内に設置されていることと判断する判断部をさらに有し、前記新規の電力線通信装置と登録を行う請求項９に記載のマスタ電力線通信装置。
【請求項１１】
同一ブレーカー配下を同一宅内とし、同一ブレーカー配下の場合のＡＧＣの最大値を前記ＡＧＣの閾値と、ＣＩＮＲの最小値を前記ＣＩＮＲの閾値とする前記判断部を有する請求項１０に記載のマスタ電力線通信装置。
【請求項１２】
前記新規の電力線通信装置との登録において、前記新規の電力線通信装置と鍵生成のための情報を交換し、交換された情報に基づいて前記新規の電力線通信装置の固有の暗号鍵を生成する鍵生成手段をさらに有する請求項９に記載のマスタ電力線通信装置。
【請求項１３】
他の既設の電力線通信装置から、自身あてに送信された当該既設の電力線通信装置の固有の暗号鍵で暗号化された代理登録要求を受信すると、前記代理登録要求に含まれた新規の電力線通信装置の識別子と固有の暗号鍵を解読して登録する手段をさらに有する請求項１２に記載のマスタ電力線通信装置。
【請求項１４】
新たに増設される電力線通信装置から同報で送信された探索要求を受信し、前記新規の電力線通信装置に探索応答で返信し、前記新規の電力線通信装置から自身あてに送信された登録要求を受信すると、前記新規の電力線通信装置と登録を行うことを特徴とする既設の電力線通信装置。
【請求項１５】
前記新規の電力線通信装置からの登録要求を受信しながら測定した前記登録要求の自動利得制御値（ＡＧＣ値）と搬送波対干渉・雑音比値（ＣＩＮＲ値）がそれぞれ所定の閾値を満たした場合に、前記新規の電力線通信装置が同一宅内に配置されていることと判断する判断部をさらに有し、前記新規の電力線通信装置と登録を行う請求項１４に記載の既設の電力線通信装置。
【請求項１６】
同一ブレーカー配下を前記同一宅内とし、同一ブレーカー配下の場合のＡＧＣの最大値を前記ＡＧＣの閾値と、ＣＩＮＲの最小値を前記ＣＩＮＲの閾値とする前記判断部を有する請求項１５に記載の既設の電力線通信装置。
【請求項１７】
前記新規の電力線通信装置との登録において、前記新規の電力線通信装置と鍵生成のための情報を交換し、交換された情報に基づいて前記新規の電力線通信装置の固有の暗号鍵を生成する鍵生成手段をさらに有する請求項１４に記載の既設の電力線通信装置。
【請求項１８】
前記新規の電力線通信装置の識別子と固有の暗号鍵を、自身の固有の暗号鍵で暗号化して代理登録要求に格納して、前記マスタ電力線通信装置に送信する手段をさらに有する請求項１７に記載の既設の電力線通信装置。
【請求項１９】
既設の電力線通信装置から構成される電力線通信ネットワークに、新たに増設される電力線通信機器を登録する登録方法であって、前記既設の電力線通信装置の中で同一宅内に設置されている既設の電力線通信装置が存在するか否かを前記既設の装置から送られる電力線通信信号の伝送特性により判断する判断ステップを有し、同一宅内に設置されている既設の電力線通信装置が存在する場合に、当該同一宅内に設置されている既設の電力線通信装置あてに登録要求を送信して登録を行うステップを有することを特徴とする電力線通信装置登録方法。
【請求項２０】
前記新規の電力線通信装置は、前記既設の電力線通信装置の中のマスタ装置から定期的に送られるビーコンを前記電力線通信信号として受信しながら測定したビーコンの自動利得制御値（ＡＧＣ値）と搬送波対干渉・雑音比値（ＣＩＮＲ値）がそれぞれ所定の閾値を満たした場合に、前記マスタ装置が同一宅内に設置されていることと判断する前記判断ステップを有する請求項１９に記載の電力線通信装置登録方法。
【請求項２１】
前記ビーコンのＡＧＣ値とＣＩＮＲ値が前記ＡＧＣと前記ＣＩＮＲ値の所定閾値を満たさなかった場合に、すべての既設の電力線通信装置を送信対象として探索要求を同報で送信し、前記既設の電力線通信装置から返信された探索応答を前記電力線通信信号として受信しながら測定した前記探索応答のＡＧＣ値とＣＩＮＲ値がそれぞれ所定の閾値を満たした場合に、当該既設の電力線通信装置が同一宅内に設置されていることと判断する前記判断ステップを有する請求項２０に記載の電力線通信装置登録方法。
【請求項２２】
前記マスタ装置からビーコンを受信しなかった場合に、すべての既設の電力線通信装置を送信対象として探索要求を同報で送信し、前記既設の電力線通信装置から返信された探索応答を受信しながら測定した前記探索応答のＡＧＣ値とＣＩＮＲ値がそれぞれ所定の閾値を満たした場合に、当該既設の電力線通信装置が前記同一宅内に設置されていることと判断する前記判断ステップを有する請求項１９に記載の電力線通信装置登録方法。
【請求項２３】
前記探索要求の送信時に、送信電力を徐々に上げながら数回に分けて探索要求を送信して同一宅内の既設の電力線通信装置を探索する請求項２１もしくは２２に記載の電力線通信装置登録方法。
【請求項２４】
同一ブレーカー配下を同一宅内とし、同一ブレーカー配下の場合のＡＧＣの最大値を前記ＡＧＣの閾値と、ＣＩＮＲの最小値を前記ＣＩＮＲの閾値とする前記判断ステップを有する請求項１９乃至２２の何れかに記載の電力線通信装置登録方法。
【請求項２５】
前記新規の電力線通信装置との登録において、前記既設の電力線通信装置と前記新規の電力線通信装置との間で鍵生成のための情報を交換し、交換された情報に基づいて前記新規の電力線通信装置の固有の暗号鍵を生成する鍵生成ステップをさらに有する請求項１９に記載の電力線通信装置登録方法。
【請求項２６】
既設の電力線通信装置が、新たに増設される電力線通信装置から同報で送信された探索要求を受信した場合、前記新規の電力線通信装置に探索応答で返信し、前記新規の電力線通信装置から自身あてに送信された登録要求を受信すると、前記新規の電力線通信装置と登録を行うことを特徴とする電力線通信装置登録方法。
【請求項２７】
前記新規の電力線通信装置からの登録要求を受信しながら測定した前記登録要求の自動利得制御値（ＡＧＣ値）と搬送波対干渉・雑音比値（ＣＩＮＲ値）がそれぞれ所定の閾値を満たした場合に、前記新規の電力線通信装置が同一宅内に設置されていることと判断する判断ステップをさらに有し、前記新規の電力線通信装置と登録を行う請求項２６に記載の電力線通信装置登録方法。
【請求項２８】
同一ブレーカー配下を同一宅内とし、同一ブレーカー配下の場合のＡＧＣの最大値を前記ＡＧＣの閾値と、ＣＩＮＲの最小値を前記ＣＩＮＲの閾値とする前記判断ステップを有する請求項２７に記載の電力線通信装置登録方法。
【請求項２９】
前記登録において、既設の電力線通信装置と前記新規の電力線通信装置との間で鍵生成のための情報を交換し、交換された情報に基づいて前記新規の電力線通信装置の固有の暗号鍵を生成する鍵生成手段をさらに有する請求項２６に記載の電力線通信装置登録方法。
【請求項３０】
前記新規の電力線通信装置と登録した前記既設の電力線通信装置が、前記新規の電力線通信装置の識別子と固有の暗号鍵を、自身の固有の暗号鍵で暗号化して代理登録要求に格納して、前記マスタ電力線通信装置に送信し、本登録を行わせるステップをさらに有する請求項２９に記載の電力線通信装置登録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線通信ネットワークにおいて、新規の通信装置の登録、暗号鍵生成を簡易に実現することを可能とする技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
家庭内の通信技術として、電力線通信のような追加配線が不要な通信技術が注目されている。電力線を伝送媒体とした電力線通信は、２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数帯を使い、それをサブキャリアに細分化してＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を用いてひとつの論理チャンネルで送受信を行う。しかし、電力線通信の追加配線不要という便利さの反面、その電気信号は張り巡らされた電力線に沿って隣家数軒まで到達する可能性がある。このように信号の送信範囲が物理的に制限されない環境において自宅外の通信装置に、送信した情報を解読されないように、自宅の装置だけにより論理ネットワークを構成し、論理ネットワーク内でデータリンク層のフレームの送受信をする際に暗号通信を行う必要がある。
【０００３】
論理ネットワークを構成するには、ネットワーク識別子またはネットワークの暗号鍵をネットワークのメンバー装置に共有させておかなければならない。しかし、識別子や暗号鍵を入力するために、装置にとって入力インタフェースを備えることが必要となり、またユーザにとって煩雑な設定を行うことが必要となる。特に、内蔵機器や壁埋め込み型機器の場合、入力インタフェースの取り付けや操作が難しいため、入力操作が不要な、即ち自動的に設定できる方法が望まれる。
【０００４】
目的装置を特定するために、目的装置の信号強度を検出し判定する方法は従来から用いられている。例えば、特許文献１では、親機に接続要求を同報送信し、親機から接続要求応答を受信する。そして、最も大きい受信パワーまたは最も小さいエラーレートの接続要求応答を送ってきた親機と接続する。特許文献２では、パイロットチャンネルの送信電力値を予め移動端末に通知し、パイロットチャンネルの受信電界強度値と送信電力値により計算された電波距離の最も「近い」及び希望波対干渉波比の最も良好である基地局と接続する。特許文献３では、新規デバイスを第１の位置と第２の位置に置き（何れも目的装置の近く）、周辺の装置に問い合わせ信号を送り、応答信号の受信レベルを測定する。二つの位置で測定された受信レベルの差の最も大きい装置と接続する。
【特許文献１】特開２００５‐６２０７号公報
【特許文献２】特開２００６‐１３５５２０号公報
【特許文献３】特開２００６‐１５７６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述目的装置の選択方法では、受信電界強度値と送信電力値との差、異なる２箇所での受信電界強度値の差の最も大きい機器が、電力線通信の伝送特性により必ずしも自宅の機器ではなく、それに基づいて接続すると隣家の機器と誤接続してしまう可能性がある。また、信号のエラーレートの最も小さい、希望波対干渉波比の最も良好な機器も、電力線通信の干渉特性により必ずしも自宅の機器ではなく、それに基づいて接続すると隣家の機器と誤接続してしまう可能性がある。また、機器を２回もしくは３回移動することが必要であり、プリンタやカメラなどなら問題ないが、内蔵機器（特にくらし系機器）の場合に無理あると思われる。さらに、電力線通信の場合は、近くの電源コンセントであっても、距離的に近いであることを保証することができない。
【０００６】
本発明は、電力線通信の事情に鑑みてなされたものであり、新規装置を増設する際にユーザが設定に関する操作をすることなく、確実に宅内の装置のみからなる論理ネットワークの構成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】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明では、新たに増設される新規の電力線通信機器は、既設のマスタ装置から定期的に送られるビーコンの自動利得制御値（ＡＧＣ値）と搬送波対干渉・雑音比値（ＣＩＮＲ値）がそれぞれ所定の閾値を満たしたか否かより、該マスタ装置が同一宅内に設置されているか否かを判断し、であれば、該マスタ装置あてに登録要求を送信し、そして登録及び固有の暗号鍵の交換を行う。
【０００８】
一方、マスタ装置のビーコンのＡＧＣ値とＣＩＮＲ値がＡＧＣとＣＩＮＲ値の所定閾値を満たさなかった場合またはマスタ装置からビーコンを受信できなった場合、すべての既設の電力線通信装置を送信対象に探索要求を同報で送信し、前記既設の電力線通信装置から返信された探索応答のＡＧＣ値とＣＩＮＲ値がそれぞれ所定の閾値を満たした場合、当該既設の電力線通信装置が同一宅内に設置されていることと判断し、該既設装置に登録要求を送信し、そして登録及び固有の暗号鍵の交換を行う。
【０００９】
前述過程において、既設の電力線通信装置は、新たに増設される新規の電力線通信装置から同報で送信された探索要求を受信した際に、前記新規の電力線通信装置に探索応答で返信する。また、前記新規の電力線通信装置から自身あてに送信された登録要求を受信すると、前記新規の電力線通信装置と登録及び固有の暗号鍵の交換を行う。
【００１０】
なお、既設のマスタ装置または既設の電力線通信装置は、選択可能な手段として、新規の電力線通信装置からの登録要求の自動利得制御値（ＡＧＣ値）と搬送波対干渉・雑音比値（ＣＩＮＲ値）がそれぞれ所定の閾値を満たした場合に、前記新規の電力線通信装置が同一宅内に設置されていることと判断し、該新規の電力線通信装置と登録及び固有の暗号鍵の交換を行う手段も備える。
【００１１】
また、新規の電力線通信装置と登録を行った既設の電力線通信装置は、前記新規の電力線通信装置の識別子と固有の暗号鍵を、自身の固有の暗号鍵で暗号化して同ネットワークのマスタ電力線通信装置に転送する手段を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、新規機器を増設する際に電源コンセントに差し込むだけでセキュアに既設のネットワークに接続することができる。また、ネットワークの統一や親機の交替も簡単に行うことも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（１）ネットワークの設定
本発明に述べている電力線通信は主に住宅（または小さなオフィス）等をターゲット環境とする。電力線が伝送媒体に使われるため、その配線構造が電力線通信ネットワークの物理的な接続に影響する要素として考えなければならない。まず外から導入される商用電源の送電方式には、単相二線式や単相三線式、また非常にまれではあるが三相三線式等がある。そして、使われる送電方式及び宅内にある分電盤の各ブレーカーに引き込まれた電線の違いによって、同宅内の任意二つの電源コンセント間の関係は、同一ブレーカーの配下（同相同一回路）、同じ引き込み線を共有する二つ異なったブレーカーの配下（同相別回路）、もしくは異なった引き込み線とつながった二つ異なったブレーカーの配下（異相別回路）というように分かれる。図１は単相三線式を示す。Ｌ１とＬ２は逆相の電圧線で、Ｎは中性線で接地される。電源コンセント１１と１２は同じブレーカー１０の配下で同相同一回路に属し、電源コンセント１１と１２の何れかと２１はそれぞれ同じＬ１とＮとつながったが異なるブレーカー２０と３０の配下のため同相別回路に属し、電源コンセント１１と１２と２１の何れかと３１はそれぞれＬ１とＬ２の電圧線とつながって且つ別のブレーカー配下のため異相別回路に属する。上記何れの場合も、電力線通信信号が電源コンセントに接続された相手装置まで届くことが可能だが、しかし設置された回路によっては伝送特性に大きな差が現れることがある。ちなみに、単相二線式の場合、宅内の電源コンセントの間で同相同一回路または同相別回路しか存在しない。
【００１４】
電力線通信において使われる２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数帯域の電気信号は送受信同士が同相同一回路、同相別回路もしくは異相別回路によってそれぞれ伝送特性が異なり、具体的に平均減衰で言えば、同相同一回路の場合は４０ｄＢ以下に対して、同相別回路と異相別回路の場合は５０ｄＢ以上まで達することが判明している。さらに、集合住宅の場合（図２）、隣の家との間では、同相別回路や異相別回路と同様に考えられるため、信号の減衰により区別できないのが現状である。こうして物理的に区切りされていなく且つセキュリティが保証されない通信環境においては、上位のデータリンク層で論理ネットワークを構成し、同一ネットワークの装置は同じネットワーク識別子及びネットワーク鍵を共有した上で通信を行うことが必要である（図３）。これにより、前記論理ネットワークに登録されていない装置が、前記論理ネットワークのネットワーク鍵をもっていないため、この論理ネットワークのメンバー装置とのデータ通信を遮断させることができる。
【００１５】
論理ネットワークの具体的な構成方法は、大きく二つのステップに分けられる。ステップ１では、新規装置が既設機器（通常、マスタ装置あるいは親機）と、登録及び固有の暗号鍵交換・共有を行う。例えば、図４中に、新規装置の子機Ａ１が、親機Ａと固有鍵Ａ１交換４１を行う。ステップ２では、新規装置が同一ネットワーク同士との暗号通信に必要なネットワーク鍵を取得する。その結果、親機以外の各装置（子機）がそれぞれ親機と固有の暗号鍵を共有し、すべての装置（親機とすべての子機）が同じネットワーク鍵を共有することになる。例えば、図４中に、子機Ａ１は、親機Ａから固有鍵Ａ１で暗号化された親機Ａのネットワーク鍵をネットワーク鍵配付４２で受信し、取得する。
【００１６】
同一論理ネットワークの装置同士は、前述のように同相同一回路、同相別回路もしくは異相別回路に設置されている。新規装置（子機）の登録を開始する際に、まず、同相同一回路に既設装置が存在するか否かを確認する。そのため、既設装置と同相同一回路の電源コンセント（例えば、同一電源コンセント）に接続することが必要である。登録が完了すると、新規装置を設置されたい場所、即ち同相別回路もしくは異相別回路に移動してもよい。なお、登録一旦完了後、リセットされない限り、子機の登録情報がずっと非揮発性メモリに保存されており、該新規装置はその論理ネットワークの一員として変わらない。ちなみに、同一電源コンセントは勿論同相同一回路であるが、通常、同じ部屋における電源コンセント同士も同相同一回路になる可能性が高い。
【００１７】
同一論理ネットワークの装置はすべて同相同一回路に設置して使用される場合と、そうでない場合がある。後者の場合は、ネットワークの中に少なくとも移動可能な装置が１台あればよい。具体的には、まずこの装置を親機と登録しておく。そして、この装置を設定用の装置として、必要な場合、例えば、移動不可能の新規装置の増設時に、新規装置の近傍にもっていき、新規装置に対して登録を行う。なお、親機をこの設定用の装置として使ってもよい。
【００１８】
なお、同相同一回路において複数の論理ネットワークを設置することは、普通は行わないと思われるが、設置すること自体はユーザの意図の下で可能である。しかし、複数の親機が存在する同相同一回路、または異なるネットワークに属する複数の子機が存在する同相同一回路の電源コンセントに、新規装置を接続すると、新規装置はそれを検出し、自動接続不可能の信号を表示部に表示する。この場合、ユーザにとって二つの方法の何れかを選択することが可能である。接続先でない親機または子機を電源コンセントから抜き、新規装置を電源コンセントに再接続する。もしくは、新規装置を、接続先となる同一ネットワークの親機または子機のみ存在する同相同一回路の電源コンセントに再接続する。また、どうしても異なるネットワークの装置が存在する同相同一回路において新規装置を増設したい場合は、親機または既設子機に備え付けられているボタンの押下によって登録先を選択する。ボタンを押されたとき、その装置からネットワーク識別子通知を送信され、新規装置は受信した該ネットワーク識別子をもつ親機と直接に登録するか、もしくはネットワーク識別子を送信した装置を通して親機と登録するようにしてもよい。
【００１９】
なお、新規装置は親機からビーコンを受信可能な状態にあるとされるが、実際、親機から直接ビーコンを受信不能な場合でも、同一論理ネットワークの既設装置が同相同一回路に設置されていれば、この既設子機を代理として前述同じ仕組みで登録を行ってもよい。ただし、この場合、登録後、通信（同期等）を行うためには、ビーコンに含まれた情報を前記子機に転送してもらい、転送された情報に基づいて送受信するような付加仕組みを利用することが必要である。
【００２０】
なお、住宅（または小さなオフィス）の場合は、基本的にブレーカーを有する分電盤が設置されており、各部屋の電源コンセントは分電盤中のブレーカーを介して互につながるようになっている。一方、ブレーカーを有する分電盤を使わない環境においては、電力線通信信号がより遠く届き、広い範囲内の機器と自動接続される可能性がある。このような使用環境においては、ブレーカーのあるのと同様な信号の減衰手段（例えば、減衰器やフィルタ）を持たせることで、本発明の自動接続を同様に適用してもよい。
【００２１】
（２）装置の構成
図５は電力線通信装置の外部構成を示す。５０は電源入口、５１はＥｔｈｅｒｎｅｔ(登録商標）の接続口、５２は表示部（ＬＥＤ）である。これは、典型的なＬＡＮ-ＰＬＣアダプタの外部構成である。ただ、外部インタフェースとして、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ(登録商標）の代わりに無線ＬＡＮや他の通信インタフェースにしてもよい。
【００２２】
表示部のＬＥＤは、少なくとも設定前、設定中、登録先特定不可、設定成功、設定失敗という５つの状態を表示できるものとする。なお、登録先特定補助等必要な場合の入力手段として、ボタンを備え付けてもよい。
【００２３】
さらに、同相同一回路の環境を容易に備えるために、一部の装置（例えば、設定専用装置）に対しては、増設される新規装置に電源と通信路を提供するために、電源の電路を分岐して付属電源コンセントを用意してもよい（図６中の６３）。
【００２４】
なお、前述のように単独なアダプタ装置のほかに、内蔵型や埋め込み型の装置への適用も想定可能である。例としては、ドアホン、分電盤、電力線電源タップ等が挙げられる。換言すれば、本発明の技術を他の装置に組み込まれるハードウェアモジュール及びソフトウェアモジュール（例えば、ＳＤＫ：Ｓｏｆｔｗａｒｅ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  Ｋｉｔ）の形にして提供してよい。このような場合は、前述のような各部分は外観的に図示の様子と多少異なってもよい。
【００２５】
図７は装置の内部構成を示す。本発明と係わるのは、ＡＧＣ７２、ＰＬＣ  ＰＨＹ７４、ＰＬＣ  ＭＡＣ７６、ＣＰＵ７７等である。ＡＧＣ値はレジスタ７５に保存され、次のフレームが受信されるとその値にオーバーライトされる。登録に関係するプログラムはＣＰＵ７７で実行される。ＮＩＣ７９としてＥｔｈｅｒｎｅｔ(登録商標）のモジュールが用いられる。しかし、前述のように、ここに無線ＬＡＮや他の通信インタフェースのモジュールが取って代わってもよい。
【００２６】
図７に示すように、ＡＧＣ値とＣＩＮＲ値はそれぞれ、ＰＬＣ  ＰＨＹ７４のレジスタ７５とＰＬＣ  ＭＡＣ７６から取得される。こうして取得されたＡＧＣ値とＣＩＮＲ値は同一フレームのものであることが、図８に示された処理の仕組みを備えることで保証される。具体的には、μコード８１レベルでＰＨＹ８０から電力線通信のフレームを受信検知８３すると、ファームウェアにμコード割り込み８４を行い、ＭＡＣアドレス保存レジスタ８６から送信元のＭＡＣアドレスとＡＧＣレジスタ８５からＡＧＣ値を読み出し、ＭＡＣアドレス：ＡＧＣ値ペア８７で一時記憶し、後にファームウェアで処理されるフレームをキャッチし、そのＣＩＮＲ値とともに前記ＡＧＣ値をフレームの情報として提供する。
【００２７】
図９は装置内部における接続設定部と関係する機能部を示す。接続設定部９０は本発明のプログラムが含まれ、その実行結果が端末情報記録部９１に保存される。端末管理部９２は、端末情報記録部９１に保存されている情報に基づいて端末の認証や管理を行う。接続設定に関する状態の信号は表示部９３により表示される。
【００２８】
図１０は子機の接続設定部の各機能部を示す。１０１は既設の機器（親機等）と登録を行う登録実行部である。１０２は登録先の判断を行う登録判断部である。１０３は親機からのビーコンに対する処理を行うビーコン処理部である。１０４は既設子機を探索しその存在を確認する既設子機探索・処理部である。１０５はビーコンや既設子機探索応答のＡＧＣ値とＣＩＮＲ値を測定するＡＧＣとＣＩＮＲ測定部である。１０６は既設の機器（親機等）と固有な暗号鍵を生成する固有鍵生成部。新規子機の場合は、ビーコンのＡＧＣ値とＣＩＮＲ値により親機と同相同一回路であるか否かを登録判断部で判断し、同相同一回路であれば、親機と登録する。同相同一回路でなければ、既設子機探索及び探索応答のＡＧＣ値とＣＩＮＲ値により同相同一回路に既設子機が存在するか否かを判断し、存在すれば、該子機と登録する。存在しなければ、自動接続不可となる。また、登録において、固有鍵生成部１０６を用いて、登録される新規子機の固有の暗号鍵を生成する。
【００２９】
図１１は親機の接続設定部の各機能部を示す。登録受付部１１３で新規子機から受信した登録要求のＡＧＣ値とＣＩＮＲ値をＡＧＣとＣＩＮＲ測定部１１４で取得し、該新規子機と同相同一回路であるか否かを登録判断部１１２で判断し、同相同一回路であれば該新規子機と登録し、また固有鍵生成部１１５を用いて新規子機の固有の暗号鍵を生成する。
【００３０】
（３）装置の機能（親機、既設子機、新規子機）
図１２は接続設定に関する親機のフローチャートを示す。親機は、周期的にビーコンを同報（ブロードキャスト）（Ｓ１２０）で送信する。新規子機から宛先特定（ユニキャスト）で送信された登録要求を受信すると（Ｓ１２１）、該新規子機と登録を実行する（Ｓ１２２）。なお、親機は前記新規子機が自身と同相同一回路であることを登録要求のＡＧＣ値とＣＩＮＲ値により判断してから、該新規子機と登録を実行してもよい。また、既設子機から代理登録要求を受信すると（Ｓ１２３）、親機は代理登録要求を解読して、含まれた新規子機の情報（少なくともＭＡＣアドレスと固有の暗号鍵）を端末情報記録部に記録する（Ｓ１２４）。そして、代理登録の結果が含まれた代理登録応答を前記既設子機に返信する。代理登録要求や代理登録応答は前記既設子機の固有の暗号鍵で暗号化して送信される。なお、これらのフレームはネットワーク鍵で暗号化して送信してもよい。
【００３１】
図１３は接続設定に関する既設子機のフローチャートを示す。既設子機は、新規子機からブロードキャストで送信された既設子機探索要求を受信すると（Ｓ１３０）、既設子機探索応答を返信する（Ｓ１３１）。そして、新規子機からユニキャストで送信された登録要求を受信すると（Ｓ１３２）、該新規子機と登録を実行する（Ｓ１３３）。既設子機は該新規子機が自身と同相同一回路であることを登録要求のＡＧＣ値とＣＩＮＲ値により判断してから、該新規子機と登録を実行してもよい。登録完了後、新規子機の情報（少なくともＭＡＣアドレスと固有の暗号鍵）が含まれた代理登録要求を親機に送信し、新規子機の本登録を実行させる（Ｓ１３４）。
【００３２】
図１４は接続設定に関する新規子機のフローチャートを示す。新規子機は、起動後に親機からのビーコンを受信し（Ｓ１４０）、ビーコンのＡＧＣ値とＣＩＮＲ値により親機と同相同一回路であるか否かを判断し（Ｓ１４１）、同相同一回路であれば、親機にユニキャストで登録要求を送信し、登録を実行する（Ｓ１４２）。同相同一回路でなければ、既設子機探索要求をブロードキャストで送信し（Ｓ１４３）、既設子機からの既設子機探索応答のＡＧＣ値とＣＩＮＲ値により、該既設子機が自身と同相同一回路であるか否かを判断し（Ｓ１４４）、同相同一回路であれば、該既設子機にユニキャストで登録要求を送信し登録を実行する（Ｓ１４５）。同相同一回路でなければ、登録先判断不可として（Ｓ１４６）、再接続することが必要となる。また、同相同一回路において異なるネットワークの親機または既設子機が存在すると判断した場合、登録先判断不可として、登録先としたい親機または既設子機のボタン押下によってネットワーク識別子を通知されると、その識別子をもつ親機にユニキャストで登録要求を送信し登録を実行してもよい（図示なし）。
【００３３】
前述の既設子機探索の方法としては、シーケンシャルな方法を使う。具体的には、送信方式や送信電力を変更して送信範囲を徐々に拡大しながら既設子機探索要求を送信する（図１５）。そうすることにより、既設子機は多く存在する場合、各既設子機からの既設子機探索応答の衝突する可能性を低減させることができる。さらに、既設子機探索応答の数を減らすために、既設子機は、既設子機探索要求のＡＧＣ値とＣＩＮＲ値から新規子機が自分と同相同一回路でないとわかった場合に既設子機探索応答を返送しないようにしてもよい。
【００３４】
同相同一回路であるか否かの論理判別式の一例を以下に示す。
【００３５】
【数１】
2009094768.tif 000003
【００３６】
ただし、ＡＧＣthreshold1とＡＧＣthreshold2は予め決まったＡＧＣの閾値、ＣＩＮＲthreshold1とＣＩＮＲthreshold２は予め決まったＣＩＮＲの閾値である。
【００３７】
なお、この式に対して若干変更や拡張を加えて使用したとしても、ＡＧＣ値とＣＩＮＲ値を利用して同相同一回路の判断を行うこと自体が変わらなければ本発明の実施範囲に含まれると考えてよい。
【００３８】
ＡＧＣ値やＣＩＮＲ値を測定する際に、ビーコンや登録要求や既設子機探索応答の送信電力は一定または既知のものとする。なお、同一フレームを複数のサブキャリアに分けて送信する場合でも、すべてのサブキャリアでの送信は同様な送信電力を使うため、上記同相同一回路の判別式は依然として成り立つ。
【００３９】
登録過程に伴う固有の暗号鍵の生成に際して、まず鍵生成用の情報を交換し、次に交換された情報を用いて固有の暗号鍵を生成する。鍵生成の方法は、Ｄｉｆｆｉｅ−Ｈｅｌｌｍａｎのような公開的な情報交換に基づく鍵生成方法を使う。なお、秘密的な情報交換に基づく鍵生成方法を使ってもよい。
【００４０】
新規子機において登録のトリッガは起動及び初期化完了後に自動的に行われる。しかし、ボタンが装着している場合には、登録先判定不可の後の再登録のトリッガとしてボタン押下にしてもよい。
【００４１】
なお、機器モード（親機と子機）選択ボタンが備えている機器の場合は、親子モードの選択を手動で行う。機器モード（親機と子機）選択ボタンが備えていない機器の場合は、機器モードの選択を自動で行う。後者の場合、１台目は、ビーコン等電力線信号を何も受信していなければ、親機になる。何か受信していれば、同相同一回路で２台目が接続されるのを待って、２台目から既設子機探索要求を送信されると、既設子機探索応答を返信すると同時に親機になる。また、既設子機探索要求と応答による情報交換により、含まれた機器の移動性やファームウェアのバージョン等情報に基づいて１台目もしくは２台目を親機として決めてもよい。
【００４２】
なお、図示しないが、本発明は二つのネットワークの統一や親機交替に適用してもよい。
【００４３】
二つのネットワークの統一を行う場合は、それぞれの親機を同相同一回路に接続し、そしてボタン押下して（ボタンない場合は押下しなくてもよい）、二つの親機間で相手のビーコンのＡＧＣ値とＣＩＮＲ値から同相同一回路であることを判断し、所定の規定に従って親機の一つを新しい親機として決め、もう一つの親機は子機になり、新しい親機に自動登録を行い、自身のもっている子機に関する端末登録情報を新しい親機に転送し、そして自身の各子機に親機変更の通知を送る。こうすることにより、二つのネットワークは一つのネットワークに統一することができる。
【００４４】
親機交替を行う場合は、既設親機を電源コンセントから抜き、新しい親機をある既設子機と同相同一回路の電源コンセントに接続することで、該既設子機は新しい親機の子機として再登録される。さらに、該既設子機は親機が変わったことを他の既設子機に通知し、他のすべての既設子機はそれぞれ新しい親機と再登録する。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明にかかる電力線通信装置及び電力線通信装置の自動登録方法は、新規機器を増設する際に電源コンセントに差し込むだけでセキュアに既設のネットワークに接続することが可能な効果を有し、通信装置間の秘密通信に用いられる共通秘密鍵の設定を行う自動登録方法及び通信装置として有用である。また、ネットワークの統一や親機の交替を簡単に行う等の用途にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】同相同一回路、同相別回路、異相別回路を示す図
【図２】電力配線構造を示す図
【図３】論理ネットワークを示す図
【図４】論理ネットワークの構造を示す図
【図５】電力通信装置の一例の外観を示す図
【図６】電力通信装置の一例（付属電源コンセント付き）の外観を示す図
【図７】電力通信装置の内部構造を示す図
【図８】ＡＧＣ値の取得とＣＩＮＲ値との同期を示す図
【図９】接続設定に係わる各機能部を示す図
【図１０】子機の接続設定部の各機能部を示す図
【図１１】親機の接続設定部の各機能部を示す図
【図１２】親機のフローチャート
【図１３】既設子機のフローチャート
【図１４】新規子機のフローチャート
【図１５】既設子機探索及び既設子機による代理登録を示す図
【符号の説明】
【００４７】
１０１    登録実行部
１０２    登録判断部
１０３    ビーコン処理部
１０４    既設子機探索・処理部
１０５    ＡＧＣとＣＩＮＲ測定部
１０６    固有鍵生成部
【図１】
2009094768.tif 000004
【図２】
2009094768.tif 000005
【図３】
2009094768.tif 000006
【図４】
2009094768.tif 000007
【図５】
2009094768.tif 000008
【図６】
2009094768.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【図９】
2009094768.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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