JP2015518359A - デバイス間通信のためのリソース配分方法および装置 - Google Patents

Abstract

ある実施形態において、ネットワーク（１００）の基地局（１１０）によりネットワーク・リソースを配分する方法は、ネットワークのアップリンク・チャネルの少なくとも２つのブロックを、第１のユーザ機器（ＵＥ）（１２０ａ）と第２のＵＥ（１２０ｂ）との間の直接通信リンク（１５０ａ、１５０ｂ）に配分するステップを含む。この方法は、更に、直接通信リンク上のデータ転送速度が、（ｉ）第１のＵＥと基地局との間と（ｉｉ）第２のＵＥと基地局との間との内の一方のアップリンク通信のためのデータ転送速度よりも高いことを判定するステップを含む。この方法は、更に、判定に基づき、直接通信リンクに配分されている少なくとも２つのアップリンク・ブロックの少なくとも１つを、第１のＵＥ、第２のＵＥ、または他のＵＥ（１２０ｃ）による基地局とのアップリンク通信の内の少なくとも１つに再配分するステップを含む。

Description

デバイス間の通信では、ユーザ機器（ＵＥ）が相互に通信する。従来型のＵＥは、アップリンク上で送信しダウンリンク上で受信する機能を備えており、他方で、基地局は、アップリンク上で受信しダウンリンク上で送信する。デバイス間の通信は、少なくとも、公共安全とソーシャル・ネットワーキングのために用いられ得る。

公共安全を向上するために、デバイス間の通信が、携帯電話のインフラストラクチャが利用できない場所で用いられる。デバイス間の通信により、緊急事態において、ユーザ機器（ＵＥ）が相互に直接通信することが可能になる。

デバイス間の通信は、また、ソーシャル・ネットワーキングにおいても用いられる。より詳しくは、デバイス間の通信により、近接しているＵＥが情報を共有することが可能になる。

例示的な実施形態は、デバイス間の通信のためにリソースを配分するための方法および／または装置に向けられている。この方法および装置によると、システムにおける他のデバイスおよびレガシ・デバイスに加えて直接的なデバイス間の通信をしているデバイスが、更にアップリンク・チャネルで基地局に向けて送信することを可能にしながら、オペレータが、アップリンク・チャネルの一部をデバイス間の通信のために配分することが可能になる。

一実施形態では、ネットワークの基地局によりネットワーク・リソースを配分する方法は、ネットワークのアップリンク・チャネルの少なくとも２つのブロックを、第１のユーザ機器（ＵＥ）と第２のＵＥとの間の直接通信リンクに配分するステップを含む。この方法は、更に、直接通信リンク上のデータ転送速度が、（ｉ）第１のＵＥと基地局との間と（ｉｉ）第２のＵＥと基地局との間との一方のアップリンク通信のためのデータ転送速度よりも高いことを判定するステップを含む。この方法は、更に、この判定に基づき、直接通信リンクに配分されている少なくとも２つのアップリンク・ブロックの少なくとも１つを、第１のＵＥ、第２のＵＥ、または他のＵＥによる基地局とのアップリンク通信の少なくとも１つに再配分するステップを含む。

一実施形態では、この方法は、更に、直接通信リンク上の第１のＵＥと第２のＵＥとのそれぞれに対する送信電力を、（ｉ）第１のＵＥと基地局との間と（ｉｉ）第２のＵＥと基地局との間とのそれぞれ一方のアップリンク通信のために許容される送信電力よりも小さくなるまたはそれに等しくなるように、制御するステップを含む。

一実施形態では、再配分するステップは、（ｉ）第１のＵＥと基地局との間と（ｉｉ）第２のＵＥと基地局との間との一方のアップリンク通信のためのデータ転送速度と等しい直接通信リンク上のデータ転送速度をサポートするのに要求される最小の帯域幅を決定するステップを含む。再配分するステップは、更に、再配分のための帯域幅を決定するために、直接通信リンクに配分されている帯域幅から、最小の帯域幅を減算するステップを含む。

一実施形態では、ネットワークの基地局によりネットワーク・リソースを配分する方法が、ネットワークのアップリンク・チャネルの少なくとも１つのブロックを、第１のユーザ機器（ＵＥ）と第２のＵＥとの間の第１の直接通信リンクに配分するステップを含む。この方法は、更に、アップリンク・チャネルの少なくとも１つのブロックを、第３のＵＥと第４のＵＥとの間の第２の直接通信リンクに配分するステップを含む。

一実施形態では、この方法は、更に、第１のＵＥ及び第２のＵＥが、第３のＵＥ及び第４のＵＥの送信範囲の外にあることを判定するステップを含む。基地局は、この判定ステップで、第１のＵＥ及び第２のＵＥが第３のＵＥ及び第４のＵＥの送信範囲の外にあると判定する場合には、第２の直接通信リンクに配分する。

一実施形態では、この方法は、更に、第１の直接通信リンクと第２の直接通信リンクとの上の送信電力を、第１のＵＥ、第２のＵＥ、第３のＵＥおよび第４のＵＥの内の１つと基地局との間のアップリンク通信のために許容される送信電力よりも小さくなるまたはそれに等しくなるように、制御するステップを含む。

一実施形態では、この方法は、更に、第１の直接通信リンクと第２の直接通信リンクとの少なくとも一方のリンク上のデータ転送速度が、第１のＵＥ、第２のＵＥ、第３のＵＥおよび第４のＵＥの中の１つと基地局との間のアップリンク通信のためのデータ転送速度よりも高いことを判定するステップを含む。この方法は、更に、この判定に基づき、第１の直接通信リンクと第２の直接通信リンクとに配分されているアップリンク・ブロックを、第１のＵＥ、第２のＵＥ、第３のＵＥ、第４のＵＥおよび他のＵＥによる基地局とのアップリンク通信の少なくとも１つに再配分するステップを含む。

一実施形態では、この再配分するステップは、第１のＵＥと基地局との間と第２のＵＥと基地局との間との一方のアップリンク通信のためのデータ転送速度と等しい第１の直接通信リンク上のデータ転送速度をサポートするのに要求される第１の最小帯域幅を決定するステップを含む。この方法は、更に、第３のＵＥと基地局との間と第４のＵＥと基地局との間との一方のアップリンク通信のためのデータ転送速度と等しい第２の直接通信リンク上のデータ転送速度をサポートするのに要求される第２の最小帯域幅を決定するステップを含む。この方法は、更に、再配分のための帯域幅を決定するために、第１の最小帯域幅と第２の最小帯域幅との大きな方を、第１の直接通信リンクまたは第２の直接通信リンクそれぞれに配分されている帯域幅から減算するステップを含む。

この方法は、更に、アップリンク・チャネルの少なくとも１つのブロックを、第１のＵＥ、第２のＵＥ、第３のＵＥ、第４のＵＥおよび他のＵＥと基地局とのアップリンク通信に更に配分するステップを含む。

一実施形態では、この更に配分するステップは、基地局によって供給されるセルにおける干渉レベルに関する判定に基づく。

一実施形態では、基地局が、ネットワークのアップリンク・チャネルの少なくとも２つのブロックを、第１のユーザ機器（ＵＥ）と第２のＵＥとの間の直接通信リンクに配分するように構成されている。この基地局は、更に、直接通信リンク上のデータ転送速度が、（ｉ）第１のＵＥと基地局との間と（ｉｉ）第２のＵＥと基地局との間との一方のアップリンク通信のためのデータ転送速度よりも高いことを判定するように構成されている。この基地局は、更に、この判定に基づき、直接通信リンクに配分されている少なくとも２つのアップリンク・ブロックの少なくとも１つを、第１のＵＥ、第２のＵＥ、または他のＵＥによる基地局とのアップリンク通信の少なくとも１つに再配分するように構成されている。

一実施形態では、この基地局は、更に、直接通信リンク上の第１のＵＥと第２のＵＥとのそれぞれに対する送信電力を、（ｉ）第１のＵＥと基地局との間と（ｉｉ）第２のＵＥと基地局との間とのそれぞれ一方のアップリンク通信のために許容される送信電力よりも小さくなるまたはそれに等しくなるように、制御するように構成されている。

一実施形態では、この基地局は、更に、（ｉ）第１のＵＥと基地局との間と（ｉｉ）第２のＵＥと基地局との間との一方のアップリンク通信のためのデータ転送速度と等しい直接通信リンク上のデータ転送速度をサポートするのに要求される最小の帯域幅を決定するように構成されている。この基地局は、更に、再配分のための帯域幅を決定するために、直接通信リンクに配分されている帯域幅から、最小の帯域幅を減算するように構成されている。

一実施形態では、この基地局は、ネットワークのアップリンク・チャネルの少なくとも１つのブロックを、第１の機器（ＵＥ）と第２のＵＥとの間の第１の直接通信リンクに配分するように構成されている。この基地局は、更に、アップリンク・チャネルの少なくとも１つのブロックを、第３のＵＥと第４のＵＥとの間の第２の直接通信リンクに配分するように構成されている。

一実施形態では、この基地局は、更に、第１のＵＥ及び第２のＵＥが第３のＵＥ及び第４のＵＥの送信範囲の外にあることを判定するように構成されている。この基地局は、この判定において、第１のＵＥ及び第２のＵＥが第３のＵＥ及び第４のＵＥの送信範囲の外にあると判定される場合には、第２の直接通信リンクに配分する。

一実施形態では、この基地局は、第１の直接通信リンクと第２の直接通信リンクとの上の送信電力を、第１のＵＥ、第２のＵＥ、第３のＵＥおよび第４のＵＥの内の１つと基地局との間のアップリンク通信のために許容される送信電力よりも小さくなるまたはそれに等しくなるように、制御するように構成されている。

一実施形態では、この基地局が、第１の直接通信リンクと第２の直接通信リンクとの少なくとも一方の上のデータ転送速度が、第１のＵＥ、第２のＵＥ、第３のＵＥおよび第４のＵＥの中の１つと基地局との間のアップリンク通信のためのデータ転送速度よりも高いことを判定するように構成されている。この基地局は、更に、この判定に基づき、第１の直接通信リンクと第２の直接通信リンクとに配分されているアップリンク・ブロックを、第１のＵＥ、第２のＵＥ、第３のＵＥ、第４のＵＥおよび他のＵＥによる基地局とのアップリンク通信の少なくとも１つに再配分するように構成されている。

一実施形態では、この基地局は、第１のＵＥと基地局との間と第２のＵＥと基地局との間との一方のアップリンク通信のためのデータ転送速度と等しい第１の直接通信リンク上のデータ転送速度をサポートするのに要求される第１の最小帯域幅を決定するように構成されている。この基地局は、更に、第３のＵＥと基地局との間と第４のＵＥと基地局との間との一方のアップリンク通信のためのデータ転送速度と等しい第２の直接通信リンク上のデータ転送速度をサポートするのに要求される第２の最小帯域幅を決定するように構成されている。この基地局は、更に、再配分のための帯域幅を決定するために、第１の最小帯域幅と第２の最小帯域幅との大きな方を、第１の直接通信リンクまたは第２の直接通信リンクそれぞれに配分されている帯域幅から減算するように構成されている。

この基地局は、更に、アップリンク・チャネルの少なくとも１つのブロックを、第１のＵＥ、第２のＵＥ、第３のＵＥ、第４のＵＥおよび他のＵＥと基地局とのアップリンク通信に配分するように構成されている。

一実施形態では、この更なる配分は、基地局によって供給されるセルにおける干渉レベルに関する判定に基づく。

例示的な実施形態は、添付の図面と共に以下の詳細な説明を読むことにより、更に明確に理解されるであろう。

ネットワークの例示的な実施形態を示す図である。 基地局の例示的な実施形態を示す図である。 例示的な実施形態に従ってリソースを配分する方法を示す図である。 例示的な実施形態に従うリソース配分を示す図である。 例示的な実施形態に従うリソース配分を示す図である。 例示的な実施形態に従うリソース配分を示す図である。 例示的な実施形態に従うリソース配分を示す図である。

以下では、様々な例示的な実施形態について、いくつかの例示的な実施形態が示されている添付図面を参照しながら、より十分に説明される。

従って、例示的な実施形態は、様々な修正および代替的形態を有し得るが、それらの実施形態が、図面では例として示されており、本明細書において詳細に説明する。しかし、例示的な実施形態を、開示されている特定の形態に限定する意図は存在しないことを理解すべきであり、むしろ反対に、例示的な実施形態は、特許請求の範囲の範囲に属するすべての修正、均等物、および代替物を含み得る。類似する参照番号は、複数の図面に関する説明の全体を通じて、類似する要素を指している。

第１、第２などの用語を本明細書で用いて様々な要素を説明することがあるが、これらの要素がこれらの用語によって限定されるべきではないことが、理解されるであろう。これらの用語は、ある要素と別の要素とを区別するために用いられているに過ぎない。例えば、例示的な実施形態の範囲から逸脱することなく、第１の要素を第２の要素と称することが可能であり、同様に、第２の要素を第１の要素と称することも可能である。本明細書で用いられているように、「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」という用語は、関連するリスト化されている項目の１つまたは複数の、任意および全部の組合せを含む。

ある要素が別の要素に「接続されている（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」または「結合されている（ｃｏｕｐｌｅｄ）」と称されるときには、その要素とその別の要素とが直接に接続もしくは結合されている場合があり得るし、または、間に介在する要素が存在する場合もあり得ることが、理解されるであろう。これとは対照的に、ある要素が別の要素に「直接に（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）接続されている」または「直接に結合されている」と称されるときには、間に介在する要素は存在しない。複数要素間の関係を説明するのに用いられる他の語（例えば、「間に（ｂｅｔｗｅｅｎ）」と「直接に間に」、「隣接する（ａｄｊａｃｅｎｔ）」と「直接に隣接する」など）も、これと同様に解釈されるべきである。

本明細書で用いられる専門用語は、特定の実施形態を説明するという目的だけを有しており、例示的な実施形態への限定を意図していない。本明細書で用いられる場合、単数形の「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、文脈が明らかにそうでないということを示していない限り、複数形も同様に含むことが、意図されている。用語「備える／含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備えている／含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、および／または「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、本明細書で用いられる場合、言及されている特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／またはコンポーネントが存在することを明示しているのであるが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、コンポーネントおよび／またはそれらのグループの存在または追加を除外するものではないことが、更に理解されるであろう。

いくつかの代替的な実装形態では、言及されている機能／作用は、図面に示されている順序とは異なる順序で起こり得ることにも注意すべきである。例えば、連続して示されている２つの図面が、実際には、関与する機能／作用に応じて、実質的に同時に実行される、または、時には逆の順序で実行されることがあり得る。

別の定義がなされない限り、本明細書で用いられる（技術用語および科学用語を含む）すべての用語は、例示的な実施形態が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。用語は、例えば一般的に用いられる辞書で定義されている用語は、関連のある技術の文脈におけるそれらの意味と矛盾しない意味を有するものとして解釈されるべきであり、本明細書で明示的にそう定義されない限り、理想化されたまたは過渡に形式的な意味で解釈されることはない、ということが更に理解されるであろう。

例示的な実施形態とそれに対応する詳細な説明との一部は、コンピュータ・メモリ内部のデータ・ビットに対する動作に関するソフトウェアの観点から、または、アルゴリズムおよび記号的表現の観点から、提示されている。これらの説明および表現は、当業者が自らの業務の実質を他の当業者に効果的に伝達する際に、用いられるものである。本明細書で用いられている用語としての、そして一般的に用いられる用語としての、アルゴリズムとは、希望する結果に至る首尾一貫した一連のステップであると考えられる。そのようなステップは、物理量の物理的操作を必要とするステップである。必ずしもそうであるとは限らないのであるが、通常は、これらの量は、記憶され、転送され、組み合わされ、比較され、またそれ以外の操作が可能である光信号、電気信号、または磁気信号という形態をとる。時には、主に一般的な使用という理由のために、これらの信号を、ビット、値、要素、シンボル、キャラクタ、用語、番号などと称することが便利であることが判明している。

以下の説明では、例示的な実施形態について、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含むプログラム・モジュールまたは機能プロセスとしての実装が可能な動作の作用および記号表現（例えば、フロー・チャート形式での）を参照して、説明がなされる。なお、プログラム・モジュールまたは機能プロセスとは、特定のタスクを実行するもの、または、特定の抽象データ・タイプを実装するものであり、既存のネットワーク要素または制御ノードにおける既存のハードウェアを用いて、実装することができる。そのような既存のハードウェアには、１つまたは複数の中央演算処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）コンピュータなどが含まれ得る。

そうではないと特に断らない限り、または、議論から明らかなように、「処理する」、「計算する」、「算出する」、「判定／決定する」または「表示する」などの用語は、コンピュータ・システムまたは類似の電子的コンピューティング・デバイスの作用およびプロセスを指す。なお、ここで、コンピュータ・システムまたは類似の電子的コンピューティング・デバイスは、コンピュータ・システムのレジスタおよびメモリの内部で物理的で電子的な量として表されているデータを、操作し、コンピュータ・システムのメモリ、レジスタ、もしくは他のそのような情報ストレージ、伝送、または表示装置の内部の物理量として同様に表される他のデータに、変換する。

また、例示的な実施形態のソフトウェアで実装される態様は、何らかの形態を有する有体物である（または記録用の）記憶媒体上に符号化されているのが典型的であることに注意されたい。有体物である記憶媒体は、磁気的（例えば、フロッピーディスクやハード・ドライブ）または光学的（例えば、コンパクト・ディスク・リード・オンリ・メモリすなわち「ＣＤ−ＲＯＭ」）であり得るが、リード・オンリの場合またはランダム・アクセスの場合がある。例示的な実施形態は、どの所与の実装形態のこれらの態様によっても、限定されることはない。

本明細書で用いられているように、「ユーザ機器」（ＵＥ）という用語は、モバイル・ユーザ、移動局、モバイル端末、ユーザ、加入者、ワイヤレス端末、および／またはリモート局と同義であり得るし、ワイヤレス通信ネットワークにおけるワイヤレス・リソースのリモート・ユーザを説明する場合もあり得る。「基地局」という用語は、１つまたは複数のセル・サイト、エンハンスト・ノードＢ（ｅＮＢ）、基地局、アクセス・ポイント、および／または無線周波数通信の任意の終端として理解され得る。現在のネットワーク・アーキテクチャはモバイル／ユーザ・デバイスとアクセス・ポイント／セル・サイトとの区別を考慮することがあり得るが、本明細書でこれ以降説明されている例示的な実施形態は、例えばアド・ホックおよび／またはメッシュ・ネットワーク・アーキテクチャなどのようにこの区別がそれほど明確ではないアーキテクチャにも、一般的に適用可能でありうる。

「チャネル」という用語は、周波数帯域配分、時間配分および符号配分の任意の組合せとして、理解され得る。

図１は、例示的な実施形態が実装されるネットワークを示している。図１に示されているように、ネットワーク１００は、基地局１１０と、ＵＥ１２０ａ、１２０ｂおよび１２０ｃとを含む。基地局１１０は、例えばエンハンストＮｏｄｅ−Ｂ（ｅＮＢ）であり得る。基地局１１０は、セルとして知られている地理的エリアをサービス提供することができる。

ＬＴＥシステムにおいて、アップリンクは、周波数分割多重化されており、異なる複数のユーザに、物理リソース・ブロック（ＰＲＢ）として知られている時間・周波数ブロックが配分されている。図１に示されている例示的な実施形態では、基地局１１０が、物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）として知られているアップリンク・トラフィック・チャネル上でこれらのＰＲＢに関するデータを送信するために、このシステムにおける任意の他のＵＥ（図示せず）だけでなく、ＵＥ１２０ａ、１２０ｂおよび１２０ｃをスケジューリングする。ＵＥ１２０ａ、１２０ｂおよび１２０ｃと、このシステムの他のＵＥとは、フィードバックおよび制御情報を、物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣｈ）上で送信する。フィードバックおよび制御情報には、例えば、ダウンリンク送信肯定応答（ＡＣＫ）とダウンリンク・チャネル品質フィードバックが含まれ得る。ＰＲＢが隣接する地理的セル（図示せず）で再利用され得るような、複数のセルにわたる十分なリソースの再利用があり得ることになる。

各ＵＥ１２０ａ、１２０ｂおよび１２０ｃは、双方向通信リンク対１４０ａ／１４０ｂ、１６０ａ／１６０ｂ、および１７０ａ／１７０ｂそれぞれを経由して、基地局１１０と通信する。双方向リンクのそれぞれは、アップリンク１４０ａ、１６０ａおよび１７０ａと、ダウンリンク１４０ｂ、１６０ｂおよび１７０ｂとを含む。

ダウンリンク１４０ｂ、１６０ｂおよび１７０ｂはそれぞれ、基地局１１０からＵＥ１２０ａ、１２０ｂおよび１２０ｃまでのチャネルである。基地局１１０は、ダウンリンク１４０ｂ、１６０ｂおよび１７０ｂで送信し、ＵＥ１２０ａ、１２０ｂおよび１２０ｃはそれぞれ、ダウンリンク１４０ｂ、１６０ｂおよび１７０ｂで受信する。

アップリンク１４０ａ、１６０ａおよび１７０ａは、ＵＥ１２０ａ、１２０ｂおよび１２０ｃから基地局１１０へのチャネルである。ＵＥ１２０ａ、１２０ｂおよび１２０ｃは、アップリンク１４０ａ、１６０ａおよび１７０ａそれぞれの上に送信し、基地局１１０は、アップリンク１４０ａ、１６０ａおよび１７０ａ上で受信する。

少なくとも１つの例示的な実施形態では、ＵＥ１２０ａおよび１２０ｂが、デバイス間の通信におけるＵＥピアからデータを受信するために、アップリンク・チャネル１５０ａ／１５０ｂ上で、更に信号を受信する。基地局１１０は、デバイス間通信のためのＰＲＢを、アップリンク・チャネル上に配分する。基地局１１０は、更に、基地局とデバイス間通信におけるＵＥを含むＵＥとの間の通信のためのＰＲＢを、アップリンク・チャネル上に配分する。

ＵＥ１２０ａおよび１２０ｂのそれぞれは、通信範囲の内部にあるＵＥを発見するために、発見方法を実行することがあり得る。あるいは、基地局１１０が、どのＵＥが通信範囲の内部にあるのかを判定するために、発見方法を開始することもある。この発見プロセスは、ピアを発見する任意の既知の方法でかまわない。ＵＥ１２０ａおよび１２０ｂの一方が通信範囲の内部において他方のＵＥを発見する場合には、ＵＥ１２０ａおよび１２０ｂのその一方が、直接通信を要求することがあり得る。

図１において、ＵＥ１２０ａおよび１２０ｂは、相互の通信範囲の内部にあると考えられる。

ＵＥ１２０ａおよび１２０ｂが通信範囲の内部に存するため、ＵＥ１２０ａおよび１２０ｂの少なくとも一方は、直接通信を求めるリクエストを、アップリンク１４０ａまたは１６０ａそれぞれを経由して、基地局１１０に送信する。このリクエストに応答して、基地局１１０は、ＵＥ１２０ａと１２０ｂとの間の直接通信リンク１５０ａ／１５０ｂのためのアップリンク・リソースを配分する。アップリンク・リソースは、少なくとも、後述する図４〜図７との関係で示される方法に従って、配分され得る。

更に、ピアリングしているＵＥ１２０ａおよび１２０ｂの近傍に存するＵＥ１２０ｃは、追加的な送信が基地局１１０からのダウンリンク上で生じるために、基地局１１０との通信を継続することができる。

図２は、基地局１１０の例示的な実施形態を示している。基地局１１０は図２に示されていない特徴を含み得ること、そして、示されている特徴に限定されるべきではないことを、理解すべきである。

図２を参照すると、基地局１１０は、例えば、データ・バス２５９と、送信ユニット２５２と、受信ユニット２５４と、メモリ・ユニット２５６と、処理ユニット２５８とを含み得る。

送信ユニット２５２と、受信ユニット２５４と、メモリ・ユニット２５６と、処理ユニット２５８とは、データ・バス２５９を用いて、相互にデータを送信および／または相互からデータを受信することができる。送信ユニット２５２は、例えばデータ信号と制御信号と信号強度／品質情報とを含むワイヤレス信号を、ワイヤレス通信ネットワーク１００における他のネットワーク要素との間の１つまたは複数のワイヤレス接続を経由して送信するためのハードウェアと任意の必要なソフトウェアとを含むデバイスである。

受信ユニット２５４は、例えばデータ信号と制御信号と信号強度／品質情報とを含むワイヤレス信号を、ネットワーク１００における他のネットワーク要素との間の１つまたは複数のワイヤレス接続を経由して受信するためのハードウェアと任意の必要なソフトウェアとを含むデバイスである。

メモリ・ユニット２５６は、磁気ストレージ、フラッシュ・ストレージなどを含む、データを記憶することができる任意のデバイスであり得る。

処理ユニット２５８は、入力データに基づいて特定の動作を遂行するように構成されているマイクロプロセッサを具備し、データを処理することができる、または、コンピュータ可読のコードに含まれる命令を実行することができる、任意のデバイスであり得る。コンピュータ可読のコードは、例えば、メモリ・ユニット２５６上に記憶され得る。

例えば、処理ユニット２５８は、いつＵＥが通信範囲の内部に存在するのかを判定することができる。処理ユニット２５８は、また、リソースを直接通信リンクに配分するように構成されている。例えば、処理ユニット２５８は、アップリンク・チャネルＰＲＢを、リンク１５０ａ／１５０ｂ上の直接通信リンクに、または、例えばリンク１４０ｂ、１６０ｂおよび１７０ｂ上のＵＥと基地局との間のアップリンク通信など他のものに、配分するように構成されている。

図３は、第１のＵＥと第２のＵＥとの間の直接通信のためにネットワーク・リソースを配分する方法を示している。図３に示されている方法は、図１に示されている基地局１１０によって実行され得る。

示されているように、Ｓ３００において、基地局１１０が、ＵＥ１２０ａまたは１２０ｂから、第２のＵＥ１２０ｂまたは１２０ａとの直接通信を求めるリクエストを受信する。このリクエストは、アップリンク１４０ａまたは１６０ａを経由して受信される。

基地局１１０は、いったんリクエストを受信すると、ステップＳ３１０において、直接のデバイス間通信のために、少なくとも１つの物理リソース・ブロック（ＰＲＢ）を配分する。更に、基地局１１０は、ステップＳ３２０において、ＵＥと基地局との通信のために、少なくとも１つのＰＲＢを配分する。このＵＥと基地局との間の通信は、例えば、ＵＥ１２０ａおよび１２０ｂと基地局１１０との間のレガシ・アップリンク通信であり得る。あるいは、または追加的に、このＵＥと基地局との通信は、ＵＥ１２０ｃと基地局１１０との間の通信であり得る。基地局１１０は、図４〜図７との関係で詳述される異なる複数のスキームに従って、ＰＲＢを配分する。

図４〜図７に示されているスキームのそれぞれにより、アップリンク・チャネル・リソースにアクセスするための、デバイス間とネットワーク接続との両方のトラフィックが可能になる。

図４を参照すると、左側のカラムは、現在のレガシ・システムにおいて知られているように、ネットワーク１００における各ＵＥ１２０ａ、１２０ｂおよび１２０ｃが、それらに割り当てられているＰＲＢを用いて、基地局１１０へのアップリンク上の送信を同時に行うことを示している。

図４の右側のカラムは、ＵＥ１２０ａおよび１２０ｂによって基地局１１０への送信に用いられるＰＲＢが、更にそして追加的に、直接的なデバイス間通信のために用いられることを示している。ある例示的な実施形態では、基地局１１０は、時分割多重化された態様で、２つの形態の通信のスケジュールを立てる。

少なくともこの例示的な実施形態では、基地局１１０は、送信間隔を交代させることにより、デバイス間の通信と基地局への通信との両方のために、いくつかのＰＲＢを配分する。

図４の右側のカラムにおいて更に見られるように、少なくとも１つの例示的な実施形態によると、他のＰＲＢは、基地局１１０へのアップリンク・チャネル通信のために配分されたままの状態に留まる。

図５には、代わりとなるスキームが示されている。図５に示されているように、ＰＲＢは、デバイス間の通信またはＵＥと基地局との通信のいずれかに、配分されている。従って、基地局１１０は、デバイス間の送信からＵＥと基地局との送信に、送信間隔を交互に切り替えるスケジューリング動作を、ＵＥ１２０ａおよび１２０ｂのために実行する必要がない。

基地局１１０は、直接通信リンク１５０ａ／１５０ｂに、電力を配分し得る。基地局１１０は、２つの電力配分スキームの少なくとも一方の下で、電力を配分し得る。

第１の電力配分スキームの下では、基地局１１０は、直接リンク１５０ａ／１５０ｂ上のデータ転送速度を、同一の通信がネットワーク経由でルーティングされる場合に可能であったであろうデータ転送速度に制限するように、電力を配分し得る。なお、同一の通信がネットワーク経由でルーティングされる場合とは、すなわち、各ＵＥ１２０ａ／１２０ｂから基地局１１０を通過して他方のＵＥ１２０ｂ／１２０ａに至る、一対の双方向リンクを経由する場合である。この場合には、知られているように、データ転送を、基地局１１０を経由するデータ転送よりも、はるかに低い電力を用いて直接リンク１５０ａ／１５０ｂを介して達成することが可能である。従って、このように電力を削減することにより、直接リンク１５０ａ／１５０ｂが原因で隣接するセル（図示せず）に生じる干渉を削減または除去することができ、データ転送が基地局１１０を経由して生じる場合に見られたであろうスループットと比較して、これらのセルにおけるアップリンク・スループットが改善される。

第２の電力配分スキームの下では、基地局１１０は、直接リンク１５０ａ／１５０ｂのための送信電力を、ＵＥ１２０ａ／１２０ｂのそれぞれが基地局１１０を経由して通信するために許容されたであろうレベルに、維持することができる。これにより、隣接するセル（図示せず）への干渉が、レガシ・システムの動作と同様のレベルに保たれ得る。しかし、この電力配分スキームの下での直接リンク１５０ａ／１５０ｂ上の転送速度は、基地局１１０を経由してルーティングされる通信においてサポートされたであろう場合よりも著しく高くなり得る。その理由は、デバイス間の通信がＵＥと基地局との通信よりもより効率的に電力を用いるためである。

第２の電力配分スキームの下におけるデータ転送速度の方がより高いため、直接リンク１５０ａ／１５０ｂの上で同じスループットをサポートするのに要求されるＰＲＢは、より少ない。従って、基地局１１０は、それまで直接リンク１５０ａ／１５０ｂに割り当てられていたＰＲＢを、ＵＥと基地局とのアップリンク通信に再配分することができる。これは、レガシ・システムのユーザに配分されているアップリンク帯域幅容量を増加させるという更なる効果を有する。

第２の電力配分スキームの下では、図４および図５によるＰＲＢ配分のために、データ転送速度が改善され、方程式（１）〜（４）によって例証される以下の議論により、帯域幅の配分が調節され得る。

例証のための例として、特定の一対のＵＥ１２０ａ／１２０ｂのために、ＵＥと基地局とのリンク上でサポートされ得る次の速度Ｒ_Ｎｉを考察する。
Ｒ_Ｎｉ＝Ｗ_Ｎｌｏｇ_２（１＋ＳＩＮＲ_Ｎｉ）、ｉ∈１，２ （１）
ここで、Ｗ_Ｎは、そのデータがｅＮＢを経由してルーティングされる場合に各ＵＥに割り当てられたであろう帯域幅であり、ＳＩＮＲ_Ｎｉは、各ＵＥ１２０ａ／１２０ｂと基地局１１０との間の通信に対する信号対雑音比である。

同じＵＥ対１２０ａ／１２０ｂのための直接リンク１５０ａ／１５０ｂに対して、ＵＥと基地局とのリンクの場合と、電力と帯域幅配分とが同じであるとすると、デバイス間の速度Ｒ_ｄ２ｄは次の通りである。
Ｒ_ｄ２ｄ＝Ｗ_ｄ２ｄｌｏｇ_２（１＋ＳＩＮＲ_ｄ２ｄ） （２）
ここで、ＳＩＮＲ_ｄ２ｄは、リンク１５０ａ／１５０ｂを経由する直接通信を行うときのＵＥ１２０ａ／１２０ｂ間の通信に対する信号対雑音比である。少なくともこの実施形態では、Ｗ_ｄ２ｄはＷ_Ｎと等しい場合もあり得る。

Ｒ_ｄ２ｄは、Ｒ_Ｎよりもはるかに高いのであるが、その理由は、ＵＥ１２０ａとＵＥ１２０ｂとが近接していることで、はるかに大きな信号対雑音比が生じるからである。このような高い速度はこの応用例には必要ないことがあり得るのであって、従って、このような帯域幅が利用されないことがあり得る。

従って、より低い直接リンク・データ速度Ｒ_ｄ２ｄ＝Ｒ_Ｎ１をサポートするのに要求されるＷ_Ｎ＜Ｗ_ｄ２ｄまで帯域幅を減少させるように、基地局１１０がＰＲＢを配分することが、効果的であり得る。これにより、基地局１１０が、帯域幅Ｗ_Ｎ−Ｗ_ｄ２ｄを他のＵＥと基地局１１０とのリンクに再配分することが可能になり、よって、システムの全体的な容量が増加し得る。可能な減少は、次の方程式（３）のように示すことができる。

例証のための例として、典型的なＳＩＮＲ_Ｎ＝１０ｄＢおよびＳＩＮＲ_ｄ２ｄ＝２０ｄＢを用いると、以下を得ることとなる。
Ｗ_ｄ２ｄ＝０．５＊Ｗ_Ｎ （４）

このように、基地局１１０を経由して通信している場合にデバイス間のユーザに通常配分されたであろう帯域幅の半分が、基地局１１０によって、システムにおける他のユーザに再配分されることが可能になり、ユーザが直接に通信するときには、システムの全体的な容量が増加する。

少なくともこのようにして、例示的な実施形態によるＰＲＢおよび電力配分スキームは、レガシまたはデバイス間のユーザに対するデータ速度を劣化させることなく、システム容量を増加させることができる。

ここで図６を参照すると、更なるＰＲＢ配分スキームが示されている。図６のスキームは、直交群の再利用を用いるのであるが、ＰＲＢが、直接のデバイス間通信において、別のＵＥ対のためのセルの内部で再利用される。基地局１１０は、更に、デバイス間通信とネットワーク・ルーティングされるリンクとの間におけるリソース配分において、直交性を維持する。基地局１１０は、直接通信におけるＵＥ対は干渉を生じさせるのに十分なほど他の対に近接していないという仮定の下で、直交群の再利用による配分を用いることができる。

例証のための実施形態では、ＵＥの更なる対（図示せず）を、基地局１１０によって供給される地理的エリアの全体にわたるように、ネットワーク１００の中に分布させることができる。ＵＥの更なる対は、相互に、または、１２０ａ／１２０ｂ対との干渉を生じないように、分布され得る。これらの対がネットワーク・ルーティングされる通信のために用いられたであろう電力と同じ電力を用いて動作する場合であっても、干渉は、削減することができる、または、存在しないこともあり得る。基地局１１０が、ネットワーク・ルーティングされる通信のデータ速度と等しいデータ転送速度を維持するのに要求される電力まで電力を削減する電力配分スキームを実装する場合には、電力を、即ち干渉を、更に削減させることができる。

図７は、少なくとも１つの例示的な実施形態による、更なる配分スキームを示している。本明細書で「ハイパー再利用」と称されるこの配分スキームでは、基地局１１０が、図６との関係で上述したスキームのように、直接リンクの対の間でリソースが再利用されるように、アップリンクＰＲＢを配分する。

追加的に、基地局１１０は、更に、同じＰＲＢをＵＥと基地局とのアップリンク通信に配分することにより、システムの容量を更に増加させる。基地局１１０は、この更なる配分を、ＵＥと基地局との通信と直接リンク通信との間における潜在的な干渉に関する判定に基づいて、実行する。基地局１１０に接続されているＵＥからのアップリンク送信が、近接性や、建物による妨害などの理由で、直接的なデバイス間通信におけるデバイスによって受信不可能な場合には、基地局１１０は、デバイス間通信に配分されているＰＲＢの中のいくつかをハイパー再利用することができる。このようにして、システム容量を、セル内部の干渉を増加させることなく、更に増加させることができる。

例証のための実施形態によると、オペレータは、デバイス間の通信にアップリンク・リソースを配分することによって、セル内部の干渉を減少させて、セル・スループットを増加させることができる。デバイス間通信の効率性により、ネットワーク・ルーティングされる通信の場合のより低い電力条件で、データ転送速度を許容範囲のレベルに維持することが可能である。電力条件が下がることにより、今度は、隣接するセルへの、そして他のアップリンクまたはダウンリンクのセル内部の通信への干渉を、減少させるまたは除去することが可能になり、結果として、より高いデータ・スループットが得られる。

以上では例示的な実施形態について説明してきたが、そのような例示的な実施形態に対し、多くの方法で変更を行うことが可能であるのは明らかであろう。そのような変更は、例示的な実施形態の精神および範囲からの逸脱と見なされるべきではなく、当業者にとって明らかであるそのような修正はすべて、特許請求の範囲の範囲に含まれることが意図されている。

Claims (10)

1. ネットワーク（１００）の基地局（１１０）によりネットワーク・リソースを配分する方法であって、
   前記ネットワークのアップリンク・チャネルの少なくとも２つのブロックを、第１のユーザ機器（ＵＥ）（１２０ａ）と第２のＵＥ（１２０ｂ）との間の直接通信リンク（１５０ａ、１５０ｂ）に配分するステップと、
   前記直接通信リンク上のデータ転送速度が、（ｉ）前記第１のＵＥと前記基地局との間と、（ｉｉ）前記第２のＵＥと前記基地局との間と、の内の一方のアップリンク通信のためのデータ転送速度よりも高いことを判定するステップと、
   前記判定に基づき、前記直接通信リンクに配分されている少なくとも２つのアップリンク・ブロックの少なくとも１つを、前記第１のＵＥ、前記第２のＵＥ、または他のＵＥ（１２０ｃ）による前記基地局とのアップリンク通信の少なくとも１つに再配分するステップと、
   を含む方法。
2. 前記再配分するステップが、
   （ｉ）前記第１のＵＥと前記基地局との間と、（ｉｉ）前記第２のＵＥと前記基地局との間と、の内の一方のアップリンク通信のためのデータ転送速度と等しい前記直接通信リンク上のデータ転送速度をサポートするのに要求される最小の帯域幅を決定するステップと、
   再配分のための帯域幅を決定するために、前記直接通信リンクに配分されている帯域幅から、前記最小の帯域幅を減算するステップと、
   を含む、請求項１に記載の方法。
3. ネットワーク（１００）の基地局（１１０）によりネットワーク・リソースを配分する方法であって、
   前記ネットワークのアップリンク・チャネルの少なくとも１つのブロックを、第１のユーザ機器（ＵＥ）（１２０ａ）と第２のＵＥ（１２０ｂ）との間の第１の直接通信リンク（１５０ａ、１５０ｂ）に配分するステップと、
   前記アップリンク・チャネルの前記少なくとも１つのブロックを、第３のＵＥと第４のＵＥとの間の第２の直接通信リンクに配分するステップと、
   を含む方法。
4. 前記第１の直接通信リンクと前記第２の直接通信リンクとの少なくとも一方のリンク上のデータ転送速度が、前記第１のＵＥ、前記第２のＵＥ、前記第３のＵＥ、および前記第４のＵＥの中の１つと前記基地局との間のアップリンク通信のためのデータ転送速度よりも高いことを判定するステップと、
   前記判定に基づき、前記第１の直接通信リンクと前記第２の直接通信リンクとに配分されているアップリンク・ブロックを、前記第１のＵＥ、前記第２のＵＥ、前記第３のＵＥ、前記第４のＵＥ、および他のＵＥによる前記基地局とのアップリンク通信の内の少なくとも１つに再配分するステップと、
   を更に含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記アップリンク・チャネルの前記少なくとも１つのブロックを、前記第１のＵＥ、前記第２のＵＥ、前記第３のＵＥ、前記第４のＵＥ、および他のＵＥと前記基地局とのアップリンク通信の内の少なくとも１つに更に配分するステップ
   を更に含む、請求項３に記載の方法。
6. ネットワークのアップリンク・チャネルの少なくとも２つのブロックを、第１のユーザ機器（ＵＥ）（１２０ａ）と第２のＵＥ（１２０ｂ）との間の直接通信リンク（１５０ａ、１５０ｂ）に配分し、
   前記直接通信リンク上のデータ転送速度が、（ｉ）前記第１のＵＥと前記基地局との間と、（ｉｉ）前記第２のＵＥと前記基地局との間と、の内の一方のアップリンク通信のためのデータ転送速度よりも高いことを判定し、
   前記判定に基づき、前記直接通信リンクに配分されている少なくとも２つのアップリンク・ブロックの少なくとも１つを、前記第１のＵＥ、前記第２のＵＥ、または他のＵＥ（１２０ｃ）による前記基地局とのアップリンク通信の内の少なくとも１つに再配分する
   ように構成されている、基地局（１１０）。
7. （ｉ）前記第１のＵＥと前記基地局との間と、（ｉｉ）前記第２のＵＥと前記基地局との間と、の内の一方のアップリンク通信のためのデータ転送速度と等しい前記直接通信リンク上のデータ転送速度をサポートするのに要求される最小の帯域幅を決定し、
   再配分のための帯域幅を決定するために、前記直接通信リンクに配分されている帯域幅から、前記最小の帯域幅を減算する
   ように更に構成されている、請求項６に記載の基地局。
8. ネットワークのアップリンク・チャネルの少なくとも１つのブロックを、第１のユーザ機器（ＵＥ）（１２０ａ）と第２のＵＥ（１２０ｂ）との間の第１の直接通信リンク（１５０ａ、１５０ｂ）に配分し、
   前記アップリンク・チャネルの前記少なくとも１つのブロックを、第３のＵＥと第４のＵＥとの間の第２の直接通信リンクに配分する
   ように構成されている、基地局（１１０）。
9. 前記第１の直接通信リンクと、前記第２の直接通信リンクと、の内の少なくとも一方のリンク上のデータ転送速度が、前記第１のＵＥ、前記第２のＵＥ、前記第３のＵＥおよび前記第４のＵＥの中の１つと前記基地局との間のアップリンク通信のためのデータ転送速度よりも高いことを判定し、
   前記判定に基づき、前記第１の直接通信リンクと前記第２の直接通信リンクとに配分されているアップリンク・ブロックを、前記第１のＵＥ、前記第２のＵＥ、前記第３のＵＥ、前記第４のＵＥ、および他のＵＥによる前記基地局とのアップリンク通信の内の少なくとも１つに再配分する
   ように更に構成されている、請求項８に記載の基地局。
10. 前記アップリンク・チャネルの前記少なくとも１つのブロックを、他のＵＥと前記基地局とのアップリンク通信に配分するように更に構成されている、請求項８に記載の基地局。