JP6416656B2 - 通信システム - Google Patents

Description

本開示は、複数の端末装置と基地局とを備える通信システムに関する。

従来、基地局装置（ｅＮＢ：evolved NodeB）を介さずに端末（ＵＥ：User Equipment）同士が通信を行なう端末間（D2D: device to device）通信が知られている。Ｄ２Ｄ通信は、D2D Proximity Services (ProSe)とも称される。Proximity Servicesは、非特許文献１〜３に示すとおり、3GPP（3rd Generation Partnership Project）のRelease 12において規格化されている。特に、非特許文献２には、D2D Proximity Servicesにおける近接検知サービスである“Proximity discovery”（以下、「Ｄ２Ｄディスカバリサービス」と称する）が開示されている。

Ｄ２Ｄディスカバリサービスは、Ｄ２Ｄディスカバリ機能を有するＬＴＥ（Long Term Evolution）端末およびD2D Proximity Servicesを利用するアプリケーションプログラムによって実行可能である。また、ｅＮＢがＤ２Ｄディスカバリをサポートする圏内に位置するＵＥ間において近接検知を可能するサービスが検討されている。

Ｄ２Ｄディスカバリサービスでは、D2D Proximity Servicesを利用するアプリケーションプログラムの実行により、ｅＮＢが割り当てたディスカバリ専用の無線リソースプール、あるいは予めＳＩＭ（Subscriber Identity Module）等により設定された無線リソースプールから、ＵＥが任意に１つあるいは複数のリソース（ブロック）を選択し、ディスカバリ信号を送信する。これにより、ＵＥは、他のＵＥに自身の存在を通知する。また、ＵＥは、他のＵＥの存在を発見するために、ディスカバリ用の無線リソースのすべてあるいは一部を受信する。

ディスカバリ信号は、ProSe (Proximity Service) UE IDと、ProSe Application IDとを含む。ProSe Application IDは、アプリケーションプログラム毎に割り当てられた専用のＩＤである。それゆえ、Ｄ２Ｄを利用する複数のアプリケーションプログラムは、それぞれ、ProSe Application IDを含むディスカバリ信号の送信要求を自端末の制御部に行なう。また、各アプリケーションプログラムは、ＵＥにおいて受信された他のＵＥのディスカバリ信号に基づき、同じアプリケーションプログラムを実行している他のＵＥの存在を識別できる。その際、ＵＥは、識別結果をディスプレイに表示させることによって当該ＵＥの利用者に通知する。

Ｄ２Ｄ通信によれば、無線基地局やネットワーク装置を経由しないため、輻輳時にも無線通信端末が発信できる可能性を高めることが期待される。そこで、ネットワーク側の輻輳などによって発信要求が受け付けられない場合でも、Ｄ２Ｄ通信を利用して通信アプリケーションの提供可能性を高めることが検討されている。

たとえば、特開２０１３−２２３１９４号公報（特許文献１）は、Ｄ２Ｄ通信を実行可能な無線通信端末を開示している。無線通信端末は、直接通信に必要となる通信環境の設定情報を含む発信規制を受信する。無線通信端末は、無線アクセスネットワークへの発信が規制されている場合において、通信アプリケーションが直接通信によって実行可能と判定した場合、当該設定情報に基づいて他の無線通信端末との直接通信を実行する。

特開２０１３−２２３１９４号公報

3GPP TR 36.843 V12.0.1 (2014-03): 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Study on LTE Device to Device Proximity Services; Radio Aspects (Release 12) 3GPP TR 23.703 V12.0.0 (2014-02)： 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Study on architecture enhancements to support Proximity-based Services (ProSe) (Release 12) 3GPP TS 23.303 V12.1.0 (2014-06)： 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Proximity-based services (ProSe); Stage 2 (Release 12)

特許文献１の構成では、無線通信端末は、Ｄ２Ｄ通信に必要となる通信環境の設定情報を含む発信規制を基地局から受信することにより、基地局を経由しないＤ２Ｄ通信を開始することが可能である。しかしながら、災害発生時には基地局が輻輳状態となる可能性があり、無線通信端末は基地局からＤ２Ｄ通信に必要となる情報を受信することができない場合も考えられる。したがって、このような場合、特許文献１の構成では、無線通信端末は、Ｄ２Ｄ通信を開始することができないという問題がある。

本開示は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、災害が発生した場合に、複数の端末装置が端末間通信を実行することが可能な通信システムを提供することを目的とする。

ある実施の形態に従うと、基地局と、端末間通信が可能な複数の端末装置とを備えた通信システムが提供される。複数の端末装置の各々は、端末間通信を実行する場合の動作モードとして、基地局により割り当てられた無線リソースを用いる第１のモードと、自端末装置または相手端末装置により割り当てられた無線リソースを用いる第２のモードとを有する。複数の端末装置のうちの第１の端末装置および第２の端末装置の各々は、基地局が構成するセルに在圏している。第１の端末装置は、災害の発生に関する入力を受け付けた場合、動作モードを第２のモードに設定する。

本開示によると、災害が発生した場合に、基地局から端末間通信に関する制御を受けなくても複数の端末装置が端末間通信を実行することが可能となる。

実施の形態１に従う通信システムの全体構成を示す図である。 割当モードを説明するための図である。 実施の形態１において、複数の端末と基地局との間で行なわれる通信処理の一例を説明するためのシーケンス図である。 実施の形態１に従う端末のハードウェア構成を表わすブロック図である。 実施の形態１に従う基地局のハードウェア構成を示すブロック図である。 実施の形態１に従う端末の機能構成を説明するための機能ブロック図である。 実施の形態１に従う基地局の機能構成を示す機能ブロック図である。 実施の形態１に従う端末が実行する処理を示すフローチャートである。 実施の形態１に従う他の端末が実行する処理を示すフローチャートである。 実施の形態２において、複数の端末と基地局との間で行なわれる通信処理の一例を説明するためのシーケンス図である。 実施の形態２に従う端末が実行する処理を示すフローチャートである。 実施の形態２に従う他の端末が実行する処理を示すフローチャートである。 実施の形態３に従う通信システムの全体構成を示す図である。 実施の形態３において、複数の端末と基地局との間で行なわれる通信処理の一例を説明するためのシーケンス図である。 実施の形態３に従う端末が実行する処理を示すフローチャートである。 実施の形態３に従う他の端末が実行する処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。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。なお、以下では、アプリケーションプログラムを、略して、「アプリ」と称する。

［実施の形態１］
＜システムの全体構成＞
（装置構成）
図１は、実施の形態１に従う通信システムの全体構成を示す図である。図１を参照して、実施の形態１に従う通信システムは、たとえば、ＬＴＥに対応する通信システムである。通信システムは、無線端末装置（以下、単に「端末」と称する。）１０，２０と、無線基地局（以下、単に「基地局」と称する。）５０とを含む。基地局５０は、セル５００を構成する。端末１０，２０は、セル５００に在圏している。

端末１０，２０は、ＬＴＥなどの無線アクセス技術に従った無線通信を実行するＵＥである。具体的には、端末１０，２０は、基地局を介さずに、近くに存在する他の端末と、Ｄ２Ｄ通信（端末間通信）を行なうことが可能であり、Ｄ２Ｄディスカバリ機能を有するＬＴＥ端末（ＬＴＥ規格に準拠した携帯端末装置）である。典型的には、端末１０，２０は、スマートフォンである。

端末１０，２０には、Ｄ２Ｄディスカバリサービスを利用するアプリケーションプログラム（以下、「Ｄ２Ｄ対応アプリ」とも称する）が予めインストールされている。なお、Ｄ２Ｄ対応アプリとは、上述したように、D2D Proximity Serviceを利用することが可能なアプリである。Ｄ２Ｄ対応アプリの例としては、たとえば、ＳＮＳ、ゲーム、広告、コミュニケーションアプリなどのアプリが挙げられる。また、端末１０，２０には、たとえば、D2D Proximity Servicesを実行可能な端末の識別子として“ProSe UE ID”が割り振られている。

端末１０，２０は、基地局５０からの無線リソースプールの情報に基づき、Ｄ２Ｄのディスカバリ信号を送信するための無線リソースを任意に選択する。また、端末１０と端末２０とは、基地局５０を介さずに、互いに、ディスカバリ信号の送受信を行なうことが可能である。端末１０および２０の各々は、任意に選択したディスカバリ信号送信用の無線リソースを用いて、自端末の存在を周りの端末に通知するためのディスカバリ信号を送信する。ディスカバリ信号には、典型的には、アプリを識別するためのProSe Application ID、および端末を識別するProSe UE IDが含まれている。

（割当モード）
図２は、割当モードを説明するための図である。具体的には、図２（ａ）は、第１割当モード（以下、Ｍоｄｅ１として図示）について説明するための図である。図２（ｂ）は、第２割当モード（以下、Ｍоｄｅ２として図示）について説明するための図である。図２では、端末１０は送信側端末の一例であり、端末２０は受信側端末の一例である。

図２（ａ）に示すように、第１割当モードでは、基地局を介さずに互いに通信を行なうＤ２Ｄ通信（端末間通信）においてユーザデータの通信に用いる無線リソースを基地局５０が割り当てる。具体的には、基地局５０は、端末１０，２０に対して、Ｄ２Ｄ通信に用いられる無線リソース（Ｄ２Ｄ無線リソース）の中から、Ｄ２Ｄ通信においてユーザデータの通信に用いる無線リソースを割り当てる。基地局５０は、端末１０，２０に対して、割り当てられた無線リソースを通知する（リソース割当）。端末１０は、割り当てられた無線リソースを用いてユーザデータを端末２０に送信する。端末２０は、割り当てられた無線リソースを用いてユーザデータを端末１０から受信する。第１割当モードにおいては、基地局５０は、端末１０，２０および基地局５０間で行われるセルラ通信で用いる無線リソースのうち、基地局５０が管理するセルで報知されるＤ２Ｄ無線リソース以外の無線リソースを端末１０，２０に割り当ててもよい。

これに対して、図２（ｂ）に示すように、第２割当モードでは、Ｄ２Ｄ通信においてユーザデータの通信に用いる無線リソースを端末１０または端末２０が割り当てる。具体的には、端末１０または端末２０は、基地局５０によって管理されるセルから報知されるＤ２Ｄ無線リソースの中から、Ｄ２Ｄ通信においてユーザデータの通信に用いる無線リソースを自律的に割り当てる。ただし、端末１０または端末２０は、予め定められているＤ２Ｄ無線リソースの中から、Ｄ２Ｄ通信においてユーザデータの通信に用いる無線リソースを自律的に割り当てる構成であってもよい。端末１０または端末２０は、他の端末に対して、割り当てられた無線リソースを通知する（リソース割当）。端末１０および端末２０は、割り当てられた無線リソースを用いてユーザデータを互いに送受信する。

このように、実施の形態１に従う通信システムは、Ｄ２Ｄ通信においてユーザデータの通信に用いる無線リソースを割当てる割当モードとして、基地局５０が無線リソースを割当てる第１割当モードと、端末１０または端末２０が無線リソースを割当てる第２割当モードとを有している。換言すると、端末１０および端末２０は、Ｄ２Ｄ通信を実行する場合の動作モードとして、基地局５０から割り当てられた無線リソース（すなわち、第１割当モードで割り当てられた無線リソース）を用いる第１の動作モード（以下、単に「モード１」と称する。）と、自端末または相手端末により割り当てられた無線リソース（すなわち、第２割当モードで割り当てられた無線リソース）を用いる第２の動作モード（以下、単に「モード２」と称する。）とを有する。

＜システムの動作概要＞
ここでは、災害が発生した場合に、端末１０および端末２０がモード２でのＤ２Ｄ通信（自端末または相手端末により割り当てられた無線リソースを用いたＤ２Ｄ通信）を開始する手順について説明する。

図３は、実施の形態１において、複数の端末１０，２０と基地局５０との間で行なわれる通信処理の一例を説明するためのシーケンス図である。なお、以下では、Ｄ２Ｄ通信を行なう複数の端末として、端末１０および端末２０を例に説明するが、３つ以上の端末がＤ２Ｄ通信を行なっている場合であってもよい。また、シーケンスの初期状態では、端末１０と端末２０とは、Ｄ２Ｄ通信を行なっていないものとする。

図３を参照して、基地局５０は、Ｄ２Ｄ無線リソース（プール）を端末１０および端末２０に報知する（シーケンスＳＱ２，ＳＱ４）。端末１０および端末２０は、基地局５０から緊急情報の一例としての緊急地震速報を受信する（シーケンスＳＱ６，ＳＱ８）。緊急情報の配信方式は、ＥＴＷＳ（Earthquake and Tsunami Warning System）、ＣＢＳ（Cell Broadcast Service）などが想定される。なお、緊急情報は、津波予測の情報、台風警報、火災に関する情報など種々の災害に関する情報であってもよい。

端末１０および端末２０は、タッチパネルなどを介してユーザからの指示を受け付けて、災害情報アプリを起動する（シーケンスＳＱ１０，ＳＱ１２）。各端末のユーザは、たとえば、緊急地震速報が表示されたディスプレイを確認して、災害が発生した（またはもうすぐ災害が発生する）と判断して、災害情報アプリを起動するためのボタンを押下する。なお、端末１０および端末２０は、緊急情報を受信したことに基づいて自動的に災害情報アプリを起動するように構成されていてもよい。

災害情報アプリは、Ｄ２Ｄ対応アプリであり、災害に関連する情報（災害関連情報）を配信したり、受信したりすることができるアプリである。具体的には、端末１０および端末２０は、災害情報アプリを起動することによって、動作モードをモード２に設定し、モード２でのＤ２Ｄ通信を開始することが可能となる。

端末１０または端末２０は、基地局５０から報知されたＤ２Ｄ無線リソースの中から、Ｄ２Ｄ通信においてユーザデータの通信に用いる無線リソースを自律的に割り当てて、他の端末に対して、割り当てられた無線リソースを通知する（シーケンスＳＱ１４）。

端末１０は、割り当てられた無線リソースを用いて災害関連情報を端末２０に送信し、端末２０は当該無線リソースを用いて送信されている災害関連情報を受信する（シーケンスＳＱ１６）。具体的には、端末２０は、割り当てられた無線リソースを検出して、当該無線リソースに災害関連情報があれば、当該災害関連情報を受信する。端末２０は、災害関連情報をディスプレイに表示したり、スピーカから出力したりする。

災害関連情報は、災害に関連する各種情報であり、たとえば、Ｄ２Ｄ通信可能なエリアでの災害発生時の避難場所、避難経路、配給、給水の施設情報を含む。具体例として、災害関連情報を配信する側の端末１０のユーザとしては、地方自治体、警察、消防機関などの職員が想定され、端末２０のユーザとしては、近隣住民が想定される。

上記シーケンスでは、基地局５０が、Ｄ２Ｄ無線リソースを端末１０および端末２０に報知（シーケンスＳＱ２，ＳＱ４）する構成について説明したが、端末１０および端末２０は、予め定められたＤ２Ｄ無線リソースをメモリに記憶していてもよい。この場合、シーケンスＳＱ１４において、端末１０または端末２０は、メモリに記憶された予め定められているＤ２Ｄ無線リソースの中から、Ｄ２Ｄ通信においてユーザデータの通信に用いる無線リソースを自律的に割り当てて、他の端末に対して、割り当てられた無線リソースを通知する。

上記シーケンスでは、端末１０，２０が、基地局５０から緊急情報を受信することにより、各端末のユーザが災害の発生を判断して災害情報アプリを起動する構成について説明したが、当該構成に限られない。たとえば、各端末のユーザは、テレビ、防災無線の放送などにより緊急情報を確認した場合、あるいは自身が地震、火災などの災害を体感した場合に、災害が発生したと判断して災害情報アプリを起動してもよい。

また、Ｄ２Ｄ無線リソースは、災害情報アプリに記憶されていてもよい。この場合、災害情報アプリが起動されているときに、当該Ｄ２Ｄ無線リソースが使用可能となる。具体的には、災害情報アプリを起動している端末は、当該災害情報アプリに記憶されているＤ２Ｄ無線リソースの中から、Ｄ２Ｄ通信においてユーザデータの通信に用いる無線リソースを自律的に割り当てる。これにより、当該端末は、災害情報アプリを起動している他の端末との通信が可能になる。

上記シーケンスでは、緊急情報を受信する前（災害が発生する前）においては、端末１０および端末２０がＤ２Ｄ通信を実行していない構成について説明したが、モード１でのＤ２Ｄ通信（基地局５０から割り当てられた無線リソースを用いたＤ２Ｄ通信）を実行している構成であってもよい。

具体的には、基地局５０は、端末１０および端末２０に対して、シーケンスＳＱ２，ＳＱ４において報知したＤ２Ｄ無線リソースの中から、Ｄ２Ｄ通信においてユーザデータの通信に用いる無線リソースを割り当てて、割り当てられた無線リソースを端末１０および端末２０に通知する。端末１０は、割り当てられた無線リソースを用いてユーザデータを端末２０に送信し、端末２０は、割り当てられた無線リソースを用いてユーザデータを端末２０から受信する。そして、端末１０および端末２０は、基地局５０から緊急情報を受信（シーケンスＳＱ６，ＳＱ８）した後、災害情報アプリを起動する（シーケンスＳＱ１０，ＳＱ１２）。この場合、モード１で動作している端末１０および端末２０は、災害情報アプリを起動することによって、モード１からモード２に動作モードを切り替えて、モード２でのＤ２Ｄ通信を開始することが可能となる。

このように、災害の発生時には、各端末は、Ｄ２Ｄ無線リソースの中から、Ｄ２Ｄ通信においてユーザデータの通信に用いる無線リソースを自律的に割り当てるモード２でのＤ２Ｄ通信を開始する。これにより、各端末は、災害発生時に、基地局からＤ２Ｄ通信に関する制御を受ける必要がないため、基地局が輻輳しているような場合であっても速やかにＤ２Ｄ通信を開始することができる。

＜ハードウェア構成＞
（端末）
図４は、実施の形態１に従う端末１０のハードウェア構成を表わすブロック図である。図４を参照して、端末１０は、主たる構成要素として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１５２と、メモリ１５４と、タッチパネル１５６と、ディスプレイ１５８と、無線通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１６０と、メモリインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１６４と、スピーカ１６６と、ＧＰＳ（Global Positioning System）コントローラ１６８と、バッテリ１７０とを含む。なお、端末２０のハードウェア構成は、端末１０のハードウェア構成と同じである。

ＣＰＵ１５２は、メモリ１５４に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、端末１０の各部の動作を制御する制御部として機能する。ＣＰＵ１５２は、当該プログラムを実行することによって、後述する端末１０の処理（ステップ）の各々を実現する。

メモリ１５４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、フラッシュメモリなどによって実現される。メモリ１５４は、ＣＰＵ１５２によって実行されるプログラム、またはＣＰＵ１５２によって用いられるデータなどを記憶する。

タッチパネル１５６は、表示部としての機能を有するディスプレイ１５８上に設けられており、たとえば、静電容量方式タイプである。タッチパネル１５６は、所定時間毎に外部物体によるタッチパネル１５６へのタッチ操作を検知し、タッチ座標をＣＰＵ１５２に入力する。

無線通信インターフェイス１６０は、通信アンテナ１６２に接続されている。通信アンテナ１６２および無線通信インターフェイス１６０は、たとえば、基地局５０を介したセルラ通信や他の端末とのＤ２Ｄ通信に用いられる。

メモリインターフェイス１６４は、外部の記憶媒体１６５からデータを読み出す。ＣＰＵ１５２は、メモリ１５４からデータを読み出して、メモリインターフェイス１６４を介して当該データを外部の記憶媒体１６５に格納する。なお、記憶媒体１６５としては、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＢＤ（Blu-ray（登録商標） Disc）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、ＳＤ（Secure Digital）メモリカードなどの不揮発的にプログラムを格納する媒体が挙げられる。

スピーカ１６６は、ＣＰＵ１５２からの指示に従って音声を出力する。たとえば、スピーカ１６６は、ユーザに災害を報知するためのアラームを出力する。

ＧＰＳコントローラ１６８は、ＧＰＳ信号または基地局からの位置信号（測位信号）を受信して端末１０の位置情報を取得する。ＧＰＳコントローラ１６８は、取得した端末１０の位置情報をＣＰＵ１５２に入力する。

バッテリ１７０は、充放電可能な電力貯蔵要素であり、代表的にはリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池で構成される。

なお、端末１０は、ユーザからの指示を受け付けるためのボタン、端末１０に対する発話を受け付けるマイクを含んでいてもよい。

（基地局５０）
図５は、実施の形態１に従う基地局５０のハードウェア構成を示すブロック図である。図５を参照して、基地局５０は、主たる構成要素として、各種処理を実行するためのＣＰＵ２０２と、ＣＰＵ２０２によって実行されるプログラム、データなどを格納するためのメモリ２０４と、無線通信網を介してセル５００に在圏する装置と各種データを送受信するための無線通信（Ｉ／Ｆ）２０６および通信アンテナ２０８と、他の装置と有線通信するための有線通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２１０とを含む。ＣＰＵ２０２は、メモリ２０４に格納されたプログラムを実行することによって、基地局５０の処理の各々を実現する。

＜機能構成＞
（端末）
図６は、実施の形態１に従う端末１０の機能構成を示す機能ブロック図である。図６を参照して、端末１０は、主たる機能構成として、アプリ実行部１０２と、Ｄ２Ｄ通信管理部１０４と、記憶部１０６と、緊急情報管理部１０８と、無線通信部１１０とを含む。これらの機能は、主に、端末１０のＣＰＵ１５２がメモリ１５４に格納されたプログラムを実行し、端末１０の構成要素へ指令を与えることなどによって実現される。これらの機能構成の一部または全部はハードウェアで実現されていてもよい。また、端末１０は、メモリ１５４に相当する記憶部１０６を含む。なお、端末２０の機能構成は、以下に説明する端末１０の機能構成と同じである。

アプリ実行部１０２は、記憶部１０６に予め記憶されているＤ２Ｄ対応のアプリ（たとえば、災害情報アプリ）を記憶部１０６から読出し、当該アプリを実行する。アプリ実行部１０２は、ユーザ操作を受け付けてアプリを起動する。アプリ実行部１０２は、緊急情報管理部１０８により緊急情報が受信された場合に自動的にアプリを起動してもよい。

Ｄ２Ｄ通信管理部１０４は、Ｄ２Ｄ通信に関する各種の処理を管理する。具体的には、Ｄ２Ｄ通信管理部１０４は、災害の発生に関する入力を受け付けた場合、Ｄ２Ｄ通信を実行する場合の動作モードをモード２に設定する。災害の発生に関する入力には、災害が発生したときに使用されるアプリ（たとえば、災害情報アプリ）を起動するための入力を含む。すなわち、Ｄ２Ｄ通信管理部１０４は、アプリ実行部１０２により災害情報アプリが起動された場合に、動作モードをモード２に設定する。

なお、Ｄ２Ｄ通信管理部１０４は、災害情報アプリの起動に基づいて動作モードを設定する構成でなくてもよい。たとえば、Ｄ２Ｄ通信管理部１０４は、災害の発生に関する入力として、外部装置（たとえば、基地局５０）から緊急情報の入力（受信）や、ユーザから災害発生を検知した旨の情報の入力を受け付けた場合に、当該動作モードをモード２に設定してもよい。

別の局面において、Ｄ２Ｄ通信管理部１０４は、端末１０がモード１で動作しているときに（端末１０が他の端末とモード１でのＤ２Ｄ通信を実行中に）、災害に関する入力を受け付けた場合には、動作モードをモード１からモード２に切り替える。

記憶部１０６は、ＯＳ、各種のアプリケーションソフトウェア、各種のデータを格納している。たとえば、記憶部１０６は、Ｄ２Ｄ通信で使用可能な無線リソース情報を記憶している。緊急情報管理部１０８は、無線通信部１１０を介して緊急情報を受信する。

無線通信部１１０は、アンテナからデータを送信するため各種の処理、アンテナで受信した信号を受信するための各種の処理を行なう。

（基地局）
図７は、実施の形態１に従う基地局５０の機能構成を説明するための機能ブロック図である。図７を参照して、基地局５０は、主たる機能構成として、通信制御部５０２と、緊急情報制御部５０６と、無線通信部５０８とを含む。これらの機能は、主に、基地局５０のＣＰＵ２０２がメモリ２０４に格納されたプログラムを実行し、基地局５０の構成要素へ指令を与えることなどによって実現される。これらの機能構成の一部または全部はハードウェアで実現されていてもよい。また、基地局５０は、メモリ２０４に相当する記憶部５０４を含む。

通信制御部５０２は、端末１０および端末２０との間の通信を制御する。無線通信部５０８は、アンテナからデータを送信するための各種の処理、アンテナで受信した信号を受信するための各種の処理を行なう。

記憶部５０４は、ＯＳ、各種のアプリケーションソフトウェア、各種のデータを格納している。たとえば、記憶部５０４は、セル５００に在圏する各端末の位置情報、識別情報などを記憶する。

緊急情報制御部５０６は、気象庁などから配信される緊急情報を受信すると、この緊急情報を記憶部５０４に記憶する。緊急情報制御部５０６は、緊急情報をセル５００に在圏する各端末に送信する。

＜処理手順＞
端末１０および端末２０の各装置で行なわれる処理について具体的に説明する。

（端末１０）
図８は、実施の形態１に従う端末１０が実行する処理の一例を示すフローチャートである。以下の各ステップは、端末１０のＣＰＵ１５２がメモリ１５４に格納されたプログラムを実行することによって実現される。

図８を参照して、端末１０は、基地局５０に自端末の位置を通知して、基地局５０との通信を開始する（ステップＳ２）。端末１０は、Ｄ２Ｄ通信に必要な制御情報を基地局５０から受信する（ステップＳ４）。制御情報は、無線通信網を利用したＤ２Ｄ通信を許可するための許可情報、およびＤ２Ｄ通信に必要となる通信環境の設定情報を含んでいてもよい。設定情報には、Ｄ２Ｄ通信で許容される周波数帯などの無線リソースの他に、無線信号の電波強度、端末の発信タイミング（Ｄ２Ｄ通信の実行タイミング）、相手（着信側）端末の識別子（電話番号、端末識別子及び加入者識別子など）を含んでいてもよい。

端末１０は、気象庁などから配信される緊急地震速報を基地局５０を介して受信したか否かを判断する（ステップＳ６）。端末１０は、緊急地震速報を受信していない場合には（ステップＳ６においてＮＯ）、ステップＳ６の処理を繰り返す。端末１０は、緊急地震速報を受信していない場合には（ステップＳ６においてＮＯ）、ステップＳ６の処理を繰り返す。

端末１０は、ユーザからの指示を受け付けて災害情報アプリを起動する（ステップＳ８）。具体的には、端末１０は、災害情報アプリを起動することによって、動作モードをモード２に設定する。これにより、端末１０は、モード２でのＤ２Ｄ通信を実行可能な状態となる。

端末１０は、タッチパネル１５６を介して、他の端末に配信するための災害関連情報の入力を受け付けたか否かを判断する（ステップＳ１０）。端末１０は、災害関連情報の入力を受け付けていない場合には（ステップＳ１０においてＮＯ）、ステップＳ１０の処理を繰り返す。端末１０は、災害関連情報の入力を受け付けた場合には（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、モード２でのＤ２Ｄ通信により災害関連情報を送信する（ステップＳ１２）。具体的には、端末１０は、基地局５０から受信したＤ２Ｄ無線リソースの中から、Ｄ２Ｄ通信においてユーザデータの通信に用いる無線リソースを自律的に割り当てて相手端末（たとえば、端末２０）に通知する。端末１０は、当該割り当てられた無線リソースを用いて災害関連情報を送信する。

（端末２０）
図９は、実施の形態１に従う端末２０が実行する処理の一例を示すフローチャートである。以下の各ステップは、端末２０のＣＰＵ１５２がメモリ１５４に格納されたプログラムを実行することによって実現される。

図９を参照して、端末２０は、基地局５０に自端末の位置を通知して、基地局５０との通信を開始する（ステップＳ２２）。端末２０は、Ｄ２Ｄ通信に必要な制御情報を基地局５０から受信する（ステップＳ２４）。

端末２０は、緊急地震速報を基地局５０を介して受信したか否かを判断する（ステップＳ２６）。端末２０は、緊急地震速報を受信していない場合には（ステップＳ２６においてＮＯ）、ステップＳ２６の処理を繰り返す。端末２０は、緊急地震速報を受信した場合には（ステップＳ２６においてＹＥＳ）、ユーザからの指示を受け付けて災害情報アプリを起動する（ステップＳ２８）。具体的には、端末２０は、災害情報アプリを起動することによって、動作モードをモード２に設定する。これにより、端末２０は、モード２でのＤ２Ｄ通信を実行可能な状態となる。

端末２０は、端末１０から割り当てられた無線リソースを用いて災害関連情報を受信したか（災害関連情報の配信があるか）否かを判断する（ステップＳ３０）。端末２０は、災害関連情報を受信していない場合には（ステップＳ３０においてＮＯ）、ステップＳ３０の処理を繰り返す。端末２０は、災害関連情報を受信した場合には（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、当該災害関連情報をディスプレイ１５８に表示する。端末２０は、災害関連情報をスピーカ１６６から音声出力してもよい。

＜利点＞
実施の形態１によると、災害の発生時には、各端末は、自端末または相手端末により自律的に割り当てた無線リソースを用いるモードでＤ２Ｄ通信を実行する。そのため、各端末は、災害発生時に、基地局からＤ２Ｄ通信に必要な情報を受信しなくても（基地局から端末間通信に関する制御を受けなくても）Ｄ２Ｄ通信を開始することができる。これにより、各端末は、災害発生時において、自端末と相手端末とのＤ２Ｄ通信を安定して行なうことが可能となるため、災害関連情報を相手端末に送信したり、災害関連情報を相手端末から受信したりすることができる可能性が高くなる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、端末２０は、緊急情報の受信などにより災害を検知する構成について説明した。実施の形態２では、端末１０がＤ２Ｄのディスカバリ信号を用いて端末２０に災害の発生を通知する構成について説明する。

＜システムの全体構成＞
実施の形態２に従う通信システムの装置構成および割当モードは、それぞれ実施の形態１に従う通信システムの装置構成および割当モードと同様である。ただし、実施の形態１に従う端末１０，２０と区別するために、実施の形態２に従う端末１０および端末２０をそれぞれ「端末１０Ａ」および「端末２０Ａ」と称する。

＜システムの動作概要＞
ここでは、災害が発生した場合に、端末１０Ａおよび端末２０Ａがモード２でのＤ２Ｄ通信を開始する手順について説明する。図１０は、実施の形態２において、複数の端末１０Ａ，２０Ａと基地局５０との間で行なわれる通信処理の一例を説明するためのシーケンス図である。

図１０を参照して、シーケンスＳＱ２〜ＳＱ６の処理は、図２の処理と同じであるため、ここでは説明を繰り返さない。端末１０Ａは、タッチパネルなどを介してユーザからの指示を受け付けて、災害情報アプリを起動する（シーケンスＳＱ２４）。これにより、端末１０Ａは、モード２でのＤ２Ｄ通信を実行可能な状態となる。

端末１０Ａは、災害の発生を通知するための災害通知情報を、自端末の存在を相手端末に通知するためのディスカバリ信号に含めて送信する（シーケンスＳＱ２６）。すなわち、端末１０Ａから送信されるディスカバリ信号には、上述したProSe Application IDおよび端末を識別するProSe UE IDと、災害を通知するための災害通知情報とが含まれる。

端末２０Ａは、災害通知情報が含まれているディスカバリ信号を受信すると、自動的に災害情報アプリを起動する（シーケンスＳＱ２８）。なお、端末２０Ａは、災害通知情報が含まれているディスカバリ信号を受信した場合に、災害通知情報をディスプレイ１５８に表示して、ユーザに災害が発生した（またはもうすぐ災害が発生する）ことを確認させてもよい。この場合、端末２０Ａは、タッチパネルなどを介してユーザからの指示を受け付けて、災害情報アプリを起動する。これにより、端末２０Ａは、モード２でのＤ２Ｄ通信を実行可能な状態となる。

そして、シーケンスＳＱ１４，ＳＱ１６の処理が実行される。シーケンスＳＱ１４，ＳＱ１６の処理は、図２の処理と同じであるため、ここでは説明を繰り返さない。

＜処理手順＞
端末１０Ａおよび端末２０Ａの各装置で行なわれる処理について具体的に説明する。

（端末１０Ａ）
図１１は、実施の形態２に従う端末１０Ａが実行する処理の一例を示すフローチャートである。以下の各ステップは、端末１０ＡのＣＰＵ１５２がメモリ１５４に格納されたプログラムを実行することによって実現される。

図１１を参照して、ステップＳ２〜Ｓ８の処理は、図８の処理と同じであるため、その詳細な説明は繰り返さない。端末１０Ａは、災害情報アプリを起動して（ステップＳ８）、災害の発生を通知するための災害通知情報を含むディスカバリ信号（災害情報エクスプレッション）を送信する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０，Ｓ１２の処理は、図８の処理と同じであるため、その詳細な説明は繰り返さない。

（端末２０Ａ）
図１２は、実施の形態２に従う端末２０Ａが実行する処理の一例を示すフローチャートである。以下の各ステップは、端末２０ＡのＣＰＵ１５２がメモリ１５４に格納されたプログラムを実行することによって実現される。

図１２を参照して、ステップＳ２２，Ｓ２４の処理は、図９の処理と同じであるため、その詳細な説明は繰り返さない。端末２０Ａは、災害情報アプリを起動して（ステップＳ２８）、災害情報エクスプレッションを受信したか否かを判断する（ステップＳ２０２）。端末２０Ａは、災害情報エクスプレッションを受信していない場合には（ステップＳ２０２においてＮＯ）、ステップＳ２０２の処理を繰り返す。端末２０Ａは、災害情報エクスプレッションを受信した場合には（ステップＳ２０２においてＹＥＳ）、ステップＳ２８〜Ｓ３２の処理を実行する。ステップＳ２８〜Ｓ３２の処理は、図８の処理と同じであるため、その詳細な説明は繰り返さない。

＜利点＞
実施の形態２によると、端末は、周辺の他の端末から災害情報エクスプレッションを受信することにより、災害の発生を検知することができる。そのため、災害の発生時に、端末が緊急情報を受信できないような場合であっても、モード２でのＤ２Ｄ通信を開始することができる。

［実施の形態３］
実施の形態３では、基地局５０のセル５００に在圏する端末と、セル５００に在圏しなくなった端末との間でＤ２Ｄ通信を実行する構成について説明する。

＜システムの全体構成＞
図１３は、実施の形態３に従う通信システムの全体構成を示す図である。図１３を参照して、実施の形態３に従う通信システムの装置構成および割当モードは、それぞれ実施の形態１に従う通信システムの装置構成および割当モードと同様である。ただし、実施の形態１に従う端末１０，２０と区別するために、実施の形態３に従う端末１０および端末２０をそれぞれ「端末１０Ｂ」および「端末２０Ｂ」と称する。また、実施の形態３では、端末１０Ｂ，２０Ｂとは別の端末として、端末３０Ｂを含む。端末３０Ｂは、端末１０Ｂ，２０Ｂと同じ機能を有する端末である。

＜システムの動作概要＞
ここでは、災害が発生した場合に、セル５００に在圏する端末１０Ｂと、セル５００に在圏しない端末３０Ｂとがモード２でのＤ２Ｄ通信を開始する手順について説明する。

図１４は、実施の形態３において、複数の端末１０Ｂ，３０Ｂと基地局５０との間で行なわれる通信処理の一例を説明するためのシーケンス図である。

図１４を参照して、基地局５０は、Ｄ２Ｄ無線リソースを端末１０Ｂおよび端末３０Ｂに報知する（シーケンスＳＱ２，ＳＱ４０）。この時点では、端末３０Ｂは、基地局５０が構成するセル５００に在圏していたものとする。

端末１０Ｂは、基地局５０から緊急地震速報を受信する（シーケンスＳＱ６）。この時点では、端末３０Ｂは、基地局５０が構成するセル５００に在圏していないため、緊急地震速報を受信することができない。

端末１０Ｂおよび端末３０Ｂは、タッチパネルなどを介してユーザからの指示を受け付けて、災害情報アプリを起動する（シーケンスＳＱ１０，ＳＱ４２）。たとえば、端末３０Ｂのユーザは、テレビ、防災無線の放送などを介して緊急情報を確認した場合、あるいは自身が地震を体感した場合に、災害が発生したと判断して災害情報アプリを起動する。これにより、端末１０Ｂは、モード２でのＤ２Ｄ通信を実行可能な状態（動作モードがモード２に設定される）となる。端末３０Ｂは、モード２でのＤ２Ｄ通信を実行するために他の端末から送信される同期信号を探索可能な状態となる。

端末１０Ｂは、セル５００に在圏しない他の端末とモード２でのＤ２Ｄ通信を行なうために、同期信号を送信する（シーケンスＳＱ４４）。具体的には、端末１０Ｂは、セル５００に在圏しているため基地局５０から同期信号を受信できるが、セル５００に在圏しない他の端末は同期信号を基地局５０から受信できない。そのため、端末１０Ｂは、セル５００に在圏しない他の端末に同期信号を送信することによって、当該他の端末と送受信タイミング同期を取ってＤ２Ｄ通信の開始を試みる。なお、端末１０Ｂは、災害情報アプリの起動後、周期的に同期信号を送信する。

端末１０Ｂは、基地局５０から報知されたＤ２Ｄ無線リソースの中から、Ｄ２Ｄ通信においてユーザデータの通信に用いる無線リソースを自律的に割り当てて、他の端末（ここでは、端末３０Ｂ）に対して、割り当てられた無線リソースを通知する（シーケンスＳＱ４６）。端末１０Ｂは、割り当てられた無線リソースを用いて災害関連情報を端末３０Ｂに送信し、端末３０Ｂは当該無線リソースを用いて送信されている災害関連情報を受信する（シーケンスＳＱ４８）。

上記シーケンスでは、端末３０Ｂは、ユーザからの指示を受け付けることにより、災害情報アプリを起動する構成について説明したが、当該構成に限られない。たとえば、実施の形態２で説明したように、端末３０Ｂは、端末１０Ｂから送信された災害情報エクスプレッションを受信した場合に、災害情報アプリを起動する構成であってもよい。

＜処理手順＞
端末１０Ｂおよび端末３０Ｂの各装置で行なわれる処理について具体的に説明する。

（端末１０Ｂ）
図１５は、実施の形態３に従う端末１０Ｂが実行する処理の一例を示すフローチャートである。以下の各ステップは、端末１０ＢのＣＰＵ１５２がメモリ１５４に格納されたプログラムを実行することによって実現される。

図１５を参照して、ステップＳ２〜Ｓ８の処理は、図８の処理と同じであるため、その詳細な説明は繰り返さない。端末１０Ｂは、災害情報アプリを起動すると（ステップＳ８）、セル５００に在圏しない他の端末とＤ２Ｄ通信を行なうための同期信号を送信する（ステップＳ１１２）。端末１０Ｂは、災害情報アプリの起動後、周期的に同期信号を送信する。ステップＳ１０，Ｓ１２の処理は、図８の処理と同じであるため、その詳細な説明は繰り返さない。

（端末３０Ｂ）
図１６は、実施の形態３に従う端末３０Ｂが実行する処理の一例を示すフローチャートである。以下の各ステップは、端末３０ＢのＣＰＵ１５２がメモリ１５４に格納されたプログラムを実行することによって実現される。なお、端末３０Ｂは、セル５００には在圏していないものとする。そのため、端末３０Ｂのユーザは、テレビ、防災無線の放送などを介して緊急情報を確認した場合、あるいは自身が地震を体感した場合に、災害が発生したと判断するものとする。

図１６を参照して、端末３０Ｂは、ユーザからの指示を受け付けて災害情報アプリを起動する（ステップＳ４２）。これにより、端末３０Ｂは、動作モードがモード２に設定され、モード２でのＤ２Ｄ通信を他の端末（ここでは、端末１０Ｂ）と行なうために当該他の端末から送信される同期信号を探索することができる。

端末３０Ｂは、同期信号を受信したか（同期信号を探索できたか）否かを判断する（ステップＳ４４）。端末３０Ｂは、同期信号を受信していない場合には（ステップＳ４４においてＮＯ）、ステップＳ４４の処理を繰り返す。端末３０Ｂは、同期信号を受信した場合には（ステップＳ４４においてＹＥＳ）、モード２でのＤ２Ｄ通信を開始可能な状態に移行する（ステップＳ４６）。すなわち、端末３０Ｂがモード２で動作しているときに同期信号を受信した場合、端末１０Ｂと端末３０Ｂとは、モード２でのＤ２Ｄ通信を実行する。

端末３０Ｂは、端末１０Ｂから割り当てられた無線リソースを用いて災害関連情報が配信されているか（受信できたか）否かを判断する（ステップＳ４８）。端末３０Ｂは、災害関連情報を受信できていない場合には（ステップＳ４８においてＮＯ）、ステップＳ４８の処理を繰り返す。端末３０Ｂは、災害関連情報を受信できた場合には（ステップＳ４８においてＹＥＳ）、当該災害関連情報をディスプレイ１５８に表示する（ステップＳ５０）。端末３０Ｂは、災害関連情報をスピーカから音声出力してもよい。

＜利点＞
実施の形態３によると、災害の発生時に、セルに在圏する端末は、セルに在圏しない端末に同期信号を送信する。そのため、セルに在圏しない端末が同期信号を受信することができれば、セルに在圏する端末とセルに在圏しない端末とが、モード２でのＤ２Ｄ通信を実行することができる。

［その他の実施の形態］
なお、コンピュータを機能させて、上述のフローチャートで説明したような制御を実行させるプログラムを提供することもできる。このようなプログラムは、コンピュータに付属するフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびメモリカードなどの一時的でないコンピュータ読取り可能な記録媒体にて記録させて、プログラム製品として提供することもできる。あるいは、コンピュータに内蔵するハードディスクなどの記録媒体にて記録させて、プログラムを提供することもできる。また、ネットワークを介したダウンロードによって、プログラムを提供することもできる。

プログラムは、コンピュータのオペレーティングシステム（ＯＳ）の一部として提供されるプログラムモジュールのうち、必要なモジュールを所定の配列で所定のタイミングで呼出して処理を実行させるものであってもよい。その場合、プログラム自体には上記モジュールが含まれずＯＳと協働して処理が実行される。このようなモジュールを含まないプログラムも、本実施の形態にかかるプログラムに含まれ得る。

また、本実施の形態にかかるプログラムは他のプログラムの一部に組込まれて提供されるものであってもよい。その場合にも、プログラム自体には上記他のプログラムに含まれるモジュールが含まれず、他のプログラムと協働して処理が実行される。このような他のプログラムに組込まれたプログラムも、本実施の形態にかかるプログラムに含まれ得る。

上述の実施の形態として例示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能である。

また、上述した実施の形態において、他の実施の形態で説明した処理や構成を適宜採用して実施する場合であってもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、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。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，２０，２０Ａ，２０Ｂ，３０Ｂ 端末、５０ 基地局、１０２ アプリ実行部、１０４ 通信管理部、１０６，５０４ 記憶部、１０８ 緊急情報管理部、１１０，５０８ 無線通信部、１５２，２０２ ＣＰＵ、１５４，２０４ メモリ、１５６ タッチパネル、１５８ ディスプレイ、１６０ 無線通信インターフェイス、１６２，２０８ 通信アンテナ、１６４ メモリインターフェイス、１６５ 記憶媒体、１６６ スピーカ、１６８ ＧＰＳコントローラ、１７０ バッテリ、５００ セル、５０２ 通信制御部、５０６ 緊急情報制御部。

Claims (4)

1. 基地局と、端末間通信が可能な複数の端末装置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、前記端末間通信を実行する場合の動作モードとして、前記基地局により割り当てられた無線リソースを用いる第１のモードと、自端末装置または相手端末装置により割り当てられた無線リソースを用いる第２のモードとを有し、
   前記複数の端末装置のうちの第１の端末装置および第２の端末装置の各々は、前記基地局が構成するセルに在圏しており、
   前記第１の端末装置は、災害の発生に関する入力を受け付けた場合、前記動作モードを前記第２のモードに設定し、
   前記第１の端末装置は、前記災害の発生を通知するための災害通知情報を、自端末装置の存在を通知するためのディスカバリ信号に含めて送信する、通信システム。
2. 前記第２の端末装置は、前記災害の発生に関する入力を受け付けた場合、前記動作モードを前記第２のモードに設定する、請求項１に記載の通信システム。
3. 前記第１の端末装置および前記第２の端末装置の各々は、前記第１のモードで動作しているときに前記災害に関する入力を受け付けた場合には、前記第１のモードから前記第２のモードに切り替える、請求項１または２に記載の通信システム。
4. 前記第１の端末装置は、前記複数の端末装置のうち前記セルに在圏しない第３の端末装置と前記端末間通信を行なうための同期信号を送信し、
   前記第３の端末装置が、前記第２のモードで動作しているときに前記同期信号を受信した場合、前記第１の端末装置と前記第３の端末装置とは、前記第２のモードでの前記端末間通信を実行する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信システム。

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