JP2015207857A - 基地局及び通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】周波数利用効率を劣化させることなく、端末間通信を開始すること。
【解決手段】通信状態管理部２０９は、基地局を介して通信を行う基地局間通信、及び、他の端末とデータの通信を直接行う端末間通信の双方の通信方式を使用可能な端末１００の通信状態を一元的に管理し、通信制御部２１１は、端末１００の通信状態に基づいて、基地局間通信及び端末間通信の何れかを、端末１００が使用する通信方式として設定し、無線送信部２０６は、設定された通信方式を端末１００へ送信する。
【選択図】図８

Description

本発明は、基地局及び通信制御方法に関する。

現在、３ＧＰＰでは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）の進化版であるLTE−Advancedが検討されている。LTE−Advancedでは、基地局（eNBと呼ぶこともある）と端末（UE（User Equipment）と呼ぶこともある）との間の通信（以下、「基地局間通信」又は「セルラ通信」と呼ぶ）に加え、端末間の直接通信（以下、「端末間通信」又は「Ｄ２Ｄ（Device to Device）通信」と呼ぶ）を行うことが検討されている（例えば、非特許文献１のsection 5.3.1.2 "ProSe Direct Discovery Models"を参照）。

例えば、非特許文献１には、端末間通信を行う端末が、端末間通信の通信相手である他の端末を検出するための信号（検出信号）を送信し、他の端末が当該検出信号をモニタすることにより、端末間通信を行う端末が検出されることが開示されている。すなわち、非特許文献１では、端末が検出信号を送受信することにより、各端末は、端末間通信可能な端末を単独で検出することができる。

3GPP TS 23.303 V12.0.0 (2014-02)，3GPP TSG Services and System Aspects; Proximity-based services (ProSe); Stage 2 (Release 12)

しかしながら、端末間通信可能な全ての端末が端末間通信を開始するために上述した検出信号を送信するのでは、信号の衝突が頻発することにより、周波数利用効率が劣化する可能性が高くなってしまう。

本発明の目的は、周波数利用効率を劣化させることなく、端末間通信を開始することができる基地局及び通信制御方法を提供することである。

本発明の一態様に係る基地局は、基地局を介して通信を行う基地局間通信、及び、他の端末とデータの通信を直接行う端末間通信の双方の通信方式を使用可能な端末の通信状態を一元的に管理する管理部と、前記端末の通信状態に基づいて、前記基地局間通信及び前記端末間通信の何れかを、前記端末が使用する通信方式として設定する制御部と、前記設定された通信方式を前記端末へ送信する送信部と、を具備する構成を採る。

本発明の一態様に係る通信制御方法は、基地局を介して通信を行う基地局間通信、及び、他の端末とデータの通信を直接行う端末間通信の双方の通信方式を使用可能な端末の通信状態を一元的に管理し、前記端末の通信状態に基づいて、前記基地局間通信及び前記端末間通信の何れかを、前記端末が使用する通信方式として設定し、前記設定された通信方式を前記端末へ送信する。

本発明によれば、周波数利用効率を劣化させることなく、端末間通信を開始することができる。

本発明の実施の形態１に係る通信システムの基本構成例を示す図 本発明の実施の形態１に係るプロトコルスタックを示す図 本発明の実施の形態１に係る通信システムにおけるエリア構成例を示す図 本発明の実施の形態１に係る通信システムの全体構成例を示す図 本発明の実施の形態１に係る端末の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る通信状態検出部の内部構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る通信制御設定部の内部構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る基地局の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る通信状態管理部の内部構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る通信制御部の内部構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る無線リソース制御の動作例を示す図 本発明の実施の形態１に係る端末間通信の位置登録処理を示すシーケンス図 本発明の実施の形態１に係る端末間通信の接続処理を示すシーケンス図 本発明の実施の形態１に係る基地局が保持する管理テーブルの一例を示す図 本発明の実施の形態１に係る優先度設定方法の一例を示す図 本発明の実施の形態２に係る通信状態の遷移を示す図 本発明の実施の形態２に係る通信方式の設定処理を示すシーケンス図 本発明の実施の形態２に係る通信方式設定方法の一例を示す図 本発明の実施の形態３に係る通信システムの全体構成例を示す図 本発明の実施の形態３に係る通信制御部の内部構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係る基地局が保持する管理テーブルの一例を示す図 本発明の実施の形態３に係る通信制御設定部の内部構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係るノード設定処理を示すシーケンス図 本発明の実施の形態３に係るノード設定方法の一例を示す図 本発明の実施の形態３に係る車間衝突検出時のノード設定処理の一例を示す図 本発明の実施の形態４に係る通信システムにおけるエリア構成例を示す図 本発明の実施の形態４に係る通信システムの全体構成例を示す図 本発明の実施の形態４に係る基地局となる端末の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係る通信制御部の内部構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係る基地局が保持する管理テーブルの一例を示す図 本発明の実施の形態４に係る通信制御設定部の内部構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係る無線局設定処理を示すシーケンス図 本発明の実施の形態４に係る無線局設定方法の一例を示す図

以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
［通信システムの概要］
図１は、本実施の形態に係る通信システムの基本構成を示す。図１に示すように通信システムは、複数の端末１００（図１では端末１，２）と、少なくとも１つの基地局２００（図１では基地局１）とを有する。

図１に示すように、基地局間通信時には、各端末１，２は、基地局１との間において制御情報（点線）及びユーザデータ（実線）のやりとりを行う。端末１，２は、基地局を介して通信を行う基地局間通信、及び、他の端末とデータの通信を直接行う端末間通信の双方の通信方式を使用可能な端末である。

図１に示すように、端末間通信時には、端末１，２は、基地局１を介さずに、端末間においてユーザデータのやりとりを直接行う。

端末間通信は、基地局間通信と比較して、通信距離が短いため、低遅延化及び低送信電力化を図ることが可能となる。

なお、以下の説明では、図１に示すように、制御情報を点線により表し、ユーザデータを実線により表すことがある。

図２は、基地局間通信及び端末間通信におけるプロトコルスタックを示す。図２Ａ及び図２Ｂは、基地局間通信時の制御情報及びユーザデータの送受信処理をそれぞれ表し、図２Ｃ及び図２Ｄは、端末間通信時の制御情報及びユーザデータの送受信処理をそれぞれ表す。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、基地局間通信時には、制御情報及びユーザデータの双方とも、基地局１を経由して端末１又は端末２へ送信される。一方、端末間通信時には、図２Ｃに示すように、制御情報は基地局１を経由して端末１又は端末２へ送信されるのに対して、図２Ｄに示すように、ユーザデータは基地局１を経由せずに端末１と端末２との間において直接送受信される。すなわち、端末間通信では、端末１，２は、原則として、ユーザデータを直接送受信するのに対して、基地局１を介して制御情報を送受信する。

次に、図３は、本実施の形態に係る通信システムにおけるエリア構成の一例を示す。図３では通信システムは、基地局１及び基地局２を有する。

図３において、「ＣＡ１」は、基地局１による基地局間通信が可能なエリアを示し、「ＣＡ２」は、基地局２による基地局間通信が可能なエリアを示す。

また、図３において、「ＰＡ１」は、ＣＡ１内の端末間通信エリアを示し、「ＰＡ２」は、ＣＡ１及びＣＡ２が重複するエリア内の端末間通信エリアを示し、「ＰＡ３」は、ＣＡ２内の端末間通信エリアを示す。図３に示すように、端末間通信は、原則として、基地局間通信が可能なエリア（ＣＡ１又はＣＡ２）内にて運用される。

図４は、本実施の形態に係る通信システムの全体構成例を示す。図４では、端末１〜端末３が基地局１に接続し、端末４が基地局２に接続する。また、図４では、端末１，２が図３に示すＰＡ１内に位置し、端末３，４が図３に示すＰＡ２内に位置する。図４に示すように、ＰＡ１内に位置する端末１及び端末２は端末間通信を行うことができ、ＰＡ２内に位置する端末３及び端末４は端末間通信を行うことができる。

図４では、基地局間通信において、基地局１は、端末１〜端末３に対して制御情報及びユーザデータの送受信を行う。また、基地局２は、端末４に対して制御情報及びユーザデータの送受信を行う。また、基地局１及び基地局２は、各々の基地局に接続されている端末間の制御情報及びユーザデータを送受信する。

一方、端末間通信において、端末１〜端末４は、通信相手である端末に対してユーザデータを送受信する。基地局１は、端末１，２に対して制御情報の送受信を行う。また、基地局１，２は、各々の基地局に接続されている端末３，４間の制御情報を送受信する。

［端末１００の構成］
図５は、本実施の形態に係る端末１００の構成を示すブロック図である。図５において、端末１００は、通信状態検出部１０１、通信制御設定部１０２、ユーザデータ処理部１０３、ベースバンド信号処理部１０４、変調部１０５、無線送信部１０６、無線受信部１０７、復調部１０８、分離部１０９、アンテナ部１１０を有する。

通信状態検出部１０１は、端末１００における通信状態を検出し、検出した通信状態を示す情報をベースバンド信号処理部１０４へ出力する。通信状態検出部１０１において検出（測定）される端末１００の通信状態には、例えば、端末１００と、端末１００が接続する基地局２００との間の通信品質（以下、「基地局間通信品質」と呼ぶ）、端末１００と、他の端末との間の通信品質（以下、「端末間通信品質」と呼ぶ）、端末１００の現在位置、端末１００が通信する信号の内容（以下、「通信内容」と呼ぶ）、又は、端末１００が通信する信号の緊急度などが含まれる。

図６は、通信状態検出部１０１の内部構成の一例を示すブロック図である。

図６において、基地局間通信品質検出部１５１は、例えば、端末１００が接続する基地局２００から送信される信号（下り回線信号。図示せず）を用いて、端末１００と当該基地局２００との間の基地局間通信品質を測定する。基地局間通信品質は、例えば、下り回線の受信品質、下り回線の受信レベル、下り回線のパスロス、下り回線の干渉量、又は、上り回線の送信パワーによって表される。

端末間通信品質検出部１５２は、例えば、端末１００と直接通信可能な他の端末から送信される信号（図示せず）を用いて、端末１００と当該他の端末との間の端末間通信品質を測定する。端末間通信品質は、例えば、端末間通信における、受信品質、受信レベル、パスロス、干渉量、又は、送信パワーによって表される。

端末位置検出部１５３は、端末１００の現在位置を検出する。現在位置は、例えば、端末１００の現在位置を示す、緯度、経度、高度、又は、階数などによって表される。

通信内容検出部１５４は、端末１００が通信するデータの通信内容を検出する。通信内容は、例えば、通信先の情報（アドレス、URL、アプリケーション、プロトコル、ポートなど）、通信データの情報（種別、サイズ、名称など）、又は、スループットなどによって表される。

緊急度検出部１５５は、端末１００が通信する信号の緊急度を検出する。例えば、緊急度検出部１５５は、信号の用途に基づいて緊急度を検出する。例えば、災害用の信号の緊急度を「最高」とし、公共用の信号の緊急度を「高」とし、一般用の信号の緊急度を「標準」とし、バッチ処理用の信号の緊急度を「低」としてもよい。

以上、通信状態検出部１０１の内部構成の一例について説明した。

図５に戻り、通信制御設定部１０２は、ベースバンド信号処理部１０４から受け取る制御情報を、端末１００の通信設定に反映させる。制御情報には、例えば、基地局間通信及び端末間通信の各々の優先度を示す優先度情報、端末１００が使用する無線リソースを示す無線リソース情報、又は、端末１００が使用する通信方式を示す通信方式情報などが含まれる。通信制御設定部１０２は、制御情報に従って設定した通信設定を、ベースバンド信号処理部１０４、変調部１０５、無線送信部１０６、無線受信部１０７、及び、復調部１０８にそれぞれ出力する。

図７は、通信制御設定部１０２の内部構成の一例を示すブロック図である。

図７において、通信方式設定部１６１は、通信方式情報に従って、端末１００が使用する通信方式を設定する。例えば、通信方式設定部１６１は、通信方式情報に従って、基地局間通信を行うか、端末間通信を行うかを決定する。

無線リソース設定部１６２は、無線リソース情報に従って、端末１００が使用する無線リソースを設定する。無線リソース情報には、例えば、リソース（周波数、時間、空間など）、変調方式、送信電力、最大送信電力、又は、送信タイミングなどが含まれる。

優先度設定部１６３は、優先度情報に従って、端末１００が通信を行う通信方式の優先度を設定する。例えば、優先度設定部１６３は、優先度情報に従って、基地局間通信の優先度、及び、端末間通信の優先度をそれぞれ設定する。例えば、各通信の優先度は、‘最高’、‘高’’、‘標準’、‘低’のようにクラス分けがなされている。例えば、通信回線が混雑しており、発信規制が行われている場合、端末１００は、優先度がより高い通信ほど、信号を発信しやすくなる。例えば、端末１００は、基地局２００から指示される特定のクラスの優先度（例えば‘最高’クラス）の通信においてのみ、信号を発信することができる。又は、通信量（累積通信量）などに基づく通信規制が行われている場合、端末１００は、優先度の低い通信ほど、通信速度がより遅く規制されることもできる。

以上、通信制御設定部１０２の内部構成の一例について説明した。なお、端末１００に設定される通信方式は、基地局間通信及び端末間通信に限定されず、例えば、ＧＳＭ（Global System for Mobile communication）（登録商標）、ＷｉＦｉ（Wireless Fidelity）、ＤＥＣＴ（Digital Enhanced Cordless Telecommunications）などの他の通信方式であってもよい。端末１００には、通信方式毎に、無線リソース情報及び優先度情報が通知される。

図５に戻り、ユーザデータ処理部１０３は、ベースバンド信号処理部１０４から受け取ったユーザデータを、対応するアプリケーション処理部（図示せず）に出力する。また、ユーザデータ処理部１０３は、アプリケーション処理部から受け取るユーザデータをベースバンド信号処理部１０４に出力する。

ベースバンド信号処理部１０４は、通信状態検出部１０１から受け取る制御情報、及び、ユーザデータ処理部１０３から受け取るユーザデータに対して、ベースバンド処理（結合、符号化など）を施し、得られたベースバンド信号を変調部１０５へ出力する。また、ベースバンド信号処理部１０４は、復調部１０８から受け取る信号に対してベースバンド処理（分離、復号など）を施し、得られた制御情報を通信制御設定部１０２へ出力し、得られたユーザデータをユーザデータ処理部１０３へ出力する。

変調部１０５は、通信制御設定部１０２から受け取る無線リソース情報（変調方式）に従って、ベースバンド信号処理部１０４から受け取るベースバンド信号を変調して、無線信号を生成する。変調部１０５は、生成した無線信号を無線送信部１０６へ出力する。

無線送信部１０６は、通信制御設定部１０２から受け取る無線リソース情報（周波数リソース、送信電力、送信タイミングなど）に従って、変調部１０５から受け取る無線信号に対して、無線送信処理（増幅など）を行い、無線送信処理後の信号を分離部１０９に出力する。

無線受信部１０７は、通信制御設定部１０２から受け取る無線リソース情報（周波数リソース、送信電力、送信タイミングなど）に従って、分離部１０９から受け取る無線信号に対して、無線受信処理（増幅など）を行い、無線受信処理後の信号を復調部１０８に出力する。

復調部１０８は、通信制御設定部１０２から受け取る無線リソース情報（変調方式）に従って、無線受信部１０７から受け取る無線信号を復調して、ベースバンド信号を生成する。復調部１０８は、生成したベースバンド信号をベースバンド信号処理部１０４へ出力する。

分離部１０９は、異なるリソースを用いて同時に通信される送信データと受信データとを分離して、各データを対応する処理部へ出力する。具体的には、分離部１０９は、無線送信部１０６から受け取る無線信号（送信信号）をアンテナ部１１０へ出力する。また、分離部１０９は、アンテナ部１１０から受け取る無線信号（受信信号）から、端末１００宛ての信号を抽出して、抽出した無線信号を無線受信部１０７へ出力する。

アンテナ部１１０は、分離部１０９から受け取る無線信号を送信する。また、アンテナ部１１０は、他の装置から送信される無線信号を受信し、受信した無線信号を分離部１０９へ出力する。

［基地局２００の構成］
図８は、本実施の形態に係る基地局２００の構成を示すブロック図である。図８において、基地局２００は、アンテナ部２０１、分離部２０２、無線受信部２０３、復調部２０４、変調部２０５、無線送信部２０６、ベースバンド信号処理部２０７、ユーザデータ処理部２０８、通信状態管理部２０９、基地局状態判定部２１０、通信制御部２１１を有する。

アンテナ部２０１は、分離部２０２から受け取る無線信号を送信する。また、アンテナ部２０１は、他の装置から送信される無線信号を受信し、受信した無線信号を分離部２０２へ出力する。アンテナ部２０１から送信される信号には、後述する通信制御部２１１において設定された、端末１００が使用する通信方式などを示す制御情報が含まれる。また、アンテナ部２０１が受信する信号には、端末１００が検出した端末１００の通信状態を示す制御情報が含まれる。

分離部２０２は、異なるリソースを用いて同時に通信される送信データと受信データとを分離して、各データを対応する処理部へ出力する。具体的には、分離部２０２は、無線送信部２０６から受け取る無線信号（送信信号）をアンテナ部２０１へ出力する。また、分離部２０２は、アンテナ部２０１から受け取る無線信号（受信信号）を、送信元の装置毎の信号に分離して、分離した無線信号を無線受信部２０３へ出力する。例えば、複数の端末１００の各々から送信される信号には、各端末１００の通信状態を示す制御情報が含まれる。

無線受信部２０３は、分離部２０２から受け取る無線信号に対して、無線受信処理を行い、無線受信処理後の信号を復調部２０４に出力する。

復調部２０４は、無線受信部２０３から受け取る無線信号を復調して、ベースバンド信号を生成する。復調部２０４は、生成したベースバンド信号をベースバンド信号処理部２０７へ出力する。

変調部２０５は、ベースバンド信号処理部２０７から受け取るベースバンド信号を変調して、無線信号を生成する。変調部２０５は、生成した無線信号を無線送信部２０６へ出力する。

無線送信部２０６は、変調部２０５から受け取る無線信号に対して、無線送信処理を行い、無線送信処理後の信号を分離部２０２に出力する。

ベースバンド信号処理部２０７は、通信制御部２１１から受け取る制御情報、及び、ユーザデータ処理部２０８から受け取るユーザデータに対して、ベースバンド処理（結合、符号化など）を施し、得られたベースバンド信号を変調部２０５へ出力する。また、ベースバンド信号処理部２０７は、復調部２０４から受け取る信号に対してベースバンド処理（分離、復号など）を施し、得られた制御情報を通信状態管理部２０９へ出力し、得られたユーザデータをユーザデータ処理部２０８へ出力する。

ユーザデータ処理部２０８は、ベースバンド信号処理部２０７から受け取ったユーザデータを、対応するアプリケーション処理部（図示せず）に出力する。また、ユーザデータ処理部２０８は、アプリケーション処理部から受け取るユーザデータをベースバンド信号処理部２０７に出力する。

通信状態管理部２０９は、ベースバンド信号処理部２０７から受け取る制御情報を用いて、複数の端末１００毎の通信状態を判定する。通信状態管理部２０９は、例えば、複数の端末１００において検出された通信状態を管理したテーブルを保持し、各端末１００から制御情報を受け取る度に、管理テーブルの対応する端末１００の通信状態を更新してもよい。つまり、通信状態管理部２０９は、端末１００から受信した情報（端末１００の通信状態）を管理する。また、通信状態管理部２０９は、複数の端末１００から受け取る制御情報を用いて、複数の端末１００毎に上記通信状態を管理する。通信状態管理部２０９は、判定した各端末１００の通信状態（管理テーブルの内容）を通信制御部２１１へ出力する。なお、端末１００の通信状態には、上述したように、基地局間通信品質、端末間通信品質、端末１００の位置、通信内容、又は、緊急度などが挙げられる。

図９は、通信状態管理部２０９の内部構成の一例を示すブロック図である。

図９において、基地局間通信品質管理部２５１は、制御情報に含まれる、端末１００と基地局２００との間の基地局間通信品質を判定し、管理している当該端末１００の基地局間通信品質を更新する。

端末間通信品質管理部２５２は、制御情報に含まれる、端末１００と他の端末との間の端末間通信品質を判定し、管理している当該端末１００の端末間通信品質を更新する。

端末位置管理部２５３は、制御情報に含まれる端末１００の現在位置を判定し、管理している当該端末１００の現在位置を更新する。

通信内容管理部２５４は、制御情報に含まれる、端末１００が送受信する信号の通信内容を判定し、管理している当該端末１００の通信内容を更新する。

緊急度管理部２５５は、制御情報に含まれる、端末１００が送受信する信号の緊急度を判定し、管理している当該端末１００の緊急度を更新する。

以上、通信状態管理部２０９の内部構成の一例について説明した。このようにして、通信状態管理部２０９は、基地局間通信及び端末間通信の双方の通信方式を使用可能な端末１００の通信状態を一元的に管理する。

図８に戻り、基地局状態判定部２１０は、基地局２００の通信状態を判定する。基地局２００の通信状態には、例えば、基地局２００と、基地局２００と接続される端末１００との間の通信品質（基地局間通信品質）、又は、基地局２００の位置などが挙げられる。基地局状態判定部２１０が検出する基地局間通信品質は、例えば、上り回線の受信品質、上り回線の受信レベル、上り回線のパスロス、上り回線の干渉量、又は、下り回線の送信パワーによって表される。また、基地局２００の位置は、例えば、基地局２００の位置を示す、緯度、経度、高度、又は、階数などによって表される。すなわち、基地局状態判定部２１０は、基地局２００の通信状態を管理する。基地局状態判定部２１０は、基地局２００の通信状態を管理したテーブルを保持し、基地局２００の通信状態を検出する度に、管理テーブルの対応する基地局２００の通信状態を更新してもよい。

通信制御部２１１は、通信状態管理部２０９から受け取る各端末１００の通信状態、及び、基地局状態判定部２１０から受け取る基地局２００の通信状態に基づいて、各端末１００に対する通信設定を制御する。通信制御部２１１は、制御結果である通信設定を示す制御情報をベースバンド信号処理部２０７へ出力する。

各端末１００に対して設定する通信設定には、例えば、通信（基地局間通信及び端末間通信）の優先度を示す優先度情報、端末１００の無線リソース情報、又は、端末１００の通信方式情報などが含まれる。

また、各端末１００に対して設定する端末間通信に関する通信設定として、端末間通信が行われるエリアを特定するためのＩＤ（端末間通信エリアＩＤ）、端末間通信を行う端末を特定するためのＩＤ（端末間通信端末ＩＤ）などが挙げられる。端末間通信エリアＩＤは、例えば、端末１００が端末間通信を行うエリアを示す自局エリアＩＤ、又は、端末１００が端末通信を行うエリアの周辺エリアを示す周辺エリアＩＤなどによって表される。また、端末間通信端末ＩＤは、例えば、端末１００のＩＤである自局端末ＩＤ、端末１００の周辺に位置する端末のＩＤを示す周辺端末ＩＤ、又は、端末１００の接続先の端末のＩＤを示す接続先端末ＩＤ、などによって表される。

また、通信制御部２１１は、各端末１００の通信設定を管理したテーブルを保持し、各端末１００の通信設定を更新する度に、管理テーブルの対応する端末１００の通信設定を更新してもよい。なお、通信制御部２１１は、上述した、通信状態管理部２０９が判定した各端末１００の通信状態、基地局状態判定部２１０が判定した基地局２００の通信状態、及び、通信制御部２１１が設定した各端末１００の通信設定、を含む管理テーブルを保持してもよい。

図１０は、通信制御部２１１の内部構成の一例を示すブロック図である。

図１０において、優先度制御部２６１は、端末１００の通信状態及び基地局２００の通信状態を用いて、端末１００が実施可能な通信方式の優先度（例えば、‘最高’、‘高’、‘標準’、‘低’）をそれぞれ設定する。例えば、優先度設定部２６１は、端末１００に対して、基地局間通信の優先度、及び、端末間通信の優先度をそれぞれ設定する。

無線リソース制御部２６２は、端末１００の通信状態又は基地局２００の通信状態に基づいて、端末１００が使用する無線リソースを制御する。無線リソース制御部２６２は、例えば、端末１００の基地局間通信品質又は端末間通信品質に基づいて、基地局間通信において端末１００に使用させる無線リソース、及び、端末間通信において端末１００に使用させる無線リソースを決定する。

通信方式制御部２６３は、端末１００の通信状態又は基地局２００の通信状態に基づいて、基地局間通信及び端末間通信の何れかを、端末１００が使用する通信方式として設定する。また、通信方式制御部２６３は、優先度制御部２６１が設定した優先度がより高い通信方式を、端末１００の通信方式として決定してもよい。

以上、通信制御部２１１の内部構成の一例について説明した。

［端末１００及び基地局２００の動作］
以上の構成を有する端末１００及び基地局２００の動作について説明する。

＜無線リソース制御＞
図１１Ａは、端末１００（端末１，２）及び基地局２００（基地局１）における基地局間通信時の無線リソースの割当動作を示し、図１１Ｂは、端末１００（端末１，２）及び基地局２００（基地局２）における端末間通信時の無線リソースの割当動作を示す。

まず、図１１Ａに示すように、基地局間通信では、端末１及び端末２は、基地局１に対して無線リソースの割当を要求する（ステップ（以下、「ＳＴ」と表す）１、ＳＴ２）。基地局１は、無線リソース要求を受け取ると、各端末に対する無線リソース（基地局間通信無線リソース）を決定し、決定した無線リソースを通知する（ＳＴ３，ＳＴ４）。端末１及び端末２は、通知された基地局間通信無線リソースを用いて、基地局１との間においてユーザデータを送受信することにより、端末１と端末２との間の通信を行う（ＳＴ５，ＳＴ６）。

次に、図１１Ｂに示すように、端末間通信でも、端末１及び端末２は、基地局１に対して無線リソースの割当を要求する（ＳＴ１、ＳＴ２）。基地局１は、無線リソース要求を受け取ると、各端末に対する無線リソース（端末間通信無線リソース）を決定し、決定した無線リソースを通知する（ＳＴ７，ＳＴ８）。

ただし、端末間通信では、基地局１及び端末１、２は、端末間通信を行うための制御情報（端末間通信制御情報）を送受信する（ＳＴ９，ＳＴ１０）。端末間通信制御情報には、例えば、端末間通信を行うエリア及び端末間通信を行う端末を特定するための情報などが含まれる。

そして、端末１及び端末２は、基地局１を介さずに、ユーザデータを直接送受信する（ＳＴ１１）。

このように、端末間通信でも、基地局２００は、各端末１００の無線リソースの割当を行い、端末１００は、ユーザデータのみ直接通信する。

以下、上述した無線リソース制御のより詳細な動作について説明する。

＜端末間通信の位置登録処理＞
図１２は、端末１００と基地局２００との間における、端末間通信に関する位置登録処理を示すシーケンス図である。

ＳＴ５１では、端末１００は、基地局２００に対して、端末間通信位置登録依頼を送信する。端末１００は、例えば、端末１００の電源ＯＮ時、端末１００が他のエリアに移動した時、又は、所定の時間経過した時、などに端末間位置登録依頼を送信する。端末間通信位置登録依頼には、例えば、基地局間通信が行われるエリア（基地局間通信エリア）、及び、端末１００の位置（絶対位置）などが含まれる。

ＳＴ５２では、基地局２００は、ＳＴ５１において端末間通信位置登録依頼を送信した端末１００に対して、端末間通信位置登録応答を送信する。端末間通信位置登録応答には、端末間通信を行う端末（自局端末及び接続先端末）のＩＤ、端末間通信が行われるエリア（端末間通信エリア）、及び、端末間通信を行う端末の周辺に位置する端末の情報（周辺端末情報）などが含まれる。また、基地局２００（通信制御部２１１）は、ＳＴ５１及びＳＴ５２において得る情報を、端末１００毎に管理（更新）する。

＜端末間通信時の接続処理＞
次に、図１３は、端末間通信を開始するための接続処理を示すシーケンス図である。

なお、図１３では、一例として、図４に示す端末３と端末４とが端末間通信を開始する際の接続処理について説明する。

ＳＴ１０１では、端末３は、端末４との端末間接続要求を基地局１へ送信する。この際、端末３は、端末間接続要求とともに、端末３の通信状態を表す制御情報（基地局間通信品質、端末間通信品質、端末位置、通信内容、又は緊急度など）を基地局１へ送信する。基地局１は、管理している端末３の通信状態を更新する。

ＳＴ１０２では、基地局１は、端末３に対する無線リソースを設定する。例えば、基地局１は、ＳＴ１０１において受け取った端末３の通信状態、図１２に示すＳＴ５１において受け取った端末間通信位置登録依頼に含まれる情報、又は、基地局１（基地局状態判定部２１０）が判定した基地局１の通信状態に基づいて、端末３の無線リソース（通信方式及び優先度を含む）を決定する。なお、ＳＴ１０２における基地局１（基地局２００）の無線リソース設定処理の詳細については後述する。

ＳＴ１０３では、基地局１は、ＳＴ１０２において設定した無線リソース（端末３用）を端末３へ通知する。

ＳＴ１０４では、基地局１は、ＳＴ１０１において受け取った、端末３から端末４への端末間接続要求を基地局２へ送信する。

ＳＴ１０５では、基地局２は、ＳＴ１０２の処理と同様にして、端末４に対する無線リソースを設定する。すなわち、基地局２は、基地局２が管理している端末４の通信状態、又は、基地局２（基地局状態判定部２１０）が判定した基地局２の通信状態に基づいて、端末４の無線リソース（通信方式及び優先度を含む）を決定する。ＳＴ１０５における基地局２（基地局２００）の無線リソース設定処理の詳細については後述する。

ＳＴ１０６では、基地局２は、ＳＴ１０５において設定した無線リソース（端末４用）を端末４へ通知する。

ＳＴ１０７では、基地局２は、ＳＴ１０４において受け取った端末３からの端末間接続要求を端末４へ送信する。

ＳＴ１０８では、端末４は、ＳＴ１０７において受け取った端末間接続要求に対する応答である端末３への端末間接続応答を基地局２へ送信する。端末間接続応答は、基地局２から基地局１へ送信され（ＳＴ１０９）、基地局１から端末３へ送信される（ＳＴ１１０）。

端末３が端末４からの端末間接続応答を受け取ることにより、端末３から端末４に対する端末間接続処理が完了する（ＳＴ１１１）。端末間接続処理が完了すると、端末３及び端末４は、各々が接続している基地局１，２を介さず、ユーザデータの送受信を行う（ＳＴ１１２）。

＜無線リソース設定処理＞
次に、基地局２００における端末１００に対する無線リソース設定処理（図１３に示すＳＴ１０２及びＳＴ１０５の処理）について説明する。

図１４は、基地局２００が保持する端末１００に対する通信状態を示す制御情報の一例である。例えば、基地局２００は、図示しないメモリ部において、端末１００毎に図１４に示す制御情報を端末管理テーブルとして保持する。

図１４に示す端末管理テーブルには、端末１００から受信する情報として、基地局間通信品質、端末間通信品質、端末位置、通信内容及び緊急度が含まれる。これらの制御情報は、上述したように、端末１００の通信状態検出部１０１（図５）において検出され、基地局２００の通信状態管理部２０９又は通信制御部２１１（図８）において管理される。

また、図１４に示す端末管理テーブルには、基地局２００が生成する情報として、基地局間通信品質及び基地局位置が含まれる。これらの制御情報は、上述したように、基地局２００の基地局状態判定部２１０（図８）において生成され、基地局状態判定部２１０又は通信制御部２１１において管理される。

また、図１４に示す端末管理テーブルには、端末１００に送信する情報として、端末間通信エリアＩＤ、端末間通信端末ＩＤ、通信方式種別、基地局間通信用無線リソース、端末間通信用無線リソース、基地局間通信優先度及び端末間通信優先度が含まれる。これらの制御情報は、基地局２００の通信制御部２１１（図８）において生成され、管理される。

基地局２００の通信制御部２１１は、図１４に示す「端末から受信する情報」又は「基地局の情報」に基づいて、「端末に送信する情報」を生成する。

例えば、通信制御部２１１は、図１２に示すように、端末間通信位置登録依頼を受け取ると、端末１００及び他の端末の位置するエリア、絶対位置、端末間通信品質又は基地局間通信品質を用いて、端末間通信を行う端末の設定（端末間通信エリアＩＤ、端末間通信端末ＩＤ）を決定する。例えば、通信制御部２１１は、端末間通信を行う端末として、端末間の距離が所定の閾値（距離閾値）以内であり、かつ、端末間通信品質が所定の閾値（品質閾値）以上である端末を選択してもよい。

また、通信制御部２１１は、端末１００から受け取る基地局間通信品質、端末間通信品質、又は、基地局２００が測定する基地局間通信品質に基づいて、基地局間通信用無線リソース、及び、端末間通信用無線リソースを決定する。例えば、通信制御部２１１は、端末１００との通信品質が良好なリソースを端末１００に対して割り当てる。

また、通信制御部２１１は、例えば、端末１００から受け取る基地局間通信品質、端末間通信品質、端末位置、通信内容又は緊急度に基づいて、基地局間通信の優先度、及び、端末間通信の優先度を決定する。

また、通信制御部２１１は、図１４に示す「端末から受信する情報」、「基地局の情報」、又は、基地局間通信／端末間通信の優先度に基づいて、端末１００に使用させる通信方式を決定する。

図１５は、基地局間通信の優先度、及び、端末間通信の優先度を決定する際の判定基準及び判定結果を示す。なお、図１５に示す端末間距離は、例えば、端末１００の端末位置と、端末１００の通信相手となる他の端末の端末位置との間の距離を表す。また、図１５に示す端末間距離は、例えば、閾値によって、“近”、“遠”などの複数のクラスに分けられているものとする。また、図１５に示す基地局間通信品質及び端末間通信品質は、例えば、複数の閾値によって、“良”、“標準”、“悪”などの複数のクラスに分けられているものとする。

以下、端末１００の通信状態を表すパラメータ毎に着目した優先度設定の判定基準について説明する。

例えば、通信制御部２１１は、端末１００が通信する信号の緊急度がより高いほど、通信の優先度をより高く設定する。また、通信制御部２１１は、端末１００が通信する信号の緊急度がより高いほど、より低遅延である端末間通信に設定する優先度を、基地局通信に設定する優先度よりも高く設定してもよい。

また、通信制御部２１１は、端末間距離が近いほど、無線リソースの抑制が可能である端末間通信を優先させてもよい。端末間通信では、基地局間通信と比較して無線リソースの抑制が可能であるのは、通信距離が近いので送信電力を低く抑えることができるためである。

また、通信制御部２１１は、基地局間通信品質がより高いほど、基地局間通信の優先度を高く設定し、端末間通信品質がより高いほど、端末間通信の優先度を高く設定してもよい。また、通信制御部２１１は、基地局間通信品質及び端末間通信品質のうち、通信品質がより良好である通信の優先度をより高く設定してもよい。通信品質がより良好である通信方式の優先度を高くするのは、通信品質が良好であるほど、所望の受信品質を満たすために必要となる送信電力をより低く抑えることができるためである。

また、通信制御部２１１は、端末１００が通信する信号の通信内容に示されるファイルサイズがより大きいほど、端末間通信の優先度をより高く設定してもよい。ファイルサイズがより大きい信号の通信は、周波数リソース等のリソースをより多く要し、システム全体に与える影響が大きい。このため、ファイルファイズがより大きいほど、基地局間通信と比較して通信範囲が狭い端末間通信を優先させる方が、システム全体への影響を抑制することができる。また、判定基準に用いる通信内容はファイルサイズに限定されず、例えば、アプリケーションの種別又はプロトコルが低遅延通信を要求する場合には、通信制御部２１１は、端末間通信の優先度をより高く設定してもよい。

通信制御部２１１は、以上のような端末１００の通信状態を用いた判定基準に従って、基地局間通信優先度及び端末間通信優先度を設定する。

例えば、図１５では、通信制御部２１１は、緊急度が“最高”である通信に対して、他のパラメータに依らず、基地局間通信及び端末間通信の双方の優先度を“最高”に設定する。また、図１５では、通信制御部２１１は、緊急度が“高”であり、基地局間通信品質が“標準”であり、端末間通信品質が“良”である場合、基地局間通信優先度を“標準”に設定し、端末間通信優先度を“高”に設定する。つまり、端末間通信優先度が基地局間通信優先度よりも高くなる。同様に、図１５では、通信制御部２１１は、緊急度が“標準”であり、端末間距離が“近”であり、基地局間通信品質が“標準”であり、端末間通信品質が“良”である場合、基地局間通信優先度を“標準”に設定し、端末間通信優先度を“高”に設定する。つまり、端末間通信優先度が基地局間通信優先度よりも高くなる。

図１５に示す他の判定基準（パラメータの組み合わせ）についても同様にして、通信制御部２１１は、基地局間通信優先度及び端末間通信優先度を設定する。なお、上述したように、通信制御部２１１は、端末１００の通信状態を表すパラメータの何れかを基準として、優先度を設定してもよく。図１５に示すように複数のパラメータの組み合わせを基準として、優先度を設定してもよい。

また、図１５に示す判定基準における各パラメータの組み合わせは、全組み合わせのうちの一部のみを示したものであって、これらに限定されるものではない。例えば、通信制御部２１１は、緊急度が“標準”であり、端末間距離が“遠”であり、基地局間通信品質が“良”であり、端末間通信品質が“標準”である場合、基地局間通信優先度を“高”に設定し、端末間通信優先度を“標準”に設定してもよい。この場合、基地局間通信優先度が端末間通信優先度よりも高くなる。

また、優先度判定基準に用いるパラメータは、図１５に示すパラメータに限定されず、他のパラメータを用いてもよい。

また、通信制御部２１１は、例えば、図１５に示す基地局間通信の優先度と端末間通信の優先度とを比較して、端末１００が使用する通信方式を設定してもよい。例えば、基地局間通信優先度が“標準”であり、端末間通信優先度が“高”である場合、通信制御部２１１は、優先度の高い端末間通信を端末１００の通信方式として設定してもよい。

また、基地局間通信優先度と端末間通信優先度とが同一である場合（図１５では“最高”の場合）、通信制御部２１１は、端末１００に対して何れか一方の通信方式を設定する。例えば、通信制御部２１１は、端末間通信を行う端末間の距離が閾値（距離閾値）以内であれば、端末間通信を端末１００の通信方式として設定し、端末間の距離が距離閾値を超える場合、基地局間通信を端末１００の通信方式として設定してもよい。

また、通信制御部２１１は、上述した優先度の判定基準と同様の基準に従って、端末１００の通信方式を決定してもよい。すなわち、通信制御部２１１は、基地局間通信品質よりも端末間通信品質の方が良好である場合、端末１００の通信方式として端末間通信を設定してもよい。

また、通信制御部２１１は、端末１００と他の端末との端末間距離が所定の閾値（距離閾値）以下であり、かつ、端末間通信品質が所定の閾値（品質閾値）以上である場合、端末１００の通信方式として端末間通信を設定してもよい。

または、通信制御部２１１は、端末１００が通信する信号の内容に示される信号のサイズが所定の閾値（ファイルサイズ）以上である場合、端末１００の通信方式として端末間通信を設定してもよい。

また、通信制御部２１１は、端末１００が通信する信号の緊急度が所定の閾値（緊急度閾値）以上のレベルである場合、端末１００の通信方式として端末間通信を設定してもよい。

以上のようにして、通信制御部２１１は、図１４に示す「端末に送信する情報」を生成する。基地局２００は、生成された「端末に送信する情報」を端末１００へ通知する。

端末１００は、図１４に示す「端末に送信する情報」を基地局１００から受け取ると、当該情報に基づいて通信設定を行い、通信設定を各処理部に反映させる。

このようにして、本実施の形態では、基地局２００は、端末１００から報告される制御情報を受信すると、複数の通信方式（ここでは、基地局間通信及び端末間通信）に渡って、端末１００の通信状態を一元的に管理する。これにより、基地局２００は、端末１００での各通信方式における通信状態を予め把握することができる。そして、基地局２００は、一元管理している端末１００の通信状態に基づいて、端末１００に対して最適な通信方式を選択する。

ここで、端末１００から基地局２００へ報告される制御情報（通信状態）は、各通信方式を用いて動作している端末１００が必要に応じて都度送信している情報である。よって、上記制御情報は、端末１００が端末間通信を開始するために送信する信号ではない。すなわち、基地局２００は、各通信方式に関する制御情報を、通信方式毎のパラメータとして区別することなく、端末１００毎のパラメータとして一元的に管理する。なお、本実施の形態では、基地局２００に設けられたメモリ部（図示しない）に管理テーブルを保持し、この管理テーブルによって端末情報を一元管理した。しかし、基地局２００とは別の装置（eNBの上位装置であるEPC（Evolved Packet Core）等）に設けられたメモリ部等において管理テーブルを保持し、端末情報を管理/更新することとしても良い。

これにより、基地局２００は、一元管理した端末１００の通信状態に基づいて、端末間通信を開始する際に必要となる通信設定を決定し、通知することができる。このように、基地局２００が端末１００の通信設定を制御することにより、各端末１００は、従来技術のように端末間通信を開始するための検出信号を送信する必要が無くなる。よって、本実施の形態では、端末間通信可能な端末１００が送信する信号に起因して信号の衝突が頻発することを回避することができる。つまり、端末間通信可能な端末１００が送信する信号に起因する周波数利用効率の劣化を回避することができる。

よって、本実施の形態によれば、周波数利用効率を劣化させることなく、端末間通信を開始することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態に係る端末及び基地局は、実施の形態１に係る端末１００及び基地局２００と基本構成が共通するので、図５及び図８を援用して説明する。

実施の形態１では、基地局２００が端末１００の通信状態に基づいて、端末１００が使用する通信方式（基地局間通信又は端末間通信）を決定する場合について説明した。これに対して、本実施の形態に係る基地局２００は、更に、端末１００の通信状態に応じて、既に何れかの通信方式によって通信を行っている端末１００の通信方式を切り替える場合について説明する。

具体的には、本実施の形態に係る基地局２００の通信制御部２１１は、通信状態管理部２０９から受け取る端末１００の通信状態（図１４に示す「端末から受信する情報」）に基づいて、現在通信中である端末１００の通信方式の切替を判断する。例えば、通信制御部２１１は、端末１００を含む端末間通信を行う端末間の距離、端末間通信におけるパスロス（端末間通信ロス、図１４に示す端末間通信品質の下りパスロスに対応）、及び、端末間における干渉量（端末間干渉量。図示せず）に基づいて、端末１００に適した通信方式を決定する。なお、通信制御部２１１における通信方式の設定方法の詳細については後述する。

また、通信制御部２１１は、実施の形態１と同様、端末１００に設定する通信方式における無線リソースを設定する。設定された通信方式及び無線リソースは、端末１００へ通知される。

そして、本実施の形態に係る基地局１００の通信制御設定部１０２は、基地局２００から通知される制御情報に従って、通信方式及び無線リソースを設定し、設定した各種のパラメータを各処理部へ反映させる。

図１６は、端末１００の通信状態の遷移を示す。

図１６に示すように、端末１００は、待受状態において、基地局２００からの通知に従って通信接続を行うことにより、基地局間通信状態又は端末間通信状態へ遷移する。また、端末１００は、通信を切断することにより、待受状態に戻る。

本実施の形態では、図１６に示すように、端末１００は、基地局間通信状態及び端末間通信状態の何れか一方に遷移した状態において、基地局２００から通信方式の切替を通知されることにより、他方の通信状態へ遷移する。すなわち、端末１００は、一方の通信状態から他方の通信状態へ遷移する際、待受状態に一旦遷移することなく、他方の通信状態へ直接遷移する。

次に、図１７は、端末１００の通信方式の切替処理を示すシーケンス図である。

図１７では、一例として、図４に示す端末１と端末２との間の通信における通信方式の切替処理について説明する。

ＳＴ２０１及びＳＴ２０２では、基地局１は、端末１及び端末２に対して、端末状態（通信状態）の報告を要求する。ここで、基地局１は、待受状態の端末に対しては報知情報(System Information Block)、通信状態の端末に対しては呼制御情報(Measurement Control)等を用いて、任意のタイミングで端末に報告要求することが可能である。なお、基地局１は端末の状態に基づき、端末状態の報告周期を変更しても良い。例えば、基地局１は、端末の位置情報から端末の移動速度を予測し、移動速度が速い端末に対しては報告周期を短くし、移動速度が遅い端末に対しては報告周期を長くすることにより、基地局間通信の頻度を抑制すると共に、適切な端末情報を取得することが可能となる。

ＳＴ２０３及びＳＴ２０４では、端末１及び端末２は、ＳＴ２０１及びＳＴ２０２において要求された端末状態（例えば、端末間距離（又は各端末の現在位置）、端末間通信ロス、又は、端末間干渉量を含む）を基地局１へ報告する。

ＳＴ２０５では、基地局１は、ＳＴ２０３及びＳＴ２０４において受け取った端末１及び端末２の端末状態に基づいて、端末１及び端末２の無線リソースを設定する。ＳＴ２０５における無線リソースの設定処理は、実施の形態１と同様である（図１３に示すＳＴ１０５の処理）。ＳＴ２０６及びＳＴ２０７では、基地局１は、ＳＴ２０５において設定した無線リソースを端末１及び端末２へ通知する。

ＳＴ２０８では、基地局１は、ＳＴ２０３及びＳＴ２０４において受け取った端末１及び端末２の端末状態に基づいて、端末１及び端末２の通信方式を設定する。ＳＴ２０９及びＳＴ２１０では、基地局１は、ＳＴ２０８において設定した通信方式を端末１及び端末２へ通知する。

端末１及び端末２がＳＴ２０９及びＳＴ２１０において受け取った通信方式を設定することにより、通信方式設定処理が完了する（ＳＴ２１１）。

次に、基地局２００（通信制御部２１１）における通信方式の設定方法の詳細について説明する。

図１８は、通信方式を決定する際の判定基準及び判定結果を示す。なお、図１８に示す端末間距離は、例えば、端末１００の端末位置と、端末１００の通信相手となる他の端末の端末位置との間の距離を表す。また、図１８に示す端末間距離は、例えば、閾値によって、‘近’、‘遠’などの複数のクラスに分けられているものとする。

図１８に示す端末間通信ロス及び端末間干渉量は、例えば、複数の閾値によって、‘増’、‘一定’、‘減’などの複数のクラスに分けられているものとする。すなわち、端末間通信ロス又は端末間干渉量が‘増’の場合は端末間通信の品質が劣悪であり、端末間通信ロス又は端末間干渉が‘減’の場合は端末間通信の品質が良好であることを表す。

例えば、図１８に示すように、通信制御部２１１は、端末間距離が‘遠’の場合、端末間通信ロス及び端末間干渉量に依らず、基地局間通信を選択する。これは、例えば、図４に示すように、近距離の端末同士（狭いエリア内の端末同士）により端末間通信が行われることが適切であって、端末間距離が遠い場合には、端末１００が端末間通信を行うことが不可能、又は、適切ではないためである。

また、図１８に示すように、通信制御部２１１は、端末間距離が‘近’の場合又は不明である場合、端末間通信ロス又は端末間干渉量の少なくとも一方が‘増’であれば、基地局間通信を選択する。これは、たとえ端末間距離が近くても、端末間の通信品質が劣悪な場合には、端末１００が端末間通信を行っても良好な通信性能を得ることができないためである。

すなわち、図１８に示すように、通信制御部２１１は、端末間距離が‘近’の場合又は不明である場合、端末間通信ロス及び端末間干渉量の双方が‘減’又は‘一定’であれば、端末間通信を選択する。

つまり、通信制御部２１１は、端末１００の通信状態において、端末間距離が所定の閾値（距離閾値）未満であって（つまり、‘近’であって）、端末間通信ロスが所定の閾値（通信ロス閾値）未満であって（つまり、‘一定’又は‘減’であって）、端末間干渉量が所定の閾値（干渉量閾値）未満である（つまり、‘一定’又は‘減’である）場合、基地局間通信を用いて通信している端末１００の通信方式を、端末間通信に切り替える。一方、通信制御部２１１は、端末１００の通信状態において、端末間距離が距離閾値以上である場合（つまり、‘遠’の場合）、端末間通信ロスが通信ロス閾値以上である場合（つまり、‘増’の場合）、又は、端末間干渉量が干渉量閾値以上である場合（つまり、‘増’の場合）、端末間通信を用いて通信している端末１００の通信方式を、基地局間通信に切り替える。

なお、通信方式の判定基準に用いられる端末１００の通信状態としては、図１８に示すパラメータに限定されるものではない。

このようにして、本実施の形態では、基地局２００は、端末１００の通信状態に基づいて、基地局間通信及び端末間通信の何れか一方の通信方式を用いて通信している端末１００の通信方式を、他方の通信方式に切り替える。

例えば、非特許文献１（特に、section 5.5.2 "Overall call flow for EPC-level ProSe discovery"を参照）には、位置情報を利用した端末間通信について開示されており、端末間距離が遠い場合など、端末間通信が困難と思われる環境では端末間通信が切断（呼切断）されて、待受状態へ戻る。また、従来、端末が通信状態を判断して、通信方式の変更（切替）をネットワーク側に要求する処理が行われていた。すなわち、従来では、図１６において、一方の通信状態から他方の通信状態へ遷移するには、端末は、一方の通信を切断して待受状態に戻り、他方の通信接続を要求する必要があった。これに対して、本実施の形態では、基地局２００は、実施の形態１において説明したように複数の通信方式における端末１００の通信状態を一元的に管理しているため、端末１００に対して最適な通信方式を特定することができる。よって、端末１００は、一方の通信状態から他方の通信状態へ遷移する際、待受状態に戻ることなく、基地局２００からの通知に従って即座に他方の通信接続を行うことができる。

これにより、基地局２００は、端末１００の移動による端末間距離の変化、端末間通信品質（パスロス又は干渉量）の変化、又は、端末１００の周辺環境の変化に応じて、端末１００の通信方式を適切に設定することができる。例えば、都市部又はイベント会場など、端末密集時又はトラヒック混雑時などの端末間通信が困難となる通信環境に端末１００が位置する場合であっても、基地局２００が端末１００の通信環境を把握することにより、端末１００の通信接続を切断することなく、端末１００の通信方式を基地局間通信へ切り替えることができる。これにより、端末１００では、通信の途絶が発生せずに、確実に通信を行うことができる。

更に、本実施の形態によれば、基地局２００は、基地局間通信を行っている端末１００の通信状態が端末間通信を実施可能な状態になった場合には、端末１００の通信方式を端末間通信へ即座に切り替えることができる。こうすることで、端末１００は、基地局間通信と比較して低遅延を実現する端末間通信を行うことができる。

更に、本実施の形態によれば、基地局２００は、端末１００の通信状態に応じて、端末１００に対して最適な通信方式に切り替えることにより、端末１００は、最適な通信環境において通信を行うことができる。これにより、端末１００が行う通信における再送回数を低減させることができる。

また、非特許文献１（特に、section 5.3.3 "Discovery Request"を参照）には、端末間通信におけるリソース割当が開示されているが、その際、端末間通信と基地局間通信（既存のセルラ通信）との間においてリソースを共用すると、干渉が発生する可能性がある。一方、例えば、基地局間通信（セルラ通信）に用いるリソースと、端末間通信（Ｄ２Ｄ通信）に用いるリソースとを予め別に設定することにより互いの通信間における干渉を抑制することも想定される。しかし、この場合、一方の通信に割当可能なリソース量が制限されてしまい、全体として、周波数利用効率が劣化してしまう。

これに対して、本実施の形態によれば、基地局２００が各端末１００の通信状態に基づいて、端末１００の通信方式及び無線リソースを設定する。すなわち、基地局２００は、基地局間通信及び端末間通信において使用するリソースを、一元管理している複数の通信方式を考慮して決定することができる。これにより、基地局間通信及び端末間通信において使用するリソースを干渉させることなく共用可能となる。よって、本実施の形態によれば、上述したように、基地局間通信及び端末間通信において使用するリソースを予め別に設定する必要がなく、かつ、互いの通信間における干渉を発生させることなく、周波数利用効率の劣化を回避することができる。

（実施の形態３）
図１９は、本実施の形態において着目する通信システムの構成例を示す。図１９では、端末５〜端末７が基地局２に接続する。また、図１９では、端末５〜端末７が図３に示すＰＡ３内に位置する。また、図１９では、端末５〜端末７において、基地局２又は端末５〜端末７の何れかから送信される同一内容の信号（報知情報など）を同時通信することができる。

本実施の形態では、同時通信の際、端末５〜端末７のうち、何れか１つの端末が基地局２から送信されるユーザデータを受信し、当該１つの端末は、受信したユーザデータを他の２つの端末へ送信する。なお、各端末は、実施の形態１と同様、制御情報を基地局との間においてやりとりする。

以下の説明では、同時通信を行う際にユーザデータを他の複数の端末へ送信する端末を「親ノード」と呼び、親ノードからユーザデータを受信する端末を「子ノード」と呼ぶ。すなわち、本実施の形態では、端末間通信において、親ノードと複数の子ノードによる「１対多」のネットワークが構成される。一方で、基地局との間のユーザデータの通信には、基地局と親ノードとの「１対１」のネットワークが構成される。

なお、本実施の形態に係る端末及び基地局は、実施の形態１又は実施の形態２に係る端末１００及び基地局２００と基本構成が共通するので、図５及び図８を援用して説明する。ただし、本実施の形態では、基地局２００の通信制御部２１１及び端末１００の通信制御設定部１０２の動作が異なる。

図２０は、本実施の形態に係る基地局２００の通信制御部２１１の内部構成を示すブロック図である。なお、図２０において、実施の形態１（図１０）と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。

図２０に示す通信制御部２１１において、ノード制御部３６１は、通信状態管理部２０９（図８）から受け取る端末１００の通信状態、又は、基地局状態判定部２１０（図８）から受け取る基地局２００の通信状態に基づいて、端末１００が同時通信を行う際に親ノードとするか、子ノードとするかを決定する。なお、ノード制御部３６１におけるノード設定処理の詳細については後述する。

ノード制御部３６１が決定した端末１００のノード設定は、例えば、図２１に示すように、「ノード種別」として端末１００へ通知される。すなわち、本実施の形態では、「端末に送信する情報」として、ノード種別が含まれる点が実施の形態１（図１４）と異なる。

同時通信制御部３６２は、端末１００の通信状態、基地局２００の通信状態、又は、ノード制御部３６１において設定された端末１００のノード設定に基づいて、端末１００の同時通信時の処理を制御する。例えば、同時通信制御部３６２は、同時通信が行われる端末間のユーザデータ及び制御情報の送受信を制御する。この際、同時通信制御部３６２は、同時通信を行う複数の端末１００のうち、親ノードに設定された端末１００に対してのみユーザデータを送信する。なお、端末間のみでユーザデータを通信する場合は、基地局２００から親ノードに設定された端末１００に対するユーザデータの送信は不要であり、基地局２００は制御データのみ送信すれば良い。

図２２は、本実施の形態に係る端末１００の通信制御設定部１０２の内部構成を示すブロック図である。なお、図２２において、実施の形態１（図７）と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。

図２２に示す通信制御設定部１０２において、ノード設定部４６１は、基地局２００から通知される制御情報に従って、端末１００が同時通信を行う際のノード（親ノード又は子ノード）を設定する。

同時通信設定部４６２は、基地局２００から通知される制御情報に従って、端末１００の同時通信時の処理を設定する。例えば、同時通信設定部４６２は、端末１００が親ノードである場合、基地局２００から同時通信時のユーザデータを受信するように、対応する処理部（例えば、無線受信部１０７、復調部１０８など）に対するパラメータを設定し、受信したユーザデータを子ノードとして設定された他の端末へ送信するように、対応する処理部（例えば、変調部１０５、無線送信部１０６）に対するパラメータを設定する。また、同時通信設定部４６２は、端末１００が子ノードである場合、親ノードである他の端末から同時通信時のユーザデータを受信するように、対応する処理部（例えば、無線受信部１０７、復調部１０８など）に対するパラメータを設定する。

次に、図２３は、端末１００のノード設定処理及び同時通信処理を示すシーケンス図である。

図２３では、一例として、図１９に示す基地局２が端末５〜端末７に対して同時通信を行う場合について説明する。

ＳＴ３０１〜ＳＴ３０３では、基地局２は、端末５〜端末７に対して、端末状態（通信状態）の報告を要求する。

ＳＴ３０４〜ＳＴ３０６では、端末５〜端末７は、ＳＴ３０１〜ＳＴ３０３において要求された端末状態を基地局２へ報告する。

ＳＴ３０７では、基地局２は、ＳＴ３０４〜ＳＴ３０６において受け取った端末５〜端末７の端末状態に基づいて、端末５〜端末７の無線リソースを設定する。ＳＴ３０７における無線リソースの設定処理は、実施の形態１と同様である（図１３に示すＳＴ１０５の処理）。ＳＴ３０８〜ＳＴ３１０では、基地局２は、ＳＴ３０７において設定した無線リソースを端末５〜端末７へ通知する。

ＳＴ３１１では、基地局２は、ＳＴ３０４〜ＳＴ３０６において受け取った端末５〜端末７の端末状態に基づいて、端末５〜端末７の同時通信時のノードを設定する。すなわち、基地局２は、端末５〜端末７のうち何れか１つの端末を親ノードに設定し、残りの２つの端末を子ノードに設定する。ＳＴ３１２〜ＳＴ３１４では、基地局２は、ＳＴ３１１において設定したノードを端末５〜端末７へ通知する。

端末５〜端末７がＳＴ３１２〜ＳＴ３１４において受け取ったノードに対応する設定を行うことにより、ノード設定処理が完了する（ＳＴ３１５）。また、ＳＴ３１６では、基地局２と、端末５〜端末７との間の同時通信処理の管理が開始される。

次に、基地局２００（通信制御部２１１）におけるノードの設定方法の詳細について説明する。

図２４は、ノードを決定する際の判定基準及び判定結果を示す。なお、基地局２００は、図２１に示す端末１００の通信状態を、複数の端末毎に一元的に管理している。

図２４に示す通信品質は、例えば、図２１に示す端末から受信する情報である基地局間通信品質又は端末間通信品質、及び、図２１に示す基地局の情報である基地局間通信品質に基づく値である。例えば、通信品質は、‘良’、‘標準’、‘悪’のようにクラス分けされている。

また、図２４に示すデータ情報は、図２１に示す通信内容に示される情報である。例えば、データ情報には、端末１００が送信する信号を参照する他の端末の数（例えば‘多’、‘標準’、‘少’にクラス分け）、端末１００が通信する信号が一斉送信される信号であるか否か、又は、信号の送信元（放送元）が端末１００であるか否か、等が示される。

また、図２４に示す端末位置は、図２１に示す端末位置に基づいて特定される端末１００の位置を示す情報である。例えば、図２４に示す端末位置は、複数の端末が位置するエリアのどの位置（‘中心’、‘端’など）に端末１００が位置しているか、又は、端末１００がどの高さ（‘高’、‘低’など）に位置しているかを示す。

図２４に示すように、通信制御部２１１は、通信品質が‘良’であり、参照する他の端末の数が‘多’（又は最多）である端末１００を親ノードに設定する。こうすることで、多くの端末に参照される信号の送信元である端末１００と、送信先である他の端末とのネットワーク構成を最小限に抑え、必要となる無線リソースの極小化を図ることができる。

また、図２４に示すように、通信制御部２１１は、通信品質が‘良’であり、一斉送信される信号を送信する端末１００を親ノードに設定する。こうすることで、一斉送信信号の送信元である端末１００と、送信先である他の端末とのネットワーク構成を最小限に抑え、必要となる無線リソースの極小化を図ることができる。

このように、同時通信時の信号の送信元（放送元）となる端末１００が親ノードに設定されることにより、同時通信時の端末間通信に要する無線リソースを最小限に抑えることができる。

また、図２４に示すように、通信制御部２１１は、通信品質が‘良’であり、端末位置がエリアの中心（又は最も中心）である端末１００を親ノードに設定する。エリアの中心に位置する端末１００を親ノードとすることにより、エリアの中心に位置する基地局２００から親ノードへの通信、及び、親ノードからエリアの中心から離れた子ノードへの通信を含む全てのノードへの通信において低遅延化を図ることができる。

そして、通信制御部２１１は、例えば、親ノードに設定された端末１００と同時通信を行う他の端末を子ノードに設定する。また、図２４から分かるように、通信制御部２１１は、通信品質が‘悪’である端末１００には、子ノードを設定しやすくしてもよい（図示せず）。通信品質が‘悪’である端末１００が親ノードに設定されてしまうと、当該端末１００と基地局間、又は、当該端末１００と他の端末間での通信環境が劣化し、周波数利用効率が劣化してしまうためである。

以上のようにして、通信制御部２１１は、複数の端末１００が端末間通信を同時に行う場合、複数の端末１００の通信状態に基づいて、複数の端末１００のうち、基地局２００との間でユーザデータの通信を行う親ノード、及び、親ノードとの間のみでユーザデータの通信を行う子ノードを設定する。なお、端末間のみでユーザデータを通信する場合は、基地局２００から親ノードに設定された端末１００に対するユーザデータの送信は不要であり、基地局２００は制御データのみ送信すれば良い。

なお、図２４に示す判定基準に限定されるものではなく、通信制御部２１１は、全体のリソースが削減されるような、又は、通信全体において低遅延化されるような親ノードを設定するという判定基準に基づいて、各端末１００のノード設定を制御すればよい。

また、本実施の形態では、端末間通信の品質を中心にノード設定方法を記載したが、端末間通信以外の通信品質に基づき、ノードを設定することも可能である。また、本実施の形態では、親ノードが一つ、子ノードが複数のスター型のネットワークトポロジを中心にノードの設定方法を記載したが、階層的に複数の親ノードを設定するツリー型のネットワークトポロジ、又は、ネットワーク内に複数の親ノードを設定するメッシュ型のネットワークトポロジとして、親ノード，子ノードを設定することも可能である。

次に、同時通信の一例として、車間衝突検出について説明する。図２５Ａ〜図２５Ｅは、車両又は信号などに設置された端末１〜端末３が交差点付近に位置する場合におけるノード設定の一例を示す。図２５Ａ〜図２５Ｅでは、端末１が親ノードであり、端末２，３が子ノードである。すなわち、図２５Ａ〜図２５Ｅでは、親ノードである端末１は、車間衝突を防止するための信号（衝突防止信号。例えば、交差点に接近する車両の情報）を、子ノードである端末２，３に同時送信する。

例えば、図２５Ａでは、交差点内の衝突防止を目的として、交差点の信号又は監視装置等に端末１が固定されている。すなわち、端末１は、交差点のほぼ中央（エリア中心）に設置され、交差点内にこれから進入してくる端末２，３などと比較して、交差点内の状況をより適切に判断できる位置に設置されている。よって、端末１が、交差点に進入してくる車両に設置された端末２、端末３に対して、衝突防止信号を同時送信することにより、低遅延かつ無線リソースの利用を抑えた同時通信が可能となる。

図２５Ｂでは、右折時の衝突防止を目的として、交差点において右折レーンを走行中の車両に設置された端末１が親ノードに設定される。すなわち、図２５Ｂでは、各車両の走行状態に応じて親ノードが可変となる。すなわち、端末１は、右折する車両の衝突が発生し得るエリアのほぼ中央（エリア中心）に位置し、右折する車両の衝突をより適切に判断できる位置に設置されている。よって、端末１が、右折する車両以外の車両（例えば、交差点付近に停止又は進入してくる車両）に設置された端末２、端末３に対して、自車両が右折することを通知する信号を同時送信することにより、低遅延かつ無線リソースの利用を抑えた同時通信が可能となる。

図２５Ｃでは、緊急車両の走行情報の提供を目的として、交差点に進入してくる緊急車両に設置された端末１が親ノードに設定される。すなわち、端末１は、緊急車両の走行情報の送信元の車両に設置され、緊急車両が交差点に進入した際には交差点のほぼ中央（エリア中心）に位置する。よって、端末１が、緊急車両以外の車両（例えば、交差点付近の車両）に設置された端末２、端末３に対して、緊急車両が交差点に進入することを通知する信号を同時送信することにより、低遅延かつ無線リソースの利用を抑えた同時通信が可能となる。

図２５Ｄでは、左折時の衝突防止を目的として、交差点において左折レーンを減速中の車両に設置された端末１が親ノードに設定される。すなわち、図２５Ｄでは、各車両の走行状態に応じて親ノードが可変となる。すなわち、端末１は、左折する車両の衝突が発生し得るエリアのほぼ中央（エリア中心）に位置し、左折する車両の衝突をより適切に判断できる位置に設置されている。よって、端末１が、左折する車両以外の車両に設置された他の端末（例えば、端末１に後続して交差点に進入してくる車両に設置された端末２、又は、端末１の対向車線において交差点に進入してくる車両に設置された端末３）に対して、自車両が左折することを通知する信号を同時送信することにより、低遅延かつ無線リソースの利用を抑えた同時通信が可能となる。

図２５Ｅでは、出会い頭の衝突防止を目的として、交差点（図２５ＥではＴ字路）において交差点内で制止している車両に設置された端末１が親ノードに設定される。すなわち、図２５Ｅでは、各車両の走行状態に応じて親ノードが可変となる。すなわち、端末１は、出会い頭の衝突が発生しうるエリアの略中央（エリア中心）に位置し、出会い頭の衝突をより適切に判断できる位置に設置されている。よって、端末１が、他の車線を走行中の車両に設置された端末２、端末３に対して、自車両が同じ車線に進入することを通知する信号を同時送信することにより、低遅延かつ無線リソースの利用を抑えた同時通信が可能となる。

以上、同時通信の一例として、車間衝突検出処理を行う場合について説明した。このように、同時通信を行う複数の端末において、エリア中心の端末、参照する端末数の多い信号の送信元に設置された端末が親ノードに設定される。すなわち、同時通信処理の中心となる端末が親ノードに設定されることにより、端末間通信全体における論理パスがより短くなるので、低遅延化及び無線リソースの極小化を図ることができる。

なお、本実施の形態では、車間衝突検出時の信号について説明したが、これに限定されず、例えば、緊急災害速報、公共無線、又は、ファイル交換における同時通信の信号に適用することもできる。

このようにして、本実施の形態によれば、基地局２００は、端末１００の通信状態に基づいて、同時通信を行う端末１００のノード設定を行う。これにより、基地局２００との間においてユーザデータを通信する端末１００（親ノード）数を最小限にし、かつ、端末間通信において効率良い無線リソースの割当が可能となる。よって、本実施の形態によれば、通信システム全体での無線リソースの使用を抑圧することができ、同時通信に要する無線リソースの極小化、及び、同時通信の低遅延化を図ることができる。

（実施の形態４）
図２６は、本実施の形態に係る通信システムにおけるエリア構成の一例を示す。図２６では、実施の形態１（図３）と同一のエリアに加え、ＣＡ１及びＣＡ２のエリア外であって、端末間通信が可能なエリア「ＰＡ４」が含まれる。本実施の形態では、ＰＡ４における端末間通信について説明する。

図２７は、本実施の形態に係る通信システムの全体構成例を示す。図２７では、端末８〜端末１０が図２６に示すＰＡ４内に位置する。すなわち、端末８〜端末１０は、何れも基地局１及び基地局２と接続されていない。

この場合、本実施の形態では、端末８〜端末１０のうち何れか１つの端末（図２７では端末１０）が基地局として動作し、残りの端末（図２７では端末８，９）が端末として動作する。

なお、本実施の形態に係る端末は、実施の形態１〜実施の形態３に係る端末１００と基本構成が共通するので、図５を援用して説明する。ただし、本実施の形態では、端末１００の通信制御設定部１０２の動作が異なる。

また、図２８は、本実施の形態に係る基地局として動作する端末３００（図２７では端末１０）の構成を示すブロック図である。なお、図２８に示す各構成は、実施の形態１（図８）に示す基地局２００の構成と基本的に同一であるので、構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。実施の形態１の基地局２００と比較して、端末３００の通信制御部２１１の動作が異なる。

すなわち、図２７に示す端末８〜端末１０は、端末１００（図５）及び端末３００（図２８）の双方の処理部を具備し、各々の端末がどの無線局（基地局又は端末）として動作するかに応じて、端末１００又は端末３００の処理部が動作する。

図２９は、本実施の形態に係る端末３００の通信制御部２１１の内部構成を示すブロック図である。なお、図２９において、実施の形態１（図１０）と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。

図２９に示す通信制御部２１１において、無線局制御部５６１は、通信状態管理部２０９（図８）から受け取る端末１００の通信状態、又は、基地局状態判定部２１０（図８）から受け取る基地局２００の通信状態に基づいて、端末１００が基地局間通信を実施できない場合又は端末間通信用の信号を受信できない場合、当該端末１００がどの種類の無線局（基地局又は端末）として動作するかを決定する。なお、無線局制御部５６１における無線局設定処理の詳細については後述する。

無線局制御部５６１が決定した端末１００の無線局設定は、例えば、図３０に示すように、「無線局種別」として端末１００へ通知される。すなわち、本実施の形態では、「端末に送信する情報」として、無線局種別が含まれる点が実施の形態１（図１４）と異なる。

図３１は、本実施の形態に係る端末１００の通信制御設定部１０２の内部構成を示すブロック図である。なお、図３１において、実施の形態１（図７）と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。

図３１に示す通信制御設定部１０２において、無線局設定部６６１は、端末３００から通知される制御情報に従って、端末１００が動作する無線局の種別（端末）を設定する。

次に、図３２は、端末３００及び端末１００における無線局設定処理を示すシーケンス図である。

なお、図３２では、一例として、図２７に示す端末８〜端末１０の電源が何れもＯＦＦの状態であるものとする。

ＳＴ４０１では、端末１０の電源がＯＮとなる。ＳＴ４０２では、端末１０は、端末間通信用信号をサーチ（検出）する。端末間通信用信号は、端末間通信を行うための制御情報であって、例えば、端末間通信を行うエリア及び端末間通信を行う端末を特定するための情報などが含まれる。端末間通信用信号は、通常、基地局から端末へ送信されている。

ＳＴ４０３では、端末１０は、ＳＴ４０２でのサーチの結果、端末間通信用信号が検出されないと判断する。つまり、ＳＴ４０１〜ＳＴ４０３では、端末１０は、端末１００（図５）として動作している。なお、端末間通信用信号が検出されないことは、端末１０は基地局間通信を行うことができず、かつ、他の端末が基地局として動作していないことを意味する。

ＳＴ４０３において端末間通信信号が検出されないと判断すると、ＳＴ４０４では、端末１０は、基地局（端末３００）として自立的に動作する。また、端末１０（無線局制御部５６１）は、同一エリアに位置する他の端末８、端末９に対して無線局の種別（端末局）を設定する。ＳＴ４０５及びＳＴ４０６では、端末１０は、ＳＴ４０４において設定した無線局種別を含む端末間通信用信号を端末８及び端末９へ送信する。

一方、端末８及び端末９では、少なくとも、端末１０での電源ＯＮ（ＳＴ４０１）よりも遅いタイミングにおいて電源がＯＮとなる（ＳＴ４０７及びＳＴ４０９）。ＳＴ４０８及びＳＴ４１０では、端末８及び端末９は、端末間通信用信号をサーチし、ＳＴ４０５及びＳＴ４０６において端末１０が送信した端末間通信用信号を受信する。

ＳＴ４１１及びＳＴ４１２では、端末８及び端末９は、ＳＴ４０５及びＳＴ４０６において端末１０（基地局として動作）から受け取った端末間通信用信号を用いて、無線局（端末）の設定を行う。

ＳＴ４１１及びＳＴ４１２において端末８及び端末９が無線局（端末）の設定を行うことにより、端末８〜端末１０での無線局設定が完了する（ＳＴ４１３）。このように、図２７に示すＰＡ４に位置する端末のうち、電源が最初にＯＮされた端末がＰＡ４における基地局として動作する。すなわち、図２７に示すＰＡ４に位置する端末８〜端末９による端末間通信において、端末１０が基地局３００として動作し、端末８、端末９が端末１００として動作する。

ただし、電源ＯＮの動作が複数の端末においてほぼ同時に発生し、これらの端末間での競合動作などによって無線リソースの割当などができない場合も想定される。この場合、例えば、以下の方法により回避することができる。（１）競合動作が発生してから一定時間経過後に端末として動作する端末１００が自動的に電源をＯＦＦ／ＯＮする。ここで、一定時間は、端末１００毎にランダムとすることにより、競合動作を回避することができる。（２）競合動作が発生してから一定時間経過後に基地局として動作する端末３００が自動的に電源をＯＦＦ／ＯＮする。ここで、端末３００は、電源ＯＮ時も再び基地局として動作し、他の基地局として動作する端末と共同して、端末１００への無線リソースを割り当てる。

次に、端末３００（通信制御部２１１）における無線局の設定方法の詳細について説明する。

図３３は、無線局を決定する際の判定基準及び判定結果を示す。

なお、図２４に示す基地局間通信品質及び端末間通信品質は、例えば、図３０に示す端末から受信する情報である基地局間通信品質及び端末間通信品質である。図２４に示す基地局間通信品質及び端末間通信品質は、例えば、信号を受信可能な通信品質（受信レベルなど）の最低値を閾値として、通信品質が閾値未満の場合には‘受信不可’と表され、通信品質が閾値以上の場合には‘受信可’と表される。

例えば、通信制御部２１１は、端末１００の基地局間通信品質が‘受信不可’であり、端末間通信品質が‘受信可’である場合、当該端末１００の無線局種別を「端末」に設定する。一方、通信制御部２１１は、端末１００の基地局間通信品質が‘受信不可’であり、端末間通信品質が‘受信不可’である場合、当該端末１００の無線局種別を「基地局」に設定する。

例えば、図３２では、端末１０が電源ＯＮし、端末８及び端末９が電源ＯＦＦの状態である場合、端末１０は、基地局間通信品質及び端末間通信品質の双方とも‘受信不可’となるので、端末１０は、端末１０が基地局として動作することを決定する。その後、端末８〜端末１０が電源ＯＮの状態である場合、端末８及び端末９は、端末１０から端末間通信用信号が送信されているので、基地局間通信品質が‘受信不可’であるものの、端末間通信品質が‘受信可’となる。よって、端末１０は、端末８及び端末９が端末として動作することを決定する。そして、端末１０は、端末８及び端末９に対して、端末間通信においてどの無線局として動作するかを通知する。

また、図３３から分かるように、端末１００の基地局間通信品質が‘受信可’である場合（図示せず）には、当該端末１００では基地局間通信を行えばよいので、無線局種別を設定する必要がない。

このようにして、本実施の形態によれば、端末３００は、基地局間通信及び端末間通信の何れもできない通信状態である場合には、端末３００自身が基地局として自立的に動作する。こうすることで、基地局間通信及び端末間通信の何れもできないエリアに存在する端末のみでも端末間通信を行うことが可能となる。

以上、本発明の各実施の形態について説明した。

なお、上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はハードウェアとの連携においてソフトウェアでも実現することも可能である。

また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）又は、ＬＳＩ内部の回路セルの接続若しくは設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。

本発明は、移動体通信システムに有用である。

１００，３００ 端末
２００ 基地局
１０１ 通信状態検出部
１０２ 通信制御設定部
１０３，２０８ ユーザデータ処理部
１０４，２０７ ベースバンド信号処理部
１０５，２０５ 変調部
１０６，２０６ 無線送信部
１０７，２０３ 無線受信部
１０８，２０４ 復調部
１０９，２０２ 分離部
１１０，２０１ アンテナ部
１５１ 基地局間通信品質検出部
１５２ 端末間通信品質検出部
１５３ 端末位置検出部
１５４ 通信内容検出部
１５５ 緊急度検出部
１６１ 通信方式設定部
１６２ 無線リソース設定部
１６３ 優先度設定部
２０９ 通信状態管理部
２１０ 基地局状態判定部
２１１ 通信制御部
２５１ 基地局間通信品質管理部
２５２ 端末間通信品質管理部
２５３ 端末位置管理部
２５４ 通信内容管理部
２５５ 緊急度管理部
２６１ 優先度制御部
２６２ 無線リソース制御部
２６３ 通信方式制御部
３６１ ノード制御部
３６２ 同時通信制御部
４６１ ノード設定部
４６２ 同時通信設定部
５６１ 無線局制御部
６６１ 無線局設定部

Claims (15)

1. 基地局を介して通信を行う基地局間通信、及び、他の端末とデータの通信を直接行う端末間通信の双方の通信方式を使用可能な端末の通信状態を一元的に管理する管理部と、
   前記端末の通信状態に基づいて、前記基地局間通信及び前記端末間通信の何れかを、前記端末が使用する通信方式として設定する制御部と、
   前記設定された通信方式を前記端末へ送信する送信部と、
   を具備する基地局。
2. 前記端末の通信状態は、前記端末において測定される前記基地局との間の基地局間通信品質、前記端末において測定される前記他の端末との間の端末間通信品質、前記端末の現在位置、前記端末が通信する信号の内容、又は、前記端末が通信する信号の緊急度、を含む、
   請求項１に記載の基地局。
3. 前記制御部は、前記基地局間通信品質よりも前記端末間通信品質の方が良好である場合、前記端末の通信方式として前記端末間通信を設定する、
   請求項２に記載の基地局。
4. 前記制御部は、前記端末の現在位置を用いて算出される前記端末と前記他の端末との距離が第１の閾値以下であり、かつ、前記端末間通信品質が第２の閾値以上である場合、前記端末の通信方式として前記端末間通信を設定する、
   請求項２に記載の基地局。
5. 前記制御部は、前記信号の内容に示される信号のサイズが第３の閾値以上である場合、前記端末の通信方式として前記端末間通信を設定する、
   請求項２に記載の基地局。
6. 前記制御部は、前記緊急度が第４の閾値以上のレベルである場合、前記端末の通信方式として前記端末間通信を設定する、
   請求項２に記載の基地局。
7. 前記制御部は、
   更に、前記端末の通信状態に基づいて、前記端末に対して、前記基地局間通信の第１の優先度及び前記端末間通信の第２の優先度を設定し、
   前記第１の優先度よりも前記第２の優先度が高い場合、前記端末の通信方式として前記端末間通信を設定する、
   請求項１に記載の基地局。
8. 前記制御部は、更に、前記端末の通信状態に基づいて、前記基地局間通信及び前記端末間通信の何れか一方の通信方式を用いて通信している前記端末の通信方式を、他方の通信方式に切り替える、
   請求項１に記載の基地局。
9. 前記制御部は、前記端末の通信状態において、
   前記端末と前記他の端末との間の距離が第５の閾値未満であって、前記端末と前記他の端末との間の通信ロスが第６の閾値未満であって、前記端末と前記他の端末との間の干渉量が第７の閾値未満である場合、前記基地局間通信を用いて通信している前記端末の通信方式を、前記端末間通信に切り替え、
   前記距離が前記第５の閾値以上、前記通信ロスが前記第６の閾値以上、又は、前記干渉量が前記第７の閾値以上である場合、前記端末間通信を用いて通信している前記端末の通信方式を、前記基地局間通信に切り替える、
   請求項８に記載の基地局。
10. 前記管理部は、複数の前記端末毎に、前記通信状態を管理し、
    前記制御部は、前記複数の端末が前記端末間通信を同時に行う場合、前記複数の端末の通信状態に基づいて、前記複数の端末のうち、前記基地局との間でデータ通信を行う親ノード、及び、前記親ノードとの間のみでデータ通信を行う子ノードを設定する、
    請求項１に記載の基地局。
11. 前記制御部は、前記通信状態に示される前記端末が通信する信号の内容を用いて、前記複数の端末のうち、参照する端末数が最も多い信号を送信する端末を前記親ノードに設定する、
    請求項１０に記載の基地局。
12. 前記制御部は、前記通信状態に示される前記端末が通信する信号の内容を用いて、前記複数の端末のうち、一斉送信される信号を送信する端末を前記親ノードに設定する、
    請求項１０に記載の基地局。
13. 前記制御部は、前記通信状態に示される前記端末の現在位置を用いて、前記複数の端末のうち、前記複数の端末が位置するエリア内の最も中心に位置する端末を前記親ノードに設定する、
    請求項１０に記載の基地局。
14. 前記端末との間の前記基地局の通信状態を判定する判定部、を更に具備し、
    前記制御部は、前記端末の通信状態及び前記基地局の通信状態に基づいて、前記端末が使用する通信方式として設定する、
    請求項１に記載の基地局。
15. 基地局を介して通信を行う基地局間通信、及び、他の端末とデータの通信を直接行う端末間通信の双方の通信方式を使用可能な端末の通信状態を一元的に管理し、
    前記端末の通信状態に基づいて、前記基地局間通信及び前記端末間通信の何れかを、前記端末が使用する通信方式として設定し、
    前記設定された通信方式を前記端末へ送信する、
    通信制御方法。

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