JP5163192B2 - 無線通信システム及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信を行う機器の少なくとも一方が移動体に搭載される無線通信システム及び無線通信方法に関する。

例えば車車間通信などの移動体間で行う通信では電波信号を用いるため、送信信号が到達する範囲はある程度の拡がり持つことになる。その結果、送信側では受信されることを想定していない範囲まで信号が受信されたり、逆に、受信側では不要とされる情報まで受信してしまう事態が生じる。
斯様な問題を解決する技術として、特許文献１には、送信側で予測した位置情報に基づく通信パターンを、スペクトラム拡散方式におけるＰＮ系列により生成して送信し、上記位置に該当する受信側が同じ通信パターンを生成することで、信号の受信を可能とするものが開示されている。
特開２０００−２６９８８６号公報

しかしながら、特許文献１の技術は、送信機及び受信機が、スペクトラム拡散という特殊な通信方式に対応した構成であることを前提としており、その他の通信方式を採用しているものには適用することができない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、通信方式に依存することなく、特定の受信対象にだけ選択的に受信を行わせることができる無線通信システム及び無線通信方法を提供することにある。

請求項１記載の無線通信システムによれば、送信側通信機は、データを送信する位置領域を決定すると、その位置領域に関連した鍵暗号鍵を選択又は決定し、データ暗号鍵により暗号化したデータと、鍵暗号鍵により暗号化したデータ暗号鍵とを送信する。一方、受信側通信機では、データを受信する位置領域を決定すると、その位置領域に関連した鍵暗号鍵を選択又は決定し、その鍵暗号鍵によってデータ暗号鍵を復号化し、復号化したデータ暗号鍵によってデータを復号化する。尚、「位置領域」については、２次元的な領域，３次元的な領域の何れでも良い。

したがって、送信側でデータの宛先として意図した位置領域に属する通信機にだけ、データの復号を可能とすることができる。またその場合、送受信側の何れか一方が移動体に搭載されることから、その移動位置を推定・予測することで複数の位置領域を選択する場合も想定される。そこで、１つの送信データ（送信パケット）についてデータ暗号鍵は共通とすることで、その鍵により暗号化されるデータは共通（１種類）となる。そして、鍵暗号鍵を位置領域に関連して決定し、データ暗号鍵を暗号化して送信すれば、送信対象の位置領域が複数ある場合は、共通の「暗号化」データと共に、位置領域数に応じた「暗号化」データ暗号鍵が送信される。故に、送信パケットのデータサイズを大幅に低減することができる。またこの場合、基本的には暗号鍵を使用するものであり、暗号化・復号化のプロセスが特定の通信方式に依存しないので、どのようなプロトコルを採用する通信にも適用することができる。

請求項２記載の無線通信システムによれば、送信側通信機は、使用するデータ暗号鍵について生成したチェックコードも併せて送信し、受信側通信機は、復号化したデータ暗号鍵についてチェックコードを計算し、チェックコードが受信したものに一致すれば、そのデータ暗号鍵を用いて復号化を行う。したがって、複数の送信宛先に応じて暗号化データ暗号鍵が複数ある場合でも、復号化したデータ暗号鍵が自身宛であることを、チェックコードを利用して、データを復号する以前の段階で簡単に確認することができる。

請求項３記載の無線通信システムによれば、送信側通信機は、送信データについて生成したチェックコードをデータ暗号鍵により暗号化して送信し、受信側通信機は、データ暗号鍵により送信データのチェックコードを復号化すると、そのチェックコードを用いて前記データをチェックする。したがって、チェックコードで確認したデータ暗号鍵によりデータのチェックコードを復号化して、データをチェックすることができる。

請求項４記載の無線通信システムによれば、送信側通信機が移動体に搭載されている場合、データの送信宛先とする位置領域を任意に指定可能とするので、例えば自身の現在位置に応じて将来的に到達することが予測される位置領域と、その近傍となる位置領域などに対して選択的に送信を行うことができる。

請求項５記載の無線通信システムによれば、送信側通信機が移動体に搭載されている場合、データの送信宛先としない位置領域を任意に指定可能とするので、例えばデータの内容などに応じて、受信されるのが不適当であると判断される位置領域を、選択的に除外することができる。

請求項６記載の無線通信システムによれば、送信側通信機が移動体に搭載されている場合、移動体の移動速度が変化するのに応じて、データの送信宛先とする位置領域の数を増加又は減少させる。すなわち、移動速度が変化すれば、移動体が位置領域を通過する時間も変化するので、その速度変化に応じて位置領域の数を変化させれば、受信領域数を適切に調整できる。

請求項７記載の無線通信システムによれば、受信側通信機が移動体に搭載されている場合、データを受信する位置領域を任意に指定可能に構成する。すなわち、受信側が移動している場合も同様に、自身の現在位置に応じて将来的に到達することが予測される位置領域と、その近傍となる位置領域などに位置した場合に受信できるように選択することができる。

請求項８記載の無線通信システムによれば、受信側通信機が移動体に搭載されている場合、データを受信しない位置領域を任意に指定可能とするので、例えば受信側の位置に応じてデータの取得が不要と判断される場合などに、受信を拒否できる。

請求項９記載の無線通信システムによれば、受信側通信機が移動体に搭載されている場合、移動体の移動速度が変化するのに応じてデータを受信する位置領域の数を増加又は減少させる。すなわち、受信側についても移動速度が変化すれば、移動体が位置領域を通過する時間も変化するので、その速度変化に応じて位置領域の数を変化させることで、受信領域数を適切に調整できる。

請求項１０記載の無線通信システムによれば、送信側通信機は、データの送信宛先とする位置領域の数を複数とする場合、それらの各位置領域について自身の到達率を決定し、到達率の高さに応じた優先順位で送信パケット内に暗号化されたデータ暗号鍵を配置する。すなわち、到達率が高い位置領域ほど、受信側がデータを受信する可能性も高くなると考えられるので、パケット内の「暗号化」データ暗号鍵の配列順を到達率の高さに応じて決定すれば、データが受信される確率を高めることができる。

請求項１１記載の無線通信システムによれば、送信側通信機は、必要に応じて暗号化しないデータを、全ての受信側通信機を宛先として送信する。すなわち、暗号化する必要がないデータは、宛先を特定する必要がないので、送信される電波を受信可能な通信機が全て受信できるようにして送信を行えば良い。

請求項１２記載の無線通信システムによれば、送信側通信機及び受信側通信機を、車両間において直接通信を行う車車間通信に適用する。すなわち、車車間通信は、送信側及び受信側が何れも移動可能な状態で行われるため、車両間において伝達する必要があるデータを、送信側，受信側の位置関係に応じて適切に選択することができる。

（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について図１乃至図１０を参照して説明する。図１は、車載通信機器１の構成を示す機能ブロック図である。通信機器１は、暗号処理部２，データ処理部３，車車間通信処理部４等を中心に構成されている。暗号処理部２には、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機５，Ｇセンサ６，ジャイロ装置７，車速センサ８などからの各種信号が与えられている。ＧＰＳ受信機５は、衛星軌道上のＧＰＳ衛星より送信されるＧＰＳ信号を複数受信して処理することで車両（移動体）の現在位置を特定し、（緯度，径度，高度を示す）位置信号を出力する。Ｇセンサ６は、衝突事故等が発生するなどして車両に作用する過大な加速度を検知した場合に、検知信号を出力する。ジャイロ装置７は、車両の垂直軸回りの角速度を検知した信号を出力し、車速センサ８は、車両の走行速度の検知信号を出力する。

そして、上記の各出力信号の内、位置信号，加速度検知信号，角速度検知信号は、暗号処理部２の現在位置特定部９に与えられており、角速度検知信号及び車速検知信号は、同未来位置予測部１０に与えられている。現在位置特定部９は、与えられる各検知信号に基づいて車両の現在位置を特定すると、その位置情報を、未来位置予測部１０，送受信ブロック決定部１１，暗号鍵取得部１２に出力する。未来位置予測部１０は、与えられた各信号や現在位置情報に基づいて車両が将来的に到達する位置を予測し、送受信ブロック決定部１１に出力する。

暗号鍵取得部１２は、内部で発生させるランダム値（乱数）によりデータ暗号鍵を決定すると共に、現在位置特定部９，未来位置予測部１０より与えられる信号に基づいて鍵暗号鍵を決定し、それらを、暗号・復号処理部１３及びＣＲＣ演算処理部１４に出力する。
データ処理部３は、送信データ処理部１５，受信データ処理部１６で構成され、車両側に配置されている各種センサ１７（Ｇセンサ６を含む）からのセンサ信号が与えられると共に、車両制御装置（例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit）など）１８との間でデータの送受信を行うようになっている。

車車間通信処理部４は、通信制御部１９，通信データ処理部２０で構成され、車車間通信としての無線通信を行う送受信機２１が受信した、暗号化された状態の受信データを暗号・復号処理部１３に出力し、また、暗号化された状態の送信データを、送受信機２１に出力する。車車間通信には、例えばＩＥＥＥ８０２．１１Ｐ等に準拠したプロトコルが用いられる。

次に、本実施例の作用について図２乃至図１０も参照して説明する。図２は、車車間通信を行う場合に使用する位置ブロック（位置領域）の区分例を示すものである。図２（ａ）は、緯度，径度により２次元的な領域に区分するための範囲種別の一例であり、１辺を０．０１秒（約３ｃｍ）から例えば１０００秒（約３０ｋｍ）まで７段階（種別：０ｘ０１〜０ｘ０７）に区切った場合を示す。これらのどの種別を選択するかは、予め固定しても良いし、状況に応じてダイナミックに変更しても良い。

例えば、範囲種別：０ｘ０４の場合は、領域単位が１秒（約３０ｍ）となる。そして、自車両の現在位置が、
緯度： ３４度５９分４３．４８６秒
径度：１３７度００分２０．３７５秒
であったとすると、緯度経度より１秒以下を切り捨てて、
緯度： ３４度５９分４３秒〜４４秒
径度：１３７度００分２０秒〜２１秒
の範囲を、自車位置が属する位置領域とする。また、上記緯度経度より１秒以下を切り捨てて１６進数のコードとすると、
緯度：０ｘ００３４５９４３
径度：０ｘ０１３７００２０
となり、両者を結合すれば、
０ｘ００３４５９４３０１３７００２０
という数値となり、この数値をハッシュ関数等を用いて変換したものを、後ほど使用する「鍵暗号鍵」とする。

また、図２（ｂ）は、高度についても７段階（種別：０ｘ０１〜０ｘ０７）に区切った場合を示す（単位は、１ｍ，２ｍ，５ｍ，１０ｍ，２０ｍ，５０ｍ，１００ｍ）。そして、図２（ａ）と組みわせて使用することで３次元的な位置ブロックを設定しても良い。例えば範囲種別：０ｘ０４の場合は、高度１０ｍが単位となるので、自車両の現在高度が１２３ｍであれば、１２０ｍ〜１３０ｍを自車位置が属する位置領域とし、コード０ｘ１２０を上記に追加結合して使用すれば良い。

図３は、通信機器１が送信側となる場合の処理内容を示すフローチャートであり、図４は、図３の処理により送信データパケットが生成されるイメージを示す。通信機器１の暗号処理部２は、先ず、暗号鍵取得部１２によりランダム値によってデータ暗号鍵を生成すると（ステップＳ１）、ＣＲＣ演算処理部１４が、そのデータ暗号鍵のチェックコードとしてＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）コードを生成する（ステップＳ２）。それから、暗号・復号処理部１３が、データ暗号鍵を利用して送信データ処理部１５より与えられる送信データを暗号化する（ステップＳ３）。送信データは、車両センサ１７より出力されるセンサ信号や、車両制御装置１８より与えられるデータなどである。

次に、暗号処理部２は、送受信ブロック決定部１１により送信宛先とする位置ブロック（送信ブロック）を決定する（ステップＳ４）。ここでの位置ブロックは１つ以上であれば良く、例えば、図２で説明したように、現在位置特定部９により特定される自車両の現在位置が属しているブロックでも良いし、自車両の走行状態に応じて未来位置予測部１０により予測される移行する可能性があるブロックや、それよりも更に拡がりを持たせたものでも良い。

更に、必ずしも、この時点で自車両が属している位置ブロックを含む必要はない。例えば現在の位置ブロック内で境界付近に位置している場合は、遠からず進行方向上にある次の位置ブロックに移行することが推定されるので、送信する時点において属する位置ブロックを選択しても良いし、その更に先を選択しても良い。したがって、基本的には宛先を任意に選択しても良い。

位置ブロックを決定すると、続くステップＳ５〜Ｓ８のループにおいて、暗号・復号処理部１３が選択した位置ブロックの数に応じた暗号化処理を行う。すなわち、共通のデータ暗号鍵を、送信宛先として選択した１つ以上の位置ブロックに応じて生成される１つ以上の鍵暗号鍵によって暗号化する（ステップＳ６，Ｓ７）。そして、ヘッダ部分に、鍵数（送信先位置ブロック数），１つ以上の暗号化データ暗号鍵，データ暗号鍵用チェックコードを配置し、暗号化データ及びフッタと共に送信データパケットを生成すると、そのパケットを車車間通信処理部４並びに送受信機２１を介して送信する（ステップＳ９）。

図５（ａ）〜（ｃ）は、通信機器１が受信側となる場合の処理内容を示すフローチャートであり、図６は、図５の処理により受信データが復号化されるイメージを示す。
送受信機２１並びに車車間通信処理部４を介してデータパケットを受信すると、図５（ａ）のステップＲ１において、暗号処理部２は、先ず、自車両の現在位置に応じた位置ブロック（受信ブロック）を決定すると（→図５（ｂ）：ステップＲ５）、位置ブロックに応じて生成される鍵暗号鍵を取得する（→図５（ｂ）：ステップＲ６）。鍵暗号鍵の取得には、送信側と共通のハッシュ関数を使用する。尚、ステップＲ５で決定する位置ブロックも、送信時と同様に１つ以上であれば良い。

次に、図５（ａ）のステップＲ２において、データ暗号鍵の取得処理を行う。この処理は、図５（ｃ）に示すように、ステップＲ７〜Ｒ１１のループを、受信したデータパケットのヘッダに配置されている鍵数に応じた回数だけ繰り返して行う。すなわち、前記ヘッダには、送信側が配置した１つ以上の暗号化データ暗号鍵が含まれているので、その暗号化データ暗号鍵を、ステップＲ６で取得した鍵暗号鍵を使用して復号処理する（ステップＲ８）。

そして、復号処理したデータ暗号鍵についてＣＲＣを計算すると（ステップＲ９）、データパケットに含まれているＣＲＣのデータ値と比較する（ステップＲ１０）。両者が一致すれば、送信側が宛先として選択した位置ブロック（の１つ）と、受信側の位置ブロック（の１つ）とが一致したことを示すので、データ暗号鍵の取得に成功したことを示す（ステップＲ１３）。また、ステップＲ１０で両者が一致しなかった場合は、ステップＲ８において、データパケットに含まれている次の暗号化データ暗号鍵を、鍵暗号鍵を使用して復号処理し、同様の判定を行う。

全ての暗号化データ暗号鍵を復号した結果、ＣＲＣが一致しなかった場合は、データ暗号鍵の取得に失敗したこととなり（ステップＲ１２）、受信したデータは、自身に宛てて送信されたものでなかったことを示す。したがって、そのデータは破棄する。
データ暗号鍵の取得に成功すると、図５（ａ）のステップＲ３において「ＹＥＳ」となり、そのデータ暗号鍵を用いて、データパケットに含まれている暗号化データの復号処理を行う（ステップＲ４）。そして、復号されたデータは、データ処理部３の受信データ処理部１６に与えられ、必要に応じて車両制御装置１８に転送される。

尚、暗号化する対象のデータは、例えばドライバ個人や車両が特定されるような情報とする。また、送信データパケット中に、暗号化する必要がないデータも配置して送信することも当然可能である。その場合、ヘッダ中に、暗号化データ，非暗号化データのサイズをセットすれば良い。

より具体的な例を挙げると、例えば車車間通信を、一定のエリア内に位置する車両間での交通情報，事故発生情報の共有に適用する場合、事故を起こした車両の通信機器１が送信側となって、自身及びその周辺の位置ブロックに事故発生情報を送信することを想定する。この場合、「事故が何時何処で発生した」という情報については、暗号化する必要はないが、例えば自己車両のナンバーや、運転者の個人情報などは暗号化して、事故発生地点を中心とするより狭いエリアだけに送信するのが好ましい。その情報が、救助作業や身元の特定等に役立つことが期待されるからである。

ここで、図７は、上記の通信方法を用いた場合に、各位置ブロックで受信されるデータのイメージを示すもので、図８は、比較のため従来の一般的な車車間通信の場合を示す。図８における一般的な場合は、送信側が送信した電波信号が受信可能な位置ブロック内に属する全ての車両がデータを受信することができる。これに対して、図７に示す本実施例の場合、送信した電波信号が受信可能な位置ブロック内では、暗号化されていないデータ（非個人情報）を受信することはできるが、暗号化されているデータ（個人情報）については、送信側が指定した特定の位置ブロックに属する車両だけが、前記位置ブロックに応じた鍵暗号鍵によりデータ暗号鍵を復号化して、暗号化データを復号化することが可能となる。

また、図９及び図１０は、送信側が宛先として指定する位置ブロックが複数となる場合に、本実施例の方法により送信データパケットのサイズを低減できることを説明するものである（図中の「エリア」は位置ブロックに対応する）。一般的に送信データを暗号化する場合は、例えば特許文献１のように宛先の位置ブロックに対応したデータ暗号鍵を用いて暗号化を行う。その結果、宛先が複数の位置ブロックとなる場合は、図９（ａ）に示すように、各ブロック毎に暗号化したデータを含むパケットを送信する必要がある。
これに対して、本実施例では、宛先が複数の位置ブロックとなる場合でも、共通のデータ暗号鍵で暗号化したデータと、そのデータ暗号鍵を、各ブロック毎に対応した鍵暗号鍵で暗号化したものとを共通のパケットで送信する（図９（ｂ）参照）。したがって、複数の暗号化データ暗号鍵が含まれるヘッダのサイズはやや大きくなるものの、暗号化データ部分はサイズが増えないため、パケットのサイズはトータルで大幅に小さくなる。

図１０は、パケット各部のサイズについて一例を設定した場合の比較である。図１０（ａ）に示すように、
ヘッダ：１６バイト，データ：４バイト，フッタ：４バイト
の場合、送信宛先が１０ブロックでは、パケットデータサイズの差は１．４倍である。そして、図１０（ｂ）に示すように、
ヘッダ：１６バイト，データ：１６ｋバイト，フッタ：４バイト
の場合は、送信宛先が１０ブロックでは、パケットデータサイズの差は８．８倍にもなる。一般に、データのサイズは、図１０（ｂ）のケースのようにヘッダのサイズに比較してかなり大きいので、上記のようなデータサイズの削減効果が十分に期待できる。

以上のように本実施例によれば、送信側の通信機器１は、データを送信する位置ブロックを決定すると、その位置ブロックに関連した鍵暗号鍵を決定し、データ暗号鍵により暗号化したデータと、鍵暗号鍵により暗号化したデータ暗号鍵とを送信する。一方、受信側の通信機器１では、データを受信する位置ブロックを決定すると、その位置ブロックに関連した鍵暗号鍵を決定し、その鍵暗号鍵によってデータ暗号鍵を復号化し、復号化したデータ暗号鍵によってデータを復号化する。

したがって、送信側でデータの宛先として意図した位置ブロックに属する通信機器１にだけ、暗号化データの復号を可能とすることができる。またその場合、１つの送信データ（送信パケット）についてデータ暗号鍵を共通とし、鍵暗号鍵を位置ブロックに関連して決定し、データ暗号鍵を暗号化して送信すれば、送信対象の位置ブロックが複数である場合は、共通の暗号化データと共に位置ブロック数に応じた暗号化データ暗号鍵が送信される。よって、送信パケットのデータサイズを大幅に低減することができる。そして、基本的には暗号鍵を使用するものであり、暗号化・復号化のプロセスが特定の通信方式に依存しないので、どのようなプロトコルを採用する通信にも広く適用することができる。

また、送信側通信機器１は、使用するデータ暗号鍵について生成したチェックコードも併せて送信し、受信側通信機器１は、復号化したデータ暗号鍵についてチェックコードを計算し、チェックコードが受信したものに一致すれば、そのデータ暗号鍵を用いて復号化を行う。したがって、複数の送信宛先に応じて暗号化データ暗号鍵が複数ある場合でも、復号化したデータ暗号鍵が自身宛であることを、チェックコードを利用して、暗号化データを復号する以前の段階で簡単に確認することができる。

また、送信側通信機器１がデータの送信宛先とする位置ブロックを任意に指定可能とするので、例えば自身の現在位置に応じて将来的に到達することが予測される位置ブロックと、その近傍となる位置ブロックなどに対して選択的に送信を行うことができる。加えて、通信機器１が受信側となる場合も、データを受信する位置ブロックを任意に指定可能とするので上記と同様の効果が得られる。

更に、送信側通信機器１は、必要に応じて暗号化しないデータを、全ての受信側通信機器１を宛先として送信するので、暗号化する必要がないデータは、送信電波を受信可能な通信機器１に全て受信させることができる。そして、車両間において直接通信を行う車車間通信に適用するので、車両間において伝達する必要があるデータを、送信側，受信側の位置関係に応じて適切に選択することができる。

（第２実施例）
図１１及び図１２は本発明の第２実施例を示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第２実施例は、送信側の通信機器１が宛先として指定する位置ブロック数を、自車両の走行速度に応じてダイナミックに変化させる場合を示す。図１１は、第１実施例のステップＳ４に対応する送信宛先の位置ブロックを決定する処理を示すものである。
この場合、暗号処理部２は、ジャイロ装置７より自車両の進行方向を取得すると共に（ステップＳ１１）、車速センサ８より移動速度を取得する（ステップＳ１２）。そして、これらの進行方向並びに移動速度に基づいて、送信宛先とする位置ブロックを決定する（ステップＳ１３）。

例えば図１２（ａ）は、移動速度が比較的低速の場合であり、自車両の進行方向側となる宛先位置ブロックの選択数を少なくし、図１２（ｂ）に示す移動速度が比較的高速の場合には、自車両の進行方向側となる宛先位置ブロックの選択数をより多くする。すなわち、自車両が低速で移動している場合には、現在属している位置ブロックを外れる確率、若しくは外れた場合でもそこからより離れる確率は低いので、宛先を狭い範囲に絞っても問題がない。一方、自車両が高速で移動している場合には、現在属している位置ブロックを外れる確率及び、外れた場合にそこからより遠くに離れる確率は高いので、宛先を広い範囲に設定しておくことで、データが受信される可能性を高めるようにする。

以上のように第２実施例によれば、自車両の移動速度が速くなるのに応じて、データの送信宛先とする位置ブロックの数を増加させるので、速度変化に応じて送信宛先を適切に調整できる。尚、速度の上昇に応じて宛先を減少させても良い。また、第２実施例の処理を、受信側で受信位置ブロックを決定する場合について、同様に適用しても良い。

（第３実施例）
図１３及び図１４は本発明の第３実施例を示すものであり、第２実施例と異なる部分について説明する。図１３は、第２実施例と同様に、第１実施例のステップＳ４に対応する送信宛先の位置ブロック決定に関する処理を示すもので、送信データパケット内に各位置ブロックに対応する暗号化データ暗号鍵を配置する順序を決定するため、到達率を指標として用いる。すなわち、第２実施例と同様に、ステップＳ１１，Ｓ１２を実行すると、これらの進行方向並びに移動速度から、自車両の現在位置を中心として、例えば進行方向側の位置ブロックにつき到達率を予測する（ステップＳ１４）。

ここで、到達率とは、例えば現時点から所定の時間が経過するまでの間に、自車両が各位置ブロックに到達しているであろうと推定される確率である。一例として図１４に示すように決定されるが、この場合（ａ）低速移動時，（ｂ）中速移動時，（ｃ）高速移動時のそれぞれについて、予め到達率の設定パターンがテーブルで決められており、その設定パターンを読み出すことで決定・予測する。図１４において、図中左端の太枠で示しているのが、自車両が現在属している位置ブロックであり、右方向矢印が進行方向を示す。この場合、現在位置に近く、現在の進行方向に沿って並んでいる位置ブロックほど到達率が高くなるように設定されている。

そして、続くステップＳ１５では、より現在位置に近く到達率が高いものを優先して、送信データパケットのヘッダにおける、暗号化データ暗号鍵の配置順序を決定する。すなわち、到達率が高い位置ブロックに属している車両の通信機器１の方が、パケットを受信する確率が高いので、その確率の高さに応じた順序で暗号化データ暗号鍵を配置しておけば、受信確率が高い通信機器１ではデータ暗号鍵をより早く復号化することが可能となる。

以上のように第３実施例によれば、送信側の通信機器１は、データの送信宛先とする位置ブロック数を複数とする場合、それらの各位置ブロックについて自身の到達率を決定し、到達率の高さに応じた優先順位で送信パケット内に暗号化データ暗号鍵を配置するので、データが受信される確率を高めることができ、また、データを受信した通信機器１において、データ暗号鍵をより早く復号化してデータを復号化することができる。そして、第３実施例の処理を、受信側で受信位置ブロックを決定する場合について同様に適用しても良い。尚、到達率が一定以上低い位置ブロックについては、送信データパケットにつき許容されるサイズの制限に応じて宛先より外すように処理しても良い。

（第４実施例）
図１５及び図１６は本発明の第４実施例を示すものであり、第１実施例と異なる部分について説明する。図１５及び図１６は、第１実施例で示した図４，図６の一部相当図である。図１５に示す送信処理側では、送信データについてＣＲＣ等のチェックコードを生成し（ステップＳ２１）、そのチェックコードもデータ暗号鍵により暗号化する（ステップＳ２２）。そして、暗号化したデータ用チェックコードも、パケットに配置して送信する。

一方、図１６に示す受信処理側では、暗号化データ用チェックコードもデータ暗号鍵により復号化し（ステップＲ２１）、復号化したデータからチェックコードを生成する（ステップＲ２２）。そして、復号化したチェックコードとの照合を行い（ステップＲ２３）、両者が一致すればデータを確定し、両者が一致しなければデータを破棄する（ステップＲ２４）。

以上のように第４実施例によれば、送信側の通信機器１は、送信データについて生成したチェックコードをデータ暗号鍵により暗号化して送信し、受信側の通信機器１は、データ暗号鍵により送信データのチェックコードを復号化すると、そのチェックコードを用いて前記データをチェックする。したがって、チェックコードで確認したデータ暗号鍵によりデータのチェックコードを復号化して、復号化したデータが正常か否かをチェックすることができる。

本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
位置ブロックに対応した鍵暗号鍵を予め決定しておき、データテーブルとして保持し、そのテーブルから読み出すことで選択しても良い。
また、位置ブロックの設定は、例えば特定の地図について予め設定されているメッシュを用いても良い。
送信側において、データの送信宛先としない位置ブロックを任意に指定可能としても良い。例えばデータの内容などに応じて、受信されるのが不適当であると判断される位置ブロックを、選択的に除外することができる。また、受信側についても同様である。

第３実施例において、到達率を例えば関数等を用いて演算により決定しても良い。
データ暗号鍵は、ランダム値により決定するものに限らず、例えば送信側の現在位置や時刻などに基づいて決定しても良い。
チェックコードはＣＲＣに限ることなく、例えばパリティ等でも良く、受信したデータチェックするためのコードであれば何を使用しても良い。
車車間通信に限ることはなく、少なくとも一方が移動体であれば良い。そして、送信側，受信側の通信機が直接通信を行うシステムに限ることなく、基地局を介して通信を行うシステムに適用しても良い。

本発明の第１実施例であり、車載通信機器の構成を示す機能ブロック図 位置ブロックの区分例を示す図 送信側の処理内容を示すフローチャート 送信データパケットが生成されるイメージを示す図 受信側の処理内容を示すフローチャート 受信したデータが復号化されるイメージを示す図 各位置ブロックで受信されるデータのイメージを示す図 従来の一般的な車車間通信の場合の図７相当図 送信データパケットのサイズを低減効果を説明する図 図９を具体数値例で示す図 本発明の第２実施例であり、第１実施例のステップＳ４に対応する処理を示すフローチャート 車両の移動速度に応じた、送信宛先位置ブロックの選択状態を示す図 本発明の第３実施例を示す図１１相当図 図１２相当図 本発明の第４実施例を示す図４の一部相当図 図６の一部相当図

符号の説明

図面中、１は車載通信機器、２は暗号処理部、９は現在位置特定部、１０は未来位置予測部、１１は送受信ブロック決定部、１２は暗号鍵取得部、１３は暗号・復号処理部、１４はＣＲＣ演算処理部を示す。

Claims (24)

1. 無線通信を行う機器の少なくとも一方が移動体に搭載されるもので、
   送信側通信機は、
   使用するデータ暗号鍵を用いて送信データを暗号化すると、前記データの送信宛先とする１つ以上の位置領域を決定し、
   前記位置領域について予め定められている鍵暗号鍵を選択するか、又は前記位置領域の属性に基づいて鍵暗号鍵を決定すると、前記鍵暗号鍵を用いて前記データ暗号鍵を暗号化し、
   前記暗号化されたデータ暗号鍵と、前記暗号化されたデータとをパケットとして送信し、
   受信側通信機は、
   自身がデータを受信する位置領域について予め定められている鍵暗号鍵を選択するか、又は前記位置領域の属性に基づいて鍵暗号鍵を決定すると、当該鍵暗号鍵を用いて前記送信側通信機より送信されたパケットに含まれている暗号化されたデータ暗号鍵を復号化し、
   前記データ暗号鍵を用いて前記パケットに含まれている暗号化されたデータを復号化することを特徴とする無線通信システム。
2. 前記送信側通信機は、使用するデータ暗号鍵についてチェックコードを生成し、そのチェックコードも前記パケットにより送信し、
   前記受信側通信機は、前記復号化したデータ暗号鍵についてチェックコードを計算し、前記チェックコードが前記パケットに含まれているものに一致すれば、前記データ暗号鍵を用いて復号化を行うことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記送信側通信機は、送信データについてチェックコードを生成し、そのチェックコードを前記データ暗号鍵により暗号化して前記パケットにより送信し、
   前記受信側通信機は、前記データ暗号鍵を用いて前記送信データのチェックコードを復号化すると、前記チェックコードを用いて前記データをチェックすることを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
4. 前記送信側通信機が移動体に搭載されている場合、
   前記送信側通信機は、前記データの送信宛先とする位置領域を、任意に指定可能に構成されていることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の無線通信システム。
5. 前記送信側通信機が移動体に搭載されている場合、
   前記送信側通信機は、前記データの送信宛先としない位置領域を、任意に指定可能に構成されていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の無線通信システム。
6. 前記送信側通信機が移動体に搭載されている場合、
   前記送信側通信機は、前記移動体の移動速度が変化するのに応じて、前記データの送信宛先とする位置領域の数を、増加又は減少させることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の無線通信システム。
7. 前記受信側通信機が移動体に搭載されている場合、
   前記受信側通信機は、前記データを受信する位置領域を、任意に指定可能に構成されていることを特徴とする請求項１ないし６の何れかに記載の無線通信システム。
8. 前記受信側通信機が移動体に搭載されている場合、
   前記受信側通信機は、前記データを受信しない位置領域を、任意に指定可能に構成されていることを特徴とする請求項１ないし７の何れかに記載の無線通信システム。
9. 前記受信側通信機が移動体に搭載されている場合、
   前記受信側通信機は、前記移動体の移動速度が変化するのに応じて、前記データを受信する位置領域の数を増加又は減少させることを特徴とする請求項１ないし８の何れかに記載の無線通信システム。
10. 前記送信側通信機は、前記データの送信宛先とする位置領域の数を複数とする場合、それらの各位置領域について自身の到達率を決定し、前記到達率の高さに応じた優先順位で、前記送信パケット内に暗号化されたデータ暗号鍵を配置することを特徴とする請求項１ないし９の何れかに記載の無線通信システム。
11. 前記送信側通信機は、前記送信パケットにおいて、必要に応じて暗号化しないデータを、全ての受信側通信機を宛先として送信することを特徴とする請求項１ないし１０の何れかに記載の無線通信システム。
12. 前記送信側通信機及び前記受信側通信機は、何れも車両に搭載され、車両間において直接通信を行う車車間通信に適用されることを特徴とする請求項１ないし１１の何れかに記載の無線通信システム。
13. 無線通信を行う機器の少なくとも一方が移動体に搭載されるもので、
    送信側において、
    データの送信宛先とする１つ以上の位置領域を決定すると、前記位置領域について予め定められている鍵暗号鍵を選択するか、又は前記位置領域の属性に基づいて鍵暗号鍵を決定し、
    前記鍵暗号鍵を用いて前記データの暗号化に使用したデータ暗号鍵を暗号化し、
    前記暗号化されたデータ暗号鍵と、前記暗号化されたデータとをパケットとして送信し、
    受信側において、
    自身がデータを受信する位置領域ついて予め定められている鍵暗号鍵を選択するか、又は前記位置領域の属性に基づいて鍵暗号鍵を決定すると、当該鍵暗号鍵を用いて送信されたパケットに含まれている暗号化されたデータ暗号鍵を復号化し、
    前記データ暗号鍵を用いて前記パケットに含まれている暗号化されたデータを復号化することを特徴とする無線通信方法。
14. 前記送信側は、使用するデータ暗号鍵についてチェックコードを生成し、そのチェックコードも前記パケットにより送信し、
    前記受信側は、前記復号化したデータ暗号鍵についてチェックコードを計算し、前記チェックコードが前記パケットに含まれているものに一致すれば、前記データ暗号鍵を用いて復号化を行うことを特徴とする請求項１３記載の無線通信方法。
15. 前記送信側は、送信データについてチェックコードを生成し、そのチェックコードを前記データ暗号鍵により暗号化して前記パケットにより送信し、
    前記受信側は、前記データ暗号鍵を用いて前記送信データのチェックコードを復号化すると、前記チェックコードを用いて前記データをチェックすることを特徴とする請求項１４記載の無線通信方法。
16. 前記送信側が移動体である場合、
    前記送信側は、前記データの送信宛先とする位置領域を、任意に指定可能に構成されていることを特徴とする請求項１３ないし１５の何れかに記載の無線通信方法。
17. 前記送信側が移動体である場合、
    前記送信側は、前記データの送信宛先としない位置領域を、任意に指定可能に構成されていることを特徴とする請求項１３ないし１６の何れかに記載の無線通信方法。
18. 前記送信側が移動体である場合、
    前記送信側は、前記移動体の移動速度が変化するのに応じて、前記データの送信宛先とする位置領域の数を、増加又は減少させることを特徴とする請求項１３ないし１７の何れかに記載の無線通信方法。
19. 前記受信側が移動体である場合、
    前記受信側は、前記データを受信する位置領域を、任意に指定可能に構成されていることを特徴とする請求項１３ないし１８の何れかに記載の無線通信方法。
20. 前記受信側が移動体である場合、
    前記受信側は、前記データを受信しない位置領域を、任意に指定可能に構成されていることを特徴とする請求項１３ないし１９の何れかに記載の無線通信方法。
21. 前記受信側が移動体である場合、
    前記受信側は、前記移動体の移動速度が変化するのに応じて、前記データを受信する位置領域の数を、増加又は減少させることを特徴とする請求項１３ないし２０の何れかに記載の無線通信方法。
22. 前記送信側は、前記データの送信宛先とする位置領域の数を複数とする場合、それらの各位置領域について自身の到達率を決定し、前記到達率の高さに応じた優先順位で、前記送信パケット内に暗号化されたデータ暗号鍵を配置することを特徴とする請求項１３ないし２１の何れかに記載の無線通信方法。
23. 前記送信側は、前記送信パケットにおいて、必要に応じて暗号化しないデータを、全ての受信側を宛先として送信することを特徴とする請求項１３ないし２２の何れかに記載の無線通信方法。
24. 車両間において直接通信を行う車車間通信に適用されることを特徴とする請求項１３ないし２３の何れかに記載の無線通信方法。

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