JP6296502B2

JP6296502B2 - 通信システム

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Publication number: JP6296502B2
Application number: JP2014180141A
Authority: JP
Inventors: 二寛青木; 秀一竹花; 俊明亀野; 俊平布施
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2014-09-04
Filing date: 2014-09-04
Publication date: 2018-03-20
Anticipated expiration: 2034-09-04
Also published as: JP2016054441A

Description

本発明は、通信システム関し、特に、複数の端末装置（移動局）と基地局とを備えた通信システムに関する。

従来、基地局を介さずに端末同士が通信を行なう端末間通信（Ｄ２Ｄ：device to device）が知られている。

たとえば、特許文献１には、端末間通信を行なう第１のユーザ端末および第２のユーザ端末と、基地局とを備えた、移動通信システムが開示されている。当該移動通信システムは、第１のユーザ端末と第２のユーザ端末との間の端末間通信の通信状態が悪化した場合、第１のユーザ端末と第２のユーザ端末との間の通信方法を端末間通信からセルラ通信に切り替える。

国際公開第２０１４／０６５１６７号

特許文献１に記載の移動通信システムでは、端末間通信の通信状態が悪化した場合、セルラ通信に切り替える。それゆえ、基地局は、トラフィックの増加により、データ処理の負荷が増す。

本願発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、端末間通信の通信状態が悪化した場合に、基地局に対する負荷を従来よりも低減可能な通信システムを提供することにある。

本発明のある局面に従うと、通信システムは、複数の端末装置と、複数の端末装置の各々と無線通信が可能な基地局とを備える。複数の端末装置の各々は、基地局を介さずに互いに通信を行なう端末間通信の機能を有している。複数の端末装置のうちの第１の端末装置と第２の端末装置との間の端末間通信の状態が予め定められた状態よりも悪くなった場合、第１の端末装置および第２の端末装置の少なくとも一方は、基地局に対して予め定められた信号を送信する。基地局は、予め定められた信号を受信した場合、第１の端末装置および第２の端末装置の各々から取得した自装置の現在位置を表す位置情報に基づいて、複数の端末装置のうちから、第１の端末装置と第２の端末装置との間に位置する第３の端末装置を特定する。基地局装置は、第１の端末装置と第２の端末装置との間の端末間通信のための中継機として第３の端末装置を機能させるための指令を、第３の端末装置に対して送信する。第１の端末装置と第２の端末装置とは、指令に基づき第３の端末装置が中継機として機能すると、第３の端末装置を介した端末間通信を行なう。

上記の発明によれば、端末間通信の通信状態が悪化した場合に、基地局に対する負荷を従来よりも低減可能となる。

通信システム１の概略構成および処理の概要を説明するための図である。通信システム１において処理の流れを説明するためのシーケンスチャートである。端末１０１の機能的構成を説明するためのブロック図である。基地局２０１の機能的構成を説明するためのブロック図である。基地局２０１において実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。端末１０１において実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。端末１０２において実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。中継機として機能する端末において実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。端末間通信を行なっている一方の端末１０２が、基地局２０１から基地局２０１に隣接する基地局２０２の通信エリア７２２内に移動した場合の処理を説明するための図である。端末間通信を行なっている一方の端末１０１が基地局２０１に隣接する基地局２０２の通信エリア７２２内に移動し、他方の端末１０２が基地局２０１に隣接する基地局２０３の通信エリア７２３内に移動した場合の処理を説明するための図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の各実施の形態に係る通信システムについて説明する。また、以下の説明では、同一の部材には同一の参照符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

＜Ａ．概要＞
図１は、通信システム１の概略構成および処理の概要を説明するための図である。図１を参照して、通信システム１は、複数の端末（移動局，ＵＥ：User Equipment）１０１〜１０４と、当該複数の端末１０１〜１０４の各々と無線通信が可能な基地局（ＢＳ：Base Station）２０１とを備えている。なお、通信システム１が備える端末の数および基地局の数は、図１に表された数に限定されるものではない。

状態（Ａ）〜（Ｃ）の各々は、複数の端末１０１〜１０４が、基地局２０１の通信エリア７２１内（セル内）に位置している状態を表している。

状態（Ａ）は、端末１０１と端末１０２との間に端末間通信（Ｄ２Ｄ通信）が確立されている状態を表している。つまり、状態（Ａ）では、端末１０１と端末１０２との間には、基地局２０１を介さない無線通信が確立されている。このため、端末１０１および端末１０２とは、基地局２０１を介さずに互いに通信を行なうことができる。

状態（Ｂ）は、端末１０２が状態（Ａ）の状態から矢印８０１に方向（端末１０１から離れる方向）に移動した後の状態を表している。詳しくは、状態（Ｂ）は、端末１０１と端末１０２との間の距離が状態（Ａ）の場合に比べて長くなったことが原因で、端末１０１と端末１０２との間の端末間通信の状態が悪化（通信品質が低下）している状態を表している。

通信システム１の状態が状態（Ａ）から状態（Ｂ）に遷移すると、基地局２０１は、端末１０１と端末１０２との間に位置する端末１０３に対して、端末１０１と端末１０２との間の端末間通信のための中継機（中継局）として端末１０３を機能させるための指令（中継処理の依頼）を送信する。端末１０３のユーザが、当該指令に従うための操作を行なうと、端末１０３は中継機として機能する。つまり、端末１０３は、端末１０１と端末１０２との間の端末間通信を補助するための中継機としての稼働を開始する。

端末１０１と端末１０２とは、端末１０３装置が前記中継機として機能すると、状態（Ｃ）に示すとおり、端末１０３を介した端末間通信を行なう。

なお、上記においては、端末１０２の移動に基づき、端末間通信の状態が悪化した場合を例に挙げて説明しているが、これに限定されるものではない。端末の移動がなくても、端末間通信の状態が悪化した場合には、上記の処理を適用できる。

図２は、通信システム１において処理の流れを説明するためのシーケンスチャートである。シーケンスＳＱ２において、端末１０１および端末１０２は、他の端末を介さずに、端末１０１と端末１０２との間の端末間通信を確立する。シーケンスＳＱ４において、端末１０２が移動することにより（図１の状態（Ｂ））、端末１０１と端末１０２との間の端末間通信の通信状態が悪化したとする。典型的には、受信品質（電波の受信強度）が閾値よりも低下したとする。

この場合、シーケンスＳＱ６において、端末１０２は、基地局２０１に対して、中継処理の要求を行なう。「中継処理の要求」とは、他の端末が端末間通信の中継機として機能（稼働）することを基地局に求めるものである。

なお、端末１０２が中継処理の要求を行なう例を挙げて説明しているが、端末１０１が中継処理の要求を行なうように、通信システム１を構成してもよい。端末１０１および端末１０２のうちのいずれが中継処理の要求を行なうかを予め定めておけばよい。たとえば、移動した方の端末が中継処理の要求を行なうように構成すればよい。あるいは、端末１０１および端末１０２の両方が中継処理の要求を行なうように、通信システム１を構成してもよい。

基地局２０１は、中継処理の要求を受け付けると、シーケンスＳＱ８、ＳＱ１０，ＳＷ１２，ＳＱ１４において、それぞれ、各端末１０１，１０２，１０３，１０４に位置情報の送信を要求する。各端末１０１，１０２，１０３，１０４は、それぞれ、シーケンスＳＱ１６，ＳＱ１８，ＳＱ２０，ＳＱ２２において、自端末の現在位置を表した位置情報を基地局２０１に送信する。

基地局２０１は、位置情報を受信すると、端末１０１と端末１０２との間に位置する端末を特定する。図２では、図１に示したとおり、端末１０１と端末１０２との間に位置する端末として、端末１０３を特定した場合を表している。シーケンスＳＱ２４において、基地局２０１は、特定された端末１０３に対して、中継処理の依頼を行なう。

端末１０３のユーザが、当該中継処理の依頼に承諾するための操作（つまり、中継機として端末１０３を機能させるための指令に従うための操作）を行なうと、端末１０３は、承諾通知を基地局２０１に送信する。これにより、基地局２０１は、端末１０１と端末１０２との間の端末間通信のための中継機として機能する。

基地局２０１は、シーケンスＳＱ２８，ＳＱ３０において、それぞれ、端末１０１，１０２に対して、端末１０３を中継機として機能させたことを通知する。シーケンスＳＱ３２において、端末１０１および端末１０２は、端末１０３を介して、端末１０１と端末１０２との間の端末間通信を確立する。詳しくは、端末１０１と端末１０３とが両端末１０１，１０３間で端末間通信を行ない、端末１０３と端末１０２とが両端末１０３，１０２間で端末間通信を行なうことにより、端末１０１と端末１０２とが、端末１０３を介した端末間通信を確立する。

以上のように、通信システム１では、端末１０１と端末１０２との間の端末間通信の状態が悪化した場合に、端末１０１と端末１０２との間に位置する端末１０３を、当該端末間通信における中継機として機能させることができる。したがって、通信システム１では、端末間通信の通信状態が悪化した場合に、端末間通信からセルラ通信に切り替える処理は行われない。それゆえ、通信システム１では、端末間通信の通信状態が悪化した場合に端末間通信からセルラ通信に切り替える従来の構成に比べて、基地局に対する負荷を低減することが可能となる。

＜Ｂ．機能的構成＞
図３は、端末１０１の機能的構成を説明するためのブロック図である。図３を参照して、端末１０１は、アンテナ１５１と、無線通信部１５２と、通信制御部１５３と、主制御部１５４と、記憶部１５５と、表示部１５６と、操作部１５７と、アンテナ１５８と、位置情報検出部１５９と、二次電池１６０と、電池残量検出部１６１とを備える。主制御部１５４は、動作モード設定部１５４１を有する。

アンテナ１５１は、セルラ通信（携帯電話網を用いた通信）および端末間通信に用いられる。無線通信部１５２は、アンテナ１５１からデータを送信し、アンテナ１５１が受信したデータを処理する。無線通信部１５２は、典型的には、ＲＦ（Radio Frequency）回路と、ベースバンド回路とを含む。

通信制御部１５３は、アンテナ１５１および無線通信部１５２を用いた各種通信を制御するためのブロックである。通信制御部１５３は、通信プロトコルに従った、送受信制御を含めたデータ処理を行なう。たとえば、通信制御部１５３は、主制御部１５４からの指示に基づき、送信用のデータを生成する。また、通信制御部１５３は、処理したデータを主制御部１５４に送る。

主制御部１５４は、端末１０１の全体の動作を制御する。主制御部１５４は、ＣＰＵがオペレーティングシステムおよびアプリケーションプログラムを実行することにより実現される。主制御部１５４は、通信制御部１５３と、記憶部１５５と、表示部１５６と、操作部１５７と、位置情報検出部１５９と接続されている。また、主制御部１５４は、電池残量検出部１６１を介して、二次電池１６０と接続されている。動作モード設定部１５４１については、後述する。

記憶部１５５は、オペレーションシステム、アプリケーションプロセッサ、および各種のデータを記憶している。記憶部１５５は、典型的には、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリを含んで構成される。

表示部１５６は、画像を表示するためのインターフェイスである。表示部１５６は、典型的には、タッチスクリーンのディスプレイとして構成される。操作部１５７は、ユーザによる各種の操作を受け付けるためのインターフェイスである。操作部１５７は、典型的には、操作キーと、タッチスクリーンのタッチパネルで構成される。

アンテナ１５８は、ＧＰＳ（Global Positioning System）用のアンテナである。位置情報検出部１５９は、アンテナ１５８によって受信したデータに基づき、端末１０１の現在位置を特定する。位置情報検出部１５９は、特定した位置情報を主制御部１５４に送る。

二次電池１６０は、端末１０１の各部を動作させるための電源である。電池残量検出部１６１は、二次電池１６０の電池残量を検出する。電池残量検出部１６１は、検出結果を主制御部１５４に伝える。

主制御部１５４は、通信制御部１５３と、無線通信部１５２と、アンテナ１５１とを用いて、端末１０１の位置情報を基地局２０１に送信する。主制御部１５４は、アンテナ１５１、無線通信部１５２、および通信制御部１５３を介して、基地局２０１から、中継処理の依頼を受け付ける。操作部１５７を介したユーザ操作に基づいて、主制御部１５４が、通信制御部１５３と、無線通信部１５２と、アンテナ１５１とを用いて、承諾通知を基地局２０１に送信した場合、動作モード設定部１５４１は、端末１０１を中継機としても機能させる。

なお、端末１０１以外の他の端末（端末１０２，１０３，１０４等）は、端末１０１と同様の構成を有する。したがって、当該他の端末についての機能的構成についての説明は、ここでは繰り返さない。

図４は、基地局２０１の機能的構成を説明するためのブロック図である。図４を参照して、基地局２０１は、アンテナ２５１と、無線通信部２５２と、通信制御部２５３と、主制御部２５４と、記憶部２５５とを備える。主制御部２５４は、中継端末特定部２５４１を有する。

アンテナ２５１は、各端末との通信に用いられる。無線通信部２５２は、アンテナ２５１からデータを送信し、アンテナ２５１が受信したデータを処理する。無線通信部２５２は、典型的には、ＲＦ回路と、ベースバンド回路とを含む。

通信制御部２５３は、アンテナ２５１および無線通信部２５２を用いた各種通信を制御するためのブロックである。通信制御部２５３は、通信プロトコルに従った、送受信制御を含めたデータ処理を行なう。

主制御部２５４は、基地局２０１の全体の動作を制御する。主制御部２５４は、ＣＰＵがオペレーティングシステムおよびアプリケーションプログラムを実行することにより実現される。主制御部２５４は、通信制御部２５３と、記憶部２５５と接続されている。また、中継端末特定部２５４１については、後述する。

記憶部２５５は、オペレーションシステム、アプリケーションプロセッサ、および各種のデータを記憶している。記憶部２５５は、さらに、各端末から取得した各端末の位置情報（端末位置情報）と、自局の通信エリアを表した情報とを記憶している。記憶部２５５においては、位置情報は、端末の識別情報を関連付けて記憶されている。基地局２０１が新たな位置情報を端末から受信すると、主制御部２５４は、当該端末の識別情報に関連付けられている位置情報を新たな位置情報によって更新する。記憶部２５５は、典型的には、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の不揮発性メモリを含んで構成される。

中継端末特定部２５４１は、端末間通信の中継機として機能させる端末を特定する。詳しくは、中継端末特定部２５４１は、端末間通信を行なっている少なくとも１つの端末から中継処理の要求を受け付けると、端末間通信を行なっている端末同士の間の中間地点Ｐｃを算出する。さらに、中継端末特定部２５４１は、記憶部２５５に格納されている各端末の位置情報に基づいて、中継機として機能させる端末を特定する。なお、特定方法の詳細については、図５に基づき説明する。

主制御部２５４は、通信制御部２５３、無線通信部２５２、およびアンテナ２５１を用いて、特定された端末（たとえば、図１，２の場合には端末１０３）を中継機として機能させる指令を送る。典型的には、主制御部２５４は、特定された端末に対して、中継機として機能するように依頼（中継処理の依頼）を送る。主制御部２５４は、特定された端末から承諾通知を受け取ると、端末間通信を行なっている端末（図１，２の場合には端末１０１，１０２）に対して、中継機として機能している端末を通知する。

＜Ｃ．制御構造＞
以下では、通信システム１における処理を一般化するために、基地局２０１の通信エリア７２１内には、端末１０１，１０２を含むｋ個（ｋは３以上の自然数）の端末（たとえば、図１に示す端末１０１〜１０４）が在圏しているものとする。

図５は、基地局２０１において実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。ステップＳ２において、基地局２０１は、端末１０１と端末１０２との間の端末間通信の状況が悪化したことに基づき、端末１０１または端末１０２から、中継処理の要求と、端末間通信の相手を特定するための情報とを受信する。相手を特定するための情報とは、たとえば端末１０１が中継処理の要求を行なう場合には、端末１０２を特定するための情報（端末１０２の識別ＩＤ）である。

ステップＳ４において、基地局２０１は、基地局２０１に在圏しているｋ個の端末に対して自端末の現在位置を表す位置情報を送信するように要求することにより、端末の位置情報を各端末から受信する。ステップＳ６において、基地局２０１は、端末１０１の位置情報と端末１０２の位置情報とから、端末１０１と端末１０２との中間地点Ｐｃを算出する。

ステップＳ８において、基地局２０１は、端末１０１，１０２以外の基地局２０１に在圏している端末であって、中間地点Ｐｃを中心とした半径が所定値の領域Ｒに含まれる全ての端末を、ｋ−２個の端末のうちから抽出する。

ステップＳ１０において、基地局２０１は、抽出された端末が存在するか否かを判断する。すなわち、基地局２０１は、抽出結果に基づき、領域Ｒに端末が存在していたか否かを判断する。基地局２０１は、端末が存在すると判断された場合（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ステップＳ１２において、基地局は、予め定められた変数ｉの値を１に設定する。基地局２０１は、端末が存在しないと判断された場合（ステップＳ１０においてＮＯ）、一連の処理を終了する。

ステップＳ１４において、基地局２０１は、抽出された端末（以下、説明の便宜上、ｊ（１≦ｊ≦ｋ−２））個の端末とする）のうち、中間地点Ｐｃにｉ番目に近い端末（以下、「端末Ｔｉ」と称する）を特定する。ステップＳ１６において、基地局２０１は、端末Ｔｉに対して、中継処理を依頼する。ステップＳ１８において、基地局２０１は、端末Ｔｉから承諾通知を受信したか否かを判断する。

基地局２０１は、承諾通知を受信した場合（ステップＳ１８においてＹＥＳ）、ステップＳ２０において、端末Ｔｉを介した端末間通信の開始を端末１０１，１０２に指示する。基地局２０１は、承諾通知を受信していない場合（ステップＳ１８においてＮＯ）、ステップＳ２２において、変数ｉをインクリメントする。すなわち、基地局２０１は、ｉの値を１だけ増加させる。

ステップＳ２４において、基地局２０１は、ｉの値がｊの値と同じになったか否かを判断する。基地局２０１は、同じになった場合（ステップＳ２４においてＹＥＳ）、一連の処理を終了する。基地局２０１は、同じになっていないと判断された場合（ステップＳ２４においてＮＯ）、処理をステップＳ１４に進める。

図６は、端末１０１において実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。図６を参照して、ステップＳ１０２において、端末１０１は、端末１０２との間で端末間通信を確立する。ステップＳ１０４において、端末１０１は、端末間通信の状態が悪化した場合、基地局２０１による位置情報の要求に基づき、端末１０１の現在位置を表した位置情報を基地局２０１に送信する。

ステップＳ１０６において、端末１０１は、端末Ｔｉを中継機として機能させたことを表す通知を基地局２０１から受信する。ステップＳ１０８において、端末１０１は、端末１０２との間で、端末Ｔｉを介した端末間通信を確立する。

図７は、端末１０２において実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。図７を参照して、ステップＳ２０２において、端末１０２は、端末１０１との間で端末間通信を確立する。

ステップＳ２０４において、端末１０２は、端末間通信の状態が悪化したか否かを判断する。端末１０２は、悪化したと判断した場合（ステップＳ２０４においてＹＥＳ）、ステップＳ２０６において、中継処理の要求を基地局２０１に対して行なう。端末１０２は、悪化していないと判断した場合（ステップＳ２０４においてＮＯ）、処理をステップＳ２０４に戻す。

ステップＳ２０８において、端末１０２は、基地局２０１による位置情報の要求に基づき、端末１０２の現在位置を表した位置情報を基地局２０１に送信する。ステップＳ２１０において、端末１０２は、端末Ｔｉを中継機として機能させたことを表す通知を基地局２０１から受信する。ステップＳ２１２において、端末１０２は、端末１０１との間で、端末Ｔｉを介した端末間通信を確立する。

なお、ステップＳ２０４に示した判断処理およびステップＳ２０６に示した要求処理を、端末間通信の相手端末である端末１０１にも実行させてもよい。

図８は、中継機として機能する端末において実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。図８を参照して、ステップＳ３０２において、端末Ｔｉは、基地局２０１から中継処理の依頼を受け付ける。

ステップＳ３０４で、ユーザから承諾の入力を受け付けたか否かを判断する。なお、端末Ｔｉは、端末Ｔｉにおいて事前に承諾または拒否の登録を済ませている場合には、当該承諾の登録がなされているか否かを判断すればよい。

端末Ｔｉは、承諾した場合（ステップＳ３０４においてＹＥＳ）、ステップＳ３０６において、基地局２０１に対して承諾通知を送る。端末Ｔｉは、承諾していない場合（ステップＳ３０４においてＮＯ）、ステップＳ３１２において、基地局２０１に対して拒否通知を送る。

ステップＳ３０８において、端末Ｔｉは、端末間通信の動作モードに移行する。すなわち、端末Ｔｉは、中継機として機能するモードに移行する。ステップＳ３１０において、端末Ｔｉは、端末１０１および端末１０２の各々との端末間通信を確立することによって、自端末Ｔｉを介した端末１０１と端末１０２との間の端末間通信を確立する。

＜Ｅ．変形例＞
（ｅ１．位置情報）
上記においては、基地局２０１の指示に基づき、各端末（たとえば、端末１０１〜１０４）が基地局２０１に対して位置情報を送信する構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。予め定められたタイミングで、位置情報を基地局２０１に送信するように、各端末を構成してもよい。また、基地局２０１からの指示を受けた場合のみならず、予め定められたタイミングが到来した場合にも、位置情報を基地局２０１に送信するように、各端末置を構成してもよい。なお、予め定められたタイミングとは、予め定められた時間間隔、端末が一定距離移動した場合、端末を起動した場合等が挙げられる。

（ｅ２．承諾通知）
上記においては、中間地点Ｐｃの近くにいる端末Ｔｉの承諾通知を得たことを条件に、当該端末Ｔｉを中継機として機能させる構成を例に挙げて説明したが、必ずしも、これに限定されるものではない。基地局２０１が、端末Ｔｉを強制的に中継機として機能させるための指令を端末Ｔｉに送信し、端末Ｔｉが承諾の有無に関係なく中継機として機能するように、通信システム１を構成してもよい。

（ｅ３．電池残量に基づく特定処理）
基地局２０１は、図５のステップＳ８において、端末１０１と端末１０２との中間地点Ｐｃを中心とした半径が所定値の領域Ｒに含まれる端末を抽出した際に、抽出された全ての端末のうち、電池残量が予め定められた割合（たとえば、８０％）以上残っている端末から中継機として機能させる端末を特定してもよい。

たとえば、中間地点Ｐｃに最も近い端末の電池残量が６０％であり、二番目に近い端末の電池残量が８０％であったとする。この場合、基地局２０１は、中間地点Ｐｃに最も近い端末ではなく、二番目に近い端末に対して中継機として機能することを指示する。典型的には、基地局２０１は、二番目に近い端末に対して、中継処理の依頼を行なう。

なお、基地局２０１による端末の電池残量の確認処理は、たとえば、図５のステップＳ１４とステップＳ１６との間で行なえばよい。あるいは、基地局２０１は、ステップＳ１２とステップＳ１４との間で、領域Ｒに含まれる全ての端末に対して電池残量の確認処理を行なってもよい。

仮に電池残量が少ない端末Ｔｉが中継機として機能すると、途中で当該端末Ｔｉの電池残量が中継機としての機能を実行できないレベルになってしまう場合が想定される。上記のように、電池残量が予め定められた割合以上残っている端末Ｔｉを中継機として機能させれば、このような状況に陥ることが少なくなる。さらに、端末Ｔｉは、中継機としての役割を果たした後も、ある程度の割合（たとえば、４０％）の電池残量を確保できる可能性が高まる。

（ｅ４．端末Ｔｉの移動時の処理）
移動中でない端末Ｔｉを中継機として機能させるように、基地局２０１を構成してもよい。この場合、基地局２０１は、たとえば、図５のステップＳ１４とステップＳ１６との間で、ステップＳ１４で特定された端末Ｔｉから異なるタイミングで位置情報を複数回受信し、当該端末Ｔｉの移動を検出すればよい。

移動していない端末Ｔｉは、領域Ｒから外れることはない。したがって、移動していない端末Ｔｉは、移動している端末Ｔｉに比べて、一般的に、中継機としての安定した機能を発揮できる。それゆえ、基地局２０１は、中継機として安定した端末Ｔｉを中継機として機能させることが可能となる。したがって、端末１０１と端末１０２とは、移動中の端末Ｔｉを中継機とする構成に比べ、安定した端末間通信を実行することが可能となる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、１つの基地局２０１の通信エリア内において端末１０１と端末１０２との間の端末間通信の状態が悪化した場合の処理について説明した。本実施の形態では、端末間通信を行なっている少なくとも一方の端末が、基地局２０１に隣接する基地局の通信エリアに移動した場合の処理について説明する。

図９は、端末間通信を行なっている一方の端末１０２が、基地局２０１から基地局２０１に隣接する基地局２０２の通信エリア７２２内に移動した場合の処理を説明するための図である。図９を参照して、基地局２０１の通信エリア７２１内で端末１０１と端末間通信を行っていた端末１０２が移動を開始し、基地局２０１の通信エリア７２１を外れて、基地局２０１に隣接する基地局２０２の通信エリア７２２内に移動したとする。つまり、端末１０２が、矢印８０２の方向に移動し、基地局２０２に在圏したとする。

この場合、端末１０２は、基地局２０２に位置情報を通知する。端末１０２は、端末１０１と間の端末間通信の状態が悪化すると、基地局２０２に中継処理の要求を送信する。基地局２０２は、隣接する基地局２０１に端末１０１の位置情報を問合せ、基地局２０１から端末１０１の位置情報を取得する。

基地局２０２は、端末１０２と端末１０１との位置情報から中間地点Ｐｃを算出する。基地局２０２は、中間地点Ｐｃが自局の通信エリア７２２内であれば中間地点Ｐｃに近い端末（領域Ｒに含まれる端末Ｔｉ）を特定する。基地局２０２は、特定した端末に対して、中継機として機能するように指令を出す。

基地局２０２は、中間地点Ｐｃが基地局２０２の通信エリア７２２の外の場合、中間地点Ｐｃを通信エリア内に含む基地局（この例の場合、基地局２０１）に対して中間地点Ｐｃの位置情報を送信する。この場合、基地局２０１は、中間地点Ｐｃに近い端末（領域Ｒに含まれる端末Ｔｉ）を特定し、当該特定された端末に中継機として機能するように指令を出す。

上記の例は、端末１０２が基地局２０２に中継処理の要求を行なう構成であるが、端末１０１が基地局２０１に中継処理の要求を行なってもよい。また、基地局２０２の代わりに基地局２０１が、中継地点Ｐｃの算出を行ってもよい。

以上のように、端末１０２が基地局２０１の通信エリア７２１から基地局２０１に隣接する基地局２０２の通信エリア７２２に移動した場合において、端末１０１と端末１０２との間の端末間通信の状態が予め定められた状態よりも悪くなると、基地局２０１および基地局２０２のうちの一方は、基地局２０１が端末１０１から取得した端末１０１の現在位置を表す位置情報と、基地局２０２が端末１０２から取得した端末１０２の現在位置を表す位置情報とに基づいて、複数の端末装置のうちから中継機として機能させる端末を特定し、当該特定された端末に中継機として機能するように指示を出す。

また、上記の例は、端末１０２が移動したことに基づき端末１０２が基地局２０１のエリアを外れた場合を表しているが、端末１０１が移動したことに基づき端末１０１が基地局２０１のエリアを外れた場合にも、同様の制御を行なうことにより端末間通信を継続できる。

図１０は、端末間通信を行なっている一方の端末１０１が基地局２０１に隣接する基地局２０２の通信エリア７２２内に移動し、他方の端末１０２が基地局２０１に隣接する基地局２０３の通信エリア７２３内に移動した場合の処理を説明するための図である。図１０を参照して、基地局２０１の通信エリア７２１内で端末間通信を行っていた端末１０１，１０２が移動を開始し、端末１０１，１０２が基地局２０１の通信エリアを外れ、端末１０１が基地局２０１に隣接する基地局２０３の通信エリア内に移動し、端末１０２が基地局２０１に隣接する基地局２０２に移動したとする。つまり、端末１０１が、矢印８０３の方向に移動することにより基地局２０３に在圏し、端末１０２が、矢印８０４の方向に移動することにより基地局２０２に在圏したとする。

この場合、端末１０１は、基地局２０３に位置情報を通知し、端末１０２は、基地局２０２に位置情報を通知する。端末１０１は、端末１０２と間の端末間通信の状態が悪化すると、基地局２０３に中継処理の要求を行なう。基地局２０３は、隣接する基地局２０１に対して端末１０２の位置情報を問合せする。

基地局２０１の通信エリア７２１には端末１０２は存在しないため、基地局２０３は、基地局２０１に隣接する基地局（この例の場合、基地局２０２）に端末１０２の位置情報を問合せ、基地局２０２から端末１０２の位置情報を取得する。基地局２０３は、端末１０１と端末１０２との位置情報から中間地点Ｐｃを算出する。基地局２０３は、中間地点Ｐｃを通信エリア内に含む基地局（この例の場合、基地局２０１）に中間地点Ｐｃの位置情報を送信する。基地局２０１は、中間地点Ｐｃに近い端末（領域Ｒに含まれる端末Ｔｉ）を特定し、当該特定された端末に対して中継機として機能するように指令を出す。

上記の例は、端末１０１が基地局２０３に中継処理の要求を行なう構成であるが、端末１０２が基地局２０２に中継処理の要求を行なってもよい。また、基地局２０３の代わりに基地局２０１または基地局２０２が、中継地点Ｐｃの算出を行ってもよい。

また、端末１０１，１０２がさらに移動し、中継機として機能している端末との通信状態が悪化した場合、中継機として機能する端末を追加するよう、通信システム１を構成してもよい。このときの中継機の特定（選択）は端末１０１と現在中継機として機能している端末との中間地点に位置する端末や、端末１０２と現在中継機として機能している端末の中間地点の端末を選択するように、通信システム１を構成すればよい。

本実施の形態に係る構成によれば、１つの基地局の通信エリア内で端末間通信を行なっていた２つの端末の少なくとも一方が、他の基地局の通信エリアに移動することにより、端末間通信の状態が悪化した場合であっても、他の端末を中継機として機能させることができる。それゆえ、当該端末間通信を継続されることができる。これにより、端末間通信の通信状態が悪化した場合において、基地局に対する負荷を従来よりも低減可能となる。

今回開示された実施の形態は例示であって、上記内容のみに制限されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１通信システム、１０１，１０２，１０３，１０４端末、１５１，１５８，２５１アンテナ、１５２，２５２無線通信部、１５３，２５３通信制御部、１５４，２５４主制御部、１５５，２５５記憶部、１５５，１５６表示部、１５７操作部、１５９位置情報検出部、１６０二次電池、１６１電池残量検出部、２０１，２０２，２０３基地局、７２１，７２２，７２３通信エリア、８０１，８０２，８０３，８０４矢印、１５４１動作モード設定部、２５４１中継端末特定部。

Claims

複数の端末装置と、前記複数の端末装置の各々と無線通信が可能な基地局とを備えた通信システムであって、
前記複数の端末装置の各々は、前記基地局を介さずに互いに通信を行なう端末間通信の機能を有しており、
前記複数の端末装置のうちの第１の端末装置と第２の端末装置との間の端末間通信の状態が予め定められた状態よりも悪くなった場合、前記第１の端末装置および前記第２の端末装置の少なくとも一方は、前記基地局に対して予め定められた信号を送信し、
前記基地局は、
前記予め定められた信号を受信した場合、前記第１の端末装置および前記第２の端末装置の各々から取得した自装置の現在位置を表す位置情報に基づいて、前記複数の端末装置のうちから、前記第１の端末装置と前記第２の端末装置との間に位置する第３の端末装置を特定し、
前記第１の端末装置と前記第２の端末装置との間の端末間通信のための中継機として前記第３の端末装置を機能させるための指令を、前記第３の端末装置に対して送信し、
前記第１の端末装置と前記第２の端末装置とは、前記指令に基づき前記第３の端末装置が前記中継機として機能すると、前記第３の端末装置を介した端末間通信を行なう、通信システム。
前記第３の端末装置は、前記複数の端末装置のうち、前記第１の端末装置と前記第２の端末装置との中間地点に最も近い端末装置である、請求項１に記載の通信システム。
前記基地局は、電池残量が予め定められた割合以上残っている１以上の端末装置のうちから、前記第３の端末装置の特定を行なう、請求項１に記載の通信システム。
前記基地局は、前記第３の端末装置が前記中継機として機能することを承諾したことに基づき、前記第１の端末装置と前記第２の端末装置とに対して、前記第３の端末装置を介した端末間通信を行なうように指示する、請求項１から３のいずれか１項に記載の通信システム。
前記第２の端末装置が前記基地局の通信エリアから当該基地局に隣接する他の基地局の通信エリアに移動した場合において、前記第１の端末装置と前記第２の端末装置との間の端末間通信の状態が予め定められた状態よりも悪くなると、前記基地局および前記他の基地局のうちの一方は、前記基地局が前記第１の端末装置から取得した当該第１の端末装置の現在位置を表す位置情報と、前記他の基地局が前記第２の端末装置から取得した当該第２の端末装置の現在位置を表す位置情報とに基づいて、前記複数の端末装置のうちから前記第３の端末装置を特定する、請求項１から４のいずれか１項に記載の通信システム。