JP2017183790A - 通信システム、子機及び親機 - Google Patents

Abstract

【課題】中継器が存在する場合であっても、相手の機器がサポートするペアリングの方式を認識可能な通信システムを提供する。
【解決手段】通信システムは、子機２と、子機２と第１方式によりペアリングを行う親機１とを備え、子機２は、ペアリングの方式として、第１方式及び第１方式と異なる第２方式をサポートし、ペアリングにおける通信経路が確定した後に、子機２が第２方式をサポートすることを示す子機方式情報を親機１に通知する。
【選択図】図１

Description

本発明は、機器間のペアリングを行う通信システム、子機及び親機に関する。

近年、ホームネットワーク等の無線通信の仕様として、９２０ＭＨｚ帯等のサブギガヘルツ帯の電波を利用するＩＥＥＥ８０２．１５．４を用いた仕様が普及しつつある（非特許文献１参照）。このような仕様において機器間のペアリングを行う場合、ユーザによる長いＩＤやパスワードの入力が必要となり得る。この為、プッシュボタン等により簡単にペアリングが行われるような新たな他の方式が求められており、将来的に、複数の方式が市場に混在することが予測されている。また、このような仕様において、ペアリングを行う機器間に中継器が存在し得ることが想定されている。

一方、特許文献１には、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）における接続設定の規格であるＷＰＳ（Wi-Fi Protected Setup）をサポートすることを示す情報が、ビーコン信号により機器間で送受信されることが開示される。

特開２０１５−１６７３２２号公報

ＴＴＣ標準 ＪＪ−３００．１０ ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ向けホームネットワーク通信インタフェース（ＩＥＥＥ８０２．１５．４／４ｅ／４ｇ ９２０ＭＨｚ 帯無線）、一般社団法人情報通信技術委員会、２０１５年３月１１日、第２．２版

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、親機と、親機と通信しようとする子機の間に他の親機（中継器）が存在する場合、親機と子機とは、他の親機を介してペアリングを行うことができない。

また、非特許文献１の仕様では、仮にペアリングを行う各機器が複数種類のペアリング方式をサポートしている場合、一方の機器は、他方の機器がサポートする方式を認識することができない。このため、最適な方式により機器間のペアリングが行われない可能性がある。

本発明は、上記問題点を鑑み、中継器が存在する場合であっても、相手の機器がサポートするペアリングの方式を認識可能な通信システム、子機及び親機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、子機と、子機と第１方式によりペアリングを行う親機とを備える通信システムにおいて、子機が、ペアリングの方式として、第１方式及び第１方式と異なる第２方式をサポートし、ペアリングにおける通信経路が確定した後に、子機が第２方式をサポートすることを示す子機方式情報を親機に通知することを特徴とする。

本発明の第２の態様は、親機と第１方式によりペアリングを行う子機であって、ペアリングの方式として、第１方式及び第１方式と異なる第２方式をサポートする認証手段と、ペアリングにおける通信経路が確定した後に、子機が第２方式をサポートすることを示す子機方式情報を親機に通知する通知手段とを備えることを特徴とする。

本発明の第３の態様は、子機と第１方式によりペアリングを行う親機であって、ペアリングにおける通信経路が確定した後に、子機が第１方式と異なる第２方式サポートすることを示す子機方式情報を子機から受信したことに基づいて、子機が第２方式をサポートすると判定することを特徴とする。

本発明によれば、中継器が存在する場合であっても、認証相手の機器がサポートするペアリングの方式を認識可能な通信システム、子機及び親機を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る通信システムの基本的な構成を説明するブロック図である。 本発明の実施の形態に係る通信システムの第２方式による処理の一例を説明するシーケンス図である。 本発明の実施の形態に係る通信システムの第１方式による処理の一例を説明するシーケンス図である。 本発明の実施の形態に係る通信システムにおいて子機が第２方式をサポートしていない場合の動作例を説明するシーケンス図である。 本発明の実施の形態に係る通信システムにおいて親機が第２方式をサポートしていない場合の動作例を説明するシーケンス図である。 本発明の実施の形態に係る通信システムにおいて中継器が存在する場合の動作例を説明するシーケンス図である。 本発明の他の実施の形態に係る通信システムの動作例を説明するシーケンス図である。 本発明の他の実施の形態に係る通信システムにおけるＰＣＩメッセージのデータ構造を説明する図である。 本発明の他の実施の形態に係る通信システムにおけるＰＡＲメッセージのデータ構造を説明する図である。

次に、図面を参照して、実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付し、重複する説明を省略している。

（通信システム）
本実施の形態に係る通信システムは、図１に示すように、親機１と、親機１とペアリングを行う子機２とを備える。親機１は、例えば、需要家の消費電力量等を計測するスマートメータである。子機２は、例えば、需要家が所有する機器の使用電力量、発電余剰電力量等を管理するホームエネルギーマネジメントシステム（ＨＥＭＳ）コントローラである。この場合、親機１及び子機２は、互いの間（Ｂルート：Route B）でペアリングを行い、暗号化通信を行う。

本実施の形態において、「ペアリング」とは、暗号化通信を行う機器間の接続を確立するための一連の処理をいう。具体的には、ペアリングは、通信経路の確定と、相手機器との接続の可否を判断するための情報の交換と、相手機器との暗号化通信に用いる鍵の交換に必要な事前鍵の共有とを含む。通信経路は、相手機器のアドレス又は通信チャネルを取得することにより確定される。

或いは、親機１は、ＨＥＭＳコントローラ（コーディネータ）であってもよい。この場合、子機２は、例えば、エアコン、冷蔵庫、照明装置等の負荷機器や、太陽電池、蓄電池等の電源機器等である。親機１は、ペアリングが完了した１又は複数の子機２と共にパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）を構成する。ＨＥＭＳコントローラは、Ｂルートにおける子機２であると同時に、ＰＡＮにおける親機１であり得る。このように、親機１及び子機２は、位置するネットワークにより構成が異なる。

親機１及び子機２は、例えば、伝搬特性に優れるサブギガヘルツ帯の電波を利用可能なＩＥＥＥ８０２．１５．４ｇを物理層の仕様とする方式によりペアリングを行う機能を有する。

親機１は、処理装置１０と、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）１１と、入力Ｉ／Ｆ１２と、記憶装置１３とを備える。通信Ｉ／Ｆ１１は、処理装置１０による制御に応じて他の機器と通信する。通信Ｉ／Ｆ１１が行う通信は、無線通信であっても有線通信であってもよい。入力Ｉ／Ｆ１２は、ユーザの操作に応じた信号を処理装置１０に入力する。入力Ｉ／Ｆ１２は、例えばプッシュボタンやポインティングデバイス等の入力装置からなる。或いは、入力Ｉ／Ｆ１２は、文字列等が入力可能な装置であってもよく、外部装置からの情報を入力可能なインターフェースであってもよい。記憶装置１３は、子機２とのペアリングに用いるプログラムや各種データ等の情報を記憶する。

処理装置１０は、認証処理部（認証手段）１０１と、通知処理部（通知手段）１０２とを論理構造として有する。処理装置１０は、例えば、中央演算装置（ＣＰＵ）等を含む集積回路からなる。処理装置１０が、予めインストールされたコンピュータプログラムを実行することにより、認証処理部１０１及び通知処理部１０２が構成される。認証処理部１０１及び通知処理部１０２は、専用のハードウェアにより構成されてもよい。認証処理部１０１及び通知処理部１０２は、１又は複数のハードウェアにより構成されてもよく、他の制御に用いる他の処理装置と兼用されてもよい。

認証処理部１０１は、記憶装置１３に記憶された情報を用いて、子機２と相互認証を行うことにより、子機２とのペアリングを行う。認証処理部１０１による相互認証が成功した子機２は、処理装置１０により登録される。登録された子機２は、親機１と暗号化通信を行う。処理装置１０は、子機２との暗号化通信における暗号化及び復号化を行う。

認証処理部１０１は、例えば、子機２とのペアリングの方式として、第１方式と、第１方式と異なる第２方式とをサポートする。第１方式は、入力Ｉ／Ｆ１２を介してユーザ（又は施工者）により入力された識別子（ＩＤ）及びパスワードを利用してペアリングが開始される方式である。第１方式において、ユーザにより入力されたＩＤ及びパスワードは、記憶装置１３に記憶され、相手機器との接続の可否を判断するための情報として使用される。

第２方式は、第１方式と比べて、ユーザが実施する工数が小さい方式である。第２方式は、例えば、ボタンの押下等、ユーザによる簡単な操作がされることによりペアリングが開始される方式であり、ＩＤ及びパスワードの入力が不要な方式である。第２方式において、ＩＤ及びパスワードは、ペアリングの相手機器との通信により自動的に共有され、相手機器との接続の可否を判断するための情報として使用される。

通知処理部１０２は、子機２から送信される子機方式情報に応じて、親機１が第２方式をサポートすることを示す親機方式情報を子機２に通知する。子機方式情報は、子機２が第２方式をサポートすることを示す情報である。子機方式情報は、親機１と子機２との間のペアリングにおける通信経路が確定した後に子機２から送信される。

子機２は、処理装置２０と、通信Ｉ／Ｆ２１と、入力Ｉ／Ｆ２２と、記憶装置２３とを備える。通信Ｉ／Ｆ２１は、処理装置２０による制御に応じて他の機器と通信する。通信Ｉ／Ｆ２１が行う通信は、無線通信であっても有線通信であってもよい。入力Ｉ／Ｆ２２は、ユーザの操作に応じた信号を処理装置２０に入力する。入力Ｉ／Ｆ２２は、例えばプッシュボタンやポインティングデバイス等の入力装置からなる。或いは、入力Ｉ／Ｆ２２は、文字列等が入力可能な装置であってもよく、外部装置からの情報を入力可能なインターフェースであってもよい。記憶装置２３は、親機１とのペアリングに用いるプログラムや各種データ等の情報を記憶する。

処理装置２０は、認証処理部（認証手段）２０１と、通知処理部（通知手段）２０２とを論理構造として有する。処理装置２０は、例えば、ＣＰＵ等を含む集積回路からなる。処理装置２０が、予めインストールされたコンピュータプログラムを実行することにより、認証処理部２０１及び通知処理部２０２が構成される。認証処理部２０１及び通知処理部２０２は、専用のハードウェアにより構成されてもよい。認証処理部２０１及び通知処理部２０２は、それぞれ、１又は複数のハードウェアにより構成されてもよく、他の制御に用いる他の処理装置と兼用されてもよい。

認証処理部２０１は、記憶装置２３に記憶された情報を用いて、親機１と相互認証を行うことにより、親機１とのペアリングを行う。認証処理部２０１による相互認証が成功した親機１は、処理装置２０により登録される。登録された親機１は、子機２と暗号化通信を行う。処理装置２０は、親機１との暗号化通信における暗号化及び復号化を行う。認証処理部２０１は、例えば、親機１とのペアリングの方式として、第１方式と、第２方式とをサポートする。

通知処理部２０２は、親機１とのペアリングにおける通信経路が確定した後に、子機２が第２方式をサポートすることを示す子機方式情報を親機１に通知する。即ち、通知処理部２０２は、親機１とのペアリングにおいて、親機１との通信経路が確定するまで、子機方式情報を親機１に通知しない。親機１との通信経路が確定する時点は、子機２が、親機１のアドレス、又は、親機１との通信を中継する機器及び親機１のアドレスを取得する時点である。親機１との通信経路は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４に準拠するビーコンにより確定される。通信経路は、通信相手のアドレスの他、通信チャネルにより確定されてもよい。

（ペアリング方法）
図２及び図３のシーケンス図を参照して、本実施の形態に係る通信システムにおける第２方式によるペアリング方法の一例を説明する。

ステップＳ１０１において、親機１の認証処理部１０１は、ユーザの入力Ｉ／Ｆ１２に対する簡単な操作に応じて、所定時間、登録モードに移行する。登録モードにおいて、通信Ｉ／Ｆ１１は、子機２から送信されるビーコンリクエストを待ち受ける。ビーコンリクエストは、親機１のアドレス、又は、親機１との通信を中継する機器及び親機１のアドレスを要求するメッセージである。ビーコンリクエストは、ＭＡＣ（Media Access Control）層のコマンドフレームとして送信される。

ステップＳ１０２において、子機２の認証処理部２０１は、ユーザの入力Ｉ／Ｆ２２に対する簡単な操作に応じて、所定時間、登録モードに移行する。登録モードにおいて、通信Ｉ／Ｆ２１は、親機１から送信されるビーコンを待ち受ける。ビーコンは、ビーコンリクエストに対する応答メッセージである。

ステップＳ１０３において、認証処理部２０１は、ステップＳ１０２におけるユーザの操作に応じて、通信Ｉ／Ｆ２１を介して、ビーコンリクエストを親機１に送信する。具体的には、認証処理部２０１は、子機２のアドレスを送信元アドレスとして格納するビーコンリクエストをブロードキャストする。

ステップＳ１０４において、認証処理部１０１は、通信Ｉ／Ｆ１１を介して、子機２から送信されたビーコンリクエストを受信する。認証処理部１０１は、登録モードにおいて受信したビーコンリクエストに応じて、通信Ｉ／Ｆ１１を介して、親機１のアドレスを送信元アドレスとして格納するビーコンを子機２に送信する。子機２は、ビーコンを受信することにより親機１までの通信経路を取得し、ペアリングにおける通信経路が確定される。

ステップＳ１０５において、通知処理部２０２は、通信Ｉ／Ｆ２１を介して、子機２が第２方式をサポートすることを示す子機方式情報を格納するメッセージを親機１に送信する。ステップＳ１０５のメッセージは、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｅに規定されるＭＡＣ層のデータフレームであり、子機方式情報は、ペイロードデータとして格納される。

ステップＳ１０６において、認証処理部１０１は、通信Ｉ／Ｆ１１を介して、ステップＳ１０５において子機２から送信されたメッセージを受信する。即ち、親機１は、子機２から子機方式情報が通知される。認証処理部１０１は、受信したメッセージから取得される子機方式情報に基づいて、子機２が第２方式をサポートすると判定する。

ステップＳ１０７において、通知処理部１０２は、ステップＳ１０５において取得した子機方式情報に応じて、親機１が第２方式をサポートすることを示す親機方式情報を格納するメッセージを子機２に送信する。ステップＳ１０７のメッセージは、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｅに規定されるＭＡＣ層のデータフレームであり、子機方式情報は、ペイロードデータとして格納される。

ステップＳ１０８において、認証処理部２０１は、通信Ｉ／Ｆ２１を介して、ステップＳ１０７において親機１から送信されたメッセージを受信する。即ち、子機２は、親機１から親機方式情報が通知される。認証処理部２０１は、受信したメッセージから取得される親機方式情報に基づいて、親機１が第２方式をサポートすると判定する。

ステップＳ１０９において、認証処理部２０１は、通信Ｉ／Ｆ２１を介して、認証処理の開始を要求するメッセージである認証開始要求を親機１に送信する。認証開始要求は、ＲＦＣ５１９１に規定されるネットワークアクセス認証プロトコル（ＰＡＮＡ）におけるＰＣＩ（PANA-Client-Initiation）メッセージである。この場合、親機１は、ＰＡＡ（PANA Authentication Agent）に相当し、子機２は、ＰａＣ（PANA Client）に相当する。

ステップＳ１１０において、認証処理部１０１は、通信Ｉ／Ｆ１１を介して、子機２から送信されたＰＣＩメッセージを受信する。認証処理部１０１は、受信されたＰＣＩメッセージに対する承諾応答として、ＰＡＮＡにおけるＰＡＲ（PANA-Auth-Request）メッセージを子機２に送信する。ＰＡＲメッセージは、親機１が使用可能な認証アルゴリズムの種類等を含む。

ステップＳ１１１において、認証処理部２０１は、通信Ｉ／Ｆ２１を介して、ステップＳ１１０のＰＡＲメッセージに対する応答として、ＰＡＮＡにおけるＰＡＮ（PANA-Auth-Answer）メッセージを親機１に送信する。ＰＡＮメッセージは、ステップＳ１１０のＰＡＲメッセージに含まれる認証アルゴリズムの種類のうち、以降の認証処理において使用する種類等を含む。

ステップＳ１０９−Ｓ１１１の処理により、親機１及び子機２は、直後の認証に用いるアルゴリズム及び共有鍵が共有される。共有鍵は、例えば、ディフィー・ヘルマン鍵共有（ＤＨ）等により共有されるようにすればよい。なお、ＤＨに用いる公開鍵は、ステップＳ１０９−Ｓ１１０、又は、ステップＳ１１０−Ｓ１１１において交換されればよい。或いは、ステップＳ１１２−Ｓ１１５より前であれば、Ｓ１０９−Ｓ１１１のパケット以外のパケットにより公開鍵が交換されるようにしてもよい。

ステップＳ１１２−Ｓ１１５において、親機１及び子機２は、ステップＳ１０９−Ｓ１１１において共有された認証アルゴリズム及び共有鍵を用いて、相互認証を行う。相互認証は、例えば、ＰＡＮＡによりサポートされるＥＡＰ（Extensible Authentication Protocol）等の認証プロトコルにより行われるようにすればよい。

ステップＳ１１６において、認証処理部１０１は、第１方式におけるＩＤ及びパスワードを生成する。認証処理部１０１は、ＩＤ及びパスワードを暗号化して、ＰＡＲメッセージとして、通信Ｉ／Ｆ１１を介して子機２に送信する。ＩＤ及びパスワードは、子機２により生成され、子機２から親機１に送信されるようにしてもよい。

ステップＳ１１７において、認証処理部２０１は、ステップＳ１１６のＰＡＲメッセージから取得されるＩＤ及びパスワードを復号化する。認証処理部１０１は、ＩＤ及びパスワードの共有が完了したことを示すＰＡＮメッセージを、通信Ｉ／Ｆ２１を介して親機１に送信する。

ステップＳ１０９−Ｓ１１７の一連の処理は、ＩＤ及びパスワードの入力操作とビーコンリクエスト及びビーコンの送信とを除く第１方式の一連の処理である標準シーケンスＳ２０（図３参照）に対する事前シーケンスＳ１０である。事前シーケンスＳ１０は、標準シーケンスＳ２０の前に実施される。標準シーケンスＳ２０は、例えば、「ＴＴＣ技術レポート ＴＲ−１０５２ ＨＥＭＳ−スマートメーター（Ｂルート）通信インタフェース実装詳細ガイドライン」（一般社団法人情報通信技術委員会、２０１４年３月１７日、第１．０版）において記載されるように、公知のシーケンスである。

第２方式によりペアリングを行う場合、親機１及び子機２は、それぞれユーザによる簡単な操作に応じて、方式情報を送受信し、事前シーケンスＳ１０において、ＩＤ及びパスワードを共有する。親機１及び子機２は、事前シーケンスＳ１０においてＩＤ及びパスワードを共有した後、自動的に標準シーケンスＳ２０に移行する。

なお、第１方式によりペアリングを行う場合、親機１は、ステップＳ２０１において、ユーザの入力Ｉ／Ｆ１２に対する操作により、子機２のＩＤ及びパスワードが入力され、登録モードに移行する。子機２は、ステップＳ２０２において、ユーザの入力Ｉ／Ｆ２２に対する操作に応じて登録モードに移行する。ステップＳ２０３において、子機２は、子機２のアドレスを送信元アドレスとして格納するビーコンリクエストをブロードキャストする。ステップＳ２０４において、親機１は、ビーコンリクエストに応じて、親機１のアドレスを送信元アドレスとして格納するビーコンを子機２に送信する。その後、標準シーケンスＳ２０が開始される。第２方式によりペアリングを行う場合、ステップＳ２０１−Ｓ２０４の処理は省略可能である。

ステップＳ２０５において、認証処理部２０１は、通信Ｉ／Ｆ２１を介して、認証処理の開始を要求するメッセージである認証開始要求を親機１に送信する。認証開始要求は、ＰＡＮＡにおけるＰＣＩメッセージである。

ステップＳ２０６において、認証処理部１０１は、通信Ｉ／Ｆ１１を介して、子機２から送信されたＰＣＩメッセージを受信する。認証処理部１０１は、ＰＣＩメッセージに対する承諾応答として、ＰＡＮＡにおけるＰＡＲメッセージを子機２に送信する。ＰＡＲメッセージは、親機１が使用可能な認証アルゴリズムの種類等を含む。

ステップＳ２０７において、認証処理部２０１は、通信Ｉ／Ｆ２１を介して、ステップＳ１１０のＰＡＲメッセージに対する応答として、ＰＡＮＡにおけるＰＡＮメッセージを親機１に送信する。ＰＡＮメッセージは、ステップＳ２０６のＰＡＲメッセージに含まれる認証アルゴリズムの種類のうち、以降の認証処理において使用する種類等を含む。

通信Ｉ／Ｆ１１がステップＳ２０７のＰＡＮメッセージを受信することにより、認証処理部１０１は、子機２との相互認証を開始する。即ち、親機１と子機２とのペアリングは、ＰＡＮＡにおける認証フェーズ（Authentication Phase）に移行する。相互認証は、例えば、ＥＡＰ等の認証プロトコルにより行われる。なお、ＰＡＮＡにおける状態遷移については、ＲＦＣ５６０９に規定される。

このように、ステップＳ２０８−Ｓ２１１において、親機１及び子機２は、ステップＳ２０５−Ｓ２０７において共有された認証アルゴリズムと、共有鍵とを用いて、相互認証を行う。認証処理部１０１は、子機２との暗号化通信に用いる暗号鍵、セッション有効期間等のセッション情報を生成する。

ステップＳ２１２において、認証処理部１０１は、セッション情報を暗号化して、ＰＡＲメッセージとして、通信Ｉ／Ｆ１１を介して子機２に送信する。

ステップＳ２１３において、認証処理部２０１は、ステップＳ２１２のＰＡＲメッセージに含まれるセッション情報を復号化して、認証処理が完了したことを示すＰＡＮメッセージを親機１に送信する。

その後、親機１及び子機２は、セッション情報に含まれるセッション鍵を用いて、暗号化通信を行う。暗号化通信は、例えば、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ（登録商標）規格に準拠して行われる。

（第１動作例）
図４のシーケンス図を参照して、子機２が、第２方式をサポートせず、通知処理部２０２を有しない子機２Ｐである場合の通信システムの動作例を説明する。

先ず、親機１及び子機２Ｐは、それぞれ、ユーザの操作に応じて、登録モードに移行する。子機２Ｐは、ステップＳ３１において、ビーコンリクエストを親機１に送信する。親機１は、ステップＳ３２において、ビーコンリクエストに対する応答としてビーコンを送信する。

ステップＳ３３において、子機２Ｐは、第２方式をサポートしておらず、第１方式によるペアリングが開始されていると判断しているため、標準シーケンスＳ２０におけるＰＣＩメッセージを親機１に送信する。

ステップＳ３４において、親機１は、子機方式情報を含むメッセージでなく、ＰＣＩメッセージを受信することに応じて、子機２Ｐが第２方式をサポートしていないと判定する。よって、親機１は、第１方式によるペアリングが開始されていると判断し、ステップＳ３３のＰＣＩメッセージの受信を含めて標準シーケンスＳ２０に移行する。

なお、第１方式によるペアリングには、ＩＤ及びパスワードの入力が必要である。この為、親機１は、ステップＳ３４において、第２方式によるペアリングが不可能であることをユーザに通知し、ユーザにＩＤ及びパスワードの入力を促すようにすればよい。ＩＤ及びパスワードが入力された後は、直ぐに標準シーケンスＳ２０に移行してもよく、ステップＳ２０１−Ｓ２０２の処理が行われてから標準シーケンスＳ２０に移行するようにしてもよい。

（第２動作例）
図５のシーケンス図を参照して、親機１が、第２方式をサポートせず、通知処理部１０２を有しない親機１Ｐである場合の通信システムの動作例を説明する。

先ず、親機１Ｐ及び子機２は、それぞれ、ユーザの操作に応じて、登録モードに移行する。子機２は、ステップＳ４１において、ビーコンリクエストを親機１Ｐに送信する。親機１Ｐは、ステップＳ４２において、ビーコンリクエストに対する応答としてビーコンを送信する。

ステップＳ４３において、子機２は、子機２が第２方式をサポートすることを示す子機方式情報を格納するメッセージを親機１に送信する。しかし、親機１Ｐは、第２方式をサポートしていないため、ステップＳ３３のメッセージを理解できず、適正な応答を子機２に送信しない。

ステップＳ４４において、子機２は、ステップＳ４３のメッセージを送信した時点、即ち、子機方式情報を通知した時点から所定時間ｔ、子機方式情報に対する応答を受信しないことに応じて、親機１Ｐが第２方式をサポートしていないと判定する。よって、子機２は、第１方式によるペアリングを開始すると判断し、標準シーケンスＳ２０に移行する。子機２は、ステップＳ４４において、第２方式によるペアリングが不可能であることをユーザに通知し、ユーザにＩＤ及びパスワードの入力を促す。ＩＤ及びパスワードが入力された後は、直ぐに標準シーケンスＳ２０に移行してもよく、ステップＳ２０１−Ｓ２０２の処理が行われてから標準シーケンスＳ２０に移行するようにしてもよい。

（第３動作例）
図６のシーケンス図を参照して、親機１と子機２との間に中継器３が存在し、親機１及び子機２がマルチホップ通信を行う場合の通信システムの動作例を説明する。

ステップＳ５１において、認証処理部２０１は、ユーザの入力Ｉ／Ｆ２２に対する操作に応じて、通信Ｉ／Ｆ２１を介して、子機２のアドレスを送信元アドレスとして格納するビーコンリクエストをブロードキャストする。

ステップＳ５２において、中継器３は、ビーコンリクエストを受信し、ビーコンリクエストに応じて、中継器３のアドレスを送信元アドレスとして格納するビーコンを子機２に送信する。ビーコンは、その他、コーディネータである親機１のアドレス、又は、親機１との通信を中継する機器及び親機１のアドレスを格納する。子機２は、ビーコンを受信することにより親機１までの通信経路を取得し、ペアリングにおける通信経路が確定される。

ステップＳ５３において、通知処理部２０２は、子機２が第２方式をサポートすることを示す子機方式情報を格納するメッセージを親機１に宛てて送信する。ステップＳ５３のメッセージは、親機１のアドレス、又は、親機１との通信を中継する機器及び親機１のアドレスを、親機１までの通信経路として格納する。

ステップＳ５４において、中継器３は、ステップＳ５３において子機２から送信されたメッセージを受信し、親機１に宛てて送信する。即ち、親機１は、子機２から子機方式情報が通知される。認証処理部１０１は、受信したメッセージから取得される子機方式情報に基づいて、子機２が第２方式をサポートすると判定する。ステップＳ５３−Ｓ５４のメッセージは、中継器３が行う中継処理の通信レイヤ以上の通信レイヤにより送信される。例えば、中継器３がルータである場合、子機方式情報は、ＵＤＰ／ＩＰペイロード等に格納されて送信される。

ステップＳ５５において、通知処理部１０２は、ステップＳ５４において取得した子機方式情報に応じて、親機１が第２方式をサポートすることを示す親機方式情報を格納するメッセージを子機２に宛てて送信する。ステップＳ５５のメッセージは、子機２のアドレス、又は、子機２との通信を中継する機器及び子機２のアドレスを、子機２までの通信経路として格納する。

ステップＳ５６において、中継器３は、ステップＳ５６において親機１から送信されたメッセージを受信し、子機２に宛てて送信する。即ち、子機２は、親機１から親機方式情報が通知される。ステップＳ５３−Ｓ５４のメッセージと同様に、親機方式情報は、中継器３が行う中継処理の通信レイヤ以上の通信レイヤにより送信される。

なお、中継器３は、中継処理を行う通信レイヤに応じて、リピータ、ブリッジ、ルータ、ゲートウェイとなり得る。即ち、中継器３がルータである場合、子機方式情報及び親機方式情報は、ＩＰペイロード等により送受信されるようにすればよい。このように、子機方式情報及び親機方式情報は、中継器３が中継処理を行う通信レイヤ以上の通信レイヤにより送受信される。

認証処理部２０１は、受信したメッセージから取得される親機方式情報に基づいて、親機１が第２方式をサポートすると判定する。以降、親機１及び子機２は、中継器３を介して、事前シーケンスＳ１０及びＩＤ及びパスワードの入力操作を除く標準シーケンスＳ２０を実施する。

以上のように、本実施の形態に係る通信システムによれば、相手の機器がサポートするペアリングの方式を認識することができる。よって、親機１及び子機２は、実施可能なペアリングの方式から、予め設定された優先度に基づいて、最適な方式を選択することができる。親機１及び子機２が、ＩＤ及びパスワードの入力という面倒な操作を省略できる第２方式をサポートする場合、簡単な操作により自動的にペアリングを行うことができる。

また、本実施の形態に係る通信システムによれば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４に準拠するビーコンにより通信経路が確定された後に、サポートするペアリングの方式を相手の機器に通知する。コーディネータを探索するビーコンリクエスト及びビーコンに変更がないため、親機１及び子機２は、中継器３が存在する場合であっても、中継器３がＩＥＥＥ８０２．１５．４をサポートしていれば、相手の機器がサポートするペアリングの方式を認識することができる。

（その他の実施の形態）
上記のように、実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、既に述べた実施の形態において、子機方式情報及び親機方式情報は、データフレームに格納される場合を説明したが、例示であり、他の種類のメッセージに格納されて送信されるようにしてもよい。

図７のシーケンス図を参照して、他の実施の形態に係る通信システムにおける第２方式によるペアリング方法の一例を説明する。以下において、図２のシーケンス図の説明と同様であり重複する場合、詳細な説明を省略する。

ステップＳ６０１及びＳ６０２において、親機１及び子機２は、それぞれ、ユーザの簡単な操作に応じて、登録モードに移行する。ステップＳ６０３において、子機２は、ビーコンリクエストを親機１に送信する。ステップＳ６０４において、親機１は、ビーコンを子機２に送信する。これにより、ペアリングにおける通信経路が確定される。

ステップＳ６０５において、認証処理部２０１及び通知処理部２０２は、子機方式情報を格納するＰＣＩメッセージを親機１に送信する。ステップＳ６０６において、親機１の認証処理部１０１は、ＰＣＩメッセージから取得される子機方式情報に基づいて、子機２が第２方式をサポートすると判定する。ステップＳ６０５におけるＰＣＩメッセージは、例えば、図８に示すように、ＰＡＮＡで規定されるＡＶＰ（Attribute Value Pair）により方式情報（子機方式情報）を格納する。

ステップＳ６０７において、認証処理部１０１及び通知処理部１０２は、親機方式情報を格納するＰＡＲメッセージを子機２に送信する。ステップＳ６０８において、子機２の認証処理部２０１は、ＰＡＲメッセージから取得される親機方式情報に基づいて、親機１が第２方式をサポートすると判定する。ステップＳ６０７におけるＰＡＲメッセージは、例えば、図９に示すように、ＰＡＮＡで規定されるＡＶＰにより方式情報（親機方式情報）を格納する。

ステップＳ６０９−Ｓ６１５の処理は、図２のステップＳ１１１−Ｓ１１７の処理と同様である。このように、親機１及び子機２は、第１方式において使用するＩＤ及びパスワードを共有した後、自動的に標準シーケンスＳ２０に移行する。

なお、方式情報は、必ずしもステップＳ６０５におけるＰＣＩメッセージ及びステップＳ６０７におけるＰＡＲメッセージに格納されなくてもよい。例えば、子機方式情報及び親機方式情報は、ステップＳ６０７におけるＰＡＲメッセージ及びステップＳ６０９におけるＰＡＮメッセージに格納されるようにしてもよい。その他、方式情報は、ＩＰ層やＴＣＰ／ＵＤＰ層等の他の通信レイヤにおけるペイロードデータとして送付されてもよい。

また、既に述べた実施の形態において、通信経路の確定は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４に準拠するビーコンリクエスト及びビーコンにより行われてもよい。その他、通信経路は、ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠するプローブリクエスト及びプローブレスポンス（又はビーコン）により確定されるようにしてもよい。

上記の他、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１ 親機
２ 子機
１０１ 認証処理部（認証手段）
１０２ 通知処理部（通知手段）

Claims (7)

1. 子機と、前記子機と第１方式によりペアリングを行う親機とを備える通信システムにおいて、
   前記子機は、
   前記ペアリングの方式として、前記第１方式及び前記第１方式と異なる第２方式をサポートし、
   前記ペアリングにおける通信経路が確定した後に、前記子機が前記第２方式をサポートすることを示す子機方式情報を前記親機に通知することを特徴とする通信システム。
2. 前記親機は、前記子機方式情報に基づいて、前記子機が前記第２方式をサポートすると判定することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記親機は、
   前記第２方式をサポートし、
   前記子機方式情報に応じて、前記親機が前記第２方式をサポートすることを示す親機方式情報を前記子機に通知することを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
4. 前記子機は、前記子機方式情報を通知した時点から所定時間、前記子機方式情報に対する応答を受信しないことに応じて、前記親機が前記第２方式をサポートしないと判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の通信システム。
5. 前記通信経路は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４に準拠するビーコンにより確定されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の通信システム。
6. 親機と第１方式によりペアリングを行う子機であって、
   前記ペアリングの方式として、前記第１方式及び前記第１方式と異なる第２方式をサポートする認証手段と、
   前記ペアリングにおける通信経路が確定した後に、前記子機が前記第２方式をサポートすることを示す子機方式情報を前記親機に通知する通知手段と
   を備えることを特徴とする子機。
7. 子機と第１方式によりペアリングを行う親機であって、
   前記ペアリングにおける通信経路が確定した後に、前記子機が前記第１方式と異なる第２方式をサポートすることを示す子機方式情報を前記子機から受信したことに基づいて、前記子機が前記第２方式をサポートすると判定することを特徴とする親機。

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