JP5922298B2 - 移動通信システム、ユーザ端末及び基地局 - Google Patents

Description

本発明は、Ｄ２Ｄ通信をサポートする移動通信システム、ユーザ端末及び基地局に関する。

移動通信システムの標準化プロジェクトである３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）では、リリース１２以降の新機能として、端末間（Ｄｅｖｉｃｅ ｔｏ Ｄｅｖｉｃｅ：Ｄ２Ｄ）通信の導入が検討されている（非特許文献１参照）。

Ｄ２Ｄ通信では、近接する複数のユーザ端末が、ネットワークを介さずに直接的な通信を行う。すなわち、Ｄ２Ｄ通信のデータパスはネットワークを経由しない。一方、移動通信システムの通常の通信（セルラ通信）のデータパスはネットワークを経由する。

３ＧＰＰ技術報告 「ＴＲ ２２．８０３ Ｖ２．０．０」 ２０１２年１１月

セルラ通信における通信状況は、ネットワークが容易に管理することができる。これに対し、Ｄ２Ｄ通信における通信状況は、ネットワークが管理することが難しい。従って、Ｄ２Ｄ通信については、課金などの運用が難しいという問題がある。

そこで、本発明は、Ｄ２Ｄ通信についての運用を容易にすることができる移動通信システム、ユーザ端末及び基地局を提供する。

実施形態に係る移動通信システムは、データパスがネットワークを経由するセルラ通信と、データパスが前記ネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信と、をサポートする。前記ネットワークは、ユーザ端末からの要求に応じて、直交性を有する無線リソースを、前記ユーザ端末と、前記ユーザ端末との前記Ｄ２Ｄ通信を行うべき他のユーザ端末と、からなるユーザ端末群に対して割り当てる。前記ユーザ端末は、前記ネットワークから割り当てられた前記無線リソースを使用して、前記Ｄ２Ｄ通信を行う。前記ユーザ端末は、前記ユーザ端末群に含まれるユーザ端末数の増減に基づいて、前記要求を前記ネットワークに送信する。
実施形態に係る移動通信システムは、データパスがネットワークを経由するセルラ通信と、データパスが前記ネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信と、をサポートする。前記ネットワークは、ユーザ端末からの要求に応じて、直交性を有する無線リソースを、前記ユーザ端末と、前記ユーザ端末との前記Ｄ２Ｄ通信を行うべき他のユーザ端末と、からなるユーザ端末群に対して割り当てる。前記ユーザ端末は、前記ネットワークから割り当てられた前記無線リソースを使用して、前記Ｄ２Ｄ通信を行う。前記ネットワークは、前記ユーザ端末群に含まれるユーザ端末数に基づいて、前記ユーザ端末群に割り当てる前記無線リソースの数を制御する。
実施形態に係る移動通信システムは、データパスがネットワークを経由するセルラ通信と、データパスが前記ネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信と、をサポートする。前記ネットワークは、ユーザ端末からの要求に応じて、直交性を有する無線リソースを、前記ユーザ端末と、前記ユーザ端末との前記Ｄ２Ｄ通信を行うべき他のユーザ端末と、からなるユーザ端末群に対して割り当てる。前記ユーザ端末は、前記ネットワークから割り当てられた前記無線リソースを使用して、前記Ｄ２Ｄ通信を行う。前記ネットワークは、前記Ｄ２Ｄ通信が許容されない課金契約のユーザ端末が前記ユーザ端末群に含まれる場合には、前記ユーザ端末群に対する前記無線リソースの割り当てを拒否する。

図１は、ＬＴＥシステムの構成図である。 図２は、ＵＥのブロック図である。 図３は、ｅＮＢのブロック図である。 図４は、ＬＴＥシステムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。 図５は、ＬＴＥシステムで使用される無線フレームの構成図である。 図６は、Ｄ２Ｄ通信における直接通信モードを説明するための図である。 図７は、第１実施形態に係る周波数割当を説明するための図である。 図８は、第１実施形態に係る動作環境を説明するための図である。 図９は、第１実施形態に係るシーケンス図である。 図１０は、第１実施形態の変更例１に係るシーケンス図である。 図１１は、第１実施形態の変更例２に係るシーケンス図である。 図１２は、図１１のシーケンス図を一部変更した図である。 図１３は、第１実施形態の変更例３に係るシーケンス図である。 図１４は、第１実施形態の変更例４に係るデータ送信方法を説明するための図である。 図１５は、第１実施形態の変更例６に係る送信データフォーマットを示す図である。 図１６は、第１実施形態の変更例７に係るフロー図である。 図１７は、第１実施形態の変更例８に係るシーケンス図である。 図１８は、図１７のシーケンス図を一部変更した図である。 図１９は、第２実施形態に係るシーケンス図である。 図２０は、第２実施形態の変更例１に係るシーケンス図である。 図２１は、第２実施形態の変更例２に係るシーケンス図である。 図２２は、第２実施形態の変更例３に係るシーケンス図である。 図２３は、第３実施形態に係る動作概要を説明するための図である。 図２４は、第３実施形態に係るシーケンス図である。 図２５は、第４実施形態に係る動作概要を説明するための図である。 図２６は、第４実施形態に係るシーケンス図である。 図２７は、第４実施形態の変更例１に係る動作概要を説明するための図である。 図２８は、第４実施形態の変更例１に係るシーケンス図である。 図２９は、図２８のシーケンス図を一部変更した図である。 図３０は、第４実施形態の変更例２に係る動作概要を説明するための図である。 図３１は、第４実施形態の変更例２に係るシーケンス図である。 図３２は、第４実施形態の変更例３に係る動作概要を説明するための図である。 図３３は、第５実施形態に係るシーケンス図である。 図３４は、第５実施形態の変更例１に係る動作を説明するための図である。 図３５は、第５実施形態の変更例２に係るシーケンス図である。 図３６は、第６実施形態に係る、Ｄ２Ｄ ＵＥ群に含まれるＵＥ数が増加する場合のシーケンス図である。 図３７は、第６実施形態に係る、Ｄ２Ｄ ＵＥ群に含まれるＵＥ数が減少する場合のシーケンス図である。 図３８は、第７実施形態に係る動作を説明するための図である（その１）。 図３９は、第７実施形態に係る動作を説明するための図である（その２）。 図４０は、第７実施形態に係る動作を説明するための図である（その３）。 図４１は、第８実施形態に係る動作環境を説明するための図である。

実施形態に係る移動通信システムは、データパスがネットワークを経由するセルラ通信と、データパスが前記ネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信と、をサポートする。前記ネットワークは、前記Ｄ２Ｄ通信における通信相手とすべき近傍端末を発見するための発見処理に使用すべき第１の無線リソースを示す情報を報知する。前記ユーザ端末は、前記ネットワークから報知された前記情報が示す前記第１の無線リソースを使用して、前記発見処理を行う。実施形態では、前記ネットワークは、前記ユーザ端末からの要求に応じて、直交性を有する第２の無線リソースを前記ユーザ端末に割り当て、前記ユーザ端末は、前記ネットワークから割り当てられた前記第２の無線リソースを使用して、前記Ｄ２Ｄ通信を行う。

実施形態では、前記ネットワークは、前記ユーザ端末による前記第２の無線リソースの使用について課金を行う。

実施形態では、前記第２の無線リソースには、有効時間が設定される。前記第２の無線リソースが割り当てられた前記ユーザ端末は、前記Ｄ２Ｄ通信を継続するために前記第２の無線リソースの再割り当てを前記ネットワークに要求する。

実施形態では、前記ネットワークは、前記ユーザ端末による前記Ｄ２Ｄ通信の経過時間、前記ユーザ端末が前記Ｄ２Ｄ通信に使用するアプリケーション、前記ユーザ端末の課金契約、及び前記ユーザ端末の移動速度のうち、少なくとも１つに基づいて、前記有効時間を制御する。

実施形態では、前記ユーザ端末は、前記有効時間が満了する前であっても、前記Ｄ２Ｄ通信の通信品質の悪化を検知したことに応じて、前記第２の無線リソースの再割り当てを前記ネットワークに要求する。

実施形態では、前記ユーザ端末は、前記有効時間が満了する前に前記Ｄ２Ｄ通信を終了する場合に、前記Ｄ２Ｄ通信の終了を前記ネットワークに通知する。

前記ネットワークは、前記第２の無線リソースの再割り当てにおいて、再割り当て前の第２の無線リソースとは異なる無線リソースを前記ユーザ端末に割り当てる。

実施形態では、前記ネットワークは、前記Ｄ２Ｄ通信における送信用の無線リソースと、前記Ｄ２Ｄ通信における受信用の無線リソースと、を前記ユーザ端末に割り当てる。

実施形態では、前記第２の無線リソースは、拡散符号であり、前記ネットワークは、前記ユーザ端末における前記Ｄ２Ｄ通信の通信品質、及び、前記ユーザ端末が属するセルにおいて前記Ｄ２Ｄ通信を行うユーザ端末数のうち、少なくとも１つに基づいて、前記ユーザ端末に割り当てる前記拡散符号の符号長を制御する。

実施形態では、前記ネットワークは、前記ユーザ端末に割り当てる前記拡散符号の符号長が所定長を超えると判断した場合に、前記Ｄ２Ｄ通信から前記セルラ通信に切り替えるよう前記ユーザ端末に指示する。

実施形態では、前記ユーザ端末は、直交性を有しない初期無線リソースを保持する。前記ユーザ端末は、前記ネットワークから前記第２の無線リソースが割り当てられない場合でも、前記初期無線リソースを使用して前記Ｄ２Ｄ通信を行う。

実施形態では、前記初期無線リソースを使用して前記Ｄ２Ｄ通信を行う前記ユーザ端末は、前記Ｄ２Ｄ通信の通信品質の悪化を検知したことに応じて、前記第２の無線リソースの割り当てを前記ネットワークに要求する。

実施形態では、前記ネットワークは、前記第２の無線リソースを割り当てることで前記通信品質が改善すると判断した場合に、前記第２の無線リソースを前記ユーザ端末に割り当てる。

実施形態では、前記初期無線リソースを使用して前記Ｄ２Ｄ通信を行う前記ユーザ端末は、干渉波信号をモニタリングした結果に基づいて、前記Ｄ２Ｄ通信における送信を行う。

実施形態では、前記ネットワークは、前記ユーザ端末と、前記ユーザ端末との前記Ｄ２Ｄ通信を行うべき他のユーザ端末と、からなるユーザ端末群に対して、前記第２の無線リソースを割り当てる。

実施形態では、前記ネットワークは、前記ユーザ端末群に含まれるユーザ端末数に基づいて、前記ユーザ端末群に割り当てる前記第２の無線リソースの数を制御する。

実施形態では、前記ネットワークは、前記Ｄ２Ｄ通信が許容されない課金契約のユーザ端末が前記ユーザ端末群に含まれる場合に、前記ユーザ端末群に対する前記第２の無線リソースの割り当てを拒否する。

実施形態では、前記ネットワークは、前記セルラ通信のタイミングを基準として前記Ｄ２Ｄ通信の送受信開始タイミングを前記ユーザ端末に通知する。

実施形態では、前記ネットワークは、複数のセルを含む。前記複数のセルのそれぞれは、自セルにおける前記第２の無線リソースの割当状況を隣接セルに通知する。

実施形態では、前記ネットワークは、前記ユーザ端末に関連付けられた識別子に基づいて、前記第２の無線リソースを前記ユーザ端末に割り当てる。

実施形態では、前記第２の無線リソースとしての拡散符号を使用して前記Ｄ２Ｄ通信を行う前記ユーザ端末は、前記拡散符号を複数のサブキャリアのそれぞれに適用して送信を行う。

実施形態では、前記Ｄ２Ｄ通信を行う前記ユーザ端末は、データを送信する際に、前記データに対応するアプリケーションを示す情報を前記データに付加して送信する。

実施形態では、前記ネットワークは、複数の通信事業者で共用され、かつ前記第２の無線リソースの割り当てを行うサーバ装置を含む。

実施形態に係るユーザ端末は、データパスがネットワークを経由するセルラ通信と、データパスが前記ネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信と、をサポートする移動通信システムにおいて用いられる。前記ユーザ端末は、前記ネットワークから、前記Ｄ２Ｄ通信における通信相手とすべき近傍端末を発見するための発見処理に使用すべき第１の無線リソースを示す情報を受信する処理を行う制御部を有する。前記制御部は、前記ネットワークから報知された前記情報が示す前記第１の無線リソースを使用して、前記発見処理を行う。

実施形態に係る基地局は、データパスがネットワークを経由するセルラ通信と、データパスが前記ネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信と、をサポートする移動通信システムにおいて用いられる。前記基地局は、前記Ｄ２Ｄ通信における通信相手とすべき近傍端末を発見するための発見処理に使用すべき第１の無線リソースを示す情報を報知する処理を行う制御部を有する。

［第１実施形態］
以下、図面を参照して、３ＧＰＰ規格に準拠して構成される移動通信システム（ＬＴＥシステム）にＤ２Ｄ通信を導入する場合の実施形態を説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。

（ＬＴＥシステムの構成）
図１は、第１実施形態に係るＬＴＥシステムの構成図である。図１に示すように、ＬＴＥシステムは、複数のＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１Ａ乃至１Ｃと、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ−ＵＭＴＳ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０と、ＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）２０と、を含む。Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０は無線アクセスネットワークに相当し、ＥＰＣ２０はコアネットワークに相当する。Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０及びＥＰＣ２０は、ＬＴＥシステムのネットワークを構成する。

ＵＥ１は、移動型の通信装置であり、接続先のセル（サービングセル）との無線通信を行う。ＵＥ１はユーザ端末に相当する。

Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０は、複数のｅＮＢ（ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ−Ｂ）２Ａ乃至２Ｃを含む。ｅＮＢ２は基地局に相当する。ｅＮＢ２は、１又は複数のセルを管理しており、自セルとの接続を確立したＵＥ１との無線通信を行う。なお、「セル」は、無線通信エリアの最小単位を示す用語として使用される他に、ＵＥ１との無線通信を行う機能を示す用語としても使用される。

ｅＮＢ２は、例えば、無線リソース管理（ＲＲＭ）機能と、ユーザデータのルーティング機能と、モビリティ制御及びスケジューリングのための測定制御機能と、を有する。

ＥＰＣ２０は、複数のＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）／Ｓ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ−Ｇａｔｅｗａｙ）３Ａ及び３Ｂと、課金サーバ４と、を含む。ＭＭＥは、ＵＥ１に対する各種モビリティ制御等を行うネットワークノードであり、制御局に相当する。Ｓ−ＧＷは、ユーザデータの転送制御を行うネットワークノードであり、交換局に相当する。課金サーバ４は、ＵＥ１についての課金を管理するネットワークノードである。詳細については後述するが、課金サーバ４は、セルラ通信に対する課金を行うだけでなく、Ｄ２Ｄ通信に対する課金を行う。

ｅＮＢ２は、Ｘ２インターフェイスを介して相互に接続される。また、ｅＮＢ２は、Ｓ１インターフェイスを介してＥＰＣ２０と接続される。

次に、ＵＥ１及びｅＮＢ２の構成を説明する。

図２は、ＵＥ１のブロック図である。図２に示すように、ＵＥ１は、アンテナ１０１と、無線送受信機１１０と、ユーザインターフェイス１２０と、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機１３０と、バッテリ１４０と、メモリ１５０と、プロセッサ１６０と、を有する。メモリ１５０及びプロセッサ１６０は、制御部を構成する。ＵＥ１は、ＧＮＳＳ受信機１３０を有していなくてもよい。また、メモリ１５０をプロセッサ１６０と一体化し、このセット（すなわち、チップセット）をプロセッサ１６０’としてもよい。

アンテナ１０１及び無線送受信機１１０は、無線信号の送受信に用いられる。アンテナ１０１は、複数のアンテナ素子を含む。無線送受信機１１０は、プロセッサ１６０が出力するベースバンド信号を無線信号に変換してアンテナ１０１から送信する。また、無線送受信機１１０は、アンテナ１０１が受信する無線信号をベースバンド信号に変換してプロセッサ１６０に出力する。

ユーザインターフェイス１２０は、ＵＥ１を所持するユーザとのインターフェイスであり、例えば、ディスプレイ、マイク、スピーカ、及び各種ボタンなどを含む。ユーザインターフェイス１２０は、ユーザからの操作を受け付けて、該操作の内容を示す信号をプロセッサ１６０に出力する。ＧＮＳＳ受信機１３０は、ＵＥ１の地理的な位置を示す位置情報を得るために、ＧＮＳＳ信号を受信して、受信した信号をプロセッサ１６０に出力する。バッテリ１４０は、ＵＥ１の各ブロックに供給すべき電力を蓄える。

メモリ１５０は、プロセッサ１６０によって実行されるプログラムと、プロセッサ１６０による処理に使用される情報と、を記憶する。プロセッサ１６０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ１５０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、を含む。プロセッサ１６０は、さらに、音声・映像信号の符号化・復号を行うコーデックを含んでもよい。プロセッサ１６０は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。

図３は、ｅＮＢ２のブロック図である。図３に示すように、ｅＮＢ２は、アンテナ２０１と、無線送受信機２１０と、ネットワークインターフェイス２２０と、メモリ２３０と、プロセッサ２４０と、を有する。メモリ２３０及びプロセッサ２４０は、制御部を構成する。

アンテナ２０１及び無線送受信機２１０は、無線信号の送受信に用いられる。アンテナ２０１は、複数のアンテナ素子を含む。無線送受信機２１０は、プロセッサ２４０が出力するベースバンド信号を無線信号に変換してアンテナ２０１から送信する。また、無線送受信機２１０は、アンテナ２０１が受信する無線信号をベースバンド信号に変換してプロセッサ２４０に出力する。

ネットワークインターフェイス２２０は、Ｘ２インターフェイスを介して隣接ｅＮＢ２と接続され、Ｓ１インターフェイスを介してＭＭＥ／Ｓ−ＧＷと接続される。ネットワークインターフェイス２２０は、Ｘ２インターフェイス上で行う通信及びＳ１インターフェイス上で行う通信に用いられる。

メモリ２３０は、プロセッサ２４０によって実行されるプログラムと、プロセッサ２４０による処理に使用される情報と、を記憶する。プロセッサ２４０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ２３０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵと、を含む。プロセッサ２４０は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。

図４は、ＬＴＥシステムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。図４に示すように、無線インターフェイスプロトコルは、ＯＳＩ参照モデルのレイヤ１乃至レイヤ３に区分されており、レイヤ１は物理（ＰＨＹ）レイヤである。レイヤ２は、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤと、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤと、ＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤと、を含む。レイヤ３は、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤを含む。

物理レイヤは、符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング、及びリソースマッピング・デマッピングを行う。ＵＥ１の物理レイヤとｅＮＢ２の物理レイヤとの間では、物理チャネルを介してデータが伝送される。

ＭＡＣレイヤは、データの優先制御、及びハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）による再送処理などを行う。ＵＥ１のＭＡＣレイヤとｅＮＢ２のＭＡＣレイヤとの間では、トランスポートチャネルを介してデータが伝送される。ｅＮＢ２のＭＡＣレイヤは、上下リンクのトランスポートフォーマット（トランスポートブロックサイズ、変調・符号化方式（ＭＣＳ））、及び割当リソースブロックを決定するスケジューラを含む。

ＲＬＣレイヤは、ＭＡＣレイヤ及び物理レイヤの機能を利用してデータを受信側のＲＬＣレイヤに伝送する。ＵＥ１のＲＬＣレイヤとｅＮＢ２のＲＬＣレイヤとの間では、論理チャネルを介してデータが伝送される。

ＰＤＣＰレイヤは、ヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行う。

ＲＲＣレイヤは、制御プレーンでのみ定義される。ＵＥ１のＲＲＣレイヤとｅＮＢ２のＲＲＣレイヤとの間では、各種設定のための制御（ＲＲＣ）が伝送される。ＲＲＣレイヤは、無線ベアラの確立、再確立及び解放に応じて、論理チャネル、トランスポートチャネル、及び物理チャネルを制御する。ＵＥ１のＲＲＣとｅＮＢ２のＲＲＣとの間にＲＲＣ接続がある場合、ＵＥ１は接続状態（ＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｓｔａｔｅ）であり、そうでない場合、ＵＥ１はアイドル状態（ＲＲＣ ｉｄｌｅ ｓｔａｔｅ）である。

ＲＲＣレイヤの上位に位置するＮＡＳ(Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ)レイヤは、セッション管理及びモビリティ管理などを行う。

図５は、ＬＴＥシステムで使用される無線フレームの構成図である。ＬＴＥシステムは、周波数分割多重方式が適用される。具体的には、下りリンクにはＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ａｃｃｅｓｓ）、上りリンクにはＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）がそれぞれ適用される。

図５に示すように、無線フレームは、時間方向に並ぶ１０個のサブフレームで構成され、各サブフレームは、時間方向に並ぶ２個のスロットで構成される。各サブフレームの長さは１ｍｓであり、各スロットの長さは０．５ｍｓである。各サブフレームは、周波数方向に複数個のリソースブロック（ＲＢ）を含み、時間方向に複数個のシンボルを含む。リソースブロックは、周波数方向に複数個のサブキャリアを含む。ＵＥ１に割り当てられる無線リソースのうち、周波数リソースはリソースブロックにより特定でき、時間リソースはサブフレーム（又はスロット）により特定できる。

下りリンクにおいて、各サブフレームの先頭数シンボルの区間は、主に制御信号を伝送するための物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）として使用される制御領域である。また、各サブフレームの残りの区間は、主にユーザデータを伝送するための物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）として使用できる領域である。

上りリンクにおいて、各サブフレームにおける周波数方向の両端部は、主に制御信号を伝送するための物理上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）として使用される制御領域である。また、各サブフレームにおける周波数方向の中央部は、主にユーザデータを伝送するための物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）として使用できる領域である。

（第１実施形態に係る動作）
次に、第１実施形態に係る動作について説明する。第１実施形態に係るＬＴＥシステムは、直接的なＵＥ間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートする。ここでは、Ｄ２Ｄ通信を、ＬＴＥシステムの通常の通信（セルラ通信）と比較して説明する。

セルラ通信は、コアネットワークであるＥＰＣ２０をデータパスが経由する。データパスとは、ユーザデータ（ユーザプレーン）の通信経路である。一方、Ｄ２Ｄ通信は、ＵＥ間に設定されるデータパスがＥＰＣ２０を経由しない。よって、ＥＰＣ２０のトラフィック負荷を削減できる。

ＵＥ１は、近傍に存在する他のＵＥ１を発見し、Ｄ２Ｄ通信を開始する。Ｄ２Ｄ通信には、直接通信モード及び局所中継モード（Ｌｏｃａｌｌｙ Ｒｏｕｔｅｄモード）がある。

図６は、Ｄ２Ｄ通信における直接通信モードを説明するための図である。図６に示すように、直接通信モードは、データパスがｅＮＢ２を経由しない。相互に近接するＵＥ１Ａ及びＵＥ１Ｂは、ｅＮＢ２のセルにおいて、低送信電力で直接的に無線通信を行う。よって、ＵＥ１の消費電力の削減、及び隣接セルへの干渉の低減といったメリットを得られる。

ＵＥ１Ａ及びＵＥ１Ｂは、ｅＮＢ２のセルにおいて直接通信モードのＤ２Ｄ通信を行うＤ２Ｄ ＵＥ（Ｄ２Ｄ端末）である。接続状態にあるＵＥ１Ａ及びＵＥ１Ｂは、ｅＮＢ２から割り当てられる無線リソースを使用して、Ｄ２Ｄ通信を行う。ＵＥ１Ａ及びＵＥ１Ｂは、ユーザデータを相互に送受信し、制御信号をｅＮＢ２と送受信する。このように、Ｄ２Ｄ通信の制御は、ｅＮＢ２の主導で行われる。

ＵＥ１Ｃは、ｅＮＢ２のセルにおいてセルラ通信を行うセルラＵＥ（セルラ端末）である。接続状態にあるＵＥ１Ｃは、ｅＮＢ２から割り当てられる無線リソースを使用して、セルラ通信を行う。ＵＥ１Ｃは、ユーザデータ及び制御信号をｅＮＢ２と送受信する。

なお、局所中継モードは、ＵＥ間のデータパスがｅＮＢ２を経由するものの、当該データパスがＥＰＣ２０を経由しない。すなわち、局所中継モードにおいて、ＵＥ１Ａ及びＵＥ１Ｂは、ＥＰＣ２０を介さずにｅＮＢ２を介して無線通信を行う。局所中継モードは、ＥＰＣ２０のトラフィック負荷を削減できるものの、直接通信モードに比べてメリットが少ない。よって、第１実施形態では、直接通信モードを主として想定する。

また、第１実施形態では、Ｄ２Ｄ通信がＬＴＥシステムの周波数帯域（ライセンスバンド）内で行われるケースを想定する。

図７は、第１実施形態に係る周波数割当を説明するための図である。図７に示すように、ＬＴＥシステムの周波数帯域は、セルラ通信用の周波数帯域とＤ２Ｄ通信用の周波数帯域とに分割される。このような周波数割当は、セルラ通信とＤ２Ｄ通信との間の干渉を回避できる。

さらに、第１実施形態では、セルラ通信には周波数分割多重方式が適用され、Ｄ２Ｄ通信には符号分割多重方式が適用される。すなわち、セルラＵＥについては、異なる周波数リソース（リソースブロック）を割り当てることにより多重化を実現する。Ｄ２Ｄ ＵＥについては、異なる拡散符号（コード）を割り当てることにより多重化を実現する。

図８は、第１実施形態に係る動作環境を説明するための図である。図８に示すように、複数のＵＥ１Ａ乃至１ＤがｅＮＢ２のセルに在圏する。複数のＵＥ１Ａ乃至１Ｄのそれぞれは、直交性を有しない初期拡散符号（例えば、オール１）を保持している。

ＵＥ１Ｂは、Ｄ２Ｄ通信の通信相手とすべき近傍ＵＥを発見する発見処理によりＵＥ１Ａを発見し、ＵＥ１ＡとのＤ２Ｄ通信を開始する。ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、ｅＮＢ２から割り当てられる拡散符号を使用してＤ２Ｄ通信（保証型Ｄ２Ｄ通信）を行う。保証型Ｄ２Ｄ通信は、課金サーバ４による課金の対象とされる。ｅＮＢ２から割り当てられる拡散符号は直交性を有するため、保証型Ｄ２Ｄ通信は良好な通信品質及び高い秘匿性が保証される。

ＵＥ１Ｄは、発見処理によりＵＥ１Ｃを発見し、ＵＥ１ＣとのＤ２Ｄ通信を開始する。ＵＥ１Ｃ及び１Ｄは、初期拡散符号を使用してＤ２Ｄ通信（非保証型Ｄ２Ｄ通信）を行う。非保証型Ｄ２Ｄ通信は、課金サーバ４による課金の対象とならない、すなわち無料とされる。非保証型Ｄ２Ｄ通信は、無料で利用できるものの、通信品質及び秘匿性が保証されない。

図９は、第１実施形態に係るシーケンス図である。ここでは、ＵＥ１Ａ及び１Ｂが発見処理を完了した後において、Ｄ２Ｄ通信を開始するための動作を説明する。

図９に示すように、第１に、ｅＮＢ２のセルにおいて接続状態のＵＥ１Ｂは、Ｄ２Ｄ通信のための割り当てを要求するためのＤ２Ｄ要求をｅＮＢ２に送信する（Ｓ１）。Ｄ２Ｄ要求は、割り当てを要求する各ＵＥ１（ＵＥ１Ａ及び１Ｂ）の識別子を含む。なお、以下の図面の記載において、ＵＥ１Ａ、ＵＥ１Ｂ、…の識別子を適宜「ＵＥ１Ａ」、「ＵＥ１Ｂ」、…と表記する。

第２に、Ｄ２Ｄ要求を受信したｅＮＢ２は、Ｄ２Ｄ要求に応じて、直交性を有する拡散符号を算出する（Ｓ２）。直交性を有する拡散符号としては、例えばＷａｌｓｈ符号が使用できる。ｅＮＢ２は、隣接ｅＮＢで割り当て中の拡散符号を把握している場合（第７実施形態において後述）には、隣接ｅＮＢで割り当て中の拡散符号と重複しない拡散符号を算出することが好ましい。

第３に、ｅＮＢ２は、Ｄ２Ｄ通信を許可するためのＤ２Ｄ許可をＵＥ１Ａ及び１Ｂに送信する（Ｓ３、Ｓ４）。Ｄ２Ｄ許可は、算出した拡散符号（割当拡散符号）を示す符号情報と、Ｄ２Ｄ通信が許可された各ＵＥ１（ＵＥ１Ａ及び１Ｂ）の識別子と、を含む。これにより、拡散符号がＵＥ１Ａ及び１Ｂに割り当てられる。

第４に、拡散符号をＵＥ１Ａ及び１Ｂに割り当てたｅＮＢ２は、ＵＥ１Ａ及び１Ｂによる拡散符号の使用について課金するためのＤ２Ｄ課金情報を課金サーバ４に送信する（Ｓ８）。Ｄ２Ｄ課金情報は、課金対象の各ＵＥ１（ＵＥ１Ａ及び１Ｂ）の識別子を含む。課金サーバ４は、Ｄ２Ｄ課金に含まれる識別子に対応する各ＵＥ１（ＵＥ１Ａ及び１Ｂ）に対して課金を行う（Ｓ９）。

第５に、ｅＮＢ２からＤ２Ｄ許可を受信したＵＥ１Ａ及び１Ｂは、Ｄ２Ｄ許可に含まれる符号情報（ここでは、ｃｏｄｅ１）に対応する拡散符号を設定する（Ｓ５、Ｓ６）。そして、ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、設定した拡散符号を使用して、Ｄ２Ｄ通信を行う（Ｓ７）。

このように、第１実施形態では、保証型Ｄ２Ｄ通信を行うＵＥ１Ａ及び１Ｂについては課金を条件として、良好な通信品質及び高い秘匿性を保証できる。また、ネットワーク（ｅＮＢ２及び課金サーバ４）は、拡散符号の使用について課金を行うことにより、Ｄ２Ｄ通信の課金を適切に運用できる。さらに、非保証型Ｄ２Ｄ通信を行うＵＥ１Ｃ及び１Ｄは、通信品質及び秘匿性が保証されないものの、Ｄ２Ｄ通信を利用できる。

［第１実施形態の変更例１］
ＵＥ１Ａ及びＵＥ１Ｂのうち何れか一方のＵＥは、Ｄ２Ｄ通信において他方のＵＥを制御可能なＵＥ（以下、「アンカーＵＥ」）であってもよい。アンカーＵＥが存在する場合、他方のＵＥ（通信相手ＵＥ）は、制御信号をｅＮＢ２と送受信せずにアンカーＵＥと送受信できる。

図１０は、第１実施形態の変更例１に係るシーケンス図である。ここでは、ＵＥ１ＢがアンカーＵＥである場合について説明する。

図１０に示すように、ｅＮＢ２は、Ｄ２Ｄ許可をＵＥ１Ｂにのみ送信する（Ｓ３）。すなわち、ｅＮＢ２は、割当拡散符号をＵＥ１Ｂにのみ通知する。

Ｄ２Ｄ許可を受信したＵＥ１Ｂは、Ｄ２Ｄ許可をＵＥ１Ａに転送する（Ｓ４）。その結果、割当拡散符号がＵＥ１Ａに通知される。

このように、第１実施形態の変更例１では、割当拡散符号をＵＥ１Ｂ経由でＵＥ１Ａに通知することにより、ｅＮＢ・ＵＥ間のシグナリングを削減できる。

［第１実施形態の変更例２］
ＵＥ１Ａ及びＵＥ１Ｂは、同一セルに在圏する場合に限らず、異なるセルに在圏していてもよい。

図１１は、第１実施形態の変更例２に係るシーケンス図である。ここでは、ＵＥ１ＢがｅＮＢ２Ａのセルに在圏しており、かつＵＥ１ＡがｅＮＢ２Ｂのセルに在圏している場合について説明する。

図１１に示すように、拡散符号を算出（Ｓ２）したｅＮＢ２Ａは、Ｄ２Ｄ許可をＵＥ１Ｂに送信し（Ｓ３）、かつ、Ｄ２Ｄ許可をｅＮＢ２Ｂに送信する（Ｓ３’）。

ｅＮＢ２ＡからのＤ２Ｄ許可を受信したｅＮＢ２Ｂは、Ｄ２Ｄ許可をＵＥ１Ａに転送する（Ｓ４）。よって、割当拡散符号は、ｅＮＢ２ＡからｅＮＢ２Ｂを経由してＵＥ１Ａに通知される。

このように、第１実施形態の変更例２では、ＵＥ１Ａ及びＵＥ１Ｂは、異なるセルに在圏していてもＤ２Ｄ通信を行うことができる。

図１２は、図１１のシーケンス図を一部変更した図である。図１２に示すように、ＵＥ１Ａ及びＵＥ１Ｂが異なるセルに在圏している場合において、ＵＥ１ＢはアンカーＵＥとして動作する。ｅＮＢ２ＡからＤ２Ｄ許可を受信したＵＥ１Ｂは、Ｄ２Ｄ許可をＵＥ１Ａに転送する（Ｓ４）。

［第１実施形態の変更例３］
第１実施形態の変更例３では、ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、割当拡散符号の試行を行った上で使用する。図１３は、第１実施形態の変更例３に係るシーケンス図である。

図１３に示すように、ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、拡散符号を設定（Ｓ５、Ｓ６）した後、当該拡散符号を使用してＤ２Ｄ通信を試行する（Ｓ１１、Ｓ１２）。

試行に成功した場合、ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、試行成功を示すＤ２Ｄ許可返信をｅＮＢ２に送信し（Ｓ１３、Ｓ１４）、Ｄ２Ｄ通信を開始する（Ｓ７）。

ｅＮＢ２は、試行成功を示すＤ２Ｄ許可返信を受信した場合に、Ｄ２Ｄ課金情報を課金サーバ４に送信する（Ｓ８）。Ｄ２Ｄ課金情報を受信した課金サーバ４は、ＵＥ１Ａ及び１Ｂに対する課金を行う（Ｓ９）。

一方、ＵＥ１Ｂが試行失敗を検知した場合、ＵＥ１Ｂは、試行失敗を示すＤ２Ｄ許可返信をｅＮＢ２に送信する（Ｓ１５）。ＵＥ１Ａは試行成功を検知してその旨のＤ２Ｄ許可返信をｅＮＢ２に送信する（Ｓ１６）。試行失敗を示すＤ２Ｄ許可返信をＵＥ１Ｂから受信したｅＮＢ２は、セルラ通信を行うようＵＥ１Ａ及び１Ｂに指示する（Ｓ１７、Ｓ１８）。セルラ通信指示を受信したＵＥ１Ａ及び１Ｂは、設定した拡散符号を初期化し（Ｓ１９、Ｓ２０）、セルラ通信に移行する。

このように、第１実施形態の変更例３では、割当拡散符号の試行が失敗した場合にセルラ通信に切り替えることにより、通信の継続性を保証できる。また、ＵＥ１Ａ及び１Ｂによる割当拡散符号の試行が成功しなければ、ＵＥ１Ａ及び１Ｂに対する課金が行われないため、Ｄ２Ｄ通信を行えないにも拘わらず課金が行われてしまうことを防止できる。

［第１実施形態の変更例４］
第１実施形態の変更例４では、Ｄ２Ｄ通信にマルチキャリア符号分割多重方式を適用する。図１４は、第１実施形態の変更例４に係るデータ送信方法を説明するための図である。

図１４に示すように、Ｄ２Ｄ通信を行うＵＥ１は、拡散符号を複数のサブキャリアのそれぞれに適用して送信を行う。具体的には、送信データをＤ２Ｄ通信の送受信周波数帯に含まれる複数のサブキャリアに合わせてＳ／Ｐ（シリアル／パラレル）変換し、サブキャリアごとの送信データを拡散符号により符号化（拡散）して送信する。図１４（Ａ）はサブキャリア間でデータＤのタイミングがずれている場合を示し、図１４（Ｂ）はサブキャリア間でデータＤのタイミングが揃っている場合を示す。

このように、第１実施形態の変更例４では、複数のサブキャリアでデータを並列送信することにより、Ｄ２Ｄ通信の通信速度を向上させることができる。

［第１実施形態の変更例５］
第１実施形態の変更例５では、ｅＮＢ２は、Ｄ２Ｄ通信の送受信開始タイミング（符号化開始ポイント）を指定する。

ｅＮＢ２は、セルラ通信のタイミングを基準とした符号化開始ポイントを示す情報を報知（ブロードキャスト）する。符号化開始ポイントとは、１つの拡散符号を適用した符号化が開始されるタイミングを意味する。例えば、図１４に示す各データＤｘは、複数サブフレーム分の期間に相当するため、当該期間の開始点（開始タイミング）である符号化開始ポイントを指定する必要がある。

例えば、ｅＮＢ２は、システム情報ブロック（ＳＩＢ）又はマスタ情報ブロック（ＭＩＢ）などのブロードキャスト情報により、符号化開始ポイントを指示する。符号化開始ポイントの指定としては、例えば下記のＴ_ＳＴＥＰ及びＴ_{ＯＦＦＳＥＴ}の２つをブロードキャスト情報に含めて指定する。

ここで、ＳＦＮは無線フレーム番号であり、ｓｕｂｆｒａｍｅはサブフレーム番号である。Ｄ２Ｄ通信を行うＵＥ１は、Ｔ_ＳＴＥＰ及びＴ_{ＯＦＦＳＥＴ}に基づき、上記の計算式を用いて符号化開始ポイントを特定する。

また、Ｄ２Ｄ通信における送信は、セル内において、セルラ通信の下りリンクの受信タイミングに同期したタイミング、もしくは、タイミングアドバンス（ＴＡ）にて補正されたタイミングに同期したタイミングのいずれかとする。ここでの同期は、１サブフレーム単位での同期である。

［第１実施形態の変更例６］
第１実施形態の変更例６では、Ｄ２Ｄ通信を行うＵＥ１は、データを送信する際に、当該データに対応するアプリケーションを示す情報（アプリケーション情報）をデータに付加して送信する。

図１５は、第１実施形態の変更例６に係る送信データフォーマットを示す図である。図１５に示すように、本フォーマットは、データが格納されるフィールドに加えて、アプリケーション情報、データ開始フラグ、データ終端フラグ、シーケンス番号、データ長の各フィールドを有する。アプリケーション情報は、アプリケーションを示す識別子、アプリケーションのタイプ、アプリケーションに要求されるＱｏＳ、又はベアラ識別情報などであってもよい。

このように、第１実施形態の変更例６では、Ｄ２Ｄ通信における送信データにアプリケーション情報を付加することにより、受信側は、受信データがどのアプリケーションのものであるかを判別できるため、データを受信すればそれを解読することが可能となる。これにより、Ｄ２Ｄ通信を行うＵＥ間で接続の手順を踏むことなく、通信を開始することが可能となる。

［第１実施形態の変更例７］
第１実施形態の変更例７では、初期拡散符号を使用してＤ２Ｄ通信を行うＵＥ１（図８のＵＥ１Ｃ及び１Ｄ）は、干渉波信号をモニタリング（すなわち、キャリアセンス）した結果に基づいて、Ｄ２Ｄ通信における送信を行う。

図１６は、第１実施形態の変更例７に係るフロー図である。図１６に示すように、ＵＥ１は、初期拡散符号を設定し（Ｓ１００１）、Ｄ２Ｄ通信を行う際に、キャリアセンスを行う（Ｓ１００２）。ここで、Ｄ２Ｄ通信の送受信周波数帯において干渉波信号を受信するか否かを確認する（Ｓ１００３）。ＵＥ１は、干渉波信号を受信しないことを確認した上で送信を行う（Ｓ１００４）。

このように、第１実施形態の変更例７では、キャリアセンスを行うことにより、非保証型Ｄ２Ｄ通信における干渉を抑制できる。

［第１実施形態の変更例８］
第１実施形態の変更例８では、初期拡散符号を使用してＤ２Ｄ通信を行うＵＥ１（図８のＵＥ１Ｃ及び１Ｄ）は、Ｄ２Ｄ通信の通信品質の悪化を検知したことに応じて、拡散符号の割り当てをｅＮＢ２に要求する。

図１７は、第１実施形態の変更例８に係るシーケンス図である。図１７に示すように、ＵＥ１Ｄは、初期拡散符号を使用してＤ２Ｄ通信を行っている際（Ｓ０）に、Ｄ２Ｄ通信の通信品質の悪化を検知した場合に、拡散符号の割り当てをｅＮＢ２に要求する（Ｓ１）。その結果、非保証型Ｄ２Ｄ通信から保証型Ｄ２Ｄ通信に切り替えられる。

例えば、ＵＥ１Ｄは、チャネル情報、干渉電力、パスロス、又は（平均）再送回数などの情報（エラーレベル情報）に基づいて、Ｄ２Ｄ通信の通信品質の悪化を検知する。エラーレベル情報は、Ｄ２Ｄ通信において送受信される、送信電力・タイミングが既知の参照信号に基づいて算出できる。

このように、第１実施形態の変更例８では、非保証型Ｄ２Ｄ通信における通信品質が悪化しても保証型Ｄ２Ｄ通信によりＤ２Ｄ通信を継続できる。

図１８は、図１７のシーケンス図を一部変更した図である。図１８に示すように、ＵＥ１Ｄは、Ｄ２Ｄ通信の通信品質の悪化を検知し、かつ、拡散符号の割り当てにより通信品質が改善されると判断される場合に、拡散符号の割り当てをｅＮＢ２に要求する（Ｓ１）。例えば、ＵＥ１Ｄは、ＵＥ１Ｃからの参照信号の受信電力が十分である（すなわち、パスロスが小さい）ものの、干渉電力が高い（或いは再送が多い）などの場合には、拡散符号の割り当てにより通信品質が改善されると判断する。

一方、ＵＥ１Ｃからの参照信号の受信電力が低い（すなわち、パスロスが大きい）などの場合には、拡散符号の割り当てによっても改善見込みがないと判断する。この場合、ＵＥ１Ｄはセルラ通信をｅＮＢ２に要求し（Ｓ８１）、ｅＮＢ２はＵＥ１Ｃ及び１Ｄに対してセルラ通信を開始させる（Ｓ８２、Ｓ８３）。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を説明する。第２実施形態は、ｅＮＢ２が割り当てる拡散符号に対して有効時間が設定される点で第１実施形態とは異なる。ｅＮＢ２から拡散符号が割り当てられたＵＥ１は、Ｄ２Ｄ通信を継続するために、拡散符号の再割り当てをｅＮＢ２に要求する。

図１９は、第２実施形態に係るシーケンス図である。図１９に示すように、ｅＮＢ２は、割当拡散符号の有効時間を示す有効時間情報をＤ２Ｄ許可にさらに含めて送信する（Ｓ３、Ｓ４）。Ｄ２Ｄ許可を受信したＵＥ１Ａ及び１Ｂは、Ｄ２Ｄ許可に含まれる符号情報により示される拡散符号を設定する（Ｓ５、Ｓ６）。

また、ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、Ｄ２Ｄ許可に含まれる有効時間情報に基づいて２種類のタイマ（タイマ１、タイマ２）を設定する（Ｓ２１、Ｓ２２）。タイマ１には、有効時間情報により示される有効時間から所定時間（Δｔ）を減じて得た時間を設定する。すなわち、タイマ１は、本来の有効時間が満了するよりも前の時点で満了するように設定される。所定時間（Δｔ）は、拡散符号の再割り当て手順に要する時間以上の時間であることが好ましい。タイマ２には、有効時間情報により示される有効時間を設定する。

ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、設定した拡散符号を使用して、Ｄ２Ｄ通信を行う（Ｓ７）。

タイマ１が満了した時点でＵＥ１Ａ及び１ＢがＤ２Ｄ通信を継続している場合、ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、拡散符号の再割り当て手順を開始する。ＵＥ１Ｂは、拡散符号の再割り当てを要求することを示すＤ２Ｄ要求をｅＮＢ２に送信する（Ｓ１’）。

Ｄ２Ｄ要求を受信したｅＮＢ２は、当該Ｄ２Ｄ要求に応じて、直交性を有する新たな拡散符号を算出する（Ｓ２’）。ｅＮＢ２は、新たな拡散符号をＵＥ１Ａ及び１Ｂに割り当てる（Ｓ３’、Ｓ４’）。新たな拡散符号にも有効時間が設定される。

ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、新たな拡散符号を設定し（Ｓ５’、Ｓ６’）、２種類のタイマ（タイマ１、タイマ２）を設定する（Ｓ２１’、Ｓ２２’）。ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、設定した拡散符号を使用して、Ｄ２Ｄ通信を継続する（Ｓ７’）。

新たな拡散符号をＵＥ１Ａ及び１Ｂに割り当てたｅＮＢ２は、課金情報を課金サーバ４に送信する（Ｓ８’）。課金サーバ４は、ＵＥ１Ａ及び１Ｂに対して追加の課金を行う（Ｓ９’）。

一方、タイマ２が満了した時点でＵＥ１Ａ及び１ＢがＤ２Ｄ通信を終了している場合、ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、設定した拡散符号を初期化する（Ｓ２３、Ｓ２４）。

このように、第２実施形態では、Ｄ２Ｄ通信用の拡散符号に有効時間を設定し、拡散符号の再割り当ての度に課金を行うことにより、Ｄ２Ｄ通信時間に応じた課金が可能になる。よって、Ｄ２Ｄ通信時間が長くなるに従って課金を高額にすることができる。

［第２実施形態の変更例１］
第２実施形態の変更例１では、ｅＮＢ２は、拡散符号の再割り当てにおいて、再割り当て前の拡散符号（前回符号）とは異なる拡散符号を割り当てる。

図２０は、第２実施形態の変更例１に係るシーケンス図である。図２０に示すように、拡散符号の再割り当て手順において、ｅＮＢ２が算出（Ｓ２’）した新たな拡散符号（選定符号）が前回符号と異なる場合の動作は、上述した第２実施形態と同様である。

一方、例えば前回符号と同一符号長の拡散符号が全て割り当て済みである場合、選定符号が前回符号と同じになってしまうため、前回符号と異なる拡散符号を割り当てることができない。この場合、ｅＮＢ２は、拡散符号の符号長を変更する（Ｓ７１）。

符号長が変更された後において、拡散符号（選定符号）が前回符号と異なる場合の動作は、上述した第２実施形態と同様である（Ｓ７２）。これに対し、符号長が変更された後において、拡散符号（選定符号）が前回符号と同じである場合、改めて符号長を変更する（Ｓ７３）。

ただし、拡散符号の符号長を変更できない場合には、ｅＮＢ２は、セルラ通信への切り替えをＵＥ１Ａ及び１Ｂに指示する（Ｓ７４、Ｓ７５）。ここで、拡散符号の符号長を変更できない場合とは、全ての拡散符号が割り当て済みである場合、又は、符号長を長くすることで要求帯域（要求データレート）が満たせなくなる場合である。なお、後者の場合については第５実施形態の変更例３で説明する。

このように、第２実施形態の変更例１では、再割り当て前の拡散符号（前回符号）とは異なる拡散符号を割り当てることにより、Ｄ２Ｄ通信の秘匿性を確保できる。

［第２実施形態の変更例２］
第２実施形態の変更例２では、タイマを１種類のみ使用する。図２１は、第２実施形態の変更例２に係るシーケンス図である。

図２１に示すように、ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、拡散符号の有効時間に対応する１種類のタイマのみを設定する（Ｓ２１、Ｓ２２）。タイマが満了した時点でＵＥ１Ａ及び１ＢがＤ２Ｄ通信を継続している場合、ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、拡散符号を初期化し（Ｓ２３、Ｓ２４）、拡散符号の再割り当て手順を開始する。ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、タイマ満了時から拡散符号が再割り当てされるまでの間は、初期拡散符号を使用して非保証型Ｄ２Ｄ通信を行う、又はデータ通信を停止する。

一方、タイマが満了した時点でＵＥ１Ａ及び１ＢがＤ２Ｄ通信を終了している場合、拡散符号の再割り当て手順を開始することなく、拡散符号を初期化する（Ｓ２３’、Ｓ２４’）。

このように、第２実施形態の変更例２では、タイマ満了時に一時的に非保証型Ｄ２Ｄ通信になる又は通信停止になるものの、ＵＥ１Ａ及び１Ｂにおけるタイマの管理をシンプルにすることができる。

［第２実施形態の変更例３］
第２実施形態の変更例３では、ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、拡散符号の有効時間が満了する前にＤ２Ｄ通信を終了する場合に、Ｄ２Ｄ通信の終了をｅＮＢ２に通知する。図２２は、第２実施形態の変更例３に係るシーケンス図である。

図２２に示すように、ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、Ｄ２Ｄ通信を終了する場合で、その時点（Ｄ２Ｄ通信の終了時点）で拡散符号の有効時間が満了していない場合には、Ｄ２Ｄ通信の終了をｅＮＢ２に通知する（Ｓ６１、Ｓ６２）。また、ｅＮＢ２は、ＵＥ１Ａ及び１ＢによるＤ２Ｄ通信の終了を課金サーバ４に通知する（Ｓ６３）。その際、ｅＮＢ２は、割り当てた拡散符号の使用時間を計測しており、計測した実使用時間（具体的には、拡散符号を割り当ててからＤ２Ｄ通信終了が通知（Ｓ６１、Ｓ６２）されるまでの使用時間）を課金サーバ４に通知する。課金サーバ４は、未使用分（拡散符号の有効時間−実使用時間）に応じて課金を減額する。

或いは、ＵＥ１Ａ及び１Ｂにおいて拡散符号の使用時間を計測している場合には、ＵＥ１Ａ及び１Ｂのそれぞれは、Ｄ２Ｄ通信の終了をｅＮＢ２に通知する際（Ｓ６１、Ｓ６２）に、計測した使用時間も通知する。ｅＮＢ２は、ＵＥ１Ａ及び１Ｂのそれぞれで計測された実使用時間を課金サーバ４に通知する。課金サーバ４は、ＵＥ１Ａ及び１Ｂのそれぞれで計測された使用時間のうち長い方の使用時間を実使用時間として選択し、未使用分（拡散符号の有効時間−実使用時間）に応じて課金を減額する。

このように、第２実施形態の変更例３では、より厳密にＤ２Ｄ通信時間に応じた課金を行うことができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について、上述した第１実施形態及び第２実施形態との相違点を説明する。上述した第１実施形態及び第２実施形態では、ｅＮＢ２は、ＵＥ１Ａ及び１Ｂに対して１種類の拡散符号を割り当てていた。この場合、ＵＥ１Ａ及び１Ｂが双方向のＤ２Ｄ通信を行うためには、送受信を時分割で切り替える半二重通信とする必要がある。第３実施形態では、２種類の拡散符号を割り当てることにより、全二重のＤ２Ｄ通信を実現する。

図２３は、第３実施形態に係る動作概要を説明するための図である。図２３に示すように、ＵＥ１Ａ及び１Ｂが全二重通信（ｆｕｌｌ ｔｙｐｅ）を要求する場合、ｅＮＢ２は、２種類の拡散符号（送信用、受信用）をＵＥ１Ａ及び１Ｂに割り当てる。一方、ＵＥ１Ａ及び１Ｂが半二重通信（ｈａｌｆ ｔｙｐｅ）を要求する場合、ｅＮＢ２は、１種類の拡散符号をＵＥ１Ａ及び１Ｂに割り当てる。

図２４は、第３実施形態に係るシーケンス図である。ここでは、上述した第２実施形態の変更例と同様に、１種類のタイマのみを使用する一例を説明する。

図２４に示すように、ＵＥ１Ｂは、全二重通信・半二重通信の何れを要求するかを示す情報を含んだＤ２Ｄ要求をｅＮＢ２に送信する（Ｓ１）。

全二重通信が要求される場合、ｅＮＢ２は、２種類の拡散符号を算出し（Ｓ２）、算出した拡散符号をＵＥ１Ａ及び１Ｂに割り当てる（Ｓ３、Ｓ４）。ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、２種類の拡散符号を設定する（Ｓ５、Ｓ６）。そして、ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、タイマを設定し（Ｓ２１、Ｓ２２）、設定した拡散符号を使用して全二重のＤ２Ｄ通信を行う（Ｓ７Ａ、Ｓ７Ｂ）。

一方、半二重通信が要求される場合、ｅＮＢ２は、１種類の拡散符号を算出し（Ｓ２’）、算出した拡散符号をＵＥ１Ａ及び１Ｂに割り当てる（Ｓ３’、Ｓ４’）。ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、１種類の拡散符号を設定する（Ｓ５’、Ｓ６’）。そして、ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、タイマを設定し（Ｓ２１’、Ｓ２２’）、設定した拡散符号を使用して半二重のＤ２Ｄ通信を行う（Ｓ７Ａ’、Ｓ７Ｂ’）。

ｅＮＢ２は、割当拡散符号数を課金サーバ４に通知し（Ｓ８、Ｓ８’）、課金サーバ４は、割当拡散符号数に応じて課金を行う（Ｓ９、Ｓ９’）。全二重通信の課金（ｃｏｓｔＡ）は半二重通信の課金（ｃｏｓｔＢ）よりも高額とされる。

このように、第３実施形態では、全二重のＤ２Ｄ通信を実現できる。また、全二重のＤ２Ｄ通信と半二重のＤ２Ｄ通信とで課金を異ならせることができる。

［第４実施形態］
次に、第４実施形態について、上述した第１実施形態乃至第３実施形態との相違点を説明する。上述した実施形態では、ｅＮＢ２が割り当てる拡散符号の有効時間は一定であることを想定していた。第４実施形態では、ｅＮＢ２は、ＵＥ１Ａ及び１ＢがＤ２Ｄ通信を開始してからの経過時間に基づいて、拡散符号の有効時間を制御する。

図２５は、第４実施形態に係る動作概要を説明するための図である。図２５に示すように、ｅＮＢ２は、拡散符号の再割り当て（更新）の度に、当該拡散符号の有効時間を長くする。よって、拡散符号の更新間隔は、最初は短く、少しずつ長くなる。

図２６は、第４実施形態に係るシーケンス図である。図２６に示すように、拡散符号の割り当て及び当該拡散符号を使用したＤ２Ｄ通信の手順（Ｓ１乃至Ｓ７）は、上述した実施形態の変更例と同様である。ただし、ｅＮＢ２は、拡散符号をＵＥ１Ａ及び１Ｂに割り当てる際に、ＵＥ１Ａ及び１ＢがＤ２Ｄ通信を開始してからの経過時間に対応する有効時間を当該拡散符号について設定する。

ｅＮＢ２は、拡散符号をＵＥ１Ａ及び１Ｂに割り当てたことに応じて、当該拡散符号の有効時間を課金サーバ４に通知する（Ｓ８）。課金サーバ４は、通知された有効時間に応じた課金を行う。

或いは、ｅＮＢ２は、拡散符号の有効時間を課金サーバ４に通知することに代えて、Ｄ２Ｄ通信の経過時間を課金サーバ４に通知してもよい。この場合、課金サーバ４は、通知された経過時間に応じた課金を行う。

このように、第４実施形態では、Ｄ２Ｄ通信の時間経過に従って拡散符号の再割り当ての時間間隔（すなわち、更新間隔）を長くすることにより、処理負荷及びシグナリングを削減できる。

［第４実施形態の変更例１］
第４実施形態の変更例１では、ｅＮＢ２は、ＵＥ１Ａ及び１ＢがＤ２Ｄ通信に使用するアプリケーション（以下、使用アプリケーション）に基づいて、拡散符号の有効時間を制御する。図２７は、第４実施形態の変更例１に係る動作概要を説明するための図である。

図２７に示すように、ｅＮＢ２は、拡散符号の有効時間を使用アプリケーションに応じて異ならせて、拡散符号の更新間隔を使用アプリケーションに最適化する。例えば、連続的に通信を行うアプリケーション１（リアルタイム対戦ゲーム、通話など）については更新間隔を長くし、間欠的に通信を行うアプリケーション２（対戦ゲーム（将棋、囲碁）、チャットなど）については更新間隔を短くする。

図２８は、第４実施形態の変更例１に係るシーケンス図である。図２８に示すように、ＵＥ１Ｂは、使用アプリケーションに関するアプリケーション情報を含んだＤ２Ｄ要求をｅＮＢ２に送信する（Ｓ１）。ここでアプリケーション情報とは、アプリケーションを示す識別子、アプリケーションのタイプ、アプリケーションに要求されるＱｏＳ、又はベアラ識別情報などである。

ｅＮＢ２は、拡散符号を算出するとともに、使用アプリケーションに応じた有効時間を算出する（Ｓ２）。そして、ｅＮＢ２は、算出した拡散符号をＵＥ１Ａ及び１Ｂに割り当てる際（Ｓ３、Ｓ４）に、使用アプリケーションに応じた有効時間をＵＥ１Ａ及び１Ｂに通知する。さらに、ｅＮＢ２は、使用アプリケーションを課金サーバ４に通知する（Ｓ８）。課金サーバ４は、通知された使用アプリケーションに応じた課金を行う（Ｓ９）。

このように、第４実施形態の変更例１では、拡散符号の更新間隔を使用アプリケーションに最適化できる。

なお、本変更例におけるアプリケーション情報を、上述した第３実施形態に適用してもよい。図２９は、図２８のシーケンス図を一部変更した図である。

図２９に示すように、ＵＥ１Ｂは、使用アプリケーションに関するアプリケーション情報を含んだＤ２Ｄ要求をｅＮＢ２に送信する（Ｓ１）。ｅＮＢ２は、使用アプリケーションが全二重通信・半二重通信の何れに適しているかをアプリケーション管理サーバ５に問い合わせる（Ｓ３１、Ｓ３２）。アプリケーション管理サーバ５は、例えばＥＰＣ２０に設けられている。

使用アプリケーションが全二重通信に適していると判断される場合、ｅＮＢ２は、２種類の拡散符号を算出し（Ｓ２）、算出した拡散符号をＵＥ１Ａ及び１Ｂに割り当てる（Ｓ３、Ｓ４）。ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、２種類の拡散符号を設定する（Ｓ５、Ｓ６）。そして、ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、タイマを設定し（Ｓ２１、Ｓ２２）、設定した拡散符号を使用して全二重のＤ２Ｄ通信を行う（Ｓ７Ａ、Ｓ７Ｂ）。

一方、使用アプリケーションが半二重通信に適していると判断される場合、ｅＮＢ２は、１種類の拡散符号を算出し（Ｓ２’）、算出した拡散符号をＵＥ１Ａ及び１Ｂに割り当てる（Ｓ３’、Ｓ４’）。ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、１種類の拡散符号を設定する（Ｓ５’、Ｓ６’）。そして、ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、タイマを設定し（Ｓ２１’、Ｓ２２’）、設定した拡散符号を使用して半二重のＤ２Ｄ通信を行う（Ｓ７Ａ’、Ｓ７Ｂ’）。

［第４実施形態の変更例２］
第４実施形態の変更例２では、ｅＮＢ２は、ＵＥ１Ａ及び１Ｂの課金契約に基づいて、拡散符号の有効時間を制御する。課金契約とは、セルラ通信及びＤ２Ｄ通信の両方についての課金契約であってもよく、Ｄ２Ｄ通信のみについての課金契約であってもよい。図３０は、第４実施形態の変更例２に係る動作概要を説明するための図である。

図３０に示すように、ｅＮＢ２は、拡散符号の有効時間をＵＥ１Ａ及び１Ｂの課金契約に応じて異ならせて、拡散符号の更新間隔を課金契約に最適化する。例えば、定額課金については更新間隔を長くし、従量課金については更新間隔を短くする。

図３１は、第４実施形態の変更例２に係るシーケンス図である。図３１に示すように、Ｄ２Ｄ要求を受信したｅＮＢ２は、ＵＥ１Ａ及び１Ｂの課金契約設定について課金サーバ４に問い合せる（Ｓ４１、Ｓ４２）。そして、ｅＮＢ２は、拡散符号を算出するとともに、課金契約に応じた有効時間を算出する（Ｓ２）。ｅＮＢ２は、算出した拡散符号をＵＥ１Ａ及び１Ｂに割り当てる際（Ｓ３、Ｓ４）に、課金契約に応じた有効時間をＵＥ１Ａ及び１Ｂに通知する。課金サーバ４は、ＵＥ１Ａ及び１Ｂの課金契約に応じた課金を行う（Ｓ９）。

このように、第４実施形態の変更例２では、拡散符号の更新間隔を課金契約に最適化できる。

［第４実施形態の変更例３］
第４実施形態の変更例３では、ｅＮＢ２は、ＵＥ１Ａ及び１Ｂの移動速度に基づいて、拡散符号の有効時間を制御する。なお、移動速度を求める方法自体は周知であるため、当該方法についての説明は省略する。

図３２は、第４実施形態の変更例３に係る動作概要を説明するための図である。図３２に示すように、ｅＮＢ２は、拡散符号の有効時間をＵＥ１Ａ及び１Ｂの移動速度に応じて異ならせて、拡散符号の更新間隔を移動速度に最適化する。例えば、移動速度が高くなるに従って更新間隔を短くする。また、ｅＮＢ２は、ＵＥ１Ａ及び／又は１Ｂが一定速度以上で移動（すなわち、高速移動）する場合には、Ｄ２Ｄ通信ではなくセルラ通信をＵＥ１Ａ及び１Ｂに行わせる。

ｅＮＢ２は、移動速度に基づいて、拡散符号の有効時間として、自セルのカバレッジにＵＥ１Ａ及び１Ｂが滞在する時間以下の時間を設定することが好ましい。よって、有効時間はセルサイズにも依存するため、ｅＮＢ２は、自セルのサイズに応じて有効時間を調整してもよい。例えば、ピコセル、フェムトセルなどである場合には有効時間を短くする。

このように、第４実施形態の変更例３では、拡散符号の更新間隔を移動速度に最適化できる。

［第５実施形態］
次に、第５実施形態について、上述した第１実施形態乃至第４実施形態との相違点を説明する。第５実施形態では、ｅＮＢ２は、Ｄ２Ｄ通信の通信品質に基づいて、ＵＥ１Ａ及び１Ｂに割り当てる拡散符号の符号長を制御する。

図３３は、第５実施形態に係るシーケンス図である。図３３に示すように、ＵＥ１Ｂは、Ｄ２Ｄ通信における通信品質を示すエラーレベル情報を含んだＤ２Ｄ要求をｅＮＢ２に送信する（Ｓ１）。

ｅＮＢ２は、Ｄ２Ｄ要求に含まれるエラーレベル情報に基づいて、適切な符号長を有する拡散符号を算出する（Ｓ２）。上述したように、エラーレベル情報は、チャネル情報、干渉電力、パスロス、又は（平均）再送回数などの情報などである。例えば、ｅＮＢ２は、パスロスが小さいものの、干渉電力が高い（或いは再送が多い）などの場合には、直交性を高めるために拡散符号の符号長を長くする。そして、ｅＮＢ２は、算出した拡散符号をＵＥ１Ａ及び１Ｂに割り当てる（Ｓ３、Ｓ４）。

なお、ＵＥ１Ａ及び１Ｂに割り当てる拡散符号の符号長を変更することにより、他のＵＥ１（ＵＥ１Ｅ、ＵＥ１Ｆ）に割り当てる拡散符号の符号長の変更が必要になる場合がある。この場合、ｅＮＢ２は、当該他のＵＥ１（ＵＥ１Ｅ、ＵＥ１Ｆ）に対して、新たな拡散符号を割り当てる（Ｓ３’、Ｓ４’）。

このように、第５実施形態では、拡散符号の符号長の変更により、Ｄ２Ｄ通信の通信品質の改善を図ることができる。

［第５実施形態の変更例１］
第５実施形態の変更例１では、ｅＮＢ２のセルに在圏するＵＥ１の数（具体的には、Ｄ２Ｄ通信を行うＵＥ１の数）に基づいて拡散符号の符号長を制御する。

図３４は、第５実施形態の変更例１に係る動作を説明するための図である。図３４に示すように、ｅＮＢ２は、自セル内でＤ２Ｄ通信を行うＵＥ１の数の増加に従って、直交性を高めるために拡散符号の符号長を長くする。

このように、第５実施形態の変更例１では、Ｄ２Ｄ通信の通信品質が悪化し易い状況下で、Ｄ２Ｄ通信の通信品質の改善を図ることができる。

［第５実施形態の変更例２］
第５実施形態の変更例２では、ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、拡散符号の有効時間が満了する前であっても、Ｄ２Ｄ通信の通信品質の悪化を検知したことに応じて、拡散符号の再割り当てをｅＮＢ２に要求する。ｅＮＢ２は、当該要求に基づいて、当該拡散符号よりも符号長の長い拡散符号をＵＥ１Ａ及び１Ｂに割り当てる。

図３５は、第５実施形態の変更例２に係るシーケンス図である。図３５に示すように、ＵＥ１Ｂは、拡散符号の有効時間が満了する前（すなわち、タイマが満了する前）において、Ｄ２Ｄ通信における通信品質の悪化を検知する。例えば、ＵＥ１Ｂは、チャネル情報、干渉電力、パスロス、又は（平均）再送回数などの情報（エラーレベル情報）に基づいて、Ｄ２Ｄ通信の通信品質の悪化を検知する。エラーレベル情報は、Ｄ２Ｄ通信において送受信される、送信電力・タイミングが既知の参照信号に基づいて算出できる。

ＵＥ１Ｂは、Ｄ２Ｄ通信の通信品質の悪化を検知し、かつ、拡散符号の割り当てにより通信品質が改善されると判断した場合に、拡散符号の再割り当てをｅＮＢ２に要求する（Ｓ１’’）。例えば、ＵＥ１Ｂは、ＵＥ１Ａからの参照信号の受信電力が十分である（すなわち、パスロスが小さい）ものの、干渉電力が高い（或いは再送が多い）などの場合には、拡散符号の再割り当てにより通信品質が改善されると判断する。この場合、ＵＥ１Ｂは、Ｄ２Ｄ通信における通信品質を示すエラーレベル情報を含んだＤ２Ｄ要求をｅＮＢ２に送信する。ｅＮＢ２は、Ｄ２Ｄ要求に含まれるエラーレベル情報に基づいて、適切な符号長を有する拡散符号を算出する（Ｓ２’’）。ここでは、ｅＮＢ２は、前回割り当てた拡散符号よりも符号長の長い拡散符号を算出する。そして、ｅＮＢ２は、算出した拡散符号をＵＥ１Ａ及び１Ｂに割り当てる（Ｓ３’’、Ｓ４’’）。

一方、ＵＥ１Ｂは、Ｄ２Ｄ通信の通信品質の悪化を検知し、かつ、拡散符号の割り当てにより通信品質が改善されないと判断した場合に、セルラ通信への切り替えをｅＮＢ２に要求する（Ｓ５１）。例えば、ＵＥ１Ｂは、ＵＥ１Ａからの参照信号の受信電力が低い（すなわち、パスロスが大きい）などの場合には、拡散符号の再割り当てによっても改善見込みがないと判断する。この場合、ｅＮＢ２は、セルラ通信への切り替え要求に応じて、セルラ通信への切り替えをＵＥ１Ａ及び１Ｂに指示する（Ｓ５２、Ｓ５３）。

このように、第５実施形態の変更例２では、拡散符号の符号長の変更により、Ｄ２Ｄ通信の通信品質の改善を図ることができる。

［第５実施形態の変更例３］
上述した第５実施形態及びその変形例において、拡散符号の符号長を長くするに従って通信速度（データレート）は低くなる。よって、拡散符号の符号長を長くすることにより通信速度が所定速度よりも低くなる場合には、ｅＮＢ２又はＵＥ１は、Ｄ２Ｄ通信からセルラ通信に切り替える制御を行ってもよい。ここで所定速度とは、使用アプリケーションに要求される通信速度であってもよい。

［第６実施形態］
次に、第６実施形態について、上述した第１実施形態乃至第５実施形態との相違点を説明する。第６実施形態では、Ｄ２Ｄ通信を行うＵＥ１は、ＵＥ１が属するＤ２Ｄ ＵＥ群に含まれるＵＥ数の増減に基づいて、拡散符号の割り当て要求をｅＮＢ２に送信する。

図３６は、Ｄ２Ｄ ＵＥ群に含まれるＵＥ数が増加する場合のシーケンス図である。ここでは、ＵＥ１Ａ及び１ＢからなるＤ２Ｄ ＵＥ群でＤ２Ｄ通信を開始（Ｓ７）した後、ＵＥ１Ｃが当該Ｄ２Ｄ ＵＥ群に追加される場合について説明する。図３６に示すように、ＵＥ１Ｃは、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号を送信する（Ｓ９１、Ｓ９２）。Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号は、Ｄ２Ｄ通信の通信相手とすべき近傍ＵＥの発見処理に使用される信号である。ＵＥ１Ａ及び１Ｂは、ＵＥ１ＣからのＤｉｓｃｏｖｅｒｙ信号を受信し、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号に対する応答をＵＥ１Ｃに送信する（Ｓ９３、Ｓ９４）。

ＵＥ１Ｂは、ＵＥ１ＣをＤ２Ｄ ＵＥ群に追加するためのＤ２Ｄ要求をｅＮＢ２に送信する（Ｓ１’）。ｅＮＢ２は、拡散符号を算出し（Ｓ２’）、拡散符号をＵＥ１Ａ乃至１Ｃに割り当てる（Ｓ３’、Ｓ４’、Ｓ９５）。これにより、ＵＥ１Ａ乃至１ＣによるＤ２Ｄ通信が開始される。また、ｅＮＢ２は、ＵＥ１Ｃの追加を課金サーバ４に通知し（Ｓ８’）、課金サーバ４は、ＵＥ１Ｃに対する課金を行う。

図３７は、Ｄ２Ｄ ＵＥ群に含まれるＵＥ数が減少する場合のシーケンス図である。ここでは、ＵＥ１Ａ乃至１ＣによるＤ２Ｄ通信が開始された後、ＵＥ１Ａが当該Ｄ２Ｄ ＵＥ群から離脱する場合について説明する。図３７に示すように、Ｄ２Ｄ通信を終了するＵＥ１Ａは、その旨をＵＥ１Ｂ及び１Ｃ、ｅＮＢ２に通知する（Ｓ１００、Ｓ１０１、Ｓ１０３）。その際、ＵＥ１Ａは、使用していた拡散符号をｅＮＢ２に通知してもよい。ｅＮＢ２は、ＵＥ１ＡがＤ２Ｄ通信を終了する旨（及び拡散符号の使用時間）を課金サーバ４に通知する（Ｓ１０４）。課金サーバ４は、ＵＥ１Ａに対する課金を終了（及び未使用分を減額）する（Ｓ１０５）。その後、ＵＥ１Ｂ及び１ＣによるＤ２Ｄ通信を行う。

このように、第６実施形態では、Ｄ２Ｄ ＵＥ群に含まれるＵＥ数の増減に応じて、拡散符号を適切に割り当てることができる。

［第６実施形態の変更例１］
第６実施形態の変更例１では、Ｄ２Ｄ ＵＥ群に含まれるＵＥ数の増減に応じて、ｅＮＢ２主導で拡散符号の割り当てを制御する。例えば、Ｄ２Ｄ ＵＥ群に含まれるＵＥ数が増加すると、ＵＥ間で全二重通信を行うために拡散符号の割り当てを増やす必要がある。このような場合、ｅＮＢ２は、自身の判断でＤ２Ｄ ＵＥ群に拡散符号の割り当てを増やす。拡散符号の割り当てを増やす場合、課金サーバ４は、Ｄ２Ｄ ＵＥ群に含まれる全ＵＥで拡散符号の使用料金を分けてもよく、拡散符号を送信に使用する各ＵＥで拡散符号の使用料金を分けてもよい。

［第６実施形態の変更例２］
第６実施形態の変更例２では、ｅＮＢ２は、拡散符号の割り当てを要求するＵＥ１が属するＤ２Ｄ ＵＥ群に含まれる各ＵＥの課金契約に基づいて、拡散符号の割り当てを拒否する。具体的には、ｅＮＢ２は、Ｄ２Ｄ通信が許容されない課金契約（例えば、従量課金）のＵＥがＤ２Ｄ ＵＥ群に含まれる場合に、当該Ｄ２Ｄ ＵＥ群に対する拡散符号の割り当てを拒否する。課金契約については、課金サーバ４に問い合せることにより把握できる。また、ｅＮＢ２は、拡散符号の割り当てを拒否する場合に、拒否対象のＵＥに対して、拒否の理由（例えば、従量課金である旨）を通知してもよい。

［第７実施形態］
次に、第７実施形態について、上述した第１実施形態乃至第６実施形態との相違点を説明する。第７実施形態では、拡散符号の割当状況を隣接セル間で共有する。

図３８乃至図４０は、第７実施形態に係る動作を説明するための図である。図３８に示すように、ｅＮＢ２Ａは、自身の割当拡散符号（以下、配布符号）として、ＵＥ１Ａ及び１Ｂに割り当てた拡散符号（ｃｏｄｅ１）を記憶している。ｅＮＢ２Ａは、自身に隣接するｅＮＢ２Ｂ及び２Ｃのそれぞれに対して、自身の配布符号（ｃｏｄｅ１）を通知する。ｅＮＢ２Ｂ及び２Ｃのそれぞれは、ｅＮＢ２Ａの配布符号（ｃｏｄｅ１）を記憶する。

また、ｅＮＢ２Ｄは、自身の配布符号として、ＵＥ１Ｃ及び１Ｄに割り当てた拡散符号（ｃｏｄｅ１）を記憶している。ｅＮＢ２Ｄは、自身に隣接するｅＮＢ２Ｂ及び２Ｃのそれぞれに対して、自身の配布符号（ｃｏｄｅ１）を通知する。ｅＮＢ２Ｂ及び２Ｃのそれぞれは、ｅＮＢ２Ｄの配布符号（ｃｏｄｅ１）を記憶する。

ここで、図３９に示すように、ｅＮＢ２Ｃは、ＵＥ１Ｅ及び１Ｆに対して拡散符号（ｃｏｄｅ３）を割り当てる。ｅＮＢ２Ｃは、自身の配布符号として、ＵＥ１Ｅ及び１Ｆに割り当てた拡散符号（ｃｏｄｅ３）を記憶する。ｅＮＢ２Ｃは、自身に隣接するｅＮＢ２Ａ、２Ｂ及び２Ｄのそれぞれに対して、自身の配布符号（ｃｏｄｅ３）を通知する。ｅＮＢ２Ａ、２Ｂ及び２Ｄのそれぞれは、ｅＮＢ２Ｃの配布符号（ｃｏｄｅ３）を記憶する。

また、図４０に示すように、ｅＮＢ２Ａは、ＵＥ１Ａ及び１Ｂに対して拡散符号（ｃｏｄｅ２）を再割り当てする。ｅＮＢ２Ａは、自身の配布符号を、ＵＥ１Ａ及び１Ｂに割り当てた拡散符号（ｃｏｄｅ２）に更新する。ｅＮＢ２Ａは、自身に隣接するｅＮＢ２Ｂ及び２Ｃのそれぞれに対して、割り当てを解放した配布符号（ｃｏｄｅ１）及び新たに割り当てた配布符号（ｃｏｄｅ２）を通知する。ｅＮＢ２Ｂ及び２Ｃのそれぞれは、ｅＮＢ２Ａの配布符号として、ｅＮＢ２Ａが解放した配布符号（ｃｏｄｅ１）を削除し、ｅＮＢ２Ａが新たに割り当てた配布符号（ｃｏｄｅ２）を記憶する。

このように、第７実施形態では、各ｅＮＢ２が隣接ｅＮＢ２の配布符号を把握することにより、各ｅＮＢ２は、隣接ｅＮＢ２と重複しない拡散符号を割り当てることができるため、Ｄ２Ｄ通信間の干渉を抑制できる。例えば、ｅＮＢ２Ａのセルから拡散符号が割り当てられているＵＥ１Ａ及び１Ｂが、ｅＮＢ２Ａに隣接するｅＮＢ２のセルに入った場合でも、ｅＮＢ２Ａのセルにおいて干渉が生じることなく、Ｄ２Ｄ通信を継続することが可能になる。

［第８実施形態］
次に、第８実施形態について、上述した第１実施形態乃至第７実施形態との相違点を説明する。上述した実施形態では、拡散符号の割り当てをｅＮＢ２が行っていた。第８実施形態では、拡散符号の割り当てを、複数の通信事業者（キャリア）で共用されるネットワークノードが行う。

図４１は、第８実施形態に係る動作環境を説明するための図である。図４１に示すように、ＵＥ１Ａ、ｅＮＢ２Ａ及び課金サーバ４Ａは、通信事業者Ａに属している。ＵＥ１Ｂ、ｅＮＢ２Ｂ及び課金サーバ４Ｂは、通信事業者Ｂに属している。このような動作環境において、ＵＥ１Ａ及び１ＢによってＤ２Ｄ通信を行う場合、ｅＮＢ２Ａ及び２Ｂが協調してＵＥ１Ａ及び１Ｂに対する拡散符号の割り当てを行うことは難しい。

そこで、第８実施形態では、通信事業者Ａ及びＢで共用される割当管理サーバ６がＵＥ１Ａ及び１Ｂに対する拡散符号の割り当てを行う。ＵＥ１Ａ及び１ＢはＤ２Ｄ要求を割当管理サーバ６に通知し、割当管理サーバ６は割当拡散符号をＵＥ１Ａ及び１Ｂに通知する。また、割当管理サーバ６は、拡散符号の割当状況を課金サーバ４Ａ及び４Ｂに通知する。或いは、割当管理サーバ６が課金も管理し、課金情報を通信事業者Ａ及びＢに提供する。

このように、第８実施形態では、通信事業者（キャリア）を跨がってＤ２Ｄ通信を行うことができる。

［その他の実施形態］
例えば、ｅＮＢ２は、ＵＥ１に関連付けられた識別子に基づいて、拡散符号をＵＥ１に割り当ててもよい。ＵＥ１に関連付けられた識別子とは、ＵＥ１のＩＰアドレス、アプリケーションで割り当てられたＩＤなどである。ｅＮＢ２又は割当管理サーバ６は、このようなＵＥ固有の値の少なくとも一部を拡散符号としてＵＥ１に割り当ててもよい。或いは、このようなＵＥ固有の値の少なくとも一部と１対１で対応付けられた別の拡散符号が、ＵＥ１に割り当てられてもよい。

また、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号に対して符号分割多重方式を適用してもよい。この場合、ｅＮＢ２は、発見処理用に使用すべき拡散符号を示す情報を報知（ブロードキャスト）する。ＵＥ１は、ブロードキャスト情報により示される拡散符号をＤｉｓｃｏｖｅｒｙ信号に適用して、当該Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号を送信する。

上述した実施形態及びその変更例は、別個独立に実施する場合に限らず、２以上を組み合わせて実施してもよい。

上述した実施形態では、ＬＴＥシステムの周波数帯域は、セルラ通信用の周波数帯域とＤ２Ｄ通信用の周波数帯域とに分割されていた。しかしながら、セルラ通信用の周波数帯域とＤ２Ｄ通信用の周波数帯域とは、少なくとも一部が重複していてもよい。

上述した実施形態では、Ｄ２Ｄ通信における直接通信モードを主として説明したが、直接通信モードに代えて局所中継モードを適用してもよい。

上述した実施形態では、本発明をＬＴＥシステムに適用する一例を説明したが、ＬＴＥシステムに限定されるものではなく、ＬＴＥシステム以外のシステムに本発明を適用してもよい。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。また、上述した実施形態及び変更例は、組み合わせることが可能である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。

なお、米国仮特許出願第６１／７６６５１８号（２０１３年２月１９日出願）の全内容が、参照により、本願に組み込まれている。

本発明によれば、Ｄ２Ｄ通信についての運用を容易にすることができる移動通信システム、ユーザ端末及び基地局を提供することができる。

Claims (22)

1. データパスがネットワークを経由するセルラ通信と、データパスが前記ネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信と、をサポートする移動通信システムであって、
   前記ネットワークは、ユーザ端末からの要求に応じて、直交性を有する無線リソースを、前記ユーザ端末と、前記ユーザ端末との前記Ｄ２Ｄ通信を行うべき他のユーザ端末と、からなるユーザ端末群に対して割り当て、
   前記ユーザ端末は、前記ネットワークから割り当てられた前記無線リソースを使用して、前記Ｄ２Ｄ通信を行い、
   前記ユーザ端末は、前記ユーザ端末群に含まれるユーザ端末数の増減に基づいて、前記要求を前記ネットワークに送信することを特徴とする移動通信システム。
2. データパスがネットワークを経由するセルラ通信と、データパスが前記ネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信と、をサポートする移動通信システムであって、
   前記ネットワークは、ユーザ端末からの要求に応じて、直交性を有する無線リソースを、前記ユーザ端末と、前記ユーザ端末との前記Ｄ２Ｄ通信を行うべき他のユーザ端末と、からなるユーザ端末群に対して割り当て、
   前記ユーザ端末は、前記ネットワークから割り当てられた前記無線リソースを使用して、前記Ｄ２Ｄ通信を行い、
   前記ネットワークは、前記ユーザ端末群に含まれるユーザ端末数に基づいて、前記ユーザ端末群に割り当てる前記無線リソースの数を制御することを特徴とする移動通信システム。
3. データパスがネットワークを経由するセルラ通信と、データパスが前記ネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信と、をサポートする移動通信システムであって、
   前記ネットワークは、ユーザ端末からの要求に応じて、直交性を有する無線リソースを、前記ユーザ端末と、前記ユーザ端末との前記Ｄ２Ｄ通信を行うべき他のユーザ端末と、からなるユーザ端末群に対して割り当て、
   前記ユーザ端末は、前記ネットワークから割り当てられた前記無線リソースを使用して、前記Ｄ２Ｄ通信を行い、
   前記ネットワークは、前記Ｄ２Ｄ通信が許容されない課金契約のユーザ端末が前記ユーザ端末群に含まれる場合には、前記ユーザ端末群に対する前記無線リソースの割り当てを拒否することを特徴とする移動通信システム。
4. 前記ネットワークは、前記ユーザ端末による前記無線リソースの使用について課金を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の移動通信システム。
5. 前記無線リソースには、有効時間が設定されており、
   前記ユーザ端末は、前記Ｄ２Ｄ通信を継続するために前記無線リソースの再割り当てを前記ネットワークに要求することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の移動通信システム。
6. 前記ネットワークは、前記ユーザ端末による前記Ｄ２Ｄ通信の経過時間、前記ユーザ端末が前記Ｄ２Ｄ通信に使用するアプリケーション、前記ユーザ端末の課金契約、及び前記ユーザ端末の移動速度のうち、少なくとも１つに基づいて、前記有効時間を制御することを特徴とする請求項５に記載の移動通信システム。
7. 前記ユーザ端末は、前記有効時間が満了する前であっても、前記Ｄ２Ｄ通信の通信品質の悪化を検知したことに応じて、前記無線リソースの再割り当てを前記ネットワークに要求することを特徴とする請求項５に記載の移動通信システム。
8. 前記ネットワークは、前記ユーザ端末による前記無線リソースの使用に基づく課金を行っており、
   前記ユーザ端末は、前記有効時間が満了する前に前記Ｄ２Ｄ通信を終了する場合に、前記Ｄ２Ｄ通信の終了を前記ネットワークに通知することを特徴とする請求項５に記載の移動通信システム。
9. 前記ネットワークは、前記無線リソースの再割り当てにおいて、再割り当て前の無線リソースとは異なる無線リソースを割り当てることを特徴とする請求項５に記載の移動通信システム。
10. 前記ネットワークは、前記Ｄ２Ｄ通信における送信用の無線リソースと、前記Ｄ２Ｄ通信における受信用の無線リソースと、を割り当てることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の移動通信システム。
11. 前記無線リソースは、拡散符号であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の移動通信システム。
12. 前記ユーザ端末は、直交性を有しない初期無線リソースを保持しており、
    前記ユーザ端末は、前記ネットワークから前記無線リソースが割り当てられない場合でも、前記初期無線リソースを使用して前記Ｄ２Ｄ通信を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の移動通信システム。
13. 前記初期無線リソースを使用して前記Ｄ２Ｄ通信を行う前記ユーザ端末は、前記Ｄ２Ｄ通信の通信品質の悪化を検知したことに応じて、前記無線リソースの割り当てを前記ネットワークに要求することを特徴とする請求項１２に記載の移動通信システム。
14. 前記ネットワークは、前記無線リソースを割り当てることで前記通信品質が改善すると判断した場合に、前記無線リソースを割り当てることを特徴とする請求項１３に記載の移動通信システム。
15. 前記初期無線リソースを使用して前記Ｄ２Ｄ通信を行う前記ユーザ端末は、干渉波信号をモニタリングした結果に基づいて、前記Ｄ２Ｄ通信における送信を行うことを特徴とする請求項１２に記載の移動通信システム。
16. 前記ネットワークは、前記Ｄ２Ｄ通信における前記拡散符号の使用開始タイミングを前記ユーザ端末に通知し、
    前記ユーザ端末は、前記使用開始タイミングに基づき前記拡散符号を使用することを特徴とする請求項１１に記載の移動通信システム。
17. 前記ネットワークは、複数のセルを含み、
    前記複数のセルのそれぞれは、自セルにおける前記無線リソースの割当状況を隣接セルに通知することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の移動通信システム。
18. 前記Ｄ２Ｄ通信を行う前記ユーザ端末は、データを送信する際に、前記データに対応するアプリケーションを示す情報を前記データに付加して送信することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の移動通信システム。
19. 前記ネットワークにおいて課金サーバを有する複数の通信事業者のそれぞれは、自通信事業者に属する前記ユーザ端末に対して前記無線リソースの使用に基づく課金を行っており、
    前記ネットワークは、複数の通信事業者で共用される、前記無線リソースの割り当てを行い、かつ、前記課金サーバのそれぞれに前記ユーザ端末の前記無線リソースの使用に関する情報を送信するサーバ装置を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の移動通信システム。
20. データパスがネットワークを経由するセルラ通信と、データパスが前記ネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信と、をサポートする移動通信システムにおいて用いられるユーザ端末であって、
    前記ユーザ端末からの要求に応じて、前記ユーザ端末と、前記ユーザ端末との前記Ｄ２Ｄ通信を行うべき他のユーザ端末と、からなるユーザ端末群に対して割り当てられた直交性を有する無線リソースを示す情報を前記ネットワークから受信し、前記無線リソースを使用して、前記Ｄ２Ｄ通信を行う処理を行う制御部を有し、
    前記制御部は、前記ユーザ端末群に含まれるユーザ端末数の増減に基づいて、前記要求を前記ネットワークに送信することを特徴とするユーザ端末。
21. データパスがネットワークを経由するセルラ通信と、データパスが前記ネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信と、をサポートする移動通信システムにおいて用いられる基地局であって、
    ユーザ端末からの要求に応じて、前記ユーザ端末が前記Ｄ２Ｄ通信を行うために使用する直交性を有する無線リソースを、前記ユーザ端末と、前記ユーザ端末との前記Ｄ２Ｄ通信を行うべき他のユーザ端末と、からなるユーザ端末群に対して割り当てる処理を行う制御部を有し、
    前記制御部は、前記ユーザ端末群に含まれるユーザ端末数に基づいて、前記ユーザ端末群に割り当てる前記無線リソースの数を制御することを特徴とする基地局。
22. データパスがネットワークを経由するセルラ通信と、データパスが前記ネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信と、をサポートする移動通信システムにおいて用いられる基地局であって、
    ユーザ端末からの要求に応じて、前記ユーザ端末が前記Ｄ２Ｄ通信を行うために使用する直交性を有する無線リソースを、前記ユーザ端末と、前記ユーザ端末との前記Ｄ２Ｄ通信を行うべき他のユーザ端末と、からなるユーザ端末群に対して割り当てる処理を行う制御部を有し、
    前記制御部は、前記Ｄ２Ｄ通信が許容されない課金契約のユーザ端末が前記ユーザ端末群に含まれる場合には、前記ユーザ端末群に対する前記無線リソースの割り当てを拒否することを特徴とする基地局。

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