JP2015095669A

JP2015095669A - 端末装置

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Publication number: JP2015095669A
Application number: JP2013232036A
Authority: JP
Inventors: 淳悟後藤; Jungo Goto; 中村　理; Osamu Nakamura; 理中村; 泰弘浜口; Yasuhiro Hamaguchi
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2013-11-08
Filing date: 2013-11-08
Publication date: 2015-05-18

Abstract

【課題】端末間通信のブロードキャストでは、通信開始後にも端末間通信の受信端末が増加することが考えられ、基地局装置もしくは制御局装置は通信に用いるリソース割当てを複数のタイミングで通知する必要がある。そのため、この方法はリソース割当てを複数送信する必要があり、制御情報量の増加に起因するオーバヘッドが増加する問題があった。【解決手段】端末間通信のデータを伝送する端末装置であって、前記端末装置は基地局装置より割り当てられた端末間通信用の識別子を端末検知用信号と一緒に送信する端末検知信号送信部と、端末間通信のデータ伝送を行う端末間通信送信部を有し、前記端末間通信送信部は前記端末検知用信号と一緒に送信した前記識別子に基づいて端末間通信のデータ伝送に用いる周波数リソースを算出し、前記周波数リソースにデータ信号を割り当てて送信する。【選択図】図３

Description

本発明は、端末間通信を行う端末装置のブロードキャスト、グループキャストに関する。

第３．９世代の携帯電話の無線通信システムであるＬＴＥ（Long Term Evolution）システム（Ｒｅｌ．８およびＲｅｌ．９）の標準化が完了し、現在は第４世代の無線通信システムの１つとして、ＬＴＥシステムをより発展させたＬＴＥ−Ａ（LTE-Advancedなどとも称する。）システム（Ｒｅｌ．１０以降）の標準化が行われている。

ＬＴＥシステム（LTE Rel-8）のダウンリンクでは、ＭＢＭＳ（Multimedia Broadcast Multicast Service）が仕様化されている。ＭＢＭＳでは基地局装置から複数の端末装置に対して情報を送信する。Ｒｅｌ．８では、基地局装置はＭＢＳＦＮ（Multimedia Broadcast multicast service Single Frequency Network）サブフレームをリソースとしてブロードキャスト送信することができ、このＭＢＳＦＮサブフレームは上位層より通知される。さらに、基地局装置はＭＢＳＦＮサブフレームのすべての周波数リソースをブロードキャストに使用できる。

一方、ＬＴＥ−ＡシステムのＲｅｌ．１２では、端末間通信（Device to Device Communication、D2D Communication、Proximity Service、ProSeとも呼称される）技術の導入も検討されている。端末間通信には、主に２つのシナリオが存在し、１つは基地局装置のカバレッジ内（Within Coverage）で端末間通信を行うシナリオと他方は基地局装置のカバレッジ外（Out of Coverage）で端末間通信を行うシナリオである。カバレッジ内のシナリオでは、端末間通信でデータを送信する端末装置は、通信に用いるリソースを基地局装置より通知されることが検討されている。カバレッジ外のシナリオでは、制御局装置（Controlling node／device、Cluster Headとも呼称される）が端末間通信のデータ送信する端末装置にリソースを割り当てることが検討されている（非特許文献１参照）。

また、端末間通信には、１対１通信であるユニキャスト（Unicast）と１対多の通信であるグループキャスト（Groupcast）、ブロードキャスト（Broadcast、マルチキャストとも呼称される）などが存在する。グループキャストやブロードキャストは、同一セル内に複数のセッションが存在することも要求されている。その複数のセッションが存在するシステムでは、使用するリソースが衝突しないように、ＦＤＭ（Frequency Division Multiplexing）の適用が検討されている（非特許文献２参照）。

Ericsson，"On resource allocation for D2D broadcast communication"， R1-134705，October 7-11, 2013 Qualcomm Incorporated，"D2D broadcast resource allocation and interference management algorithms"， R1-134626，October 7-11, 2013

端末間通信ではグループキャストやブロードキャストなどの１対多の通信においても、基地局装置もしくは制御局装置が、ＦＤＭで複数のセッションを同時に可能とするために通信に用いるリソースを割り当てることが検討されている（非特許文献１参照）。しかしながら、グループキャストやブロードキャストでは、通信開始後にも端末間通信の受信端末が増加することが考えられ、基地局装置もしくは制御局装置は通信に用いるリソース割当てを複数のタイミングで通知する必要がある。そのため、この方法はリソース割当てを複数送信する必要があり、制御情報量の増加に起因するオーバヘッドが増加する問題があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、端末間通信における１対多の通信に用いる周波数リソースの効率的な通知を行う端末装置を提供する。

（１）本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、端末間通信のデータを伝送する端末装置であって、基地局装置より割り当てられた端末間通信用の識別子を含む端末検知用信号の送信と、端末間通信のデータ伝送を行う端末間通信送信部を有し、前記端末間通信送信部は前記端末検知用信号に含まれる前記識別子に基づいて端末間通信のデータ伝送に用いる周波数リソースを算出し、前記周波数リソースにデータ信号を割り当てて送信する。

（２）また、本発明の一態様は、前記端末間通信送信部は、前記端末検知用信号に含まれる前記識別子とＯＦＤＭシンボル番号またはサブフレーム番号に基づいて端末間通信のデータ伝送に用いる周波数リソースを算出し、前記周波数リソースにデータ信号を割り当てて送信する。

（３）また、本発明の一態様は、前記端末間通信送信部は、端末間通信に使用可能な帯域幅に応じて、ＤＭＲＳを送信するＯＦＤＭシンボル番号または１サブフレーム内に送信するＤＭＲＳの数を変える。

（４）また、本発明の一態様は、前記端末間通信送信部は、前記端末検知用信号に含まれる前記識別子に基づいて端末間通信のデータ伝送をするＯＦＤＭシンボル番号もしくはサブフレーム番号を算出し、前記サブフレーム番号でのみ端末間通信のデータを送信する。

（５）また、本発明の一態様は、前記端末間通信送信部は、前記端末検知用信号に含まれる前記識別子に基づいて端末間通信のデータ伝送に用いるサブキャリアを算出し、ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭで端末間通信のデータを送信する。

本発明によれば、グループキャストやブロードキャストの端末間通信でデータ伝送をする端末装置が通信に用いるリソースを効率的に通知することができ、制御情報量の
増加を抑制し、周波数利用効率の向上、システムスループットの増加を実現できる。

本発明に係るシステムの一例の概略図である。本実施形態に係る基地局装置ｅＮＢの構成の一例を示す概略ブロック図である。本発明に係る端末装置ＵＥ１の構成の一例を示す概略ブロック図である。本発明に係る端末間通信信号生成部２１１の構成の一例を示す概略ブロック図である。本発明に係るサブフレーム構成である。本発明に係る端末間通信用のリソースを示す一例である。本発明に係る端末装置ＵＥ２、ＵＥ３の構成の一例を示す概略ブロック図である。本発明に係る受信信号分離部４０７の構成の一例を示す概略ブロック図である。本実施形態のシーケンス図である。本発明に係る端末間通信用のリソースを示す一例である。本発明に係る端末間通信用のリソースを示す一例である。本発明に係る端末間通信用のリソースを示す一例である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の各実施形態では、カバレッジ内（Within Coverage）の端末間通信（Device to Device Communication、D2D Communicationとも呼称される）のシナリオで説明するがカバレッジ外（Out of Coverage）にも適用可能である。また、カバレッジ内のシナリオでは基地局装置（eNB；evolved Node B）のカバレッジ内でも良いし、小基地局（small eNB、もしくはpico eNB）のカバレッジ内でも良い。また、ブロードキャスト（Broadcast、マルチキャストとも呼称される）やグループキャスト（Groupcast）などの１対多の通信を前提に説明するが、１対１の端末間通信であるユニキャスト（Unicast）に適用しても良い。また、本発明は、ＬＴＥシステムを前提に説明するが、無線ＬＡＮやモバイルＷｉＭＡＸ（IEEE802.16e）等、他のシステムに適用しても良い。

（第１の実施形態）
図１に、本発明に係るシステムの概略図を示す。同図のシステムでは、セルを構成する基地局装置ｅＮＢと、カバレッジ内に端末装置ＵＥ１〜３から構成される。端末装置ＵＥ１は、基地局装置ｅＮＢよりダウンリンクの制御信号を受信可能であり、端末間通信に用いるパラメータなどを受信することができる。さらに、端末装置ＵＥ１は、端末間通信の端末検知用信号（Discovery Signal）の送信と端末間通信のブロードキャストもしくはグループキャストのデータ送信を行う。端末装置ＵＥ２、３は、端末装置ＵＥ１が送信しているブロードキャストもしくはグループキャストのデータ受信を行う。

図２に、本実施形態に係る基地局装置ｅＮＢの構成の一例を示す概略ブロック図を示す。基地局装置ｅＮＢは、端末装置からＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control CHannel）で送信された制御情報を受信アンテナ１０７で受信する。ＵＬ制御情報受信部１０８は受信信号をベースバンド周波数にダウンコンバートし、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ；アナログ／ディジタル）変換し、ディジタル信号からＣＰ（Cyclic Prefix）を除去した信号する。その後、ＵＬ制御情報受信部１０８はＣＰ除去後の制御情報から、端末間通信に関する制御情報を抽出する。ここで、端末間通信に関する制御情報の例としては、端末装置が端末間通信用リソース使用に対するＳＲ（Scheduling Request）などが挙げられる。このＳＲとは、端末装置が基地局装置に対して端末間通信の送信許可を得るための信号を意味する。ここで、ＵＬ制御情報受信部１０８は端末間通信の送信許可要求をＤＬ制御情報生成部１０９に出力する。ＤＬ制御情報生成部１０９は、端末間通信の送信許可要求がきた場合、端末間通信用のＩＤであるＤ−ＲＮＴＩ(Device to Device Radio Network Temporary Identifier)と端末間通信の送信許可の情報をダウンリンクの制御情報のフォーマットに変換する。ＤＬ制御情報生成部１０９は、端末装置に対してＤ−ＲＮＴＩを送信完了している場合は制御情報として送信しなくても良い。また、Ｄ−ＲＮＴＩはＲＲＣ（Radio Resource Control）で送信しても良い。

ＤＬ信号生成部１０１は、ダウンリンクでデータ伝送するデータビット列が入力され、誤り訂正符号化、変調、周波数リソースへの割当て後の信号列を制御情報多重部１０２に出力する。制御情報多重部１０２は、ＤＬ制御情報生成部１０９よりＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control CHannel）やＥＰＤＣＣＨ（Enhanced PDCCH）で送信する制御情報が入力され、データ信号と制御情報を多重する。参照信号多重部１０３は、参照信号生成部１１０よりＣＲＳ（Cell-specific Reference Signal）やＣＳＩ−ＲＳ（Channel State Information−Reference Signal）、ＤＭＲＳ（De-Modulation Reference Signal）の信号列が入力され、データ信号と制御情報を多重する。ＩＦＦＴ部１０４は、入力された信号列を逆高速フーリエ変換することで、周波数領域信号列から時間領域信号列に変換する。時間領域信号列は、送信処理部１０５に入力される。送信処理部１０５は、時間領域信号列にＣＰを挿入し、Ｄ／Ａ（Digital/Analog；ディジタル／アナログ）変換でアナログの信号に変換し、変換後の信号を伝送に使用する無線周波数にアップコンバートする。送信処理部１０５は、アップコンバートした信号を、ＰＡ（Power Amplifier）で増幅し、増幅後の信号を、送信アンテナ１０６を介して送信する。

本発明に係る端末装置ＵＥ１の構成の一例を示す概略ブロック図を図３に示す。端末装置ＵＥ１は、セルラ送受信部２００と端末間通信送信部２１０から構成される。セルラ送受信部２００では、端末間通信を開始する場合、ＵＬ制御信号生成部２０１は端末間通信の送信許可要求信号を生成し、ＰＵＣＣＨに信号列を配置後に送信処理部２０２に出力する。送信処理部２０２は、図２の送信処理部１０５と同様の処理を施し、送信アンテナ２０３を介して送信する。

セルラ送受信部２００は受信アンテナ２０４でダウンリンクのデータと制御情報を受信する。ＤＬ信号受信部２０５は、受信信号をベースバンド周波数にダウンコンバートし、Ａ／Ｄ変換し、ディジタル信号からＣＰを除去した信号する。その後、ＤＬ信号受信部２０５はＣＰ除去後の制御情報から、データと制御情報に分離する。ＤＬ信号受信部２０５は、データ信号をＤＬデータ検出部２０７に出力し、制御情報を制御情報検出部２０６に出力する。ＤＬデータ検出部２０７はＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号の検出を行う。制御情報検出部２０６は、ユーザ固有のＩＤであるＣ−ＲＮＴＩ（Cell RNTI）により決定される複数の候補であるＳＳ（Search Space）よりＰＤＣＣＨもしくはＥＰＤＣＣＨをブラインドデコーディングで検出する。ここで、ＳＳを特定するのはＣ−ＲＮＴＩに限定されるものではなく、既にＤ−ＲＮＴＩが通知されていれば、Ｄ−ＲＮＴＩよりＳＳを特定しても良いし、ＴｅｍｐｏｒａｒｙＣ−ＲＮＴＩなどのＩＤを使用しても良い。制御情報検出部２０６は、基地局装置より端末間通信の送信許可を受信した場合は端末間通信信号生成部２１１に出力する。また、制御情報検出部２０６は、Ｄ−ＲＮＴＩを受信した場合は端末間通信信号生成部２１１と端末検知用信号生成部２１４に出力する。また、制御情報検出部２０６は、端末間通信用の送信パラメータを受信した場合は端末間通信信号生成部２１１に出力する。

端末間通信送信部２１０では、端末間通信用のデータビット列、端末間通信の送信許可、Ｄ−ＲＮＴＩが端末間通信信号生成部２１１に入力され、Ｄ−ＲＮＴＩは端末検知用信号生成部２１４に入力される。端末検知用信号生成部２１４は送受信端末も既知である系列が使用され、例えばＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列やＭ系列などにより端末検知用信号を生成する。ここで、端末検知用信号の系列の生成に用いられるルートインデックスはＤ−ＲＮＴIより決定される。例えば、送受信機で既知のＤ−ＲＮＴＩとルートインデックスの関連付けられているテーブルが用意されており、このテーブルを用いて決定するなどである。端末検知用信号生成部２１４は生成した端末検知用信号を予め指定されているリソースエレメント(Resource Element）に配置する。送信処理部２１５は、信号列にＣＰを挿入し、Ｄ／Ａ変換でアナログの信号に変換し、変換後の信号を伝送に使用する無線周波数にアップコンバートする。送信処理部２１５は、アップコンバートした信号を、ＰＡで増幅し、増幅後の信号を、送信アンテナ２１６を介して送信する。

一方、端末間通信信号生成部２１１は、端末間通信用データビット列が入力され、制御情報検出部２０６より受信したＤ−ＲＮＴＩが入力され、これらの情報を記憶する。端末間通信信号生成部２１１は、制御情報検出部２０６より端末間通信の送信許可が入力された場合、データビット列からＤＦＴＳ−ＯＦＤＭ（Discrete Fourier Transform Spread OFDM、SC-FDMAとも称される）信号を生成する。

本発明に係る端末間通信信号生成部２１１の構成の一例を示す概略ブロック図を図４に示す。端末間通信信号生成部２１１は、制御情報検出部２０６より入力されるＤ−ＲＮＴＩと端末間通信の送信許可が制御情報抽出部３１０に入力される。制御情報抽出部３１０は、Ｄ−ＲＮＴＩを記憶し、端末間通信の送信許可が入力された場合にはＤ−ＲＮＴＩを信号割当部３０６−１〜３０６−Ｍに入力する。制御情報抽出部３１０は、端末間通信の送信許可の情報をＳ／Ｐ部３０１に入力する。制御情報抽出部３１０は、制御情報検出部２０６より入力される送信パラメータにＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）が含まれる。ただし、ＭＣＳが固定の送信を行う場合は、制御情報抽出部３１０はＭＣＳ情報を入力されるのではなく、保持している。制御情報抽出部３１０は、符号化率など誤り訂正符号化に関する情報を符号化部３０２−１〜３０２−Ｍに入力する。さらに、制御情報抽出部３１０は、変調方式に関する情報を変調部３０３−１〜３０３−Ｍに入力する。

以下、端末間通信の送信信号を複数の送信ストリームとして、複数の送信アンテナから伝送する一例を説明するが、送信ストリームは１であっても良い。また、送信アンテナ（アンテナポート）も１つであっても良い。アンテナポートとは複数のアンテナを物理的に同一にみなせる構成であれば、アンテナポート数を１とするものである。

Ｓ／Ｐ部３０１は、入力されたデータビット列を記憶しており、端末間通信の送信許可の情報が入力された場合、データビット列を送信ストリーム数に分割し、符号化部３０２−１〜３０２−Ｍに入力する。符号化部３０２−１〜３０２−Ｍは、入力されたデータビット列に対し、誤り訂正符号の符号化を施す。誤り訂正符号には、例えば、ターボ符号やＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号、畳み込み符号などが用いられる。符号化部３０２−１〜３０２−Ｍで施す誤り訂正符号の種類は、送受信装置で予め決められていても良いし、送受信機会毎に制御情報として通知されても良い。符号化部３０２−１〜３０２−Ｍは、ＭＣＳに含まれる符号化率に基づいて、符号化ビット列に対してパンクチャを行う。符号化部３０２−１〜３０２−Ｍは、パンクチャした符号化ビット列を変調部３０３−１〜３０３−Ｍへ出力する。
変調部３０３−１〜３０３−Ｍは、変調方式の情報が入力され、符号化部３０２−１〜３０２−Ｍから入力された符号化ビット列に対して変調を施すことで、変調シンボル列を生成する。変調方式には、例えば、ＱＰＳＫ（ＱｕａｔｅｒｎａｒｙＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ；四相位相偏移変調）、１６ＱＡＭ（１６−ａｒｙＱｕａｄｒａｔｕｒｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ；１６直交振幅変調）や６４ＱＡＭなどがある。変調部３０３−１〜３０３−Ｍは、生成した変調シンボル列をＤＦＴ部３０４−１〜３０４−Ｍに出力する。ＤＦＴ部３０４−１〜３０４−Ｍは、入力された変調シンボルを離散フーリエ変換することで、時間領域信号から周波数領域信号に変換し、得られた周波数領域信号をプリコーディング部３０５へ出力する。プリコーディング部３０５は、入力された変調シンボル列に対してプリコーディング行列を乗算し、アンテナポート毎の信号を生成し、信号割当部３０６−１〜３０６−Ｍに出力する。

信号割当部３０６−１〜３０６−Ｍは、制御情報抽出部３１０よりＤ−ＲＮＴＩが入力され、プリコーディング部３０５より信号列入力される。信号割当部３０６−１〜３０６−Ｍは、端末間通信に用いることができる複数のリソースの中からＤ−ＲＮＴＩに基づいて、使用するリソースを決定する。まず、本発明に係るサブフレーム構成を図５に示す。横軸は時間であり、１サブフレームのフレーム構成を示している。１サブフレームは２スロットから構成され、１スロットは７ＯＦＤＭシンボルから構成される。縦軸は周波数であり、システム帯域をＮｒｂ個のＲＢＧ（Resource Block Group）で構成される。ただし、１ＲＢＧは１以上のＲＢ（Resource Block）から構成される。１ＲＢは１２サブキャリア、１４ＯＦＤＭシンボルから構成されるリソースを意味する。

本発明に係る端末間通信用のリソースを示す一例を図６に示す。図６の例では、ＲＢＧインデックスＮ_{ｄ２ｄ＿ｓｔ}からＮ_{ｄ２ｄ＿ｅｄ}までが端末間通信に用いることが可能なリソースとする。ここで、端末装置は端末間通信に用いることが可能なリソースを予め通知されている、もしくは予め決められているものとする。また、端末間通信に用いることが可能なリソースはＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared CHannel）の一部である。端末装置は、端末間通信のデータ送信にＲＢＧ＃Ｎ_{ｄ２ｄ＿ｓｔ}〜ＲＢＧ＃Ｎ_{ｄ２ｄ＿ｅｄ}のいずれか１つのＲＢＧを使用する場合、Ｄ−ＲＮＴＩにより次式で決定する。

…式（１）
ただし、Ｊ＝Ｄ−ＲＮＴＩｍｏｄ（Ｎ_{ｄ２ｄ＿ｅｄ}−Ｎ_{ｄ２ｄ＿ｓｔ}＋１）であり、ＡｍｏｄＸは、ＡをＸで除算した余りを意味する。例えば、Ｎ_{ｄ２ｄ＿ｓｔ}＝３、Ｎ_{ｄ２ｄ＿ｅｄ}＝６であり、Ｄ−ＲＮＴＩｍｏｄ４＝２の場合、式（１）ではＲＢＧ＃５の１番目から１４番目のＯＦＤＭシンボル（Ｄ２Ｄ３−＃１〜Ｄ２Ｄ３−＃１４）を端末間通信に用いることになる。また、別の端末間通信のデータ伝送を行う端末装置には異なるＤ−ＲＮＴＩを割り当てることで、基地局装置は端末間通信に用いるＲＢＧが衝突しようようにリソースを管理できる。式（１）はＤ−ＲＮＴＩからリソースを決定する一例であり、異なる方法であってもよい。

信号割当部３０６−１〜３０６−Ｍは、Ｄ−ＲＮＴＩに基づいて算出されたリソース（周波数帯域）に信号列を配置し、参照信号多重部３０７−１〜３０７−Ｍに出力する。参照信号多重部３０７−１〜３０７−Ｍは、信号割当部３０６−１〜３０６−Ｍより周波数領域のデータ信号列が入力され、参照信号生成部３０９より参照信号列が入力され、これらの信号列を多重することで、送信信号のフレームを生成する。ＩＦＦＴ部３０８−１〜３０８−Ｍは、周波数領域の送信信号のフレームが入力され、各ＯＦＤＭシンボル単位で逆高速フーリエ変換することで、周波数領域信号列から時間領域信号列に変換する。時間領域信号列は、図３の送信処理部２１２−１〜２１２−Ｍに出力される。送信処理部２１２−１〜２１２−Ｍは、信号列にＣＰを挿入し、Ｄ／Ａ変換でアナログの信号に変換し、変換後の信号を伝送に使用する無線周波数にアップコンバートする。送信処理部２１２−１〜２１２−Ｍは、アップコンバートした信号を、ＰＡで増幅し、増幅後の信号を、送信アンテナ２１３−１〜２１３−Ｍを介して送信する。

本発明に係る端末装置ＵＥ２、ＵＥ３の構成の一例を示す概略ブロック図を図７に示す。端末装置ＵＥ２、ＵＥ３は、端末間通信のデータを受信する場合はセルラのダウンリンクと異なり、アップリンクリソースであるＰＵＳＣＨの信号を受信する。端末装置ＵＥ２、ＵＥ３は、端末間通信のデータを受信アンテナ４０１−１〜４０１−Ｎで受信する。Ｎは１以上の整数とする。受信処理部４０２−１〜４０２−Ｎは受信信号をベースバンド周波数にダウンコンバートし、ダウンコンバートした信号に対してＡ／Ｄ変換を行うことでディジタル信号を生成する。さらに、受信処理部４０２−１〜４０２−Ｎはディジタル信号からＣＰを除去した信号をＦＦＴ部４０３−１〜４０３−Ｎに入力する。ＦＦＴ部４０３−１〜４０３−Ｎは、入力された受信信号列を高速フーリエ変換により時間領域信号列から周波数領域信号列に変換し、周波数領域信号列を端末検知用信号分離部４０４−１〜４０４−Ｎに入力する。端末検知用信号分離部４０４−１〜４０４−Ｎは、端末検知用信号と他の信号に分離し、それぞれ識別子検出部４０９と参照信号分離部４０５−１〜４０５−Ｎに入力する。

識別子検出部４０９は、端末検知用信号が入力され、端末検知用信号から端末間通信の送信端末のＤ−ＲＮＴＩを検出する。ここで、端末検知用信号からＤ−ＲＮＴＩの検出は、端末検知用信号に用いられるルートインデックスより生成される信号列の候補に対して相関を算出し、相関値が最も高くなる系列が送信されたものとしてルートインデックスを特定し、ルートインデックスとＤ−ＲＮＴＩの変換テーブルによりＤ−ＲＮＴＩを得る。識別子検出部４０９は、検出したＤ−ＲＮＴＩを記憶し、データ受信時にはＤ−ＲＮＴＩを割当信号抽出部４０６−１〜４０６−Ｎに入力する。

一方、参照信号分離部４０５−１〜４０５−Ｎは入力された信号を参照信号とデータ信号に分離し、それぞれ伝搬路推定部４０８と割当信号抽出部４０６−１〜４０６−Ｎに入力する。伝搬路推定部４０８は、端末間通信のデータ信号と多重されて送信された参照信号であるＤＭＲＳ（De-Modulation Reference Signal）が入力され、復調用の推定した周波数応答は受信信号分離部４０７に入力する。割当信号抽出部４０６−１〜４０６−Ｎは、Ｄ−ＲＮＴＩより端末間通信に用いられたリソースを算出し、端末間通信のデータ信号を抽出する。割当信号抽出部４０６−１〜４０６−Ｎは、抽出したデータ信号を受信信号分離部４０７に入力する。

本発明に係る受信信号分離部４０７の構成の一例を示す概略ブロック図を図８に示す。受信信号分離部４０７では、伝搬路推定部４０８で推定された周波数応答と、リソースから抽出されたデータ信号がＭＩＭＯ分離部４０７１に入力される。ＭＩＭＯ分離部４０７１は、入力された伝搬路の周波数応答よりＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）規範に基づく等化重みを生成し、入力された周波数領域のデータ信号列に対して重みを乗算することでＭＩＭＯ多重された信号を分離する。ＭＩＭＯ分離部４０７１は、分離した信号列をＩＤＦＴ部４０７２−１〜４０７２−Ｍに入力する。ただし、Ｍは１以上の整数とする。ＭＩＭＯ分離部４０７１での信号処理は、ＺＦ（Zero Forcing）基準等の他の基準の空間フィルタリングや、ＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection）等の他の検出法を適用してもよい。

ＩＤＦＴ部４０７２−１〜４０７２−Ｍは、周波数領域の等化後の受信信号を時間領域信号に変換する。復調部４０７３−１〜４０７３−Ｍは、図示していないが予め通知されている変調方式の情報が入力され、時間領域の受信信号列に対して復調処理を施し、ビット系列のＬＬＲ（Log Likelihood Ratio）、つまりＬＬＲ列を得る。復号部４０７４−１〜４０７４−Ｍは、図示していないが予め通知されている符号化率の情報に入力され、ＬＬＲ列に対して復号処理を行う。復号部４０７４−１〜４０７４−Ｍは、復号後のＬＬＲ列を硬判定し、誤りが無かった場合にはビット列を送信データとして、Ｐ／Ｓ部４０７５に入力する。Ｐ／Ｓ部４０７５は、複数の送信データを結合し、出力する。なお、本実施形態では、空間多重数Ｍと復号部の数が一致する場合について説明を行ったが、ＬＴＥと同様、空間多重数Ｍと復号部の数（つまり、コードワード数）が異なってもよい。

図９に本実施形態のシーケンス図を示す。まず、Ｓ１０１、Ｓ１０２において、基地局装置ｅＮＢは、端末間通信に使用できるリソースを端末装置ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３に通知する。具体例としては、ＲＲＣシグナリグでＲＢＧ＃Ｎ_{ｄ２ｄ＿ｓｔ}とＲＢＧ＃Ｎ_{ｄ２ｄ＿ｅｄ}を通知するもしくは、ＲＢＧ＃Ｎ_{ｄ２ｄ＿ｓｔ}から連続するＹ個のＲＢＧを使用可能として通知するなどである。ただし、本実施形態では、端末間通信に使用できるリソースは連続として説明しているが、非連続であっても良く、端末間通信用の仮想ＲＢＧインデックスを連続となるように割り当てても良い。Ｓ１０３において、端末装置ＵＥ１が端末間通信の送信許可要求を基地局装置ｅＮＢに送信する。この信号は、ＰＵＣＣＨのＳＲのように送信しても良いし、別の送信方法でも良い。Ｓ１０４において、基地局装置ｅＮＢは端末間通信の送信許可と端末間通信用のＩＤであるＤ−ＲＮＴＩを端末装置ＵＥ１に通知する。ただし、Ｄ−ＲＮＴＩは別のタイミングで通知されても良く、例えば、Ｓ１０１で送信するや、また別のタイミングとしても良い。Ｓ１０５において、端末装置ＵＥ１はＤ−ＲＮＴＩに基づいて端末検知用信号を生成し、データ信号をＤ−ＲＮＴＩに基づくリソースに割り当て、端末装置ＵＥ２、３に送信する。

以上により、本実施形態では端末間通信のデータ送信を行う端末装置が端末間通信用のＩＤに基づいて端末検知用信号を生成して送信し、さらに端末装置が端末間通信用のＩＤに基づいてリソースを決定し、データをリソースに配置して送信する。その結果、端末間通信のデータ送信を行う端末装置もしくは基地局装置は、端末間通信に用いるリソースをデータ受信する端末装置に通知する必要がなくなる。そのため、リソースの通知に要するオーバヘッドがなくなり、伝送効率が向上する。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態では、端末間通信のデータ送信を行う端末装置ＵＥ１が用いるリソースの異なる決定方法を説明する。基地局装置ｅＮＢと端末装置ＵＥ１と端末装置ＵＥ２、３は前実施形態と同様であり、それぞれ図２、図３、図７と同一の構成となるため、説明は省略する。ただし、信号割当部３０６−１〜３０６−Ｍのリソース決定方法が異なる。

本発明に係る端末間通信用のリソースを示す一例を図１０に示す。前実施形態では、１ＲＢＧの１４ＯＦＤＭシンボルを１つの端末間通信のデータ送信を行う端末装置ＵＥ１が使用した。本実施形態では、ＯＦＤＭシンボルの番号毎に異なるＲＢＧを使用する場合である。まず、端末装置ＵＥ１は先頭のＯＦＤＭシンボル（Ｄ２Ｄ１−＃１〜Ｄ２Ｄ４−＃１）でどのＲＢＧを使用するかをＤ−ＲＮＴＩに基づいて決定する。例えば、式（１）の様に決定するなどである。端末装置ＵＥ１は先頭のＯＦＤＭシンボルでＺ番目の端末間通信用のリソース（Ｄ２ＤＺ−＃１）を使用する場合は、次式でＯＦＤＭシンボル番号ｋとＤ２ＤＺ−＃１に基づいて次式で使用するリソースＮ_{ＲＢＧ＿Ｄ２Ｄ＿ＴＸ}（ｋ）を決定する。

…式（２）
ただし、Ｌ＝Ｚ＋３（ｋ−１）である。このように割り当てを決定すると、図１０の例となる。例えば、Ｚ＝２、Ｎ_{ｄ２ｄ＿ｓｔ}＝３、Ｎ_{ｄ２ｄ＿ｅｄ}＝６の場合、Ｄ２Ｄ２−＃１＝ＲＢＧ＃４、Ｄ２Ｄ２−＃２＝ＲＢＧ＃３、Ｄ２Ｄ２−＃３＝ＲＢＧ＃６、Ｄ２Ｄ２−＃４＝ＲＢＧ＃５、Ｄ２Ｄ２−５＝ＲＢＧ＃４、・・・となる。このリソース決定方法は一例であり、Ｇ個のＯＦＤＭシンボルを同一のリソースとなるように、Ｌ＝Ｚ＋３（ｆｌｏｏｒ（（ｋ−１）／Ｇ））としても良い。ただし、ｆｌｏｏｒ（Ａ）は床関数であり、Ａを超えない最大の整数を意味する。Ｇ＝７の場合はスロット単位で使用するリソースが異なることを意味し、Ｇ＝１４の場合は複数のサブフレームで伝送時にサブフレーム単位で使用するリソースが異なることを意味する。

本実施形態では、式（２）の説明において、一例としてＬ＝Ｚ＋３（ｋ−１）を示したが、Ｌ＝Ｚ＋Ｐ（ｋ−１）としても良く、Ｐは端末間通信に使用可能なＲＢＧの数によって決まっても良い。例えば、Ｐ＝ｆｌｏｏｒ（（Ｎ_{ｄ２ｄ＿ｅｄ}−Ｎ_{ｄ２ｄ＿ｓｔ}＋１）／２）としても良い。さらに、複数のＯＦＤＭシンボルで同一リソースを使用する場合は式（２）にＬ＝Ｚ＋Ｐ（ｆｌｏｏｒ（（ｋ−１）／Ｇ））を適用しても良い。

次に、本実施形態における参照信号多重部３０７−１〜３０７−Ｍについて説明する。まず、Ｇ＝１〜３の場合の参照信号の多重方法の一例は、短い時間で端末間通信に使用するリソースが切り替わるため、特定のＯＦＤＭシンボル番号ではＤＭＲＳを送信する。例えば、３番目、６番目、９番目、１２番目のＯＦＤＭシンボルではＤＭＲＳを送信するなどである。ただし、端末間通信に用いられるＲＢＧの数（帯域幅）によって、チャネル推定精度を補償するために必要となるＤＭＲＳの数が異なる。そのため、端末間通信に用いられるＲＢＧの数が２個の場合は、４番目、１１番目のＯＦＤＭシンボルではＤＭＲＳを送信し、端末間通信に用いられるＲＢＧの数が４個の場合は、３番目、６番目、９番目、１２番目のＯＦＤＭシンボルでＤＭＲＳを送信するとしても良い。このように端末間通信に用いられるＲＢＧの数に応じて、１サブフレームなどの一定の送信間隔に含まれるＤＭＲＳの数を変えることで、チャネル推定精度の劣化を抑制できる。

次に、Ｇ＝４〜６の場合の参照信号の多重方法の一例は、ｃｅｉｌ（Ｇ／２）番目のＯＦＤＭシンボルにＤＭＲＳを送信する。ただし、Ｃｅｉｌ（Ａ）は、天井関数であり、Ａ以上の最小の整数を意味する。例えば、Ｇ＝４の場合は、２番目、６番目、１０番目、１４番目のＯＦＤＭシンボルでＤＭＲＳを送信する。Ｇ＝５の場合は、３番目、８番目、１３番目のＯＦＤＭシンボルでＤＭＲＳを送信する。最後に、Ｇ＝７もしくはそれ以上の場合は１スロット以上で同一のリソースを使用するため、１スロットに対して１つのＤＭＲＳを送信する。例えば、４番目と１１番目のＯＦＤＭシンボルでＤＭＲＳを送信する。このように、同一リソースで端末間通信のデータを送信するＯＦＤＭシンボル数に応じて、ＤＭＲＳの配置を変えることで、チャネル推定精度の劣化を抑制できる。ただし、上記のＤＭＲＳの配置は一例である。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態では、端末間通信のデータ送信を行う端末装置ＵＥ１が用いるリソースの第１、２実施形態と異なる決定方法を説明する。基地局装置ｅＮＢと端末装置ＵＥ１と端末装置ＵＥ２、３は前実施形態と同様であり、それぞれ図２、図３、図７と同一の構成となるため、説明は省略する。ただし、信号割当部３０６−１〜３０６−Ｍのリソース決定方法が異なる。

本発明に係る端末間通信用のリソースを示す一例を図１１に示す。本実施形態の例では、複数の端末間通信のデータがＦＤＭではなく、ＴＤＭ（Time Division Multiplexing）で多重される場合である。端末間通信用の周波数リソースがＮ_{ｄ２ｄ＿ｓｔ}＝３、Ｎ_{ｄ２ｄ＿ｅｄ}＝６とし、図１１の例では、１番目から３番目のＯＦＤＭシンボルが１番目の端末間通信用のリソースであり、４番目から６番目のＯＦＤＭシンボルが２番目のリソース、７番目から９番目のＯＦＤＭシンボルが３番目のリソース、１０〜１２番目のＯＦＤＭシンボルが４番目のリソースとしている。この場合、１３、１４番目のＯＦＤＭシンボルが余るため、図１１の例ではこれらのＯＦＤＭシンボルだけＦＤＭ多重としているが、ＱｏＳ（Quality of Service）や伝送の優先度に応じて割り当てるリソース量を可変とできる様に特定の端末間通信用に使用しても良い。この場合は、基地局装置が優先度などを考慮して、リソースの多くなるＤ−ＲＮＴＩを割り当てる端末装置を決定する。

本実施形態では、ＯＦＤＭシンボル単位でリソースを割り当てたが、サブフレーム単位としても良く、Ｄ−ＲＮＴＩより端末間通信をするリソースを決定しても良い。

（第４の実施形態）
第１〜３の実施形態では、端末間通信に用いるリソースはＲＢＧ単位で割当てが決まっていたが、本実施形態ではサブキャリア単位で決定する。基地局装置ｅＮＢと端末装置ＵＥ１と端末装置ＵＥ２、３は前実施形態と同様であり、それぞれ図２、図３、図７と同一の構成となるため、説明は省略する。ただし、信号割当部３０６−１〜３０６−Ｍのリソース決定方法が異なる。

本実施形態では、図６のようにＲＢＧインデックスＮ_{ｄ２ｄ＿ｓｔ}からＮ_{ｄ２ｄ＿ｅｄ}までが端末間通信に用いることが可能なリソースとする。本実施形態の一例では、ＲＢＧ＃Ｎ_{ｄ２ｄ＿ｓｔ}〜Ｎ_{ｄ２ｄ＿ｅｄ}に含まれるサブキャリア数をＮ_ＳＣとする。図１２は、本発明に係る端末間通信用のリソースを示す一例である。同図では、横軸は時間であり、ＯＦＤＭシンボルインデックスを示している。縦軸は周波数であり、前実施形態とはサブキャリアインデックスを示している。ここで、同図は簡単のため、端末間通信用に使用可能なサブキャリアのみを図示している。

本実施形態では、端末間通信を行う端末装置は、くしの歯状に信号を配置するＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭによるデータ伝送を行う。そのため、端末装置はＤ−ＲＮＴＩに基づいて、データを配置するサブキャリアを決定する。端末装置がＤ−ＲＮＴＩよりデータを配置するサブキャリアの決定方法一例は、Ｎ_ｓｕｂ＝Ｑ＋１＋ｎＦである。ただし、ｎは正の整数であり、ＦはＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭの使用するサブキャリアの間隔であり、Ｑ＝Ｄ−ＲＮＴＩｍｏｄＦであり、Ｎ_ｓｕｂ＜Ｎ_ＳＣを満たす。この様に配置することで、ＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio）特性を劣化させることなく、周波数ダイバーシチを獲得でき、伝送特性が向上する。

本実施形態における参照信号多重部３０７−１〜３０７−Ｍでは、すべてのＯＦＤＭシンボルで同一のサブキャリアを使用するため、特定のＯＦＤＭシンボルにＤＭＲＳを配置すれば良い。例えば、４番目と１１番目のＯＦＤＭシンボルではＤＭＲＳを送信するなどである。

なお、上述した実施形態に係る端末装置、基地局装置の一部、をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、端末装置又は基地局装置に内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

また、上述した実施形態に係る端末装置又は基地局装置の一部、または全部を、ＬＳＩ（ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路として実現しても良い。端末装置又は基地局装置の各機能ブロックは個別にプロセッサ化しても良いし、一部、または全部を集積してプロセッサ化しても良い。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いても良い。

以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。

１０１…ＤＬ信号生成部
１０２…制御情報多重部
１０３…参照信号多重部
１０４…ＩＦＦＴ部
１０５…送信処理部
１０６…送信アンテナ
１０７…受信アンテナ
１０８…ＵＬ制御情報受信部
１０９…ＤＬ制御情報生成部
１１０…参照信号生成部
２００…セルラ送受信部
２０１…ＵＬ制御信号生成部
２０２…送信処理部
２０３…送信アンテナ
２０４…受信アンテナ
２０５…ＤＬ信号受信部
２０６…制御情報検出部
２０７…ＤＬデータ検出部
２１０…端末間通信送信部
２１１…端末間通信信号生成部
２１２−１〜２１２−Ｍ…送信処理部
２１３−１〜２１３−Ｍ…送信アンテナ
２１４…端末検知用信号生成部
２１５…送信処理部
２１６…送信アンテナ
３０１…Ｓ／Ｐ部
３０２−１〜３０２−Ｍ…符号化部
３０３−１〜３０３−Ｍ…変調部
３０４−１〜３０４−Ｍ…ＤＦＴ部
３０５…プリコーディング部
３０６−１〜３０６−Ｍ…信号割当部
３０７−１〜３０７−Ｍ…参照信号多重部
３０８−１〜３０８−Ｍ…ＩＦＦＴ部
３０９…参照信号生成部
３１０…制御情報抽出部
４０１−１〜４０１−Ｎ…受信アンテナ
４０２−１〜４０２−Ｎ…受信処理部
４０３−１〜４０３−Ｎ…ＦＦＴ部
４０４−１〜４０４−Ｎ……端末検知用信号分離部
４０５−１〜４０５−Ｎ……参照信号分離部
４０６−１〜４０６−Ｎ……割当信号抽出部
４０７…受信信号分離部
４０８…伝搬路推定部
４０９…識別子検出部
４０７１…ＭＩＭＯ分離部
４０７２−１〜４０７２−Ｍ…ＩＤＦＴ部
４０７３−１〜４０７３−Ｍ…復調部
４０７４−１〜４０７４−Ｍ…復号部
４０７５…Ｐ／Ｓ部

Claims

端末間通信のデータを伝送する端末装置であって、
基地局装置より割り当てられた端末間通信用の識別子を含む端末検知用信号の送信と、端末間通信のデータ伝送を行う端末間通信送信部を有し、
前記端末間通信送信部は、前記端末検知用信号に含まれる前記識別子に基づいて端末間通信のデータ伝送に用いる周波数リソースを算出し、前記周波数リソースにデータ信号を割り当てて送信することを特徴とする端末装置。
前記端末間通信送信部は、前記端末検知用信号に含まれる前記識別子とＯＦＤＭシンボル番号またはサブフレーム番号に基づいて端末間通信のデータ伝送に用いる周波数リソースを算出し、前記周波数リソースにデータ信号を割り当てて送信することを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
前記端末間通信送信部は、端末間通信に使用可能な帯域幅に応じて、ＤＭＲＳを送信するＯＦＤＭシンボル番号または１サブフレーム内に送信するＤＭＲＳの数を変えることを特徴とする請求項２に記載の端末装置。
前記端末間通信送信部は、前記端末検知用信号に含まれる前記識別子に基づいて端末間通信のデータ伝送をするＯＦＤＭシンボル番号もしくはサブフレーム番号を算出し、前記サブフレーム番号でのみ端末間通信のデータを送信することを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
前記端末間通信送信部は、前記端末検知用信号に含まれる前記識別子に基づいて端末間通信のデータ伝送に用いるサブキャリアを算出し、ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭで端末間通信のデータを送信することを特徴とする請求項１に記載の端末装置。