JP2007501582A - ワイヤレス通信ネットワークにおけるｐ２ｐ通信とのアップリンク同期維持のための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

ワイヤレス通信システムにおいてユーザ装置によって実行されるＰ２Ｐ（ピアツーピア）通信におけるアップリンク同期を維持するための方法であって、Ｐ２Ｐ直接リンクをもたらすプロシージャによって、前記ユーザ装置の前記アップリンク同期を制御するためのパラメータ及びスケジュールについてワイヤレス通信ネットワークシステムと交渉するステップと、前記交渉されたパラメータにより、カスタマイズされたアップリンクチャネルを介して前記ネットワークシステムに検査信号を送信するステップと、前記交渉されたスケジュールにより、前記ネットワークシステムから、カスタマイズされたダウンリンクチャネルを介して送信される前記制御情報を受信するステップと、前記制御情報により、Ｐ２Ｐ通信における前記ユーザ装置のアップリンク同期を維持するステップとを有する方法である。アップリンク同期は、カスタマイズされたチャネルを通じて実現され得るので、本発明は、Ｐ２Ｐ信号を送信するためにユーザ装置の送信電力を増大させることによってもたらされるシステム性能低下及びダウンリンク共通制御チャネルを通じてアップリンク同期を実現することによってもたらされるオーバロードの問題を克服し得る。

Description

本発明は、ワイヤレス通信ネットワークにおけるＰ２Ｐ通信による方法及び装置、更に特定されると、ワイヤレス通信ネットワークにおけるＰ２Ｐ通信とのアップリンク同期維持（保守（メンテナンス））のための方法及び装置に関する。

従来の携帯（セルラ）モバイル通信システムにおいて、ＵＥ（ユーザ装置（設備）（user equipment））は、二つのＵＥの間の距離にかかわらず基地局の中継（リレー）を通じてのみ他のＵＥと通信しなければならない。図１は、ＵＥ１とＵＥ２とが、基地局トランシーバ（すなわちノード（Ｎｏｄｅ）Ｂ）及び無線リソース（資源）制御器（ラジオリソースコントローラ（Radio Resource controller(RNC)））から構成されるＵＴＲＡＮを通じて相互に対話（通信）する従来の通信モード（コンベンショナルコミュニケーションモード（conventional communication mode））を示しており、この通信モードはＵＰ−ＵＴＲＡＮ−ＤＯＷＮ（アップ−ＵＴＲＡＮ−ダウン）モードとも称される。しかしながら、同じセル内にとどまっている二つのＵＥの間の距離が非常に近くなる場合、当該二つのＵＥは、基地局の中継を通じてではなく、直接通信する方がより適当な態様となり得る。当該方法は、Ｐ２Ｐと略記されるいわゆるピアツーピア（peer-to-peer）通信である。

図２は、Ｐ２Ｐ通信モードを示しており、図２に示されているように、破線は信号リンク（シグナリングリンク（signaling link））を表しており、実線はデータリンクに対するものであり、矢印は情報の流れ（インフォメーションフロー（information flow））の方向に対するものである。データリンクのみは二つの通信するＵＥの間に存在している一方、信号リンクのみはＵＴＲＡＮとＵＥとの間に存在している。基本通信（basic communication）を維持するためのリソース（供給源）のみが必要とされることは仮定される。直接リンク（ダイレクトリンク（direct link））は、（固定周波数、タイムスロット、及び拡散符号（スプレッドコード（spread code）を備える）一つの無線リソースユニット（単位）とされ、Ｐ２Ｐ通信モードは、基本通信を維持するために二つの無線リソースユニットのみを必要とすることが容易に理解され得る。管理のための更なる信号送出コストが無視される場合、Ｐ２Ｐ通信は、従来の通信モードに比べて、約５０％の無線リソースを節減し得る。同時に、ＵＴＲＡＮは依然Ｐ２Ｐ通信、特に無線リソースを使用する方法の制御を保有しているので、ネットワークオペレータはＰ２Ｐ通信によって使用される無線リソースに容易に課金（チャージ）し得る。

２００３年３月７日にコーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ（KONINKLIJKE PHILIPS ELECTRONICS N.V.）社によって出願された“ワイヤレス通信ネットワークでＰ２Ｐ通信をもたらすための方法及び装置（A Method and Apparatus for Establishing P2P Communication in Wireless Communication Networks）”という名称（表題）の特許出願（代理人整理番号第ＣＮ０３０００３号、出願番号第０３１１９８９２．９号）に記載されているように、ワイヤレス通信ネットワークでＰ２Ｐ通信をもたらす（設ける）ための方法及び装置は、参照としてここに含まれていると共にＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムを含むいかなるＴＤＤ ＣＤＭＡ通信システムにも適している。

２００３年３月７日にコーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ社によって出願された“ワイヤレス通信ネットワークにおけるＰ２Ｐ通信での無線リンク（接続路）設定及び維持（メンテナンス）のための方法及び装置（A Method and Apparatus for Radio Link Establishment and Maintenance with P2P Communication in Wireless Communication Networks）”という名称の特許出願（代理人整理番号第ＣＮ０３０００５号、出願番号第０３１１９８９５．３号）に記載されているように、ワイヤレス通信ネットワークにおけるＰ２Ｐ通信での無線リンク設定及び維持のための方法及び装置は、参照によってここに含まれていると共にＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムを含むいかなるＴＤＤ ＣＤＭＡ通信システムにも適している。

既存のＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムと同じランダムアクセスプロシージャを通じてＵＴＲＡＮとのアップリンク同期がもたらされた後、ＵＥは、出願番号が第０３１１９８９２．９号である出願文献に記載の方法及び装置に従って他のＵＥとのＰ２Ｐ直接リンクをもたらし、すなわち二つのＰ２Ｐ ＵＥのために、関連する専用リソースを割り当て得る。それから、二つのＰ２Ｐ ＵＥの間の直接リンクは、出願番号第０３１１９８９５．３号である出願に記載の方法及び装置によりもたらされると共に維持され得るので、二つのＵＥはそれぞれ、割り当てられたスロットにおいてＰ２Ｐ信号を受信すると共に送信することが可能であり、従って二つのＵＥの間のＰ２Ｐ通信が実現され得る。

しかしながら、Ｐ２Ｐ通信モードがＴＤＤワイヤレス通信システムに適用されるとき、Ｐ２Ｐ ＵＥが、ＵＰ−ＵＴＲＡＮ−ＤＯＷＮモードを使用する他のＵＥと同じアップリンクタイムスロットを共有する場合、Ｐ２Ｐ ＵＥは、ことによるとアップリンク同期を損なわせ、それ故にシステム性能を低下させ得る。特に、Ｐ２Ｐ通信モードで動作する何れかのＵＥが移動する場合、ＵＥとＵＴＲＡＮとの間の距離は変化するであろう。このことは、パワーオンされた後、セル探索（サーチ）プロシージャにおけるランダムアクセスプロシージャを介したＵＴＲＡＮとのアップリンク同期をもたらすＵＥがＵＴＲＡＮとの同期をとり損なう可能性があることを意味する。このとき、対応する方法は、ＵＥをＵＴＲＡＮと同期している状態に保つことが必要とされる。さもなければＵＴＲＡＮは、Ｐ２Ｐ通信プロセスの間に二つのＵＥの間のＰ２Ｐリンクに関する情報をオーバヒア（ｏｖｅｒｈｅａｒ）し得る（偶然聴き得る）。このように、二つのＵＥからのＰ２Ｐ信号は同時にＵＴＲＡＮに達することが保証され得ない場合、ＵＴＲＡＮにおいて変調される拡散符号（スプレッドコード（spreading code））は直交せず、それ故にシステム性能は低下させられる。

しかしながら、Ｐ２Ｐ通信モードは、従来のＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにＵＰ−ＵＴＲＡＮ−ＤＯＷＮ通信モードを変化させる。すなわち、従来ＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおいて、ＵＴＲＡＮは、情報供給元若しくは供給先又はリレイヤ／フォワーダ（relayer/forwarder）として何れかの進行中の通信に含まれ、それ故にＵＴＲＡＮは、接続モードでＵＥとＵＴＲＡＮとの間のアップリンク同期を維持するように特定のトラヒックバースト構造体（traffic burst structure）を通じてＵＥのアップリンク信号送信時間をモニタすると共に制御し得る。一方、Ｐ２Ｐ通信の間、ＵＥは、ＵＴＲＡＮにリンク（接続）される専用トラヒックチャネルを有していないので、ＵＥは二つのＰ２Ｐ ＵＥの間の情報をオーバヒアすることのみが可能であり、このことは、たとえＵＥが通信するＵＥの同期シフト情報をオーバヒアすると共に推定し（見積り）得ても、特定のトラヒックバースト構造体とのアップリンク同期ＴＡ（時間進行（time advance））を調整することによってＵＴＲＡＮは従来モードとのアップリンク同期を維持し得ないことを意味する。それ故に、アップリンク同期に対して厳しい要求仕様を有するＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムのような通信システムにとって、移動するＵＥとＵＴＲＡＮとの間のアップリンク同期を維持する方法は大きな課題となるであろう。

ＵＥとＵＴＲＡＮとの間のダウンリンク共通（コモン）制御チャネル（downlink common control channel）におけるページング（ページ移動）制御チャネル（paging control channel）を介して同期シフト情報（synchronization shift information）を送信することによって制御されるべき移動するＵＥとＵＴＲＡＮとの間のアップリンク同期を維持するための方法及び装置が、２００３年３月７日にコーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ社によって出願された“ワイヤレス通信ネットワークにおけるＰ２Ｐ通信でのアップリンク同期維持のための方法及び装置（A Method and Apparatus for Uplink Synchronization Maintenance with P2P Communication in Wireless Communication Networks）”という名称の特許出願（代理人整理番号第ＣＮ０３０００４号、出願番号第０３１１９８９５．３号）に記載されていると共に参照としてここに含まれている。

ＵＴＲＡＮとＵＥとの間の直接の専用チャネルを具備しない本願に記載のアップリンク同期維持のための方法及び装置において、既存のダウンリンク共通制御チャネルにおけるPCCH (paging control channel)が、ＵＥに同期シフト情報を送信するために使用され、それ故に無線リソースは節減される。しかしながら本方法及び装置は、二つの新たな問題をもたらす。すなわち第一に、ＵＴＲＡＮが、Ｐ２Ｐ直接通信リンク上に転送（伝送）されない情報をオーバヒアし得ないとき、ＵＴＲＡＮは、Ｐ２Ｐ通信のための送信電力要求仕様の限界を超える（を破る）Ｐ２Ｐ信号のための送信電力を増大させるためにＵＥを必要とするであろう。第二に、ダウンリンク共通制御チャネルを使用することによって同期シフト情報を送信することは、ことによるとダウンリンク共通制御チャネルのオーバロード（過負荷（overload））をもたらすであろう。発明の詳細な説明が当該二つの問題に対して以下もたらされるであろう。

第一に、出願番号第０３１１９８９４．５号の出願文献に記載のアップリンク維持のための方法及び装置は、二つのＰ２Ｐ ＵＥの間の直接リンク上のＵＴＲＡＮのオーバヒアされた信号により二つのＵＥの同期シフト情報を推定する。それから、推定を通じて得られる同期シフト情報は、ＵＴＲＡＮとＵＥとの間のダウンリンク共通制御チャネルを介して二つのＵＥに送信される。しかしながら、Ｐ２Ｐ直接通信リンク上に転送される情報をオーバヒアすることに失敗する（オーバヒアし損なう）と、ＵＴＲＡＮは、Ｐ２Ｐ直接通信リンクに渡って転送される情報をＵＴＲＡＮがオーバヒアし得るまでＰ２Ｐ信号を送信するように自身の電力を増大させるために探査（ポール（poll））メッセージをＵＥに送信しなければならない。このことは、Ｐ２Ｐ通信するＵＥの送信電力が、ＵＴＲＡＮに達するのに十分高い送信電力で互いに信号を送信することは予測されることを意味し、さもなければＵＴＲＡＮは、Ｐ２Ｐ直接リンク上の信号をオーバヒアし損なうことになり、それ故に各々のＵＥに対してアップリンク同期を維持し損ない得る。他方で、Ｐ２Ｐ通信設定の目的によれば、Ｐ２Ｐリンクは通常、互いに非常に近い二つのＵＥの間にもたらされ、同じサービスに対する同じ質を満足すために、Ｐ２Ｐ通信するＵＥは、ＵＥとＵＴＲＡＮとの間の送信電力よりもずっと低い送信電力で互いにＰ２Ｐ信号を送信することが予測される。より低い送信電力の場合、Ｐ２Ｐ通信は、低減されたシステム障害及び節減されたバッテリ消費という利益をシステムにもたらすことが可能であり、それ故にシステム性能を改善し得る。上記のように、ＵＥの送信電力は、ＵＴＲＡＮがＰ２Ｐリンク上の信号をオーバヒアするように増大させられ得るが、このことはより低い電力を使用することによってシステム性能（パフォーマンス）及び能力（容量）を増大させることと矛盾を課すことになる。

第二に、出願番号第０３１１９８９４．５号の出願に記載のアップリンク同期維持のための方法及び装置によれば、二つのＰ２Ｐ通信するＵＥの間の直接リンク上に転送される信号がオーバヒアされるとき、ＵＴＲＡＮは、トラヒックバースト構造体においてミッドアンブル（midamble）を推定することによって同期シフト情報を得ることが可能である。それから、同期シフト情報は、Ｐ２Ｐ信号を送信するためにＵＥのＴＡを調整するため、ダウンリンク制御チャネル上のＰＣＨを介してＰ２Ｐ通信するＵＥに送信され、従ってＵＥ及びＵＴＲＡＮは、同期された状態が保持され得る。ＴＤ−ＳＣＤＭＡプロトコル規格（スタンダード）によれば、特定のＰＣＨは、いくつかのＵＥによって共有され、各々のＵＥに対して関連するＰＣＨは、自身のIMSI （国際モバイル局識別体（International Mobile Station Identification）（この場合、最後の三桁（三つのディジタル値）しか使用されない）の計算結果、DRX （不連続受信（Discontinuous Reception））サイクル、及び共通制御チャネルの数によって識別されることが分かる。各々のＵＥは自身の異なるＩＭＳＩを有しているが、ＤＲＸサイクル及び共通制御チャネルの数は、ネットワークシステム構成（コンフィギュレーション）によって決定される。同じＰＣＨを共有する各々のＵＥに対して、各々のＵＥのＰＣＨを識別するための全ての計算結果、且つＩＭＳＩ、ＤＲＸサイクル、及び共通制御チャネルの数により計算される全ての計算結果は、ページングサイクルにおいて同じＰＣＨブロックになるであろう。同じセルにキャンプインする（とどまっている）多くのＵＥが存在し、当該ＵＥのうちのいくつかが偶然Ｐ２Ｐ通信モードで動作しており、同じＰＣＨを共有している場合、特に当該ＵＥのアップリンク同期状態を保持するためにＵＴＲＡＮがＰ２Ｐリンク上の進行中の信号をオーバヒアし損ねるとき、回避可能なことに、同期維持はＰＣＨに大きなオーバロードを加えるであろう。オーバロードされたＰＣＨは、ことによるとセルの外側から通常のページングを阻止（ブロック）し得ると共に、モバイル通信システムにおけるシステム性能を低下させ（損ね）得る。

本発明の目的は、ワイヤレス通信システムにおけるＰ２Ｐ通信とのアップリンク同期維持のための方法及び装置を提供することにある。ＵＴＲＡＮとＵＥとの間のカスタマイズされた（顧客向けに仕様変更された）チャネルを使用することによって、本方法及び装置は、アップリンク同期を維持するためにＰ２Ｐ通信するＵＥを制御することが可能であり、それ故に、ＵＴＲＡＮがＰ２Ｐリンク信号をオーバヒアし得ないとき、ＵＥの送信電力を増大させることによってもたらされるシステム性能低下、及び共通制御チャネルを介してアップリンク同期を維持するために、Ｐ２Ｐ通信するＵＥを制御することによってもたらされるＰＣＨのオーバロードのような上記の問題が効果的に解決される。

本発明の目的を達成するために、ワイヤレス通信システムにおいてＵＥによって実行される、Ｐ２Ｐ（ピアツーピア（Ｐｅａｒ ｔｏ Ｐｅａｒ））通信とのアップリンク同期のために提案される方法であって、（ａ）Ｐ２Ｐ直接リンク設定の間に、前記ＵＥに対してアップリンク同期を制御するためのパラメータ及びスケジュールについてワイヤレス通信ネットワークシステムと交渉するステップと、（ｂ）ランダムアクセスプロシージャを通じて得られる送信電力及びＴＡで前記交渉されたパラメータにより、カスタマイズされたアップリンクチャネルを介して前記ネットワークシステムに検査（テスティング）信号を送信するステップと、（ｃ）前記交渉されたスケジュールにより、前記ネットワークシステムから、カスタマイズされたダウンリンクチャネルを介して送信される前記制御情報を受信するステップと、（ｄ）前記制御情報により、Ｐ２Ｐ通信における前記ＵＥのためにアップリンク同期を維持するステップとを有する方法が提案される。前記カスタマイズされたアップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルは、前記ネットワークシステムと前記ＵＥとの間で前記ＵＥのために前記ネットワークシステムによってカスタマイズされる。

Ｐ２Ｐ ＵＥが、本発明におけるワイヤレス通信システムにおいてネットワークシステムによって実行されるためのアップリンク同期維持方法であって、（i）前記ＵＥのための前記ＵＥと前記ネットワークシステムとの間のダウンリンクチャネル及びアップリンクチャネルをカスタマイズするステップと、（ii）アップリンク同期を制御するためのパラメータ及びスケジュールについて前記ＵＥと交渉するステップと、（iii）前記交渉されたパラメータにより、前記カスタマイズされたアップリンクチャネルを介して前記ＵＥから検査信号を受信するステップと、（iv）前記受信された信号により、前記ＵＥに対するアップリンク同期のための前記制御情報を推定するステップと、（v）Ｐ２Ｐ通信プロシージャの間に前記ネットワークシステムとのアップリンク同期を維持するために前記ＵＥを制御するように、前記交渉されたスケジュールにより、前記カスタマイズされたダウンリンクチャネルを介して前記ＵＥに前記制御情報を送信するステップとを有する方法である。

ＵＥが、本発明においてもたらされるＰ２Ｐ通信の間にＵＴＲＡＮとのアップリンク同期を維持するための方法に関して、当該方法の骨子は、二つのＵＥがＰ２Ｐ通信を実行しているとき、各々のＵＥのアップリンク同期を制御するために各々のＵＥとＵＴＲＡＮとの間のカスタマイズされたチャネルを維持することにあり、前記カスタマイズされたアップリンクチャネルは、ＵＴＲＡＮが同期シフト情報を推定するためのものであり、前記カスタマイズされたダウンリンクは、ＵＴＲＡＮが、調整された同期シフト情報を、対応するＵＥに送信するためのものである。

ＵＴＲＡＮとＰ２Ｐ ＵＥとの間でカスタマイズされるべきチャネルは、DCH（専用チャネル(Dedicated channel)）若しくはUSCH/DSCH（アップリンク／ダウンリンク共有型チャネル (Uplink/Downlink shared channel)）又は他の何れかのトラヒックチャネル若しくは要求仕様を満たす制御チャネルであってもよい。Ｐ２Ｐ直接リンク設定プロシージャの間、当該カスタマイズされたチャネルは、対応するＵＥに割り当てられる。Ｐ２Ｐ通信におけるアップリンク同期維持プロシージャの間、カスタマイズされたチャネルも調整され得る。既存の専用チャネル及びUSCH/DSCHと異なり、特定のサブフレーム（sub-frame）及び占有インタバル（occupancy interval）を伴う特定のＵＥ要求仕様により、当該カスタマイズされたチャネルは、アップリンク同期を維持するようにＰ２Ｐ ＵＥを制御するために使用され得る。本発明においてもたらされるアップリンク同期維持方法は、ＵＴＲＡＮとＵＥとの間のカスタマイズされたチャネルを確保するが、当該方法は、（１）トラヒック情報が、ＵＴＲＡＮと、対応するＵＥとの間のカスタマイズされたチャネル上に転送されないので、Ｐ２Ｐ直接リンク上に転送されるトラヒック情報は、当該カスタマイズされたチャネルに直接の影響をもたらさないことを特徴とし得る従来のＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおけるアップリンク同期維持方法との明らかな違いを有する。しかしながら、従来のＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおいて、ＵＴＲＡＮとＵＥとの間の専用チャネルはトラヒック情報を転送するためのものであり、（２）Ｐ２Ｐ通信モードにおけるＵＥは、アップリンク同期シフト情報を推定するようにＵＴＲＡＮにＮの連続トラヒックバーストを送信することが可能である。すなわち、ＵＴＲＡＮは、Ｎの連続トラヒックバーストにより同期シフト情報を推定し得るが、従来のＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおけるアップリンク同期制御方法において、ＵＴＲＡＮはＵＥによって送信されるトラヒックバーストにより同期シフト情報を推定し、（３）ＵＴＲＡＮと、対応するＵＥとの間のこれらのチャネルは、異なるＵＥの要求仕様によりカスタマイズされ、このことは、対応するＵＥがこれらのチャネルを他のＵＥと共有することが可能であり、対応するＵＥはこれらのチャネルを、必要とされるときに断続的（不連続）且つ定期的に占有するのみなので、ＵＴＲＡＮがアップリンク同期を、交渉されたスケジュールにより断続的且つ定期的に推定し得ることを意味する。しかしながら、従来のＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおいて、ＵＴＲＡＮは、各々のサブフレームにおいてユーザによって使用される同じタイムスロットにおける各々のミッドアンブルのチャネルインパルス応答（channel impulse response）を評価することによってタイミング情報を継続的に推定する。

以下の詳細な記載は、図３に関連してＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムを例にとり、ＵＴＲＡＮとＵＥとの間のカスタマイズされたチャネルを介して本発明において提案されるアップリンク同期維持方法にもたらされるであろう。

第一に、従来の通信におけるセル探索段階（フェーズ（phase））と同様に、ＵＥは、パワーオン（電源投入）後、キャンプイン（camp in）する（とどまる）ためにセルを探索する（ステップＳ１）。ＵＥは、ランダムアクセスプロシージャを通じてＵＴＲＡＮとのアップリンク同期を設定する（ステップＳ２）。その後、ＵＴＲＡＮは、ＵＥが他のＵＥとのＰ２Ｐリンクを設定するとき、ＵＥに対してアップリンク及びダウンリンクチャネルをカスタマイズし（ステップＳ３）、カスタマイズされたアップリンク及びダウンリンクチャネルはＤＣＨ又はＵＳＣＨ／ＤＳＣＨになることが可能であり、当該カスタマイズされたチャネルは、Ｐ２Ｐ直接通信のために使用される無線リソースと競合すべきでない。

Ｐ２Ｐリンク設定の間、ＵＥ及びＵＴＲＡＮは、アップリンク同期制御のため、すなわち、アップリンク同期制御を実行するインタバル及びアップリンク同期推定において使用されるべき連続バーストの数を決定するためにスケジュール及びパラメータを交渉する。交渉された結果により、ＵＥ及びＵＴＲＡＮは、（アップリンク同期を実行するようにインタバルを決定するために）タイマＤ（TimerD）と、（連続バーストの数を決定するために）カウンタＶ（counterV）とをそれぞれセットする（ステップＳ４）。アップリンク同期維持プロシージャの間、タイマ及びカウンタの値は、Ｐ２Ｐリンクステータス（状態）、例えば、変化する通信環境、Ｐ２Ｐ通信を実行しているＵＥと他のＵＥとの間の距離、二つのＵＥの位置、又はＵＴＲＡＮ若しくは二つのＵＥからの特定の要求仕様及び送信電力により調整され得る（例えば、ＵＴＲＡＮは、全てのＰ２Ｐ直接リンクのステータス情報を得ることを所望してもよい）。通常、二つのＰ２Ｐ ＵＥがより近付くとき、必要とされる送信電力はより低くなり、それ故にアップリンク障害（干渉）としての、ＵＴＲＡＮへの可能な強い影響（ポテンシャルインパクト（potential impact））はより小さくなり、従ってタイマのインタバルは増大させられると共に連続バーストの数は減少させられることが予測されるであろう。前記距離がより離れているか、又は無線リンクがより劣悪になっているような逆の状況において、必要とされる送信電力は、それに従って増大させられる。このとき、ＵＴＲＡＮに対する可能な強い影響、すなわちアップリンク障害は、それに応じて増大させられ、それ故にタイマのインタバルは低減させられると共に、カウンタによってセットされるべき連続バーストの数はそれに応じて増大させられることが予測される。

アップリンク同期制御のためのタイマ及びカウンタが、交渉されたパラメータによりセットされた後、Ｐ２Ｐ ＵＥは、アップリンク同期が設定されるランダムアクセスプロシージャの間に達成される同期調整により直接トラヒックチャネルを介してＰ２Ｐ信号を送信するために自身のＴＡをセットする（ステップＳ５）。それから、ＵＥは、Ｐ２Ｐ通信リンクを介して他のＵＥと直接通信し始める。

Ｐ２Ｐ信号を送信するために自身のＴＡがセットされる間、ランダムアクセスプロシージャの間にＵＴＲＡＮとのアップリンク同期が設定されるときに得られる電力制御情報及び同期調整情報により、ＵＥは、ＵＴＲＡＮに対する上記カスタマイズされたアップリンクチャネルを介してアップリンク同期を制御するための検査信号を送信するように自身のＴＡ及び送信電力をセットする（ステップＳ６）。

Ｐ２Ｐ通信の間、ＵＥは、アップリンク同期のための信号を送信するときかどうかをチェック（検査）する（ステップＳ７）。タイマが切れていない場合、ＵＥは直接通信を続行する（ステップＳ１１）。タイマが切れている場合、ＵＥは、カスタマイズされたアップリンクチャネルを介してトラヒックバーストをＵＴＲＡＮに継続的に送信し（ステップＳ８）、同時にカウンタはカウント（計数）し始める（ステップＳ９）。ＵＥは、送信されたトラヒックバーストがカウンタの所定の値に達するかどうかを判断する（ステップＳ１０）。達せられない場合、ＵＥはトラヒックバーストを送信し続け（ステップＳ８）、達せられる場合、ＵＥはＵＴＲＡＮにトラヒックバーストを送信することを中止（停止）する。ＵＥによってＵＴＲＡＮに送信されるトラヒックバーストにデータは含まれていないが、必要とされる場合、Ｐ２Ｐリンクステータス情報が含まれ得ることはここに注目されるべきである。ＮのトラヒックバーストがＵＴＲＡＮに送信されるとき、ＵＥはＰ２Ｐ直接通信を継続する。Ｎのトラヒックバーストが送信された後、ＵＥは、交渉されたスケジュールにより、カスタマイズされたダウンリンクチャネルを介してＵＴＲＡＮからのダウンリンク制御情報を待つ。

所定のスケジュールによれば、ＵＴＲＡＮは、カスタマイズされたアップリンクチャネルを介してＵＥから転送されるＮの予測される連続トラヒックバーストを受信すると共に記録する。ＵＴＲＡＮがＮのトラヒックバーストのうちのＭ（１＜Ｍ＜＝Ｎ）を受信する場合、ＵＴＲＡＮは、カスタマイズされたアップリンクチャネルにおいて使用される各々のミッドアンブルのＭの連続チャネルインパルス応答を評価することによってアップリンク同期シフト情報ＳＳ及び電力制御情報ＰＣを推定すると共に取得する（ステップＳ１２）。Ｐ２Ｐリンクステータス情報が、カスタマイズされたアップリンクチャネルを介して送信されるトラヒックバーストに含まれる場合、ＵＥは、カウンタ及びタイマが、Ｐ２Ｐリンクステータス情報を評価することにより調整されることを必要としているかどうかを決定する（ステップＳ１３）。ＵＴＲＡＮは、ＵＥの同期シフト情報ＳＳ、電力制御情報ＰＣ，並びにタイマ及び／又はカウンタの調整値をセットし、それから、カスタマイズされたダウンリンクチャネルを介して次に利用可能なダウンリンクタイムスロットにおいて、推定された同期シフト情報ＳＳ、電力制御情報ＰＣ，並びにＵＥに対するタイマ及び／又はカウンタの調整値を送信する（ステップＳ１４）。ＵＴＲＡＮが、上記ステップＳ１２においてＵＥから全てのトラヒックバーストを受信し損ねる場合、ＵＴＲＡＮは、電力制御コマンドを送信するだけで、ステップＳ１４においてＵＥに同期シフト情報とタイマ及び／又はカウンタの調整値とを送信しないので、ＵＥは自身の予測された送信電力を増大させることが可能であり、次に、カスタマイズされたアップリンクチャネルを介してＮのトラヒックバーストを送信する。

交渉されたスケジュールによれば、ＵＥは制御情報を、カスタマイズされたダウンリンクチャネルを介してＵＴＲＡＮから受信する。ここで、制御情報は、上記同期シフト情報ＳＳ、電力制御情報ＰＣ，並びにタイマ及び／又はカウンタの調整値を含む。それから、ＵＥは、信号を送信するためのＴＡが、同期シフト情報ＳＳにより調整されることを必要とするかどうか決定する（ステップＳ１５）。ここで、情報ＳＳが制御情報に含まれる場合、すなわちＵＥがＵＴＲＡＮとの同期から外れる場合、ＵＥは、

チップのステップにおいてＰ２Ｐ直接リンクにおける自身の送信時間を調整する（ステップＳ１６）。ここで、ｋ（１乃至８）の既定（デフォルト）値は、Ｐ２Ｐリンク設定の間、交渉を通じて決定されるべきであり、ｋの値は、呼出し（コール（call））の間に調整され得る。情報ＳＳが制御情報に含まれない場合、すなわちＵＥがＵＴＲＡＮとの同期を維持する場合、又はＵＴＲＡＮが同期シフトを評価し得ない場合、ＵＥはＰ２Ｐ信号に対して自身の送信時間を調整しないであろう。同時に（その間）、ＵＥは、次に、カスタマイズされたアップリンクチャネル上に信号を送信するために使用されるように送信電力及び自身の送信時間を調整すべきかどうかを決定する（ステップＳ１７）。必要ならば、ＵＥは、上記のように受信された同期シフト情報ＳＳ及び電力制御情報ＰＣにより、次に、カスタマイズされたアップリンクチャネル上に信号を送信するために使用されるように送信電力及び自身の送信時間を調整する（ステップＳ１８）。更に、ＵＥは、タイマ及び／又はカウンタの値を調整すべきかどうかも決定する（ステップＳ１９）。必要ならば、ＵＥは、ＵＴＲＡＮに信号を送信するようにインタバルを調整すると共に、受信された制御情報におけるタイマ及び／又はカウンタの調整値により、カスタマイズされたアップリンクチャネルを介して次に連続トラヒックバーストの数を調整する（ステップＳ２０）。上記調整がなされた後、ＵＥはＰ２Ｐ通信を継続し、Ｐ２Ｐ通信の間、上記ステップＳ７乃至Ｓ２０におけるプロシージャを繰り返す。

本発明によるワイヤレス通信ネットワークにおけるＰ２Ｐ通信とのアップリンク同期維持のための上記方法は、コンピュータソフトウエア若しくは対応するハードウエア、又はソフトウエアとハードウエアとの組み合わせで実現され得る。本発明の実施例において、上記ステップＳ１乃至Ｓ２０は全てソフトウエアモジュールで実現され得る一方で、既存のモバイル端末及びＵＴＲＡＮのハードウエア構造体が変化させられることはない。

上記のように、ダウンリンク共通制御チャネルを利用することによってアップリンク同期を制御するための方法と比べて、本発明においてもたらされるアップリンク同期のための方法は明らかに異なっている。違いは、同期シフト情報を推定するためのカスタマイズされたアップリンクチャネル及びＵＥとＵＴＲＡＮとの間に同期シフト情報を送信するためのダウンリンクチャネルが存在するので、ＵＴＲＡＮは、本発明の方法においてＰ２Ｐリンク上に転送されるトラヒック信号をオーバヒアする必要がないことにある。同時に、本発明は、ＵＥとＵＴＲＡＮとの間のカスタマイズされたチャネルを通じてアップリンク同期制御を実現するので、ＵＥの送信電力を増大させることによってもたらされるシステム性能劣化及びダウンリンク共通制御チャネルのオーバロードのような問題は解決され得る。従って、異なるＵＥからの信号は、アップリンク信号の変調拡散符号（modulated spreading code）の直交完全（保全）性（orthogonal integrity）を維持すると共にワイヤレスシステムに対するＰ２Ｐ直接リンクの干渉を打ち消す（キャンセルする）Ｐ２Ｐ通信の間に同時にＵＴＲＡＮに達し得る。

ダウンリンク共通制御チャネルを利用することによってアップリンク同期を制御するための方法と比べると、本発明によりもたらされるアップリンク同期のための方法は、わずかに多くの無線リソースを占有するが、ＵＥは、当該カスタマイズされたチャネルを断続的に使用するのみであり、当該カスタマイズされたチャネルによって加えられるリソースコストは、Ｐ２Ｐ通信システムが無線リソースを管理するために必要になる電力制御プロシージャ、Ｐ２Ｐ軟（ソフト）スイッチングプロシージャ（P2P soft switching procedure）、及びＰ２Ｐ動的（ダイナミック）チャネル割り当てプロシージャ（P2P dynamic channel allocation procedure）等によって共有され得る。それ故に、本発明にもたらされる方法は、既存の通信システムよりもずっと無線リソースを節減し得る。

本発明において提案されているようにＰ２Ｐ通信とのアップリンク同期維持のための方法が、アップリンク同期のためのある要求仕様を有する高度（先進）ワイヤレス通信システム、ＴＤＤ ＳＣＤＭＡ、及び他のＴＤＤモードにも適用可能であることは当業者によって理解されるべきである。

本発明において開示されているようにアップリンク同期維持のための方法が、請求項によって規定されているように本発明の範囲からほぼ逸脱することなく修正され得ることも当業者によって理解されるべきである。

従来のＵＰ−ＵＴＲＡＮ−ＤＯＷＮ通信モードを示す概略図である。 本発明によるＰ２Ｐ通信モードを示す概略図である。 ＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおけるＰ２Ｐ通信とのアップリンク同期維持のための方法に対するフローチャートを示す。

Claims (22)

1. ワイヤレス通信システムにおいてユーザ装置によって実行されるピアツーピア通信におけるアップリンク同期を維持するための方法であって、
   （ａ）ピアツーピア直接リンクをもたらすプロシージャにおいて、前記ユーザ装置に対して前記アップリンク同期を制御するためのパラメータ及びスケジュールについてワイヤレス通信ネットワークシステムと交渉するステップと、
   （ｂ）前記交渉されたパラメータにより、カスタマイズされたアップリンクチャネルを介して前記ネットワークシステムに検査信号を送信するステップと、
   （ｃ）前記交渉されたスケジュールにより、前記ネットワークシステムから、カスタマイズされたダウンリンクチャネルを介して送信される前記制御情報を受信するステップと、
   （ｄ）前記制御情報により、ピアツーピア通信における前記ユーザ装置のためのアップリンク同期を維持するステップと
   を有する方法において、
   前記カスタマイズされたアップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルは、前記ネットワークシステムによって前記ユーザ装置のためにカスタマイズされる前記ネットワークシステムと前記ユーザ装置との間のチャネルである方法。
2. 前記ステップ（ｄ）が、
   前記制御情報により、ピアツーピア通信プロセスの間、アップリンク同期を維持するために前記ユーザ装置及び前記ネットワークシステムを制御するように、前記ピアツーピア信号を送信するユーザ装置のための時間進行と、前記検査信号を送信するユーザ装置のための時間進行とを調整するステップ
   を含む請求項１に記載の方法。
3. 前記ステップ（ｄ）が、
   前記制御情報により、前記検査信号を送信するように前記ユーザ装置の送信電力を調整するステップ
   を含む請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記ステップ（ｄ）が、
   前記制御情報により、前記交渉されたパラメータを調整し、前記交渉されたパラメータは、次の二つのパラメータ、すなわち
   前記ネットワークシステムに前記検査信号を送信するインタバルと、
   前記検査信号に含まれるアップリンク同期を制御するために前記ネットワークシステムに継続的に送信されるバーストの数と
   のうちの一つを少なくとも含むステップ
   を含む請求項１、２、又は３に記載の方法。
5. 前記ステップ（ｂ）は、
   前記交渉されたインタバルにより、前記交渉されたインタバルがオーバランされるとき、前記カスタマイズされたアップリンクチャネルを介して前記ネットワークシステムに前記検査信号を送信するステップ
   を含む請求項４に記載の方法。
6. 前記ステップ（ｂ）は、
   前記アップリンク同期制御において使用される連続バーストの交渉された数により、前記ネットワークシステムに前記トラヒックバーストの数を継続的に送信するステップ
   を含む請求項４に記載の方法。
7. 前記カスタマイズされたアップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルは、前記アップリンク／ダウンリンク共有チャネル及び前記専用チャネルの一種になる請求項１に記載の方法。
8. ワイヤレス通信ネットワークシステムによって実行される、ピアツーピア通信におけるユーザ装置がワイヤレス通信システムにおいてアップリンク同期を維持するための方法であって、
   （i）前記ユーザ装置のために前記ユーザ装置と前記ネットワークシステムとの間のダウンリンクチャネル及びアップリンクチャネルをカスタマイズするステップと、
   （ii）前記アップリンク同期を制御するためのパラメータ及びスケジュールについて前記ユーザ装置と交渉するステップと、
   （iii）前記交渉されたパラメータにより、前記カスタマイズされたアップリンクチャネルを介して前記ユーザ装置から検査信号を受信するステップと、
   （iv）前記受信された信号により、前記ユーザ装置に対するアップリンク同期のための前記制御情報を推定するステップと、
   （v）ピアツーピア通信プロシージャの間に前記ユーザ装置がアップリンク同期を維持し得るように、前記交渉されたスケジュールにより、前記カスタマイズされたダウンリンクチャネルを介して前記ユーザ装置に前記制御情報を送信するステップと
   を有する方法。
9. 前記交渉されたパラメータは、次の二つのパラメータ、すなわち
   アップリンク同期を制御するように、前記ネットワークシステムが前記カスタマイズされたアップリンクチャネルから前記検査信号を受信するインタバルと、
   前記アップリンク同期制御のプロシージャにおいて前記ネットワークシステムによって使用される連続バーストの数と
   のうちの一つを少なくとも含む請求項８に記載の方法。
10. 前記ステップ（iii）は、
    前記交渉されたインタバルにより、前記交渉されたインタバルがオーバランされるとき、前記ユーザ装置から前記カスタマイズされたアップリンクチャネルを介して送信される前記検査信号を受信するステップ
    を含む請求項９に記載の方法。
11. 前記ステップ（iii）は、
    前記カスタマイズされたアップリンクチャネルを介して前記ユーザ装置から前記連続バーストの数を受信するステップ
    を含む請求項９に記載の方法。
12. 前記制御情報が、前記ネットワークシステムに前記検査信号を送信するために使用される電力制御情報と、前記ユーザ装置の前記同期シフト情報と、調整後の前記交渉されたパラメータとの一つを少なくとも含む請求項８乃至１１の何れか一項に記載の方法。
13. 前記制御情報に含まれる前記調整後の交渉されたパラメータは、前記検査信号により、前記ユーザ装置と前記他のユーザ装置との間の前記ピアツーピアリンクの状態を評価することによって決定される請求項１２に記載の方法。
14. 前記ピアツーピアリンクの状態は、前記ユーザ装置と前記他のユーザ装置との間の距離の変化の一つと、前記ユーザ装置及び前記他のユーザ装置がピアツーピア信号を送信する送信電力の変化とを少なくとも含む請求項１３に記載の方法。
15. 前記カスタマイズされたアップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルは、アップリンク／ダウンリンク共有チャネル及び専用チャネルの一種になる請求項８に記載の方法。
16. ワイヤレス通信システムにおいてピアツーピア通信におけるアップリンク同期を維持するためのユーザ装置であって、
    ピアツーピア直接リンクをもたらすプロシージャにおいて、前記ユーザ装置のアップリンク同期を制御するためのパラメータ及びスケジュールについてワイヤレス通信ネットワークシステムと交渉するためのパラメータ交渉手段と、
    前記交渉されたパラメータにより、カスタマイズされたアップリンクチャネルを介して、前記ネットワークシステムに検査信号を送信するための送信手段と、
    前記交渉されたスケジュールにより、前記ネットワークシステムから、カスタマイズされたダウンリンクチャネルを介して送信される制御情報を受信するための受信手段と、
    前記ユーザ装置に対してピアツーピア通信においてアップリンク同期を維持するための同期維持手段と
    を有するユーザ装置において、
    前記カスタマイズされたアップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルは、前記ユーザ装置に対して前記ネットワークシステムによってカスタマイズされる前記ネットワークシステムと前記ユーザ装置との間のチャネルになる
    ことを特徴とするユーザ装置。
17. 前記同期維持手段が、
    前記制御情報により、ピアツーピア通信における前記ネットワークシステムと前記ユーザ装置との間のアップリンク同期を維持するように、前記ピアツーピア信号を送信するユーザ装置のための時間進行と、前記検査信号を送信するユーザ装置のための時間進行と、前記検査信号を送信する送信電力と、前記交渉されたパラメータとを調整するための調整手段
    を含む請求項１６に記載のユーザ装置。
18. 前記交渉されたパラメータが、次の二つのパラメータ、すなわち
    前記ネットワークシステムに前記検査信号を送信するためのインタバルと、
    アップリンク同期を制御するために前記ネットワークシステムに送信される前記検査信号に含まれる連続バーストの数と
    のうちの一つを少なくとも含むステップ
    を含む請求項１６又は１７に記載のユーザ装置。
19. ピアツーピア通信におけるユーザ装置に対してアップリンク同期を維持するための方法を実行し得る、ワイヤレス通信システムにおけるワイヤレス通信ネットワークシステムであって、
    前記ユーザ装置と前記ネットワークシステムとの間の前記ユーザ装置のためのダウンリンクチャネル及びアップリンクチャネルをカスタマイズするためのカスタマイズ手段と、
    前記ユーザ装置の前記アップリンク同期を制御するためのパラメータ及びスケジュールについて前記ユーザ装置と交渉するための交渉手段と、
    前記交渉されたパラメータにより、前記ユーザ装置から前記カスタマイズされたアップリンクチャネルを介して送信される前記検査信号を受信するための受信手段と、
    前記受信された信号により、前記ユーザ装置のアップリンク同期のための制御情報を推定するための推定手段と、
    前記交渉されたスケジュールにより、ピアツーピア通信プロシージャの間、アップリンク同期を維持するために前記ネットワークシステム及び前記ユーザ装置を制御するように、前記制御情報を前記ユーザ装置に送信するための送信手段と
    を有するワイヤレス通信ネットワークシステム。
20. 前記交渉されたパラメータは、次の二つのパラメータ、すなわち
    アップリンク同期を制御するように、前記ネットワークシステムが前記カスタマイズされたアップリンクチャネルから前記検査信号を受信するインタバルと、
    アップリンク同期を制御するプロシージャにおいて前記ネットワークシステムによって使用される連続バーストの数と
    のうちの少なくとも一つを含む請求項１９に記載のネットワークシステム。
21. 前記制御情報が、前記ユーザ装置の同期シフト情報と、前記ネットワークシステムに前記検査信号を送信するために使用される電力制御情報と、調整後の前記交渉されたパラメータのうちの一つとを少なくとも含む請求項１９又は２０に記載のネットワークシステム。
22. 前記検査信号により、前記ユーザ装置と前記他のユーザ装置との間の前記ピアツーピアリンクの状態を評価することによって前記交渉されたパラメータを調整すべきかどうかを決定するための評価手段を更に含む請求項２１に記載のネットワークシステム。

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