JP2006287767A - 無線通信システムおよび無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接続装置から被接続装置に対する無線通信に必要な通信設定データを、その無線通信による接続開始に際し、接続装置が予め取得できるようにした無線通信システムおよび無線通信方法を提供する。
【解決手段】接続装置としてのコンピュータ１が被接続装置としての携帯通信端末２に対してＷＬＡＮ通信を行う際に、携帯通信端末２のＩＰアドレスなどの固有の通信設定データを、ＲＦＩＤリーダ１２〜トランスポンダ２２間のＲＦ通信によって、あらかじめ携帯通信端末２から取得し、ＷＬＡＮ通信部１３は、取得した通信設定データに基づいて携帯通信端末２に対するＷＬＡＮ通信の接続を開始する。
【選択図】図１

Description

本発明は、所定の無線通信規格に準拠して接続を行う接続装置と、その接続装置によってアクセスされる被接続装置とを含む無線通信システムおよび無線通信方法に関する。

昨今、ＷＬＡＮ（Wireless LAN）などの無線通信が普及している。しかしながら、無線通信によって、一方の機器から他方の機器に接続を行う（通信を確立する）ためには、多くの設定すべき項目があり、また、その項目が通信環境によって変更しなければならないため、一般のユーザが適切に設定を行うことは困難である。

かかる観点から、たとえば下記特許文献１には、接続装置としてのノートブックＰＣにＩＤ認識装置を取り付け、被接続装置としての携帯情報端末にＩＤタグを取り付け、携帯情報端末そのＩＤ認識装置の近傍に置き、携帯情報端末のＩＤを読み取ることによって、携帯情報端末のネットワーク・アドレス（通信設定データ）を取得し、ノートブックＰＣから携帯情報端末に対してネットワーク接続を確立するようにした、遠隔操作システムが開示されている。

国際公開番号ＷＯ２００３／０１５４５１

しかしながら、特許文献１に開示された技術によれば、携帯情報端末に取り付けられたＩＤタグに格納された通信設定データ（ネットワーク・アドレスなど）を書き換えるためには、専用のリーダ／ライタが必要であり、高コストとなるため実現が困難である。また、通信設定情報は、モバイル環境などによって変更する必要がある場合があり、そのたびに通信設定情報を書き換えることは煩雑である。

本発明は、上述した観点によってなされたものであって、その目的は、接続装置から被接続装置に対する無線通信に必要な通信設定データを、その無線通信による接続開始に際し、接続装置が予め取得できるようにした無線通信システムおよび無線通信方法を提供することにある。

上記課題を克服するために、本発明の第１の観点は、所定の第１無線通信方式に従った接続を行う接続装置と、当該第１無線通信方式に従った接続がなされる被接続装置とを含む無線通信システムであって、前記被接続装置は、前記第１無線通信方式による接続に要する通信設定データを記憶する記憶部と、接続装置からの電力供給に応じて、接続装置と第２無線通信方式による接続を行うトランスポンダと、を含み、前記接続装置は、前記トランスポンダに電力を供給し、前記第２無線通信方式に従った接続により前記通信設定データを取得するデータ取得部と、取得した通信設定データに基づいて、前記第１無線通信方式に従った接続を被接続装置に対して行う無線通信部と、を含む無線通信システムである。

上記課題を克服するために、本発明の第２の観点は、接続装置と、トランスポンダを含む被接続装置との間で、所定の第１無線通信方式に従った通信を行う無線通信方法であって、被接続装置が前記第１無線通信方式による接続に要する通信設定データを記憶するステップと、接続装置が前記トランスポンダに対して電力を供給するステップと、接続装置と被接続装置間で、前記第１無線通信方式と異なる第２無線通信方式に従った通信を開始するステップと、接続装置が当該第２無線通信方式に従った通信において、前記通信設定データを取得するステップと、取得した通信設定データに基づいて、接続装置が被接続装置に対して第１無線通信方式に従って通信を開始するステップと、を備えた無線通信方法である。

本発明によれば、接続装置から被接続装置に対する第１無線通信方式の無線通信による接続開始を行う前に、接続装置は、接続に必要な通信設定データを、第２無線通信方式に従った通信によって予め取得できる。したがって、接続装置に対して通信設定データの入力・更新操作や、通信設定データの書き換え機器等は必要ない。

以下、本発明に係る無線通信システムの一実施形態について説明する。
本実施形態に係る無線通信システム３は、本発明の接続装置としてのパーソナルコンピュータ１（以下、コンピュータ１と略記する）と、本発明の被接続装置としての携帯通信端末２とを含み、コンピュータ１〜携帯通信端末２間の無線通信を確立するためのシステムである。
無線通信システム３では、コンピュータ１〜携帯通信端末２間の無線通信を確立する（いわゆる接続する）ために、接続を行う側のコンピュータ１から接続がなされる側の携帯通信端末２に対して、所定の無線通信の規格（たとえばＩＥＥＥ８０２．１１）に準拠した、ＷＬＡＮ（Wireless LAN）通信を開始する。そして、コンピュータ１は、ＷＬＡＮ通信を開始するときには、たとえばＩＰアドレスなどの通信設定データに基づいて行う必要がある。
無線通信システム３では、コンピュータ１は、ＷＬＡＮ通信を開始する前に、その通信設定データを取得するため、携帯通信端末２とトランスポンダを用いたＲＦ通信を行う。

なお、ＷＬＡＮ通信は、本発明の第１無線通信方式の一実施形態であり、ＲＦ通信は、本発明の第２無線通信方式の一実施形態である。

図１は、実施形態に係る無線通信システム３のシステム構成図である。
図１において、コンピュータ１は、主制御部１１と、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）リーダ１２と、ＷＬＡＮ通信部１３と、ＲＯＭ／ＲＡＭ１４とを含む。各部はシステムバスで接続され、相互にデータ転送がなされる。

主制御部１１は、ＣＰＵを主体として構成され、コンピュータ１全体の制御を統括する。
ＷＬＡＮ通信部１３は、送受信アンテナを含み、ＷＬＡＮ通信を行う。すなわち、ＷＬＡＮ通信部１３は、主制御部１１による制御（タイミング制御、データ転送制御）のもと、ＲＦＩＤリーダ１２によって取得された通信設定データに基づいて、携帯通信端末２に対して通信データを送出する。

通信設定データは、たとえばアドホック接続（アクセスポイントを介さずに機器同士が直接通信を行なう接続方式）によってＷＬＡＮ通信を行う場合には、ネットワーク識別子としてのＥＳＳＩＤ（Extended Service Set Identifier）、暗号鍵としてのＷＥＰ ＫＥＹ、ＩＰアドレス、ネットマスク、ＭＡＣアドレスなどのデータを含む。
ＲＦＩＤリーダ１２は、携帯通信端末２のトランスポンダ２２とＲＦ通信を行って、通信設定データを取得する。

図１において、携帯通信端末２は、主制御部２１と、トランスポンダ２２と、ＷＬＡＮ通信部２３と、ＲＯＭ／ＲＡＭ２４と、電源制御部２５と、バッテリ（ＢＡＴ）２６とを含む。主制御部２１、トランスポンダ２２、ＷＬＡＮ通信部２３、ＲＯＭ／ＲＡＭ２４、電源制御部２５は、システムバスで接続され、相互にデータ転送がなされる。主制御部２１とトランスポンダ２２は、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）などの通信回路（図示しない）を介して接続される。
なお、主制御部２１とトランスポンダ２２間の通信として、ＵＡＲＴによる通信は一例であって、たとえばＲＳ２３２ＣやＳＰＩなどの汎用的な通信方式によって行ってもよい。

主制御部２１は、ＣＰＵを主体として構成され、携帯通信端末２全体の制御を統括する。
ＲＯＭ／ＲＡＭ２４には、通信設定データ（ＥＳＳＩＤ、ＷＥＰ ＫＥＹ（暗号鍵）、ＩＰアドレス、ネットマスク、ＭＡＣアドレスなど）が格納される。この通信設定データは、たとえば携帯通信端末２のモバイル環境やアドホック環境に応じて変更される場合があり、主制御部２１は通信設定データを管理する。

主制御部２１は、携帯通信端末２が起動した場合、または、ＲＯＭ／ＲＡＭ２４内の通信設定データが更新された場合に、通信設定データをＲＯＭ／ＲＡＭ２４から取り出して、トランスポンダ２２に供給する。
かかる場合に、主制御部２１において乱数を発生させ、その乱数値に基づいて、通信設定データ内のＷＥＰ ＫＥＹを更新するようにすれば、セキュリティの観点から望ましい。

ＷＬＡＮ通信部２３は、送受信アンテナを含み、ＷＬＡＮ通信を行う。ＷＬＡＮ通信の開始においては、ＷＬＡＮ通信部１３は、コンピュータ１から送信される通信設定データ（ＥＳＳＩＤ、ＷＥＰ ＫＥＹ（暗号鍵）、ＩＰアドレス、ネットマスク、ＭＡＣアドレスなど）に基づいて認証を行い、認証が成立した場合に限り、所定の応答信号を送出して通信が確立する。ここで、認証処理は、送信されたＥＳＳＩＤやＩＰアドレス等がＲＯＭ／ＲＡＭ２４に格納されるＥＳＳＩＤやＩＰアドレス等と一致するか否かを確認する処理と、送信されたＷＥＰ ＫＥＹに基づく復号処理とを含む。

電源制御部２５は、バッテリ２６から供給される電源電圧を制御する。すなわち、電源制御部２５は、バッテリ２６から供給される電源電圧を、携帯通信端末２の各部が動作する所定の電圧にレギュレートする。

無線通信システム３においては、コンピュータ１のＲＦＩＤリーダ１２と、携帯通信端末２のトランスポンダ２２との間で、ＲＦ通信を行う。このＲＦ通信は、携帯通信端末２が起動していない（電源電圧が供給されていない）状態であっても、コンピュータ１が動作している限り行うことが可能である。
以下、ＲＦＩＤリーダ１２とトランスポンダ２２の各構成部分について説明する。

ＲＦＩＤリーダ１２は、アンテナとしてのコイル１２１、電波インタフェース１２２、制御部１２３、ＲＯＭ／ＲＡＭ１２４を含んで構成される。
コイル１２１と電波インタフェース１２２は、ＲＦ帯の高周波信号を発生させて、電磁結合によりトランスポンダ２２に対して電力を供給する。また、電波インタフェース１２２は、送受信回路を備え、トランスポンダ２２に対してデータを送信するために送信信号の変調を行うとともに、トランスポンダ２２から送出された高周波信号を受信し、復調する。

制御部１２３は、ＣＰＵを主体として構成され、ＲＦＩＤリーダ１２の全体の制御を統括する。また、制御部１２３は、トランスポンダ２２から受信した通信設定データをＲＯＭ／ＲＡＭ２４に保持する。

一方、トランスポンダ２２は、図１に示すように、アンテナとしてのコイル２２１、電波インタフェース（Ｉ／Ｆ）２２２、制御部２２３、不揮発性メモリとしてのＥＥＰＲＯＭ２２４等を含んで構成される。

制御部２２３は、主制御部２１から転送された通信設定データをＥＥＰＲＯＭ２２４に格納して管理する。なお、トランスポンダ２２は、不揮発性メモリを備えていればよいので、ＥＥＰＲＯＭ２２４に限らず、ＦＲＡＭでもよい。
また、トランスポンダ２２は、コンピュータ１のＲＦＩＤリーダ１２から非接触で電力供給がなされ、かつ、ＲＦＩＤリーダ１２に対して、ＥＥＰＲＯＭ２２４に格納されている通信設定データを送信する。

この電力供給とデータ送信は、たとえば、以下のように行われる。
すなわち、ＲＦＩＤリーダ１２は、コイル１２１によって高周波の電磁界を発生させる。そして、携帯通信端末２とＲＦＩＤリーダ２０との間の距離が近接し、ＲＦＩＤリーダ１２のコイル１２１が発生する電磁界の一部がトランスポンダ２２のコイル２２１を突き抜けると、２つのコイル間で電磁結合が生ずる。
トランスポンダ２２の電波インタフェース２２２は、コイル２２１と並列に接続されるキャパシタ（図示しない）を有し、ＲＦＩＤリーダ１２の送信信号の周波数と一致する共振周波数を持つ並列共振回路を形成する。これにより、電力が伝達されて各部の動作が可能となる。

トランスポンダ２２からＲＦＩＤリーダ１２に対するデータ送信においても、上述した電磁結合が利用される。ＲＦＩＤリーダ１２から電力が供給された後、電波インタフェース２２２は、ＲＦＩＤリーダ１２からの送信信号（キャリア信号）に対応するサブキャリア信号を変調（たとえば、ＡＳＫ変調，ＰＳＫ変調）することで、ＥＥＰＲＯＭ２２４内のデータを送信する。
トランスポンダ２２において、上述した電力伝達およびデータ送信は、制御部２２３によって制御される。

上述したようにして、ＲＦＩＤリーダ１２とトランスポンダ２２間のデータ通信が行われる結果、通信設定データがトランスポンダ２２からＲＦＩＤリーダ１２に供給される。

次に、無線通信システム３の動作について、図２に関連付けて説明する。
図２は、コンピュータ１〜携帯通信端末２間の通信を確立する手順を示す流れ図である。以下、図２の各ステップに沿って、無線通信システム３の動作を説明する。

［ステップＳＴ１］
先ず、携帯通信端末２が起動するか、若しくは、外部からのアクセス（たとえば、ユーザによる設定変更）によって通信設定データが更新された場合には、主制御部２１は、ＲＯＭ／ＲＡＭ２４に格納されている通信設定データをＵＡＲＴによるデータ通信によって、トランスポンダ２２に転送する。トランスポンダ２２では、転送された通信設定データを不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ２２４に格納する。

［ステップＳＴ２および３］
次に、コンピュータ１から携帯通信端末２に対して通信を行いたい場合、コンピュータ１と携帯通信端末２とを相互に近付けることによって、ＲＦ通信が開始される。
すなわち、ＲＦＩＤリーダ１２が生成する高周波の電磁界（キャリア信号）によって、トランスポンダ２２が活性化され、電力が供給されて動作を開始する（ステップＳＴ２）。これによって、高周波信号によるデータ通信が行われる（ステップＳＴ３）。
トランスポンダ２２では、制御部２２３の制御のもと、電波インタフェース２２２は、ＥＥＰＲＯＭ２２４に格納された通信設定データに基づいて、サブキャリア信号を変調する。
そして、ＲＦＩＤリーダ１２では、電波インタフェース１２２がサブキャリア信号を復調して、復調結果としての通信設定データをＲＯＭ／ＲＡＭ１２４に保持しておく。

［ステップＳＴ４］
コンピュータ１は、ＲＦ通信によって通信設定データを取得したので、この通信設定データに基づいて、携帯通信端末２に対してＷＬＡＮ通信による接続を開始する。
すなわち、主制御部１１は、ＲＦＩＤリーダ１２のＲＯＭ／ＲＡＭ１２４に保持される通信設定データをＷＬＡＮ通信部１３に転送する。そして、ＷＬＡＮ通信部１３は、通信設定データに含まれるＥＳＳＩＤ、ＷＥＰ ＫＥＹ（暗号鍵）、ＩＰアドレス、ネットマスク、ＭＡＣアドレスなどのデータに基づき、所定の通信プロトコルに準拠した通信データを携帯通信端末２に対して送信する。

［ステップＳＴ５］
通信データを受信した携帯通信端末２は、認証処理を行って、認証が成立した場合に限り、所定の応答信号をコンピュータ１に対して送出し、これによって、コンピュータ１〜携帯通信端末２間のＷＬＡＮ通信が確立する。
すなわち、携帯通信端末２のＷＬＡＮ通信部２３は、コンピュータ１から送信される通信設定データに含まれる、ＥＳＳＩＤ、ＷＥＰ ＫＥＹ（暗号鍵）、ＩＰアドレス、ネットマスク、ＭＡＣアドレスなどのデータに基づいて認証を行い、認証が成立した場合に限り、所定の応答信号を送出して通信が確立する。この認証処理では、送信されたＥＳＳＩＤやＩＰアドレス等がＲＯＭ／ＲＡＭ２４に格納されるＥＳＳＩＤやＩＰアドレス等と一致するか否かを確認する処理、送信されたＷＥＰ ＫＥＹに基づく復号処理、などが行われる。

以上説明したように、本実施形態に係る無線通信システム３によれば、コンピュータ１が携帯通信端末２に対してＷＬＡＮ通信を行う際に、携帯通信端末２のＩＰアドレスなどの固有の通信設定データを、トランスポンダを用いたＲＦ通信によって予め携帯通信端末２から取得し、取得した通信設定データに基づいてＷＬＡＮ通信の接続を開始するため、以下の効果が得られる。

すなわち、
（１）携帯通信端末２において、トランスポンダ２２を外付けではなく内蔵し、ＣＰＵ（主制御部２１）の制御のもと、ＲＯＭ／ＲＡＭ２４からトランスポンダ２２に対して通信設定データを自動的に転送する構成としたので、通信設定データの更新時などの場合に、専用のライタ（たとえばＲＦＩＤライタ）によってデータの書き換えを行う必要がない。
（２）通信設定データが予めコンピュータ１に供給されるため、コンピュータ１のユーザは、ＷＬＡＮ接続に際し、ＥＳＳＩＤやＩＰアドレス等の通信設定データを入力する煩雑な作業から解放される。特に、これらの通信設定データは、一度コンピュータ１内に設定・記憶させたとしても、モバイル環境やアドホック環境によって更新される可能性があるが、実施形態に係る無線通信システム３によれば、かかる通信設定データの更新作業からも解放される。
（３）携帯通信端末２の起動時、または、通信設定データの更新時に、通信設定データ内の暗号鍵（ＷＥＰ ＫＥＹ）を更新することで、セキュリティ性能が向上する。

なお、上述した実施形態において、通信設定データは、携帯通信端末２が起動していない場合であっても、ＲＦ通信によってコンピュータ１に供給でき、このＲＦ通信と同期して、携帯通信端末２の動作状態を制御するように構成してもよい。
たとえば、図３は、携帯通信端末２において、トランスポンダ２２によって電源制御部２５を制御する構成とした、無線通信システム３のシステム構成を示すブロック図である。

図３において、電源制御部２５は、通常動作が可能なノーマルモードと、消費電力低減のために通常動作よりも動作を制限するスリープモードの２つの電源供給モードを有している。たとえば、ノーマルモードでは、すべての構成部分が動作するが、スリープモードでは、主制御部２１に対してのみ電源電圧が供給される。スリープモードでは、主制御部２１はスリープ状態であり、機能が大幅に制限される。

そして、トランスポンダ２２の制御部２２３は、ＲＦＩＤリーダ１２とのＲＦ通信を行った後に電源制御部２５に対して割り込み信号ＩＮＴを送出する。電源制御部２５では、割り込み信号ＩＮＴのレベルを常に監視しており、スリープモードの場合に割り込み信号ＩＮＴがアクティブになったことを検出すると、電源供給モードをスリープモードからノーマルモードに遷移させる。これによって、所定の電源電圧が各部に供給され、コンピュータ１からのＷＬＡＮ通信の接続開始（通信データの受信）に対処することができる。

このように、コンピュータ１からＷＬＡＮ通信によるアクセスが予定されることをＲＦ通信によって予め知った後に、携帯通信端末２の電源供給動作を変化させることで、スリープモードによる省電力を図りつつ、適切なタイミングで各部を復帰させてＷＬＡＮ通信を開始することができる。

なお、図３に示す携帯通信端末２では、制御部２２３からの割り込み信号ＩＮＴに応じて、電源制御部２５は、単に、各部に電源が供給するか否かを制御するものであってもよい。たとえば、電源制御部２５は、バッテリ２６からの電圧を供給するか否かを制御するＦＥＴを有し、制御部２２３からの割り込み信号ＩＮＴのレベル変化によって、ＦＥＴがオンすることでバッテリ２６からの電圧が供給されるように構成する。

また、本発明の実施形態は、上述した実施形態に拘泥せず、当業者であれば、本発明の要旨を変更しない範囲内で様々な改変が可能である。
無線通信システム３において、コンピュータ１と携帯通信端末２との間の通信はＷＬＡＮに限られず、たとえばブルートゥース（登録商標）による通信であってもよい。かかる場合、通信設定データは、ＢＤアドレスやＰＡＳＳ ＫＥＹなどである。どのような無線通信方式であっても、その無線通信の確立に必要な通信設定データが予めＲＦ通信を用いて、被接続装置（携帯通信端末２）から接続装置（コンピュータ１）へ供給されればよい。

さらに、ＲＦＩＤシステムは、その周波数帯などに応じて様々な方式があり、本実施形態で述べた方式以外の方式を利用することもできる。

実施形態に係る無線通信システムのシステム構成を示すブロック図である。 実施形態に係る無線通信システムの動作を示す流れ図である。 実施形態に係る無線通信システムの別のシステム構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…コンピュータ、１１…主制御部、１２…ＲＦＩＤリーダ、１３…ＷＬＡＮ通信部、１４…ＲＯＭ／ＲＡＭ、２…携帯通信端末、２１…主制御部、２２…トランスポンダ、２３…ＷＬＡＮ通信部、２４…ＲＯＭ／ＲＡＭ、２５…電源制御部、２６…バッテリ、３…無線通信システム。

Claims (6)

1. 所定の第１無線通信方式に従った接続を行う接続装置と、当該第１無線通信方式に従った接続がなされる被接続装置とを含む無線通信システムであって、
   前記被接続装置は、
   前記第１無線通信方式による接続に要する通信設定データを記憶する記憶部と、
   接続装置からの電力供給に応じて、接続装置と第２無線通信方式による接続を行うトランスポンダと、を含み、
   前記接続装置は、
   前記トランスポンダに電力を供給し、前記第２無線通信方式に従った接続により前記通信設定データを取得するデータ取得部と、
   取得した通信設定データに基づいて、前記第１無線通信方式に従った接続を被接続装置に対して行う無線通信部と、を含む
   無線通信システム。
2. 被接続装置は、通常動作が可能なノーマルモードと、当該通常動作よりも動作を制限するスリープモードの２つの電源供給モードを有し、
   前記第２無線通信方式による接続が開始されたことを条件として、電源供給モードをスリープモードからノーマルモードへ遷移させる
   請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記通信設定データは、通信データの暗号化および／または復号化に必要な暗号データを含み、
   被接続装置の起動、または、接続装置から前記トランスポンダに対する電力供給に応じて、被接続装置は、当該暗号データを更新する
   請求項１または２記載の無線通信システム。
4. 被接続装置は、前記通信設定データを管理するプロセッサを有し、
   前記トランスポンダは、被接続装置の起動、または、当該プロセッサによる通信設定データの更新に応じて、当該プロセッサから通信設定データを取得する
   請求項１〜３のいずれかに記載の無線通信システム。
5. 接続装置と、トランスポンダを含む被接続装置との間で、所定の第１無線通信方式に従った通信を行う無線通信方法であって、
   被接続装置が前記第１無線通信方式による接続に要する通信設定データを記憶するステップと、
   接続装置が前記トランスポンダに対して電力を供給するステップと、
   接続装置と被接続装置間で、前記第１無線通信方式と異なる第２無線通信方式に従った通信を開始するステップと、
   接続装置が当該第２無線通信方式に従った通信において、前記通信設定データを取得するステップと、
   取得した通信設定データに基づいて、接続装置が被接続装置に対して第１無線通信方式に従って通信を開始するステップと、
   を備えた無線通信方法。
6. トランスポンダに対する電力供給に応じて、被接続装置が前記通信設定データに含まれる暗号データを更新するステップ、
   をさらに備えた請求項５記載の無線通信方法。

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