(57)【要約】      （修正有）【課題】基地局を介することなく無線端末同士で周波数割り当てを決定しても、干渉を回避することが可能な携帯端末を提供する。【解決手段】他の無線端末と基地局を介して通信可能であり、また基地局を介さずに直接通信可能な無線端末１００において、自機が通信相手の無線端末との直接通信に割り当てた周波数を報知する使用周波数報知部１１６と、他の無線端末の使用周波数報知部から報知された周波数を記憶する記憶部１４０とを備え、自機が直接通信を開始する際に記憶部１４０を参照し、他の無線端末から報知された周波数を避けて自機が使用する周波数を割り当てる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の無線端末と基地局を介して通信可能であり、また基地局を介さずに直接通信可能な無線端末において、
自機が通信相手の無線端末との直接通信に割り当てた周波数を報知する使用周波数報知部と、
他の無線端末の使用周波数報知部から報知された周波数を記憶する記憶部とを備え、
自機が直接通信を開始する際に前記記憶部を参照し、他の無線端末から報知された周波数を避けて自機が使用する周波数を割り当てることを特徴とする無線端末。
【請求項２】
前記無線端末は、直接通信の継続中に電波の干渉を監視し、干渉が発生していた場合には再割当を実行することを特徴とする請求項１に記載の無線端末。
【請求項３】
前記無線端末は、他の無線端末の使用周波数報知部から周波数が報知されたときに、該周波数が自機が直接通信に使用している周波数と重複している場合には、前記他の無線端末に対して周波数変更を申告することを特徴とする請求項１または２に記載の無線端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局を介さずに端末同士で直接通信可能な携帯端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、基地局を介さずに携帯電話等の無線端末同士を直接通信させるＤ２Ｄ（Device to Device）の実用化が検討されている（例えば、非特許文献１）。直接通信を採用することにより、基地局の混雑を緩和し、無線リソースの有効活用や基地局の消費電力低減が可能になると考えられている。また地震などの災害時に、通信需要が回線容量を上回ってしまって輻輳が生じたり、基地局が損傷を受けたりすることにより通信障害が発生したとしても、直接通信であれば通信が可能であるというメリットもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】基地局を介さずケータイ同士が直接通信――3GPPで標準化が進む「D2D」とは？、[online]、［平成25年3月5日検索］、<URL:http://businessnetwork.jp/Detail/tabid/65/artid/2518/Default.aspx>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
携帯端末が複数サブキャリアで通信を行なうシステム（OFDMA等）である場合には、端末同士が直接通信を行なう際、近隣の端末を発見すると同時に、周波数（リソースブロック）の割り当てを端末自身が行なうことが想定される。この場合、周波数割り当てが適切でないと、他の携帯端末同士の直接通信、または他の携帯端末と基地局との通信に対し、干渉が発生する恐れがある。
【０００５】
そこで本発明は、基地局を介することなく無線端末同士で周波数割り当てを決定しても、干渉を回避することが可能な携帯端末を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の代表的な構成は、他の無線端末と基地局を介して通信可能であり、また基地局を介さずに直接通信可能な無線端末において、自機が通信相手の無線端末との直接通信に割り当てた周波数を報知する使用周波数報知部と、他の無線端末の使用周波数報知部から報知された周波数を記憶する記憶部とを備え、自機が直接通信を開始する際に記憶部を参照し、他の無線端末から報知された周波数を避けて自機が使用する周波数を割り当てることを特徴とする。
【０００７】
無線端末は、直接通信の継続中に電波の干渉を監視し、干渉が発生していた場合には再割当を実行することが好ましい。
【０００８】
無線端末は、他の無線端末の使用周波数報知部から周波数が報知されたときに、その周波数が自機が直接通信に使用している周波数と重複している場合には、他の無線端末に対して周波数変更を申告することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基地局を介することなく無線端末同士で周波数割り当てを決定しても、干渉を回避することが可能な携帯端末を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態で想定するネットワーク構成を説明する図である。
【図２】本実施形態にかかる無線端末の構成を説明する図である。
【図３】無線端末が直接通信を開始する際の動作を説明するフローチャートである。
【図４】無線端末が直接通信中の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１２】
図１は本実施形態で想定するネットワーク構成を説明する図である。図１に示すように、本実施形態において無線端末１００（端末Ａ、端末Ｂ、端末Ｃ、端末Ｄ）は、基地局１０を介して通信相手の無線端末と通信可能である。また無線端末１００は、基地局を介さずに直接通信も可能である。図１では、端末Ａと端末Ｂが、そして端末Ｃと端末Ｄが直接通信をする場合を例示している。
【００１３】
以下の説明では、無線端末１００と称した場合は端末Ａ〜Ｄのすべてをさすものとし、４つの無線端末１００を区別する場合には、それぞれ端末Ａ、端末Ｂ、端末Ｃ、端末Ｄと称する。
【００１４】
図２は本実施形態にかかる無線端末の構成を説明する図である。無線端末１００は、端末制御部１１０、無線通信部１３０、記憶部１４０を備えている。
【００１５】
端末制御部１１０は、無線通信部１３０を介して電波を送受信して通信を行う。本実施形態において無線通信部１３０は、複数サブキャリアで通信を行なうシステム（例えばＯＦＤＭＡ等）を利用する。
【００１６】
また端末制御部１１０は、端末選択部１１２、周波数割当部１１４、使用周波数報知部１１６、干渉状態検出部１２０を備えている。端末選択部１１２は、直接通信のための通信相手を探索して選択可能にする。検出は、例えば無線端末１００が発するＣＣＨ信号を検出することによって行うことができる。また検出した無線端末１００は、無線端末１００の表示部にリスト表示し、ユーザに選択させて直接通信を開始させることができる。
【００１７】
周波数割当部１１４は、選択された無線端末とネゴシエーションを行い、直接通信に使用する周波数を割り当てる。使用周波数報知部１１６は、周波数割当部１１４が自機と通信相手の無線端末との直接通信に割り当てた周波数を周辺の無線端末に報知する。この報知は例えばＣＣＨ信号に含めてブロードキャスト（不特定の相手に対する配信）することができる。不可周波数受信部１１８は、他の無線端末１００から発信された「直接通信に割り当てた周波数」を受信し、記憶部１４０の使用不可周波数リストに記憶する。そして周波数割当部１１４は、自機が直接通信を開始する際に記憶部１４０の使用不可周波数リストを参照し、他の無線端末から報知された周波数を避けて自機が使用する周波数を割り当てる。
【００１８】
干渉状態検出部１２０は、直接通信の継続中に電波の干渉を監視して検出する。干渉は、例えば直接通信を行っている周波数におけるＳＮＲ(Signal-Noise-Ratio)によって検出することができる。
【００１９】
以下に各部の動作について図３、図４を用いて順を追って説明する。図３は無線端末１００が直接通信を開始する際の動作を説明するフローチャートである。図４は無線端末１００が直接通信中の動作を説明するフローチャートである。無線端末１００は、下記の動作によって、周波数割り当てに起因する干渉の事前回避、および干渉状態の検出と対処を行う。
【００２０】
図３に示すように、まず端末Ａの端末選択部１１２が通信相手（端末Ｂ）を探索し、ユーザが通信相手の端末を選択して、直接通信が開始される（ステップ２００）。端末Ａの周波数割当部１１４は、端末Ｂの周波数割当部１１４と使用周波数（リソースブロック）のネゴシエーションを端末同士で行う（ステップ２０２）。ここで周波数割当部１１４は、記憶部１４０の使用不可周波数リストを参照し、リストに登録されている周波数（他の無線端末から報知された周波数）を避けて、自機が使用する周波数を割り当てる。
【００２１】
そして端末Ａの周波数割当部１１４は、使用する周波数が決定すると、使用周波数を周辺の端末へ報知する（ステップ２０４）。この報知により、次に述べるように、周辺の端末（端末Ｃ、Ｄ）の使用不可周波数リストに端末Ａが使用する周波数が登録される。
【００２２】
周辺の端末である端末Ｃの不可周波数受信部１１８は、端末Ａが発信した使用周波数報知を受信する（ステップ２０６）。端末Ｃの端末制御部１１０は、自機が現在通信中であるか否かを判断する（ステップ２０８）。通信中である場合（ステップ２０８のＹＥＳ）は端末Ｃの端末制御部１１０は自機が使用している周波数と端末Ａから報知された周波数が重複（干渉）しているかどうかを判断し（ステップ２１０）、重複がなければ特に処理をすることなく終了する（ステップ２１０のＮＯ）。重複していた場合（ステップ２１０のＹＥＳ）には、端末Ａに周波数変更を申告する（ステップ２１４）。
【００２３】
端末Ｃが通信中でなかった場合（ステップ２０８のＮＯ）、端末Ｃは自機の周波数割当部１１４が通信相手の端末Ｄと使用周波数のネゴシエーションが完了しているかどうかを判断する（ステップ２１６）。ネゴシエーションが完了していない場合（ステップ２１６のＮＯ）には、端末Ｃ、Ｄの不可周波数受信部１１８は、記憶部１４０の使用不可周波数リストに端末Ａから報知された使用周波数を登録する（ステップ２１８）。
【００２４】
ネゴシエーションが完了している場合（ステップ２１６のＹＥＳ）、端末Ｃ、Ｄはネゴシエーションによって決定した使用周波数と端末Ａから報知された使用周波数が重複（干渉）しているかどうかを判断する（ステップ２２０）。重複がなければ（ステップ２２０のＮＯ）、端末Ｃ、Ｄの無線通信部１３０が通信を開始する（ステップ２２２）。
【００２５】
重複していた場合（ステップ２２０のＹＥＳ）には、端末Ｃ、Ｄの周波数割当部１１４は、使用可能な空き周波数があるかどうかを判断する（ステップ２２４）。空き周波数がある場合には（ステップ２２４のＹＥＳ）、端末Ｃ、Ｄの周波数割当部１１４が再度ネゴシエーションを行って（ステップ２２６）、端末Ａと重複しない周波数で通信を開始する（ステップ２２２）。
【００２６】
端末Ｃ、Ｄに空き周波数がない場合には（ステップ２２４のＮＯ）、端末Ｃ、Ｄの周波数割当部１１４が端末Ａに周波数変更を申告する（ステップ２２８）。これにより端末Ａ、Ｂの周波数割当部１１４は再ネゴシエーションを行って（ステップ２３０）、端末Ｃ、Ｄと重複しない周波数に変更する。このようにして端末Ａ、Ｂは通信を開始する（ステップ２３２）。
【００２７】
図４に示すように、端末Ａ、Ｂは通信を開始すると、干渉状態検出部１２０によって干渉状態の監視を開始する（ステップ２４０）。干渉の検出は現在通信に使用している周波数について行う。また記憶部１４０の使用不可周波数リストに登録された周波数についても干渉を監視し、その周波数について電波が吹かれていない場合には使用不可周波数リストから登録を抹消することができる。
【００２８】
そして干渉状態検出部１２０は干渉があるか否かを判断し（ステップ２４２）、干渉がない場合（ステップ２４２のＮＯ）には通信と干渉状態監視を継続する（ステップ２４４）。
【００２９】
干渉がある場合には（ステップ２４２のＹＥＳ）、端末Ａ、Ｂの周波数割当部１１４が周波数の再割当を試行する（ステップ２４４）。そして端末Ａ、Ｂの干渉状態検出部１２０が周波数再割当による干渉が軽減されたか否かを判断する（ステップ２４６）。軽減されていた場合には（ステップ２４６のＹＥＳ）、端末Ａ、Ｂは再割当後の周波数で通信を継続し（ステップ２４８）、通信と干渉状態の監視を継続する（ステップ２５２）。干渉が軽減されなかった場合には（ステップ２４６のＮＯ）、干渉対策を行いつつ（ステップ２５０）、通信と干渉状態の監視を継続する（ステップ２５２）。干渉対策としては、さらに周波数再割当を実行したり、周辺の端末に周波数変更を申告したり、周辺の端末に送信電力の低減を申告したり、端末Ａ、Ｂ間の送信電力を増大したりすることができる。
【００３０】
上記説明したように、本発明の構成によれば、直接通信をするために通信相手の端末とのネゴシエーションで決定した周波数を周辺の無線端末に報知することで、周辺の無線端末は直接通信を開始する際に事前に既に使用されている周波数を知ることができる。したがって、基地局を介することなく無線端末同士で周波数割り当てを決定しても、通信相手とのネゴシエーションのみで周波数割当を決定せず、周辺の端末との干渉を事前に回避することが可能となる。また、直接通信を開始するに際して基地局の介在が不要であるため、基地局の処理量及び消費電力を削減することができる。また、直接通信開始後も干渉を監視して随時再割当を行うことにより、周波数割り当てを最適な状態に維持することができる。
【００３１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、基地局を介さずに端末同士で直接通信可能な携帯端末に利用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１００…無線端末、１１０…端末制御部、１１２…端末選択部、１１４…周波数割当部、１１６…使用周波数報知部、１１８…不可周波数受信部、１２０…干渉状態検出部、１３０…無線通信部、１４０…記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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