專利名稱:通信設(shè)備以及通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括安全功能的通信設(shè)備以及一種通信方法。
背景技術(shù)：
在許多情況中，通常是通過有線連接實施的通信，隨著無線技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在 轉(zhuǎn)變?yōu)闊o線連接。舉例來說，在局域網(wǎng)(LAN)中，主要使用以電氣及電子工程師協(xié)會 (IEEE)802. 3為代表的以太網(wǎng)(注冊商標(biāo))連接。然而，近年來，許多數(shù)據(jù)通信設(shè)備正在使 用以IEEE 802. 11系統(tǒng)為代表的無線LAN連接。無線通信的使用不僅在LAN中增加，而且 在個人區(qū)域網(wǎng)(PAN)中也增加了。
基于無線通信的物理特性，任何個人能夠接收無線連接傳輸?shù)陌?。因而，防止包?攔截以及保護(hù)隱私的安全功能是必需的。通常，使用公用密鑰的認(rèn)證方法被用作安全功能 實施方法。然而，通信方之間在先的密鑰交換在公用密鑰系統(tǒng)中是必需的。因此，在有線通 信中并非必需的密鑰交換，嚴(yán)重妨礙了無線通信的便利。
已經(jīng)開發(fā)了各種用于增強密鑰交換的便利的方法。舉例來說，在日本專利申請?zhí)?開No. 2005-318079中提出了一種技術(shù)，其中端子通過線纜互相連接，并且當(dāng)電纜的電位被 激活的時候在無線通信中實施密鑰交換。
在前面提及的技術(shù)中，不管是否實施無線通信，都不能克服諸如由有線連接的要 求.引起的不便，以及特定的配線對接配置所導(dǎo)致的成本增加的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于至少部分解決傳統(tǒng)技術(shù)中的問題。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供有一種通信設(shè)備，所述通信設(shè)備包括通信單元(1，2， 3)，所述通信單元(1，2，3)使用無線信號與外部裝置交換消息；通信控制單元(5，65，135， 165)，所述通信控制單元(5，65，135，165)經(jīng)由所述通信單元，將用于檢測到達(dá)所述外部裝 置的距離的檢測消息傳輸?shù)剿鐾獠垦b置，并從所述外部裝置接收響應(yīng)于所述檢測消息的 應(yīng)答消息。第一計算單元(4，104，134)，所述第一計算單元(4，104，134)基于接收所述應(yīng)答 消息所需的響應(yīng)時間來計算所述距離；判定單元(4，104，134)，所述判定單元(4，104，134) 判定所述距離是否小于第一閾值；建立單元(5，65，135，165)，當(dāng)所述距離被判定為小于所 述第一閾值時，所述建立單元(5，65，135，165)與所述外部裝置建立加密無效的通信，在所 述加密無效的通信中被交換的消息不被加密；以及第二計算單元(4，104，134)，當(dāng)所述距 離被判定為小于所述第一閾值時，所述第二計算單元(4，104，134)計算用于與所述外部裝 置以所述距離進(jìn)行通信的無線信號的最小傳輸功率。所述通信控制單元(5，65，135，165)控制所述通信單元(1，2，3)使用具有所述最小傳輸功率的所述無線信號將所述被交換的 消息傳輸?shù)剿鐾獠垦b置。
此外，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供有一種用于通信設(shè)備的通信方法，所述通信 設(shè)備包括使用無線信號與外部裝置交換消息的通信單元。所述通信方法包括，控制，所述控 制包括，經(jīng)由所述通信單元，將用于檢測到達(dá)所述外部裝置的距離的檢測消息傳輸?shù)剿?外部裝置，并從所述外部裝置接收響應(yīng)于所述檢測消息的應(yīng)答消息；第一計算，所述第一計 算包括基于接收所述應(yīng)答消息所需的響應(yīng)時間來計算所述距離；判定所述距離是否小于第 一閾值；當(dāng)所述距離被判定為小于所述第一閾值時，與所述外部裝置建立加密無效的通信， 在所述加密無效的通信中被交換的消息不被加密；以及第二計算，所述第二計算包括，當(dāng)所 述距離被判定為小于所述第一閾值時，計算用于與所述外部裝置以所述距離進(jìn)行通信的無 線信號的最小傳輸功率。所述控制進(jìn)一步包括控制所述通信單元使用具有所述最小傳輸功 率的所述無線信號將所述被交換的消息傳輸?shù)剿鐾獠垦b置。
當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，通過閱讀本發(fā)明的以下優(yōu)選實施方式的具體說明，將更好地 理解本發(fā)明的上述目的及其他目的、特征、優(yōu)點及其技術(shù)上和工業(yè)上的意義。


圖1是用于說明實施無線通信的裝置的配置的實例的示意圖；
圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的通信設(shè)備的框圖；
圖3是用于說明對應(yīng)表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的表；
圖4是用于說明根據(jù)第一實施例的整個通信處理的流程圖；
圖5是用于說明根據(jù)第一實施例的通信處理的概述的程序圖；
圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的通信設(shè)備的框圖；
圖7是用于說明根據(jù)第二實施例的整個通信處理的流程圖；
圖8是用于說明根據(jù)第二實施例的通信處理的概述的程序圖；
圖9是用于說明第二實施例的變型例中的整個通信處理的流程圖；
圖10是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的通信設(shè)備的框圖；
圖11是用于說明根據(jù)第三實施例的整個通信處理的流程圖；
圖12是用于說明根據(jù)第三實施例的通信處理的概述的程序圖；
圖13是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的通信設(shè)備的框圖；
圖14是用于說明根據(jù)第四實施例的整個通信處理的流程圖；
圖15是用于說明根據(jù)第四實施例的通信處理的概述的程序圖；
圖16是根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的通信設(shè)備的框圖；
圖17是用于說明根據(jù)第五實施例的整個通信處理的流程圖；以及
圖18是用于說明根據(jù)第五實施例的通信處理的概述的程序圖。
具體實施方式
下面將參照附圖詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例。
通常，在無線通信中包括通過公用密鑰加密包的安全功能。如果用戶周圍存在攔 截的威脅以及假冒的威脅，則安全功能是必需的。換句話說，如果在服務(wù)區(qū)域內(nèi)存在惡意的用戶，安全功能是必需的。因此，如果在服務(wù)區(qū)域內(nèi)沒有風(fēng)險，則根本不需要安全功能。
圖1是用于說明實施無線通信的裝置的配置的實例的示意圖。如圖1所示，筆記 本型的個人計算機(PC) 11，以及數(shù)字照相機12鄰近配置。PC 11和數(shù)字照相機12能夠相 互進(jìn)行無線通信。
在如圖1中所示的實例中，說明了將存儲在數(shù)字照相機12中的圖像下載至PC 11。 當(dāng)通過有線通信將數(shù)字照相機12中的圖像下載至PC 11時，PC 11的電源被打開，并且數(shù) 字照相機12通過通用串行總線(USB)電纜連接到PC 11。通常，PC 11和數(shù)字照相機12為 了使用線纜連接而相互被配置得非常近。
當(dāng)通過使用無線通信來實現(xiàn)前面提到的操作時，即使如圖1中所示的PC 11和數(shù) 字照相機12配置得非常近，因為不能限制無線傳播范圍，所以安全功能是必需的。然而，惡 意的用戶很少存在于PC 11附近一到兩米的范圍內(nèi)。從而，在如圖1所示的環(huán)境中引入安 全功能被認(rèn)為是過多的措施。
根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的通信設(shè)備測量作為通信方的裝置(通信目標(biāo))之間的 距離。通信設(shè)備判定該距離是否在預(yù)定設(shè)定范圍內(nèi)。如果該距離在預(yù)定設(shè)定范圍內(nèi)，加密 處理是無效的，并且傳輸功率被轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蛟陬A(yù)定設(shè)定范圍內(nèi)收發(fā)數(shù)據(jù)的最低水平。因此， 能夠除去額外的安全功能，以及能夠更方便地實施無線通信，而不會引起成本的額外增加。
圖2是根據(jù)第一實施例的通信設(shè)備100的框圖。如圖2所示，通信設(shè)備100包括 通過系統(tǒng)總線10連接的天線1、射頻(RF)單元2、基帶調(diào)制/解調(diào)單元3、中央處理單元 (CPU)4、協(xié)議控制單元5、靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)6、只讀存儲器(ROM) 7、加密控制單元 8和操作顯示單元9。
天線1在外部裝置之間收發(fā)實施無線通信的電波。RF單元2實施頻率變換和功率 放大。
基帶調(diào)制/解調(diào)單元3是執(zhí)行基于無線通信標(biāo)準(zhǔn)的正交頻分復(fù)用系統(tǒng) (orthogonal-frequency-division multiplexing system)的調(diào)頻禾口角軍調(diào)處理的控制單 元。正交頻分復(fù)用系統(tǒng)是一種系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中使用多個載波以及通過部分疊加載波帶來 有效地使用頻帶，以使將被調(diào)制的信號波的相位在相鄰載波之間是正交的。正交頻分復(fù) 用系統(tǒng)用于作為無線局域網(wǎng)(LAN)標(biāo)準(zhǔn)的電氣及電子工程師協(xié)會(IEEE)802. Ila和IEEE 802. Ilg 中。
CPU 4是用于控制整個系統(tǒng)的處理器。CPU 4主要用作檢測作為通信方的外部裝 置之間距離的檢測單元以及通過將檢測到的距離與預(yù)定的閾值相比較來判定檢測到的距 離是否小于閾值的判定單元。如果距離小于閾值，則CPU 4還用作計算表示能夠與外部裝 置通信的無線信號的傳輸功率的最小值的最小傳輸功率的計算單元。CPU 4的功能在后面 詳細(xì)描述。
基于無線通用串行總線(USB)協(xié)議，協(xié) 議控制單元5控制外部裝置之間通過無線 通信實施的消息(包)的收發(fā)。通常，基于無線USB協(xié)議，協(xié)議控制單元5建立通過交換密 鑰數(shù)據(jù)加密的通信?？蓱?yīng)用的無線通信協(xié)議不局限于無線USB協(xié)議，可以應(yīng)用任何能夠從 收發(fā)包檢測外部裝置之間的距離的無線通信協(xié)議。
如果外部裝置之間的距離小于閾值，則協(xié)議控制單元5用作在外部裝置之間建立 通信的建立單元，在該通信中隨后說明的加密控制單元8使加密處理無效。協(xié)議控制單元5還用作控制RF單元2以便使用最小傳輸功率來傳輸無線信號的通信控制單元。
SRAM 6是用作CPU 4的工作區(qū)的存儲單元。ROM 7是用于在其內(nèi)存儲由CPU 4執(zhí) 行的通信程序的存儲單元。ROM 7還在其內(nèi)存儲用于根據(jù)距離計算最小傳輸功率的對應(yīng)表。
圖3是用于說明對應(yīng)表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的表格。如圖3所示，對應(yīng)表在其內(nèi)存儲與作 為通信目標(biāo)的外部裝置之間的距離相對應(yīng)的傳輸功率的值。協(xié)議控制單元5參照如圖3所 示的對應(yīng)表，根據(jù)檢測到的距離決定傳輸功率。使用從距離計算傳輸功率的預(yù)定的數(shù)學(xué)式 能夠取代對應(yīng)表來決定傳輸功率。
回到圖2，加密控制單元8加密和解密收發(fā)的包。所有無線通信中使用的現(xiàn)有協(xié) 議，諸如公用密鑰系統(tǒng)，都能夠被用作加密與解密協(xié)議。
操作顯示單元9接收用戶輸入的操作并顯示各種屏幕。操作顯示單元9能夠由諸 如鍵盤和鼠標(biāo)的輸入接口以及諸如液晶顯示器的輸出裝置形成。
接下來說明根據(jù)第一實施例的通信設(shè)備100執(zhí)行的通信處理。圖4是用于說明根 據(jù)第一實施例的整個通信處理的流程圖。
協(xié)議控制單元5生成用于檢測通信目標(biāo)之間距離的包(距離檢測包)，相對于RF 單元2設(shè)定最大傳輸功率，并傳輸生成的包(步驟S401)。具體地說，在協(xié)議控制單元5生 成的包被基帶調(diào)制/解調(diào)單元3調(diào)制并被轉(zhuǎn)換成基帶信號之后，基帶信號通過RF單元2被 迭加在載波頻率上并從天線1被傳輸?shù)酵ㄐ拍繕?biāo)。
已接收到距離檢測包的通信目標(biāo)響應(yīng)于距離檢測包而傳輸應(yīng)答包(距離數(shù)據(jù) 包)。協(xié)議控制單元5能夠經(jīng)由天線1、RF單元2和基帶調(diào)制/解調(diào)單元3接收距離數(shù)據(jù) 包。協(xié)議控制單元5判定距離數(shù)據(jù)包是否被接收(步驟S402)。如果距離數(shù)據(jù)包未被接收 (步驟S402為否)，重復(fù)該處理直到距離數(shù)據(jù)包被接收。
如果距離數(shù)據(jù)包被接收(步驟S402為是)，CPU 4從協(xié)議控制單元5接收距離數(shù) 據(jù)包，分析距離數(shù)據(jù)包，并檢測通信目標(biāo)之間的距離(步驟S403)。具體地說，在距離檢測包 被傳輸之后，CPU 4基于相應(yīng)的距離數(shù)據(jù)包在其內(nèi)被接收的響應(yīng)時間段，計算距離數(shù)據(jù)包被 傳輸至其的通信目標(biāo)和通信設(shè)備100之間的距離。
CPU 4將檢測到的距離與在先設(shè)定的距離閾值相比較，并判定檢測到的距離是否 小于距離閾值(步驟S404)。如果檢測到的距離小于距離閾值(步驟S404為是)，則CPU 4 判定通信目標(biāo)存在于短距離內(nèi)。CPU 4通過參照對應(yīng)表決定傳輸功率并將傳輸功率通知協(xié) 議控制單元5 (步驟S405)。
協(xié)議控制單元5設(shè)定RF單元，以便使用決定的傳輸功率來傳輸無線信號(步驟 S406)。CPU 4設(shè)定加密控制單元8，以便在進(jìn)一步的通信中不執(zhí)行加密處理(步驟S407)。 舉例來說，CPU 4在加密控制單元8中的預(yù)定的寄存器中設(shè)定表示加密無效的數(shù)據(jù)。因此， 加密控制單元8根據(jù)寄存器中的設(shè)定判定是否執(zhí)行加密處理，并且只在加密有效是執(zhí)行加 密處理。
接著，基于無線USB協(xié)議，協(xié)議控制單元5在通信目標(biāo)之間建立未加密的通信(步 驟 S408)。
在步驟S404判定檢測到的距離不小于閾值的情況下(步驟S404為否)，CPU 4設(shè) 定加密控制單元8，以便在進(jìn)一步通信中執(zhí)行加密處理(步驟S409)。接著，基于無線USB 協(xié)議，協(xié)議控制單元5在通信目標(biāo)之間建立加密的通信(步驟S410)。舉例來說，協(xié)議控制單元5通過交換在先存儲的公用密鑰來認(rèn)證通信目標(biāo)，并且當(dāng)通信目標(biāo)被認(rèn)證時，協(xié)議控 制單元5建立通過公用密鑰加密的通信。
接下來，基于已建立的通信，協(xié)議控制單元5在通信目標(biāo)之間收發(fā)數(shù)據(jù)(步驟 S411)。協(xié)議控制單元5因預(yù)定包的接收而判定通信是否被斷開(步驟S412)。如果通信未 被斷開(步驟S412為否)，數(shù)據(jù)傳送處理繼續(xù)。如果通信被斷開(步驟S412為是)，通信
處理結(jié)束。
圖5是用于說明當(dāng)假定用作通信設(shè)備100的膝上型電腦為主機且假定用作通信設(shè) 備100的數(shù)字照相機為裝置時的通信處理的概述的程序圖。
如圖5所示，膝上型電腦以及數(shù)字照相機互相傳輸距離檢測包(步驟S501以及 S505)并且還響應(yīng)于接收到的距離檢測包傳輸應(yīng)答包(步驟S502以及S506)。膝上型電腦 以及數(shù)字照相機分別根據(jù)檢測到的距離來執(zhí)行加密有效性判定處理(步驟S503以及S507) 以及傳輸功率設(shè)定處理(步驟S504以及S508)。如果通信被建立，則數(shù)字照相機將實際數(shù) 據(jù)，諸如捕獲的圖像數(shù)據(jù)，傳送至膝上型電腦(步驟S509至S512)。
因此，根據(jù)第一實施例的通信設(shè)備能夠測量通信目標(biāo)之間的距離。如果距離在預(yù) 定設(shè)定范圍之內(nèi)，通信設(shè)備可以將傳輸功率改變?yōu)槟軌蛟陬A(yù)定設(shè)定范圍內(nèi)收發(fā)數(shù)據(jù)的最低 水平，并可以使加密處理無效。歸因于此，能夠提供一種便利的通信環(huán)境，在該通信環(huán)境中 不需要用戶設(shè)定不必要的密鑰。然而，因為無線傳播范圍被限制為必需的最小極限，能夠通 過使加密無效來避免安全性的降低。
在ROM 7中的預(yù)定值可以用作判定距離的閾值?；蛘?，用戶經(jīng)由操作顯示單元9 輸入的值可以用作閾值。當(dāng)使用用戶經(jīng)由操作顯示單元9輸入的值時，能夠?qū)嵤└鶕?jù)用戶 的使用目的和環(huán)境的通信。
根據(jù)第一實施例，如果通信目標(biāo)之間的距離較小，則無條件地使加密無效。同時， 表示是否使加密無效的確認(rèn)消息被顯示在操作顯示單元9上讓用戶確認(rèn)。只有當(dāng)用戶輸入 表示允許使加密無效的數(shù)據(jù)的時候，才能夠使加密無效。因此，能夠根據(jù)用戶的使用目的和 環(huán)境實施更安全的通信。
在第一實施例中，只在建立連接之前的最初時間檢測通信目標(biāo)之間的距離。然而， 根據(jù)裝置的使用狀態(tài)，通信目標(biāo)之間的距離很可能改變。因此，根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的 通信設(shè)備每次在預(yù)定時段經(jīng)過之后就執(zhí)行檢測通信目標(biāo)之間距離的處理，以及根據(jù)距離的 加密有效性判定處理。
圖6是根據(jù)第二實施例的通信設(shè)備600的框圖。如圖6所示，通信設(shè)備600包括通 過系統(tǒng)總線10連接的天線1、RF單元2、基帶調(diào)制/解調(diào)單元3、CPU 4、協(xié)議控制單元65、 SRAM 6、ROM 7、加密控制單元8以及操作顯示單元9。
在第二實施例中，協(xié)議控制單元65的功能不同于根據(jù)第一實施例的協(xié)議控制單 元5的功能。與根據(jù)第一實施例的通信設(shè)備100的結(jié)構(gòu)以及各種功能相類似的通信設(shè)備 600剩下的結(jié)構(gòu)以及功能用同樣的標(biāo)號表示，并且其說明被省略。
與根據(jù)第一實施例的協(xié)議控制單元5相比，協(xié)議控制單元65每次在預(yù)定時段經(jīng)過 之后就傳輸距離檢測包并執(zhí)行距離檢測處理。
接下來說明由根據(jù)第二實施 例的通信設(shè)備600執(zhí)行的通信處理。圖7是用于說明 根據(jù)第二實施例的整個通信處理的流程圖。[0065]在第二實施例中，添加了用于判定預(yù)定時段是否經(jīng)過的處理(步驟S713)。具體地說，在判定通信未斷開的情況下(步驟S712為否)，協(xié)議控制單元65將保存在SRAM 6中 的在先距離檢測時間與當(dāng)前時間比較并判定預(yù)定時段是否經(jīng)過。如果預(yù)定時段未經(jīng)過(步 驟S713為否)，數(shù)據(jù)傳送處理繼續(xù)(步驟S711)。如果預(yù)定時段經(jīng)過，協(xié)議控制單元65再 次生成并傳輸距離檢測包(步驟S701)。
剩下的通信處理的步驟類似于根據(jù)第一實施例的通信設(shè)備100執(zhí)行的通信處理 的各個步驟，并且其說明被省略。
圖8是用于說明根據(jù)第二實施例的通信處理的概述的程序圖。如圖8所示，用作 通信設(shè)備600的膝上型電腦和用作通信設(shè)備600的數(shù)字照相機，每次在預(yù)定時段經(jīng)過之后， 重復(fù)距離檢測處理、加密有效性判定處理、以及傳輸功率設(shè)定處理。
此外，通過以規(guī)則的間隔檢測距離來計算出距離中的變化量。如果距離中的變化 量超過預(yù)定的閾值，能夠斷開通信目標(biāo)之間的通信。
圖9是用于說明第二實施例的變型例中的整個通信處理的流程圖。
步驟S901至S903的距離檢測處理類似于參照圖7說明的步驟S701至S703的距 離檢測處理，并且其說明被省略。
在距離被檢測出之后，CPU 4計算最新檢測到的距離和在先檢測到的距離之間的 差值(步驟S904)。能夠在計算差值的時候參照存儲在SRAM 6中的檢測到的距離。
CPU 4判定計算出的差值是否大于預(yù)定的閾值2 (步驟S905)。如果計算出的差值 大于預(yù)定的閾值2 (步驟S905為是)，則協(xié)議控制單元65斷開在通信目標(biāo)之間建立的連接 (步驟S906)。如果計算出的差值小于閾值2 (步驟S905為否)，則檢測到的距離與距離的 閾值相比較(步驟S907)。
步驟S907至S916的通信處理類似于參照圖7說明的步驟S704至S713的通信處 理，并且其說明被省略。
在根據(jù)第二實施例的通信設(shè)備中，以規(guī)則的間距測量通信目標(biāo)之間的距離。結(jié)果 是，通信目標(biāo)的照舊能夠依序被了解。因此，當(dāng)通信目標(biāo)移動時，通信設(shè)備能夠靈活地處理 狀態(tài)的變化。舉例來說，如果通信目標(biāo)進(jìn)一步向遠(yuǎn)處移動，則通信能夠被斷開。
根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的通信設(shè)備限制了通過使加密無效來通信的通信目標(biāo) 的數(shù)量。
圖10是根據(jù)第三實施例的通信設(shè)備1000的框圖。如圖10所示，通信設(shè)備1000 包括通過系統(tǒng)總線10連接的天線1、RF單元2、基帶調(diào)制/解調(diào)單元3、中央處理器104、協(xié) 議控制單元5、SRAM 6、ROM 7、加密控制單元8以及操作顯示單元9。
在第三實施例中，中央處理器104的功能不同于根據(jù)第一實施例的CPU 4的功能。 與根據(jù)第一實施例的通信設(shè)備100的結(jié)構(gòu)以及各種功能相類似的通信設(shè)備600剩下的結(jié)構(gòu) 以及功能用同樣的標(biāo)號表示，并且其說明被省略。
在第三實施例中，與根據(jù)第一實施例的CPU 4相比，在判定檢測到的距離小于閾 值的情況下，CPU 104判定已經(jīng)建立加密無效通信的通信目標(biāo)的數(shù)量是否小于預(yù)定的閾值。 只有當(dāng)建立加密無效通信的通信目標(biāo)的數(shù)目小于閾值時，CPU 104才允許協(xié)議控制單元5
建立通信。
接下來說明由根據(jù)第三實施例的通信設(shè)備1000執(zhí)行的通信處理。圖11是用于說明根據(jù)第三實施例的整個通信處理的流程圖。
步驟SllOl至S1104的距離檢測處理以及閾值比較處理類似于由根據(jù)第一實施例 的通信設(shè)備100執(zhí)行的步驟S401至S404的各個處理，并且其說明被省略。
如果檢測到的距離小于距離的閾值(步驟S1104為是)，則CPU 104進(jìn)一步判定已 建立的加密無效通信的數(shù)目是否小于閾值3 (步驟Sl 105)。如果已建立的加密無效通信的 數(shù)目小于閾值3 (步驟Sl 105為是)，則CPU 104通過參照對應(yīng)表來決定傳輸功率并向協(xié)議 控制單元5通知傳輸功率(步驟Sl 106)。
如果已建立的加密無效通信的數(shù)量大于閾值3 (步驟Sl 105為否)，CPU 104判定 不能建立進(jìn)一步的加密無效的通信。CPU 4設(shè)定加密控制單元8以便相對于新的通信目標(biāo) 執(zhí)行加密處理(步驟Sl 110)。
步驟Sllll的加密通信建立處理和步驟Sl 107至Sl 113類似于由根據(jù)第一實施例 的通信設(shè)備100執(zhí)行的步驟S410和步驟S406至S412的各個處理，并且其說明被省略。
圖12是用于說明根據(jù)第三實施例的通信處理的概述的程序圖。在如圖12所示的 實例中，能夠通過加密無效通信連接的裝置的數(shù)量被限制為一個。如圖12所示，用作通信 設(shè)備1000的膝上型電腦對于作為通信目標(biāo)的各個數(shù)字照相機1和2執(zhí)行距離檢測處理、力口 密有效性判定處理、和傳輸功率設(shè)定處理。
因為裝置的數(shù)量超過能夠通過使加密無效進(jìn)行通信的裝置的限制數(shù)量(一個)， 膝上型電腦相對于作為第二通信目標(biāo)的數(shù)字照相機2建立加密有效通信。當(dāng)通信被建立 時，數(shù)字照相機2要求用戶設(shè)定密鑰。
因此，在根據(jù)第三實施例的通信設(shè)備中，因為能夠限制通過使加密無效進(jìn)行通信 的通信目標(biāo)的數(shù)量，所以能夠防止與裝置的不當(dāng)連接。
在判定通信目標(biāo)之間的距離小于閾值的情況下，根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的通信 設(shè)備使用從傳輸功率的初始值開始逐漸增加的傳輸功率，再次將距離檢測包傳輸?shù)酵ㄐ拍?標(biāo)。通信設(shè)備還計算接收到應(yīng)答包時的傳輸功率作為能夠通信的最小傳輸功率。
圖13是根據(jù)第四實施例的通信設(shè)備1300的框圖。如圖13所示，通信設(shè)備1300 包括通過系統(tǒng)總線10連接的天線1、RF單元2、基帶調(diào)制/解調(diào)單元3、中央處理器134、協(xié) 議控制單元135、SRAM 6、ROM 7、加密控制單元8以及操作顯示單元9。
在第四實施例中，CPU 134和協(xié)議控制單元135的功能不同于根據(jù)第一實施例的 CPU4和協(xié)議控制單元5的功能。與根據(jù)第一實施例的通信設(shè)備100的結(jié)構(gòu)以及各種功能相 類似的通信設(shè)備1300剩下的結(jié)構(gòu)以及功能用同樣的標(biāo)號表示，并且其說明被省略。
在第四實施例中，與根據(jù)第一實施例的CPU 4相比，在檢測到距離小于閾值的情 況下，CPU 134計算從預(yù)定的初始功率開始以預(yù)定值逐漸增加的傳輸功率。
在第四實施例中，與根據(jù)第一實施例的協(xié)議控制單元5相比，協(xié)議控制單元135使 用CPU 134計算的傳輸功率，將距離檢測包傳輸至通信目標(biāo)。協(xié)議控制單元135將響應(yīng)于 傳輸?shù)木嚯x檢測包的應(yīng)答包被接收到時的傳輸功率作為最小傳輸功率用于進(jìn)一步的通信。
接下來說明由根據(jù)第四實施例的通信設(shè)備1300執(zhí)行的通信處理。圖14是用于說 明根據(jù)第四實施例的整個通信處理的流程圖。
步驟S1401至S1404的距離檢測處理以及閾值比較處理類似于由根據(jù)第一實施例 的通信設(shè)備100執(zhí)行的步驟S401至S404的各個處理，并且其說明被省略。[0094]如果檢測到的距離小于距離的閾值(步驟S1404為是)，CPU 134將傳輸功率設(shè)定 為預(yù)定初始值并將傳輸功率通知至協(xié)議控制單元135 (步驟S1405)。能夠在RF單元2中設(shè) 定的最小值被用作初始值。
協(xié)議控制單元135設(shè)定RF單元2以便使用通知的傳輸功率來傳輸無線信號(步 驟S1406)并再次生成和傳輸距離檢測包(步驟S1407)。協(xié)議控制單元135判定作為響應(yīng) 于傳輸?shù)木嚯x檢測包的應(yīng)答包的距離數(shù)據(jù)包是否被接收(步驟S1408)。
如果不能接收距離數(shù)據(jù)包(步驟S1408為否)，CPU 134計算增加了 1分貝每毫瓦 (dBm)的傳輸功率(步驟S1409)。協(xié)議控制單元135將重新計算的傳輸功率設(shè)定至RF單 元2并且重復(fù)處理(步驟S1406)。
如果能夠接收距離數(shù)據(jù)包(步驟S1408為是)，協(xié)議控制單元135使用距離數(shù)據(jù)包 被接收時的傳輸功率作為最小傳輸功率(步驟S1410)，該最小傳輸功率是能夠通信的傳輸 功率的最小值。
步驟S1411至S1416的通信處理類似于根據(jù)由第一實施例的通信設(shè)備100執(zhí)行的 步驟S407至S412的各個處理，并且其說明被省略。
圖15是用于說明根據(jù)第四實施例的通信處理的概述的程序圖。如圖15所示，用 作通信設(shè)備1300的膝上型電腦和用作通信設(shè)備1300的數(shù)字照相機，設(shè)定傳輸功率的初始 值并重復(fù)距離檢測包的傳輸。膝上型電腦和數(shù)字照相機將接收到應(yīng)答包時的傳輸功率值固 定作為最小傳輸功率并在進(jìn)一步通信中使用固定的最小傳輸功率。
因此，在根據(jù)第四實施例的通信設(shè)備中，因為能夠根據(jù)通信目標(biāo)計算出合適的傳 輸功率，所以能夠?qū)崿F(xiàn)與用戶環(huán)境相適應(yīng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的通信設(shè)備，使用從初始值逐漸增加及計算所得的傳輸 功率，重復(fù)預(yù)定次數(shù)的距離檢測包的傳輸。通信設(shè)備使用能夠成功接收應(yīng)答包時所計算的 傳輸功率作為最小傳輸功率。
圖16是根據(jù)第五實施例的通信設(shè)備1600的框圖。如圖16所示，通信設(shè)備1600 包括通過系統(tǒng)總線10連接的天線1、RF單元2、基帶調(diào)制/解調(diào)單元3、CPU 134、協(xié)議控制 單元165、SRAM 6、ROM 7、加密控制單元8以及操作顯示單元9。
在第五實施例中，協(xié)議控制單元165的功能不同于根據(jù)第四實施例的協(xié)議控制單 元135的功能。與根據(jù)如圖13中所示的第四實施例的通信設(shè)備1300的結(jié)構(gòu)以及各種功能 相類似的通信設(shè)備1600剩下的結(jié)構(gòu)以及功能用同樣的標(biāo)號表示，并且其說明被省略。
與根據(jù)第四實施例的協(xié)議控制單元135相比，在第五實施例中，協(xié)議控制單元165 使用CPU 134計算的傳輸功率傳輸距離檢測包預(yù)定次數(shù)，并且當(dāng)接收到所有響應(yīng)于傳輸?shù)?距離檢測包的應(yīng)答包時，使用計算出的傳輸功率作為最小傳輸功率。
接下來說明根據(jù)第五實施例的通信設(shè)備1600執(zhí)行的通信處理。圖17是用于說明 根據(jù)第五實施例的整個通信處理的流程圖。
步驟S1701至S1709的距離檢測處理、閾值比較處理和傳輸功率計算處理類似于 根據(jù)第四實施例的通信設(shè)備1300執(zhí)行的步驟S1401至S1409的各個處理，并且其說明被省略。
如果在步驟S1708能夠接收距離數(shù)據(jù)包(步驟S1708為是)，協(xié)議控制單元165 進(jìn)一步傳輸距離檢測包，并重復(fù)預(yù)定次數(shù)的該處理以接收作為應(yīng)答包的距離數(shù)據(jù)包(步驟S1710)。協(xié)議控制單元165判定距離數(shù)據(jù)包是否被接收預(yù)定次數(shù)(步驟S1711)。
如果未接收距離數(shù)據(jù)包預(yù)定次數(shù)(步驟S1711為否)，CPU 134重新計算增加了 IdBm的傳輸功率(步驟S1709)并且重復(fù)該處理。如果能夠接收距離數(shù)據(jù)包預(yù)定次數(shù)(步 驟S1711為是)，協(xié)議控制單元165使用距離數(shù)據(jù)包被接收時的傳輸功率作為最小傳輸功 率，該最小傳輸功率是能夠通信的傳輸功率的最小值(步驟S1712)。
步驟S1713至S1718的通信處理類似于根據(jù)第四實施例的通信設(shè)備1300執(zhí)行的 步驟S1411至S1416的各個處理，并且其說明被省略。
圖18是用于說明根據(jù)第五實施例的通信處理的概述的程序圖。如圖18所示，用 作通信設(shè)備1600的膝上型電腦和用作通信設(shè)備1600的數(shù)字照相機，設(shè)定傳輸功率的初始 值并重復(fù)距離檢測包的傳輸。膝上型電腦和數(shù)字照相機還計算能夠接收應(yīng)答包時的傳輸功 率并使用計算出的傳輸功率值重復(fù)距離檢測包的傳輸預(yù)定次數(shù)(舉例來說，五次)。當(dāng)能 夠成功接收應(yīng)答包時，膝上型電腦和數(shù)字照相機固定計算出的傳輸功率并用作最小傳輸功 率。
因此，在根據(jù)第五實施例的通信設(shè)備中，距離檢測包的傳輸能夠被重復(fù)預(yù)定次數(shù) 并且當(dāng)能夠成功接收應(yīng)答包時，計算出的傳輸功率能夠被用作最小傳輸功率。歸因于此，能 夠通過以高精度計算合適的傳輸功率來啟用安全的連接。
由根據(jù)第一到第五實施例的通信設(shè)備執(zhí)行的通信程序被預(yù)先存儲在只讀存儲器 中并被提供。
由根據(jù)第一到第五實施例的通信設(shè)備執(zhí)行的通信程序能夠通過以可安裝的格式 或者可執(zhí)行的格式存儲在文檔中來被提供，即被存儲在諸如光盤只讀存儲器(CD-ROM)，軟 盤(FD)，可記錄光盤(⑶-R)和數(shù)字化視頻光盤(DVD)的計算機可讀的記錄介質(zhì)中。
由根據(jù)第一到第五實施例的通信設(shè)備執(zhí)行的通信程序能夠通過存儲在連接到諸 如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)的計算機中來提供，以及能夠通過網(wǎng)絡(luò)下載?；蛘?，由根據(jù)第一到第五實施 例的通信設(shè)備執(zhí)行的通信程序能夠經(jīng)由諸如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)提供或者散布。
由根據(jù)第一到第五實施例的通信設(shè)備執(zhí)行的通信程序是執(zhí)行前面提到的每一個 功能(檢測單元、判定單元、計算單元、建立單元和通信控制單元的功能)的模塊結(jié)構(gòu)。因 為起著實際的硬件作用的CPU (處理器)從ROM讀取通信程序并執(zhí)行通信程序，每一個單元 在主存儲裝置上被加載并生成。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，當(dāng)通信目標(biāo)之間的距離較小時，能夠除去諸如加密的安 全功能。因此，能夠提供一種不要求用戶設(shè)定不必要的密鑰的便利的通信環(huán)境。
此外，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，能夠通過以規(guī)則的間隔測量通信目標(biāo)之間的距 離來依序推斷通信目標(biāo)的狀態(tài)。因此，通信設(shè)備能夠靈活地處理狀態(tài)的改變。
此外，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，能夠通過限制能夠連接到通信目標(biāo)的數(shù)目來避 免與裝置的不適當(dāng)?shù)倪B接。
此外，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，能夠通過相對于通信目標(biāo)計算合適的傳輸功率 來實現(xiàn)與用戶環(huán)境相適應(yīng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，能夠以高精度計算合適的傳輸功率。因此，安全 的連接被啟用。
雖然為完全、清楚的公開而用具體實施方式
對本發(fā)明進(jìn)行說明，但附后的權(quán)利要求
不因此受限，應(yīng)將其看作包含本領(lǐng)域技術(shù)人員由此想出的明顯落入在此闡明的基本教導(dǎo) 內(nèi)的所有變動和可選的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1. 一種通信設(shè)備，其特征在于，包括通信單元(1，2，3)，所述通信單元(1，2，3)使用無線信號與外部裝置交換消息； 通信控制單元(5，65，135，165)，所述通信控制單元(5，65，135，165)經(jīng)由所述通信單 元，將用于檢測到達(dá)所述外部裝置的距離的檢測消息傳輸?shù)剿鐾獠垦b置，并從所述外部 裝置接收響應(yīng)于所述檢測消息的應(yīng)答消息；第一計算單元(4，104，134)，所述第一計算單元(4，104，134)基于接收所述應(yīng)答消息 所需的響應(yīng)時間來計算所述距離；判定單元(4，104，134)，所述判定單元(4，104，134)判定所述距離是否小于第一閾值； 建立單元(5，65，135，165)，當(dāng)所述距離被判定為小于所述第一閾值時，所述建立單元 (5，65，135，165)與所述外部裝置建立加密無效的通信，在所述加密無效的通信中被交換的 消息不被加密；以及第二計算單元(4，104，134)，當(dāng)所述距離被判定為小于所述第一閾值時，所述第二計算 單元(4，104，134)計算用于與所述外部裝置以所述距離進(jìn)行通信的無線信號的最小傳輸 功率，其中所述通信控制單元(5，65，135，165)控制所述通信單元(1，2，3)使用具有所述最小傳 輸功率的所述無線信號將所述被交換的消息傳輸?shù)剿鐾獠垦b置。
2.如權(quán)利要求
1所述的通信設(shè)備，其特征在于，所述通信控制單元(65)經(jīng)過每個預(yù)定 時間將所述檢測消息傳輸?shù)剿鐾獠垦b置。
3.如權(quán)利要求
2所述的通信設(shè)備，其特征在于，進(jìn)一步包括第三計算單元(4)，所述第三計算單元(4)計算在所述預(yù)定時間經(jīng)過之前所檢測到的 第一距離和在所述預(yù)定時間經(jīng)過之后所檢測到的第二距離之間的差值，其中 所述判定單元(4)進(jìn)一步判定所述差值是否大于第二閾值，以及 所述通信設(shè)備進(jìn)一步包括斷開單元(65)，當(dāng)所述差值被判定為大于所述第二閾值時， 所述斷開單元(65)斷開與所述外部裝置的所述加密無效的通信。
4.如權(quán)利要求
1所述的通信設(shè)備，其特征在于，進(jìn)一步包括用于輸入所述第一閾值的 閾值輸入單元(9)。
5.如權(quán)利要求
1所述的通信設(shè)備，其特征在于，當(dāng)與多個外部裝置建立多個加密無效的通信時，所述判定單元(104)進(jìn)一步判定所述 加密無效的通信的數(shù)目是否小于第二閾值，以及如果所述加密無效的通信的數(shù)目被判定為小于所述第二閾值，則所述建立單元(5)與 所述外部裝置建立所述加密無效的通信。
6.如權(quán)利要求
1所述的通信設(shè)備，其特征在于，進(jìn)一步包括第三計算單元(134)，當(dāng)所述距離被判定為小于所述第一閾值時，所述第三計算單元計 算從預(yù)定初始功率開始逐漸增加的傳輸功率，其中所述通信控制單元(135，165)控制所述通信單元(1，2，3)使用具有所計算出的傳輸功 率的無線信號將所述檢測消息傳輸?shù)剿鐾獠垦b置，以及當(dāng)接收到響應(yīng)于用所述所計算出的傳輸功率傳輸?shù)乃鰴z測消息的所述應(yīng)答消息時， 第二計算單元(104)將所述所計算出的傳輸功率作為所述最小傳輸功率。
7.如權(quán)利要求
6所述的通信設(shè)備，其特征在于，所述通信控制單元(165)進(jìn)一步將響應(yīng)于用所述所計算出的傳輸功率傳輸?shù)臋z測消息的應(yīng)答消息的數(shù)目與第二閾值比較，并且當(dāng) 應(yīng)答消息的數(shù)目大于所述第二閾值時，所述第二計算單元(134)將所述所計算出的傳輸功 率作為所述最小傳輸功率。
8.如權(quán)利要求
1所述的通信設(shè)備，其特征在于，進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)輸入單元(9)，所述數(shù)據(jù)輸入單元(9)用于輸入表示是否許可與所述外部裝置建 立所述加密無效通信的許可數(shù)據(jù)，其中當(dāng)所述距離被判定為小于所述第一閾值時，并且當(dāng)所述許可數(shù)據(jù)被所述數(shù)據(jù)輸入單元 (9)輸入時，所述建立單元(5，65，135，165)與所述外部裝置建立所述加密無效的通信。
9.一種用于通信設(shè)備的通信方法，所述通信設(shè)備包括使用無線信號與外部裝置交換消 息的通信單元，其特征在于，所述通信方法包括控制，所述控制包括，經(jīng)由所述通信單元，將用于檢測到達(dá)所述外部裝置的距離的檢測 消息傳輸?shù)剿鐾獠垦b置，并從所述外部裝置接收響應(yīng)于所述檢測消息的應(yīng)答消息；第一計算，所述第一計算包括基于接收所述應(yīng)答消息所需的響應(yīng)時間來計算所述距罔；判定所述距離是否小于第一閾值；當(dāng)所述距離被判定為小于所述第一閾值時，與所述外部裝置建立加密無效的通信，在 所述加密無效的通信中被交換的消息不被加密；以及第二計算，所述第二計算包括，當(dāng)所述距離被判定為小于所述第一閾值時，計算用于與 所述外部裝置以所述距離進(jìn)行通信的無線信號的最小傳輸功率，其中所述控制進(jìn)一步包括控制所述通信單元使用具有所述最小傳輸功率的所述無線信號 將所述被交換的消息傳輸?shù)剿鐾獠垦b置。
專利摘要
一種通信單元，使用無線信號與外部裝置交換消息。通信控制單元經(jīng)由通信單元，將用于檢測到達(dá)外部裝置的距離的檢測消息傳輸?shù)酵獠垦b置，并從外部裝置接收響應(yīng)于檢測消息的應(yīng)答消息。第一計算單元基于接收應(yīng)答消息所需的響應(yīng)時間來計算距離。判定單判定距離是否小于第一閾值。當(dāng)距離被判定為小于第一閾值時，建立單元與外部裝置建立加密無效通信，在加密無效通信其消息不被加密。當(dāng)距離被判定為小于第一閾值時，第二計算單元計算用于與外部裝置以該距離進(jìn)行通信的無線信號的最小傳輸功率。通信控制單元控制通信單元使用具有最小傳輸功率的無線信號將消息傳輸?shù)酵獠垦b置。
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公開日2011年4月6日 申請日期2009年1月9日
發(fā)明者木村貞弘 申請人:株式會社理光導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (4),