JP2016503636A - 無線通信システムにおいてカバレッジ内部端末とカバレッジ外部端末間の直接通信のための同期獲得方法及びそのための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信システムにおいて基地局カバレッジ内部の第１端末が前記カバレッジ外部の第２端末と端末間直接通信を行う方法を提供する。【解決手段】この方法は、前記端末間直接通信のための特定時間単位を複数の候補区間に区分するステップと、前記候補区間のうちの一つの区間で、乱数を発生して前記カバレッジ内部に対応する臨界値以上である場合、前記第２端末に同期獲得のための参照信号を送信するステップとを有し、前記カバレッジ内部に対応する臨界値は、前記カバレッジ外部に対応する臨界値よりも小さいことを特徴とする。【選択図】図８

Description

本発明は、無線通信システムに関し、特に、無線通信システムにおいてカバレッジ内部端末とカバレッジ外部端末間の直接通信のための同期獲得方法及びそのための装置に関する。

本発明を適用できる無線通信システムの一例として、３ＧＰＰ ＬＴＥ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ；以下、「ＬＴＥ」という。）通信システムについて概略的に説明する。

図１は、無線通信システムの一例としてＥ−ＵＭＴＳネットワーク構造を概略的に示す図である。Ｅ−ＵＭＴＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）は、既存のＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）から進展したシステムであり、現在３ＧＰＰで基礎的な標準化作業が進行中である。一般に、Ｅ−ＵＭＴＳをＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムと呼ぶこともできる。ＵＭＴＳ及びＥ−ＵＭＴＳの技術規格（ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）の詳細な内容はそれぞれ、「３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ；Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ」のＲｅｌｅａｓｅ ７及びＲｅｌｅａｓｅ ８を参照することができる。

図１を参照すると、Ｅ−ＵＭＴＳは、端末（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ＵＥ）、基地局（ｅＮｏｄｅＢ；ｅＮＢ）、及びネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）の終端に位置して外部ネットワークに接続するアクセスゲートウェイ（Ａｃｃｅｓｓ Ｇａｔｅｗａｙ；ＡＧ）を含んでいる。基地局は、ブロードキャストサービス、マルチキャストサービス及び／又はユニキャストサービスのために多重データストリームを同時に送信することができる。

一つの基地局には一つ以上のセルが存在する。セルは、１．４４、３、５、１０、１５、２０ＭＨｚなどの帯域幅のいずれか一つに設定され、複数の端末に下り又は上り送信サービスを提供する。異なったセルは、互いに異なった帯域幅を提供するように設定することができる。基地局は、複数の端末に関するデータ送受信を制御する。下りリンク（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ；ＤＬ）データについて、基地局は下りリンクスケジューリング情報を送信し、該当の端末にデータが送信される時間／周波数領域、符号化、データサイズ、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ａｎｄ ｒｅＱｕｅｓｔ）関連情報などを知らせる。また、上りリンク（Ｕｐｌｉｎｋ；ＵＬ）データについて、基地局は上りリンクスケジューリング情報を該当の端末に送信し、該当の端末が使用可能な時間／周波数領域、符号化、データサイズ、ＨＡＲＱ関連情報などを知らせる。基地局同士の間には、ユーザトラフィック又は制御トラフィックの送信のためのインターフェースを用いることができる。コアネットワーク（Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ；ＣＮ）は、ＡＧ、及び端末のユーザ登録などのためのネットワークノードなどで構成可能である。ＡＧは、複数のセルで構成されるＴＡ（Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ａｒｅａ）単位に端末の移動性を管理する。

無線通信技術は、ＷＣＤＭＡ（登録商標）に基づいてＬＴＥにまで開発されてきたが、ユーザと事業者の要求と期待は増す一方である。その上、他の無線接続技術の開発が続いており、将来、競争力を持つためには新しい技術進化が要求される。ビット当たりのコストの削減、サービス可用性の増大、柔軟な周波数バンドの使用、単純構造と開放型インターフェース、端末の適度な電力消耗などが要求される。

上述した議論に基づき、以下では、無線通信システムにおいてカバレッジ内部端末とカバレッジ外部端末間の直接通信のための同期獲得方法及びそのための装置を提案する。

本発明の一様相に係る、無線通信システムにおいて基地局カバレッジ内部の第１端末が前記カバレッジ外部の第２端末と端末間直接通信を行う方法は、前記端末間直接通信のための特定時間単位を複数の候補区間に区分するステップと、前記候補区間のうちの一つの区間で、乱数を発生して前記カバレッジ内部に対応する臨界値以上である場合、前記第２端末に同期獲得のための参照信号を送信するステップとを有し、前記カバレッジ内部に対応する臨界値は、前記カバレッジ外部に対応する臨界値よりも小さいことを特徴とする。ここで、前記一つの区間は、前記カバレッジ外部の端末が前記参照信号を送信することが禁止された区間であってもよい。

好ましくは、前記方法は、前記基地局から前記同期獲得のための参照信号送信のトリガリングメッセージを受信するステップをさらに有することができる。

また、前記第２端末に同期獲得のための参照信号を送信するステップは、前記第１端末から前記基地局への上りリンク送信タイミング又は前記基地局から前記第１端末への下りリンク受信タイミングのいずれかに基づいて決定されたタイミングに、前記同期獲得のための参照信号を前記第２端末に送信するステップを含むことができる。又は、前記第１端末から前記基地局への上りリンク送信タイミングと前記基地局から前記第１端末への下りリンク受信タイミングとの中間時点で、前記同期獲得のための参照信号を前記第２端末に送信するステップを含むことができる。

より好ましくは、前記第２端末は、前記参照信号受信後に、前記候補区間のうちの最後の区間又は前記特定時間単位の次の時間単位で、前記受信された参照信号を前記カバレッジ外部の一つ以上の他の端末に送信することができる。

一方、本発明の他の様相である、無線通信システムにおいて端末間直接通信を行う端末装置は、基地局又は前記端末間直接通信の相手の端末装置と信号を送受信するための無線通信モジュールと、前記信号を処理するためのプロセッサとを備え、前記プロセッサは、前記端末間直接通信のための特定時間単位を複数の候補区間に区分し、前記候補区間のうちの一つの区間で、乱数を発生して前記カバレッジ内部に対応する臨界値以上である場合、前記基地局カバレッジ外部の端末装置に同期獲得のための参照信号を送信するように前記無線通信モジュールを制御し、前記カバレッジ内部に対応する臨界値は、前記カバレッジ外部に対応する臨界値よりも小さいことを特徴とする。ここで、前記一つの区間は、前記カバレッジ外部の端末装置が前記参照信号を送信することが禁止された区間であってもよい。

好ましくは、前記無線通信モジュールが前記基地局から前記同期獲得のための参照信号送信のトリガリングメッセージを受信することができる。

また、前記プロセッサは、前記基地局への上りリンク送信タイミング又は前記基地局からの下りリンク受信タイミングのいずれかに基づいて、前記同期獲得のための参照信号を送信するためのタイミングを決定することができる。又は、前記プロセッサが、前記同期獲得のための参照信号を送信するためのタイミングを、前記基地局への上りリンク送信タイミングと前記基地局からの下りリンク受信タイミングとの中間時点と決定することができる。

より好ましくは、前記基地局カバレッジ外部の端末装置が、前記参照信号受信後に、前記候補区間のうちの最後の区間又は前記特定時間単位の次の時間単位で、前記受信された参照信号を前記カバレッジ外部の一つ以上の他の端末装置に送信することを特徴とする。

本発明の実施例によれば、無線通信システムにおいてカバレッジ外部端末とカバレッジ内部端末間の直接通信のために同期をより效率的に獲得することができる。

本発明で得られる効果は、以上に言及した効果に制限されず、言及していない別の効果は、下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には明確に理解されるであろう。

図１は、無線通信システムの一例としてＥ−ＵＭＴＳネットワーク構造を概略的に示す図である。 図２は、３ＧＰＰ無線接続ネットワーク規格に基づく端末とＥ−ＵＴＲＡＮ間の無線インターフェースプロトコル（Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のコントロールプレーン（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｌａｎｅ）及びユーザプレーン（Ｕｓｅｒ Ｐｌａｎｅ）構造を示す図である。 図３は、３ＧＰＰシステムに用いられる物理チャネル及びこれらのチャネルを用いた一般的な信号送信方法を説明するための図である。 図４は、ＬＴＥシステムで用いられる下りリンク無線フレームの構造を例示する図である。 図５は、ＬＴＥシステムで用いられる上りリンクサブフレームの構造を示す図である 図６は、端末間直接通信の概念図である 図７は、Ｄ２Ｄ通信とｅＮＢとの通信を行うためにサブフレームを区分した例を示す図である。 図８は、本発明の第１実施例に係るサブフレーム参照信号送信方法を例示する図である。 図９は、本発明の第１実施例に係る、一つのＵＥ観点におけるサブフレーム参照信号送信候補位置の構成を示す図である。 図１０は、本発明の第１実施例によってサブフレーム参照信号の受信及び承認信号送信の例を示す図である。 図１１は、本発明の第１実施例において、重なる複数のサブフレーム参照信号を受信した場合を示す図である。 図１２は、本発明の第３実施例において下りリンクサブフレームの境界と上りリンクサブフレームの境界が異なってくる例を示す図である。 図１３は、本発明の第３実施例によってサブフレーム参照信号送信時点を下りリンクサブフレームの境界を用いて決定する例を示す図である。 図１４は、本発明の第３実施例によってサブフレーム参照信号送信時点を下りリンクサブフレームの境界を用いて決定する他の例を示す図である。 図１５は、本発明の第３実施例によってサブフレーム参照信号送信時点を上りリンクサブフレームの境界を用いて決定する例を示す図である。 図１６は、本発明の第３実施例によってサブフレーム参照信号送信時点を上りリンクサブフレームの境界と下りリンクサブフレーム境界との間に決定する例を示す図である。 図１７は、本発明の第４実施例においてｅＮＢで用いるサブフレームの境界情報がカバレッジ外部にあるＵＥに伝搬される例を示す図である。 図１８は、本発明の実施例に係る通信装置のブロック構成図である。

以下に添付の図面を参照して説明された本発明の実施例から、本発明の構成、作用及び他の特徴が容易に理解されるであろう。以下に説明される実施例は、本発明の技術的特徴が３ＧＰＰシステムに適用された例である。

本明細書ではＬＴＥシステム及びＬＴＥ−Ａシステムを用いて本発明の実施例を説明するが、これは例示に過ぎず、本発明の実施例は、上述した定義に該当するいかなる通信システムにも適用可能である。また、本明細書は、ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式を基準にして本発明の実施例について説明するが、これは例示に過ぎず、本発明の実施例は、Ｈ−ＦＤＤ（Ｈｙｂｒｉｄ−ＦＤＤ）方式又はＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式にも容易に変形して適用することができる。

図２は、３ＧＰＰ無線接続網規格に基づく端末とＥ−ＵＴＲＡＮとの間の無線インターフェースプロトコル（Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のコントロールプレーン及びユーザプレーンの構造を示す図である。コントロールプレーンとは、端末（ＵＥ）とネットワークとが呼を管理するために用いる制御メッセージが送信される通路のことを意味する。ユーザプレーンとは、アプリケーション層で生成されたデータ、例えば、音声データ又はインターネットパケットデータなどが送信される通路のことを意味する。

第１層である物理層は、物理チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）を用いて上位層に情報送信サービス（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を提供する。物理層は、上位の媒体接続制御（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層とは伝送チャネル（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）を介して接続されている。該伝送チャネルを介して媒体接続制御層と物理層との間にデータが移動する。送信側の物理層と受信側の物理層との間には物理チャネルを介してデータが移動する。該物理チャネルは、時間及び周波数を無線リソースとして活用する。具体的に、物理チャネルは、下りリンクにおいてＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式で変調され、上りリンクにおいてＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式で変調される。

第２層の媒体接続制御（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＭＡＣ）層は、論理チャネル（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）を介して、上位層である無線リンク制御（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＲＬＣ）層にサービスを提供する。第２層のＲＬＣ層は、信頼できるデータ送信を支援する。ＲＬＣ層の機能は、ＭＡＣ内部の機能ブロックとしてもよい。第２層のＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）層は、帯域幅の狭い無線インターフェースでＩＰｖ４やＩＰｖ６のようなＩＰパケットを效率的に送信するために、余分の制御情報を減らすヘッダー圧縮（Ｈｅａｄｅｒ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）機能を果たす。

第３層の最下部に位置する無線リソース制御（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＲＲＣ）層は、コントロールプレーンにのみ定義される。ＲＲＣ層は、無線ベアラー（Ｒａｄｉｏ Ｂｅａｒｅｒ）の設定（Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）、再設定（Ｒｅ−ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）及び解除（Ｒｅｌｅａｓｅ）に関連して、論理チャネル、伝送チャネル及び物理チャネルの制御を担当する。無線ベアラー（ＲＢ）とは、端末とネットワーク間のデータ伝達のために第２層により提供されるサービスのことを意味する。そのために、端末のＲＲＣ層とネットワークのＲＲＣ層とはＲＲＣメッセージを互いに交換する。端末のＲＲＣ層とネットワークのＲＲＣ層間にＲＲＣ接続（ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）がある場合に、端末はＲＲＣ接続状態（Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｍｏｄｅ）にあり、そうでない場合は、ＲＲＣ休止状態（Ｉｄｌｅ Ｍｏｄｅ）にあるようになる。ＲＲＣ層の上位にあるＮＡＳ（Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）層は、セッション管理（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）と移動性管理（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）などの機能を果たす。

基地局（ｅＮＢ）を構成する一つのセルは、１．４、３、５、１０、１５、２０ＭＨｚなどの帯域幅のいずれか一つとして設定され、複数の端末に下り又は上り送信サービスを提供する。互いに異なるセルは、互いに異なる帯域幅を提供するように設定することができる。

ネットワークから端末にデータを送信する下り伝送チャネルとしては、システム情報を送信するＢＣＨ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ページングメッセージを送信するＰＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ユーザトラフィックや制御メッセージを送信する下りＳＣＨ（Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）などがある。下りマルチキャスト又は放送サービスのトラフィック又は制御メッセージは、下りＳＣＨを介して送信されてもよく、別の下りＭＣＨ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）を介して送信されてもよい。一方、端末からネットワークにデータを送信する上り伝送チャネルとしては、初期制御メッセージを送信するＲＡＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ユーザトラフィックや制御メッセージを送信する上りＳＣＨ（Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）がある。伝送チャネルの上位に存在し、伝送チャネルにマッピングされる論理チャネル（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）としては、ＢＣＣＨ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＰＣＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＣＣＣＨ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＭＣＣＨ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＭＴＣＨ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｃｈａｎｎｅｌ）などがある。

図３は、３ＧＰＰシステムに用いられる物理チャネル及びこれらのチャネルを用いた一般の信号送信方法を説明するための図である。

端末は、電源が入ったり、新しくセルに進入したりした場合に、基地局と同期を取る等の初期セル探索（Ｉｎｉｔｉａｌ ｃｅｌｌ ｓｅａｒｃｈ）作業を行う（Ｓ３０１）。そのために、端末は、基地局から１次同期チャネル（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ；Ｐ−ＳＣＨ）及び２次同期チャネル（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ；Ｓ−ＳＣＨ）を受信して基地局と同期を取り、セルＩＤなどの情報を取得することができる。その後、端末は、基地局から物理放送チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）を受信し、セル内放送情報を取得することができる。一方、端末は、初期セル探索段階で、下りリンク参照信号（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ；ＤＬ ＲＳ）を受信し、下りリンクチャネル状態を確認できる。

初期セル探索を終えた端末は、物理下りリンク制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＤＣＣＨ）、及び該ＰＤＣＣＨに載せられた情報に基づいて物理下りリンク共有チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＤＳＣＨ）を受信することによって、より具体的なシステム情報を取得することができる（Ｓ３０２）。

一方、基地局に最初に接続したり信号送信のための無線リソースがない場合には、端末は、基地局にランダムアクセス手順（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ；ＲＡＣＨ）を行うことができる（Ｓ３０３乃至Ｓ３０６）。そのために、端末は、物理ランダムアクセスチャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＲＡＣＨ）を介して特定シーケンスをプリアンブルとして送信し（Ｓ３０３及びＳ３０５）、ＰＤＣＣＨ及び対応するＰＤＳＣＨを介して、プリアンブルに対する応答メッセージを受信することができる（Ｓ３０４及びＳ３０６）。競合ベースのＲＡＣＨの場合、衝突解決手順（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）をさらに行うことができる。

上述の手順を行った端末は、その後、一般的な上りリンク／下りリンク信号送信手順として、ＰＤＣＣＨ／ＰＤＳＣＨ受信（Ｓ３０７）、及び物理上りリンク共有チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＵＳＣＨ）／物理上りリンク制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＵＣＣＨ）送信（Ｓ３０８）を行うことができる。特に、端末はＰＤＣＣＨを介して下りリンク制御情報（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ＤＣＩ）を受信する。ここで、ＤＣＩは、端末に対するリソース割当情報のような制御情報を含んでおり、その使用目的によってフォーマットが異なる。

一方、端末が上りリンクで基地局に送信する又は端末が基地局から受信する制御情報としては、下りリンク／上りリンクＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｄｅｘ）、ＲＩ（Ｒａｎｋ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）などを含む。３ＧＰＰ ＬＴＥシステムでは、端末は、これらのＣＱＩ／ＰＭＩ／ＲＩなどの制御情報をＰＵＳＣＨ及び／又はＰＵＣＣＨを介して送信することができる。

図４は、下りリンク無線フレームにおいて一つのサブフレームの制御領域に含まれる制御チャネルを例示する図である。

図４を参照すると、サブフレームは１４個のＯＦＤＭシンボルで構成されている。サブフレーム設定によって、先頭における１個〜３個のＯＦＤＭシンボルは制御領域として用いられ、残りの１３個〜１１個のＯＦＤＭシンボルはデータ領域として用いられる。同図で、Ｒ１乃至Ｒ４は、アンテナ０乃至３に対する参照信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ（ＲＳ）又はパイロット信号（Ｐｉｌｏｔ Ｓｉｇｎａｌ））を表す。ＲＳは、制御領域及びデータ領域にかかわらず、サブフレーム内に一定のパターンで固定される。制御チャネルは、制御領域においてＲＳが割り当てられていないリソースに割り当てられ、トラフィックチャネルも、データ領域においてＲＳが割り当てられていないリソースに割り当てられる。制御領域に割り当てられる制御チャネルには、ＰＣＦＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｏｒｍａｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ＣＨａｎｎｅｌ）、ＰＨＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｈｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ＣＨａｎｎｅｌ）、ＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）などがある。

ＰＣＦＩＣＨは、物理制御フォーマット指示子チャネルであり、毎サブフレームごとにＰＤＣＣＨに用いられるＯＦＤＭシンボルの個数を端末に知らせる。ＰＣＦＩＣＨは、最初のＯＦＤＭシンボルに位置し、ＰＨＩＣＨ及びＰＤＣＣＨに優先して設定される。ＰＣＦＩＣＨは４個のＲＥＧ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）で構成され、それぞれのＲＥＧはセルＩＤ（Ｃｅｌｌ ＩＤｅｎｔｉｔｙ）に基づいて制御領域内に分散される。１個のＲＥＧは４個のＲＥ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ）で構成される。ＲＥは、１個の副搬送波×１個のＯＦＤＭシンボルで定義される最小物理リソースを表す。ＰＣＦＩＣＨ値は、帯域幅によって、１乃至３、又は２乃至４の値を示し、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）で変調される。

ＰＨＩＣＨは、物理ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ−Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ａｎｄ ｒｅｑｕｅｓｔ）指示子チャネルであり、上りリンク送信に対するＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫを運ぶために用いられる。すなわち、ＰＨＩＣＨは、ＵＬ ＨＡＲＱのためのＤＬ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が送信されるチャネルを表す。ＰＨＩＣＨは、１個のＲＥＧで構成され、セル特定（ｃｅｌｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ）にスクランブルされる。ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、１ビットで指示され、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）で変調する。変調されたＡＣＫ／ＮＡＣＫは、拡散因子（Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒ；ＳＦ）＝２又は４で拡散される。同一のリソースにマップされる複数のＰＨＩＣＨはＰＨＩＣＨグループを構成する。ＰＨＩＣＨグループに多重化されるＰＨＩＣＨの個数は、拡散コードの個数によって決定される。ＰＨＩＣＨ（グループ）は、周波数領域及び／又は時間領域においてダイバーシティ利得を得るために３回反復（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ）される。

ＰＤＣＣＨは、物理下りリンク制御チャネルであり、サブフレームの先頭におけるｎ個のＯＦＤＭシンボルに割り当てられる。ここで、ｎは１以上の整数であり、ＰＣＦＩＣＨによって指示される。ＰＤＣＣＨは、一つ以上のＣＣＥ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）で構成される。ＰＤＣＣＨは、伝送チャネルであるＰＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ）及びＤＬ−ＳＣＨ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ−ｓｈａｒｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ）のリソース割当てに関する情報、上りリンクスケジューリンググラント（Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ Ｇｒａｎｔ）、ＨＡＲＱ情報などを各端末又は端末グループに知らせる。ＰＣＨ及びＤＬ−ＳＣＨは、ＰＤＳＣＨを介して送信される。そのため、基地局と端末は、一般に、特定の制御情報又は特定のサービスデータ以外は、ＰＤＳＣＨを介してデータをそれぞれ送信及び受信する。

ＰＤＳＣＨのデータがいずれの端末（一つ又は複数の端末）に送信されるか、それらの端末がどのようにＰＤＳＣＨデータを受信してデコードしなければならないかに関する情報などは、ＰＤＣＣＨに含まれて送信される。例えば、特定ＰＤＣＣＨが「Ａ」というＲＮＴＩ（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）でＣＲＣ（ｃｙｃｌｉｃ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｃｈｅｃｋ）マスクされており、「Ｂ」という無線リソース（例、周波数位置）及び「Ｃ」という伝送形式情報（例、伝送ブロックサイズ、変調方式、コーディング情報など）を用いて送信されるデータに関する情報が特定サブフレームで送信されると仮定する。この場合、セル内の端末は、自身が持っているＲＮＴＩ情報を用いてＰＤＣＣＨをモニタし、「Ａ」のＲＮＴＩを持っている一つ以上の端末があると、当該端末はＰＤＣＣＨを受信し、受信したＰＤＣＣＨの情報に基づいて、「Ｂ」と「Ｃ」が示すＰＤＳＣＨを受信する。

下りリンク制御チャネルの基本リソース単位は、ＲＥＧ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）である。ＲＥＧは、ＲＳを除いた状態で４個の隣接するリソース要素（ＲＥ）で構成される。ＰＣＦＩＣＨ及びＰＨＩＣＨはそれぞれ、４個のＲＥＧ及び３個のＲＥＧを含む。ＰＤＣＣＨはＣＣＥ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ）単位で構成され、１個のＣＣＥは９個のＲＥＧを含む。

図５は、ＬＴＥシステムで用いられる上りリンクサブフレームの構造を示す図である

図５を参照すると、上りリンクサブフレームは制御情報を運ぶＰＵＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）が割り当てられる領域と、ユーザデータを運ぶＰＵＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ ＣＨａｎｎｅｌ）が割り当てられる領域とに区別される。サブフレームにおいて周波数領域の中間部分がＰＵＳＣＨに割り当てられ、周波数領域でデータ領域の両側部分がＰＵＣＣＨに割り当てられる。ＰＵＣＣＨ上で送信される制御情報には、ＨＡＲＱに用いられるＡＣＫ／ＮＡＣＫ、下りリンクチャネル状態を示すＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＭＩＭＯのためのＲＩ（Ｒａｎｋ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、上りリンクリソース割当て要請であるＳＲ（Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ Ｒｅｑｕｅｓｔ）などがある。一つの端末に対するＰＵＣＣＨは、サブフレーム内の各スロットで互いに異なる周波数を占める一つのリソースブロックを使用する。すなわち、ＰＵＣＣＨに割り当てられる２個のリソースブロックは、スロット境界で周波数ホッピング（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｈｏｐｐｉｎｇ）される。特に、図５は、ｍ＝０のＰＵＣＣＨ、ｍ＝１のＰＵＣＣＨ、ｍ＝２のＰＵＣＣＨ、ｍ＝３のＰＵＣＣＨがサブフレームに割り当てられることを例示する。

図６は、端末間直接通信の概念図である

図６を参照すると、ＵＥ１とＵＥ２が相互間の端末間直接通信を行っており、ＵＥ３とＵＥ４も相互間の端末間直接通信を行っている。ｅＮＢは、適切な制御信号を用いて、ＵＥ間の直接通信のための時間／周波数リソースの位置、送信電力などに対する制御を行うことができる。しかし、ｅＮＢのカバレッジ（ｃｏｖｅｒａｇｅ）の外部に存在するＵＥが位置する場合、ＵＥ間の直接通信はｅＮＢの制御信号無しでも行われるように設定されてもよい。以下では、端末間直接通信をＤ２Ｄ（ｄｅｖｉｃｅ−ｔｏ−ｄｅｖｉｃｅ）通信と呼ぶ。

ｅＮＢのカバレッジ内にあるＵＥは、Ｄ２Ｄ通信を行うとともに、ｅＮＢとの通信も行わなければならない。そのための一方法は、全サブフレームをｅＮＢとの通信用途とＤ２Ｄ通信用途とに区分することである。図７は、Ｄ２Ｄ通信とｅＮＢとの通信を行うためにサブフレームを区分した例を示す。

図７を参照すると、ＦＤＤシステムの上りリンクバンドを用いてＤ２Ｄ通信を行うＵＥは、特定時点、すなわち、図７における一番目のサブフレームではｅＮＢに上りリンク信号を送信するが、二番目のサブフレームでは他のＵＥにＤ２Ｄ信号を送信し、三番目のサブフレームでは他のＵＥが送信したＤ２Ｄ信号を受信する。このような動作によって、Ｄ２Ｄ通信とｅＮＢとの通信間に発生しうる干渉問題を解決することができ、Ｄ２Ｄ通信も、サブフレーム単位の送受信構造を有することが、ｅＮＢとの通信と時間レベルで多重化しやすくなるという長所を有する。

ここで、Ｄ２Ｄ通信がサブフレーム単位の送受信構造を有するということは、１つのＤ２Ｄ送信信号が占める時間領域が１つのサブフレームが占める時間領域となるように決定されるということを意味し、ＵＥがＤ２Ｄ信号に対する送信或いは受信動作を行う基本時間単位が１つのサブフレームになるということを意味する。勿論、場合によって、複数のサブフレームを連接させたものを基本時間単位と定義することもできる。

一方、Ｄ２Ｄ通信がサブフレーム単位の構造を有することは、ｅＮＢのカバレッジの外部にあるＵＥがＤ２Ｄ通信を行う時にも有用である。例えば、特定ＵＥがｅＮＢのカバレッジ外に位置していても、そのＤ２Ｄ通信の対象となるＵＥはｅＮＢのカバレッジ内で一部のサブフレームを用いてｅＮＢとの通信を行うことができ、この場合にサブフレーム単位の構造はメリットを有する。また、サブフレーム単位の構造は、Ｄ２Ｄ ＵＥが全てｅＮＢカバレッジの外部にある場合にも有用である。これは、図６に示したように複数のＤ２Ｄ通信リンクが隣接している場合に、互いに異なるＤ２Ｄリンクが互いに異なるサブフレームを占有する形態で通信を行うことによって相互間の干渉を回避できるためである。

このようにサブフレーム単位のＤ２Ｄ通信を行うためには、サブフレームが始まる境界地点を、Ｄ２Ｄ通信に参加するＵＥが明確に把握できなければならない。サブフレームの境界を把握する一般の方法として、サブフレーム境界を指示する（ｉｎｄｉｃａｔｅ）固有の属性を持つ参照信号（以下、サブフレーム参照信号）を送信し、これを受信したＵＥは、当該サブフレーム参照信号の位置からサブフレームの境界を誘導する方法がある。例えば、サブフレーム参照信号の受信時点から、事前に約束された位置だけ離れた地点をサブフレームの境界と決定することができる。

ｅＮＢのカバレッジ内にＤ２Ｄ ＵＥが位置する場合には、ｅＮＢが上記のようなサブフレーム参照信号を送信することができる。特に、ｅＮＢが送信するサブフレーム参照信号は、Ｄ２Ｄのために別に送信されず、既存のｅＮＢ−ＵＥ通信のサブフレーム位置を設定するために送信されるものを用いるように動作することができる。すなわち、ｅＮＢカバレッジ以内に位置したＵＥは、まず、ｅＮＢに接続するために、ｅＮＢが送信する特定の信号、ＬＴＥシステムの場合にはＰＳＳ（ｐｒｉｍａｒｙ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ）及び／又はＳＳＳ（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ）を受信し、この信号から、ｅＮＢが運営するサブフレームの境界を把握した後、このサブフレーム境界がＤ２Ｄ通信にもそのまま或いはあらかじめ定められた規則に従って変形された形態で適用されると仮定する。

一方、ｅＮＢカバレッジ外にＤ２Ｄ ＵＥが位置する場合には、上述した動作が不可能なため、ＵＥがサブフレーム参照信号を直接送信してＤ２Ｄ ＵＥ間のサブフレーム境界を一致させるように動作しなければならない。

＜第１実施例＞

以下では、ＵＥがサブフレーム参照信号を送信する方法についてより詳しく説明する。

ＵＥがサブフレーム参照信号を送信する場合、隣接した複数のＵＥ間では、できるだけ１つのサブフレーム参照信号のみが送信されるようにすることが好ましい。そのために、特定ＵＥがサブフレーム参照信号を送信しようとするとき、まず、指定された時点で他のＵＥが送信したサブフレーム参照信号があるか否か確認し、他のＵＥが送信したサブフレーム参照信号がない場合にのみ一定の確率でサブフレーム参照信号を送信することを提案する。すなわち、複数のＵＥがサブフレーム参照信号の候補位置を観察し、各ＵＥは、以前候補位置で何らサブフレーム参照信号も検出しないと、その次の候補位置でサブフレーム参照信号送信を一定の確率で試みる。

図８は、本発明の第１実施例に係るサブフレーム参照信号送信方法を例示する図である。

図８を参照すると、サブフレーム参照信号送信のための候補位置１，２，３で何らサブフレーム参照信号も送信されていないことがわかる。これは、全ＵＥにおいて参照信号送信が、確率的送信の行うか否かの決定段階で送信しなかったと決定されたためであり、候補位置４ではじめて、ＵＥ１が、確率的送信の行うか否かの決定段階で送信と決定され、サブフレーム参照信号を送信するようになっている。また、他のＵＥが送信したサブフレーム参照信号を受信したＵＥは、少なくとも一定の時間には当該参照信号を唯一の参照信号と見なし、それ以上、サブフレーム参照信号送信を試みることを中断することが好ましい。

このように、複数のＵＥが確率的にサブフレーム参照信号を送信することによって、複数のＵＥのうちの一つのＵＥのみが最終送信を行う動作を、ＵＥ間競合ベースサブフレーム参照信号送信方式と呼ぶ。このようなＵＥ間競合ベースサブフレーム参照信号送信方式を具現する具体的な方法として、下記の１）及び２）のような方法が可能である。

１）確率的送信を行うか否かを決定する際、毎送信候補位置で一定の規則に基づいて乱数を発生し、その値が、与えられた送信確率によって決定される基準値よりも大きい（或いは、小さい）と参照信号を送信するように動作することができる。

２）又は、最初の候補位置で一定の規則に基づいて（一定の最小値と最大値との間に存在する）乱数を発生して保存し、各候補位置で何らサブフレーム参照信号も送信されないと、保存している値から一定の値を引いて再び保存する動作を繰り返し、保存された値が一定の基準より小さくなる又は等しくなるとサブフレーム参照信号を送信するように動作することができる。

以上で説明した規則に従ってサブフレーム参照信号が送信されると、これを受信した全てのＤ２Ｄ ＵＥは、受信したサブフレーム参照信号からサブフレームの境界位置を決定する。サブフレーム参照信号を送信したＤ２Ｄ ＵＥも、自身が送信したサブフレーム参照信号が隣接のＵＥに伝達されたと仮定し、サブフレームの境界位置を決定する。以下では、ＵＥ間競合ベースのサブフレーム参照信号送信方式の具体的な例をさらに説明する。

図９は、本発明の第１実施例に係る、一つのＵＥ観点におけるサブフレーム参照信号送信候補位置の構成を示す図である。特に、図９で、１つのサブフレームに該当する時間区間が０からＮ−１までの総Ｎ個の候補位置で構成される場合を示す。

図９を参照すると、サブフレーム参照信号送信のための１つの候補位置は、実際参照信号のシグネチャ（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）を送信する区間と、送信後に次の候補位置における受信動作に転換するために必要な時間を確保するための保護区間（ｇｕａｒｄ ｐｅｒｉｏｄ）とで構成することができる。ここで、保護区間は、受信動作への転換時間が不要な場合には省略してもよい。

特徴的に、ＵＥが各候補位置で送信する参照信号の周波数位置及び／又はシグネチャは、候補位置のインデックスによって決定することができる。例えば、候補位置ｎで送信した参照信号のシグネチャは、当該候補位置に対応する周波数領域で送信されるように規定し、他の候補位置で送信されたシグネチャは、候補位置ｎで送信した参照信号のシグネチャと異なる周波数領域を占めるように動作することができる。また、候補位置ｎで送信した参照信号のシグネチャは、他の候補位置で送信されるシグネチャと異なるシーケンスを用いるように規定することができる。具現例として、シグネチャのシーケンスを初期化する値に候補位置のインデックスｎを含めることができる。勿論、サブフレーム参照信号自体に所定ビットの情報を追加し、候補位置自体を指示することができる。

このような特定サブフレーム参照信号のシグネチャを受信したＵＥは、当該シグネチャを送信したＵＥの立場で当該シグネチャを何番目の候補位置と見なして送信したかを把握することができる。このため、受信ＵＥは、当該シグネチャの受信時点と当該シグネチャの候補位置インデックスに基づいて上記送信ＵＥの観点におけるサブフレーム境界を把握することができる。

一方、一部の最後の候補位置は、サブフレーム参照信号の成功的な送信を知らせる承認（ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ）信号送信用途に用いることができる。すなわち、特定Ｄ２Ｄ ＵＥが特定サブフレーム内の候補位置でサブフレーム参照信号を成功的に受信すると、これを送信ＵＥに知らせるために、最後の候補位置で承認信号を送信する。このような承認信号の送信は、上記サブフレーム参照信号のリレー効果がある。また、承認信号を必ずしもサブフレーム参照信号と同一のサブフレームで送信したり、最後の候補位置で送信する必要はなく、あらかじめ定められた候補位置やサブフレーム参照信号の成功的な送信の直後に送信してもよい。

図１０は、本発明の第１実施例に係るサブフレーム参照信号の受信及び承認信号の送信の例を示す図である。

図１０を参照すると、総６個の候補位置で１つのサブフレームが構成された状況で、ＵＥは、候補位置２でサブフレーム参照信号を受信し、これから３候補位置が経過すると新しいサブフレームの境界が現れるということを把握する。その後、ＵＥは当該サブフレームの最後の候補位置である候補位置５で承認信号を送信する。

このような承認信号は、サブフレーム参照信号と同一に構成することができ、承認信号であることを区分するために、他のサブフレーム参照信号とは周波数位置を占有したり、及び／又はシグネチャ上で区分される信号であってもよい。特定サブフレームでサブフレーム参照信号を送信したＵＥ、すなわち、ヘッド（ｈｅａｄ）ＵＥは、当該サブフレームの承認信号が検出されると、自身のサブフレーム参照信号送信に成功したと判断し、サブフレーム境界に整合してＤ２Ｄ通信を行う。

特徴的に、サブフレーム参照信号を受信した全てのＵＥ又は一部のＵＥが同時に承認信号を送信するように規定することができ、この場合には、承認信号は複数のＵＥ送信信号が重なる形状となり、より高い電力で送信可能である。万一特定ＵＥが特定サブフレームでサブフレーム参照信号は受信していないが、それに対する承認信号は受信したとすれば、この承認信号に基づいてサブフレーム境界を設定するように動作することができる。ただし、サブフレーム参照信号を受信したＵＥのうち、特定ＵＥは、より強い電力の互いに異なるサブフレーム参照信号を受信する可能性があり、このような特定ＵＥは承認信号同時送信時に参加しなくてもよい。これはすなわち、ＵＥは、自身が受信した複数のサブフレーム参照信号から一つを選択し、それに対応する承認信号を送信するように動作してもよいということを意味し、サブフレーム参照信号を送信したＵＥは、自身が送信した参照信号を可能な最大値の電力で受信したと仮定することができる。

特定ＵＥが特定サブフレーム内で大きい時間差をもって重なる複数のサブフレーム参照信号を受信する場合が発生しうる。これを、図面を参照して説明する。図１１には、本発明の第１実施例において、重なる複数のサブフレーム参照信号を受信した場合を示す。

このような場合、ＵＥは、サブフレーム参照信号の受信失敗（すなわち、サブフレーム参照信号の衝突）と見なして承認信号を送信しなくてもよい。或いは、サブフレーム参照信号の衝突が発生したという事実を知らせる非承認信号を送信することもできる。

承認信号を受信できなかった、或いは非承認信号を受信したサブフレーム参照信号送信ＵＥは、当該サブフレームにおけるサブフレーム境界獲得過程に失敗したと仮定し、次のサブフレームで再び競合ベースのサブフレーム参照信号送信を行う。特定ＵＥがサブフレーム参照信号を送信したが、自身の送信信号に対応する承認信号は受信できず、他のサブフレーム参照信号に対応する承認信号を受信した場合には、受信した承認信号に基づいてサブフレーム境界を形成することが好ましい。

一方、競合ベースサブフレーム参照信号送信方式が適用される場合に承認信号を送信する他の方法として、特定ＵＥが候補位置ｎで有効のサブフレーム参照信号を受信すると、その後に現れる全ての候補位置（すなわち、候補位置ｎ＋１、ｎ＋２など）で当該サブフレーム参照信号と同じ属性のサブフレーム参照信号を送信することができる。これは、競合している一群のＵＥの一つの特定ＵＥが最初にサブフレーム参照信号を送信すると、これを受信した残りの全てのＵＥが、続く候補位置で同一のサブフレーム参照信号を共に送信するということを意味し、これによって、サブフレーム参照信号をより広い領域に伝搬させる効果を得ることができる。

＜第２実施例＞

一方、上述したＵＥ間競合ベースのサブフレーム参照信号送信方式は、全てのＵＥがｅＮＢカバレッジ外にある場合に用いられることが好ましい。したがって、上記の競合ベースのサブフレーム参照信号送信方式は、ＵＥがｅＮＢのカバレッジ外にあると判断される場合に限って適用されることを提案する。ｅＮＢのカバレッジ内にあるＵＥの場合、ｅＮＢがＵＥ間競合ベースのサブフレーム参照信号送信方式を用いることを明示的に示している場合に限って例外として競合ベースのサブフレーム参照信号送信方式を適用することもできる。

ｅＮＢのカバレッジ外にあるという事実は、ａ）特定搬送波でｅＮＢが送信するＰＳＳ／ＳＳＳが検出されない場合、又はｂ）特定搬送波で測定された最大のＲＳＲＰ又は／及びＲＳＲＱが一定基準値以下である場合と定義することができる。

ここで、特定搬送波は、Ｄ２Ｄ通信を行おうとする搬送波、特に、Ｄ２Ｄ通信がＦＤＤシステムの下りリンク搬送波で行われる場合或いはＤ２Ｄ通信を行おうとする搬送波と連結された搬送波、特に、Ｄ２Ｄ通信がＦＤＤシステムの上りリンク搬送波で行われる場合、当該Ｄ２Ｄ通信が行われる上りリンク搬送波とペアリング（ｐａｒｉｎｇ）された下りリンク搬送波であってもよい。或いは、いずれの搬送波によってもｅＮＢと接続できない場合、上記のＵＥ間競合ベースのサブフレーム参照信号送信方式を制限するために、ＵＥが受信可能な全ての搬送波で上記の条件を満たす場合へと、基準を変更することもできる。

一部のＵＥがｅＮＢのカバレッジ内に位置している場合に、当該ＵＥとＤ２Ｄを行うＵＥが、ｅＮＢのカバレッジ外で任意の時点を基準にサブフレーム境界を設定すると、上述した動作がし難いという問題が発生する。該当ＵＥは、Ｄ２Ｄのためのサブフレーム境界がｅＮＢとの通信のためのものと一致することが好ましく、本発明ではｅＮＢのカバレッジの内部にあるＵＥが外部にあるＵＥに比べて、サブフレーム参照信号を送信する際に優先順位を有するように動作することを提案する。優先順位を与える方法として下記のａ）及びｂ）を考慮することができる。

ａ）まず、ｅＮＢのカバレッジ外にあるＵＥには、サブフレーム参照信号を送信する確率を低く設定する一方、ｅＮＢのカバレッジ内にあるＵＥにはその確率を高く設定することができる。この方法は、競合ベースサブフレーム参照信号送信方法の方法１）に適用する場合、ｅＮＢのカバレッジ外にあるＵＥが使用する基準値を、（乱数が基準値以下である場合にサブフレーム参照信号を送信するとき）ｅＮＢカバレッジ内にあるＵＥが使用する基準値よりも小さく、或いは、（乱数が基準値以上である場合にサブフレーム参照信号を送信するとき）ｅＮＢカバレッジ内にあるＵＥが使用する基準値よりも大きく設定することによって具現することができる。競合ベースサブフレーム参照信号送信方法の方法２）に適用する場合、ｅＮＢのカバレッジ外にあるＵＥが発生する乱数の最大値を、ｅＮＢカバレッジ内にあるＵＥが発生する乱数の最大値よりも大きく設定することによって具現することができる。

ｂ）又は、ｅＮＢカバレッジ外にあるＵＥは初期一部の送信候補位置でサブフレーム参照信号を送信しないように設定することによって、当該候補位置をｅＮＢカバレッジ内にあるＵＥの送信に用いるように動作することもできる。この方法は、競合ベースサブフレーム参照信号送信方法の方法１）に適用する場合、ｅＮＢのカバレッジ外にあるＵＥの送信確率を初期一部の候補位置では０に設定することによって具現することができる。競合ベースサブフレーム参照信号送信方法の方法２）に適用する場合、ｅＮＢのカバレッジ外にあるＵＥが発生する乱数の最小値を、ｅＮＢのカバレッジ内にあるＵＥが発生する乱数の最小値よりも大きく設定することによって具現することができ、さらに、ｅＮＢのカバレッジ外にあるＵＥが発生する乱数の最小値をカバレッジ内にあるＵＥが発生する乱数の最大値より大きい又は同一に設定することによって、常に、カバレッジの外部にあるＵＥは内部にあるＵＥの後にのみ送信可能となるように規定することもできる。

さらに、選定されたサブフレーム参照信号を用いる際に有効期間が存在すると、当該有効期間が満了した後に再びＵＥが競合ベースでサブフレーム参照信号を送信するようになる。この場合、有効期間が満了する時点を、サブフレーム参照信号送信時点候補位置の開始点とすることができる。競合ベースサブフレーム参照信号送信方法の方法１）が適用されると、ＵＥは乱数値を発生し、候補位置で参照信号が送信されない場合に乱数値を減少させていく動作を、以前参照信号の有効期間満了時点から始める。万一、競合ベースサブフレーム参照信号送信方法の方法２）が適用されると、低い優先順位を有するカバレッジ外部のＵＥは、既存の基準となったサブフレーム参照信号の有効期間が満了する時点から一定時間ではサブフレーム参照信号を送信しないように設定する。

＜第３実施例＞

一方、ｅＮＢのカバレッジ内にあるＵＥは、上述したとおり、ｅＮＢが送信した信号に基づいてサブフレーム境界を獲得することができるが、ｅＮＢのカバレッジ外にあるＵＥに同一のサブフレーム境界を獲得させるには、同様に、サブフレーム参照信号を送信する必要がある。そのために、ｅＮＢは特定ＵＥに、ＲＲＣ信号のような上位層信号を用いて、サブフレーム参照信号を送信することを指示することができる。

このような送信指示は、直接的な指示と間接的な指示とに区別することができる。直接的な指示は、ｅＮＢが特定ＵＥに、当該ＵＥが送信するサブフレーム参照信号の時間／周波数リソースの位置、参照信号のシグネチャ情報、送信電力などを明示的に指示することである。間接的な指示は、ｅＮＢが特定ＵＥ或いは一群のＵＥで構成されたＵＥグループに、上述した競合ベースサブフレーム参照信号送信方法によってサブフレーム参照信号を送信することを指示することであり、この間接的な指示にも、サブフレーム参照信号の属性、例えば、参照信号の時間／周波数リソースの位置、参照信号のシグネチャ情報、送信電力などに関する情報を含めることができる。

ｅＮＢの送信指示を受けたカバレッジ内部のＵＥは、受信した送信指示によってサブフレーム参照信号を送信するが、下りリンクリソースはｅＮＢの高い送信電力によって干渉が激しいことからサブフレーム参照信号の到達領域が極めて制限されるため、上りリンクリソースをサブフレーム参照信号送信リソースとして用いることが好ましい。

ｅＮＢとＵＥ間の伝搬遅延（ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｄｅｌａｙ）を相殺するために、ＵＥごとに異なるＴＡ（ｔｉｍｉｎｇ ａｄｖａｎｃｅ）値によって上りリンクサブフレームの開始点を調節して複数のＵＥの送信信号が同一時点にｅＮＢに到達するように動作することから、一般に、カバレッジ内部のＵＥは、下りリンクサブフレームの境界と上りリンクサブフレームの境界とが異なってくる。図１２に、本発明の第３実施例において下りリンクサブフレームの境界と上りリンクサブフレームの境界とが異なってくる例を示す。

この場合、ｅＮＢからサブフレーム参照信号の送信を指示されたＵＥは、下りリンクサブフレームの境界又は上りリンクサブフレームの境界のいずれを用いてサブフレーム参照信号の送信を行うかを決定しなければならない。下記のサブフレーム参照信号送信時点決定方式のいずれか一つを用いることができる。

ｉ）第一のサブフレーム参照信号送信時点決定方式であり、下りリンクサブフレームの境界から、サブフレーム参照信号送信時点を決定することができる。

ＵＥが送信する参照信号は、自身が受信した下りリンクサブフレームの境界地点で送信されたり、或いは下りリンクサブフレームの境界地点からあらかじめ定められた時間だけ遷移した地点で送信される。

図１３は、本発明の第３実施例によって、サブフレーム参照信号送信時点を下りリンクサブフレームの境界を用いて決定する例を示す。特に、図１３は、下りリンクサブフレームの境界地点から、あらかじめ定められた時間、すなわち、オフセットだけ遅延してサブフレーム参照信号を送信する場合であり、カバレッジ内部のＵＥ１がカバレッジ外部のＵＥ２にサブフレーム参照信号を送信すると仮定する。勿論、下りリンクサブフレームの境界地点から、あらかじめ定められた時間、すなわち、オフセットだけ先にサブフレーム参照信号を送信することもできる。

この方式は、サブフレーム参照信号を送信したカバレッジ内にあるＵＥの下りリンクサブフレームの境界地点を、カバレッジ外にあるＵＥが把握できるという長所がある。特にＴＤＤシステムの場合には、カバレッジ外部のＵＥがＤ２Ｄのために送信した信号が、カバレッジ内部のＵＥがＤＬ信号を受信する際に強い干渉となりうる。この場合、カバレッジ外部のＵＥがカバレッジ内部のＵＥの下りリンクサブフレーム境界地点を把握できると、当該カバレッジ内部のＵＥの下りリンク信号受信を保護する上で有用である。これを、図面を参照して説明する。

図１４は、本発明の第３実施例によってサブフレーム参照信号送信時点を下りリンクサブフレームの境界を用いて決定する他の例を示す図である。

図１４を参照すると、カバレッジ外部のＵＥが受信したサブフレーム境界地点から誘導される一定時間区間ではＤ２Ｄ信号送信を排除することによって、隣接したカバレッジ内部のＵＥの重要なＤＬ信号受信を保護することができる。或いは、当該時間区間ではＤ２Ｄ送信の電力を、事前に指定されたオフセットだけ下げたり或いは最大送信電力をより低く設定することによって、カバレッジ内部のＵＥのＤＬ信号受信を保護する一方で、非常に近接している他のＵＥとのＤ２Ｄ動作は許容するように動作することもできる。

図１４では、ＵＥ１がサブフレーム＃３を下りリンクサブフレーム境界に合わせるように再調節し、これをサブフレーム参照信号を送信するために使用し、カバレッジ外部のＵＥ２は、これに基づいてＵＥ１の下りリンクサブフレーム境界の推定値を獲得し、当該推定値からあらかじめ定められた規則によって定められる時間区間をＤ２Ｄ通信に使用せず、ことによって、ＵＥ１がサブフレーム＃１、サブフレーム＃２で下りリンク信号受信を円滑に行えるようにしている。このような動作において、Ｄ２Ｄ通信に使用しない区間は複数回繰り返して現れてもよい。

さらに、このように下りリンクサブフレーム境界に整合してサブフレーム参照信号が送信される場合には、続くＤ２Ｄ送受信信号も下りリンクサブフレーム境界を基準に送受信されてもよい。これは、特に、多数のリソースを用いてデータを送信するＤ２Ｄ信号に適用することができる。一方、隣接した位置にＵＥが存在するか否かを把握する目的にのみ使用するＤ２Ｄディスカバリ信号（ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ｓｉｇｎａｌ）は、異なったサブフレーム境界を有してもよい。

ｉｉ）第二のサブフレーム参照信号送信時点決定方式であり、上りリンクサブフレームの境界からサブフレーム参照信号送信時点を決定することもできる。

ＵＥが送信する参照信号は、自身がｅＮＢへの送信を行う上りリンクサブフレームの境界地点で送信されたり、或いは上りリンクサブフレームの境界地点からあらかじめ定められた時間だけ遷移した地点で送信される。

図１５は、本発明の第３実施例によって、サブフレーム参照信号送信時点を、上りリンクサブフレームの境界を用いて決定する例を示す図である。図１５では、カバレッジ内部のＵＥ１がカバレッジ外部のＵＥ２にサブフレーム参照信号を送信すると仮定する。

この方式は、カバレッジ外部のＵＥがカバレッジ内部のＵＥの上りリンクサブフレーム境界を獲得できるという特徴があり、このため、カバレッジ内部のＵＥが特定上りリンクサブフレームではカバレッジ外部ＵＥとのＤ２Ｄを行いながら、隣接した他の上りリンクサブフレームではｅＮＢへの信号を送信する動作を円滑に行うことができるという長所がある。特に、この長所は、特定周波数領域の全てのサブフレームが上りリンクサブフレームとして設定されるＦＤＤシステムにおいて有用であり、この場合、下りリンクサブフレームは、Ｄ２Ｄが起きる上りリンクサブフレームから周波数領域で分離されるため、図１４で説明したようなＤＬ受信のための保護区間はなくてもよい。

さらに、このように上りリンクサブフレーム境界に整合してサブフレーム参照信号が送信される場合には、続くＤ２Ｄ送受信信号も上りリンクサブフレーム境界を基準に送受信されてもよい。これは、特に、多数のリソースを用いてデータを送信するＤ２Ｄ信号に適用することができる。同様に、隣接した位置にＵＥが存在するか否かを把握する目的にのみ用いるＤ２Ｄディスカバリ信号は、異なったサブフレーム境界を有してもよい。

ｉｉｉ）第三のサブフレーム参照信号送信時点決定方式であり、上りリンクサブフレームの境界と下りリンクサブフレーム境界との間にサブフレーム参照信号送信時点を決定することもできる。

一例として、サブフレーム参照信号送信時点は、下りリンクサブフレームの境界から、現在のＴＡ値の半分に該当する時間だけ先の時点或いは当該時点からあらかじめ定められた時間だけ離れた時点と設定することができる。

図１６は、本発明の第３実施例によって、サブフレーム参照信号送信時点を、上りリンクサブフレームの境界と下りリンクサブフレーム境界との間に決定する例を示す図である。特に、図１６に示すように、ＴＡの半分は、ｅＮＢとＵＥ間の伝搬遅延（ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｄｅｌａｙ）と略同一であるため、下りリンクサブフレーム境界を受信した時点からＴＡの半分だけ先に移動した時点は、ｅＮＢが下りリンクサブフレームの境界を送信する時点であると同時に、上りリンクサブフレームの境界を受信する時点となる。

このため、下りリンクサブフレーム境界を受信した時点からＴＡの半分だけ先に移動した時点は、少なくとも同一のセルに属した全てのＵＥに対して略同一の時点となる。その結果、いずれのＵＥがサブフレーム参照信号を送信しても、略同一の時点でサブフレーム参照信号が送信されるため、複数のＵＥが交互にサブフレーム参照信号を送信しても全体的なＤ２Ｄサブフレームの境界が変化しないという長所がある。

上述したサブフレーム参照信号送信時点決定方式の一つを選択するために、ｅＮＢは、いずれの決定方式を用いてサブフレーム参照信号を送信するかを指示する信号をＵＥにシグナルすることができる。或いは、それぞれの方式は、互いに異なるデュプレックス（ｄｕｐｌｅｘ）方式で長所があるため、サブフレーム参照信号を送信しようとするリソースがいかなるデュプレックス方式で用いられているかによって選択されてもよい。一例として、ＴＤＤシステムでは、下りリンクサブフレーム境界に基づくサブフレーム参照信号送信時点決定方式ｉ）を利用し、ＦＤＤシステムでは、上りリンクサブフレーム境界に基づくサブフレーム参照信号送信時点決定方式ｉｉ）を利用する。

或いは、複数のサブフレーム参照信号に応じて、互いに異なる属性のサブフレーム参照信号を送信することもできる。例えば、複数のＵＥが同期を合わせて共に送受信するディスカバリ信号の場合には、送信に参加する全てのＵＥが共通の時点を有しなければならず、ＵＥは、上りリンクサブフレームの境界と下りリンクサブフレーム境界との間にサブフレーム参照信号送信時点を決定する方式ｉｉｉ）によって（或いは、ＵＥ間の伝搬遅延差が大きくないと、サブフレーム参照信号送信時点決定方式ｉ）によって）参照信号を送信し、これに基づいてディスカバリ信号を送受信する。一方、個別ＵＥ間でユーザデータを交換する通信の場合には、個別ＵＥの状況に合うようにサブフレーム参照信号送信時点決定方式ｉｉ）を利用することができる。

この場合、ＵＥがいなかる時点決定方式によって送信されたサブフレーム参照信号であるかを把握可能でなければならず、異なる方式で送信されるサブフレーム参照信号（言い換えると、異なる種類のＤ２Ｄ信号の同期のためのサブフレーム参照信号）は、送信シグネチャや送信される時間／周波数領域の位置などを別々にすることができる。一例として、特定のサブフレーム参照信号のシグネチャは、ディスカバリ信号のためのサブフレーム参照信号にのみ或いはＤ２Ｄ通信のためのサブフレーム参照信号にのみ活用されるように事前に定義することができる。

＜第４実施例＞

一方、カバレッジ内部のＵＥがｅＮＢからサブフレーム参照信号送信を指示された場合に、該当のリソースにおけるＵＥ動作、特に、ｅＮＢへの上りリンク送信と衝突が発生しうる。

この場合、サブフレーム参照信号送信に優先権をおくことができる。すなわち、特定サブフレームでサブフレーム参照信号送信を行うＵＥが同サブフレームでｅＮＢに信号を送信しようとする際には、ｅＮＢに送信する信号をドロップし、サブフレーム参照信号を送信することができる。

又は、ｅＮＢへの信号送信に優先権をおくこともできる。すなわち、特定サブフレームでサブフレーム参照信号送信を行うＵＥが同サブフレームでｅＮＢに信号を送信しようとする際には、参照信号送信をドロップし、ｅＮＢへの送信を行う。

上記の２つの方式は、サブフレーム参照信号送信の指示方法及びｅＮＢに送信する信号の種類によって別々に適用することができる。例えば、ｅＮＢに送信する信号が半静的（ｓｅｍｉ−ｓｔａｔｉｃ）に送信する上りリンクＳＰＳ（ｓｅｍｉ−ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）信号であるか、又は周期的（ｐｅｒｉｏｄｉｃ）ＣＳＩ報告或いはＵＥが独自で送信するスケジューリング要請（ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｒｅｑｕｅｓｔ）信号のような場合には、ｅＮＢが当該時点の送信を直接指定したものでないから、サブフレーム参照信号に優先権を与えることができる。特に、この場合は、サブフレーム参照信号をｅＮＢが直接指示した場合に、より好適である。

他の例として、ｅＮＢに送信する信号が、ＰＤＣＣＨやＥＰＤＣＣＨ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＰＤＣＣＨ）のような物理層信号で指示されたＰＤＳＣＨ或いはＳＰＳ方式のＰＤＳＣＨに対するＨＡＲＱ−ＡＣＫであるか、又は上りリンクグラント及びＰＨＩＣＨによるＰＵＳＣＨ送信である場合には、ｅＮＢへの送信に優先権を与えることができる。ＵＥが競合的にサブフレーム参照信号を送信することを指示された場合には、すなわち、間接的にサブフレーム参照信号送信を指示された場合には、他の時点にサブフレーム参照信号を送信してもよいため、常にｅＮＢへの信号送信が優先権を有することと動作することもできる。

このようにｅＮＢの直接指示或いは間接指示によって送信されたサブフレーム参照信号は、ｅＮＢの指示無しでＵＥが自ら判断して送信したサブフレーム参照信号とシグネチャ属性によって区別することができる。例えば、サブフレーム参照信号のシグネチャとして可能なシグネチャの全体集合から部分集合を選定し、当該部分集合に該当するシグネチャは、ｅＮＢの直接／間接指示がある場合にのみＵＥが送信できるように規定する。勿論、別の指示子を使用することもできる。すなわち、サブフレーム参照信号自体に、ｅＮＢの指示無しで送信したサブフレーム参照信号とｅＮＢの指示によって送信されたサブフレームとを区別するための指示子を別途に定義することもできる。これによって、特定ＵＥが特定のサブフレーム参照信号を受信した場合に、この参照信号がｅＮＢの指示によって送信されたか否か、すなわち、ｅＮＢのカバレッジ内にあるＵＥによって送信されたか否かを把握可能になる。このような情報に基づいて、ｅＮＢの内部にあるＵＥの参照信号送信に、より高い優先権を持続して与えるなどの動作を行うことができる。

また、第１実施例で説明した承認信号を構成する場合、ＵＥが受信したサブフレーム参照信号の属性の一部或いは全てを再使用することができる。その結果、サブフレーム参照信号がｅＮＢの指示によって送信された場合、承認信号もｅＮＢの指示によって送信された場合に対応するという事実を、他のＵＥに知らせることができる。したがって、承認信号或いはｅＮＢ指示によって送信されたサブフレーム参照信号自体を受信したＤ２Ｄ端末は、一定の時点で別のＵＥ間競合無しで或いは競合において優先権をもって当該サブフレーム参照信号を再び送信するように動作することができ、ｅＮＢで用いるサブフレームの境界情報がカバレッジ外にあるＵＥに伝搬される効果を奏することができる。

図１７には、本発明の第４実施例において、ｅＮＢで用いるサブフレームの境界情報がカバレッジ外にあるＵＥに伝搬される例を示す。

図１７を参照すると、ｅＮＢはＵＥ１にサブフレーム参照信号送信を指示し、ＵＥ１はｅＮＢの指示に応じてサブフレーム参照信号送信する。ＵＥ２は、ＵＥ１から受信したサブフレーム参照信号或いは他のサブフレーム参照信号のうち、最優先順位のサブフレーム参照信号自体のの送信又はこれに対応する承認信号の送信を行う。

このような伝搬過程によって、ＵＥ３は、ｅＮＢのカバレッジ内部のＵＥと直接的にＤ２Ｄ通信を行わなくとも、ｅＮＢのサブフレームと同期を取ることができ、カバレッジの内部に位置しているＵＥ１とＤ２Ｄ通信を行うＵＥ２のＤ２Ｄ動作を助けることができる。

また、カバレッジ外部のＵＥが自身或いは他のカバレッジ外部のＵＥによって送信されたサブフレーム参照信号に基づいてＤ２Ｄを行っている間にも、カバレッジ内部のＵＥによって送信されるサブフレーム参照信号の検出を試み、検出された場合にはカバレッジ内部のＵＥによって送信されるサブフレーム参照信号に基づいて動作するように規定することができる。例えば、カバレッジ内部のＵＥによって送信されるサブフレーム参照信号を検出したカバレッジ外部のＵＥは、一定の時間以内に、上記カバレッジ内部のＵＥによって送信される参照信号に基づいてサブフレーム時点を再設定するように動作することができる。万一、当該ＵＥがサブフレーム参照信号を送信していたとすれば、再設定されたサブフレーム時点に合わせて参照信号を送信したり、或いは、自身の参照信号送信を中断することもできる。

さらに、カバレッジ外部のＵＥによって送信されて既存のＤ２Ｄ通信の基準となったサブフレーム参照信号に有効期間がある場合には、当該有効期間が満了するまでは、上記カバレッジ外部のＵＥによって送信されたサブフレーム参照信号と同期を取る動作を維持するが、有効期間が満了した時点からは、上記検出されたカバレッジ内部のＵＥによって送信されたサブフレーム参照信号の時点に同期を合わせるように動作することができる。或いは、一定時間以内に更に他のサブフレーム参照信号がカバレッジ内部のＵＥによって送信されると予想し、当該一定時間にはサブフレーム参照信号の送信を試みないことによってカバレッジ内部のＵＥに優先順位を与えることもできる。このとき、上記一定時間にサブフレーム参照信号を受信できなかったカバレッジ外部のＵＥは、自身のサブフレーム参照信号送信を、上述した確率的方法によって試みることができる。

一方、上述したＵＥ間競合ベースのサブフレーム参照信号送信方式において、参照信号送信に対する優先権は、Ｄ２Ｄ ＵＥの種類によって異なるように与えることができる。一例として、Ｄ２Ｄ可能なＵＥは、Ｄ２Ｄ信号の最大送信電力、グループ通信（すなわち、一つのＤ２Ｄ ＵＥと複数のＤ２Ｄ ＵＥとの同時Ｄ２Ｄ通信）が可能か否か、又は他のＤ２Ｄリンクの制御が可能か否かなどによって、いくつかの種類に細分化することができる。特に、他のＤ２Ｄリンクの制御とは、該当のＵＥが属していない隣接したＤ２Ｄリンクに対するリソース割当てなどの制御をいう。この場合、Ｄ２Ｄ ＵＥの種類によって、サブフレーム参照信号送信に対する優先権を異なるように与えることができるが、より高い機能を保有したＵＥの種類、例えば、最大送信電力が高い、グループ通信能力を有する、又は他のＤ２Ｄリンクの制御機能を有するＵＥの種類に、より高い優先権を与え、該当のＵＥが高い確率でサブフレームの基準を設定し、その他のＵＥがそれに従って動作するようにすることが好ましい。

また、上述した方式によってＵＥがサブフレーム境界を獲得しても、Ｄ２Ｄ ＵＥが移動するにつれて新しいサブフレーム境界が決定されなければならず、一度取れた同期が無限に有効であるとはいえない。このため、一度決定されたサブフレーム境界には有効期間が設定され、この有効期間が満了すると、再びサブフレーム参照信号送信過程を経てサブフレーム境界を再設定する。このとき、毎サブフレーム境界再設定時点ごとにＵＥ間の競合を行うことになると、ＵＥ間の参照信号衝突によって不要な時間遅延が発生しうる。

これを回避する方法として、既存のサブフレーム境界の決定時に有効のサブフレーム参照信号を送信したＵＥに優先権を与えることができ、この優先権は、上述した参照信号送信優先順位付与方法においてｅＮＢカバレッジ内部に属したＵＥに与えた方法と同一の方法で与えることができる。さらに、既存のサブフレーム境界決定時に有効のサブフレーム参照信号を送信したＵＥは、他のサブフレーム参照信号送信に関わらずに承認信号を送信するように動作する形態で優先権が与えられてもよい。

新しくＤ２Ｄリンクが活性化されたＵＥは、もし既存にＤ２Ｄ通信を行っているＵＥが周辺に存在すると、それらのＵＥと同一のサブフレーム境界を維持することが好ましい。そのために、新しくＤ２Ｄリンクが活性化されたＵＥは、一定時間ではサブフレーム参照信号を送信せず、既存のＤ２Ｄ ＵＥが送信するサブフレーム参照信号が存在するか否かを判断するように動作することができる。

ここで、サブフレーム参照信号を送信しない一定時間は、上述した一度決定されたサブフレーム境界の有効期間となるように設定することによって、既存にＤ２Ｄ通信を行っているＵＥが隣接して存在する場合には、その時間内では少なくとも１回のサブフレーム参照信号が送信され得るように動作することができる。新しくＤ２Ｄリンクが活性化されたＵＥは、上記の一定時間に、有効のサブフレーム参照信号或いは承認信号を検出できないと、自身がサブフレーム参照信号の送信を直接試みる。

＜第５実施例＞

上記のサブフレーム参照信号は、実際にＤ２Ｄ通信で用いられる各種のパラメータに関する情報を含むことができる。これによって、同一のサブフレーム参照信号を受信したＵＥが同一のパラメータを用いてＤ２Ｄ通信が行われるように動作することができる。サブフレーム参照信号に含み得るパラメータは、下記のとおりである。

（１）Ｄ２Ｄ通信が行われる周波数領域の位置及び大きさ情報

− Ｄ２Ｄ通信は、サブフレーム参照信号が受信された周波数領域を中心にして上記の含まれた大きさ情報に該当する領域で行われるように動作することができる。

（２）Ｄ２Ｄ通信に用いられる送信電力情報であって、例えば、最大送信電力又は送信電力制御数式における各種のパラメータ

− 下記の式１のような、ｅＮＢとＵＥ間の既存のＰＵＳＣＨ送信電力制御方式がそのまま用いられる場合、
のようなパラメータ

上記の式１で、
の単位はｄＢｍであり、
番目の時点で搬送波
のＰＵＳＣＨ送信電力を表す。特に、
は、搬送波
のＵＥの最大送信電力、
は、下りリンク信号の経路損失（ｐａｔｈｌｏｓｓ）推定値、
は、
番目の時点における搬送波
の上位層信号及び送信するデータの属性、割り当てられたリソースの量などによって与えられるパラメータを表すが、これらのパラメータは開ループ電力制御に該当する。最後に、
は、基地局からの閉ループ電力制御メッセージに含まれた情報によって決定された
番目の時点の電力制御値を表し、閉ループ電力制御のためのパラメータに該当する。

（３）Ｄ２Ｄ通信で用いるＣＰ（ｃｙｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ）の長さ情報

− 一般（ｎｏｒｍａｌ）ＣＰ又は拡張（ｅｘｔｅｎｄｅｄ）ＣＰのいずれかを用いるか、若しくは、Ｄ２Ｄ通信のために新しい長さのＣＰがさらに導入されるとすれば、そのＣＰを用いるか否か

（４）単一Ｄ２Ｄ送信の時間単位の長さ

− 単一Ｄ２Ｄ送信信号が一つのサブフレームを時間基準として送信されるか或いは複数個の連接したサブフレームを一つの時間基準として送信されるか、複数のサブフレームを連接させる場合には連接するサブフレームの個数

（５）Ｄ２Ｄ信号送信のための競合パラメータ

− ＵＥが競合ベースでＤ２Ｄ信号を送信する場合、競合のために使用するパラメータ。例えば、各ＵＥが毎送信時点で確率的にＤ２Ｄ信号送信を行う時に用いる送信確率値を含むことができる。他の例として、各ＵＥが一定の領域内で乱数を発生／保存し、チャネルが空になっている度に乱数から一定の値を引き、その結果が一定基準以下となる場合に送信を行う動作において使用する乱数の発生領域に関する情報を含むことができる。

これらの情報をサブフレーム参照信号に含める方法の一つとして、サブフレーム参照信号のシグネチャを生成する時、上記パラメータ値を変数として用いることができる。或いは、サブフレーム参照信号のシグネチャとは別個に当該シグネチャから誘導される一定の時間／周波数領域を用いて上記情報を送信する別途のチャネルを形成することもできる。例えば、シグネチャ送信直後の一部の時間に送信され、シグネチャと同一の周波数領域を用いて送信されるチャネルを介して上記情報が伝達されてもよい。

上述した情報は、該当のＵＥがサブフレーム参照信号或いは上記情報を含むチャネルをｅＮＢの指示によって送信する場合には、ｅＮＢの指示に含まれた値に設定されてもよい。一方、ｅＮＢのカバレッジの外部でｅＮＢの指示無しで及びｅＮＢ指示によって始まったサブフレーム参照信号の受信無しで、サブフレーム参照信号或いは上記情報を含むチャネルを送信する場合には、各ＵＥが有する一種のデフォルト（ｄｅｆａｕｌｔ）値に設定されてもよい。すなわち、ＵＥは、サブフレーム参照信号送信時に、各種情報に対応するデフォルト値を有しており、万一ｅＮＢの指示によってサブフレーム参照信号を送信する場合には、このデフォルト値がｅＮＢの伝達した値に変更される。

図１８は、本発明の一実施例に係る通信装置のブロック構成図である。

図１８を参照すると、通信装置１８００は、プロセッサ１８１０、メモリ１８２０、ＲＦモジュール１８３０、ディスプレイモジュール１８４０、及びユーザインターフェースモジュール１８５０を備えている。

通信装置１８００は説明の便宜のために示されたもので、一部のモジュールは省略されてもよい。また、通信装置１８００は必要なモジュールをさらに備えることができる。また、通信装置１８００において、一部のモジュールは、より細分化したモジュールに区分することができる。プロセッサ１８１０は、図面を参照して例示した本発明の実施例に係る動作を実行するように構成される。具体的に、プロセッサ１８１０の詳細な動作は、図１乃至図１７に記載された内容を参照することができる。

メモリ１８２０は、プロセッサ１８１０に接続し、オペレーティングシステム、アプリケーション、プログラムコード、データなどを格納する。ＲＦモジュール１８３０は、プロセッサ１８１０に接続し、基底帯域信号を無線信号に変換したり、無線信号を基底帯域信号に変換する機能を果たす。そのために、ＲＦモジュール１８３０は、アナログ変換、増幅、フィルタリング及び周波数アップコンバート又はこれらの逆過程を行う。ディスプレイモジュール１８４０は、プロセッサ１８１０に接続し、様々な情報をディスプレイする。ディスプレイモジュール１８４０は、これに制限されるものではないが、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）のような周知の要素を用いることができる。ユーザインターフェースモジュール１８５０は、プロセッサ１８１０に接続し、キーパッド、タッチスクリーンなどのような周知のユーザインターフェースの組合せで構成可能である。

以上説明してきた実施例は、本発明の構成要素及び特徴を所定形態に結合したものである。各構成要素又は特徴は、別の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮しなければならない。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施することもでき、一部の構成要素及び／又は特徴を結合して本発明の実施例を構成することもできる。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更されてもよい。ある実施例の一部構成や特徴は、他の実施例に含まれてもよく、他の実施例の対応する構成又は特徴に取り替わってもよい。特許請求の範囲において明示的な引用関係にない請求項を結合して実施例を構成したり、出願後の補正により新しい請求項として含めたりできるということは明らかである。

本発明に係る実施例は、様々な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア（ｆｉｒｍｗａｒｅ）、ソフトウェア又はそれらの結合などによって具現することができる。ハードウェアによる具現では、本発明の一実施例は、一つ又はそれ以上のＡＳＩＣｓ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙｓ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現することができる。

ファームウェアやソフトウェアによる具現では、本発明の一実施例は、以上で説明された機能又は動作を実行するモジュール、手順、関数などの形態として具現することができる。ソフトウェアコードは、メモリユニットに記憶され、プロセッサによって駆動可能である。メモリユニットは、プロセッサの内部又は外部に設けられ、公知の様々な手段によってプロセッサとデータを交換することができる。

本発明は、本発明の特徴から逸脱しない範囲で別の特定の形態に具体化できるということが当業者にとっては自明である。したがって、上記の詳細な説明は、いずれの面においても制限的に解釈してはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付の請求項の合理的な解釈によって決定すべきであり、本発明の等価的範囲内における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。

上述したような無線通信システムにおいてカバレッジ内部端末と外部端末間の直接通信のための同期獲得方法及びそのための装置は、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムに適用される例を中心に説明したが、３ＧＰＰ ＬＴＥシステム以外の様々な無線通信システムにも適用可能である。

より好ましくは、前記基地局カバレッジ外部の端末装置が、前記参照信号受信後に、前記候補区間のうちの最後の区間又は前記特定時間単位の次の時間単位で、前記受信された参照信号を前記カバレッジ外部の一つ以上の他の端末装置に送信することを特徴とする。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
無線通信システムにおいて基地局カバレッジ内部の第１端末が前記カバレッジ外部の第２端末と端末間直接通信を行う方法であって、
前記端末間直接通信のための特定時間単位を複数の候補区間に区分するステップと、
前記候補区間のうちの一つの区間で、乱数を発生して前記カバレッジ内部に対応する臨界値以上である場合、前記第２端末に同期獲得のための参照信号を送信するステップと、
を有し、
前記カバレッジ内部に対応する臨界値は、前記カバレッジ外部に対応する臨界値よりも小さいことを特徴とする、端末間直接通信実行方法。
（項目２）
前記一つの区間は、前記カバレッジ外部の端末が前記参照信号を送信することが禁止された区間であることを特徴とする、項目１に記載の端末間直接通信実行方法。
（項目３）
前記基地局から前記同期獲得のための参照信号送信のトリガリングメッセージを受信するステップをさらに有することを特徴とする、項目１に記載の端末間直接通信実行方法。
（項目４）
前記第２端末に同期獲得のための参照信号を送信するステップは、前記第１端末から前記基地局への上りリンク送信タイミング又は前記基地局から前記第１端末への下りリンク受信タイミングのいずれかに基づいて決定されたタイミングに、前記同期獲得のための参照信号を前記第２端末に送信するステップを含むことを特徴とする、項目１に記載の端末間直接通信実行方法。
（項目５）
前記第２端末に同期獲得のための参照信号を送信するステップは、前記第１端末から前記基地局への上りリンク送信タイミングと前記基地局から前記第１端末への下りリンク受信タイミングとの中間時点に、前記同期獲得のための参照信号を前記第２端末に送信するステップを含むことを特徴とする、項目１に記載の端末間直接通信実行方法。
（項目６）
前記第２端末は、前記参照信号受信後に、前記候補区間のうちの最後の区間又は前記特定時間単位の次の時間単位で、前記受信された参照信号を前記カバレッジ外部の一つ以上の他の端末に送信することを特徴とする、項目１に記載の端末間直接通信実行方法。
（項目７）
無線通信システムにおいて端末間直接通信を行う端末装置であって、
基地局又は前記端末間直接通信の相手の端末装置と信号を送受信するための無線通信モジュールと、
前記信号を処理するためのプロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、
前記端末間直接通信のための特定時間単位を複数の候補区間に区分し、前記候補区間のうちの一つの区間で、乱数を発生して前記カバレッジ内部に対応する臨界値以上である場合、前記基地局カバレッジ外部の端末装置に同期獲得のための参照信号を送信するように前記無線通信モジュールを制御し、
前記カバレッジ内部に対応する臨界値は、前記カバレッジ外部に対応する臨界値よりも小さいことを特徴とする、端末装置。
（項目８）
前記一つの区間は、前記カバレッジ外部の端末装置が前記参照信号を送信することが禁止された区間であることを特徴とする、項目７に記載の端末装置。
（項目９）
前記無線通信モジュールは、前記基地局から前記同期獲得のための参照信号送信のトリガリングメッセージを受信することを特徴とする、項目７に記載の端末装置。
（項目１０）
前記プロセッサは、前記基地局への上りリンク送信タイミング又は前記基地局からの下りリンク受信タイミングのいずれかに基づいて、前記同期獲得のための参照信号を送信するためのタイミングを決定することを特徴とする、項目９に記載の端末装置。
（項目１１）
前記プロセッサは、前記同期獲得のための参照信号を送信するためのタイミングを、前記基地局への上りリンク送信タイミングと前記基地局からの下りリンク受信タイミングとの中間時点と決定することを特徴とする、項目７に記載の端末装置。
（項目１２）
前記基地局カバレッジ外部の端末装置は、前記参照信号受信後に、前記候補区間のうちの最後の区間又は前記特定時間単位の次の時間単位で、前記受信された参照信号を前記カバレッジ外部の一つ以上の他の端末装置に送信することを特徴とする、項目７に記載の端末装置。

Claims (12)

1. 無線通信システムにおいて基地局カバレッジ内部の第１端末が前記カバレッジ外部の第２端末と端末間直接通信を行う方法であって、
   前記端末間直接通信のための特定時間単位を複数の候補区間に区分するステップと、
   前記候補区間のうちの一つの区間で、乱数を発生して前記カバレッジ内部に対応する臨界値以上である場合、前記第２端末に同期獲得のための参照信号を送信するステップと、
   を有し、
   前記カバレッジ内部に対応する臨界値は、前記カバレッジ外部に対応する臨界値よりも小さいことを特徴とする、端末間直接通信実行方法。
2. 前記一つの区間は、前記カバレッジ外部の端末が前記参照信号を送信することが禁止された区間であることを特徴とする、請求項１に記載の端末間直接通信実行方法。
3. 前記基地局から前記同期獲得のための参照信号送信のトリガリングメッセージを受信するステップをさらに有することを特徴とする、請求項１に記載の端末間直接通信実行方法。
4. 前記第２端末に同期獲得のための参照信号を送信するステップは、前記第１端末から前記基地局への上りリンク送信タイミング又は前記基地局から前記第１端末への下りリンク受信タイミングのいずれかに基づいて決定されたタイミングに、前記同期獲得のための参照信号を前記第２端末に送信するステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の端末間直接通信実行方法。
5. 前記第２端末に同期獲得のための参照信号を送信するステップは、前記第１端末から前記基地局への上りリンク送信タイミングと前記基地局から前記第１端末への下りリンク受信タイミングとの中間時点に、前記同期獲得のための参照信号を前記第２端末に送信するステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の端末間直接通信実行方法。
6. 前記第２端末は、前記参照信号受信後に、前記候補区間のうちの最後の区間又は前記特定時間単位の次の時間単位で、前記受信された参照信号を前記カバレッジ外部の一つ以上の他の端末に送信することを特徴とする、請求項１に記載の端末間直接通信実行方法。
7. 無線通信システムにおいて端末間直接通信を行う端末装置であって、
   基地局又は前記端末間直接通信の相手の端末装置と信号を送受信するための無線通信モジュールと、
   前記信号を処理するためのプロセッサと、
   を備え、
   前記プロセッサは、
   前記端末間直接通信のための特定時間単位を複数の候補区間に区分し、前記候補区間のうちの一つの区間で、乱数を発生して前記カバレッジ内部に対応する臨界値以上である場合、前記基地局カバレッジ外部の端末装置に同期獲得のための参照信号を送信するように前記無線通信モジュールを制御し、
   前記カバレッジ内部に対応する臨界値は、前記カバレッジ外部に対応する臨界値よりも小さいことを特徴とする、端末装置。
8. 前記一つの区間は、前記カバレッジ外部の端末装置が前記参照信号を送信することが禁止された区間であることを特徴とする、請求項７に記載の端末装置。
9. 前記無線通信モジュールは、前記基地局から前記同期獲得のための参照信号送信のトリガリングメッセージを受信することを特徴とする、請求項７に記載の端末装置。
10. 前記プロセッサは、前記基地局への上りリンク送信タイミング又は前記基地局からの下りリンク受信タイミングのいずれかに基づいて、前記同期獲得のための参照信号を送信するためのタイミングを決定することを特徴とする、請求項９に記載の端末装置。
11. 前記プロセッサは、前記同期獲得のための参照信号を送信するためのタイミングを、前記基地局への上りリンク送信タイミングと前記基地局からの下りリンク受信タイミングとの中間時点と決定することを特徴とする、請求項７に記載の端末装置。
12. 前記基地局カバレッジ外部の端末装置は、前記参照信号受信後に、前記候補区間のうちの最後の区間又は前記特定時間単位の次の時間単位で、前記受信された参照信号を前記カバレッジ外部の一つ以上の他の端末装置に送信することを特徴とする、請求項７に記載の端末装置。