JP2011014017A - 無線端末、情報生成方法、および情報記録方法 - Google Patents

無線端末、情報生成方法、および情報記録方法 Download PDF

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Abstract

【課題】セキュリティ確保と同時に少ないメモリ量で通信履歴を収集することが可能な無線端末を提供すること。
【解決手段】無線端末（２００）は、端末ＩＤを含むセキュアＩＤを生成するセキュアＩＤ生成部（２２１）と、セキュアＩＤ生成部（２２１）によって生成されたセキュアＩＤをブロードキャストする送信部（２２４）とを有する。セキュアＩＤ生成部（２２１）は、セキュアＩＤの第１の部分に、送信毎に異なる端末ＩＤを記述し、セキュアＩＤの第２の部分に、直前に送信されたセキュアＩＤの第１の部分に記述された端末ＩＤをリンクＩＤとして記述する。
【選択図】図３

Description

本発明は、他の無線端末との間でＩＤ情報の送信または受信を行う無線端末と、この無線端末で使用される情報生成方法および情報記録方法とに関する。
無線タグ（ＲＦＩＤ：radio frequency identification）は、近距離の無線通信および情報処理を行うＩＣ（integrated circuit）チップであり、小型で省電力であることから各分野での利用が期待されている。例えば、児童の登下校の確認や登下校時の経路把握を行うための、いわゆる児童見守りサービスに、無線タグを活用することが考えられる。
この例の場合、学校の校門や通学路に、無線タグリーダの機能を有する無線基地局（以下単に「基地局」という）が配置される。そして、各基地局は、各児童のランドセル等の携行品に埋め込まれた無線タグから、その無線タグのＩＤ（identifier）情報を収集する。これにより、どの基地局の無線通信エリア（以下「基地局エリア」という）をどの無線タグがいつ通過したかに関する情報を、収集することができる。そして、収集されたデータから、各児童の校門通過の確認や、経路および位置の推定を行うことができる。
ところが、基地局は、電源を確保しネットワークに接続する必要があるため、設置可能な場所に制限がある。したがって、基地局を各所に十分に配置することができず、基地局と基地局との間の区間が長くなることがある。このような場合、児童の行動を大まかにしか推定することができない。
そこで、基地局エリア外において、各無線タグが、他のどの無線タグといつ通信可能な距離まで接近（以下単に「接近」という）したかに関する情報（以下「通信履歴」という）を、取得して蓄積しておくことが考えられる。
図１は、通信履歴の蓄積を行う児童見守りシステムの概要を示す図である。図１に示すように、例えば、ある児童１０が、自宅の近くに設置された基地局２０の基地局エリアを通過し、途中で出会った他の児童３０と一緒に通学路を歩き、学校の門に設置された基地局４０の基地局エリアを通過したとする。
児童１０、３０のそれぞれが持つ無線タグ（図示せず）は、定期的に、自己のＩＤ情報を周囲にブロードキャストする。このＩＤ情報は、児童１０、３０のそれぞれが持つ無線タグが接近したとき、互いに受信される。各無線タグは、相手から受信したＩＤ情報とその受信時刻とを、通信履歴１１、３１として内部の記録媒体に記録する。そして、例えば、児童１０が基地局４０の基地局エリアに進入したとき、児童１０が持つ無線タグは、その無線タグのＩＤ情報と、基地局エリア外で記録した通信履歴１１とを、基地局４０に送信する。この通信履歴１１は、何時頃から児童１０と児童３０とが一緒にいたかを示す情報となる。サービス提供センター５０は、基地局２０、４０が受信したＩＤ情報および通信履歴１１から、児童１０の行動を解析し、解析結果を学校の先生や保護者に通知する。
このようなシステムは、基地局エリア外のどの区間でどの無線タグとどの無線タグとがいつ接近したか、に関する情報を収集することができ、児童の行動をよりきめ細かく推定することができる。
しかしながら、上述のシステムでは、セキュリティを確保することが難しいという問題がある。なぜなら、悪意の第三者が、同一のＩＤ情報を送信し続ける無線タグを判別し、特定のユーザの行動を追跡（トレース）する可能性があるからである。
そこで、ＩＤ情報を時々刻々と変化させる技術が、例えば特許文献１に記載されている。この技術によれば、第三者がＩＤ情報の同一性に基づいて無線タグをトレースするのを防止することができる。
国際公開第２００５／０３１５７９号明細書
しかしながら、特許文献１記載の技術では、時々刻々と変化するＩＤ情報を受信するたびに通信履歴としてメモリに記憶する必要がある。このため、基地局と基地局との間の区間が長い場合には、通信履歴がオーバフローし、有効な通信履歴の収集を行うことができなくなるおそれがある。無線タグには、通常、大きなメモリを搭載することは困難だからである。したがって、少ないメモリ量でもトレースを防止しつつ通信履歴を収集することができるような無線タグが望まれる。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、セキュリティ確保と同時に少ないメモリ量で通信履歴を収集することが可能な無線端末、情報生成方法、および情報記録方法を提供することを目的とする。
本発明の無線端末は、端末ＩＤを含むセキュアＩＤを生成するセキュアＩＤ生成部と、前記セキュアＩＤ生成部によって生成された前記セキュアＩＤをブロードキャストする送信部とを有し、前記セキュアＩＤ生成部は、前記セキュアＩＤの第１の部分に、送信毎に異なる前記端末ＩＤを記述し、前記セキュアＩＤの第２の部分に、直前に送信された前記セキュアＩＤの前記第１の部分に記述された前記端末ＩＤをリンクＩＤとして記述する。
本発明の無線端末は、他の無線端末から、当該無線端末によって生成されたセキュアＩＤをそれぞれ受信する受信部と、前記受信部によって受信された前記セキュアＩＤの受信履歴である履歴情報を記録する履歴情報蓄積部と、前記受信部によって受信されたある前記セキュアＩＤの第１の部分に記述された端末ＩＤと、前記受信部によって受信された他の前記セキュアＩＤの第２の部分に記述されたリンクＩＤとが一致するとき、当該２つのセキュアＩＤの送信元が同一であると判断し、送信元が同一であると判断した複数の前記セキュアＩＤの前記履歴情報を、圧縮して前記履歴情報蓄積部に記録し直す圧縮処理部と、前記履歴情報蓄積部に記録された前記履歴情報を基地局に送信する基地局通信部とを有する。
本発明の情報生成方法は、端末ＩＤを含むセキュアＩＤを生成するステップと、生成した前記セキュアＩＤをブロードキャストするステップとを有し、前記セキュアＩＤを生成するステップにおいて、前記セキュアＩＤの第１の部分に、送信毎に異なる前記端末ＩＤを記述し、前記セキュアＩＤの第２の部分に、直前に送信した前記セキュアＩＤの前記第１の部分に記述した前記端末ＩＤをリンクＩＤとして記述する。
本発明の情報記録方法は、他の無線端末から、当該無線端末によって生成されたセキュアＩＤを受信するステップと、受信した前記セキュアＩＤの受信履歴である履歴情報を、履歴情報蓄積部に記録するステップと、受信したある前記セキュアＩＤの第１の部分に記述された端末ＩＤと、受信した他の前記セキュアＩＤの第２の部分に記述されたリンクＩＤとが一致するとき、当該２つのセキュアＩＤの送信元が同一であると判断するステップと、送信元が同一であると判断した複数の前記セキュアＩＤの前記履歴情報を、圧縮して前記履歴情報蓄積部に記録し直すステップとを有する。
本発明によれば、可変性を有しつつ数珠繋ぎに識別情報を含む複合情報を送信するので、トレース困難な状態で識別情報をブロードキャストすることができる。また、本発明は、セキュリティ確保と同時に少ないメモリ量で通信履歴を収集することが可能となる。
従来の無線端末を用いて通信履歴の蓄積を行うシステムの概要を示す図 本発明の一実施の形態に係る無線端末を含む情報収集システムの構成の一例を示すシステム構成図 本実施の形態に係る無線端末の構成の一例を示すブロック図 本実施の形態に係る無線端末の履歴データの記録に関する動作を示すフローチャート 本実施の形態に係る無線端末間の通信の様子を模式的に示す図 本実施の形態におけるタイムスロット管理テーブルの構成の一例を示す図 本実施の形態に係る無線端末の送信モードの動作を示すフローチャート 本実施の形態における端末ＩＤ生成部の処理を模式的に示す図である 本実施の形態における端末ＩＤの構成の第１の例を示す図 本実施の形態における端末ＩＤの構成の第２の例を示す図 本実施の形態における端末ＩＤの構成の第３の例を示す図 本実施の形態におけるセキュアＩＤの構成の第１の例を示す図 本実施の形態におけるセキュアＩＤの構成の第２の例を示す図 本実施の形態におけるパケットのデータ構造の一例を示す図 本実施の形態に係る無線端末の受信モードの動作を示すフローチャート 本実施の形態における一連の履歴データの第１の例を示す図 本実施の形態における一連の履歴データの第２の例を示す図 本実施の形態に係る無線端末の記録媒体管理処理を示すフローチャート 本実施の形態における履歴データが圧縮される様子の一例を示す図 ＩＤ情報が変化しない場合の履歴データの圧縮の可否およびセキュリティ確保の可否を示す第１の図 ＩＤ情報が変化しない場合の履歴データの圧縮の可否およびセキュリティ確保の可否を示す第２の図 ＩＤ情報がランダムに変化する場合の履歴データの圧縮の可否およびセキュリティ確保の可否を示す第１の図 ＩＤ情報がランダムに変化する場合の履歴データの圧縮の可否およびセキュリティ確保の可否を示す第２の図 本実施の形態における履歴データの圧縮の可否およびセキュリティ確保の可否を示す第１の図 本実施の形態における履歴データの圧縮の可否およびセキュリティ確保の可否を示す第２の図 本実施の形態に係る無線端末の通信履歴の送信に関する動作を示すフローチャート 本実施の形態におけるサーバの構成および通信履歴に対する処理の概要を示す図 本実施の形態における履歴データの他の圧縮手法の第１の例を示す図 本実施の形態における履歴データの他の圧縮手法の第２の例を示す図 本実施の形態における履歴データの他の圧縮手法の第３の例を示す図
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図２は、本発明の一実施の形態に係る無線端末を含む情報収集システムの構成の一例を示すシステム構成図である。
図２において、情報収集システム１００は、複数の無線端末２００、複数の基地局３００、履歴収集センターのサーバ（以下単に「サーバ」という）４００、およびサービスプロバイダの設備５００を有する。複数の基地局３００は、それぞれサーバ４００に接続されている。また、サーバ４００は、サービスプロバイダの設備５００に接続されている。
無線端末２００は、それぞれ固有の固定端末ＩＤが割り当てられた無線タグである。無線端末２００は、基地局３００に対する情報の無線送信だけでなく、他の無線端末２００との無線通信をも行うことができる。無線端末２００は、自身の通信エリア内に存在する他の無線端末２００との間でＩＤ情報を交換する。なお、以降は、ある無線端末２００の通信エリア内に他の無線端末２００が入ったことを「接近した」と記載する。そして、無線端末２００は、少なくとも各基地局３００の基地局エリア外において、受信した他の無線端末２００のＩＤ情報と受信時刻とを組み付けた履歴データを、内部の記録媒体に格納する。そして、無線端末２００は、図２に示すように、いずれかの基地局３００の基地局エリアに移動したとき、履歴データと自己の固定端末ＩＤとを含む通信履歴を、無線通信によって基地局３００に送信する。
但し、無線端末２００は、毎回異なるＩＤ情報を生成する。具体的には、無線端末２００は、送信の度に異なり、かつ、直前に送信したＩＤ情報との間に予め定められた関連性を有するＩＤ情報を、生成する。また、無線端末２００は、受信した複数のＩＤ情報の送信元が同一であるか否かを、前述の関連性に基づいて判断する。そして、無線端末２００は、送信元が同一であると判断した複数のＩＤ情報に関する履歴データを、圧縮して格納する。ＩＤ情報の詳細および履歴データの詳細については後述する。
基地局３００は、その基地局エリア内に存在する無線端末２００から通信履歴を受信し、受信した通信履歴を、サーバ４００へ送信（アップロード）する。
サーバ４００は、複数の基地局３００から受信した通信履歴に基づいて、各無線端末２００の行動履歴を生成し、生成した行動履歴を、サービスプロバイダの設備５００へ送信する。
サービスプロバイダの設備５００は、サーバ４００から受信した各無線端末２００の行動履歴に基づいて、児童見守り等のサービスに関する各種情報処理を行う。
このような構成を有する情報収集システム１００は、各無線端末２００がどの区間で他のどの無線端末２００といつ接近したかに関する情報を収集することができる。したがって、情報収集システム１００は、各無線端末２００のユーザの行動を、きめ細かく推定することができる。
また、各無線端末２００は、毎回異なるＩＤ情報であって、直前のＩＤ情報とのみ関連性を持つＩＤ情報をブロードキャストする。したがって、連続してブロードキャストされるＩＤ情報を連続して受信しない限り、ＩＤ情報の送信元の同一性を判断することはできない。これにより、各無線端末２００は、悪意の第三者によってユーザの行動が追跡される可能性を低減することができ、高いセキュリティを確保することができる。
また、情報収集システム１００は、送信元が同一であると判断した複数のＩＤ情報に関する履歴データを、圧縮して記録媒体に格納するので、履歴データのデータサイズを低減することができる。したがって、記録媒体の容量を小さくしたり、ＩＤ情報の交換の間隔を短くしたり、長い区間の履歴データをオーバフローすることなく蓄積することができる。
次に、無線端末２００の構成について説明する。
図３は、無線端末２００の構成の一例を示すブロック図である。
図３に示すように、無線端末２００は、大きく分けて、通信制御ブロック２１０、無線送信ブロック２２０、無線受信ブロック２３０、記録媒体管理ブロック２４０、履歴データ蓄積部２５０、および基地局通信ブロック２６０を有する。通信制御ブロック２１０、無線送信ブロック２２０、無線受信ブロック２３０、および記録媒体管理ブロック２４０は、他の無線端末２００との通信用の機能部であり、例えば、アクティブタグを構成する。そして、基地局通信ブロック２６０は、基地局３００との通信用の機能部であり、例えば、パッシブタグを構成する。これらの機能部全体でアクティブタグを構成しても良く、この場合には、各機能部は、タイムスロット毎に交互に動作する等、時分割で独立して動作を行う。
通信制御ブロック２１０は、後述の無線送信ブロック２２０および無線受信ブロック２３０の動作を制御する。通信制御ブロック２１０は、通信制御部２１１を有する。
通信制御部２１１は、タイムスロットを管理し、タイムスロット単位で、送信モードと受信モードとを切り替える。送信モードは、無線送信ブロック２２０が動作し、無線端末２００がＩＤ情報をブロードキャストするモードである。受信モードは、無線受信ブロック２３０および記録媒体管理ブロック２４０が動作し、無線端末２００が他の無線端末２００からＩＤ情報を受信して記録するモードである。
無線送信ブロック２２０は、送信モードが通知される毎に、異なるＩＤ情報を繰り返し生成し、生成したＩＤ情報を、ブロードキャストする。このＩＤ情報は、通信エリア内に他の無線端末２００が存在するとき、この無線端末２００によって受信される。無線送信ブロック２２０は、端末ＩＤ生成部２２１、セキュアＩＤ生成部２２２、リンクＩＤ保持部２２３、および送信部２２４を有する。
端末ＩＤ生成部２２１は、無線端末２００に割り当てられた固定端末ＩＤに基づいて、端末ＩＤを生成する。端末ＩＤは、時々刻々と変化するＩＤ情報であり、悪意の第三者にとって追跡することが困難な形式であって、サーバ４００が元の固定端末ＩＤを復元することが可能な形式のデータである。端末ＩＤ生成部２２１は、送信モードが到来する毎に、異なる端末ＩＤを繰り返し生成する。そして、端末ＩＤ生成部２２１は、生成した端末ＩＤを、セキュアＩＤ生成部２２２へ出力する。
セキュアＩＤ生成部２２２は、入力された端末ＩＤに基づいて、無線端末２００のＩＤ情報を生成する。ＩＤ情報は、第１の部分と第２の部分とを含む所定の形式のデータである。セキュアＩＤ生成部２２２は、第１の部分に、最新の端末ＩＤを記述し、第２の部分に、後述するリンクＩＤ保持部２２３が保持する最新のリンクＩＤを記述して、セキュアなＩＤ情報（以下「セキュアＩＤ」という）を生成する。そして、セキュアＩＤ生成部２２２は、生成したセキュアＩＤを、送信部２２４へ出力する。セキュアＩＤの詳細については後述する。
リンクＩＤ保持部２２３は、セキュアＩＤ生成部２２２がセキュアＩＤの第１の部分に記述した端末ＩＤを、リンクＩＤとして、次の送信モードが到来して新たなセキュアＩＤをセキュアＩＤ生成部２２２が生成するまで保持する。また、リンクＩＤ保持部２２３は、初期状態においては、例えば、製造時に設定された、無線端末２００毎に異なる初期値を保持する。
送信部２２４は、入力されたセキュアＩＤを、周囲にブロードキャストする。送信部２２４が送信したセキュアＩＤは、他の無線端末２００のうち、当該無線端末の通信エリア内に存在する他の無線端末２００によってのみ受信される。
無線受信ブロック２３０は、受信モードが到来する毎に、接近中の他の無線端末２００からセキュアＩＤを受信し、受信したセキュアＩＤから、端末ＩＤおよびリンクＩＤを抽出する。無線受信ブロック２３０は、受信部２３１およびセキュアＩＤ解析部２３２を有する。
受信部２３１は、他の無線端末２００からブロードキャストされるセキュアＩＤを受信し、受信したセキュアＩＤを、セキュアＩＤ解析部２３２へ出力する。
セキュアＩＤ解析部２３２は、入力されたセキュアＩＤの第１の部分および第２の部分から、端末ＩＤとリンクＩＤとをそれぞれ抽出する。そして、セキュアＩＤ解析部２３２は、抽出した端末ＩＤおよびリンクＩＤと、セキュアＩＤの受信時刻とを組み付けた情報を、履歴データとして記録媒体管理ブロック２４０へ出力する。
記録媒体管理ブロック２４０は、無線受信ブロック２３０から入力された履歴データを、履歴データ蓄積部２５０に記録する。但し、記録媒体管理ブロック２４０は、送信元が同一の履歴データを、圧縮して履歴データ蓄積部２５０に記録する。記録媒体管理ブロック２４０は、複数の履歴データの送信元が同一であるか否かを、端末ＩＤとセキュアＩＤに基づいて判断する。記録媒体管理ブロック２４０は、履歴データ記録部２４１、圧縮判断部２４２、および圧縮処理部２４３を有する。
履歴データ記録部２４１は、入力された履歴データを、履歴データ蓄積部２５０に格納する。
圧縮判断部２４２は、履歴データ蓄積部２５０に格納された履歴データに対する圧縮処理を行うべきか否かを判断し、圧縮処理を行うべきと判断したとき、圧縮処理部２４３を呼び出す。圧縮判断部２４２は、例えば、履歴データ蓄積部２５０の空き容量が所定の閾値を下回ったとき、圧縮処理を行うべきと判断する。
圧縮処理部２４３は、圧縮判断部２４２から呼び出されたとき、履歴データ蓄積部２５０に格納された履歴データに対する圧縮処理を行う。圧縮処理部２４３は、ある履歴データの端末ＩＤと、他の履歴データのリンクＩＤとが一致するとき、これらの履歴データを、同一の送信元に関する履歴データとして圧縮する。圧縮処理の詳細については後述する。
履歴データ蓄積部２５０は、ＥＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ＦｅＲＡＭ（Ferroelectric Random Access Memory）等の、情報書き換え可能な記録媒体である。
基地局通信ブロック２６０は、基地局３００から不特定向けにブロードキャストで発信する所定の信号を受信するなどして、基地局エリアに進入したこと判断する。このとき、基地局通信ブロック２６０は、履歴データ蓄積部２５０に蓄積された履歴データを取り出し、取り出した履歴データを、基地局３００へ送信する。基地局通信ブロック２６０は、基地局通信部２６１および履歴データ削除部２６２を有する。
基地局通信部２６１は、各基地局３００から周期的にその基地局エリア内に向けてブロードキャストされる、所定の信号を監視する。基地局通信部２６１は、この所定の信号を受信したとき、履歴データ蓄積部２５０に蓄積された履歴データをすべて読み出す。そして、基地局通信部２６１は、読み出した履歴データに無線端末２００の固定端末ＩＤを付加したデータを、通信履歴として、基地局３００へ送信する。そして、基地局通信部２６１は、履歴データ削除部２６２を呼び出す。
履歴データ削除部２６２は、基地局通信部２６１によって呼び出されたとき、履歴データ蓄積部２５０に蓄積された履歴データの全てを削除する。
なお、無線端末２００は、図示しないが、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）、制御プログラムを格納したフラッシュメモリ等の記憶媒体、ＲＡＭ（random access memory）等の作業用メモリ、およびアンテナを有する。この場合、無線端末２００は、ＣＰＵにおける制御プログラムの実行によって、上述した各部の機能を実現する。
このような構成を有する無線端末２００は、他の無線端末２００との間で交換するＩＤ情報に可変性を持たせ、かつ、同一の通信相手に関する履歴データを圧縮して保持することができる。したがって、無線端末２００は、セキュリティを確保した状態で、長い区間の通信履歴をサーバ４００にアップロードすることができる。
次に、無線端末２００の動作について説明する。
図４は、履歴データの記録に関する無線端末２００の動作を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１０００において、通信制御部２１１は、タイムスロット管理テーブルに基づいたタイムスロット管理を開始する。
通信制御部２１１は、高精度の時計（図示せず）を内部に有し、他の無線端末２００の通信制御部２１１と時刻の同期が常に取られた状態となっている。また、通信制御部２１１は、無線端末２００毎に異なるタイムスロット管理テーブルを内部に有し、時分割多重方式のデータ通信を実現する。
タイムスロット管理テーブルの内容は、どのタイムスロットがＩＤ情報のブロードキャストに割り当てられているかによって異なり、無線端末２００毎に異なっていることが望ましい。タイムスロット管理テーブルの設定は、例えば、通信制御部２１１が行っても良い。または、タイムスロット管理テーブルの設定は、無線端末２００の製造時にＩＤ情報のブロードキャストに用いるタイムスロットの割り当てが完了しているような場合には、製造時に予め行われても良く、通信制御部２１１に設定される。または、無線端末２００が電源ＯＮとなるタイミングで、通信制御部２１１が、タイムスロット管理テーブルをランダムに作成しても良い。または、無線端末２００がＩＤ情報のブロードキャスト前にキャリアセンスを行う場合には、通信制御部２１１は、キャリアセンスにより他のキャリアが検知されたタイミングで、タイムスロット管理テーブルを作り直しても良い。
図５は、無線端末２００間の通信の様子を模式的に示す図である。ここでは、無線端末２００が３つの場合を図示する。
図５に示すように、時間軸ｔは、フレームＦ１、Ｆ２・・・に分割される。また、フレームＦ１、Ｆ２・・・は、それぞれ、第１〜第ｍのタイムスロットＳ１〜Ｓｍに分割される。例えば、第１〜第ｍのタイムスロットＳ１〜Ｓｍは、送信区間として、それぞれ、無線端末２００Ａ〜２００Ｃに順に割り当てられる。
図６は、タイムスロット管理テーブルの構成の一例を示す図である。
図６に示すように、タイムスロット管理テーブル６００は、タイムスロット番号６０１、種別６０２、および間隔６０３により構成される。タイムスロット番号６０１は、フレーム内のタイムスロットの順序を示す番号であり、その個数によって、フレーム内のタイムスロットの数を示す。種別６０２は、該当するタイムスロットを、送信モードと受信モードのいずれで動作すべきかを示す。「送信区間」は、送信モードで動作すべきであるということを示す。「受信区間」は、受信モードで動作すべきであるということを示す。間隔６０３は、該当するタイムスロットの長さ（以下「タイムスロット間隔」という）を示す。
図３の通信制御部２１１は、タイムスロット番号を監視し、タイムスロット管理テーブルに基づいてＩＣチップのレジスタ設定等を行う。
ステップＳ２０００において、通信制御部２１１は、タイムスロットが切り替わる毎に、現在のタイムスロットが送信区間であるか否かを判断する。通信制御部２１１は、この判断を、現在のタイムスロット番号と、タイムスロット管理テーブルとに基づいて行う。通信制御部２１１は、現在のタイムスロットが送信区間である場合には（Ｓ２０００：ＹＥＳ）、ステップＳ３０００へ進む。一方、通信制御部２１１は、現在のタイムスロットが送信区間ではなく受信区間である場合には（Ｓ２０００：ＮＯ）、ステップＳ４０００へ進む。
ステップＳ３０００において、通信制御部２１１は、無線送信ブロック２２０の端末ＩＤ生成部２２１に送信モードを通知することにより、無線端末２００の送信モードの動作を開始させる。送信モードの動作については後述する。
一方、ステップＳ４０００において、通信制御部２１１は、無線受信ブロック２３０の受信部２３１に受信モードを通知することにより、無線端末２００の受信モードの動作を開始させる。このとき、通信制御部２１１は、タイムスロット間隔を、受信部２３１に渡す。受信モードの動作については後述する。
送信モードの動作または受信モードの動作が完了すると、ステップＳ５０００において、通信制御部２１１は、履歴データの記録に関する動作を継続するか否かを判断する。通信制御部２１１は、履歴データの記録に関する動作を継続する場合には（Ｓ５０００：ＹＥＳ）、ステップＳ２０００へ戻る。一方、通信制御部２１１は、履歴データの記録に関する動作を継続しない場合には（Ｓ５０００：ＮＯ）、一連の動作を終了する。
図７は、無線端末２００の送信モードの動作を示すフローチャートであり、図４のステップＳ３０００に対応する。
まず、ステップＳ３１００において、端末ＩＤ生成部２２１は、固定端末ＩＤおよび共通鍵を取得する。この共通鍵は、サーバ４００が持つ共通鍵と同じものである。固定端末ＩＤおよび共通鍵は、例えば、無線端末２００の記憶媒体に、製造時に予め格納されている。
そして、ステップＳ３２００において、端末ＩＤ生成部２２１は、例えば既知の擬似乱数生成法を用いて、乱数を生成する。
そして、ステップＳ３３００において、端末ＩＤ生成部２２１は、取得した固定端末ＩＤと生成した乱数とを、分離可能な形式で結合したデータを生成する。
そして、ステップＳ３４００において、端末ＩＤ生成部２２１は、生成したデータを、取得した共通鍵を用いて暗号化し、端末ＩＤを生成する。共通鍵、結合処理のアルゴリズム、および暗号化処理のアルゴリズムは、全ての無線端末２００に共通とし、製造時に各無線端末２００に設定してもよい。そして、端末ＩＤ生成部２２１は、生成した端末ＩＤを、セキュアＩＤ生成部２２２へ出力する。
図８は、図７のステップＳ３１００〜Ｓ３４００における端末ＩＤ生成部２２１の処理を模式的に示す図である。上述の通り、端末ＩＤ生成部２２１は、まず、固定端末ＩＤを取得するとともに乱数を生成し、次いで、固定端末ＩＤと乱数とを結合したデータを、共通鍵を用いて暗号化して、端末ＩＤを生成する。
図９〜図１１は、端末ＩＤの構成の例を示す図である。
端末ＩＤ６１０は、図９に示すように、乱数６１１と固定端末ＩＤ６１２とを前後に並べて結合した構成とすることができる。また、端末ＩＤ６１０は、図１０に示すように、乱数６１１と固定端末ＩＤ６１２とをそれぞれ細かく分割した部分を、交互に並べた構成としてもよい。
また、端末ＩＤ６１０は、図１１に示すように、乱数の組み込みパターンを示す情報６１３を含むことができる。情報６１３は、予め複数の乱数の組み込みパターンが用意されており、任意のパターンを採用して乱数を組み込む場合に、乱数６１１がどのパターンで組み込まれたものであるかを示す。無線端末２００は、このように乱数の組み込みパターンを可変とすることによって、第三者がセキュアＩＤから固定端末ＩＤを読み取り難くすることができ、セキュアＩＤのセキュリティを更に向上させることができる。
そして、図７のステップＳ３５００において、セキュアＩＤ生成部２２２は、リンクＩＤ保持部２２３からリンクＩＤを取得する。
そして、ステップＳ３６００において、セキュアＩＤ生成部２２２は、取得したリンクＩＤと入力された端末ＩＤとを結合して、セキュアＩＤを生成する。すなわち、セキュアＩＤ生成部２２２は、新たに生成された端末ＩＤに対して、前回生成された端末ＩＤをリンクＩＤとして分離可能な形式で作用させて、セキュアＩＤを生成する。そして、セキュアＩＤ生成部２２２は、生成したセキュアＩＤを、送信部２２４へ出力する。
図１２および図１３は、セキュアＩＤの構成の例を示す図である。
セキュアＩＤ６２０は、図１２に示すように、リンクＩＤを記述するための第１の部分６２１と、端末ＩＤを記述するための第２の部分６２２とを、前後に並べて結合した構成とすることができる。また、セキュアＩＤ６２０は、図１３に示すように、第１の部分６２１と第２の部分６２２とをそれぞれ細かく分割した部分を、交互に並べた構成としてもよい。
第１の部分６２１および第２の部分６２２の配置およびビット数は、予め定められている。セキュアＩＤの生成処理のためのアルゴリズムは、例えば、全ての無線端末２００に共通とし、製造時に各無線端末２００に設定しても良い。
なお、セキュアＩＤ６２０は、図１１に示す端末ＩＤ６１０と同様に、乱数および乱数組み込み型パターンを含む形式のデータとしてもよい。
そして、図７のステップＳ３７００において、リンクＩＤ保持部２２３は、セキュアＩＤ生成部２２２がセキュアＩＤの生成に用いた端末ＩＤを、リンクＩＤとして保持する。このとき、リンクＩＤ保持部２２３は、それまでに保持していた古いリンクＩＤを削除する。
そして、ステップＳ３８００において、送信部２２４は、入力されたセキュアＩＤを、ブロードキャストする。このとき、送信部２２４は、無線端末２００間のデータ送受信のプロトコルに応じた形式で、セキュアＩＤをパケット化してブロードキャストする。そして、無線端末２００は、送信モードの処理を終了し、図４の処理に戻る。
図１４は、セキュアＩＤを格納したパケットのデータ構造の一例を示す図である。
図１４に示すように、パケット６３０は、ヘッダ６３１、セキュアＩＤ６２０、およびＣＲＣ（cyclic redundancy check）６３２から構成される。ヘッダ６３１には、ブロードキャストに係るパケットであることを示す情報、送信パケットの通し番号であるシーケンス番号、セキュアＩＤを格納していることを示す情報等が記述される。ＣＲＣ６３２は、誤り検出符号である。
受信側の無線端末２００は、ヘッダ６３１のシーケンス番号およびＣＲＣ６３２に基づいて、パケット６３０の欠落やデータ誤りの発生を検出する。受信側の無線端末２００は、パケット６３０の欠落やデータ誤りの発生を検出した場合には、当該パケット６３０を廃棄する。なお、受信側の無線端末２００は、採用する通信方式において可能であれば、パケット６３０の再送を、パケット６３０の送信元に要求してもよい。
図１５は、無線端末２００の受信モードの動作を示すフローチャートであり、図４のステップＳ４０００に対応する。
まず、ステップＳ４１００において、受信部２３１は、通信制御部２１１からタイムスロット間隔Ｔを取得する。なお、タイムスロット間隔Ｔが固定の場合には、受信部２３１は、最初の受信モードの通知時にのみタイムスロット間隔Ｔを取得して保持するようにしても良い。
そして、ステップＳ４２００において、受信部２３１は、内部に備えたタイマ（図示せず）を用いて、タイムスロットの経過時間ｔの計測を開始する。
そして、ステップＳ４３００において、受信部２３１は、経過時間ｔがタイムスロット間隔Ｔ以下であるか否かを判断する。受信部２３１は、経過時間ｔがタイムスロット間隔Ｔ以下である場合には（Ｓ４３００：ＹＥＳ）、ステップＳ４４００へ進み、経過時間ｔがタイムスロット間隔に達した場合には（Ｓ４３００：ＮＯ）、そのまま受信モードの処理を終了する。
ステップＳ４４００において、受信部２３１は、セキュアＩＤを受信したか否かを判断し、セキュアＩＤを受信するまで、ステップＳ４３００、Ｓ４４００の処理を繰り返す（Ｓ４４００：ＮＯ）。受信部２３１は、セキュアＩＤを受信すると（Ｓ４４００：ＹＥＳ）、受信したセキュアＩＤをセキュアＩＤ解析部２３２へ出力し、ステップＳ４５００へ進む。より具体的には、受信部２３１は、接近中の他の無線端末２００から受信したパケットにセキュアＩＤが格納されているか否かを判断し（図１４参照）、セキュアＩＤが格納されている場合には、当該セキュアＩＤを抽出する。
ステップＳ４５００において、セキュアＩＤ解析部２３２は、入力されたセキュアＩＤ（図１２および図１３参照）から、リンクＩＤおよび端末ＩＤを抽出する。より具体的には、セキュアＩＤ解析部２３２は、上述の第１の部分および第２の部分に記述された情報を、それぞれ、端末ＩＤおよびリンクＩＤとして抽出する。例えば、セキュアＩＤの生成手法が、「リンクＩＤと端末ＩＤとを、この順序で結合」であったとする。この場合には、セキュアＩＤ解析部２３２は、セキュアＩＤを、第１の部分に対応する端末ＩＤと、第２の部分に対応するリンクＩＤとに分離することによって、リンクＩＤおよび端末ＩＤを抽出する。セキュアＩＤの解析処理のためのアルゴリズムは、全ての無線端末２００に共通とし、製造時に各無線端末２００に設定してもよい。
次に、ステップＳ４６００において、セキュアＩＤ解析部２３２は、抽出した端末ＩＤおよびリンクＩＤと、セキュアＩＤの受信時刻と、タイムスロット番号とから成る履歴データを、履歴データ記録部２４１へ出力する。これにより、セキュアＩＤ解析部２３２は、記録媒体管理ブロック２４０に対して、記録媒体管理処理を実行させる。記録媒体管理処理は、送信元が同一の履歴データを、圧縮して履歴データ蓄積部２５０に記録する処理である。無線端末２００は、記録媒体管理処理が終了すると、受信モードの動作を終了し、図４の処理へ戻る。
図１６は、同一の無線端末２００からブロードキャストされた複数のセキュアＩＤのみを受信した場合の、一連の履歴データの例を示す図である。
図１６に示すように、履歴データ６４０は、タイムスロット番号６４１と、セキュアＩＤの受信時刻６４２と、セキュアＩＤから抽出されたリンクＩＤ６４３および端末ＩＤ６４４とから構成される。
既に説明したように、各無線端末２００は、フレーム毎に、セキュアＩＤのブロードキャストに割り当てられたタイムスロット（送信区間）を使用して、セキュアＩＤをブロードキャストする。したがって、同一の無線端末２００から連続してセキュアＩＤが受信される場合、連続する履歴データ６４０に記述されるタイムスロット番号６４１は同一となる（図１６参照）。また、各無線端末２００は、直前にブロードキャストしたセキュアＩＤにおいて、端末ＩＤとして記述した情報を、次にブロードキャストするセキュアＩＤにおいて、リンクＩＤとして記述する。したがって、同一の無線端末２００から連続してセキュアＩＤが受信される場合、連続する履歴データ６４０に記述されるＩＤ情報は、数珠繋ぎに共通することになる（図１６参照）。
図１７は、２つの無線端末２００から送信された複数のセキュアＩＤを受信した場合の、一連の履歴データの例を示す図である。
２つの無線端末２００は、セキュアＩＤを交互にブロードキャストする。したがって、図１７に示すように、連続する履歴データ６４０に記述されるＩＤ情報は、数珠繋ぎに共通しない。ところが、タイムスロット番号６４１毎に履歴データ６４０を分けたときには、それぞれの連続する履歴データ６４０に記述されるＩＤ情報は、図１６と同様に数珠繋ぎに共通する。
したがって、無線端末２００は、タイムスロット番号６４１が共通する一連の履歴データ６４０毎に、端末ＩＤ６４４とリンクＩＤ６４３との一致性の判断により、同一の送信元から取得された一連の履歴データ６４０が特定できる。そして、無線端末２００は、複数の無線端末２００からセキュアＩＤを受信する場合であっても、送信元毎に、履歴データ６４０を纏めて扱うことができる。
図１８は、無線端末２００の記録媒体管理処理を示すフローチャートであり、図１５のステップＳ４６００に対応する。
まず、ステップＳ４６０１において、履歴データ記録部２４１は、入力された履歴データ（図１６および図１７参照）を、履歴データ蓄積部２５０へ記録する。
そして、ステップＳ４６０２において、圧縮判断部２４２は、履歴データ蓄積部２５０の空き容量（以下単に「空き容量」という）が所定の閾値以下であるか否かを判断する。所定の閾値は、少なくとも、１つの履歴データを格納するのに必要な容量である。圧縮判断部２４２は、空き容量が所定の閾値を超えている場合には（Ｓ４６０２：ＮＯ）、そのまま記録媒体管理処理を終了する。一方、圧縮判断部２４２は、空き容量が所定の閾値を以下である場合には（Ｓ４６０２：ＹＥＳ）、ステップＳ４６０３へ進み、圧縮処理部２４３を呼び出す。
ステップＳ４６０３において、圧縮処理部２４３は、履歴データ蓄積部２５０に格納された履歴データ（図１６および図１７参照）を参照し、履歴数Ｎを取得する。履歴数Ｎは、タイムスロット番号毎の、履歴データの個数である。例えば、図１７に示す例の場合、圧縮処理部２４３は、タイムスロット番号「１」について履歴数Ｎ＝３を取得し、タイムスロット番号「２」について履歴数Ｎ＝２を取得する。
そしてステップＳ４６０４において、圧縮処理部２４３は、履歴数Ｎが３以上となるタイムスロット番号が存在するか否かを判断する。圧縮処理部２４３は、履歴数Ｎが３以上となるタイムスロット番号が存在する場合には（Ｓ４６０４：ＹＥＳ）、ステップＳ４６０５へ進む。一方、圧縮処理部２４３は、履歴数Ｎが３以上となるタイムスロット番号が存在しない場合には（Ｓ４６０４：ＮＯ）、そのまま記録媒体管理処理を終了する。
ステップＳ４６０５において、圧縮処理部２４３は、履歴数Ｎが３以上となるタイムスロット番号を１つ選択する。
そして、ステップＳ４６０６において、圧縮処理部２４３は、変数ｎに初期値「１」を設定する。変数ｎは、同一のタイムスロット番号の履歴データを時系列で並べたときの、履歴データの順序を示す。
そして、ステップＳ４６０７において、圧縮処理部２４３は、選択したタイムスロット番号の履歴データのうち、ｎ番目の履歴データの端末ＩＤを取得する。
そして、ステップＳ４６０８において、圧縮処理部２４３は、選択したタイムスロット番号の履歴データのうち、ｎ＋１番目の履歴データのリンクＩＤを取得する。
そして、ステップＳ４６０９において、圧縮処理部２４３は、ステップＳ４６０７で取得した端末ＩＤと、Ｓ４６０８で取得したリンクＩＤとが一致するか否かを判断する。圧縮処理部２４３は、端末ＩＤとリンクＩＤとが一致する場合には（Ｓ４６０９：ＹＥＳ）、ステップＳ４６１０へ進む。一方、圧縮処理部２４３は、端末ＩＤとリンクＩＤとが一致しない場合には（Ｓ４６０９：ＮＯ）、ステップＳ４６１１へ進む。
ステップＳ４６１０において、圧縮処理部２４３は、選択したタイムスロット番号の履歴データのうち、ｎ＋１番目の履歴データの端末ＩＤを取得する。
そして、ステップＳ４６１２において、圧縮処理部２４３は、選択したタイムスロット番号の履歴データのうち、ｎ＋２番目の履歴データのリンクＩＤを取得する。
そして、ステップＳ４６１３において、圧縮処理部２４３は、ステップＳ４６１０で取得した端末ＩＤと、Ｓ４６１２で取得したリンクＩＤとが一致するか否かを判断する。圧縮処理部２４３は、端末ＩＤとリンクＩＤとが一致する場合には（Ｓ４６１３：ＹＥＳ）、ステップＳ４６１４へ進む。一方、圧縮処理部２４３は、端末ＩＤとリンクＩＤとが一致しない場合には（Ｓ４６１３：ＮＯ）、ステップＳ４６１５へ進む。
ステップＳ４６１４において、圧縮処理部２４３は、選択したタイムスロット番号の履歴データのうち、ｎ＋１番目の履歴データを、履歴データ蓄積部２５０から削除する。すなわち、圧縮処理部２４３は、同一の無線端末２００から受信した履歴データが３つ以上連続しているとき、最初の履歴データと最後の履歴データ以外の履歴データ（以下「中間履歴データ」という）を削除する。但し、ここで、圧縮処理部２４３は、変数ｎの値の履歴データとの対応付けを変更しない。
そして、ステップＳ４６１６において、圧縮処理部２４３は、変数ｎを１増加させる。
そして、ステップＳ４６１７において、圧縮処理部２４３は、変数ｎがＮ−２以下であるか否かを判断し、変数ｎがＮ−２以下である場合には（Ｓ４６１７：ＹＥＳ）、ステップＳ４６１０へ戻る。
一方、ステップＳ４６１１において、圧縮処理部２４３は、変数ｎを１増加させる。
そして、ステップＳ４６１８において、圧縮処理部２４３は、変数ｎがＮ−２以下であるか否かを判断し、変数ｎがＮ−２以下である場合には（Ｓ４６１８：ＹＥＳ）、ステップＳ４６０７へ戻る。
また、ステップＳ４６１５において、圧縮処理部２４３は、変数ｎを１増加させ、その後、ステップ４６１１へ進み、更に変数ｎを１増加させる。
すなわち、圧縮処理部２４３は、削除の判断の対象となる履歴データを、順に切り替えていく。そして、圧縮処理部２４３は、削除の判断の対象となる履歴データに後続の履歴データが存在し、かつ、履歴データの削除が連続して可能である間は、ステップＳ４６１０〜Ｓ４６１６の処理を繰り返し実行し、履歴データを削除する。
一方、圧縮処理部２４３は、ｎ番目の履歴データとｎ＋１番目の履歴データとが数珠繋ぎになっていない場合には、ｎ＋１番目の履歴データを削除しない。そして、圧縮処理部２４３は、ＩＤ情報が数珠繋ぎになっているか否かの判断を、ｎ＋１番目の履歴データから再スタートする。
また、圧縮処理部２４３は、ｎ番目の履歴データとｎ＋１番目の履歴データとが数珠繋ぎになっているが、ｎ＋１番目の履歴データとｎ＋２番目の履歴データとが数珠繋ぎになっていない場合には、ｎ＋１番目の履歴データおよびｎ＋２番目の履歴データを削除しない。そして、圧縮処理部２４３は、ＩＤ情報が数珠繋ぎになっているか否かの判断を、ｎ＋２番目の履歴データから再スタートする。
圧縮処理部２４３は、変数ｎがＮ−２を超えた場合には（Ｓ４６１７：ＮＯまたはＳ４６１８：ＮＯ）、ステップ４６１９へ進む。
ステップＳ４６１９において、圧縮処理部２４３は、履歴数Ｎが３以上となるタイムスロット番号に、未選択のタイムスロット番号が存在するか否かを判断する。圧縮処理部２４３は、該当するタイムスロット番号が存在する場合には（Ｓ４６１９：ＹＥＳ）、ステップＳ４６０５へ戻り、未選択のタイムスロット番号を選択して、ステップＳ４６０６〜Ｓ４６１８の処理を繰り返す。一方、圧縮処理部２４３は、該当するタイムスロット番号が存在しない場合には（Ｓ４６１９：ＮＯ）、記録媒体管理処理を終了する。
このような動作により、無線端末２００は、他の無線端末２００との間で交換するＩＤ情報にトレースを困難にする可変性を持たせつつ、同一の通信相手に関する履歴データを圧縮して保持することができる。また、履歴データ蓄積部２５０の空き容量が所定の閾値以下となったときにまとめて圧縮処理を行うことにより、処理負荷を軽減することができ、電力消費量を抑えることができる。
ここで、圧縮された履歴データの有用性が損なわれないことについて説明する。
図１９は、図１６に示す履歴データが圧縮される様子の一例を示す図である。
図１９に示すように、圧縮処理部２４３は、ＩＤ情報が数珠繋ぎになっている履歴データのうち中間履歴データを削除する。後述するが、図２のサーバ４００は、各ＩＤ情報から、そのＩＤ情報を生成した無線端末２００を特定することが可能となっている。
行動推定において、他のどの無線端末２００といつからいつまで接近していたか、に関する情報は有用である。ところが、行動推定において、個々のセキュアＩＤをそれぞれいつ受信したか、に関する情報は有用ではない。したがって、図１９に示すように、数珠繋ぎになっている複数の履歴データが最初と最後の２つの履歴データに圧縮されても、履歴データの有用性は損なわれない。
次に、本実施の形態に係る無線端末２００の有効性について説明する。
図２０および図２１は、ＩＤ情報が変化しない場合の履歴データの圧縮の可否およびセキュリティ確保の可否の例を示す図である。
図２０に示すように、送信側の無線端末７１０が、変化しないＩＤ情報をブロードキャストし続ける場合、受信側の無線端末７１０は、複数の履歴データが同一の送信元に対応すると容易に判断し、これらを圧縮することができる。一方で、図２１に示すように、悪意の第三者７２０も、ＩＤ情報の受信機７３０を用いて、ＩＤ情報の送信元を組み付け、ユーザ７４０の経路７５０を容易に把握することができてしまう。
すなわち、ＩＤ情報が変化しない通信システムは、履歴データを圧縮して記録することができるが、ＩＤ情報のセキュリティを確保することが難しい。
図２２および図２３は、ＩＤ情報がランダムに変化する場合の履歴データの圧縮の可否およびセキュリティ確保の可否を示す図である。このようなＩＤ情報は、例えば、ハッシュ・チェーン方式を採用して生成することができる。
図２２に示すように、送信側の無線端末７１０が、ＩＤ情報がランダムに変化するＩＤ情報をブロードキャストし続ける場合、受信側の無線端末７１０は、複数の履歴データが同一の送信元に対応すると容易に判断することができない。例えば、ハッシュ・チェーン方式の場合、判断処理の処理負荷が大きいため、無線タグのような小型の無線端末で送信元の同一性を判断することは困難である。したがって、受信側の無線端末７１０は、同一の送信元に対応する履歴データであっても、これらを圧縮することができない。一方で、図２３に示すように、悪意の第三者７２０も、ＩＤ情報が毎回違うため、ＩＤ情報の送信元を組み付けることが困難である。
すなわち、ＩＤ情報が変化するが数珠繋ぎとなっていない通信システムは、ＩＤ情報のセキュリティを確保することができるが、履歴データを圧縮して記録することができない。
図２４および図２５は、ＩＤ情報が変化し数珠繋ぎとなっている場合、つまり、本実施の形態の場合の、履歴データの圧縮の可否およびセキュリティ確保の可否を示す図である。
図２４に示すように、送信側の無線端末２００は、数珠繋ぎに変化するＩＤ情報をブロードキャストし続ける。この場合、受信側の無線端末２００は、複数の履歴データが同一の送信元に対応すると容易に判断し、これらを圧縮することができる。また、図２５に示すように、悪意の第三者７２０は、連続して受信を行わない限り、ＩＤ情報に関連性を見つけることができないため、ＩＤ情報の送信元を組み付けることが困難である。
すなわち、本実施の形態に係る情報収集システム１００は、ＩＤ情報のセキュリティを確保することができ、かつ、履歴データを圧縮して記録することができる。この効果は、図２１〜図２３で説明した従来のシステムによっては得ることができない効果である。
次に、無線端末２００が基地局３００に対して通信履歴を送信する動作について説明する。この動作は、基地局通信ブロック２６０により、上述の通信制御ブロック２１０、無線送信ブロック２２０、無線受信ブロック２３０、および記録媒体管理ブロック２４０の動作（図４参照）と並行して行われる。
図２６は、通信履歴の送信に関する無線端末２００の動作を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ６１００において、基地局通信部２６１は、無線端末２００が、基地局エリアに進入したか否かを判断する。基地局エリア内に進入したか否かは、上述の所定の信号を受信したか否かによって判断することができる。基地局通信部２６１は、無線端末２００が基地局エリアに進入し、基地局３００からの所定の信号を受信した場合には（Ｓ６１００：ＹＥＳ）、ステップＳ６２００へ進む。
ステップＳ６２００において、基地局通信部２６１は、無線端末２００が基地局エリアに進入したことを示す情報（以下「エリア進入情報」という）として、無線端末２００の固有ＩＤを基地局３００へ送信する。
そして、ステップＳ６３００において、基地局通信部２６１は、履歴データ蓄積部２５０に履歴データが存在するか否かを判断する。基地局通信部２６１は、履歴データが存在する場合には（Ｓ６３００：ＹＥＳ）、ステップＳ６４００へ進む。
ステップＳ６４００において、基地局通信部２６１は、基地局エリアに進入する毎に、エリア進入情報を基地局３００へ送信する。また、基地局通信部２６１は、基地局エリアに進入する毎に、履歴データ蓄積部２５０に蓄積された履歴データをすべて読み出す。そして、基地局通信部２６１は、読み出した履歴データに無線端末２００の固定端末ＩＤを付加した通信履歴を、基地局３００へ送信した後、履歴データ削除部２６２を呼び出す。
ステップＳ６５００において、呼び出された履歴データ削除部２６２は、履歴データ蓄積部２５０に蓄積された履歴データの全てを削除し、ステップＳ６６００へ進む。また、無線端末２００は、無線端末２００が基地局エリアに進入していない場合（Ｓ６１００：ＮＯ）、または、履歴データ蓄積部２５０に履歴データが存在しない場合（Ｓ６３００：ＮＯ）も、ステップＳ６６００へ進む。
ステップＳ６６００において、基地局通信部２６１は、通信履歴の送信に関する動作を継続するか否かを判断する。基地局通信部２６１は、通信履歴の送信動作を継続する場合には（Ｓ６６００：ＹＥＳ）、ステップＳ６１００へ戻り、通信履歴の送信動作を継続しない場合には（Ｓ６６００：ＮＯ）、一連の動作を終了する。
このような動作により、無線端末２００は、基地局エリアに進入したときに、蓄積した履歴データと自己の固定端末ＩＤとを、基地局３００に送信することができる。また、無線端末２００は、アップロードした履歴データを履歴データ蓄積部２５０から削除し、新たな履歴データの蓄積を行うための空き容量を確保することができる。
各基地局３００は、無線端末２００から受信したエリア進入情報および通信履歴を、基地局ＩＤと共にサーバ４００へ送信する。このとき、この結果、サーバ４００には、基地局３００を介して、基地局ＩＤに対応付けられた通信履歴とエリア進入情報と、無線端末２００とが収集される。
次に、サーバ４００の構成および動作について説明する。
サーバ４００は、エリア進入情報と基地局ＩＤとを組み付けた情報を、どの無線端末２００がいつどの基地局３００の基地局エリアに進入したかに関する情報として、取得する。
また、サーバ４００は、通信履歴から、どの無線端末２００とどの無線端末２００とがどの区間で接近していたかに関する情報を取得する。
図２７は、サーバ４００の構成および通信履歴に対する処理の概要を示す図である。ここでは、無線端末２００において、図７で説明した、乱数および共通鍵を用いた手法により端末ＩＤが生成されている場合について説明する。
図２７において、サーバ４００は、端末通信部４１０、共通鍵保持部４２０、端末ＩＤ復号部４３０、乱数除去部４４０、データベース格納部４５０、およびプロバイダ通信部４６０を有する。
図２７に示すように、サーバ４００において、まず、端末通信部４１０は、無線基地局３００を介して、無線端末２００の基地局通信部２６１から通信履歴６５０を受信し、受信した通信履歴６５０を、端末ＩＤ復号部４３０へ出力する。
共通鍵保持部４２０は、無線端末２００が有する上述の共通鍵と同一の共通鍵を、予め保持する。
端末ＩＤ復号部４３０は、端末通信部４１０により入力された通信履歴６５０から、その通信履歴６５０の送信元であって、履歴データの記録を行った無線端末２００（以下「記録端末２００ｒ」という）の、固定端末ＩＤを抽出する。なお、この固定端末ＩＤは、以下「記録端末ＩＤ」ともいう。また、端末ＩＤ復号部サーバ４００は、受信した通信履歴６５０から、履歴データ６４０を抽出する。
そして、端末ＩＤ復号部４３０は、共通鍵保持部４２０が保持する共通鍵を取得し、取得した共通鍵を用いて、抽出した履歴データ６４０に含まれるリンクＩＤ６４２または端末ＩＤ６４３（図９〜図１１参照）を復号する。また、端末ＩＤ復号部４３０は、抽出した履歴データ６４０から、記録端末２００ｒと接近端末２００ｅとの接近区間を抽出する。
そして、端末ＩＤ復号部４３０は、抽出した記録端末ＩＤおよび接近区間と、復号したＩＤ情報とを、乱数除去部４４０へ出力する。
乱数除去部４４０は、端末ＩＤ復号部４３０によって入力されたＩＤ情報から、履歴データ６４０に対応する無線端末２００（以下、「接近端末２００ｅ」という）の固定端末ＩＤ（以下、「接近端末ＩＤ」という）を抽出する。具体的には、乱数除去部４４０は、無線端末２００が実行する上述の固定端末ＩＤと乱数との結合処理とは逆の内容の、固定端末ＩＤと乱数との分離処理を実行することにより、接近端末ＩＤを抽出する。リンクＩＤ６４２および端末ＩＤ６４３は、既に説明したように、いずれも乱数と固定端末ＩＤとを結合して暗号化したデータであるため、乱数除去部４４０は、どちらからでも固定端末ＩＤを復元することができる。
そして、乱数除去部４４０は、入力された記録端末ＩＤ６５１と、抽出した接近端末ＩＤ６５２と、入力された接近区間６５３とを組み付けて、データベース格納部４５０に格納する。
プロバイダ通信部４６０は、データベース格納部４５０に格納された情報に基づいて、無線端末２００毎の行動履歴を生成し、生成した行動履歴を、サービスプロバイダの設備５００へ送信する。
このような構成および動作により、サーバ４００は、無線端末２００から通信履歴を収集し、収集した通信履歴から、無線端末２００毎の行動履歴を生成することができる。なお、通信履歴から記録端末ＩＤ、接近端末ＩＤ、および接近区間を抽出する手法は、無線端末２００におけるセキュアＩＤの生成手法および通信履歴の生成手法に対応する。したがって、例えば、無線端末２００側で乱数組み込みが行われない場合には、サーバ４００には、乱数除去部４４０は不要となる。設備５００では、サーバ４００から受信した各無線端末２００の行動履歴に基づいて、ユーザ別の行動推定等が行われる。
なお、行動推定結果の用途や行動推定に求められる精度に応じて、通信履歴は、別の形態としても良い。この場合、無線端末２００は、図１８で説明した記録媒体管理処理とは異なる処理によって、図１９で説明した手法とは異なる手法で、履歴データの圧縮を行う必要がある。
図２８〜図３０は、履歴データの他の圧縮手法の例を示す図である。
圧縮処理部２４３は、例えば、図２８に示すように、ＩＤ情報が数珠繋ぎになっている履歴データ６４０のうち、時刻が最も遅い履歴データ６４０以外の履歴データ６４０を削除しても良い。これは、基地局エリア外の行動履歴として、他の無線端末２００との接近が終了した時刻のみが必要とされる場合に適している。
また、圧縮処理部２４３は、例えば、図２９に示すように、中間履歴データ６４０を削除し、更に、最後の履歴データ６４０の以外の履歴データ６４０のリンクＩＤ６４３および端末ＩＤ６４４を削除しても良い。
また、圧縮処理部２４３は、例えば、図３０に示すように、中間履歴データ６４０を削除し、更に、リンクＩＤ６４３を削除しても良い。また、圧縮処理部２４３は、更に、最後の履歴データ６４０の以外の履歴データ６４０の端末ＩＤ６４４を削除しても良い。
以上説明したように、本実施の形態に係る無線端末２００は、周囲にブロードキャストするＩＤ情報に可変性を持たせるので、ＩＤ情報のセキュリティを確保することができる。
例えば、各無線端末２００がＩＤ情報をブロードキャストする頻度を高くすると、行動推定の精度を向上させることが可能であるが、仮に同一のＩＤ情報をブロードキャストし続けた場合には、ユーザの行動が追跡される可能性が高くなる。また、各無線端末２００のＩＤ情報頻度も高くなり、そのまま履歴データを保持するとオーバフローが発生する可能性がある。したがって、本実施の形態のように、ＩＤ情報を圧縮可能な状態で可変とすることにより、従来では困難であったセキュリティの向上と行動推定の精度の向上とを両立させることが可能となる。
また、無線端末２００は、ＩＤ情報を、先にブロードキャストするＩＤ情報の第１の部分と後にブロードキャストするＩＤ情報の第２の部分とを、同一とすることによって数珠繋ぎとする。これにより、受信側の無線端末２００は、送信元が同一のＩＤ情報を容易に特定し、ＩＤ情報の履歴データを圧縮して記録することができる。また、無線端末２００は、履歴データの記録に必要な記憶媒体の容量を小さくしたり、より長い時間に対応する履歴データを記録することができる。そして、これにより、よりきめ細かな行動推定を行うことが可能となる。
また、無線端末２００は、上記第１の部分および第２の部分に、固定端末ＩＤに基づいて生成した端末ＩＤおよびリンクＩＤをそれぞれ記述する。これにより、受信側の無線端末２００は、固定端末ＩＤを含む履歴データを作成し、サーバ４００へアップロードすることができる。
また、無線端末２００は、固定端末ＩＤを暗号化して端末ＩＤおよびリンクＩＤを生成するので、ＩＤ情報のセキュリティを向上させることができる。
なお、無線端末２００が送信元毎に履歴データ６４０を纏めて扱う方法は、上述の方法に限定されない。例えば、別の方法として、履歴データ記録部２４１が、新たな履歴データ６４０を蓄積する際、そのリンクＩＤと同一の端末ＩＤ６４４を含む履歴データ６４０を検索するようにしても良い。そして、履歴データ記録部２４１が、検索された履歴データ６４０と新たに蓄積する履歴データ６４０とを、スロット番号に相当する識別ＩＤを付与することによって、同一の送信元からの取得された履歴データ６４０として紐付けても良い。この場合、履歴データ記録部２４１は、リンクＩＤと同一の端末ＩＤが存在しない場合には、新たな識別ＩＤを発行し、新たな履歴データ６４０に付与することになる。また、履歴データ記録部２４１は、リンクＩＤと同一の端末ＩＤが存在する場合には、その端末ＩＤに紐付けられた識別ＩＤを取得して、取得した識別ＩＤを新たな履歴データ６４０に付与することができる。このような形態とすることにより、同じタイムスロット番号を利用して複数の他の無線端末２００からセキュアＩＤを受信した場合でも、間違いなく一連の履歴データを特定し、纏めて扱うことが可能となる。
また、端末ＩＤの生成手法は、本実施の形態で説明した手法に限定されない。例えば、端末ＩＤの生成手法は、Ｈａｓｈチェーン方式を用いて生成した擬似乱数値（例えば特許文献１参照）を、端末ＩＤとして用いても良い。
また、無線端末は、ＩＤ情報の送信区間および受信区間を、タイムスロット管理テーブルに基づいてではなく、ランダムに決定するようにしてもよい。この場合にはキャリアセンスを行い、他の無線端末と送信区間が重複しないように送信区間を決定することが望ましい。これにより、タイムスロット管理テーブルを不要とすることができる。
また、本発明は、無線タグへの適用に限定されるものではなく、他の無線端末２００と通信可能な各種無線端末に適用することができる。例えば、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｂｕｌｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の無線通信方式を採用した無線端末が考えられる。
また、本発明は、児童見守りサービス以外の各種サービス、例えば、コンシェルジュサービスや災害時人物検索サービスに展開することができる。
本発明に係る無線端末、情報生成方法、および情報記録方法は、セキュリティ確保と同時に少ないメモリ量で通信履歴を収集することが可能な無線端末、情報生成方法、および情報記録方法として有用である。
１００ 情報収集システム
２００ 無線端末
２１０ 通信制御ブロック
２１１ 通信制御部
２２０ 無線送信ブロック
２２１ 端末ＩＤ生成部
２２２ セキュアＩＤ生成部
２２３ リンクＩＤ保持部
２２４ 送信部
２３０ 無線受信ブロック
２３１ 受信部
２３２ セキュアＩＤ解析部
２４０ 記録媒体管理ブロック
２４１ 履歴データ記録部
２４２ 圧縮判断部
２４３ 圧縮処理部
２５０ 履歴データ蓄積部
２６０ 基地局通信ブロック
２６１ 基地局通信部
２６２ 履歴データ削除部
３００ 基地局
４００ サーバ
４１０ 端末通信部
４２０ 共通鍵保持部
４３０ 端末ＩＤ復号部
４４０ 乱数除去部
４５０ データベース格納部
４６０ プロバイダ通信部
５００ サービスプロバイダの設備

Claims (9)

  1. 端末ＩＤを含むセキュアＩＤを生成するセキュアＩＤ生成部と、
    前記セキュアＩＤ生成部によって生成された前記セキュアＩＤをブロードキャストする送信部と、を有し、
    前記セキュアＩＤ生成部は、
    前記セキュアＩＤの第１の部分に、送信毎に異なる前記端末ＩＤを記述し、前記セキュアＩＤの第２の部分に、直前に送信された前記セキュアＩＤの前記第１の部分に記述された前記端末ＩＤをリンクＩＤとして記述する、
    無線端末。
  2. 前記セキュアＩＤ生成部は、
    前記セキュアＩＤを所定の暗号化ルールに従って暗号化する、
    請求項１記載の無線端末。
  3. 他の無線端末から、当該無線端末によって生成されたセキュアＩＤをそれぞれ受信する受信部と、
    前記受信部によって受信された前記セキュアＩＤの受信履歴である履歴情報を記録する履歴情報蓄積部と、
    前記受信部によって受信されたある前記セキュアＩＤの第１の部分に記述された端末ＩＤと、前記受信部によって受信された他の前記セキュアＩＤの第２の部分に記述されたリンクＩＤとが一致するとき、当該２つのセキュアＩＤの送信元が同一であると判断し、送信元が同一であると判断した複数の前記セキュアＩＤの前記履歴情報を、圧縮して前記履歴情報蓄積部に記録し直す圧縮処理部と、
    前記履歴情報蓄積部に記録された前記履歴情報を基地局に送信する基地局通信部と、
    を有する無線端末。
  4. 前記履歴情報は、
    前記セキュアＩＤに含まれる前記リンクＩＤと前記端末ＩＤの受信時刻とを組み付けた組情報である、
    請求項３記載の無線端末。
  5. 前記圧縮処理部は、
    ３つ以上の前記セキュアＩＤの送信元が同一であると判断されたとき、対応する組情報のうち、受信時刻が最も早い組情報および受信時刻が最も遅い組情報のうち少なくとも一方のみを記録する、
    請求項４記載の無線端末。
  6. 受信された前記セキュアＩＤの前記組情報を前記履歴情報蓄積部に記録する履歴情報記録部と、
    前記履歴情報蓄積部の空き容量が所定の閾値以下であるか否かを判断する圧縮判断部と、を更に有し、
    前記圧縮処理部は、
    前記履歴情報蓄積部の空き容量が所定の閾値以下ではないと判断されたとき、前記履歴情報蓄積部に記録された前記組情報に対して圧縮処理を行う、
    請求項５記載の無線端末。
  7. 無線基地局に対して、前記履歴情報蓄積部に記録された前記セキュアＩＤに関する情報を送信する情報出力部と、
    前記履歴情報蓄積部から、前記情報出力部によって前記無線基地局に送信された前記情報を削除する情報削除部と、を更に有する、
    請求項６記載の無線端末。
  8. 端末ＩＤを含むセキュアＩＤを生成するステップと、
    生成した前記セキュアＩＤをブロードキャストするステップと、を有し、
    前記セキュアＩＤを生成するステップにおいて、
    前記セキュアＩＤの第１の部分に、送信毎に異なる前記端末ＩＤを記述し、前記セキュアＩＤの第２の部分に、直前に送信した前記セキュアＩＤの前記第１の部分に記述した前記端末ＩＤをリンクＩＤとして記述する、
    情報生成方法。
  9. 他の無線端末から、当該無線端末によって生成されたセキュアＩＤを受信するステップと、
    受信した前記セキュアＩＤの受信履歴である履歴情報を、履歴情報蓄積部に記録するステップと、
    受信したある前記セキュアＩＤの第１の部分に記述された端末ＩＤと、受信した他の前記セキュアＩＤの第２の部分に記述されたリンクＩＤとが一致するとき、当該２つのセキュアＩＤの送信元が同一であると判断するステップと、
    送信元が同一であると判断した複数の前記セキュアＩＤの前記履歴情報を、圧縮して前記履歴情報蓄積部に記録し直すステップと、
    を有する情報記録方法。
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