JP2010226246A - 認証システム - Google Patents

Abstract

【課題】応用性・柔軟性の高い認証システムを得ること。
【解決手段】ゲート９と、ゲート９の近傍に第１エリアを提供する小型基地局１と、第２エリアを提供する小型基地局２と、入場を許可する携帯電話端末の識別子を蓄積する認証ＤＢ１０と、ゲート９通過の可能性がある携帯電話端末の識別子を登録する許可端末情報ＤＢ１１と、ゲート９の状態を制御する上位ネットワーク装置３を備え、小型基地局１は、許可端末情報ＤＢ１１の識別子に対しページング信号を送信し、小型基地局２は、第２エリアへ進入した携帯電話端末による位置登録によって得た識別子を通知し、上位ネットワーク装置３は、小型基地局２より通知された識別子が認証ＤＢ１０に存在する場合、当該識別子を許可端末情報ＤＢ１１に登録し、小型基地局１よりページング応答の検出を通知されると、ゲート９を通行可能な状態とする制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話端末を用いた認証システムに関する。

従来、セキュリティ管理エリアへの入り口、駅の改札といった場所において、非接触型ＩＣカードなどによる個人認証方法が普及しており、さらに、このような認証が行われるケースが増加しつつある。

また、ユーザの便宜を図る側面から、携帯電話端末への機能集約が進み、非接触型ＩＣカードの機能を備える携帯電話端末が増加し、個人認証用のアイテムとして携帯電話端末が使用されることが増えている。

現在のところ、非接触型ＩＣカードの通信距離が短いため、個人認証にあたっては装置の受信部に、ＩＣカードまたは上記のような携帯電話端末を接触させる必要がある。一方、非接触型ＩＣカードに比べて携帯電話端末の通信距離は十分に長いため、その通信距離を適切に調節し、個人認証に活用できることとなれば、ユーザは、当該携帯電話端末をポケットに入れたまま改札などを通過する、車に乗ったまま駐車場のゲートを通過する、といった動作が可能となる。したがって、非接触型ＩＣカードを用いる場合と比較して、利便性が高い個人認証システムが構築可能である。

また、他方では、基地局装置を小型化し屋内などに設置可能とした小型基地局が普及する目処がたち、個人認証を実行可能な小規模サービスエリアを作るためのコスト的、スペース的制約は、解決の目処がある。

しかしながら、携帯電話端末は、通常時には通信を停止している。したがって、携帯電話システムの通信を認証に利用するためには、認証を必要とする場所において、携帯電話端末を制御し、認証に必要な情報を含めた通信を行わせる仕組みが必要となる。また、その認証に必要な情報は、既存の携帯電話端末に対する新たな実装を必要としないことが望ましい。

上記のような仕組みとして、下記特許文献１では、個人認証用の送受信機に対して、ユーザの操作により携帯電話端末が発呼し、送受信機が交信電波に含まれる電話番号を取得する、といった方法が記載されている。また、送受信機が、携帯電話端末が個人認証用の送受信機へのゾーン切り替えを行うことによって発生する、位置登録の電波に含まれる電話番号を取得する、といった方法が記載されている。送受信機は、これらの方法により取得した電話番号がデータベース上に存在するか否かをチェックして個人認証を行う。

特開２００１−２１８２６７号公報

しかしながら、上記従来の技術において、発呼を利用する方法は、ユーザの操作を必要とするため、非接触型ＩＣカードによるものと比較して、利便性が高いとは言えない、という問題があった。また、位置登録の電波を利用する方法は、認証のための通信の起点が端末側であるために、入場管理の認証アプリケーションを考えると、応用性・柔軟性に乏しい。たとえば、位置登録は何度も行われないため、位置登録によって認証したユーザが入場せずにその場にとどまった場合、入場のため改めて認証するには、そのユーザが一旦エリア外に出てから戻る必要があり、利便性が高いシステム構築が困難である、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ネットワーク側の主導により認証を実現可能な、応用性・柔軟性の高い認証システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、入場制限エリアの外部と内部を隔て、通行可能な状態と不可能な状態とを切り替え可能なゲートと、前記ゲートの近傍に第１のサービスエリアを提供する第１の基地局と、前記第１のサービスエリアより外側に第２のサービスエリアを提供する第２の基地局と、入場を許可するユーザが保持する携帯電話端末の識別子を蓄積するための認証ＤＢと、前記ゲートを通過する可能性がある携帯電話端末の識別子を登録するための許可端末情報ＤＢと、前記第１の基地局および前記第２の基地局を管理し、前記ゲートの状態の切り替えを制御する上位ネットワーク装置と、を備え、前記第１の基地局は、前記許可端末情報ＤＢに登録されている識別子に対応する携帯電話端末を宛先とするページング信号を送信し、前記第２の基地局は、前記第２のサービスエリアへ進入した携帯電話端末が自身に対して位置登録を行ったことを検出すると、当該位置登録によって得た当該携帯電話端末の識別子を前記上位ネットワーク装置に通知し、前記上位ネットワーク装置は、前記第２のサービスエリアへ進入した携帯電話端末の識別子を前記第２の基地局より通知されると、前記認証ＤＢに当該識別子が蓄積されているかどうかを判断し、蓄積されている場合に、当該識別子を前記許可端末情報ＤＢに登録し、また、前記第１の基地局より、前記ページング信号に対する応答であるページング応答を検出したことを通知されると、前記ゲートを通行可能な状態とする制御を行う、ことを特徴とする。

本発明によれば、ユーザの利便性を高めることができる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１における認証システムの構成例を示す図である。 図２は、実施の形態１における流入端末検出時の動作を説明するフローチャートである。 図３は、実施の形態２における認証システムの構成例を示す図である。 図４は、実施の形態３における認証システムの構成例を示す図である。 図５は、実施の形態４における認証システムの構成例を示す図である。 図６は、実施の形態５における認証システムの構成例を示す図である。 図７は、実施の形態５における流入端末検出時の動作を説明するフローチャートである。 図８は、実施の形態６における認証システムの構成例を示す図である。

以下に、本発明にかかる認証システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態における認証システムの構成例を示す図である。図１の認証システムは、小型基地局１と、小型基地局２と、上位ネットワーク装置３と、小型基地局１が制御するアンテナ４と、小型基地局２が制御するアンテナ５と、小型基地局１が提供するサービスエリア６と、小型基地局２が提供するサービスエリア７と、携帯電話端末８と、ゲート９と、認証ＤＢ１０と、許可端末情報ＤＢ１１と、を備える。

小型基地局１および２は、上位ネットワーク装置３からの制御により稼動する。ゲート９は、入場制限エリアと外部エリアとを隔てるゲートであって、入場を許可されないユーザを中に入れないために設けられ通常は閉められている。アンテナ４は、外部エリアにおけるゲート９の近傍の限定された狭い範囲にサービスエリア６を形成する。また、アンテナ５は、外部エリアにおいて、サービスエリア６の外側を囲むようにサービスエリア７を提供する。サービスエリア６は、入場制限エリアへの入場のためにユーザが止まる範囲を想定して設定される。また、サービスエリア７は、上記入場にあたり、ゲート９へ向かうユーザが通過する範囲を想定して設定される。したがって、ゲート９からみて、サービスエリア７の位置はサービスエリア６の位置よりも外側である。

なお、図１では、アンテナ４は外部接続のビームアンテナのように図示されているが、小型基地局１に内蔵されゲート９に接するよう設置されてもよく、漏洩同軸にしてもよい。上記目的を達することができれば、設置形態はどのようでもよい。また、図１では、アンテナ５は外部接続の無指向性アンテナのように図示されるが、他の設置形態でもよい。

携帯電話端末８は、ユーザに携行される端末であり、小型基地局１および２，上位ネットワーク装置３のサポートする通信方式によって、小型基地局１および２と通信可能である。

認証ＤＢ１０は、ゲート９を通過して入場を許可されるユーザの情報を蓄積する。当該情報は、そのユーザが所有する携帯電話端末の識別番号（たとえば、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）方式を採用する携帯電話の場合は、ＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identity）、ＩＭＥＩ（International Mobile Equipment Identifier）、ＩＭＥＩＳＶ（International Mobile Station Equipment Identity and Software Version Number）などである）が含まれる。許可端末情報ＤＢ１１は、認証ＤＢ１０に登録される携帯電話端末であって、かつ、サービスエリア６または７内に存在する携帯電話端末の情報を蓄積する。このように、許可端末情報ＤＢ１１は認証ＤＢ１０のサブセットであるため、許可端末情報ＤＢ１１を備えずともよい。代わりに、たとえば、認証ＤＢ１０におけるデータの実体を、存在位置を示す要素（項目）によってフィルタした結果を用いる。

つづいて、以上のように構成された認証システムにおける認証動作について説明する。ここで、小型基地局２は、携帯電話端末に対しては、通常の基地局装置と同様に動作する。携帯電話端末８を携行するユーザが、サービスエリア７内に進入すると、通常の携帯電話システムの仕組みと同様に、携帯電話端末８は、セルエリアを乗り換えて小型基地局２に対して位置登録を行うため、小型基地局２を管轄する上位ネットワーク装置３の管理下に入る。上位ネットワーク装置３は、位置登録の電波により携帯電話端末８の識別番号を得る。

ここまでの動作は、一般的な携帯電話システムの仕組み通りである。図２は、本実施の形態における流入端末検出時の動作を説明するフローチャートである。携帯電話端末８が、上述したようにサービスエリア７に進入すると、上位ネットワーク装置３は、認証ＤＢ１０において携帯電話端末８の識別番号を検索する（ステップＳ１）。上位ネットワーク装置３は、認証ＤＢ１０において携帯電話端末８の識別番号が検索でき、携帯電話端末８が認証ＤＢ１０上に有効に登録されていると判断した場合には（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、当該識別番号を許可端末情報ＤＢ１１に登録する（ステップＳ３）。一方、登録されていないと判断した場合には（ステップＳ２：Ｎｏ）、登録を行わずに処理を終了する。

図２の処理により、許可端末情報ＤＢ１１には、入場を許可されたユーザ（携帯電話端末）であって、かつ、サービスエリア７内に存在する携帯電話端末の識別番号が登録される。

小型基地局１は、通常の基地局機能を備える以外にも、許可端末情報ＤＢ１１に登録されている識別番号を対象に、着信の有無とは関係なく常時ページング信号を送信する。ここでのページング信号は、一般的な携帯電話システムのページング信号と同じである。対象となる識別番号は、上位ネットワーク装置３から随時通知される。なお、小型基地局１が、直接許可端末情報ＤＢ１１にアクセスし、登録される識別子を全て取得してページング信号を送信するとしてもよい。また、上位ネットワーク装置３が、許可端末情報ＤＢ１１から随時識別子を取得し、小型基地局１に識別子を送信するとしてもよい。

このような状態において、携帯電話端末８を携行するユーザが、入場のためにゲート９に近づいた場合、携帯電話端末８は、サービスエリア７からサービスエリア６へと移動することとなる。この場合には、一般的な携帯電話システムの仕組みとして、携帯電話端末８の通信対象が小型基地局２から小型基地局１へと切り替わるので、携帯電話端末８は、小型基地局１が常時発するページング信号を受信するようになる。上述のように、携帯電話端末８の識別番号は、許可端末情報ＤＢ１１に登録されているので、小型基地局１は、携帯電話端末８の識別番号を対象に含むページング信号を送信する。

したがって、携帯電話端末８はページング応答を送信する。ここで、携帯電話端末８が入場を許可されないユーザの所有する携帯電話端末である場合、すなわち、携帯電話端末８の識別番号が認証ＤＢ１０に登録されていない場合には、携帯電話端末８は、ページング信号の対象とならないのでページング応答は送信しない。

小型基地局１は、ページング応答を受信すると、ゲート９の近傍にあるユーザが入場を許可されたユーザであると認証し、その旨を上位ネットワーク装置３に通知する。これを受けた上位ネットワーク装置３は、ゲート９を開く制御を行う。図１では、上位ネットワーク装置３がゲート９に対して直接開閉を制御する構成を示すが、小型基地局１を経由して開閉制御を行ってもよい。

なお、一般的な携帯電話システムでは、携帯電話端末８は、小型基地局１へのページング応答後、通信プロトコルに基づく所定のデータ交換を行って、ユーザに着信を知らせることとなる。本実施の形態では、上位ネットワーク装置３は、認証に必要な情報を受信すると、携帯電話端末８との通信を終了させるよう小型基地局１を制御する。したがって、携帯電話端末８を携行するユーザに携帯電話端末８の特別な振る舞いを意識させることなく、認証が完了する。

なお、許可端末情報ＤＢ１１へ登録された識別子については、たとえば、サービスエリア７に入ってからゲート９を通過するまでに十分な時間を寿命として設定し、許可端末情報ＤＢ１１の管理システム（図示せず）などが削除することができる。これにより、許可端末情報ＤＢ１１に不要な情報が残らないようにでき、ページング信号送信の対象を適切に保つことができる。

以上説明したように、本実施の形態では、入場を許可した（認証した）携帯電話端末へ向けて、入場口近傍の小型基地局からページング信号を送信し、携帯電話端末からのページング応答を検出すると入場口を開放することとした。これにより、認証対象のユーザに、特別な操作や動作などの負担を与えることなく、一般的な構成の携帯電話端末を携帯していることで認証および入場が可能となり、ユーザの利便性を高めることができる。また、ネットワーク側主導で通信を行うため、従来の方法において問題であった一度認証したユーザの再認証も、再度のページングにより可能となる。また、本実施の形態では、サービスエリアを２つに分けることで、ページング信号を送信する対象を絞り込むこととした。これにより、通常、多数の携帯電話端末を対象に小型基地局からページング信号を送信する場合に比べて、認証を処理しなければならない時間と比してかかる時間を短縮できる。したがって、実用性の面からみて有効な認証システムが実現できる。

実施の形態２．
実施の形態１では、汎用的な構成として、認証対象の全ての携帯電話端末と、短期的に認証を行う可能性がある携帯電話端末とを分けて管理し、当該管理を実現するためにサービスエリアを２つ用意する構成とすることで、ページング対象を絞りこむ場合を説明した。本実施の形態では、認証対象となるユーザが少数である小規模なシステムを想定し、より簡易な構成で認証システムを実現する場合を説明する。

図３は、本実施の形態における認証システムの構成例を示す図である。図３の認証システムは、小型基地局１Ｂと、上位ネットワーク装置３Ｂと、小型基地局１Ｂが制御するアンテナ４と、小型基地局１Ｂが提供するサービスエリア６と、携帯電話端末８と、ゲート９と、認証ＤＢ１０とを備える。上位ネットワーク装置３Ｂは、上位ネットワーク装置３と比較すると、基地局として小型基地局１Ｂのみを制御し、データベースシステムとして、認証ＤＢ１０のみを制御する点が異なる。

つづいて、以上のように構成された認証システムにおける認証動作について説明する。小型基地局１Ｂは、認証ＤＢ１０に登録される識別番号（携帯電話端末）の全てを対象に、常時ページング信号を送信する。携帯電話端末８を携行するユーザがサービスエリア６内に進入すると、携帯電話端末８は、小型基地局１Ｂに対して接続し、上位ネットワーク装置３Ｂの管理下に入る。さらに、携帯電話端末８を携行するユーザが、入場のためにゲート９に近づくとする。

小型基地局１Ｂは、通常の基地局機能を備える以外にも、認証ＤＢ１０に登録されている識別番号を対象に、着信の有無とは関係なく常時ページング信号を送信する。対象となる識別番号は、たとえば上述のように、上位ネットワーク装置３Ｂから通知される。

このような状態において、携帯電話端末８を携行するユーザが、入場のためにゲート９に近づいた場合、携帯電話端末８は、小型基地局１Ｂが常時発するページング信号を受信するようになる。上述のように、携帯電話端末８の識別番号は、認証ＤＢ１０に登録されているので、小型基地局１Ｂは、携帯電話端末８の識別番号を対象に含むページング信号を送信している。

これを受けると、携帯電話端末８はページング応答を送信する。ここで、携帯電話端末８が入場を許可されないユーザの所有する携帯電話端末である場合、すなわち、認証ＤＢ１０に登録されていない場合には、携帯電話端末８はページング信号の対象とならないので、ページング応答を送信しない。

小型基地局１Ｂは、ページング応答を受信すると、ゲート９の近傍にあるユーザが入場を許可されたユーザであると認証し、その旨を上位ネットワーク装置３Ｂに通知する。これを受けた上位ネットワーク装置３Ｂは、ゲート９を開く制御を行う。上述同様、上位ネットワーク装置３Ｂがゲート９に対して直接開閉を制御するのではなく、小型基地局１Ｂを経由して開閉制御を行ってもよい。

以上説明したように、本実施の形態では、認証システムとして認証対象となるユーザが少数である小規模なシステムを想定し、認証システムを簡易な構成とした。これにより、実施の形態１と比較して少ない構成要素により、実施の形態１と同等の効果を得ることができる。

実施の形態３．
実施の形態１および２では、入場口の近傍において携帯電話端末を認証する場合を説明した。本実施の形態では、認証にとどまらず、入場制限エリアへの入場および入場制限エリアからの退場を確認する場合について説明する。

図４は、本実施の形態における認証システムの構成例を示す図である。図４の認証システムは、図１の認証システムの構成に加えて、小型基地局１２と、小型基地局１２に接続されるアンテナ１３と、アンテナ１３により形成されるサービスエリア１４とをさらに備える。また、上位ネットワーク装置３の代わりに上位ネットワーク装置３Ｃを備える。上位ネットワーク装置３Ｃは、小型基地局１および２に加えて小型基地局１２を制御する。

サービスエリア１４は、サービスエリア７と対照的に、個人認証が済んでゲート９を通過することでサービスエリア６から退出するユーザが必ず通過する範囲である、ゲート９を挟んでサービスエリア６の反対側、すなわち入場制限エリアの内側に展開される。

つづいて、以上のように構成された認証システムにおける認証動作について説明する。まず、携帯電話端末８が入場制限エリアへ入場する際の動作を説明する。実施の形態１と同様に、携帯電話端末８を携行するユーザがサービスエリア７内に進入すると、携帯電話端末８は、小型基地局２に対して位置登録し、小型基地局２を管轄する上位ネットワーク装置３Ｃの管理下に入る。また、上述したように、上位ネットワーク装置３Ｃは、図２の処理を行い、携帯電話端末８の識別番号を許可端末情報ＤＢ１１に登録する。携帯電話端末８は、ゲート９の通過にあたり、上述したように小型基地局２から小型基地局１に通信先を切り替える。そして、小型基地局１から発せられるページング信号に対するページング応答を行い、上位ネットワーク装置３Ｃによって認証され、開放されたゲート９を通過する。

ここで、携帯電話端末８は、ページング応答を行うことにより小型基地局１との通信を開始するので、このままゲート９から入場すると、通信状態のままサービスエリア６内からサービスエリア１４内へ移動する。したがって、携帯電話端末８は、小型基地局１から小型基地局１２にハンドオーバすることとなる。小型基地局１２は、携帯電話端末８が自身へ接続したことを検出し、上位ネットワーク装置３Ｃへその旨を通知する。これを受けた上位ネットワーク装置３Ｃは、携帯電話端末８が、小型基地局１から小型基地局１２へハンドオーバしたことを認識するので、携帯電話端末８が、確実に入場したことを確認できる。

なお、上位ネットワーク装置３Ｃは、携帯電話端末８を認証すると、携帯電話端末８との通信を終了させるよう小型基地局１を制御するとしてもよい。この場合には、小型基地局１２が、許可端末情報ＤＢ１１の情報に基づいて携帯電話端末８へページング信号を送信する構成とする。この構成では、小型基地局１２からのページング信号を受信した携帯電話端末８は、ページング応答を送信し、上位ネットワーク装置３Ｃは、小型基地局１２からの通知により携帯電話端末８が小型基地局１２と通信を開始したことを認識する。この場合も、上記の通信を継続する方法と同様、確実に入場したことを認識できる。

つぎに、携帯電話端末８が入場制限エリアから退場する際の動作を説明する。携帯電話端末８が、サービスエリア１４からサービスエリア６へ移動すると、携帯電話端末８の通信対象が小型基地局１２から小型基地局１へと切り替わるので、携帯電話端末８は、小型基地局１からのページング信号を受信する。ここで、携帯電話端末８が入場を許可されたユーザの携帯電話端末であれば、ページング信号の宛先に自身の識別番号が含まれるので、携帯電話端末８はページング応答する。これを検出した小型基地局１は、上位ネットワーク装置３Ｃに、携帯電話端末８と通信を開始した旨を通知する。これを受けた上位ネットワーク装置３Ｃは、そのユーザを認証する。なお、小型基地局１は、上記ページング応答を受けたシステム時刻を記録して上位ネットワーク装置３Ｃに通知することとし、上位ネットワーク装置３Ｃは、当該システム時刻において携帯電話端末８が退場した旨を認識して退場時刻を管理する、としてもよい。

さらに、小型基地局１と通信状態となった携帯電話端末８は、通信状態を終了しない場合、ゲート９を通過して退場すると、通信状態のままサービスエリア６からサービスエリア７へ移動することとなるので、小型基地局１から小型基地局２にハンドオーバする。小型基地局２は、携帯電話端末８が自身へハンドオーバした旨を上位ネットワーク装置３Ｃに通知する。これにより、上位ネットワーク装置３Ｃは、携帯電話端末８が、小型基地局１から小型基地局２へハンドオーバしたと認識するので、携帯電話端末８が確実に退場したことを確認できる。

なお、上位ネットワーク装置３Ｃは、携帯電話端末８を認証すると、携帯電話端末８との通信を終了させるよう小型基地局１を制御するとしてもよい。この場合には、小型基地局２が、許可端末情報ＤＢ１１の情報に基づいて、携帯電話端末８へページング信号を送信する構成とする。この構成では、小型基地局２からページング信号を受信した携帯電話端末８は、ページング応答を送信し、上位ネットワーク装置３Ｃは、小型基地局２からの通知により携帯電話端末８が小型基地局２と通信を開始したことを認識する。この場合にも、上記の通信を継続する方法と同様、確実に入場したことを認識できる。

以上説明したように、本実施の形態では、入場制限エリアの外部だけではなく、内部にもサービスエリアを形成し、入場を許可した携帯電話端末に対してページング送信を行うこととした。これにより、認証した携帯電話端末について入場または退場を確認可能となり、確実に入場または退場したことを認識できる。また、入場または退場を検出できるので、入退場の時刻といったユーザの挙動に関するデータを取得できるので、ユーザの動向調査などに活用することも可能である。

実施の形態４．
実施の形態１〜３では、認証対象となるユーザ（携帯電話端末）が予め決まっている場合について説明した。本実施の形態では、たとえば映画館のような不特定多数の人に開かれた場所を想定し、携帯電話端末８を携行するユーザなら誰でも入場可能である場合について説明する。

図５は、本実施の形態における認証システムの構成例を示す図である。図５の認証システムは、図１の認証システムと比較すると、上位ネットワーク装置３の代わりに上位ネットワーク装置３Ｄを備え、また、認証ＤＢ１０を備えていない。本実施の形態では、携帯電話端末８がサービスエリア７またはサービスエリア１４に進入した際には、無条件にその識別番号を許可端末情報ＤＢ１１に登録することとし、認証ＤＢ１０に登録されていることは前提としない。

小型基地局１は、許可端末情報ＤＢ１１に登録される全ての携帯電話端末、すなわち、サービスエリア６，７または１４に存在する携帯電話端末に対しページング信号を送信する。携帯電話端末８が、サービスエリア７からサービスエリア６へ移動すると、携帯電話端末８の通信対象が小型基地局２から小型基地局１に切り替わる。したがって、携帯電話端末８は、小型基地局１からのページング信号を受信する。これを受けた携帯電話端末８は、小型基地局１へページング応答を送信する。小型基地局１は、その旨を上位ネットワーク装置３Ｄに通知する。

上位ネットワーク装置３Ｄは、この通知を受けると、携帯電話端末８を携行するユーザを認証する。さらに、携帯電話端末８がサービスエリア１４に移動し小型基地局１２と通信を行ったことを通知されることで、携帯電話端末８が入場したことを認識する。ここでも、上述同様、上位ネットワーク装置３Ｄは、認証後に、携帯電話端末８との通信を継続しないよう小型基地局１を制御することもできる。その場合に入場を認識する方法は上記と同じである。

さらに、退場についても上記同様の方法で管理できる。上位ネットワーク装置３Ｄは、認証後、携帯電話端末８がサービスエリア１４からサービスエリア６を経由してサービスエリア７に移動し、小型基地局２と通信を行ったことを通知されると、携帯電話端末８が退場したことを認識できる。なお、入場だけでなく退場を管理する場合には、たとえば、上位ネットワーク装置３Ｄが入退場管理ファイルなどを保持することとし、携帯電話端末の識別子と入場の記録（および時刻），退場の記録（および時刻）などを管理する。

また、上位ネットワーク装置３Ｄは、入場したことを判断したタイミングまたは、退場したことを判断したタイミングで、またはその両方のタイミングで、場内で得られるサービスの対価を携帯電話端末８に対して課金する制御を行う。なお、上位ネットワーク装置３Ｄは、課金に際して、たとえば課金した旨をユーザに通知する電子メールを、携帯電話端末８に送信することが望ましい。

以上説明したように、本実施の形態では、不特定多数の人に開かれた場所を想定し、入場にかかる認証を行う代わりに入場（および退場）を管理し、課金のための制御を行うこととした。これにより、不特定のユーザが入場可能であるエリアの場合には、携帯電話端末を携行するユーザに意識させることなく課金を行うことができ、また、入退場を円滑に行うことができるなど、利便性の向上が図られる。

実施の形態５．
実施の形態３では、入場を許可されたユーザ（携帯電話端末）の入退場を管理する場合を説明した。本実施の形態では、入場を許可されないユーザ（携帯電話端末）についても管理する場合を説明する。

図６は、本実施の形態における認証システムの構成例を示す図である。図６の認証システムは、図４の認証システムと比較すると、上位ネットワーク装置３Ｃの代わりに上位ネットワーク装置３Ｅを備え、小型基地局１２に加えて小型基地局１２Ｂおよび小型基地局１２Ｃを備え、アンテナ１３に加えてアンテナ１３Ｂおよび１３Ｃを備える。アンテナ１３，１３Ｂおよび１３Ｃは、入場制限エリア内を網羅するようにサービスエリア１４Ｂを形成する。さらに、図６の認証システムは、認証ＤＢ１０に登録されていない携帯電話端末であって、かつ、上位ネットワーク装置３Ｅの管理下にある携帯電話端末の識別番号を格納する不許可端末情報ＤＢ１５を備える。

つづいて、以上のように構成された認証システムにおける動作について説明する。
実施の形態３と同様の動作により、携帯電話端末８を携行するユーザが、サービスエリア７内に進入すると、携帯電話端末８は、小型基地局２に対して位置登録を行い、上位ネットワーク装置３Ｅの管理下に入る。

新たに携帯電話端末８が、サービスエリア７に進入したことを検出すると、上位ネットワーク装置３Ｅは、図６に示す処理を行う。図７は、本実施の形態における流入端末検出時の動作を説明するフローチャートである。上述同様に、ステップＳ１およびＳ２が行われる。上位ネットワーク装置３は、認証ＤＢ１０に対する検索の結果、携帯電話端末８の識別番号が認証ＤＢ１０上に有効に登録されている場合には（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、当該識別番号を許可端末情報ＤＢ１１に登録する（ステップＳ３）。一方、登録されていない場合には（ステップＳ２：Ｎｏ）、当該識別番号を不許可端末情報ＤＢ１５に登録する（ステップＳ４）。

図７の処理により、許可端末情報ＤＢ１１には、入場を許可されたユーザ（携帯電話端末）であって、かつ、サービスエリア７内に存在する携帯電話端末の識別番号が登録される。一方、不許可端末情報ＤＢ１５には、入場を許可されないユーザ（携帯電話端末）であって、かつ、サービスエリア７内に存在する携帯電話端末の識別番号が登録される。

以降、入場を許可されたユーザ（携帯電話端末）に対する動作については、実施の形態３と同じであるので説明は省略し、入場を許可されないユーザ（携帯電話端末）、すなわち不許可端末情報ＤＢ１５に登録された携帯電話端末に対する動作について説明する。以下では、携帯電話端末８は、入場を許可されない携帯電話端末である。

入場を許可されている携帯電話端末は、ゲート９へ近づくことで小型基地局２から小型基地局１へとハンドオーバし、小型基地局１からのページング信号に応答することで認証され、開放されたゲート９を通過する。このような動作により、入場を許可されない携帯電話端末は、ゲート９の内側には入場できないはずであるが、許可されたユーザに対してゲート９が開放されている間に、正規の手続きを経ず入場してしまう、といったケースもあり得る。

そこで、上位ネットワーク装置３Ｅからの指示に基づき、小型基地局１２，１２Ｂおよび１２Ｃは、着信の有無によらず、不許可端末情報ＤＢ１５に登録される識別子全てを対象に、ページング信号を送信する。なお、ページング信号の送信は、たとえば数分間隔程度の比較的短い周期であることが望ましいが、常時送信である必要はない。なお、不許可端末情報ＤＢ１５に登録される識別情報は、上位ネットワーク装置３Ｅが随時取得し、上記指示に含めて通知してもよいし、登録または削除された識別子が発生するとその都度、小型基地局１２，１２Ｂおよび１２Ｃに通知してもよい。

これにより、入場を許可されていない携帯電話端末８を携行するユーザが入場している場合には、携帯電話端末８は、このページング信号に対してページング応答を送信することとなる。

小型基地局１２，１２Ｂおよび１２Ｃは、上記ページング応答を検出した場合、その旨を上位ネットワーク装置３Ｅに通知する。これを受けた上位ネットワーク装置３Ｅは、ログに記録を残し、また、小型基地局１２，１２Ｂおよび１２Ｃを通じて、携帯電話端末８に対し、退場を促す電子メールまたは音声アナウンスを送信する。または、上位ネットワーク装置３Ｅが、自身に対して設けられた出力装置（図示せず）などを用いて、直接場内にアナウンスを行ってもよい。

なお、本実施の形態では、小型基地局１２，小型基地局１２Ｂおよび小型基地局１２Ｃを用いてサービスエリアを形成することとしたが、１つの基地局における複数のセクタによってサービスエリアを形成する構成でもよい。

以上説明したように、本実施の形態では、入場を許可されたユーザ（携帯電話端末）だけでなく、入場を許可されないユーザ（携帯電話端末）についても管理し、入場を許可されない携帯電話端末が入場していることをページング応答により検出した場合には、不正な入場であると判断して処置をとることとした。これにより、正規の方法による入場を行うことに加え、正規の方法によらない入場者を管理することが可能となり、より安定した認証システムが実現できる。

実施の形態６．
実施の形態１〜５では、認証するためにページング送信を行うためのサービスエリアを限定された範囲に提供することとした。本実施の形態では、ゲート付近に設けるサービスエリアを必要最低限の狭い範囲に制限できない場合を想定して、実施の形態１の構成を改善する場合について説明する。なお、下記の改善例は、実施の形態２〜５に対しても適用可能である。

図８は、本実施の形態における認証システムの構成例を示す図である。図８の認証システムは、図１の認証システムと同様の構成に加えて、センサ１６と、センサ１６による検出エリア１７とを備える。また、図１の認証システムと比較すると、小型基地局１に代えて小型基地局１Ｃを備える。

たとえば、ゲート９付近の構造物の形状などが影響し、サービスエリア６を認証に必要最低限の狭い範囲に制限するのが難しい状況も考えられる。このような状況では、ゲート９に近づくユーザが、ゲート９からやや遠い位置で認証されてしまい、認証されたユーザがゲート９を通れないタイミングでゲート９が開放されてしまうことが想定される。

したがって、検出範囲１７は、ユーザが実際にゲート９を通過するタイミングを捉えるために、サービスエリア６よりも狭く設定される。なお、図８では、センサ１６は赤外線センサなどを想定して図示されるが、人が上に乗ることで作動するスイッチのようなセンサでもよい。また、ユーザが乗り物に乗って近づくことを想定する場合には、駐車場の入り口に設置されるセンサのような、乗り物を検出するセンサでもよい。ゲート９の近傍に限定されるエリアに、ユーザなどが進入したことを検出可能であれば、どのような方法でもよい。また、当該方法は、ゲート９に含まれてもよい。

小型基地局１Ｃは、小型基地局１と同様の構成を備えるが、常時ページング信号を送信するのではなく、上位ネットワーク装置３Ｆからの指示があるとページング信号を送信する。

つづいて、本実施の形態における認証システムの認証動作について説明する。実施の形態１と同様、携帯電話端末８を携行するユーザが、ゲート９に近づき、図２の動作が行われて携帯電話端末８の識別子が許可端末情報ＤＢ１１に登録される。

センサ１６は、常時ゲート９へのユーザの接近を検出する。センサ１６は、検出範囲１７内にユーザを検出すると、その検出結果を上位ネットワーク装置３Ｆに通知する。なお、図８では、センサ１６から直接上位ネットワーク装置３Ｆに通知するように図示するが、たとえば、ゲート９や小型基地局１Ｃを経由して通知する構成でも構わない。

上位ネットワーク装置３Ｆは、上記通知を受けると、小型基地局１Ｃに対して、検出範囲１７にユーザが検出されている間、着信の有無によらず、許可端末情報ＤＢ１１に登録される識別番号の全てを対象に、ページング信号を送信するよう指示する。小型基地局１Ｃは、この指示を受けると、許可端末情報ＤＢ１１に登録される識別番号の全てを対象に、ページング信号を送信する。

以降の動作は、実施の形態１と同様である。すなわち、携帯電話端末８を携行するユーザが入場しようとゲート９に近づくと、サービスエリア７からサービスエリア６へと移動することとなり、携帯電話端末８は、通信対象を小型基地局２から小型基地局１に切り替える。その結果、携帯電話端末８は、小型基地局１Ｃからのページング信号を受信する。したがって、携帯電話端末８を携行するユーザが入場を許可されている場合は、携帯電話端末８はページング応答を送信する。小型基地局１Ｃは、ページング応答を受信するとその旨を上位ネットワーク装置３Ｆに通知し、上位ネットワーク装置３Ｆは、ゲート９に近づいたユーザの入場を許可し、ゲート９を開放する制御を行う。

小型基地局１Ｃは、たとえば、所定の時間にわたってページング信号を送信してもよいし、上位ネットワーク装置３Ｆが、センサ１６からユーザを検知した信号を受信しなくなると、ページング信号を停止するよう小型基地局１Ｃを制御してもよい。

以上説明したように、本実施の形態では、ゲート付近に設けるサービスエリアを必要最低限の狭い範囲に制限できない場合などを想定して、ユーザが実際に入場するタイミングを捉えるためにセンサを設置し、センサがユーザを検出している間にわたりページング送信を行うこととした。これにより、個人認証の対象となるユーザが入場口から離れた場所にいるタイミングで認証および入場口の開放がなされてしまうことを回避可能となり、より安定した認証システムが得られる。また、入場口前にサービスエリアを提供する小型基地局は、ページング信号を送信しない間はページング信号相当分の送信電力を削減できることとなり、消費電力低減および干渉低減の効果が得られる。

以上のように、本発明にかかる認証システムは、入場制限があるエリアへ入場するユーザを認証する認証システムとして有用であり、特に、携帯電話端末を用いて入場を管理する場合に適している。

１，１Ｂ，１Ｃ，２，１２，１２Ｂ，１２Ｃ 小型基地局
３，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ 上位ネットワーク装置
４，５，１３，１３Ｂ，１３Ｃ アンテナ
６，７，１４，１４Ｂ サービスエリア
８ 携帯電話端末
９ ゲート
１０ 認証ＤＢ
１１ 許可端末情報ＤＢ
１５ 不許可端末情報ＤＢ
１６ センサ
１７ 検出エリア

Claims (11)

1. 入場制限エリアの外部と内部を隔て、通行可能な状態と不可能な状態とを切り替え可能なゲートと、
   前記ゲートの近傍に第１のサービスエリアを提供する第１の基地局と、
   前記第１のサービスエリアより外側に第２のサービスエリアを提供する第２の基地局と、
   入場を許可するユーザが保持する携帯電話端末の識別子を蓄積するための認証ＤＢと、
   前記ゲートを通過する可能性がある携帯電話端末の識別子を登録するための許可端末情報ＤＢと、
   前記第１の基地局および前記第２の基地局を管理し、前記ゲートの状態の切り替えを制御する上位ネットワーク装置と、
   を備え、
   前記第１の基地局は、前記許可端末情報ＤＢに登録されている識別子に対応する携帯電話端末を宛先とするページング信号を送信し、
   前記第２の基地局は、前記第２のサービスエリアへ進入した携帯電話端末が自身に対して位置登録を行ったことを検出すると、当該位置登録によって得た当該携帯電話端末の識別子を前記上位ネットワーク装置に通知し、
   前記上位ネットワーク装置は、
   前記第２のサービスエリアへ進入した携帯電話端末の識別子を前記第２の基地局より通知されると、前記認証ＤＢに当該識別子が蓄積されているかどうかを判断し、蓄積されている場合に、当該識別子を前記許可端末情報ＤＢに登録し、
   また、前記第１の基地局より、前記ページング信号に対する応答であるページング応答を検出したことを通知されると、前記ゲートを通行可能な状態とする制御を行う、
   ことを特徴とする認証システム。
2. 入場制限エリアの外部と内部を隔て、通行可能な状態と不可能な状態とを切り替え可能なゲートと、
   前記ゲートの近傍にサービスエリアを提供する基地局と、
   入場を許可するユーザが保持する携帯電話端末の識別子を蓄積するための認証ＤＢと、
   前記基地局を管理し、前記ゲートの状態の切り替えを制御する上位ネットワーク装置と、
   を備え、
   前記基地局は、前記認証ＤＢに蓄積されている識別子に対応する携帯電話端末を宛先とするページング信号を送信し、
   前記上位ネットワーク装置は、前記基地局より、前記ページング信号に対する応答であるページング応答を検出したことを通知されると、前記ゲートを通行可能な状態とする制御を行う、
   ことを特徴とする認証システム。
3. 入場制限エリアの外部と内部を隔て、通行可能な状態と不可能な状態とを切り替え可能なゲートと、
   前記ゲートの近傍に第１のサービスエリアを提供する第１の基地局と、
   前記第１のサービスエリアより外側に第２のサービスエリアを提供する第２の基地局と、
   前記ゲートの近傍を含む入場制限エリアの内部に、第３のサービスエリアを提供する第３の基地局と、
   前記ゲートを通過する可能性がある携帯電話端末の識別子を登録するための許可端末情報ＤＢと、
   前記第１の基地局、前記第２の基地局および前記第３の基地局を管理し、前記ゲートの状態の切り替えを制御する上位ネットワーク装置と、
   を備え、
   前記第１の基地局および前記第３の基地局は、前記許可端末情報ＤＢに登録されている識別子に対応する携帯電話端末を宛先とするページング信号を送信し、
   前記第２の基地局は、前記第２のサービスエリアへ進入した携帯電話端末が自身に対して位置登録を行ったことを検出すると、当該位置登録によって得た当該携帯電話端末の識別子を前記上位ネットワーク装置に通知し、
   前記上位ネットワーク装置は、
   前記第２のサービスエリアへ進入した携帯電話端末の識別子を前記第２の基地局より通知されると、当該識別子を前記許可端末情報に登録し、
   前記第１の基地局より、前記ページング信号に対する応答であるページング応答を検出したことを通知されると、前記ゲートを通行可能な状態とする制御を行い、
   また、前記第２のサービスエリアへ進入した携帯電話端末の識別子を前記第２の基地局より通知された後に、当該識別子を前記第３の基地局より通知された場合には、当該識別子に対応する携帯電話端末が前記入場制限エリア内に入場したと認識する、
   ことを特徴とする認証システム。
4. 入場制限エリアの外部と内部を隔て、通行可能な状態と不可能な状態とを切り替え可能なゲートと、
   前記ゲートの近傍に第１のサービスエリアを提供する第１の基地局と、
   前記第１のサービスエリアより外側に第２のサービスエリアを提供する第２の基地局と、
   前記ゲートの近傍を含む入場制限エリアの内部に、第３のサービスエリアを提供する第３の基地局と、
   前記ゲートを通過する可能性がある携帯電話端末の識別子を登録するための許可端末情報ＤＢと、
   前記第１の基地局、前記第２の基地局および前記第３の基地局を管理し、前記ゲートの状態の切り替えを制御する上位ネットワーク装置と、
   を備え、
   前記第１の基地局は、前記許可端末情報ＤＢに登録されている識別子に対応する携帯電話端末を宛先とするページング信号を送信し、
   前記第３の基地局は、携帯電話端末が前記第１の基地局から自身に対してハンドオーバしたことを検出すると、当該ハンドオーバによって得た当該携帯電話端末の識別子を前記上位ネットワーク装置に通知し、
   前記上位ネットワーク装置は、
   前記第２のサービスエリアへ進入した携帯電話端末の識別子を前記第２の基地局より通知されると、当該識別子を前記許可端末情報ＤＢに登録し、
   前記第１の基地局より、前記ページング信号に対する応答であるページング応答を検出したことを通知されると、前記ゲートを通行可能な状態とする制御を行い、
   また、前記第２のサービスエリアへ進入した携帯電話端末の識別子を前記第２の基地局より通知された後に、当該識別子を前記第３の基地局より通知された場合には、当該識別子に対応する携帯電話端末が前記入場制限エリア内に入場したと認識する、
   ことを特徴とする認証システム。
5. 前記上位ネットワーク装置は、
   前記第３のサービスエリアへ進入した携帯電話端末の識別子を前記第３の基地局より通知され、その後、当該識別子を前記第２の基地局より通知された場合には、当該識別子に対応する携帯電話端末が前記入場制限エリアから退場したと認識する、
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の認証システム。
6. 前記上位ネットワーク装置は、
   入場したと認識した携帯電話端末に対し、前記入場制限エリアへの入場にかかる対価を課金するための制御を行う、
   ことを特徴とする請求項３、４または５に記載の認証システム。
7. 前記上位ネットワーク装置は、
   入場または退場したと認識した携帯電話端末に対し、前記入場制限エリアへの入場にかかる対価を課金するための制御を行う、
   ことを特徴とする請求項５に記載の認証システム。
8. 入場を許可するユーザが保持する携帯電話端末の識別子を蓄積するための認証ＤＢ、
   をさらに備え、
   前記上位ネットワーク装置は、
   前記第２のサービスエリアへ進入した携帯電話端末の識別子を前記第２の基地局より通知されると、前記認証ＤＢを検索し、当該識別子が蓄積されている場合に、当該識別子を前記許可端末情報ＤＢに登録する、
   ことを特徴とする請求項３、４または５に記載の認証システム。
9. 前記認証ＤＢに登録されておらずかつ前記ゲートを通過する可能性がある携帯電話端末、の識別子を登録する不許可端末情報ＤＢ、
   をさらに備え、
   前記上位ネットワーク装置は、
   前記第２のサービスエリアへ進入した携帯電話端末の識別子を前記第２の基地局より通知されると、当該識別子が前記認証ＤＢを検索し、当該識別子が蓄積されていない場合には当該識別子を前記不許可端末情報ＤＢに登録し、
   前記第３の基地局は、
   前記不許可端末情報ＤＢに登録された識別子に対応する携帯電話端末を宛先とするページング信号を送信し、前記不許可端末情報ＤＢに登録された識別子を含むページング応答を受信すると、その旨を前記上位ネットワーク装置に通知し、
   前記上位ネットワーク装置は、
   前記第３の基地局から、前記不許可端末情報ＤＢに登録された識別子を含むページング応答を受信した旨の通知を受けると、当該識別子に基づいて、当該ページング応答を送信した携帯電話端末に対し不正な入場である旨を通知する制御を行う、
   ことを特徴とする請求項８に記載の認証システム。
10. 前記ゲートを通過するユーザを検知するためのセンサ、
    をさらに備え、
    前記センサは、ユーザを検知すると前記上位ネットワーク装置にその旨を通知し、
    前記上位ネットワーク装置は、前記センサからの通知を受けると、前記第１の基地局に対し前記ページング信号を送信するよう指示する、
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の認証システム。
11. 前記第１の基地局または第２の基地局を、複数のセクタを持つ基地局により実現することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の認証システム。

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