JP6397315B2 - 端末装置、基地局装置および通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムにおいて、端末装置間で直接通信を行うための端末装置、基地局装置および通信方法に関する。

近年、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）においては、複数の端末装置（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ。以下、ＵＥという。）が基地局装置を介さずに直接通信を行うための技術である端末間通信（Ｄｅｖｉｃｅ ｔｏ Ｄｅｖｉｃｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ。以下、Ｄ２Ｄ通信という。）について議論がなされている。

Ｄ２Ｄ通信は、例えば、ＬＴＥなどのセルラ通信のアップリンクに使用されている無線リソースの一部を用いて実行される。Ｄ２Ｄ通信が適用可能となる端末装置間の距離は、数１００ｍ程度と言われている。３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ） Ｒｅｌｅａｓｅ １２では、端末装置が近傍に位置する端末を検出する方法や、不特定の端末装置に対してデータをブロードキャストする手法が提案されている（たとえば、非特許文献１乃至３を参照。）。

３ＧＰＰ ＴＲ２２．８０３ Ｖｅｒ．１２．２．０ "Feasibility study for Proximity Services" ２０１３年６月 ３ＧＰＰ ＴＳ２３．３０３ Ｖｅｒ．１２．１．０ "Proximity-based services" ２０１４年６月 ３ＧＰＰ ＴＲ３６．８４３ Ｖｅｒ．１２．０．１ "Study on LTE Device to Device Proximity Services" ２０１４年３月

しかしながら、Ｄ２Ｄ通信中の端末装置がセルラ通信を実行可能な状態にないと、基地局装置と通信できないため、基地局装置からの報知メッセージ（例えば、緊急災害情報）が受信できず、ユーザが緊急災害情報などの重要な情報を知り得ないという問題が生じる。また、制御メッセージ（例えば、圏内で使用されているＤ２Ｄ通信用無線リソースの割当情報）が受信できなくなることで、複数の端末装置が同一の無線リソースを使用してＤ２Ｄ通信を行っている場合に干渉が増加し、通信品質が低下するという課題があった。このような課題に対処するため、Ｄ２Ｄ通信中の端末装置がセルラ通信網での通信が困難な状態にある場合でも、基地局装置からの報知メッセージや制御メッセージを受信できる手段の構築が望まれている。

本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、Ｄ２Ｄ通信中の端末装置がセルラ通信網での通信が困難な状態にある場合でも、基地局装置からの情報を通知することができる端末装置、基地局装置および通信方法を提供することにある。

また、第１の態様にかかる端末装置は、基地局装置との間でセルラ通信を実行可能な状態にある第１端末装置と、前記基地局装置との間でセルラ通信を実行可能な状態にない第２端末装置との間で、前記基地局装置を介さずに直接的に無線通信を行う端末間通信を実行可能な前記第１端末装置であって、前記第２端末装置との間の端末間通信に割り当てるために、予め決められた端末間通信のための無線リソースを、前記第１端末装置が前記端末間通信を行う前記第２端末装置の端末数に応じた数に分割する制御部と、前記制御部で分割した無線リソースに関する情報を端末間通信により前記第２端末装置へ送信する送信部とを備え、前記分割した少なくとも１つの無線リソースは、周波数領域において非連続的なリソース群を含む。

第１の態様によると、第１端末装置は基地局装置に新たな無線リソースを要求することなく、予め割り当てられた無線リソースを分割してリソース制御を行う。このようにすることで、例えば、Ｄ２Ｄ通信中の端末装置の一方がセルラ通信網での通信が困難な状態にある場合でも、適切な無線リソースに切り替えてＤ２Ｄ通信を実施することが可能になり、無線リソースの有効活用が可能になる。

また、第２の態様にかかる端末装置は、基地局装置との間でセルラ通信を実行可能な状態にある第１端末装置と、前記基地局装置との間でセルラ通信を実行可能な状態にない第２端末装置との間で、前記基地局装置を介さずに直接的に無線通信を行う端末間通信を実行可能な前記第２端末装置であって、端末間通信を実行中の無線リソースの品質を測定し、測定した無線リソースの品質と所定の閾値との比較結果に基づいて、予め決められた端末間通信のための無線リソースを、前記第１端末装置が前記端末間通信を行う前記第２端末装置の端末数に応じた数に分割するように前記第１端末装置に要求する制御部と、前記第１端末装置から通知される端末間通信に使用すべき分割した無線リソースに関する情報を受信する受信部とを備え、前記分割した少なくとも１つの無線リソースは、周波数領域において非連続的なリソース群を含む。

第２の態様によると、第２端末装置は自身の無線品質が低下した場合に、基地局装置に新たな無線リソースを要求することなく、第１端末装置に対して無線リソースの分割を要求する。このようにすることで、例えば、Ｄ２Ｄ通信中の端末装置の一方がセルラ通信網での通信が困難な状態にある場合でも、適切な無線リソースに切り替えてＤ２Ｄ通信を実施することが可能になり、無線リソースの有効活用が可能になる。
第３の態様にかかる基地局装置は、基地局装置との間でセルラ通信を実行可能な状態にある第１端末装置と、前記基地局装置との間でセルラ通信を実行可能な状態にない第２端末装置との間で、前記基地局装置を介さずに直接的に無線通信を行う端末間通信を実行可能な通信システムにおける前記基地局装置であって、予め決められた端末間通信のための無線リソースを前記第１端末装置が前記端末間通信を行う前記第２端末装置の端末数に応じた数に分割する処理の実行を判断させるために、端末間通信を実行中の無線リソースの品質の測定結果と比較するための所定の閾値を含む制御メッセージを前記第１端末装置に通知する制御部を備え、前記分割する少なくとも１つの無線リソースは、周波数領域において非連続的なリソース群を含む。また、前記制御部は、前記所定の閾値を前記第１端末装置を介して前記第２端末装置に通知する。
第３の態様によると、前記制御メッセージにより通知される所定の閾値にしたがって、第２端末装置は自身の無線品質が低下した場合に、基地局装置に新たな無線リソースを要求することなく、第１端末装置に対して無線リソースの分割を要求することが可能になる。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、Ｄ２Ｄ通信中の端末装置がセルラ通信網での通信が困難な状態にある場合でも、基地局装置からの情報を通知することができる端末装置、基地局装置および通信方法を提供できる。

本発明の一実施形態にかかる無線通信システムの構成例を示す図である。 図１の第１の端末装置の構成例を示す図である。 図１の基地局装置の構成例を示す図である。 実施例１にかかる無線通信システムの構成例を示す図である。 実施例１にかかる無線通信システムの動作例を示すシーケンス図である。 実施例２にかかる無線通信システムの構成例を示す図である。 実施例２にかかる無線通信システムの動作例を示すシーケンス図である。 実施例３にかかる無線通信システムの動作例を示すシーケンス図である。 実施例３にかかる無線リソースの分割例を示す図である。 実施例４にかかる無線通信システムの動作例を示すシーケンス図である。

（本発明の概要）
本発明の実施例を説明する前に、まず、本発明の概要を述べる。本発明は、端末装置同士が直接的に無線通信を行うＤ２Ｄ通信の技術に関する。本発明は、Ｄ２Ｄ通信を実行する複数の端末装置を含む無線通信システムにおいて、セルラ通信網の圏内に位置する端末（第１端末装置）がリレー端末として機能し、セルラ通信網の圏外に位置する端末（第２端末装置）に対して、基地局装置からの信号をリレーするための手法を提供する。なお、説明の都合上、セルラ通信を例としているがこれに限らず、無線ＬＡＮ方式による通信や赤外線通信などの近距離無線通信にも本発明を適用できることは当業者に容易に理解されるところである。

第１の手法は、上記第１端末装置において、上記基地局装置から通知される情報をセルラ通信により受信し、端末間通信を実行中の無線リソースの品質を測定し、測定したされた無線リソースの品質と所定の閾値との比較結果に基づいて、上記受信した情報を端末間通信により上記第２端末装置にリレーするものである。これにより、第２端末装置のセルラ通信状況によらず、第２端末装置は適時に情報を取得できるようになる。

第２の手法は、上記第２端末装置において、端末間通信を実行中の無線リソースの品質を測定し、測定した無線リソースの品質と所定の閾値との比較結果に基づいて、上記基地局装置から通知される情報をリレーさせるための要求を上記第１端末装置に送信し、上記基地局装置から通知される情報を上記第１端末装置を介して受信するものである。第２端末装置も品質測定することにより、少なくとも一方の端末装置の基端としたリレー処理を実現することができる。

第３の手法は、上記第１端末装置において、端末間通信を実行中の無線リソースの品質を測定し、測定した無線リソースの品質と所定の閾値との比較結果に基づいて、上記基地局装置から割り当てられた端末間通信のための無線リソースを所定の数に分割した分割リソースを、上記第２端末装置との間の端末間通信に割り当て、割り当てた分割リソースに関する情報を上記第２端末装置へ送信するものである。基地局装置の制御によらずに、端末装置自身が、事前に割り当てられた無線リソースの範囲内で適宜より好ましい無線リソースを区切って用いることで、より最適な通信状況をつくりだすことができる。

第４の手法は、上記第２端末装置において、端末間通信を実行中の無線リソースの品質を測定し、測定した無線リソースの品質と所定の閾値との比較結果に基づいて、上記基地局装置から割り当てられた端末間通信のための無線リソースを所定の数に分割させるための要求を上記第１端末装置に送信し、上記第１端末装置から通知される端末間通信に使用すべき分割リソースに関する情報を受信するものである。これにより、第２端末装置を基点として無線リソースの分割処理をできる。

これらの手法を適用することで、例えば、Ｄ２Ｄ通信中の端末装置がセルラ通信網での通信が困難な状態にある場合でも、基地局装置からの報知メッセージを通知することができるため、緊急災害情報などの重要な情報をユーザに知らせることができる。また、基地局装置からのＤ２Ｄ用無線リソースの割当情報などを含む制御メッセージを受信できるようになるため、Ｄ２Ｄ通信の無線品質が低下した場合には、適切な無線リソースに切り替えることができ、無線リソースを有効活用することが可能になる。

（無線通信システムの構成例）
図１は、本発明の一実施形態にかかる無線通信システムの構成例を示す図である。無線通信システム１００は、第１端末装置１０と、第２端末装置２０と、基地局装置３０とを含む。

第１端末装置１０および第２端末装置２０は、基地局装置３０との間でセルラ通信を実施可能な無線端末である。また、第１端末装置１０および第２端末装置２０は、基地局装置３０により割り当てられたセルラ通信の無線リソースの一部を利用して、基地局装置３０を経由しない端末間通信（Ｄ２Ｄ通信）が実行可能な端末である。

ここでは、図１に示すように、第１端末装置１０および第２端末装置２０はＤ２Ｄ通信により互いに通信可能な状態にあり、かつ、第１端末装置１０は基地局装置３０との間でセルラ通信を実行可能な状態にあり（この状態にある端末をリレー端末と称する。）、第２端末装置２０は基地局装置３０との間でセルラ通信を実行可能な状態にないもの（この状態にある端末をリモート端末と称する。）と仮定する。つまり、第２端末装置２０は、基地局装置３０からの報知メッセージや制御メッセージを受信できない状態にある。そこで、本実施形態では、このような場面において、第１端末装置１０が基地局装置３０からの報知メッセージや制御メッセージを受信後、第２端末装置２０に対してリレーする。

（端末装置の構成例）
図２は、図１の第１端末装置１０および第２端末装置２０として用いられる端末装置の構成例を示す図である。端末装置は、通信部１２と、制御部１４と、記憶部１６と、ユーザインタフェース（ユーザＩＦ）１８とを備える。

通信部１２は、セルラ通信部１２２と、端末間通信部１２４とを含む。セルラ通信部１２２は、基地局装置３０との間で無線により通信を行う。端末間通信部１２４は、基地局装置３０によって割り当てられたＤ２Ｄ通信のための無線リソースを利用して、Ｄ２Ｄ通信の相手方となる端末装置との間で、基地局装置３０を経由せずに直接的に通信を行う。これらの通信処理は、公知の変復調技術、アンテナ技術が用いられてもよい。

記憶部１６は、基地局装置３０もしくはＤ２Ｄ通信の相手方の端末装置から送信されたデータを記憶し、また、基地局装置３０もしくはＤ２Ｄ通信の相手方の端末装置に対して送信すべき、ユーザＩＦ１８を通じて得たデータを記憶してもよい。ユーザＩＦ１８は、画面インタフェースと、操作ボタンやタッチパネルなどのユーザからの入力を受け付ける入力インタフェースと、カメラなどの画像撮像手段を含んでもよい。

制御部１４は、例えば、ＣＰＵにより構成され、セルラ通信部１２２もしくは端末間通信部１２４から受信された情報、または記憶部１６に記憶された情報を用いて、各部を統括的に制御する。

制御部１４は、基地局装置３０からＤ２Ｄ通信に使用すべき無線リソース情報を含む制御メッセージをセルラ通信部１２２により受信すると、割り当てられた無線リソースを用いて、端末間通信部１２４により相手方の端末装置との間でＤ２Ｄ通信を実行する。また、端末装置がリレー端末として機能する場合は、制御部１４は、Ｄ２Ｄ通信の相手方のリモート端末に対して、基地局装置３０からの報知メッセージや制御メッセージをリレーする。これにより、基地局装置３０との間でセルラ通信を実行可能な状態にないリモート端末においても、基地局装置３０からの報知メッセージや制御メッセージを間接的に受信できるようになる。

また、干渉が大きい場合のみ通知が必要な情報については、リレー端末の制御部１４がＤ２Ｄ通信を実行中の無線リソースの品質を測定し、測定結果が所定の閾値を下回ったと判断した場合にリレー処理を実行するようにしてもよい。品質に応じてリレー処理を実行することにより、無駄な処理を低減でき、効率的なリレー処理が実現できる。あるいは、Ｄ２Ｄ通信の相手方のリモート端末の制御部１４がＤ２Ｄ通信を実行中の無線リソースの品質を測定し、測定結果が所定の閾値を下回ったと判断した場合にリレー端末にリレー処理を要求し、リレー端末の制御部１４は、この要求に応じて、基地局装置３０からの報知メッセージや制御メッセージのリレー処理を実行するようにしてもよい。

また、リレー端末の制御部１４は、Ｄ２Ｄ通信を実行中の無線リソースの品質を測定し、測定結果が所定の閾値を下回ったと判断した場合に、基地局装置３０に無線リソースを要求することができる。あるいは、Ｄ２Ｄ通信の相手方のリモート端末の制御部１４がＤ２Ｄ通信を実行中の無線リソースの品質を測定し、測定結果が所定の閾値を下回ったと判断した場合にリレー端末を介して基地局装置３０に無線リソースを要求してもよい。

また、リレー端末の制御部１４は、無線リソースの要求に応じた基地局装置３０によりＤ２Ｄ通信のために使用可能な複数の無線リソースが通知された場合に、通知されたそれぞれの無線リソースの品質に基づいて、複数の無線リソースのうちの一部を選択してもよい。また、通知されたそれぞれの無線リソースの品質に基づいて、複数の無線リソースのそれぞれに対して優先度を付与し、優先度の高いものから選択してもよい。さらに、制御部１４は、選択された無線リソースに切り替えてもよい。このように、優先度を設定することで、効率的に選択処理ができる。また、優先度をＤ２Ｄ通信の相手方の端末装置に通知することで、効率的に、選択すべき無線リソースを通知できるため、速やかな切り替え処理が実現できる。

また、リレー端末の制御部１４は、Ｄ２Ｄ通信を実行中の無線リソースの品質を測定し、測定結果が所定の閾値を下回ったと判断した場合に、予め決められた無線リソースを複数に分割し、分割した無線リソースに関する情報を含む制御メッセージを、Ｄ２Ｄ通信の相手方のリモート端末に対して送信することができる。あるいは、Ｄ２Ｄ通信の相手方のリモート端末の制御部１４がＤ２Ｄ通信を実行中の無線リソースの品質を測定し、測定結果が所定の閾値を下回ったと判断した場合にリレー端末に対して予め決められた無線リソースを複数に分割するように要求してもよい。分割後の複数の無線リソースは、それぞれの無線リソースの品質にもとづいて選択されてもよい。このように無線リソースを適宜分割することで、Ｄ２Ｄ通信に理想的な無線リソース群を効果的に選別することができ、システム全体のパフォーマンスを向上することができる。

なお、リレー処理の実行またはリソース分割の実行を判断するための閾値は、例えば、基地局装置３０からの報知／制御メッセージにより、基地局装置３０からリレー端末に通知されてもよい。リレー処理の要求またはリソース分割の要求を判断するための閾値は、例えば、基地局装置３０からの報知／制御メッセージにより、リレー端末を介してリモート端末に通知されてもよい。

また、無線リソースの品質としては、例えば、端末装置が受信する無線信号の受信レベルを示すＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ）や受信品質を示すＲＳＲＱ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｑｕａｌｉｔｙ）であってもよいし、再送回数や収容端末数、あるいは、ネットワーク負荷情報などの他の無線通信品質が用いられてもよい。

（基地局装置の構成例）
図３は、図１の基地局装置３０の構成例を示す図である。基地局装置３０は、通信部３２と、制御部３４と、記憶部３６とを含む。

通信部３２は、無線通信部３２２と、ネットワーク通信部３２４とを含む。無線通信部３２２は、記憶部３６に記憶された情報を制御部３４が使用しながら、自局の通信エリアに属する端末装置と、所定のセルラ方式を用いてセルラ無線通信を実行する。ネットワーク通信部３２４は、Ｘ２インタフェースを介して隣接する他の基地局装置との間における基地局間通信を行ったり、Ｓ１インタフェースを介してＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）との間での通信を行う。

制御部３４は、リソース割当部３４２と、報知情報配信部３４４と、制御情報設定部３４６とを含む。リソース割当部３４２は、Ｄ２Ｄ通信を実施可能な端末装置から送られてくる無線リソース割当要求に応じて、セルラ通信の無線リソースの一部をＤ２Ｄ通信用無線リソースとして割り当て、割り当てたＤ２Ｄ通信用無線リソースに関する情報を含む制御メッセージを、Ｄ２Ｄ通信を実施する端末装置に対して送信する。

報知情報配信部３４４は、ＥＴＷＳ（Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ａｎｄ Ｔｓｕｎａｍｉ Ｗａｒｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などで通知される緊急・災害情報を通信エリア内の端末装置に配信する。例えば、気象庁などが情報配信元であるＣＢＥ（Ｃｅｌｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｅｎｔｉｔｙ）からの地震・津波などの緊急情報を、ネットワーク通信部３２４によりＭＭＥを介して受信し、通信エリアに在圏している端末装置にブロードキャスト配信する。

制御情報設定部３４６は、Ｄ２Ｄ通信を実施可能な端末装置に対し、上述したリレー処理の実行を制御するための制御情報を設定する。例えば、制御情報設定部３４６は、端末装置がリレー処理の実行を判断するための無線リソースの品質の閾値情報を制御メッセージ等に含めて端末装置に通知する。また、制御情報設定部３４６は、Ｄ２Ｄ通信のために使用可能な新たな無線リソースを当該基地局装置に要求する処理の実行を判断させるために、Ｄ２Ｄ通信を実行中の無線リソースの品質の測定結果と比較するための所定の閾値を含む制御メッセージを端末装置に通知する。当該基地局装置が端末間通信のために使用可能な複数の無線リソースを設定した場合には、前記複数の無線リソースのうちの一部を選択させるための前記所定の閾値を含む制御メッセージ通知する。さらに、制御情報設定部３４６は、予め決められたＤ２Ｄ通信のための無線リソースを所定の数に分割する処理の実行を判断させるために、Ｄ２Ｄ通信を実行中の無線リソースの品質の測定結果と比較するための所定の閾値を含む制御メッセージを端末装置に通知する。

次に、このように構成された無線通信システムの動作について、各実施例に従って詳しく説明する。なお、各実施例において、既出の構成、動作については、同じ符号を用いることによってその説明を簡略化する。以下、本明細書において同様である。

（実施例１）
本発明の実施例１について、図４と図５を用いて説明する。図４は、実施例１にかかる第１無線通信システム１１０の構成例を示す図である。図５は、図４の第１無線通信システム１１０の動作例を示すシーケンス図である。

図４に示すように、第１無線通信システム１１０には、Ｄ２Ｄ通信を行う第１端末装置１０と第２端末装置２０と基地局装置３０とが存在する。第１端末装置１０は基地局装置３０との間でセルラ通信を実行可能な状態にあり、第２端末装置２０は基地局装置３０との間でセルラ通信を実行可能な状態にないものとする。なお、第１端末装置１０はリレー端末として機能し、第２端末装置はリモート端末として機能することは言うまでもない。以下、他の実施例においても同様である。

第１端末装置１０と第２端末装置２０との間のＤ２Ｄ通信は、第２端末装置２０がセルラ通信圏内で使用されているＤ２Ｄ通信用無線リソースを受信できないことから、予め決められた無線リソース、または直前に基地局装置３０から通知されたＤ２Ｄ通信用無線リソースを用いて行っている。

実施例１においては、図４に示すように、第１端末装置１０の近くに他の端末装置が密集し、あるいは、図示しない他の基地局装置３０における無線信号の影響などにより、第１端末装置１０において電波干渉による影響が大きいものとする。図５は、このような状態で、第１端末装置１０が基地局装置３０からの情報を第２端末装置２０へリレーするケースについての動作シーケンスを示すものである。

図５において、基地局装置３０は、セルラ通信網の圏内に在圏する端末である第１端末装置１０に向けて報知メッセージや制御メッセージを送信している（Ｓ１ａ）。第１端末装置１０は、当該メッセージを受信後、圏外端末である第２端末装置２０に対して転送している。ここで、第１端末装置１０がＤ２Ｄ通信を行っている無線リソースの無線品質を測定し（Ｓ１ｂ）、測定結果が所定の閾値以下になった場合、第１端末装置１０は基地局装置３０に当該無線リソースの割当を要求し（Ｓ１ｃ）、基地局装置３０は、割り当てた無線リソース情報を含む制御メッセージを第１端末装置１０に通知し（Ｓ１ｄ）、第１端末装置１０は当該無線リソース情報を含む制御メッセージを第２端末装置２０に通知することができる（Ｓ１ｅ）。Ｓ１ｄおよびＳ１ｅの通知により、第１端末装置１０および第２端末装置２０は、Ｄ２Ｄ通信の無線リソースを切り替え（Ｓ１ｆ，Ｓ１ｇ）、切り替えた無線リソースを基地局装置３０に報告する。第１端末装置１０と基地局装置３０との間では、ＰＤＳＣＨ／ＰＵＳＣＨ等のデータ通信のためのリソースを用いてセルラ通信を行い（Ｓ１ｈ）、第１端末装置１０および第２端末装置２０は、Ｓ１ｆおよびＳ１ｇにおいて切り替えた無線リソースを用いて、第１端末装置１０と第２端末装置２０との間で、Ｄ２Ｄ通信を実行する（Ｓ１ｉ）。なお、第１端末装置１０が当該メッセージを送信するためのＤ２Ｄ通信を行っている無線リソースの無線品質の所定の閾値は、基地局装置３０が第１端末装置１０に通知してもよい。

このようにすることで、第１端末装置１０は、他の端末装置からの干渉を回避し、第２端末装置２０との間で無線品質の良いＤ２Ｄ通信を行うことができる。また、Ｓ１ｄにおいて基地局装置３０から通知された無線リソースが複数ある場合、第１端末装置１０は、Ｓ１ｅで第２端末装置２０に制御メッセージを送信する際、自身が測定した無線品質の状態から、一部の無線リソースに情報を絞る、もしくは無線リソースごとに優先度を付与して第２端末装置２０へ送信してもよい。

以上述べたように、実施例１によれば、第１端末装置１０が基地局装置３０からの報知／制御メッセージを、セルラ圏外にある第２端末装置２０へ転送する。これにより、例えば、Ｄ２Ｄ通信中の端末装置がセルラ通信網での通信が困難な状態にある場合でも、基地局装置からの報知メッセージを通知することができるため、緊急災害情報などの重要な情報をユーザに知らせることができる。また、基地局装置からのＤ２Ｄ用無線リソースの割当情報などを含む制御メッセージを受信できるようになるため、Ｄ２Ｄ通信の無線品質が低下した場合には、適切な無線リソースに切り替えることができ、無線リソースを有効活用することが可能になる。

（実施例２）
本発明の実施例２について、図６と図７を用いて説明する。図６は、本発明の実施例２にかかる第２無線通信システム１２０の構成例を示す図である。図７は、図６の第２無線通信システム１２０の動作例を示すシーケンス図である。

実施例２は、実施例１の変形例であり、リレー端末である第１端末装１０の代わりに、第２端末装置２０が無線リソースを測定し、要求する場合についての例である。図６に示すように、第２無線通信システム１２０には、実施例１と同様に、Ｄ２Ｄ通信を行う第１端末装置１０と第２端末装置２０と基地局装置３０とが存在する。第１端末装置１０は基地局装置３０との間でセルラ通信を実行可能な状態にあり、第２端末装置２０は基地局装置３０との間でセルラ通信を実行可能な状態にないものとする。第１端末装置１０と第２端末装置２０との間のＤ２Ｄ通信は、第２端末装置２０がセルラ通信圏内で使用されているＤ２Ｄ通信用無線リソースを受信できないことから、予め決められた無線リソース、または直前に基地局装置３０から通知されたＤ２Ｄ通信用無線リソースを用いて行っている。

実施例２においては、図６に示すように、第２端末装置２０の近くに他の端末装置が密集し、第２端末装置２０において電波干渉による影響が大きいものとする。図７は、このような状態で、第１端末装置１０が基地局装置３０からの情報を第２端末装置２０へリレーするケースについての動作シーケンスを示すものである。

図７において、基地局装置３０は、セルラ通信網の圏内に在圏する端末である第１端末装置１０に向けて報知メッセージや制御メッセージを送信している（Ｓ２ａ）。第１端末装置１０は、当該メッセージを受信後、圏外端末である第２端末装置２０に対して転送している。ここで、実施例１と異なり、第２端末装置２０がＤ２Ｄ通信を行っている無線リソースの無線品質を測定し（Ｓ２ｂ）、測定結果が所定の閾値以下になった場合、第１端末装置１０に対して無線リソース割当要求を送信する（Ｓ２ｃ）。第１端末装置１０は、第２端末装置２０から無線リソース割当要求（Ｓ２ｃ）を受信後に、基地局装置３０に当該無線リソースの割当を要求し（Ｓ２ｄ）、基地局装置３０は、割り当てた無線リソース情報を含む制御メッセージを第１端末装置１０に通知し（Ｓ２ｅ）、第１端末装置１０は当該無線リソース情報を第２端末装置２０に通知してもよい（Ｓ２ｆ）。Ｓ２ｅおよびＳ２ｆの通知により、第１端末装置１０および第２端末装置２０は、Ｄ２Ｄ通信の無線リソースを切り替え（Ｓ２ｇ，Ｓ２ｈ）、切り替えた無線リソースを基地局装置３０に報告する。第１端末装置１０と基地局装置３０との間では、ＰＤＳＣＨ／ＰＵＳＣＨリソースを用いてセルラ通信を行い（Ｓ２ｉ）、第１端末装置１０および第２端末装置２０は、Ｓ１ｆおよびＳ１ｇにおいて切り替えた無線リソースを用いて、第１端末装置１０と第２端末装置２０との間で、Ｄ２Ｄ通信を実行する（Ｓ２ｊ）。なお、第２端末装置２０が当該メッセージを送信するためのＤ２Ｄ通信を行っている無線リソースの無線品質の所定の閾値は、基地局装置３０が第１端末装置１０に通知し、第１端末装置１０が第２端末装置２０に通知してもよい。

このようにすることで、第２端末装置２０は、他の端末装置からの干渉を回避し、第１端末装置１０との間で無線品質の良いＤ２Ｄ通信を行うことができる。また、Ｓ２ｅにおいて基地局装置３０から通知された無線リソースが複数ある場合、第１端末装置１０は、Ｓ２ｆで第２端末装置２０に制御メッセージを送信する際、自身の無線品質の状態から、一部の無線リソースに情報を絞る、もしくは無線リソースごとに優先度を付与して第２端末装置２０へ送信してもよい。

以上述べたように、実施例２によれば、第２端末装置２０は、自身の無線品質が低下した場合に第１端末装置１０を介して基地局装置３０へ無線リソースを要求することが可能になる。これにより、例えば、Ｄ２Ｄ通信中の端末装置がセルラ通信網での通信が困難な状態にある場合でも、適切な無線リソースに切り替えてＤ２Ｄ通信を実施することが可能になる。

（実施例３）
本発明の実施例３について、図８および図９を用いて説明する。図８は、実施例３にかかる無線通信システムの動作例を示すシーケンス図である。図９は、実施例３にかかる無線リソースの分割例を示す図である。無線通信システムの構成例は、実施例１と同様であるため、図４を用いて説明を行う。

例えば、図４に示すように、実施例３にかかる無線通信システムには、Ｄ２Ｄ通信を行う第１端末装置１０と第２端末装置２０と基地局装置３０とが存在する。第１端末装置１０は基地局装置３０との間でセルラ通信を実行可能な状態にあり、第２端末装置２０は基地局装置３０との間でセルラ通信を実行可能な状態にないものとする。第１端末装置１０と第２端末装置２０との間のＤ２Ｄ通信は、第２端末装置２０がセルラ通信圏内で使用されているＤ２Ｄ通信用無線リソースを受信できないことから、基地局装置３０などの上位レイヤによって予め決められた（Ｐｒｅｃｏｎｇｉｇｕｒｅｄ）無線リソース、または直前に基地局装置３０から通知されたＤ２Ｄ通信用無線リソースを用いて行っている。また、基地局装置３０は、セルラ通信網の圏内に在圏する端末である第１端末装置１０に向けて報知メッセージや制御メッセージを送信している。実施例１と同様に、第１端末装置１０は、当該メッセージを受信後、圏外端末である第２端末装置２０に対して転送することができる。なお、（Ｐｒｅｃｏｎｇｉｇｕｒｅｄ）無線リソースは、Ｄ２Ｄ通信可能な無線リソース帯域として、Ｄ２Ｄ通信の許可や開始、あるいは、設定時におけるシグナリングにおいて、基地局装置３０が予め第１無線端末装置１０に通知していてもよい。

実施例３は、実施例１、２と異なり、第１端末装置１０が予め決められた無線リソースを複数に分割し、分割した無線リソースに関する情報を含む制御メッセージを、圏外端末である第２端末装置２０に対して送信するものである。実施例３においては、図４に示すように、第１端末装置１０の近くに他の端末装置が密集し、第１端末装置１０において電波干渉による影響が大きいものとする。

図８において、第１端末装置１０はＤ２Ｄ通信中の無線リソースの無線品質を測定し（Ｓ３ａ）、測定結果が所定の閾値以下になった場合に、予め決められた無線リソースを所定の数に分割し（Ｓ３ｂ）、当該分割した無線リソースに関する情報を含む制御メッセージを第２端末装置２０に送信することができる（Ｓ３ｃ）。なお、第１端末装置１０が当該メッセージを送信するためのＤ２Ｄ通信を行っている無線リソースの無線品質の所定の閾値は、基地局装置３０が制御メッセージに含めて第１端末装置１０に通知してもよい。

例えば、図９に示すように、第１端末装置１０の制御部１４は、予め決められたＤ２Ｄ通信用無線リソース９１０を、第２端末装置２０に割り当てるために、第１分割リソース９１２と第２分割リソース９１４とに分割することができる。無線リソースの分割は、リレー処理を行うべき端末数や無線品質に応じて、周波数方向および／または時間方向に任意の数に分割することができる。また、分割後のリソースは、周波数−時間領域において連続的な領域でなくてもよく、分散型に選択されたリソース群であってもよい。そのため、「分割」という用語は他の用語で置き換えられてもよく、たとえば、「選択」「選別」「抽出」「グループ分け」「区別」「区切」「分類」「切離し」「離別」「分離」などに置き換えることができる。

Ｓ３ｃの制御メッセージの送信後、第１端末装置１０および第２端末装置２０は、Ｄ２Ｄ通信の無線リソースを分割した無線リソースに切り替える（Ｓ３ｄ，Ｓ３ｅ）。第１端末装置１０と基地局装置３０との間では、ＰＤＳＣＨ／ＰＵＳＣＨリソースを用いてセルラ通信を行い（Ｓ３ｆ）、第１端末装置１０および第２端末装置２０は、Ｓ３ｄおよびＳ３ｅにおいて切り替えた無線リソースを用いて、第１端末装置１０と第２端末装置２０との間で、Ｄ２Ｄ通信を実行する（Ｓ３ｇ）。

このようにすることで、第１端末装置１０は、他の端末装置からの干渉を回避し、第１端末装置１０との間で無線品質の良いＤ２Ｄ通信を行うことができる。また、Ｓ３ｃにおいて第２端末装置２０に制御メッセージを送信する際、自身が測定した無線品質の状態から、一部の無線リソースに情報を絞る、もしくは分割した無線リソースごとに優先度を付与して第２端末装置２０へ送信してもよい。

以上述べたように、実施例３では、第１端末装置１０は、上記実施例１のように基地局装置３０に新たな無線リソースを要求することなく、予め割り当てられた無線リソースを分割してリソース制御を行う。このようにすることで、例えば、Ｄ２Ｄ通信中の端末装置がセルラ通信網での通信が困難な状態にある場合でも、適切な無線リソースに切り替えてＤ２Ｄ通信を実施することが可能になり、無線リソースの有効活用が可能になる。

（実施例４）
本発明の実施例４について、図１０を用いて説明する。図１０は、実施例４にかかる無線通信システムの動作例を示すシーケンス図である。無線通信システムの構成例は、実施例２と同様であるため、図６を用いて説明を行う。

例えば、図６に示すように、実施例４にかかる無線通信システムには、Ｄ２Ｄ通信を行う第１端末装置１０と第２端末装置２０と基地局装置３０とが存在する。第１端末装置１０は基地局装置３０との間でセルラ通信を実行可能な状態にあり、第２端末装置２０は基地局装置３０との間でセルラ通信を実行可能な状態にないものとする。第１端末装置１０と第２端末装置２０との間のＤ２Ｄ通信は、第２端末装置２０がセルラ通信圏内で使用されているＤ２Ｄ通信用無線リソースを受信できないことから、予め決められた無線リソース、または直前に基地局装置３０から通知されたＤ２Ｄ通信用無線リソースを用いて行っている。また、基地局装置３０は、セルラ通信網の圏内に在圏する端末である第１端末装置１０に向けて報知メッセージや制御メッセージを送信している。実施例１等と同様に、第１端末装置１０は、当該メッセージを受信後、圏外端末である第２端末装置２０に対して転送することができる。

実施例４は、実施例３の変形例であり、第２端末装置２０からの要求をトリガーとして、第１端末装置１０が予め決められた無線リソースを複数に分割し、分割した無線リソースに関する情報を含む制御メッセージを、圏外端末である第２端末装置２０に対して送信するものである。実施例４においては、図６に示すように、第２端末装置２０の近くに他の端末装置が密集し、第２端末装置２０において電波干渉による影響が大きいものとする。

図１０において、第２端末装置２０は予め決められた無線リソースの無線品質を測定し（Ｓ４ａ）、測定結果が所定の閾値以下になった場合に、第１端末装置１０に、当該無線リソースの分割を要求する（Ｓ４ｂ）。第１端末装置１０はＳ４ｂの要求に応じて、予め決められた無線リソースを所定の数に分割し（Ｓ４ｃ）、当該分割した無線リソースに関する情報を含む制御メッセージを第２端末装置２０に送信することができる（Ｓ４ｄ）。第１端末装置１０の制御部１４は、例えば、上記図９に示すように、リレー処理を行うべき端末数や無線品質に応じて、周波数方向および／または時間方向に任意の数に分割することができる。なお、第２端末装置２０が無線リソースの分割要求を送信するための無線リソースの無線品質の所定の閾値は、基地局装置３０が制御メッセージに含めて第１端末装置１０に通知し、第１端末装置１０が第２端末装置２０に通知してもよい。

Ｓ４ｄの制御メッセージの送信後、第１端末装置１０および第２端末装置２０は、Ｄ２Ｄ通信の無線リソースを分割した無線リソースに切り替える（Ｓ４ｅ，Ｓ４ｆ）。第１端末装置１０と基地局装置３０との間では、ＰＤＳＣＨ／ＰＵＳＣＨリソースを用いてセルラ通信を行い（Ｓ４ｇ）、第１端末装置１０および第２端末装置２０は、Ｓ４ｅおよびＳ４ｆにおいて切り替えた無線リソースを用いて、第１端末装置１０と第２端末装置２０との間で、Ｄ２Ｄ通信を実行する（Ｓ４ｈ）。

このようにすることで、第２端末装置２０は、他の端末装置からの干渉を回避し、第１端末装置１０との間で無線品質の良いＤ２Ｄ通信を行うことができる。また、Ｓ３ｃにおいて第２端末装置２０に制御メッセージを送信する際、自身が測定した無線品質の状態から、一部の無線リソースに情報を絞る、もしくは分割した無線リソースごとに優先度を付与して第２端末装置２０へ送信してもよい。

以上述べたように、実施例４によれば、第２端末装置２０は、自身の無線品質が低下した場合に、上記実施例２のように基地局装置３０に新たな無線リソースを要求することなく、第１端末装置１０に対して無線リソースの分割を要求する。このようにすることで、例えば、Ｄ２Ｄ通信中の端末装置がセルラ通信網での通信が困難な状態にある場合でも、適切な無線リソースに切り替えてＤ２Ｄ通信を実施することが可能になり、無線リソースの有効活用が可能になる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。本発明は上述した実施例並びに各実施例の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。上記実施例は例示であり、各実施例を組み合わせるなどして、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１００…無線通信システム、１０…第１端末装置、２０…第２端末装置、３０…基地局装置、１２…通信部、１２２…セルラ通信部、１２４…端末間通信部、１４…制御部、１６…記憶部、１８…ユーザＩＦ、３２…通信部、３２２…無線通信部、３２４…ネットワーク通信部、３４…制御部、３４２…リソース割当部、３４４…報知情報配信部、３４６…制御情報設定部、３６…記憶部、１１０…第１無線通信システム、１２０…第２無線通信システム。

Claims (6)

1. 基地局装置との間でセルラ通信を実行可能な状態にある第１端末装置と、前記基地局装置との間でセルラ通信を実行可能な状態にない第２端末装置との間で、前記基地局装置を介さずに直接的に無線通信を行う端末間通信を実行可能な前記第１端末装置であって、
   前記第２端末装置との間の端末間通信に割り当てるために、予め決められた端末間通信のための無線リソースを、前記第１端末装置が前記端末間通信を行う前記第２端末装置の端末数に応じた数に分割する制御部と、
   前記制御部で分割した無線リソースに関する情報を端末間通信により前記第２端末装置へ送信する送信部と
   を備え、
   前記分割した少なくとも１つの無線リソースは、周波数領域において非連続的なリソース群を含むことを特徴とする端末装置。
2. 前記制御部は、前記無線リソースの品質に基づいて、前記分割した無線リソースのそれぞれに対して優先度を付与することをさらに特徴とする請求項１に記載の端末装置。
3. 基地局装置との間でセルラ通信を実行可能な状態にある第１端末装置と、前記基地局装置との間でセルラ通信を実行可能な状態にない第２端末装置との間で、前記基地局装置を介さずに直接的に無線通信を行う端末間通信を実行可能な前記第２端末装置であって、
   端末間通信を実行中の無線リソースの品質を測定し、測定した無線リソースの品質と所定の閾値との比較結果に基づいて、予め決められた端末間通信のための無線リソースを所定の数に分割するように前記第１端末装置に要求する制御部と、
   前記第１端末装置から通知される端末間通信に使用すべき分割した無線リソースに関する情報であって、前記第１端末装置が前記端末間通信を行う前記第２端末装置の端末数に応じた数に分割した前記無線リソースに関する情報を受信する受信部と
   を備え、
   前記分割した少なくとも１つの無線リソースは、周波数領域において非連続的なリソース群を含むことを特徴とする端末装置。
4. 基地局装置との間でセルラ通信を実行可能な状態にある第１端末装置と、前記基地局装置との間でセルラ通信を実行可能な状態にない第２端末装置との間で、前記基地局装置を介さずに直接的に無線通信を行う端末間通信を実行可能な通信システムにおける前記基地局装置であって、
   予め決められた端末間通信のための無線リソースを前記第１端末装置が前記端末間通信を行う前記第２端末装置の端末数に応じた数に分割する処理の実行を判断させるために、端末間通信を実行中の無線リソースの品質の測定結果と比較するための所定の閾値を含む制御メッセージを前記第１端末装置に通知する制御部
   を備え、
   前記分割する少なくとも１つの無線リソースは、周波数領域において非連続的なリソース群を含むことを特徴とする基地局装置。
5. 基地局装置との間でセルラ通信を実行可能な状態にある第１端末装置と、前記基地局装置との間でセルラ通信を実行可能な状態にない第２端末装置との間で、前記基地局装置を介さずに直接的に無線通信を行う端末間通信を実行可能な通信システムにおける方法であって、
   前記第１端末装置が前記第２端末装置との間の端末間通信に割り当てるために、予め決められた端末間通信のための無線リソースを、前記第１端末装置が前記端末間通信を行う前記第２端末装置の端末数に応じた数に分割するステップと、
   前記第１端末装置が分割した無線リソースに関する情報を端末間通信により前記第２端末装置へ送信するステップと、
   前記第２端末装置が前記第１端末装置から通知される分割した無線リソースに関する情報を受信するステップと
   を含み、
   前記分割した少なくとも１つの無線リソースは、周波数領域において非連続的なリソース群を含むことを特徴とする通信方法。
6. 基地局装置との間でセルラ通信を実行可能な状態にある第１端末装置と、前記基地局装置との間でセルラ通信を実行可能な状態にない第２端末装置との間で、前記基地局装置を介さずに直接的に無線通信を行う端末間通信を実行可能な通信システムにおける方法であって、
   前記第２端末装置が端末間通信を実行中の無線リソースの品質を測定し、測定した無線リソースの品質と所定の閾値との比較結果に基づいて、予め決められた端末間通信のための無線リソースを所定の数に分割するように前記第１端末装置に要求するステップと、
   前記第１端末装置が前記要求に応じて、前記第２端末装置との間の端末間通信に割り当てるために、予め決められた端末間通信のための無線リソースを、前記第１端末装置が前記端末間通信を行う前記第２端末装置の端末数に応じた数に分割するステップと、
   前記第１端末装置が分割した無線リソースに関する情報を端末間通信により前記第２端末装置へ送信するステップと、
   前記第２端末装置が前記第１端末装置から通知される分割した無線リソースに関する情報を受信するステップと
   を含み、
   前記分割した少なくとも１つの無線リソースは、周波数領域において非連続的なリソース群を含むことを特徴とする通信方法。

Images