JP2017034728A - ネットワークデバイス、ユーザ装置及び基地局 - Google Patents

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Abstract

【課題】ハイブリッドユーザ装置及び拡張ユーザ装置によりデータをオフロードする構成を提供すること。
【解決手段】このハイブリッド構成において、拡張ユーザ装置は遠距離通信ネットワーク及び／又はインターネットに対するバックホールリンクを有する。ユーザ装置はバックホールリンクを用いて、拡張ユーザ装置を介してデータの送受信を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本願は、移動通信プロトコルにおける物理レイヤ及びリンクレイヤのオペレーションに関する。
無線ネットワークの容量を増加させるためのオプションの１つは、配置する基地局又は遠隔アンテナユニットの密度（単位エリアあたりのデバイス数）を上げることである。配置する基地局又は遠隔アンテナユニットの密度が上がれば、周波数繰り返し効果によってセル容量が増加する。しかしながら、配置密度を上げることには幾つかの困難が伴い、特に、そのような配置ユニットはそれ自体が従来の基地局として動作可能でなければならない。これらの困難には、以下が含まれる。
（１）各配置ユニットのコストが高ければ、配置密度が上がった場合、システム全体のコストが極めて高くなる。したがって、実行可能な方法でセル容量を増加させるには、配置ユニットのコストを比較的低くする必要がある。
（２）配置密度が上がるほど、ユーザ装置がそのサービングユニット（基地局）を極めて頻繁に変更するため、ハンドオーバの回数が増加する。その結果、接続性／移動性の品質の低下が予想される。したがって、セルラ容量を増加させる配置ユニットはマクロ基地局と高精度の連係を持つ必要がある。
（３）従来のマクロ基地局は、パイロット信号、同期信号、報知信号、及びページング信号など複数の所要の信号を送信し、これらの信号はすべて干渉の問題を生じさせる可能性がある。そのような干渉は配置される基地局の数を制限し、これによりセルラ容量が低下する。
（４）さらに、従来のマクロ基地局の所要の信号の無線リソースは通常スタティックである。したがって、ダイナミックな無線リソースの割り当てによりダイナミックかつ効率的な干渉制御を行うことは困難であり、これによっても配置される基地局の数と対応のセルラ容量とが制限される。
（５）ネットワークオペレータが各セルに対してセルＩＤ又は他のセル固有パラメータを割り当てる必要がある。例えば、ＬＴＥ上りリンク（ＵＬ）におけるランダムアクセルチャネルのルート系列はそのようなセル固有パラメータの一例である。このようなセルＩＤやルート系列などのセルプランニングは煩雑であり、これによっても配置される基地局の数と対応のセルラ容量とが制限される。
（６）所要のセル容量は領域毎に固有である。例えば、都市部においては非常に大きい容量が求められる一方で、郊外又は地方では、セル容量の比較的小さめの増加で十分である。このように異なる密度のニーズに効率的に対応するため、配置ユニットは、容易に、低コストで、かつ簡易に設置する必要がある。
無線ネットワークの容量を増加させるため、様々な構成が提案されてきた。例えば、Remote Radio Head（ＲＲＨ）技術を用いる分散基地局は、光ファイバを用いて基地局サーバと通信を行う。基地局サーバはベースバンド処理を行うので、各ＲＲＨ分散基地局は、その基地局サーバに対して電力増幅器として動作する。ＲＲＨ分散基地局の密度が上がるほど、基地局サーバでのベースバンド処理の複雑さが増す。したがって、各分散ＲＲＨ基地局に対応するＲＲＨセルの数は、このＲＲＨの複雑さにより制限される。
無線ネットワークの容量を増加させる別のオプションは、ピコセル又はフェムトセルの使用を伴う。ＲＲＨのアプローチとは異なり、ベースバンド処理がピコ／フェムトセルに亘って分散される。しかし、ピコセル／フェムトセルとマクロセル基地局との間に、高精度の連係が存在しない。したがって、ピコセル／フェムトセルとマクロセル基地局との間で従来の周波数内又は周波数間ハンドオーバが必要になるため、接続性及び移動性が十分ではない可能性がある。さらに、ピコセル／フェムトセル自体も基地局であるため、上述したパイロット信号、同期信号、報知信号、及びページング信号などの信号を送信する。その結果、ピコ／フェムトセルの配置密度が上がり、干渉の問題、ダイナミックかつ効率的な干渉制御における困難、セルプランニングの問題、及び関連する問題を解決することができない。
無線ネットワークの容量を増加させるための更に別のオプションとして、従来のＷｉＦｉの使用が挙げられる。ただし、ＷｉＦｉノードとマクロセル基地局との間に連係はない。したがって、デュアルマクロセル及びＷｉＦｉユーザは、接続性及び移動性が制限される。さらに、マクロセルネットワークにおけるＷｉＦｉの使用は、単一ユーザに対して複数のＩＰアドレスが割り当てられるという複雑さを生じさせる。
したがって、無線ネットワークの容量を増加させるための、改良された構成及び技術が当該分野において求められている。
本発明は、３ＧＰＰのLong Term Evolution（ＬＴＥ）などのシステムの物理（ＰＨＹ）及びリンクレイヤ設計に焦点を置く。設計には、ハイブリッドデバイス対ＵＥ（Ｄ２ＵＥ）構成及びマクロ対ＵＥ（Ｍａｃｒｏ２ＵＥ）構成を用い、これらの構成において、一部の機能はＭａｃｒｏ２ＵＥリンクによって維持され、他はＤ２ＵＥリンクによりサポートされる。したがって、本発明によれば、大容量、高接続性、低コスト、及びプランニングの複雑さの低下を可能にする無線通信システムを提供することができる。
開示の第１の態様に従って提供されるネットワークデバイスは、第１の通信リンクを通して基地局から第１の制御プレーンメッセージを受信するように構成される第１の通信部と、前記第１の制御プレーンメッセージに応じて確立された第２の通信リンクを通してユーザプレーンデータをユーザ装置に送信するように構成される第２の通信部と、サーバからいずれの基地局も介さずにユーザプレーンデータを受信するように構成される第３の通信部と、を具備し、前記第２の通信部から送信されたユーザプレーンデータは、前記ユーザ装置において、前記基地局から送信されたユーザプレーンデータと同時に受信されることを特徴とする。
開示の第２の態様に従って提供されるユーザ装置は、第１の通信リンクを通して基地局から制御プレーンデータ及び第１のユーザプレーンデータを受信するように構成される第１の通信部と、第２の通信リンクを通して、ネットワークデバイスを介してサーバからいずれの基地局も介さずに第２のユーザプレーンデータを受信するように構成される第２の通信部と、を具備し、前記第１の通信部はさらに前記第１の通信リンクを通して前記基地局から第１の制御プレーンメッセージを受信するように構成され、前記第２の通信部はさらに前記第１の制御プレーンメッセージに応じて前記第２の通信リンクを確立するように構成され、前記第１のユーザプレーンデータと前記第２のユーザプレーンデータとを同時に受信することを特徴とする。
開示の第３の態様に従って提供される基地局は、第１の通信リンクを用いてユーザ装置とユーザプレーン及び制御プレーンデータをやり取りし、第２の通信リンクを用いてネットワークデバイスと制御プレーンデータをやり取りするように構成される第１の通信部と、前記第１及び第２の通信リンクのうち１つをそれぞれ用いて、前記ユーザ装置及び前記ネットワークデバイスのうち少なくとも１つに送信される第１の制御プレーンメッセージを通して、第３の通信リンクの確立、解放、再設定及びハンドオーバを制御するように構成される制御部と、を具備し、前記第１の通信部から前記第１の通信リンクを用いて前記ユーザ装置に送信されるユーザプレーンデータは、前記ネットワークデバイスがサーバからいずれの基地局も介さずに受信して前記第３の通信リンクを通してユーザ装置に送信するユーザプレーンデータと、前記ユーザ装置において同時に受信されることを特徴とする。
拡張ローカルエリア無線アクセスシステムの構成例を示す。 拡張ユーザ装置に対してデータトラフィックをオフロードするための、図１のシステムにおけるバックホールデータパスを図示する。 図１の構成の変更例であり、拡張ユーザ装置に対するバックホールがインターネットに接続される変更例を図示する。 図１及び図３の実施例に示す特徴を組み合わせた構成を図示する。 拡張ユーザ装置とコアネットワーク／インターネットとの間におけるゲートウェイを含む、図４の構成の変更例を図示する。 図５の構成の変更例であり、拡張ユーザ装置に対するバックホールがアクセスゲートウェイに接続される変更例を図示する。 図５の構成の変更例であり、拡張ユーザ装置に対するバックホールが基地局にも接続される変更例を図示する。 中央ノード拡張ユーザ装置を含む、図５の構成の変更例を図示する。 拡張ローカルエリアアクセスシステムの構成例であり、Ｍａｃｒｏ２Ｄ及びＤ２Ｄリンクをハイライトした構成例を図示する。 Ｄ２Ｄリンク及びユーザ装置のＭａｃｒｏ２Ｄリンクのタイムスロットを図示する。 拡張ユーザ装置の一例のブロック図を示す。 図９の拡張ユーザ装置のさらに詳細なブロック図を示す。 ユーザ装置の一例のブロック図を示す。 基地局の一例のブロック図を示す。 Ｄ２Ｄ接続確立方法のフローチャートを示す。 図１２のフローチャートのオペレーションを図示する。 Ｄ２Ｄリンク解放方法のフローチャートを示す。 Ｄ２Ｄリンク再設定方法のフローチャートを示す。 Ｄ２Ｄリンクハンドオーバ方法のフローチャートを示す。 Ｄ２Ｄリンクに対する無線リソース割り当て方法のフローチャートを示す。 拡張ローカルエリアアクセスシステムの構成例を図示する。 隣接基地局に干渉する拡張ユーザ装置を図示する。 隣接基地局に干渉しない拡張ユーザ装置を図示する。 基地局を中心に配置された複数の拡張ユーザ装置を図示する。 ユーザ装置トラフィック測定方法のフローチャートを示す。 時間、周波数及び符号における複数のＤ２Ｄパイロット信号間の関係を図示する。 Ｍａｃｒｏ２ＵＥリンクと同期したＤ２Ｄリンクを示す。 Ｍａｃｒｏ２ＵＥリンクに対して時間でオフセットされたＤ２Ｄリンクを示す。 それぞれが複数の拡張ユーザ装置を有する複数のセルを図示する。 複数のマクロセルカバレッジ領域におけるＤ２Ｄリンクと、対応するＭａｃｒｏ２ＵＥ／Ｍａｃｒｏ２Ｄリンクとの間のタイミング関係を図示する。 Ｄ２Ｄリンク確立方法のフローチャートを示す。 Ｄ２Ｄハンドオーバ方法のフローチャートを示す。 Ｄ２Ｄリンク測定及び解放方法のフローチャートを示す。 Ｄ２Ｄリンク測定及び無線リソース再割り当て方法のフローチャートを示す。 Ｄ２Ｄリンク測定及び伝送フォーマット再設定方法のフローチャートを示す。 隣接する拡張ユーザ装置に対して低干渉を起こすサービング拡張ユーザ装置を図示する。 隣接する拡張ユーザ装置に対して高干渉を起こすサービング拡張ユーザ装置を図示する。 パスロスに基づく伝送フォーマット構成のテーブルを示す。 Ｄ２Ｄ伝送フォーマット決定のフローチャートを示す。 Ｄ２Ｄ測定データ収集部を含む、図７に示す構成の変更例を図示する。 拡張ユーザ装置、ユーザ装置及び基地局の構成要素間の機能関係を図示する。 Ｄ２Ｄ測定項目のテーブルを示す。 基地局と、ユーザ装置と、拡張ユーザ装置との間のトラフィック測定報告フローを図示する。 トラフィック測定項目のテーブルを示す。 Ｄ２Ｄリンク上でアクティブなデータ送信に対応する測定区間を図示する。 Ｄ２Ｄ−ＰＣＣＨ送信を示す、図７の変更例を図示する。 Ｄ２Ｄ−ＢＳＲ送信を示す、図７の変更例を図示する。 複数のＤ２Ｄデータ送信区間を図示する。 複数のＤ２Ｄデータ送信区間を図示する。 複数のＤ２Ｄデータ送信サブフレームを図示する。 複数のＤ２Ｄデータ送信サブフレームを図示する。 複数のＤ２Ｄデータ送信パターンを図示する。 パスロスに基づいてＤ２Ｄリンクの伝送フォーマットを決定するためのテーブルを示す。 Ｄ２ＤリンクにおけるＵＬ及びＤＬの両方の複数のサブフレームを図示する。 Ｄ２Ｄ−ＤＬのサブフレームフォーマットを図示する。 Ｄ２Ｄ−ＵＬのサブフレームフォーマットを図示する。 Ｄ２ＤリンクにおけるＵＬ及びＤＬの両方の複数のサブフレームを図示する。 Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨの制御情報フォーマットを図示する。 Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨ及びＤ２Ｄ−ＢＳＲ送信の呼フローを図示する。 拡張ローカルアクセス無線システムの構成要素間の機能関係を図示する。 ワンホップＤ２Ｄバックホール通信リンクを含む拡張ローカルエリア無線アクセスシステムの構成例を図示する。 図４７の構成に対する追加の特徴を図示する。 通信リンクをハイライトした図４７の構成を図示する。 バックホールにおけるワンホップＤ２Ｄリンクのユーザ装置側の、図４７の拡張ユーザ装置のブロック図を示す。 バックホールにおけるワンホップＤ２Ｄリンクのネットワーク側の、図４７の拡張ユーザ装置のブロック図を示す。
上述した問題を伴わずにユーザがマクロセル基地局からトラフィックをオフロードできるようにするセルラネットワークデバイスを開示する。以下にさらに説明するように、これらのデバイスはユーザ装置（ＵＥ）に非常に類似しており、より具体的にはセルラ電話に類似しており、セルラ電話の構成及び機能の大部分を共有する。セルラネットワークデバイスはマクロ基地局からトラフィックを適宜オフロードし、以下では「拡張ユーザ装置（ＵＥ−Ａ）」とも表記する。ＵＥ−Ａデバイスは、通常はマクロセル基地局とＵＥとの間のリンク（以下「Ｍａｃｒｏ２ＵＥリンク」とも表記する）で行う必要のあるデータトラフィックのオフロードを可能にする。ＵＥ−Ａを配置した場合、オフロードデータをＵＥ−Ａ対ＵＥリンク（以下「Ｄ２ＵＥリンク」又は「Ｄ２Ｄリンク」とも表記する）を通して伝搬してもよい。ＵＥ−Ｅはユーザ装置と共通の特徴を有するが、ＵＥに関しては、ＵＥ−Ａが基地局又は他のネットワーク側ノードに類似するネットワーク側デバイスであることは明らかである。
このデータトラフィックのオフロードを行うため、ＵＥ−Ａデバイスはインターネット又はコアネットワークに接続されるバックホールリンクを有し、インターネット又はコアネットワークにおいてサーバと通信を行う。ＵＥ−Ａに対するバックホールリンクはインターネットへの有線接続に限定されず、ＷｉＦｉやセルラ接続など、インターネットへの無線接続でもよい。サーバは、バックホールリンク及びＤ２ＵＥ接続を利用して一部のデータをユーザ装置に転送する（又は当該データは基地局を利用して転送される）。Ｄ２ＵＥ接続は、Ｄ２ＵＥ接続とＵＥ対ＵＥ接続とが非常に類似する又は同一となるように、マクロ基地局（以下単に「基地局」という）によって制御される。その結果、Ｍａｃｒｏ２ＵＥとＤ２ＵＥ接続との間で高精度の連係が容易に実現される。さらに、従来の基地局に必須の複数の機能をＵＥ−Ａデバイスにおいて省略することができる。例えば、ＵＥ−ＡデバイスはＤ２ＵＥ接続の機能のみサポートすればよい。これにより、ＵＥ−Ａデバイスのコスト及び複雑さを抑えて維持することができる。例えば、無線リソース制御（ＲＲＣ）接続状態制御や非アクセス層（ＮＡＳ）制御など、機能の複雑なオペレーションは基地局によって行われる。したがって、報知チャネルの送信、パイロット及び同期信号の送信、接続の制御などの従来のＭａｃｒｏ２ＵＥリンクの機能の大半はＤ２ＵＥ接続において省略してよい。
ＵＥ−Ａデバイスは、ＵＥ−Ａとユーザ装置（Ｄ２ＵＥ）との間のデータ転送をサポートするように構成される。ＵＥ−Ａデバイスは基地局対ＵＥ−Ａリンク（Ｍａｃｒｏ２Ｄリンク）をサポートし、Ｄ２ＵＥリンクは基地局によって制御される。本明細書に開示するＵＥはさらに基地局対ユーザ装置リンク（Ｍａｃｒｏ２ＵＥリンク）もサポートし、そのＤ２ＵＥリンクも基地局によって制御される。Ｄ２ＵＥ接続に対する制御シグナリングは、Ｍａｃｒｏ２ＵＥ接続を介してＵＥに送信が可能である。同様に、Ｄ２ＵＥ接続に対する制御シグナリングは、Ｍａｃｒｏ２Ｄ接続を介してＵＥ−Ａに送信が可能である。Ｍａｃｒｏ２Ｄ接続は、Ｍａｃｒｏ２ＵＥ接続と類似する、又は同一であってもよい。反対に、Ｍａｃｒｏ２Ｄ接続は無線リンクの代わりに有線リンクであってもよい。Ｍａｃｒｏ２ＤリンクがＭａｃｒｏ２ＵＥリンクに類似する場合、Ｄ２ＵＥリンクもＵＥ−Ａ対ＵＥ−Ａ接続（Ｄ２Ｄ接続）に類似する。
高い接続性を実現するために、ＲＲＣ接続状態制御やＮＡＳ制御などのより重要な機能は、Ｍａｃｒｏ２ＵＥ接続を用いて基地局によって維持される。より具体的には、Ｄ２ＵＥ接続における無線インタフェース制御は、Ｍａｃｒｏ２Ｄ及びマクロセル基地局対ユーザ装置（Ｍａｃｒｏ２ＵＥ）接続によって行われる。この制御には、接続の確立、接続の管理、接続の再設定、ハンドオーバ、接続の解放、無線リソース選択管理、電力制御、リンクアダプテーション、呼受付制御、無線ベアラ割り当て、トラフィック測定、無線測定制御、ベアラ管理、セキュリティアソシエーションなどのうち少なくとも１つが含まれる。
別の実施例においては、Ｄ２ＵＥ接続は時間領域複信（ＴＤＤ）物理レイヤ設計により維持される。そのような実施例では、Ｄ２ＵＥ伝送に用いられる帯域において、ユーザ装置とＵＥ−Ａデバイスとは無線リソースを時間的に共有して当該帯域上で使用する。更に別の実施例では、Ｄ２ＵＥ接続は、ＴＤＤの代わりに、周波数領域複信（ＦＤＤ）物理レイヤリソース共有によって維持される。Ｄ２ＵＥ接続がＦＤＤで維持される場合、ＵＥ−Ａデバイスは、以下にさらに説明するように、下りリンク帯域で送信を行い、かつ上りリンク帯域で受信を行うための、ＵＥに対しての追加の能力を有してもよい。
Ｄ２ＵＥ及びＭａｃｒｏ２ＵＥ伝送はキャリアアグリゲーション機能を利用して異なる帯域で動作することもできる。このように、Ｄ２ＵＥ送信が１つの帯域で動作し、かつＭａｃｒｏ２ＵＥ伝送が他の帯域で同時に動作することができる。
或いは、Ｄ２ＵＥ及びＭａｃｒｏ２ＵＥ伝送は時分割多重機能を利用して異なる帯域で動作することもでき、この場合Ｄ２ＵＥ伝送は選択された時間においてのみ発生し、Ｍａｃｒｏ２ＵＥ伝送は残りの時間において発生する。更に別のオプションとして、ＴＤＤを利用してＤ２ＵＥ及びＭａｃｒｏ２ＵＥ伝送を同一の帯域で動作させることもできる。
以下の説明は複数のセクションに分けられる。第１のセクションはマクロセル／ハイブリッドデバイスシステムの全体構成に関する。この構成では、基地局はＤ２Ｄリンク（「Ｄ２ＵＥリンク」とも表記する）専用の無線リソースの割り当て及び制御を行うことができる。続くセクションは、この無線リソースの管理及び無線ベアラ割り当てに関する。Ｄ２Ｄリンクにおいて効率よく無線リソースを割り当て、セルラ遠距離通信システムを効率よく動作させるためには、基地局はＤ２Ｄリンク上でオフロードされるデータトラフィックの目安を把握する必要がある。したがって、さらに続くセクションでは、トラフィック測定をより詳細に説明する。最後に、更に追加のセクションで、バックホールリンクを説明する。
＜システム構成＞
様々なＵＥ−Ａの実施例を詳細に説明する。図面を参照し、図１はセルラ通信システム内の複数のＵＥ−Ａユニット５００１〜５００３を示す。このシステムにはさらに基地局２００とユーザ装置（ＵＥ）１００１及び１００２とが含まれる。本明細書中では、同一のベース構成要素番号を有するコンポーネントは特段の断りが無い限り同一の構成、機能及び状態を有する（例えば、１００１及び１００２）。図１のシステムではEvolved Universal Terrestrial Radio Access（Ｅ−ＵＴＲＡ）／Universal Terrestrial Radio Access Network（ＵＴＲＡＮ）（Long Term Evolution（ＬＴＥ）とも表記する）が適用されるが、ＷｉＭＡＸ、ＷｉＦｉ、又はＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄなど他の様々な無線プロトコルも当該システムにおいて実現可能であることは明らかである。
基地局２００は、例えばアクセスゲートウェイ装置３００などの上位レイヤ局に接続される。一方、アクセスゲートウェイ３００はコアネットワーク（ＣＮ）４００に接続される。アクセスゲートウェイ３００は「ＭＭＥ／ＳＧＷ」（Mobility Management Entity/Serving Gateway）ともいう。サーバ６００はコアネットワーク４００に接続してもよい。
ユーザ装置１００はデバイス対デバイス（Ｄ２Ｄ）通信により拡張ユーザ装置５００と通信を行い、これは「ピア対ピア（Ｐ２Ｐ）通信」ともいう。換言すると、物理レイヤの観点からは、Ｄ２ＵＥ通信はＤ２Ｄ接続によってサポートされる。ユーザ装置１００と拡張ユーザ装置５００との間のＤ２Ｄ通信は、時分割多重（ＴＤＤ）に従って行われる。或いは、ユーザ装置と拡張ユーザ装置５００との間のＤ２Ｄ通信は、周波数分割多重（ＦＤＤ）に従って行ってもよい。拡張ユーザ装置５００はＬＴＥを用いて基地局２００と通信が可能である。或いは、有線リンクＸ２インタフェースリンク、又はＸ２インタフェースリンクの改良版により拡張ユーザ装置を基地局に接続してもよい。Ｘ２インタフェースリンクの改良版は基地局２００と拡張ユーザ装置５００との間にマスタ−スレーブ関係を敷く。
より大きな容量を実現するために、拡張ユーザ装置（ＵＥ−Ａ）５００はバックホールリンクを介してコアネットワーク４００に接続される。これらのバックホールリンクはそれぞれイーサネット（登録商標）リンク、ＷｉＦｉリンク、又はセルラネットワークリンクであり、有線又は無線である。データプレーントラフィックはこのように基地局２００に負荷を掛けることなく、コアネットワーク４００とＵＥ−Ａ５００との間を流れることができる。このように、データが基地局２００を通過することなく、ユーザ装置はサーバ６００からのデータにアクセスが可能である。換言すると、データをオフロードする目的のために、拡張ユーザ装置５００はＤ２Ｄ通信を利用してユーザ装置１００と通信を行う。これに対し、制御プレーン情報及びデータプレーントラフィック（例えば、ＶｏＩＰなどのリアルタイムデータ）は、基地局２００、アクセスゲートウェイ３００、コアネットワーク４００、及びサーバ６００を介してＵＥ１００に流れ続けることができる。図２は図１の省略図であり、ＵＥ−５００がＵＥ１００に供給するバックホールデータのオフロードが点線で図示されている。
図３に拡張ユーザ装置５００がインターネット４１０を介してサーバ６１０に接続することのできる別の実施例を図示する。この場合、コアネットワーク４００をネットワークオペレータによって制御されるネットワークと見なしてもよい。コアネットワーク４００は、ＭＭＥ、Ｓ／Ｐ−ＧＷ、課金システムのノード、顧客データベース（ＨＬＳ）などを含んでもよい。
図４にさらに別の実施例を図示するが、これは図１及び図３の実施例の組み合わせと見なしてもよい。本実施例では、拡張ユーザ装置５００は、コアネットワーク４００を介してサーバ６００に接続してもよく、又はインターネットを介してサーバ６１０に接続してもよい。拡張ユーザ装置５００はネットワーク機器に接続可能であり、このネットワーク機器はコアネットワーク４００を介してサーバ６００に接続してもよく、又はインターネットを介してサーバ６１０に接続してもよい。ネットワーク機器は、コアネットワークにおけるＳ−ＧＷ若しくはＰ−ＧＷ、又は他のノードを用いることができる。或いは、ネットワーク機器はインターネットのノードであってもよい。コアネットワーク４００／インターネット４１０とＵＥ−Ａ５００との間のゲートウェイ３１０の存在は、図５に示すように、選択可能である。或いは、図５Ａに図示するように、拡張ユーザ装置５００を、基地局２００が接続されるゲートウェイ装置３００に接続してもよい。或いは、図５Ｂに図示するように、拡張ユーザ装置５００を基地局２００に接続してもよい。この実施例において、Ｍａｃｒｏ２Ｄ接続はバックホールリンクと同一であってもよい。さらに、図６に示すように、ＵＥ−Ａ５００がバックホールリンクに接続するための中央ノードＵＥ−Ａ５１０の存在も、選択可能としてよい。中央ノードＵＥ−Ａ５１０が含まれる場合、中央ノードＵＥ−Ａ５１０がＲＬＣ／ＰＤＣＰレイヤを実現する一方、ＵＥ−Ａデバイスが物理／ＭＡＣレイヤを扱うレイヤ共有プロトコルを実現してもよい。他のレイヤ共有の方法を実現してもよい。例えば、中央ノードＵＥ−Ａ５１０がＰＤＣＰレイヤを実現する一方で、ＵＥ−Ａデバイスが物理／ＭＡＣ／ＲＬＣレイヤを実現してもよい。データの転送が拡張ユーザ装置５００及びインターネットを介すべきか、又は基地局２００及びコアネットワーク４００を介すべきかは、データベアラによって決定してもよい。或いは、データの転送が拡張ユーザ装置５００及びインターネットを介すべきか、拡張ユーザ装置５００及びコアネットワーク４００を介すべきかをデータベアラによって決定してもよい。
一実施例においては、通信のための無線リソース制御を基地局２００によって行うことができるように、Ｄ２Ｄ通信の間、基地局２００とユーザ装置１００との間のＬＴＥ接続が維持される。拡張ユーザ装置５００は、ＬＴＥを利用して基地局２００と通信を行い、Ｄ２Ｄ通信を利用してユーザ装置１００と通信を行い、バックホールリンクを利用してコアネットワーク４００と通信を行うように構成される。このように、Ｄ２Ｄ通信及びバックホールを利用して、オフロードを目的としてＵＥ−Ａ５００はユーザ装置１００とサーバ６００及び６１０との間でトラフィックデータを伝送する。
Ｄ２Ｄ接続におけるキャリア周波数は、基地局２００とユーザ装置１００との間のＬＴＥ接続において用いられるものと異なってもよい。同様に、Ｄ２Ｄ接続におけるキャリア周波数は、基地局２００と拡張ユーザ装置５００との間のＬＴＥ接続において用いられるものと異なってもよい。或いは、Ｄ２Ｄ接続におけるキャリア周波数は、基地局２００とユーザ装置１００との間、又は基地局２００と拡張ユーザ装置５００との間のＬＴＥ接続で用いられるものと同一でもよい。
以下の例では、一般性を失うことなく、Ｄ２Ｄ接続におけるキャリア周波数は３．５ＧＨｚであり、ＴＤＤがＤ２Ｄ接続に適用されるものとする。さらに、基地局２００とユーザ装置１００との間のＬＴＥ接続におけるキャリア周波数は２ＧＨｚであり、基地局２００と拡張ユーザ装置５００との間のＬＴＥ接続におけるキャリア周波数は２ＧＨｚであるものとする。図７に示すように、ユーザ装置１００がサーバ６００と通信を行うとき、基地局２００は基地局２００とユーザ装置１００との間にＬＴＥ接続７２０を確立するだけではなく、ユーザ装置１００と拡張ユーザ装置５００との間にＤ２Ｄ接続７１０を確立する。同様に、基地局２００は基地局２００と拡張ユーザ装置５００との間にＬＴＥ接続７３０を設定する。そのような設定を開始するため、ユーザ装置１００は通信開始時にＲＲＣ接続要求を基地局２００に送信してもよく、基地局２００はこれにより、基地局２００とユーザ装置１００との間にＬＴＥ接続７２０を設定する。或いは、基地局２００はユーザ装置１００にページング信号を送信してもよく、ユーザ装置１００はこれによりページング信号に対応するＲＲＣ接続要求を基地局２００に送信する。これに応じて、基地局２００は、基地局２００、アクセスゲートウェイ３００、及びコアネットワーク４００を介してユーザ装置１００とサーバ６００との間に接続を設定する。
同様に、基地局２００は、基地局２００と拡張ユーザ装置５００との間にＬＴＥ接続７３０を設定する。別の実施例では、拡張ユーザ装置５００は非使用時に電力を低下させる又はスリープ状態に入る能力を備える。そのような基地局２００の実施例では、ＬＴＥ接続７３０を用いて拡張ユーザ装置５００にウェイクアップ信号を送るように構成される。或いは、基地局２００は、バックホール接続を通して拡張ユーザ装置５００にウェイクアップ信号を送り、基地局２００と拡張ユーザ装置５００との間に接続７３０を設定するように構成してもよい。このようにバックホールにより伝搬されるウェイクアップ信号は、追加のプロトコル設計によってサポートされる。別の実施例では、拡張ユーザ装置５００は、ＵＥ１００に対応するスタンバイモードなどの省電力モードを用いることができる。そのような省電力モードの解除は、従来のＵＥと同一の方法により実行するか、又は、基地局２００より望まれる又は基地局２００により送られる信号に応じて実行してもよい。
基地局２００はユーザ装置１００及び／又は拡張ユーザ装置５００に対し、ユーザ装置１００と拡張ユーザ装置５００との間にＤ２Ｄ接続７１０を設定するよう指示する。基地局２００は、Ｄ２Ｄ接続７１０に加え、ＬＴＥ接続７２０及びＬＴＥ接続７３０を制御する。例えば、基地局２００は、ユーザ装置１００と拡張ユーザ装置５００とに対しＤ２Ｄ接続７１０を確立するよう命令してもよい。これに加えて、基地局２００は、ユーザ装置１００と拡張ユーザ装置５００とに対しＤ２Ｄ接続７１０を再設定又は再確立するよう命令してもよい。一方、基地局２００は、ユーザ装置１００と拡張ユーザ装置５００とに対しＤ２Ｄ接続７１０を解放するよう命令してもよい。同様に、基地局２００は、ユーザ装置１００に対しＤ２Ｄ接続を他の拡張ユーザ装置に変更するように命令してもよい。すなわち、基地局２００は、ユーザ装置１００に対し、Ｄ２Ｄ通信が行われるキャリアを用いて拡張ユーザ装置５００へのハンドオーバを実行するように命令することができる。基地局２００は上の工程をＬＴＥのＲＲＣシグナリングを利用して制御してもよい。さらに、Ｄ２Ｄ接続７１０が中断された場合、基地局２００はＬＴＥ接続７２０を利用してユーザ装置１００とサーバ６００との間の通信を維持する。
基地局２００はさらにＤ２Ｄ接続７１０の無線リソースを制御する。Ｄ２Ｄ接続７１０の無線リソース制御を以下に詳細に説明する。
基地局２００は通信のため１つ又は複数の無線ベアラを設定する。無線ベアラは「論理チャネル」と表記してもよい。また、基地局２００はＬＴＥ接続７２０のための無線ベアラ及びＤ２Ｄ接続７１０のための無線ベアラを設定する。ＬＴＥ接続７２０の無線ベアラは、Ｄ２Ｄ接続７１０で用いられるものと同一であってもよい。或いは、ＬＴＥ接続７２０の無線ベアラは、Ｄ２Ｄ接続７１０で用いられるものと異なってもよい。例えば、ウェブ閲覧、電子メール及びＦＴＰなどの非リアルタイムサービスのパケットの無線ベアラはＤ２Ｄ接続７１０で設定することができる。一方、ＶｏＩＰやストリーミングなどのリアルタイムサービスのパケットの無線ベアラはＬＴＥ接続７２０で設定することができる。或いは、非リアルタイムサービスのパケットが優先的にＤ２Ｄ接続７１０で送信されるように、非リアルタイムサービスのパケットの無線ベアラをＤ２Ｄ接続７１０及びＬＴＥ接続７２０の両方に対応するように設定される。更に別の変更例では、リアルタイムサービスのパケットが優先的にＬＴＥ接続７２０で送信されるように、リアルタイムサービスのパケットの無線ベアラがＤ２Ｄ接続７１０及びＬＴＥ接続７２０の両方に対応するように設定される。そのようなパケットの優先又は優先度は、基地局２００によって設定可能である。この点に関し、基地局２００は、各無線ベアラでの通信において優先して利用すべきＤ２Ｄ接続７１０又はＬＴＥ接続７２０のいずれかの接続を設定することができる。
非アクセス層（ＮＡＳ）シグナリング及び無線リソース制御（ＲＲＣ）シグナリングなどの制御プレーン（Ｃプレーン）シグナリングはＬＴＥ接続７２０で送信してもよい。ＲＲＣシグナリングには、例えば、ＲＲＣ接続の確立、初期セキュリティの起動、ＲＲＣ接続の再設定、ＲＲＣ接続の解放、ＲＲＣ接続の再確立、無線リソースの設定、測定報告、及びハンドオーバコマンドなどのシグナリングメッセージが含まれる。Ｃプレーンシグナリングの無線ベアラは「シグナリング無線ベアラ」と表記してもよい。ＣプレーンシグナリングはＤ２Ｄ接続７１０で送信することもできる。或いは、無線ベアラのデータ一部をＤ２Ｄ接続７１０で送信し、無線ベアラデータのその他の部分をＬＴＥ接続７２０で送信してもよい。
電力及び帯域幅を抑えるため、ユーザ装置１００に対するＤ２Ｄ接続のない場合に、拡張ユーザ装置５００をアイドルモードにしてもよい。アイドルモードの間、ユーザ装置１００とのＤ２Ｄ接続が存在しないため、拡張ユーザ装置５００は信号を送信しない。或いは、拡張ユーザ装置５００は、後述するパイロット信号以外の信号を送信しない。
或いは、ユーザ装置１００とのＤ２Ｄ接続が無い場合には、拡張ユーザ装置５００はＬＴＥ接続７３０を維持し、ＬＴＥ接続７３０でＤＲＸモードになってもよい。ＤＲＸモードでは、拡張ユーザ装置５００はユーザ装置１００に信号を送信しない。或いは、拡張ユーザ装置５００はパイロット信号以外の信号を送信しない。
ユーザ装置１００は、Ｄ２Ｄ接続７１０における通信とＬＴＥ接続７２０における通信とを同時に行う。一実施例では、ユーザ装置１００は、キャリアアグリゲーション機能を利用して、Ｄ２Ｄ接続７１０とＬＴＥ接続７２０とを介して同時に通信を行う。この点に関し、ユーザ装置１００は、２つの無線周波数（ＲＦ）インタフェースを備え、Ｄ２Ｄ接続７１０での通信とＬＴＥ接続７２０での通信とを同時に行う。或いは、ユーザ装置１００は、図８に示すように、Ｄ２Ｄ接続７１０での通信とＬＴＥ接続７２０での通信とを時分割多重に従って行ってもよい。２セットのタイムスロットである区間＃Ａ及び区間＃Ｂを図８に示す。ユーザ装置１００は、ＬＴＥ接続７２０では区間＃Ａに対応するタイムスロットで通信を行い、Ｄ２Ｄ接続７１０では区間＃Ｂに対応するタイムスロットで通信を行う。
Ｄ２Ｄ接続の区間はＬＴＥ接続の区間よりも長いため、データオフロードの効果を向上させることができる。例えば、区間＃Ａの長さを８ミリ秒とし、区間＃Ｂの長さを１．２８秒とすることができる。ＬＴＥ接続７２０の区間（図８の区間＃Ａ）はＬＴＥ接続７２０のＤＲＸ制御におけるオン時間に対応する。Ｄ２Ｄ接続７１０の区間はＬＴＥ接続７２０のＤＲＸ制御におけるオフ時間に対応する。オフ時間とは、ユーザ装置１００が、基地局２００からＬＴＥ接続７２０を通して送信される物理制御チャネルを監視する必要のない、ＤＲＸ制御のスリープモードを意味する。ユーザ装置１００が接続７１０及び接続７２０に対して時分割多重を用いる場合、これらの接続において同時に通信を行う能力をサポートする必要はない。すなわち、ユーザ装置１００はＬＴＥ接続７２０からのＲＦインタフェースをＤ２Ｄ接続７１０のＲＦインタフェースに切り替えることができ、この逆についても同様である。
基地局２００はＤ２Ｄ接続７１０の無線リソースを制御する。無線リソースは、時間領域、周波数領域及び符号リソースで選択的に設定される。例えば、基地局２００は、他のすべてのＤ２Ｄ接続で非重複スペクトルが用いられるようにＤ２Ｄ接続７１０を設定してもよい。その結果、他のＤ２Ｄ接続から生じる干渉の問題を軽減することができる。同様に、基地局２００は、Ｄ２Ｄ接続７１０における時間リソースを他のＤ２Ｄ接続で利用される時間リソースと重複しないように設定してもよい。或いは、基地局２００は、Ｄ２Ｄ接続７１０における符号リソースを他のＤ２Ｄ接続で利用される符号リソースと重複しないように設定してもよい。その結果、他のＤ２Ｄ接続から生じる干渉の問題を軽減することができる。
基地局２００は、Ｄ２Ｄ接続７１０における最大送信電力をセル中のＤ２Ｄ接続数に基づいて制御する。例えば、セル中のＤ２Ｄ接続数が比較的小さい場合、基地局２００は最大送信電力を高く設定する。一方、セル中のＤ２Ｄ接続の数が比較的大きい場合、基地局２００は最大送信電力を低く設定する。別の実施例では、Ｄ２Ｄ接続キャリアに隣接するキャリアにおいて動作するシステムが無い場合、基地局２００は最大送信電力を高く設定する。一方、Ｄ２Ｄ接続キャリアに隣接するキャリアで他のシステムが動作している場合、基地局２００は最大送信電力を低く設定する。この点に関し、自システム内の干渉又は他のシステムに対する干渉を軽減することができる。
ユーザ装置１００は最も近い拡張ユーザ装置５００を測定及び検出するように構成されるため、Ｄ２Ｄ接続のデータスループットを最大化し、Ｄ２Ｄ接続から生じる干渉を最小化することができる。さらに、ユーザ装置１００を、最も近い拡張ユーザ装置の測定及び検出の結果を基地局２００に対して報告するように構成してもよい。基地局２００は、測定結果及び検出された最も近い隣接拡張ユーザ装置に基づいて、Ｄ２Ｄ接続を制御する。例えば、最も近い隣接拡張ユーザ装置が変更した場合、基地局２００は、ユーザ装置１００に、現在のサービング拡張ユーザ装置との通信を停止して、新たに検出された最も近い隣接拡張ユーザ装置との通信を新たに開始するように命令することができる。
同様に、拡張ユーザ装置５００は最も近いユーザ装置１００を測定及び検出して、Ｄ２Ｄ接続のデータスループットを最大化し、Ｄ２Ｄ接続から生じる干渉を最小化することができる。さらに、拡張ユーザ装置５００を、最も近いユーザ装置の測定及び検出結果を基地局２００に報告するように構成してもよい。このように、基地局２００は、これらの結果及び検出された最も近いユーザ装置に基づいて、Ｄ２Ｄ接続を制御する。例えば、最も近いユーザ装置のＩＤが変更した場合、基地局２００は、拡張ユーザ装置５００に、現在のサービングユーザ装置との通信を停止して、新たに検出された最も近いユーザ装置との通信を新たに開始するように命令することができる。
拡張ユーザ装置５００のブロック図を図９に示す。本実施例では、拡張ユーザ装置５００は、Ｍａｃｒｏ２Ｄ通信部５０２と、Ｄ２Ｄ通信部５０４と、バックホール通信部５０６とを含む。Ｍａｃｒｏ２Ｄ通信部５０２、Ｄ２Ｄ通信部５０４、及びバックホール通信部５０６はすべて互いに接続されている。Ｍａｃｒｏ２Ｄ通信部５０２はＬＴＥ接続７３０を利用して基地局２００と通信を行う。より具体的には、Ｍａｃｒｏ２Ｄ通信部５０２は、基地局２００からＤ２Ｄ接続７１０の制御シグナリングを受信し、基地局２００に向けてＤ２Ｄ接続７１０の制御シグナリングを送信する。制御シグナリングには、Ｄ２Ｄ接続７１０を確立／設定／再設定／再確立／解放するためのシグナリングが含まれる。この制御シグナリングは、Ｄ２Ｄ接続のハンドオーバのシグナリングを含んでもよい。制御シグナリングは、ＬＴＥではＲＲＣレイヤシグナリングである。制御シグナリングは、Ｄ２Ｄ通信部５０４に送信される。制御シグナリングは、物理レイヤ、ＭＡＣレイヤ、ＲＬＣレイヤ、ＰＤＣＰレイヤ、及びＲＲＣレイヤのうち少なくとも１つのパラメータを含んでもよい。制御シグナリングは無線ベアラの情報を含んでもよい。
さらに、制御シグナリングは、Ｄ２Ｄ接続７１０の無線リソース制御情報を含んでもよい。上で説明したように、Ｄ２Ｄ接続７１０の無線リソース制御情報は、Ｄ２Ｄ接続７１０で利用可能な無線リソース情報を含んでもよく、又はＤ２Ｄ接続において利用不可能な無線リソース情報を含んでもよい。無線リソースとは、時間領域リソース、周波数領域リソース及び符号領域リソースのうち少なくとも１つである。無線リソース制御情報は、Ｄ２Ｄ接続に対して送信してもよい。
これに加えて、制御シグナリングは、Ｄ２Ｄ接続７１０のリンクアダプテーションの情報を含んでもよい。より具体的には、制御シグナリングは、電力制御、又はＤ２Ｄ接続７１０における適応変調及び符号化に関する情報を含んでもよい。電力制御情報はＤ２Ｄ接続７１０の最大送信出力電力についての情報を含んでもよい。
別の実施例では、制御シグナリングはＤ２Ｄ接続７１０の測定結果を含んでもよい。より具体的には、Ｄ２Ｄ通信部５０４よって取得された測定結果を、Ｍａｃｒｏ２Ｄ通信部５０２から送信してもよい。測定結果は、拡張ユーザ装置とユーザ装置との間の無線リンク品質を含んでもよい。ユーザ装置の測定は、Ｄ２Ｄ接続を通して現在接続中のユーザ装置に関するものでもよいし、Ｄ２Ｄ接続を用いて拡張ユーザ装置に現在接続されていないユーザ装置に関するものでもよい。或いは、測定結果は報告された拡張ユーザ装置と他の拡張ユーザ装置との間の無線リンク品質を含んでもよい。
Ｄ２Ｄ通信部５０４はＤ２Ｄ接続７１０を利用してユーザ装置１００と通信を行う。より具体的には、Ｄ２Ｄ通信部５０４は、拡張ユーザ装置５００とユーザ装置１００との間のＤ２Ｄ接続７１０を確立／設定／再設定／再確立／解放する。このＤ２Ｄ接続７１０の管理は、基地局２００により送信される制御シグナリングに基づいて行ってもよい。
Ｄ２Ｄ通信部５０４は、電力制御、及び適応変調並びに符号化など、Ｄ２Ｄ接続７１０のリンクアダプテーションを行ってもよい。リンクアダプテーションは、基地局２００によって送信された制御シグナリングに基づいて行うことができる。さらに、Ｄ２Ｄ通信部５０４は、Ｄ２Ｄ接続７１０を利用してユーザ装置１００にデータを送信し、ユーザ装置１００からデータを受信する。上に説明したように、一部の無線ベアラのデータはＤ２Ｄ接続７１０で送信することができる。
以下、ユーザ装置１００からサーバ６００（又はサーバ６１０）へ転送されるデータを「上りリンクデータ」と称し、サーバ６００（又はサーバ６１０）からユーザ装置１００へ転送されるデータを「下りリンクデータ」と称する。Ｄ２Ｄ通信部５０４は、Ｄ２Ｄ接続７１０を用いてユーザ装置１００に下りリンクデータを送信する。下りリンクデータはコアネットワーク４００及びバックホール通信部５０６を介してサーバ６００から転送される。Ｄ２Ｄ通信部５０４はＤ２Ｄ接続７１０を介してユーザ装置１００から上りリンクデータを受信する。そして、上りリンクデータは、バックホール通信部５０６及びコアネットワーク４００を介してサーバ６００に転送される。Ｄ２Ｄ通信部５０４はさらにＤ２Ｄ接続７１０の測定を行う。より具体的には、Ｄ２Ｄ通信部５０４は、拡張ユーザ装置５００とユーザ装置１００との間、又は拡張ユーザ装置５００と他のユーザ装置との間のＤ２Ｄ接続７１０の無線リンク品質を測定する。さらに、Ｄ２Ｄ通信部５０４は、拡張ユーザ装置５００と他の拡張ユーザ装置との間のＤ２Ｄ接続７１０の無線リンク品質を測定する。無線リンク品質は、パイロット信号受信電力、パスロス、信号対干渉比、チャネル状態情報、チャネル品質指標、及び受信信号強度指標のうちの少なくとも１つを用いることができる。無線リンク品質は、現在接続中のユーザ装置、隣接するユーザ装置、又は隣接する拡張ユーザ装置から送信されたパイロット信号を用いて算出可能である。パスロスは、拡張ユーザ装置５００と現在接続中のユーザ装置との間、拡張ユーザ装置５００と隣接するユーザ装置との間、又は拡張ユーザ装置５００と隣接する拡張ユーザ装置との間のものを用いる。測定は、Ｄ２Ｄ通信の動作する周波数帯域における干渉電力レベルを対象としてもよい。Ｄ２Ｄ通信部５０４は、Ｍａｃｒｏ２Ｄ通信部５０２及びＬＴＥ接続７３０を介して基地局２００に測定結果を報告する。
コアネットワーク４００からバックホール接続を通してバックホール通信部５０６へ転送される下りリンクデータは、Ｄ２Ｄ通信部５０４へ供給される。一方、Ｄ２Ｄ通信部５０４はＤ２Ｄ接続を通して上りリンクデータを受信し、バックホール通信部５０６へ上りリンクデータを供給し、そしてバックホール通信部５０６はバックホール接続を通して上りリンクデータをコアネットワーク４００へ送信する。
当業者には、図９に示す機能ブロックが適切なハードウェア及びソフトウェアを備えることが容易に理解されよう。例えば、図９Ａはこれらのブロックのインスタンス化の例を示す。図９Ａに示すように、ＵＥ−Ａ５００は、Ｄ２ＵＥ及びＭａｃｒｏ２Ｄ無線リンクの２つの無線インタフェースを含む。各無線インタフェースは残りのインタフェースに類似している。例えば、ＵＥからのデータは、Ｄ２ＵＥ（Ｄ２Ｄ）リンクを通して、ＲＦインタフェース５３０に接続されるアンテナ５２０で受信される。ＲＦインタフェース５３０は、アンテナ５２０において受信及び送信の両方の機能を可能にするデュプレクサを含む。ＵＥに送信されるベースバンドデータは、ベースバンドプロセッサ５３５からＲＦインタフェース５３０で受信される。ＳＥＲＤＥＳはベースバンドデータを直列化し、続いてデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）でアナログ形式へ変換する。そして、この結果生じるアナログ信号は直交変調器により処理され、所望のキャリア周波数へ変調される。バンドパスフィルタ及び電力増幅器（ＰＡ）を通過した後、結果生じたＲＦ信号はＵＥへの送信準備が整った状態となる。ＵＥからのデータの受信は、ＰＡが低雑音増幅器（ＬＮＡ）に置き換えられ、直交変調器が直交復調器に置き換えられる点を除いて同様である。そして、その結果生じるアナログベースバンドデータは、ＳＥＲＤＥＳで非直列化される前に、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）でデジタル形式に変換される。
Ｍａｃｒｏ２Ｄリンクのためのアンテナ５２５を動作させるＲＦインタフェース５４０は、キャリア周波数が異なる点を除いて、ＲＦインタフェース５３０に類似している（実施例によっては変調方式も異なる）。図９Ａにおいて、バックホールリンクはイーサネットインタフェース５５０で受信される有線イーサネットリンクである。バックホールリンクからの下りリンクデータはこのようにイーサネットインタフェースからベースバンドプロセッサへと通過し、ベースバンドプロセッサはホストマイクロプロセッサ５６０により制御される。図９のバックホール通信部５０６はこのようにイーサネットインタフェース５５０と、ベースバンドプロセッサ５３５及びホストマイクロプロセッサ５６０により実行される対応の機能とに対しマッピングを行う。同様に、Ｍａｃｒｏ２Ｄ通信部５０２は、ＲＦインタフェース５４０と、ベースバンドプロセッサ５３５及びホストマイクロプロセッサ５６０により実行される対応の機能とをアンテナ５２５にマッピングする。最後に、Ｄ２Ｄ通信部５０５は、ＲＦインタフェース５３０と、ベースバンドプロセッサ５３５及びホストマイクロプロセッサ５６０により実行される対応の機能とをアンテナ５２０にマッピングする。
ユーザ装置１００の一実施例のブロック図を図１０に示す。ユーザ装置１００は、互いに接続されるＭａｃｒｏ２Ｄ通信部１０２及びＤ２Ｄ通信部１０４を有する。Ｍａｃｒｏ２Ｄ通信部１０２はＬＴＥ接続７２０を利用して基地局２００と通信を行う。上に説明したように、一部の無線ベアラのデータはＬＴＥ接続７２０により送信される。例えば、ＲＲＣシグナリング、ＮＡＳシグナリング、及びＭＡＣレイヤシグナリングなどの制御シグナリングは、ＬＴＥ接続７２０で送信してもよい。さらに、Voice over IP（ＶｏＩＰ）のパケットはＬＴＥ接続７２０での送信が可能である。Ｄ２Ｄ接続７１０が中断したり、又は使用不可能である場合、Ｍａｃｒｏ２Ｄ通信部１０２は、基地局２００と、すべての無線ベアラのデータの送受信を行う。さらに、Ｍａｃｒｏ２Ｄ通信部１０２は、Ｄ２Ｄ接続７１０の制御シグナリングを基地局２００から受信し、Ｄ２Ｄ接続７１０の制御シグナリングを基地局２００に送信する。そのような制御シグナリングは、図９の拡張ユーザ装置５００に関連して上述したものと同一である、又は類似している。
Ｄ２Ｄ通信部１０４はＤ２Ｄ接続７１０を介して拡張ユーザ装置５００と通信を行う。より具体的には、Ｄ２Ｄ通信部１０４は、拡張ユーザ装置５００とユーザ装置１００との間で、Ｄ２Ｄ接続７１０を確立／設定／再設定／再確立／解放する。Ｄ２Ｄ接続７１０の管理は、基地局２００によって送信される制御シグナリングに基づいて行うことができる。Ｄ２Ｄ通信部１０４は電力制御、及び適応変調並びに符号化などのＤ２Ｄ接続７１０のリンクアダプテーションを行う。リンクアダプテーションは基地局２００によって送信される制御シグナリングに基づいて行うことができる。さらに、Ｄ２Ｄ通信部１０４は、Ｄ２Ｄ接続７１０を利用して、拡張ユーザ装置５００にデータを送信し、拡張ユーザ装置５００からデータを受信する。上で説明したように、一部の無線ベアラのデータはＤ２Ｄ接続７１０で送信してもよい。
Ｄ２Ｄ通信部１０４は、Ｄ２Ｄ接続７１０を通して拡張ユーザ装置５００から下りリンクデータを受信する。同様に、Ｄ２Ｄ通信部１０４は、Ｄ２Ｄ接続７１０を用いて拡張ユーザ装置５００へ上りリンクデータを送信する。
Ｄ２Ｄ通信部１０４はＤ２Ｄ接続７１０の測定も行う。より具体的には、Ｄ２Ｄ通信部１０４は、ユーザ装置１００と隣接ユーザ装置との間のＤ２Ｄ接続、ユーザ装置１００と隣接拡張ユーザ装置との間の接続、又はユーザ装置１００と現在接続中の拡張ユーザ装置との間の接続の無線リンク品質を測定する。無線リンク品質には、パイロット信号受信電力、パスロス、信号対干渉比、チャネル状態情報、チャネル品質指標、及び受信信号強度指標のうち少なくとも１つを用いることができる。無線リンク品質は、隣接ユーザ装置、隣接拡張ユーザ装置、又は現在接続中の拡張ユーザ装置から送信されるパイロット信号によって算出することができる。パスロスは、ユーザ装置１００と隣接ユーザ装置との間のもの、ユーザ装置１００と隣接拡張ユーザ装置との間のもの、又はユーザ装置１００と現在接続中の拡張ユーザ装置との間のものを用いる。Ｄ２Ｄ通信部１０４はＭａｃｒｏ２Ｄ通信部１０２及びＬＴＥ接続７２０を介して基地局２００へ測定結果を報告する。
基地局２００の一例のブロック図を図１１に示す。基地局２００は、Ｍａｃｒｏ２Ｄ通信部２０２と、Ｄ２Ｄ通信制御部２０４と、バックホール通信部２０６とを含み、これらはすべて互いに接続される。Ｍａｃｒｏ２Ｄ通信部２０２はＬＴＥ接続７２０を利用してユーザ装置１００と通信を行い、ＬＴＥ接続７３０を利用して拡張ユーザ装置５００と通信を行う。上に説明したように、一部の無線ベアラのデータはＬＴＥ接続７２０で送信される。例えば、ＲＲＣシグナリング、ＮＡＳシグナリング、及びＭＡＣレイヤシグナリングなどの制御シグナリングは、ＬＴＥ接続７２０で送信してもよい。さらに、Voice over IP（ＶｏＩＰ）のパケットはＬＴＥ接続７２０での送信が可能である。Ｄ２Ｄ接続７１０が中断したり、又は使用不可能である場合、Ｍａｃｒｏ２Ｄ通信部２０２は、ユーザ装置１００と、すべての無線ベアラのデータの送受信を行う。ユーザ装置１００から送信されるユーザプレーン（Ｕプレーン）データなどの一部のデータはＭａｃｒｏ２Ｄ通信部２０２及びバックホール通信部２０６を介してコアネットワーク４００に転送される。一方、サーバ６００から送信されるＵプレーンデータはバックホール通信部２０６及びＭａｃｒｏ２Ｄ通信部２０２を介してユーザ装置１００に転送される。さらに、Ｍａｃｒｏ２Ｄ通信部２０２はＤ２Ｄ接続７１０の制御シグナリングをユーザ装置１００から受信し、Ｄ２Ｄ接続７１０の制御シグナリングをユーザ装置１００に送信する。この制御シグナリングは拡張ユーザ装置５００に関連して上述したものと同一である、又は類似している。
Ｍａｃｒｏ２Ｄ通信部２０２はＬＴＥ接続７３０を利用して拡張ユーザ装置５００と通信を行う。Ｍａｃｒｏ２Ｄ通信部２０２はＤ２Ｄ接続７１０の制御シグナリングを拡張ユーザ装置５００から受信し、Ｄ２Ｄ接続７１０の制御シグナリングを拡張ユーザ装置５００に送信する。この制御シグナリングも拡張ユーザ装置５００に関連して上述したものと同一である、又は類似している。Ｄ２Ｄ接続７１０の制御シグナリングは後述するようにＤ２Ｄ通信制御部２０４により生成され、Ｍａｃｒｏ２Ｄ通信部２０２を介してユーザ装置１００又は拡張ユーザ装置５００に転送される。
Ｄ２Ｄ通信制御部２０４はＤ２Ｄ接続７１０の無線リンク接続制御を行う。無線リンク接続制御には、Ｄ２Ｄ接続７１０の確立／設定／再設定／再設定／再確立／解放のうち少なくとも１つが含まれる。無線リンク接続制御のパラメータはＭａｃｒｏ２Ｄ通信部２０２を介して拡張ユーザ装置５００及びユーザ装置１００へ送信される。このパラメータは、物理レイヤ、ＭＡＣレイヤ、ＲＬＣレイヤ、ＰＤＣＰレイヤ、及びＲＲＣレイヤパラメータのうち少なくとも１つを含んでもよい。パラメータは無線ベアラの情報を含んでもよい。本明細書中で無線リンク接続制御は「無線リソース制御」とも表記する。
Ｄ２Ｄ通信制御部２０４はさらにユーザ装置１００と拡張ユーザ装置５００との間でＤ２Ｄ接続のハンドオーバを制御する。
より具体的には、Ｄ２Ｄ通信制御部２０４は拡張ユーザ装置５００又はユーザ装置１００から測定報告を受信し、ユーザ装置１００をより近い隣接拡張ユーザ装置へハンドオーバすべきか否かを決定する。ここで、「サービング拡張ユーザ装置」とは、ユーザ装置と現在Ｄ２Ｄ接続を有する拡張ユーザ装置を指す。或いは、Ｄ２Ｄ通信制御部２０４は拡張ユーザ装置５００又はユーザ装置１００から測定報告を受信し、サービング拡張ユーザ装置をより近い隣接ユーザ装置へハンドオーバすべきか否かを決定する。この点に関し、接続されたユーザ装置とは、拡張ユーザ装置５００と現在Ｄ２Ｄ接続を有するユーザ装置を指す。
これに加えて、Ｄ２Ｄ通信制御部２０４はＤ２Ｄ接続の無線リソースを制御する。より具体的には、Ｄ２Ｄ通信制御部２０４は、他のＤ２Ｄ接続に干渉しないように、及び他のＤ２Ｄ接続から干渉を受けないように、Ｄ２Ｄ接続の無線リソースを割り当てる。このように１つのＤ２Ｄ接続における無線リソースは残りのＤ２Ｄ接続と重複しない。無線リソースは、無線リソース制御パラメータによりユーザ装置１００及び拡張ユーザ装置５００に示すことができる。パラメータには、周波数領域リソースのＩＤ、時間領域リソースの識別子のＩＤ、及び符号領域リソースの識別子のＩＤのうち少なくとも１つを含んでもよい。Ｄ２Ｄ接続に割り当てられる無線リソースは、セル中のＤ２Ｄ接続数又はＤ２Ｄ通信の動作する周波数帯域における干渉レベルに基づいて決定してもよい。
バックホール通信部２０６はコアネットワーク４００から受信した下りリンクデータをＭａｃｒｏ２Ｄ通信部２０２へ供給する。同様に、Ｍａｃｒｏ２Ｄ通信部２０２は上りリンクデータをバックホール通信部２０６へ供給し、そしてバックホール通信部２０６はこの上りリンクデータをコアネットワーク４００へ送信する。
当業者は、図１０及び図１１にそれぞれ示すユーザ装置１００及び基地局２００の機能ブロックが、拡張ユーザ装置５００について説明したものと同様の構成要素にマッピングされることは容易に理解されよう。例えば、ユーザ装置は、Ｍａｃｒｏ２Ｄ通信部１０２及びＤ２Ｄ通信部１０４のために２つの類似するＲＦインタフェースを要する。これらのＲＦインタフェースは、ベースバンドプロセッサやホストマイクロプロセッサなどの適当なプロセッサと協働する。
本明細書に記載の移動通信システムのオペレーションは、図１２及び１２Ａに示す、送信すべきトラフィックデータの発生に応じた接続の確立に関するフローチャートを参照してより明確に理解される。当該フローチャートはステップＳ８０１における上りリンク及び／又は下りリンクデータであるトラフィックデータの発生から始まる。例えば、トラフィックデータは、電子メールの送受信、ウェブサイトの閲覧、ファイルのダウンロード、又はファイルのアップロードに対応する。
ステップＳ８０２で、基地局２００とユーザ装置１００との間にＬＴＥ接続７２０が確立される。接続がユーザ装置によってトリガされた場合、ユーザ装置はランダムアクセス工程で接続を開始することができる。接続がサーバ６００によってトリガされた場合、基地局は接続の開始のためにページングメッセージを送信してもよい。ステップＳ８０２は図１２ＡのステップＡ８０２に対応する。
ステップＳ８０３で、基地局２００と拡張ユーザ装置５００との間にＬＴＥ接続７３０が確立される。ステップＳ８０３は図１２ＡのステップＡ８０３に対応する。接続は、基地局２００がＲＲＣシグナリングなどの制御シグナリングを用いてトリガしてもよい。より具体的には、ページング信号を用いてもよい。ステップＳ８０３はステップＳ８０２と同時に実行可能である。或いは、ＬＴＥ接続７３０は連続的に確立する必要がある。そのような実施例では、ステップＳ８０３は省略する。ＬＴＥ接続７３０が連続的に確立される場合、拡張ユーザ装置５００は常時オンとしてもよく、又は所定のオン時間のみオンとしてもよい。所定のオン時間は周期的に発生する。拡張ユーザ装置５００が常時オンである場合であっても、トラフィックデータ又はＤ２Ｄ接続がない場合には拡張ユーザ装置５００は通常信号を送信しないため、周波数帯域における他の通信に干渉することもない。ＬＴＥ接続７３０の確立に加えて、様々なオペレーションがステップＳ８０３で実行される。例えば、拡張ユーザ装置５００はＤ２Ｄ接続の測定を開始してもよい。また、拡張ユーザ装置５００はＤ２Ｄ接続のためのパイロット信号の送信を開始してもよい。或いは、ステップＳ８０３を行う代わりに、基地局は、ＬＴＥ接続７３０に代えて、有線ネットワーク又は他の無線ネットワークを介して拡張ユーザ装置５００と通信を行う。そのような代替接続は、持続的又は断続的に維持される。
ステップＳ８０４で、ユーザ装置と拡張ユーザ装置との間にＤ２Ｄ接続（Ｄ２Ｄ接続７１０）が確立される。基地局は、ユーザ装置及び／又は拡張ユーザ装置にＤ２Ｄ接続７１０を設定するように命令する。Ｄ２Ｄ接続７１０のパラメータは基地局２００からユーザ装置及び拡張ユーザ装置に送信される。さらに、Ｄ２Ｄ接続の確立をユーザ装置及び／又は拡張ユーザ装置から基地局に報告してもよい。拡張ユーザ装置が初期アクセスのためのパイロット信号を送り、ユーザ装置がこのパイロット信号を受信して拡張ユーザ装置を検出することも可能であり、この逆も同様である。ステップＳ８０４は図１２ＡのステップＡ８０４に対応する。
ステップＳ８０５で、トラフィックデータの少なくとも一部はＤ２Ｄ接続７１０及び拡張ユーザ装置を介してユーザ装置とサーバ６００との間で転送される。Ｄ２Ｄ接続７１０で送信されるデータは、例えばユーザ装置１００とサーバ６００との間の通信用に設定された一部の無線ベアラのデータである。より具体的には、Ｄ２Ｄ接続７１０を介して転送されるデータは、ベストエフォートパケット、非リアルタイムサービスのパケット、及びリアルタイムサービスのパケットのうち少なくとも１つである。Ｄ２Ｄ接続７１０を介して転送されるデータはＵプレーンデータを含む。さらに、Ｃプレーンデータは、Ｄ２Ｄ接続７１０の代わりにＬＴＥ接続７２０で送信してもよい。拡張ユーザ装置からのバックホールリンクはユーザ装置からの上りリンクＵプレーンデータを全て伝搬する必要はない。したがって、Ｕプレーンデータの一部をＤ２Ｄ接続７１０の代わりにＬＴＥ接続７２０で送信してもよい。ステップＳ８０５は図１２ＡのステップＡ８０５に対応する。
図１２に示す処理フローは、基地局、ユーザ装置、及び拡張ユーザ装置によるオペレーションによって説明してもよい。例えば、拡張ユーザ装置５００のオペレーションは、基地局２００とのＬＴＥ接続の確立（ステップＳ８０３）と、ユーザ装置１００とのＤ２Ｄ接続の確立と、上りリンク及び下りリンクのＵプレーンデータの少なくとも一部の転送とを含む。同様に、ユーザ装置１００のオペレーションは、基地局とのＬＴＥ接続の確立（ステップＳ８０２）と、拡張ユーザ装置とのＤ２Ｄ接続の確立と、Ｄ２Ｄ接続７１０を通しての上りリンクＵプレーンデータの少なくとも一部の拡張ユーザ装置への転送とを含む。最後に、基地局のオペレーションは、ユーザ装置１００とのＬＴＥ接続７２０の確立（ステップＳ８０２）と、拡張ユーザ装置５００とのＬＴＥ接続７３０の確立（ステップＳ８０３）と、Ｄ２Ｄ接続７１０の確立のための制御シグナリングの送信とを含む。
図１２の処理フローは、送信すべきトラフィックデータの不在に応じた接続の解放に関する図１３に続いてもよい。この処理は、図１２のステップＳ８０５と同一であるステップＳ９０１に続く。
ステップＳ９０２では、拡張ユーザ装置５００を介して送信すべきトラフィックデータが存在しない。より具体的には、そのようなトラフィックデータの不在は、電子メールの送受信、ウェブサイトの閲覧、ファイルのダウンロード、又はファイルのアップロードの終了に相当する。
ステップＳ９０３で、ユーザ装置１００と拡張ユーザ装置５００との間のＤ２Ｄ接続７１０が解放される。基地局２００はユーザ装置１００及び／又は拡張ユーザ装置５００にＤ２Ｄ接続７１０を解放するよう命令する。或いは、ユーザ装置１００又は拡張ユーザ装置５００自身がＤ２Ｄ接続７１０の解放をトリガしてもよい。Ｄ２Ｄ接続の解放は、ユーザ装置及び／又は拡張ユーザ装置から基地局へ報告してもよい。
ステップＳ９０４で、基地局２００と拡張ユーザ装置５００との間のＬＴＥ接続７３０が解放される。この解放は、基地局２００又は拡張ユーザ装置５００が制御シグナリングを用いてトリガしてもよい。制御シグナリングはＲＲＣシグナリングを含んでもよい。ステップＳ９０４はステップＳ９０５と同時に実行してもよい。ＬＴＥ接続７３０を継続的に維持する実施例においては、ステップＳ９０４は省略される。ＬＴＥ接続７３０の解放に加え、他のオペレーションを実行してもよい。例えば、拡張ユーザ装置５００はＤ２Ｄ接続の測定を停止してもよい。さらに、拡張ユーザ装置５００はＤ２Ｄ接続のためのパイロット信号の送信を停止してもよい。基地局がＬＴＥ接続７３０の代わりに有線ネットワーク又は他の無線ネットワークを介して拡張ユーザ装置５００と通信を行う実施例においては、ステップＳ９０４は有線ネットワーク又は他の無線ネットワークの解放を含んでもよい。或いは、有線ネットワーク又は他の無線ネットワークを介した基地局対拡張ユーザ装置接続を継続的に維持し、ステップＳ９０４を省略してもよい。
ステップＳ９０５で、基地局２００とユーザ装置１００との間のＬＴＥ接続７２０が解放される。この解放は基地局２００又はユーザ装置１００によりトリガされる。
図１２に示す処理フローは、基地局、ユーザ装置、及び拡張ユーザ装置によるオペレーションによって説明してもよい。例えば、拡張ユーザ装置のオペレーションは、ステップＳ９０１におけるＤ２Ｄ接続を通したデータの転送と、ステップＳ９０３におけるＤ２Ｄ接続の解放と、ステップＳ９０４における基地局２００とのＬＴＥ接続の解放とを含む。同様に、ユーザ装置のオペレーションは、ステップＳ９０１におけるＤ２Ｄ接続を通した上りリンクデータの転送（及び下りリンクデータの受信）と、ステップＳ９０３におけるユーザ装置１００とのＤ２Ｄ接続の解放と、ステップＳ９０５における基地局とのＬＴＥ接続の解放とを含む。最後に、基地局のオペレーションは、ステップＳ９０３におけるＤ２Ｄ接続７３０の解放のための制御シグナリングの送信と、ステップＳ９０４における拡張ユーザ装置５００とのＬＴＥ接続の解放と、ステップＳ９０５におけるユーザ装置１００とのＬＴＥ接続の解放とを含む。
Ｄ２Ｄ接続は図１４のフローチャートに示すような再設定を要することもある。この再設定は、初回のステップＳ１００１で、既存のＤ２Ｄ接続を通して、データトラフィックについて行われる。図１４のステップＳ１００１は図１２のステップＳ８０５と同一である。
ステップＳ１００２で、Ｄ２Ｄ接続７１０が再設定される。より具体的には、Ｄ２Ｄ接続７１０のパラメータの一部が変更される。このパラメータには、周波数領域リソース、時間領域リソース、符号領域リソース、Ｄ２Ｄ接続７１０のパイロット信号、Ｄ２Ｄ接続７１０の初期アクセス、無線ベアラ、及びＤ２Ｄ接続７１０の電力制御のパラメータのうち、少なくとも１つを含むことができる。基地局２００は、ユーザ装置１００及び／又は拡張ユーザ装置５００に対しＤ２Ｄ接続７１０を再設定するよう命令することができる。すなわち、基地局２００は、再確立のための制御シグナリングをユーザ装置１００及び／又は拡張ユーザ装置５００に送信し、ユーザ装置１００及び拡張ユーザ装置５００はこれに従ってＤ２Ｄ接続７１０を再設定する。電力制御パラメータはＤ２Ｄ接続７１０の最大送信出力電力の情報を含む。
Ｄ２Ｄ接続７１０を再設定するのみではなく、図１５のフローチャートに示すように、接続を新たな拡張ユーザ装置にハンドオフしてもよい。このフローチャートはステップＳ１１０１における既存のＤ２Ｄ接続を通したデータトラフィックから開始し、これは図１２のステップＳ８０５と同一である。ステップＳ１１０２で、ユーザ装置１００は隣接する拡張ユーザ装置について測定を行う。より具体的には、ユーザ装置１００は、隣接する拡張ユーザ装置によって送信される信号の無線リンク品質を測定する。無線リンク品質は、パイロット信号受信電力、パスロス、信号対干渉比、チャネル状態情報、チャネル品質指標、及び受信信号強度指標のうち少なくとも１つである。
ステップＳ１１０３で、ユーザ装置１００は隣接する拡張ユーザ装置が現在のサービング拡張ユーザ装置よりもユーザ装置１００に近いか否かを判断する。本明細書中で、「サービング拡張ユーザ装置」とは、ユーザ装置１００と現在通信中の拡張ユーザ装置を指す。ステップＳ１１０３における判断が「ＹＥＳ」である場合、ユーザ装置１００はステップＳ１１０４で最も近い隣接拡張ユーザ装置へのハンドオーバを実行する。ステップＳ１１０３及びＳ１１０４に関し、ユーザ装置１００は、より近い隣接拡張ユーザ装置が検出されたことを示す測定報告を基地局２００に送ってもよい。この場合、基地局２００は、ユーザ装置１００に検出されたより近い隣接拡張ユーザ装置に対しハンドオーバを実行するよう命令することができる。基地局２００はさらにサービング拡張ユーザ装置及び検出されたより近い拡張ユーザ装置に対しハンドオーバの実行を命令してもよい。
本明細書中で「隣接する拡張ユーザ装置はサービング拡張ユーザ装置よりもユーザ装置に近い」という文言を用いる場合、「隣接する拡張ユーザ装置の無線リンク品質がサービング拡張ユーザ装置の無線リンク品質よりも良好である」ということと同一の意味を持つ。このような場合のハンドオーバを図２３を参照してより詳細に説明する。
ステップＳ１１０３における判断が「ＮＯ」である場合、ユーザ装置１００はステップＳ１１０５においてサービング拡張ユーザ装置５００とのＤ２Ｄ接続を維持する。ステップＳ１１０１からＳ１１０５において、拡張ユーザ装置５００はユーザ装置の代わりに隣接ユーザ装置の測定を行う。
図１５に示すオペレーションは、以下のように拡張ユーザ装置５００のオペレーションによって説明することもできる。拡張ユーザ装置５００のオペレーションは、Ｄ２Ｄ接続７１０を介したデータの転送（ステップＳ１１０１）と、ステップＳ１１０４におけるハンドオーバ工程の実行とを含む。同様に、ユーザ装置１００のオペレーションは、Ｄ２Ｄ接続７１０を介したデータ転送（ステップＳ１１０１）と、Ｄ２Ｄ接続の測定（ステップＳ１１０２）と、隣接する拡張ユーザ装置がサービング拡張ユーザ装置よりもユーザ装置に近いか否かの判断（ステップＳ１１０３）と、隣接する拡張ユーザ装置がサービング拡張ユーザ装置よりも近い場合のハンドオーバの実行（ステップＳ１１０４）と、サービング拡張ユーザ装置とのＤ２Ｄ接続の維持（ステップＳ１１０５）とを含む。基地局のオペレーションは、Ｄ２Ｄ接続のハンドオーバのための制御シグナリングの送信（ステップＳ１１０４）を含む。
オペレーションの方法には、Ｄ２Ｄ接続の相互の干渉を防止するためのモニタリングも含まれる。そのようなシナリオは、複数のユーザ装置が対応する拡張ユーザ装置を介してアップロード又はダウンロードを行い、Ｄ２Ｄ接続が互いに衝突する可能性がある場合に発生する。図１６を参照して、Ｄ２Ｄ接続の衝突回避方法のフローチャートを示す。ステップＳ１２０１で、基地局２００はＤ２Ｄ接続数が所定の閾値よりも大きいか否かを判断する。或いは、基地局２００は、アクティブなユーザ装置の数、Ｄ２Ｄ接続数、トラフィックデータ量、Ｄ２Ｄ接続周波数帯域における干渉レベルなどに基づいて決定される混雑度を定義し、混雑度が所定の閾値よりも大きいか否かを判断してもよい。ステップＳ１２０１での判断が「ＮＯ」である場合、基地局２００は使用可能な無線リソースを全てＤ２Ｄ接続７１０に割り当てる。この際、基地局２００は、割り当てられた無線リソースを通知するための制御シグナリングをユーザ装置１００及び拡張ユーザ装置５００に送る。そのような工程は、図１４のステップＳ１００２で説明した再設定工程に対応する。
ステップＳ１２０１における判断が「ＹＥＳ」でありＤ２Ｄ接続数が所定の閾値よりも大きい場合、基地局２００は、割り当てられた無線リソースが他のＤ２Ｄ接続のリソースと重複しないように、Ｄ２Ｄ接続７１０の無線リソースを制御シグナリングによって割り当てる。このような無線リソースの分割は、時間領域、周波数領域、又は符号領域で行うことができる。また、この工程は、図１４のステップＳ１００２で説明した再設定工程に対応する。
上の例において、拡張ユーザ装置５００は単一のユーザ装置１００と単一のＤ２Ｄ接続を有するが、２つ以上のユーザ装置と２つ以上のＤ２Ｄ接続を有するように構成することもできる。より具体的には、図１７に図示するように、拡張ユーザ装置５００１は、単一のハウジング内に２つ以上の拡張ユーザ装置を構築することで、２つ以上のユーザ装置と２つ以上のＤ２Ｄ接続をサポートしてもよい。或いは、拡張ユーザ装置５００は、２つ以上のユーザ装置と２つ以上のＤ２Ｄ接続をサポートするための複数のＤ２Ｄ通信部１０４（図１０）を備えてもよい。
上の例では、Ｄ２ＵＥ（Ｄ２Ｄ接続７１０）送信とＭａｃｒｏ２ＵＥ（ＬＴＥ接続７２０／７３０）送信とは異なる帯域で動作が可能であるが、ＵＥ−ＡとＵＥとの間の距離が十分に小さく、マクロネットワークと干渉しない低送信電力が可能である状況では、Ｄ２ＵＥはマクロシステム（Ｍａｃｒｏ２ＵＥ）と同一の帯域で同時に動作してもよい。
Ｄ２Ｄ接続とＬＴＥ接続とが同一のチャネルを共有する同一チャネルの実施例では、Ｄ２Ｄ接続は基地局によって設定されるため、基地局２００はユーザ装置１００が種々異なる周波数／タイムスロットで基地局からのシグナリングに応答することはないことを把握している。そのような実施例では、Ｄ２Ｄ接続を、Ｍａｃｒｏ２ＵＥ通信（基地局２００からユーザ装置１００）及びＭａｃｒｏ２Ｄ通信（基地局２００から拡張ユーザ装置５００へ）が基地局２００による継続的な接続及び管理をサポートする送信スロットを可能にするように設定してもよい。例えば、ユーザ装置１００はあるタイムスロットにおいて基地局２００と通信を行い、残りのタイムスロットにおいて拡張ユーザ装置と通信を行うことができる。別の同一チャネルの実施例では、様々なリソースブロック（ＲＢ）のＯＦＤＭリソースエレメント（ＲＥ）が各リンク用に確保される。一実施例では、制御シグナリングに用いるＲＥはＤ２ＵＥリンクでは用いられないため、いずれのＤ２ＵＥリンク送信においても空のままである。自身によるユーザ装置１００への制御シグナリングを含め、Ｄ２ＵＥリンク送信は他のＲＥで送信される。そのような実施例では、ユーザ装置１００は、例えば基地局２００からの制御ＲＥｓなどのＲＥを、拡張ユーザ装置５００からの通信と同時に受信することができる。
上の例ではＤ２ＵＥリンクにＬＴＥ型の無線インタフェースを用いたが、別の実施例では他の無線システム型のインタフェースをＤ２ＵＥリンクに用いてもよい。例えば、Ｄ２ＵＥリンクは、ＷＣＤＭＡ（登録商標）インタフェース、ＣＤＭＡ２０００インタフェース、ＷｉＦｉ又はＷｉＭＡＸインタフェース、ＴＤ−ＳＣＤＭＡインタフェース、又はＴＤ−ＤＣＭＤＡ型のインタフェースを有してもよい。例えば、Ｄ２ＵＥリンクがＷｉＦｉ型の無線インタフェースを用いる場合、ＷｉＦｉアクセスポイントを拡張ユーザ装置と見なすことができる。そのような実施例では、拡張ユーザ装置５００のＤ２Ｄ通信部５０４はＷｉＦｉ無線インタフェースを利用してユーザ装置１００と通信を行い、ＷｉＦｉ無線インタフェースの無線リソース制御は基地局２００により行う。無線リソース制御のための制御シグナリングはＬＴＥ接続７２０及びＬＴＥ接続７３０で送信してもよい。
＜移動性工程、無線リソース管理、及び無線ベアラ割り当て＞
移動通信システムでは、移動局（ユーザ装置）がセルからセルへ移動する場合においても移動通信の接続性を維持する必要があるため、セル識別、測定、ハンドオーバ、セル選択／再選択などの移動性工程が極めて重要である。なお、移動局が高頻度で隣接セルを検出及び測定しようとする場合、接続性はバッテリ消費を代償として向上するものの、移動通信システムにおけるサービス品質は低下する。移動局は、その移動性工程に関わらず、バッテリ消費を最小化する必要がある。
さらに、移動性工程は、移動通信システム内の干渉の観点からも極めて重要である。特に、移動局が可能な最良の無線リンク品質を有する基地局と通信をおこなうことが極めて重要である。無線リンク品質とは、基地局とユーザ装置との間のパスロス、パイロット信号受信電力、及び信号対干渉比のうちの少なくとも１つである。移動局が２番目に品質の高い基地局と通信を行う場合のように、移動局が可能な最良リンク品質を有する基地局と通信を行わない場合、図１８Ａ及び１８Ｂに図示するように、移動局の送信電力が他の無線リンクに対して高すぎ、他の通信との干渉を起こしてしまう。特に、図１８Ａに示すように、移動局Ａ１は２番目に最良のリンク品質の基地局とリンクを結んでいる。これは、移動局Ａ１が比較的高い電力で送信を行わなければならず、最良のリンク品質を有する基地局との干渉が発生することを意味する。これに対し、図１８Ｂの移動局Ａ１は最良リンク品質の基地局とリンクを結んでいる。したがって、図１８Ｂの移動局Ａ１は、比較的に低い電力レベルで送信し、隣接基地局に対する干渉を軽減することができる。
その結果生じる干渉は、周波数内干渉又は周波数間干渉である。周波数間干渉の場合、送信機側での隣接チャネル干渉又は受信機側での受信機ブロック特性が他の通信帯域における品質を劣化させることがある。干渉の問題は、移動性工程のみではなく、他の無線リソース管理工程で対処してもよい。すなわち、移動性工程及び他の無線リソース管理工程は、良好な品質の接続性、バッテリの長寿命、システム内の干渉の軽減、及び他の利点を得るために、移動通信システムにおいて適切に行うべきものである。
さらに、上述の干渉の問題に加えて、パイロット汚染の問題が発生することがある。１つのセルから送信されるパイロット信号が別のセルから送信されるパイロット信号と衝突する場合、衝突したパイロット信号同士は、互いに対して直交でなければ、干渉し合う。ユーザ装置の受信機での受信信号電力の強い複数のセルについてユーザ装置が測定を行う必要がある場合、各セルの信号対干渉比（ＳＩＲ）は干渉によって劣化し、セルサーチ／測定精度が低下する。なお、低ＳＩＲセルに対するセルサーチ及び測定は、より長い時間をセルサーチ及び測定に要するため、高ＳＩＲセルよりも高い電力消費を要する。
セル識別、測定、ハンドオーバ、セル選択／再選択、伝送フォーマットの変更、呼受付制御、無線リソース制御、リンクアダプテーション制御、電力制御、接続の解放などの移動性工程及び無線リソース管理の実施例を説明する。以下の工程は、Ｄ２Ｄ接続７１０のＲＲＣ接続状態制御のより詳細な例である。本明細書に開示するハイブリッドＤ２ＵＥ及びＭａｃｒｏ２ＵＥシステムにおいては、そのような移動性工程及び無線リソース管理工程はＤ２ＵＥリンク及び／又はＭａｃｒｏ２ＵＥリンクで実行される。以下の例では、Ｄ２Ｄ接続のキャリア周波数は３．５ＧＨｚであり、基地局とユーザ装置／拡張ユーザ装置との間のＬＴＥ接続は２ＧＨｚであるものとする。周波数帯域は例示に過ぎず、別の実施例では異なる周波数帯域を適用可能であることは明らかである。
基地局２００がＤ２Ｄ接続７１０の確立及び解放を制御することが明らかになる。この点に関し、基地局２００はＤ２Ｄ接続７１０のＲＲＣレイヤを制御する。以下の実施例では、無線リソースの割り当て及び伝送フォーマットの選択について、基地局２００がＤ２Ｄ接続７１０のＭＡＣレイヤを制御する。しかしながら、別の実施例では、ＵＥ−ＡがＭＡＣレイヤを制御してもよい。したがって、そのような別の実施例では、以下に説明する、基地局がＭＡＣレイヤ制御を行う実施例と同様の方法、又は従来のＬＴＥ基地局によるＭＡＣ／物理レイヤ制御の実施例と同様の方法で、ＵＥ−Ａが無線リソースの割り当て及び伝送フォーマットの選択を管理する。
一実施例では、基地局は、Ｄ２Ｄ接続にオフロードされるユーザプレーンデータに対し、基地局を介して送信されるユーザプレーンデータの割合を決定することもできる。基地局は無線リンク品質及びＤ２Ｄリンクの他のパラメータを示すトラフィック測定結果を受信するので、基地局はそのような「データゲートウェイ」の決定（ユーザ装置が従来のやり方で基地局とユーザプレーンデータをやり取りすべきか、又は、代わりに、ユーザ装置がＤ２Ｄ通信リンクを用いて拡張ユーザ装置とユーザプレーンデータをやり取りすべきか）に関しては、従来のノードである。しかし、別の実施例では、他のネットワークノードがこのデータ割り当ての決定を行ってもよい。
図１９に無線通信システムの実施例を図示する。図示のシステムは図１に関連して先に説明したものと類似しているが、無線通信システムの移動性工程及び無線リソース管理を図示するために、若干の変更が加えられている。図１９には、３つの拡張ユーザ装置（５００Ａ、５００Ｂ、５００Ｃ）が示されている。
図２０を参照して、実施の態様に係る移動通信システムのオペレーションを説明する。当該オペレーションは、図１２のステップＳ８０４に関連して先に説明したＤ２Ｄ接続７１０の確立に関する。ステップＳ１３０１で、基地局２００はＤ２Ｄ接続７１０の制御シグナリングをユーザ装置１００及び拡張ユーザ装置５００に送信する。制御シグナリングは図１２のステップＳ８０２及びＳ８０３で設定されたＬＴＥ接続を通して送信される。或いは、制御シグナリングは、報知情報の一部としてユーザ装置１００及び拡張ユーザ装置５００に送信してもよい。
ステップＳ１３０１で送信される制御シグナリングは、Ｄ２Ｄパイロット信号の周波数リソース、Ｄ２Ｄパイロット信号の時間リソース、及びＤ２Ｄパイロット信号の符号リソースのうち少なくとも１つに関する情報を含む。Ｄ２Ｄパイロット信号の例は後述する。制御シグナリングはＤ２Ｄパイロット信号の送信電力の情報も含むことができる。より具体的には、Ｄ２Ｄパイロット信号の送信電力を、制御シグナリングの情報エレメントとの１つとして送信してもよい。さらに、制御シグナリングはユーザ装置１００における測定動作に関する情報を含んでもよい。さらに、制御シグナリングはＤ２Ｄ接続７１０における伝送フォーマットに関する情報を含んでもよい。伝送フォーマットについての詳細は後述する。
ステップＳ１３０２で、拡張ユーザ装置５００は所定の無線リソースでＤ２Ｄパイロット信号を送信する。例えば、図１９の拡張ユーザ装置５００Ａ、５００Ｂ、及び５００Ｃは所定の無線リソース（ステップＳ１３０１で割り当てられた時間、周波数、又は符号リソース）でＤ２Ｄパイロット信号を送信する。所定の無線リソースの情報は、ステップＳ１３０１で説明した制御シグナリングによってシグナリングしてもよい。Ｄ２Ｄパイロット信号の更なる詳細を後述する図２１に示す。
ステップＳ１３０３で、ユーザ装置１００はＤ２Ｄパイロット信号を受信し、所定の無線リソースのＤ２Ｄパイロット信号を復号し、Ｄ２Ｄパイロット信号を測定する。より具体的には、ユーザ装置１００は、測定から自装置と拡張ユーザ装置（複数もあり得る）との間のＤ２Ｄ接続の無線リンク品質を取得する。無線リンク品質には、パスロス、Ｄ２Ｄパイロット信号の受信電力、Ｄ２Ｄパイロット信号の信号対干渉比（ＳＩＲ）、Ｄ２Ｄパイロット信号の受信品質、及び関連の要件のうち、少なくとも１つが含まれる。ユーザ装置１００は、測定に基づいて、無線リンク品質の最も高い拡張ユーザ装置を検出することができる。
パスロスは、ステップＳ１３０１の制御シグナリングに含まれる、Ｄ２Ｄパイロット信号の受信電力及びＤ２Ｄパイロット信号の送信電力から求めてもよい。Ｄ２Ｄパイロット信号の受信品質は、総受信信号強度に対するＤ２Ｄパイロット信号の受信電力の比でもよい。
ステップＳ１３０４で、ユーザ装置１００は測定報告を基地局２００に送信する。測定報告はステップＳ１３０３で取得した測定結果を含む。より具体的には、測定報告は無線リンク品質の最も高い拡張ユーザ装置の情報を含んでもよい。換言すれば、ユーザ装置１００はステップＳ１３０４のＤ２Ｄ接続の無線リンク品質に基づいて最良の拡張ユーザ装置を報告してもよい。拡張ユーザ装置の情報に、拡張ユーザ装置の識別番号及び拡張ユーザ装置の無線リンク品質を含んでもよい。
さらに、測定報告は最良よりも低い無線リンク品質を有する拡張ユーザ装置の情報を含んでもよい。すなわち、測定報告は２番目又は３番目に高い無線リンク品質の拡張ユーザ装置の情報を含むこともできる。４番目に高い、又はこれ以下の他の無線リンク品質を含んでもよい。ステップＳ１３０１において、基地局２００は幾つの無線リンク品質を測定報告に含むべきかを示すこともできる。或いは、測定報告は閾値よりも高い無線リンク品質を有する拡張ユーザ装置を特定してもよい。基地局２００はステップＳ１３０１でこの閾値を設定する。さらに別の実施例では、測定報告はステップＳ１３０１で基地局２００が設定した閾値よりも低い無線リンク品質を有する拡張ユーザ装置を特定してもよい。
ステップＳ１３０５で基地局２００はＤ２Ｄ接続７１０を確立する。より具体的には、基地局２００は、ユーザ装置１００とステップＳ１３０４で報告された無線リンク品質の最も高い拡張ユーザ装置との間に無線リンクを確立する。
Ｄ２Ｄ接続７１０の確立に加え、基地局２００はＤ２Ｄ接続７１０に無線リソースを割り当てる。より具体的には、基地局２００は、ユーザ装置１００と、ステップＳ１３０４で報告された、無線リンク品質の最も高い拡張ユーザ装置との間に無線リソースを割り当てる。基地局２００は他のユーザ装置に用いられていない無線リソースを割り当てることができる。例えば、基地局２００は、無線リンク品質の最も高い拡張ユーザ装置と他のユーザ装置との間のＤ２Ｄ接続に用いられていない無線リソースを割り当てる。
さらに、基地局２００は、ステップＳ１３０４で報告された、２番目又は３番目に高い無線リンク品質を有する拡張ユーザ装置に用いられていない無線リソースを割り当ててもよい。この結果生じる、ステップＳ１３０５で確立されるＤ２Ｄ接続はこのように他のＤ２Ｄ接続との干渉を回避できる。或いは、基地局２００は、無線リンク品質の最も高い拡張ユーザ装置の近隣に位置する拡張ユーザ装置に用いられていない無線リソースを割り当ててもよい。基地局は拡張ユーザ装置５００の位置情報を有してよい。
ステップＳ１３０２に関連して説明した所定の無線リソースでのＤ２Ｄパイロット信号の送信は、図２１の無線リソースの割り当ての例でより明確に理解される。このリソース割り当ての例では、周波数リソース＃３は周波数無線リソースとして割り当てられ、時間リソース＃６は時間無線リソースとして割り当てられる。さらに、符号リソースは拡張ユーザ装置に一意的に割り当てられる。例えば、符号リソース＃０、符号リソース＃１、及び符号リソース＃２は、それぞれ拡張ユーザ装置５００Ａ、５００Ｂ、及び５００Ｃに割り当てられる。なお、上述したように、Ｄ２Ｄ接続は基地局２００により制御されるため、すべてのＤ２Ｄ接続について時間同期が得られる。より具体的には、すべてのＤ２Ｄ接続のタイムスロットが互いに揃えられ、Ｍａｃｒｏ２ＵＥ及びＭａｃｒｏ２Ｄリンクにより同期が得られる。すなわち、Ｄ２Ｄ接続の送信タイミングは基地局２００より送信される信号に基づくため、Ｄ２Ｄ接続の送信タイミングは互いに揃えられる。
Ｍａｃｒｏ２ＵＥ及びＭａｃｒｏ２Ｄリンクに基づく時間同期を以下にさらに説明する。例えば、図２１Ａに図示するように、Ｄ２ＤリンクのタイムスロットはＭａｃｒｏ２ＵＥ及びＭａｃｒｏ２Ｄリンクのタイムスロットと完全に揃えられている。或いは、図２１Ｂに図示するように、Ｄ２Ｄリンクのタイムスロットと、Ｍａｃｒｏ２ＵＥ及びＭａｃｒｏ２Ｄリンクのタイムスロットとの間に時間オフセットを設けてもよい。
時間オフセットの実施例についての更なる詳細を図２１Ｃ及び２１Ｄに示す。図２１Ｃは２つのマクロカバレッジ領域を示す説明図であり、複数の拡張ユーザ装置が配置されている。Ｄ２ＤリンクのタイムスロットとＭａｃｒｏ２ＵＥ及びＭａｃｒｏ２Ｄリンクのタイムスロットとの間の時間オフセットは、マクロカバレッジ領域毎に個別に指定してもよい。図２１Ｄは、Ｍａｃｒｏ２ＵＥリンク、Ｍａｃｒｏ２Ｄリンク、及びＤ２Ｄリンクの時間軸上での関係を示す説明図である。時間オフセット＃Ａがマクロ＃Ａカバレッジ領域について指定され、時間オフセット＃Ｂがマクロ＃Ｂカバレッジ領域について指定される。すべてのＤ２Ｄリンクが時間軸上で互いに揃うように各時間オフセットを決定することができる。基地局は、時間オフセット値（図２１Ｄの時間オフセット＃Ａ又は時間オフセット＃Ｂ）を制御シグナリングの一部としてユーザ装置及び拡張ユーザ装置に通知してもよい。時間オフセット値は図２０のステップＳ１３０１で制御シグナリングに含んでもよい。その結果、マクロネットワークの時間同期が存在しない場合であっても、すなわちマクロ＃Ａとマクロ＃Ｂとが時間的に揃わない場合であっても、図２１Ｄに図示するように、マクロ＃Ａカバレッジ領域のＤ２Ｄリンクをマクロ＃Ｂカバレッジ領域のＤ２Ｄリンクと揃えることができる。
図２１を再度参照し、ユーザ装置１００は複数の拡張ユーザ装置より所定の無線リソース（周波数リソース＃３及び時間リソース＃６）で送信されるＤ２Ｄパイロット信号を復号するのみでよく、これによりＤ２Ｄパイロット信号の復号のための電力消費を最小化することができる。このように、Ｍａｃｒｏ２ＵＥ及びＭａｃｒｏ２Ｄリンクによる同期が既に得られているため、ユーザ装置１００は、バッテリを消費して複数の拡張ユーザ装置との時間同期を得る（ＬＴＥのＰＳＳ／ＳＳＳを用いた従来の時間同期のように）必要がない。この結果生じる同期はセル識別の複雑さを軽減させ、セル識別のための電力消費を減少させる。
符号リソースについては、Constant Amplitude Zero AutoCorrelation（ＣＡＺＡＣ）系列を符号に用いることができる。より具体的には、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列を符号リソースに用いることができる。或いは、Ｗａｌｓｈ系列や他の適切な直交系列を符号リソースに用いてもよい。直交符号の実施例において、ある拡張ユーザ装置からの符号系列は、近隣の拡張ユーザ装置に用いられる系列に対して直交である。さらに、部分的に直交な符号系列を拡張ユーザ装置に用いてもよい。そのような実施例では、一部の符号系列ペアは互いに直交で、他は互いに直交ではない。
直交符号系列は互いに干渉しない。その結果、複数の拡張ユーザ装置から送信されるＤ２Ｄパイロット信号が互いに衝突する場合であっても、所謂パイロット汚染の問題を回避することができる。さらに、パイロット汚染の問題を回避することによりＤ２Ｄパイロット信号のＳＩＲが向上することができるため、セルサーチ及び測定のための電力消費を軽減することができる。
さらに別の実施例では、物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）又はＰＲＡＣＨに類似した物理チャネルをＤ２Ｄパイロット信号に用いてもよい。ＰＲＡＣＨはＴＳ３６．２１１にＬＴＥ物理チャネルとして規定されている。そのような方式の下で、拡張ユーザ装置５００は所定の無線リソースでランダムアクセスプリアンブルを送信する。ランダムアクセスプリアンブルは、基地局２００が拡張ユーザ装置５００に割り当ててもよい。この意味で、ランダムアクセスプリアンブルは専用ランダムアクセスプリアンブルに対応する。ユーザ装置１００は、従来のＬＴＥの機能を再利用して、ＰＲＡＣＨをＤ２Ｄパイロット信号として用いることにより、複雑さを軽減し、Ｄ２Ｄ接続をサポートすることができる。
上に説明したように、Ｄ２Ｄパイロット信号は低頻度で送信してもよい。例えば、Ｄ２Ｄパイロット信号を毎秒１回送信してもよい。時間同期はＭａｃｒｏ２ＵＥ又はＭａｃｒｏ２Ｄリンクを利用して得られるため、Ｄ２Ｄパイロット信号を頻繁に送信する必要はない。その結果、ユーザ装置１００は毎秒１回ずつＤ２Ｄパイロット信号を復号するのみでよく、これにより測定のための電力消費は最小化される。さらに、Ｄ２Ｄパイロット信号はＬＴＥの共通参照信号又は同期信号よりも遥かに低い頻度で送信されるため、Ｄ２Ｄパイロット信号から生じる干渉が最少化される。Ｄ２Ｄパイロット信号の周期は、例えば１秒や２秒のように非常に大きくてもよいし、１００ミリ秒や２００ミリ秒のような程々の大きさでもよい。周期の非常に大きい実施例では、測定の電力消費及び干渉の問題を大幅に軽減することができるものの、高い精度を得るために複数の測定サンプルが必要になるため、ユーザ装置１００は隣接する拡張ユーザ装置の検出及びこれらの測定にさらなる時間を要する。その結果、移動性工程における遅延が増加する可能性がある。周期が程々に大きい場合、測定の電力消費及び干渉の問題は幾分軽減されるものの、遅延時間は減少する。そこで、Ｄ２Ｄパイロット信号の周期を、測定の電力消費、干渉の問題、移動性工程の遅延時間などの上記の側面に基づいて最適化することができる。Ｄ２Ｄパイロット信号の周期はネットワークによる設定が可能であり、これにより、ステップＳ１３０１のように、基地局２００が制御シグナリングを利用してユーザ装置及び拡張ユーザ装置に周期を通知してもよい。
ユーザ装置が複数の無線周波数成分をサポートせず、ＬＴＥ接続７２０の周波数キャリア及びＤ２Ｄ接続７１０の周波数キャリアによる同時の送受信が可能でない場合、ユーザ装置は、Ｄ２Ｄ接続７１０の測定を行うことができるように、Ｄ２Ｄパイロット信号が送信されている間、ＬＴＥ接続７２０での信号の送受信を停止する。この場合、基地局はユーザ装置のそのような動作をＬＴＥ接続７２０のスケジューリングに考慮に入れてもよい。すなわち、Ｄ２Ｄパイロット信号が送信される間、基地局はユーザ装置１００への無線リソースの割り当てを回避してもよい。
同様に、拡張ユーザ装置が複数の無線周波数成分をサポートせず、ＬＴＥ接続７３０のキャリア周波数及びＤ２Ｄ接続７１０の周波数キャリアによる同時の送受信が可能でない場合、拡張ユーザ装置５００は、Ｄ２Ｄ接続７１０でＤ２Ｄパイロット信号を送ることができるように、Ｄ２Ｄパイロット信号が送信されている間、ＬＴＥ接続７３０での信号の送受信を停止する。この場合、基地局は拡張ユーザ装置５００のそのような動作をＬＴＥ接続７３０のスケジューリングに考慮に入れてもよい。すなわち、Ｄ２Ｄパイロット信号が送信される間、基地局は拡張ユーザ装置５００への無線リソースの割り当てを回避してもよい。
Ｄ２Ｄパイロット信号は「Ｄ２Ｄサウンディング参照信号」又は「Ｄ２Ｄ同期信号」とも表記する。Ｄ２Ｄパイロット信号を周波数領域で分散し、レイリーフェージングによる信号強度の変動を抑え、より高精度な無線リンク品質測定を可能にしてもよい。
図２２を参照して、Ｄ２Ｄ接続の確立に関して、図１２のステップＳ８０４を実行するための移動通信システムの操作方法を図示する。初期ステップＳ１４０１からＳ１４０４は、図２０を参照して説明したステップＳ１３０１からＳ１３０４と同一である。ステップＳ１４０５で、基地局２００はパスロスが閾値よりも小さいかを判断する。より具体的には、基地局２００は無線リンク品質の最も高い拡張ユーザ装置のパスロスが閾値よりも小さいかを判断する。
ステップＳ１４０５の判断が「ＹＥＳ」である場合、基地局２００はステップＳ１４０６でＤ２Ｄ接続７１０を確立する（この確立は無線リソースの割り当てを含むと見なされる）。ステップＳ１４０６はこのように上述のステップＳ１３０５と類似する。一方、ステップＳ１４０５での判断が「ＮＯ」である場合、基地局２００はステップＳ１４０７でＤ２Ｄ接続７１０の無線リソースを割り当てない（これは勿論Ｄ２Ｄ接続が確立されないことを意味する）。このような場合、ユーザ装置１００はＬＴＥ接続７２０のみを通して（Ｄ２Ｄ接続なしで）サーバ６００と通信を行う。Ｄ２Ｄ接続で求められる送信電力は高いパスロスに対処するには過剰となるため、このようにＤ２Ｄ接続を拒否することにより干渉の問題が緩和される。ステップＳ１４０５は、Ｄ２Ｄパイロット信号の受信電力、Ｄ２Ｄパイロット信号の受信品質、Ｄ２Ｄパイロット信号のＳＩＲ、及び他の適切な要因など、パスロスに関する別の判断基準に基づいて実行することも可能である。
さらに別の実施例では、最も高い無線リンク品質と２番目に高い無線リンク品質との差をステップＳ１４０５おけるパスロス判定の代わりに利用してもよい。差が閾値よりも大きい場合、基地局２００はＤ２Ｄ接続７１０に無線リソースを割り当てることができる（Ｓ１４０６）。一方、差が閾値よりも大きくない場合、基地局２００はＤ２Ｄ接続７１０に無線リソースを割り当てない（Ｓ１４０７）。差が小さい場合、Ｄ２Ｄ接続は他の接続と干渉する可能性がある。したがって、差の度合いを利用することで、そのような干渉の問題を軽減することができる。閾値との差を用いる実施例は、２番目又は３番目に無線リンク品質の高い拡張ユーザ装置が他のユーザ装置とＤ２Ｄ接続を有する場合にも適用可能である。
図２３は図１５のステップＳ１１０３からＳ１１０５のインスタンス化に関する。図２３のフローチャートで、ステップＳ１５０１からＳ１５０３は図２０のステップＳ１３０１からＳ１３０３と略同一である。唯一の相違点は、ステップＳ１３０１からＳ１３０３がＤ２Ｄ接続が確立される前に実行されるのに対し、ステップＳ１５０１からＳ１５０３はＤ２Ｄ接続が確立された後に実行される点である。Ｄ２Ｄ接続が確立されている場合でも、ユーザ装置は既知又は未知の隣接セルについて測定を行う必要がある。
ステップＳ１５０４で、ユーザ装置１００は隣接する拡張ユーザ装置がサービング拡張ユーザ装置よりもユーザ装置１００に近いかを判断する。先に説明したとおり、「サービング拡張ユーザ装置」はユーザ装置１００と現在通信中の拡張ユーザ装置を指す。上述したとおり、隣接拡張ユーザ装置がサービング拡張ユーザ装置よりも近いかの判断には、無線リンク品質が代用される。このように、隣接する拡張ユーザ装置の無線リンク品質がサービング拡張ユーザ装置の無線リンク品質よりも高いと判断された場合、ステップＳ１５０４における判断が「ＹＥＳ」であると見なされる。
そのような判断では、以下の式にしたがってヒステリシスを考慮に入れてもよい。

（隣接セルの無線リンク品質）＞（サービングセルの無線リンク品質）＋Ｈｙｓｔ

ここで、Ｈｙｓｔはヒステリシスである。例えば、Ｈｙｓｔは３ｄＢである。時間領域におけるヒステリシスはトリガ時間としても用いることができる。ステップＳ１５０４の判断が「ＹＥＳ」である場合、ユーザ装置１００はステップＳ１５０５で測定報告を基地局２００に送信する。測定報告は、より近い隣接拡張ユーザ装置が検出されたことを報告する。
ステップＳ１５０６で、基地局２００はハンドオーバコマンドをユーザ装置１００及び隣接拡張ユーザ装置に送信する。さらに、基地局２００は、ユーザ装置１００が隣接する拡張ユーザ装置にハンドオーバされることをサービング拡張ユーザ装置に通知する。
ステップＳ１５０７で、ユーザ装置１００は隣接拡張ユーザ装置へのハンドオーバを実行する。
ステップＳ１５０４の判断が「ＮＯ」である場合（サービング拡張ユーザ装置が最も近い場合）、ユーザ装置１００はステップＳ１５０８で拡張ユーザ装置５００とのＤ２Ｄ接続を維持する。
図２４を参照して、本発明の実施の態様に係る移動通信システムのオペレーションを説明する。このオペレーションは、Ｄ２Ｄ接続がすでに確立されている場合に実行されるＤ２Ｄ接続７１０の移動性制御に関する。ステップＳ１６０１からＳ１６０３までの初期のセットは図２３のステップＳ１５０１からＳ１５０３までのセットに同一に対応する。
ステップＳ１６０４で、ユーザ装置１００はサービング拡張ユーザ装置のパスロスが閾値よりも大きいか否かを判断する。ステップＳ１６０１で、基地局２００は制御シグナリングによりユーザ装置１００に閾値を通知する。ステップＳ１６０２及び１６０３で、ユーザ装置１００はＤ２Ｄパイロット信号を用いてパスロスを測定するが、他の信号又はチャネルをパスロス測定に用いてもよい。例えば、Ｄ２Ｄ接続７１０のチャネル推定又は復調のためのパイロット信号をパスロス測定に用いてもよい。チャネル推定又は復調のためのパイロット信号は、移動性測定に用いられるＤ２Ｄパイロット信号よりもより高精度のパスロス測定を可能にする。ユーザ装置１００は他の信号又はチャネルの受信電力、或いは他の信号又はチャネルの送信電力に基づいてパスロスを算出してもよい。
ステップＳ１６０４での判断が「ＹＥＳ」である場合、ステップＳ１６０５でユーザ装置１００は基地局２００に測定報告を送信する。測定報告は、サービング拡張ユーザ装置のパスロスが閾値よりも大きいことを示す。
ステップＳ１６０６で、基地局２００はＤ２Ｄ接続７１０の無線リソースを解放する。より具体的には、基地局２００はＤ２Ｄ接続７１０の解放を指示する制御メッセージを送る。その結果、これに応じてＤ２Ｄ接続７１０が解放される。
ステップＳ１６０４での判断が「ＮＯ」である場合、ユーザ装置１００はステップＳ１６０７で拡張ユーザ装置５００とのＤ２Ｄ接続を維持する。ステップＳ１６０４は、Ｄ２Ｄパイロット信号の受信電力、Ｄ２Ｄパイロット信号の受信品質、Ｄ２Ｄパイロット信号のＳＩＲ、及び他の適切な要因など、パスロスに関する別の判断基準に基づいて実行することも可能である。図２４で説明した無線リソース管理に基づいて、無干渉のＤ２Ｄ接続を維持する一方で、干渉を起こすＤ２Ｄ接続を良好なシステム品質の維持のために解放してもよい。
図２５を参照し、Ｄ２Ｄ接続７１０の無線リソース制御に関する移動通信システムのオペレーションを図示する。図２５のステップはＤ２Ｄ接続がすでに確立された状態で実行される。ステップＳ１７０１からＳ１７０３の初期のセットは図２３のステップＳ１５０１からＳ１５０３のセットに同一に対応する。
ステップＳ１７０４で、ユーザ装置１００はパスロスが変化したか否かを決定する。より具体的には、ユーザ装置１００はサービング拡張ユーザ装置のパスロスが変化したか否かを判断する。例えば、３ｄＢなど特定の量だけパスロスが変化した場合、判断は「ＹＥＳ」と見なされる。３ｄＢという量は一例であり、他の値を用いてもよい。ステップＳ１７０１で、基地局２００から特定の量をシグナリングしてもよい。或いは、パスロスが閾値よりも大きくなった場合、又はパスロスが閾値よりも小さくなった場合、パスロスが変化したと判断してもよい。閾値もステップＳ１７０１で基地局２００からシグナリングしてよい。
ステップＳ１７０２及び１７０３で、ユーザ装置１００はＤ２Ｄパイロット信号を用いてパスロスを測定する。しかし、他の信号又はチャネルをパスロス測定に用いてもよい。例えば、Ｄ２Ｄ接続７１０のチャネル推定又は復調のためのパイロット信号をパスロス測定に用いてもよい。チャネル推定又は復調のためのパイロット信号は、移動性測定に用いられるＤ２Ｄパイロット信号よりもより高精度のパスロス測定を可能にする。
ステップＳ１７０４での判断が「ＹＥＳ」である場合、ユーザ装置１００はパスロスが変化したことを報告する測定報告を基地局２００に送り、基地局２００はステップＳ１７０５でＤ２Ｄ接続７１０に他の無線リソースを割り当てることにより、Ｄ２Ｄ接続７１０の無線リソースを変更する。基地局は、無線リソースを変更するための制御メッセージを送ることにより、拡張ユーザ装置５００及びユーザ装置１００に対し無線リソースの変更を命令する。例えば、パスロスが閾値よりも大きい場合、基地局２００は、拡張ユーザ装置５００及び／又はユーザ装置１００がより高い送信電力で信号を送信可能な無線リソースを割り当てる。一般的に、拡張ユーザ装置５００及び／又はユーザ装置１００のオペレーションによる干渉を受ける可能性のある犠牲システムが存在しない場合、拡張ユーザ装置５００及び／又はユーザ装置１００はより高い送信電力で送信することができる。その結果、他のシステムに干渉することなく、良好な品質での通信が可能になる。
或いは、パスロスが閾値よりも小さい場合、基地局２００は拡張ユーザ装置５００及び／又はユーザ装置１００がより低い送信電力で信号を送信しなければならない無線リソースを割り当てる。一般的に、拡張ユーザ装置５００及び／又はユーザ装置１００からの送信によりオペレーションが干渉を受ける犠牲システムが存在する場合、拡張ユーザ装置５００及び／又はユーザ装置１００はより低い送信電力で送信しなければならない。その結果、拡張ユーザ装置５００及び／又はユーザ装置１００がより高い送信電力で信号を送信可能な無線リソースをより高い送信電力を要する他のＤ２Ｄ接続に割り当てることができるため、無線リソースのより効率的な使用が可能になる。
ステップＳ１７０４における判断が「ＮＯ」である場合、先に割り当てた無線リソースが維持されるように、基地局２００はステップＳ１７０６でＤ２Ｄ接続７１０の無線リソースを維持する。ステップＳ１７０４は、Ｄ２Ｄパイロット信号の受信電力、Ｄ２Ｄパイロット信号の受信品質、Ｄ２Ｄパイロット信号のＳＩＲ、及び他の適切な要因など、パスロスに関する別の判断基準に基づいて実行することも可能である。ステップＳ１７０４からＳ１７０６で、ユーザ装置１００はパスロスが変化したことを報告する測定報告を送信し、基地局２００はステップＳ１７０５及びＳ１７０６で説明した制御を実行する。或いは、ユーザ装置１００がパスロスの情報を周期的に送信し、基地局２００がパスロスの変化の有無を判断してもよい。
図２６を参照し、Ｄ２Ｄ接続７１０の無線リソース制御に関する移動通信システムのオペレーションを図示する。図２６のステップはＤ２Ｄ接続がすでに確立された状態で実行される。初期のセットステップＳ１８０１からＳ１８０３は、図２３のステップＳ１５０１からＳ１５０３のセットに同一に対応する。
図２５の類似のステップＳ１７０４で説明したように、ステップＳ１８０４では、パスロスが変化したか判断する。ステップＳ１８０４でのパスロスの変化の判断が「ＹＥＳ」である場合、ユーザ装置１００はパスロスが変化したことを報告する測定報告を基地局２００に送信し、基地局２００はステップＳ１８０５でＤ２Ｄ接続７１０の伝送フォーマットを変更するので、拡張ユーザ装置５００及びユーザ装置１００は新たなＤ２Ｄ接続７１０の伝送フォーマットを用いる。基地局は、伝送フォーマット変更のための制御メッセージを送信することで伝送フォーマットの変更を命令する。伝送フォーマットは、変調方式、リソースブロック数、符号化率、伝送ブロックサイズ、ＭＩＭＯレイヤ数、サブフレーム数、最大送信電力、目標ＳＩＲ、及び同様のパラメータのうち少なくとも１つより成る。変調方式はＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、８ＰＳＫ、又は６４ＱＡＭのうちの１つである。リソースブロック数は周波数リソース量である。サブフレーム数は時間リソース量である。伝送フォーマットは識別番号によって識別される。例えば、ＬＴＥの文献（ＴＳ３６．２１３、７．１．７）におけるＭＣＳインデックス（変調及び符号化方式インデックス）を伝送フォーマット識別番号として用いてもよい。
所望の伝送フォーマットは図２７Ａ及び２７Ｂに図示するように決定することができる。図２７Ａに示すように、サービング拡張ユーザ装置に比較的近いユーザ装置は、図２７Ｂの、サービング拡張ユーザ装置から比較的遠いユーザ装置とは異なり、より高い信号対干渉比（ＳＩＲ）を要する伝送フォーマットを用いることができる。これに対し、図２７Ｂのユーザ装置は、隣接する拡張ユーザ装置への干渉を抑えるために、より低いＳＩＲを要する伝送フォーマットを用いなければならない。例えば、伝送フォーマットは図２８に示すテーブルを用いて決定される。このテーブルは、変調方式、符号化率、目標ＳＩＲ、ＭＩＭＯレイヤ数、リソースブロック数、及びパスロスより成る。基地局はパスロス及びテーブルから伝送フォーマットを求めることができる。例えば、パスロスが７０ｄＢである場合、テーブル中のインデックス＃２が選択され、このパスロスに対する変調方式、符号化率、目標ＳＩＲ、ＭＩＭＯレイヤ数、及びリソースブロック数が決定される。このテーブルは一例であり、テーブル中に挙げたパラメータの一部より構成することも可能であり、又はテーブル中に挙げたパラメータに加え、テーブルにない他のパラメータを用いて構成することも可能である。テーブルに示すように、パスロスが比較的小さい場合、より高い受信電力（結果として比較的高い送信電力になる）を要する伝送フォーマットが選択される。一方、パスロスが比較的大きい場合、より低い受信電力（結果として比較的低い送信電力になる）を要する伝送フォーマットが図２８のテーブルから選択される。
図２６を再度参照し、ステップＳ１８０４の判断が「ＮＯ」である場合（パスロスの変化なし）、ステップＳ１８０６で、基地局２００はすでに確立されたＤ２Ｄ接続７１０の伝送フォーマットを維持する。換言すれば、ステップＳ１８０６で伝送フォーマットは変更されない。ステップＳ１８０４は、Ｄ２Ｄパイロット信号の受信電力、Ｄ２Ｄパイロット信号の受信品質、Ｄ２Ｄパイロット信号のＳＩＲ、及び他の適切な要因など、パスロスに関する別の判断基準に基づいて実行することも可能である。ステップＳ１８０４からＳ１８０６で、ユーザ装置１００はパスロスが変化したことを報告する測定報告を送信し、基地局２００はステップＳ１８０５及びＳ１８０６で説明した制御を実行する。或いは、ユーザ装置１００がパスロスの情報を周期的に送信し、基地局２００がパスロスの変化の有無を判断してもよい。
図２９にＤ２Ｄ接続７１０の無線リソース制御又はリンクアダプテーション制御に関する移動通信システムのオペレーションを図示する。ステップＳ１９０１からＳ１９０４は、図２０のステップＳ１３０１からＳ１３０４に同一に対応する。
ステップＳ１９０５で、基地局はＤ２Ｄ接続７１０の伝送フォーマットを決定する。ステップＳ１９０５は図２０のステップＳ１３０５と同時に実行してもよい。基地局２００はＤ２Ｄ接続７１０の無線リンク品質に基づいてＤ２Ｄ接続７１０の伝送フォーマットを決定する。Ｄ２Ｄ接続７１０の無線リンク品質は、パスロス、Ｄ２Ｄパイロット信号の受信電力、Ｄ２Ｄパイロット信号のＳＩＲ，Ｄ２Ｄパイロット信号の受信品質、又は他の適切なパラメータである。伝送フォーマットはパスロス及び図２８のテーブルに基づいて決定することができる。基地局２００は、ステップＳ１９０５で決定した伝送フォーマットを制御シグナリングを用いてユーザ装置１００及び拡張ユーザ装置５００に通知する。
別の実施例では、ユーザ装置１００がＤ２Ｄパイロット信号を送信し、拡張ユーザ装置５００がＤ２Ｄパイロット信号を受信してもよい。例えば、基地局は、どのデバイスがＤ２Ｄパイロット信号を送信すべきかを、ユーザ装置及び拡張ユーザ装置に通知する。例えば、そのような情報はステップＳ１３０１の制御シグナリングに含んでもよい。制御シグナリングは、Ｄ２Ｄパイロット信号を送信すべきデバイスの識別番号を含んでもよい。
＜トラフィック測定＞
移動通信システムでは、無線インタフェースの測定結果を収集することが極めて重要である。測定結果は、パラメータの最適化、追加の基地局を設定すべきかの判断、追加の基地局又は追加のキャリアへのハンドオフなどに用いることができる。このパラメータの最適化は、一般にネットワークの最適化ともいう。さらに、測定結果はSelf-Organized Network（ＳＯＮ）でも利用可能である。測定結果をＳＯＮエンティティに供給し、ＳＯＮエンティティがパラメータの一部を測定結果に基づいて変更してもよい。一般的に、ノード数が増加するほど、そのような測定の複雑さ及びコストも上昇する。したがって、ネットワークオペレータがピコ基地局又はフェムト基地局など多くの小ノードを利用する場合、どのようにして効率的に測定結果を収集するかが難しい問題となる。
本開示では、拡張ユーザ装置を追加することは、そのような測定の問題を生じさせる。拡張ユーザ装置数が既存の配置基地局よりも多いため、より効率的な測定工程及びネットワーク最適化が求められる。測定工程は以下に説明するとおりである。
図３０に通信システムの例を図示する。図７を参照して説明したシステムと比較して、図３０のシステムは基地局２００のＤ２Ｄ測定データ収集部２０８が追加されている点を除いて類似している。Ｄ２Ｄ測定データ収集部２０８はＤ２Ｄリンクの測定データを収集するように構成される。
無線通信システムにおける測定工程をより明確に説明するため、図３１に基地局２００、ユーザ装置１００、拡張ユーザ装置５００、及びＤ２Ｄ測定データ収集部２０８の機能ブロック図を示す。図３１の機能ブロックは図９、１０、及び１１で説明したものと同一である。したがって、測定工程に関連する機能のみを図３１のシステムを参照して説明し、他の機能は以下では説明を省略する。
図３０及び３１で、Ｄ２Ｄ測定データ収集部２０８は基地局２００の外側に位置するが、基地局２００の内側に位置してもよく、又は基地局２００内に一体化してもよい。或いは、Ｄ２Ｄ測定データ収集部２０８は、アクセスゲートウェイ３００又はコアネットワーク４００内のノードなど、他のノード内に位置してもよい。ハイブリッドＤ２ＵＥ及びＭａｃｒｏ２ＵＥシステムでは、２種類の測定データが存在する。一方は基地局２００で測定される測定データであり、他方は拡張ユーザ装置５００で測定される測定データある。以下、これらの２種類の測定データを別々に説明する。
＜基地局２００で測定される測定データ＞
図３２に基地局２００により行われる測定の例を示す。この実施例では、Ｄ２Ｄ通信制御部２０４がＤ２Ｄ接続７１０の無線リンク接続制御を上に説明したように行うので、Ｄ２Ｄ通信制御部２０４は図３２に示す測定を行い、これにより容易に測定を行うことが可能になる。無線リンク接続制御はＤ２Ｄ接続７１０の確立／設定／再設定／再確立／解放のうち少なくとも１つを含む。さらに、無線リンク接続制御には、Ｄ２Ｄ接続７１０のハンドオーバ又は無線リンクの故障対応が含まれる。
Ｄ２Ｄ通信制御部２０４は測定を行い、測定結果をＤ２Ｄ測定データ収集部２０８に送信する。図３２に測定項目を示す。
測定インデックス＃０はＤ２Ｄ接続数に対応する。Ｄ２Ｄ接続数は、基地局２００がユーザ装置１００に向けて無線通信サービスを提供するマクロセルカバレッジ領域におけるＤ２Ｄ接続の総数である。或いは、Ｄ２Ｄ接続数は拡張ユーザ装置のＤ２Ｄ接続と等しくてもよい。この測定項目から、ネットワークオペレータはマクロカバレッジ領域又は各拡張ユーザ装置においていくつのＤ２Ｄ接続が利用されているかを検出することができる。そのような情報は、ネットワークオペレータが新しい拡張ユーザ装置を設置すべきか否かを判断するのに用いることができる。拡張ユーザ装置５００におけるＤ２Ｄ接続数が閾値よりも大きい場合、ネットワークオペレータは新しい拡張ユーザ装置を設置すべきかを判断する。
或いは、拡張ユーザ装置５００のＤ２Ｄ接続数が閾値よりも大きい場合、ネットワークオペレータは拡張ユーザ装置の無線リソースを増加すべきであると判断する。無線リソースとは周波数リソースである。例えば、拡張ユーザ装置５００におけるＤ２Ｄ接続数が閾値よりも大きい場合、ネットワークオペレータは拡張ユーザ装置の扱うＤ２Ｄ接続の周波数キャリアを増加させるべきであると判断する。
Ｄ２Ｄ接続数に加え、Ｄ２Ｄ接続における論理チャネル数を測定項目＃０の一部として測定してもよい。或いは、各論理チャネルについてＤ２Ｄ接続数を測定してもよい。より具体的には、ベストエフォートパケットをサポートする論理チャネルが転送されるＤ２Ｄ接続の数を測定してもよい。
測定インデックス＃１はＤ２Ｄ接続で用いられる無線リソースに対応する。Ｄ２Ｄ接続の無線リソースはマクロセルカバレッジ領域におけるすべてのＤ２Ｄ接続の無線リソースに対応する。或いは、無線リソースは、各拡張ユーザ装置で用いられる無線リソースに対応する。この測定項目により、ネットワークオペレータはマクロカバレッジ領域又は各拡張ユーザ装置のＤ２Ｄ接続でどれほどの無線リソースが利用されているかを検出することができる。このような情報はネットワークオペレータが新しい拡張ユーザ装置を設置すべきかを判断するのに用いることができる。例えば、Ｄ２Ｄ接続で拡張ユーザ装置の用いる無線リソースの量が閾値よりも大きい場合、ネットワークオペレータは新しい拡張ユーザ装置を設置すべきであると判断することができる。或いは、拡張ユーザ装置のＤ２Ｄ接続の無線リソースの量が閾値よりも大きい場合、ネットワークオペレータは、拡張ユーザ装置の無線リソースを増加すべきであると判断する。
無線リソースとは周波数領域リソースである。例えば、拡張ユーザ装置の無線リソース量が閾値よりも大きい場合、ネットワークオペレータは拡張ユーザ装置の扱うＤ２Ｄ接続の周波数キャリアを増加させるべきであると判断する。或いは、無線リソースは時間−周波数リソースである。
無線リソースの測定は、ＤＬ（拡張ユーザ装置からユーザ装置）とＵＬ（ユーザ装置から拡張ユーザ装置）とで別々に行われる。実際の無線リソースの代わりに、無線リソースの使用量を測定してもよい。無線リソースの使用量（usage#1）は以下のように算出できる。
Figure 2017034728
 ここで、r(T)は時間Ｔにおける割り当てられた無線リソースの量であり、total_r(T)は時間Ｔの間に使用可能な無線リソースの量であり、Tは測定が行われる時間である。
測定インデックス＃２はＤ２Ｄ接続におけるデータレートに対応する。Ｄ２Ｄ接続のデータレートとは、マクロセルカバレッジ領域におけるＤ２Ｄ接続の総データレートに対応する。或いは、各拡張ユーザ装置のデータレートをＤ２Ｄ接続のデータレートとしてもよい。この測定項目により、ネットワークオペレータは、マクロカバレッジ領域又は各拡張ユーザ装置でＤ２Ｄ接続に対しどれほどのデータレートが得られるかを検出することができる。
データレートは、物理レイヤ、ＭＡＣレイヤ、ＲＬＣレイヤ、又はＰＤＣＰレイヤで算出が可能である。さらに、Ｄ２Ｄ接続の各論理チャネルについてデータレートを算出してもよい。データレートは下りリンク（拡張ユーザ装置からユーザ装置）と上りリンク（ユーザ装置から拡張ユーザ装置）とで別々に算出してもよい。状態通知を算出に用いてもよい。例えば、実際のデータ送信はＤ２Ｄ接続７１０で行うが、Ｄ２Ｄ接続７１０の状態通知はユーザ装置１００のＭａｃｒｏ２Ｄ通信部１０２を介して、ＬＴＥ接続７２０を利用して基地局２００に送信するようにしてもよい。図３３にユーザ装置から基地局への状態通知の送信を示す。状態通知（各論理チャネルの状態を含む）をＤ２Ｄ接続７１０及びＬＴＥ接続７２０の両方でこのように送信してもよい。その結果、基地局２００のＤ２Ｄ通信制御部２０４は、状態通知を利用して、Ｄ２Ｄ接続において毎秒何ビットが送信されているかを容易に確認することができる。１秒当たりのビット数はＤ２Ｄ接続７１０のデータレートに対応する。或いは、Ｄ２Ｄ通信制御部２０４は状態通知の系列番号を利用してＤ２Ｄ接続７１０の転送データ量を算出してもよい。１つの区間中での系列番号の変更は、その区間中に転送されるデータ量に対応する。
上の例では、ユーザ装置１００が基地局２００に状態通知を送信する。しかし、代わりに拡張ユーザ装置５００のＭａｃｒｏ２ＵＥ通信部５０２がＬＴＥ接続７３０によって基地局２００に状態通知を送信してもよい。データレートは、１つの拡張ユーザ装置における１つのＤ２Ｄ接続に対応する。或いは、データレートは単一の拡張ユーザ装置における複数のＤ２Ｄ接続のデータレートの合計でもよい。さらに別の実施例では、データレートはマクロカバレッジ領域内のすべてのＤ２Ｄ接続のデータレートの合計であってもよい。例えば、すべてのＤ２Ｄ接続のデータレート（Total_data_rate）の総計を以下の式にしたがって算出する。
Figure 2017034728
 ここで、data_rateは１つのＤ２Ｄ接続のデータレートであり、nはＤ２Ｄ接続のインデックスであり、NはＤ２Ｄ接続の総数である。ネットワークオペレータはこのような情報を、類似の、ユーザ装置から報告されるデータレート測定について、新しい拡張ユーザ装置を設置すべきかを上述したように判断する際に用いることができる。
図３２の測定インデックス＃３はＤ２Ｄ接続確立の成功率に対応する。Ｄ２Ｄ接続確立の成功率（Rate#3）は以下のように定義が可能である。
Figure 2017034728
 ここでN1は確立に成功したＤ２Ｄ接続の数であり、N2は確立に失敗したＤ２Ｄ接続の数である。Ｄ２Ｄ接続確立の成功率は、マクロセルカバレッジ領域におけるすべてのＤ２Ｄ接続のものである。或いは、Ｄ２Ｄ接続確立の成功率は、各拡張ユーザ装置について決定してもよい。Ｄ２Ｄ接続確立の失敗率をＤ２Ｄ接続確立の成功率の代わりに測定してもよい。Ｄ２Ｄ接続確立の失敗率は以下のように定義することができる。
（Ｄ２Ｄ接続確立の失敗率）＝１−（Ｄ２Ｄ接続確立の成功率）
Ｄ２Ｄ接続確立の成功（又は失敗）から、ネットワークオペレータは一部の無線インタフェースパラメータを変更すべきかを判断する。例えば、成功率が閾値よりも低い場合、ネットワークオペレーは無線インタフェースパラメータの変更を求める。
測定インデックス＃４はＤ２Ｄ接続のハンドオーバ成功率である。ハンドオーバ成功率（Rate#4）は以下のように定義することができる。
Figure 2017034728
 ここでN3は成功したＤ２Ｄ接続のハンドオーバの数であり、N4は失敗したＤ２Ｄ接続のハンドオーバの数である。ハンドオーバ成功率は、マクロセルカバレッジ領域におけるすべてのＤ２Ｄ接続に対するものである。或いは、個別の拡張ユーザ装置のＤ２Ｄハンドオーバの成功率を測定してもよい。さらに別の実施例では、Ｄ２Ｄ接続におけるハンドオーバ失敗率を成功率の代わりに測定してもよい。Ｄ２Ｄ接続のハンドオーバ失敗率は以下のように定義できる。
（Ｄ２Ｄ接続のハンドオーバ失敗率）＝１−（Ｄ２Ｄ接続のハンドオーバ成功率）
このハンドオーバの成功（又は失敗）の測定項目により、ネットワークオペレータはハンドオーバパラメータを変更すべきかを判断する。例えば、ハンドオーバ成功率が閾値よりも低い場合、ネットワークオペレーはハンドオーバパラメータの変更を求める。
測定インデックス＃５はＤ２Ｄ接続の再確立の成功率に対応する。Ｄ２Ｄ接続における接続再確立の成功率（Rate＃５）は以下のように定義することができる。
Figure 2017034728
 ここで、N5は成功したＤ２Ｄ接続の接続再確立の数であり、N6は失敗したＤ２Ｄ接続の接続再確立の数である。Ｄ２Ｄ接続再確立の成功率は、マクロセルカバレッジ領域におけるすべてのＤ２Ｄ接続のものである。或いは、成功率は個々のＤ２Ｄ接続に対応してもよい。或いは、Ｄ２Ｄ接続再確立の失敗率をＤ２Ｄ接続における接続再確立の成功率の代わりに測定してもよい。Ｄ２Ｄ接続における接続再確立の失敗率は以下のように定義することができる。
（Ｄ２Ｄ接続の接続再確立の失敗率）＝１−（Ｄ２Ｄ接続の接続再確立の成功率）
この測定項目により、ネットワークオペレータはＤ２Ｄ接続再確立パラメータの一部を変更すべきかを判断する。例えば、Ｄ２Ｄ接続再確立の成功率が閾値よりも低い場合、ネットワークオペレータはＤ２Ｄ接続再確立パラメータの一部を変更すべきであると判断する。
測定インデックス＃６はＤ２Ｄ接続におけるＤ２Ｄ接続のハンドオーバ数に対応する。この数はマクロセルカバレッジ領域におけるすべてのＤ２Ｄ接続に対するのものであってもよい。或いは、拡張ユーザ装置のＤ２Ｄ接続のハンドオーバ数であってもよい。この測定項目から、ネットワークオペレータはＤ２Ｄ接続ハンドオーバパラメータを変更すべきか判断することができる。例えば、Ｄ２Ｄ接続におけるハンドオーバ数が閾値よりも大きい場合（これはハンドオーバに何らかのピンポン問題が存在することを示唆する）、ネットワークオペレータはハンドオーバパラメータの変更を求める。
測定インデックス＃７はＤ２Ｄ接続での無線リンクの故障数に対応する。この数はマクロセルカバレッジ領域におけるすべての無線リンク故障のものであってよい。或いは、拡張ユーザ装置における無線リンクの故障数であってもよい。無線リンクの故障数はユーザ装置１００からＬＴＥ接続７２０を通して報告される。或いは、拡張ユーザ装置５００がＬＴＥ接続７３０を通して報告してもよい。無線リンク故障の報告は、ステップＳ１３０１の制御シグナリングに含んでもよい。この測定項目から、ネットワークオペレータは無線インタフェースパラメータの一部を変更すべきかを判断することができる。例えば、Ｄ２Ｄ接続における無線リンクの故障数が閾値よりも大きい場合（これは最適化されていない無線インタフェースパラメータが存在することを示唆する）、ネットワークオペレータは無線インタフェースパラメータの一部を変更すべきであると判断することができる。
最後に、図３２の測定インデックス＃８はＤ２Ｄ接続の再確立数に対応する。この数はマクロセルカバレッジ領域におけるすべてのＤ２Ｄ接続に対するものであってもよい。或いは、この数は各拡張ユーザ装置におけるＤ２Ｄ接続再確立数であってもよい。この測定項目を用いて、ネットワークオペレータは無線インタフェースパラメータの一部を変更すべきかを判断することができる。例えば、Ｄ２Ｄ接続における接続再確立数が閾値よりも大きい場合（これは最適化されていない無線インタフェースパラメータが存在することを示唆する）、ネットワークオペレータは一部の無線インタフェースパラメータを変更すべきであると判断することができる。
＜拡張ユーザ装置５００の測定データ＞
図３４に拡張ユーザ装置５００において測定される測定項目の例を示す。Ｄ２Ｄ通信部５０４（図３１）が図３４に挙げた測定を行う一方で、Ｍａｃｒｏ２Ｄ通信部５０２は測定結果をＬＴＥ接続７３０を介して基地局に送る。測定結果を制御シグナリングの一部として基地局２００に送ることもできる。測定結果はＤ２Ｄ測定データ収集部２０８に転送される。Ｄ２Ｄ測定データ収集部２０８はこのように、測定結果の収集を非常に効率的にするＬＴＥ接続７３０を利用してＤ２Ｄ接続の測定結果を容易に取得することができる。
図３４の測定インデックス＃Ａ０は拡張ユーザ装置５００の中央処理装置（ＣＰＵ）の使用率に対応する。ＣＰＵ使用率は拡張ユーザ装置における混雑度が比較的に高いか否かを判断するのに用いることができる。例えば、ＣＰＵ使用率が閾値よりも高い場合、ネットワークオペレータは新しい拡張ユーザ装置を設置すべきであると判断する。
測定インデックス＃Ａ１は拡張ユーザ装置５００のメモリ使用率に対応する。メモリ使用率を拡張ユーザ装置における混雑度が比較的に高いかを判断するのに用いることもできる。例えば、メモリ使用率が閾値よりも高い場合、ネットワークオペレータは新たな拡張ユーザ装置又は追加メモリを設置すべきであると判断する。
測定インデックス＃Ａ２は拡張ユーザ装置５００のバッファ使用率に対応し、測定インデックス＃Ａ１に類似している。バッファ使用率を拡張ユーザ装置における混雑度が比較的に高いかを判断するのに用いることもできる。例えば、バッファ使用率が閾値よりも高い場合、ネットワークオペレータは新たな拡張ユーザ装置又は追加メモリを設置すべきであると判断する。
測定インデックス＃Ａ３は拡張ユーザ装置におけるベースバンド処理使用率である。ベースバンド使用率は、拡張ユーザ装置における混雑度が比較的に高いかを判断するのに用いることができる。インデックスＡ０からＡ３はこのように拡張ユーザ装置における処理負荷に関連する。
測定インデックス＃Ａ４はＤ２Ｄ接続における無線リソース量に対応する。無線リソースは、基地局２００によりＤ２Ｄ接続に割り当てられたものではなく、実際にデータ送信に用いられるものに対応する。このような場合、使用無線リソースはＤ２Ｄ接続の混雑度に対応する。Ｄ２Ｄ接続における使用無線リソース量は、拡張ユーザ装置５００における混雑度が閾値と比較して比較的高いかを判断するのに用いることができる。閾値を超える場合、ネットワークオペレータは新たな拡張ユーザ装置の設置を求める。使用無線リソースの測定は、ＤＬ（拡張ユーザ装置からユーザ装置）とＵＬ（ユーザ装置から拡張ユーザ装置）とで別々に行ってもよい。
測定インデックス＃Ａ５は拡張ユーザ装置におけるバックホール使用率に対応し、バックホールリンクにおける混雑度が、例えば閾値と比較して比較的に高いかを判断するためのものである。閾値を超える場合、ネットワークオペレータはバックホールリンクのための追加の帯域幅を設置すべきであると判断する。
測定インデックス＃Ａ６はＤ２Ｄ接続のデータレートに対応する。データレートは、物理レイヤ、ＭＡＣレイヤ、ＲＬＣレイヤ、又はＰＤＣＰレイヤで算出することができる。データレートは、送信バッファ内に送信すべきデータが存在する時間に平均化の区間を設定することにより算出してもよい。例えば、５００ミリ秒の測定区間中３００ミリ秒にのみデータが存在する場合、図３５に示すように、データレートは、３００ミリ秒の区間のみで平均を求めて、残りの区間を用いずに算出される。或いは、送信バッファ内での送信すべきデータの有無に関わらず、測定区間全体に亘ってデータレートを算出してもよい。データレートの測定は、ＤＬ（拡張ユーザ装置からユーザ装置）とＵＬ（ユーザ装置から拡張ユーザ装置）とで別々に行ってもよい。データレートをＤ２Ｄ接続の論理チャネル毎に算出してもよい。
Ｄ２Ｄ接続におけるデータレートは、拡張ユーザ装置５００における混雑度が比較的高いかを判断するのに用いることができる。例えば、データレート量を閾値と比較してもよい。閾値を超えない場合、ネットワークオペレータは混雑度が比較的高く、新しい拡張ユーザ装置を設置すべきであると判断する。
測定インデックス＃Ａ７はＤ２Ｄ接続における通信区間に対応する。実施例によっては、Ｄ２Ｄ通信の無線リソースは基地局２００により割り当てられるが、無線リソースは、Ｄ２Ｄ接続で送信すべきデータが存在する場合にのみ用いられるものである。このようにＤ２Ｄ通信の区間はデータが実際に送信される区間に対応する。この区間は、データがバーストであるか否かを確認する場合など、データトラフィックパターンを確認するのに用いることができる。
インデックス＃Ａ７と異なり、測定インデックス＃Ａ８はＤ２Ｄ接続でデータ通信が行われない区間に対応する。この区間もデータトラフィックパターンを確認するのに用いることができる。
測定インデックス＃Ａ９はＤ２Ｄ接続におけるパスロスに対応する。パスロスは拡張ユーザ装置が無線通信サービスを提供する実際のカバレッジ領域を推定するのに用いることができる。ネットワークオペレータはこのような情報を閾値と比較して、当該エリアに新たな拡張ユーザ装置を設置すべきかを判断する際に用いてもよい。パスロス測定には、拡張ユーザ装置５００の扱うＤ２Ｄ接続のパスロスの平均値を用いてもよい。
測定インデックス＃Ａ１０はＤ２Ｄ接続における無線リンク品質に対応する。無線リンク品質は拡張ユーザ装置が無線通信サービスを提供するカバレッジ領域における通信品質を推定するのに用いることができる。ネットワークオペレータはこのような情報を一部の無線インタフェースパラメータを変更すべきかを判断するのに用いることができる。無線リンク品質には、拡張ユーザ装置５００の扱うＤ２Ｄ接続の無線リンク品質の平均値を用いてもよい。無線リンク品質は、Ｄ２Ｄ接続の信号対干渉比及びＤ２Ｄ接続のチャネル品質指標（ＣＱＩ）のうちの少なくとも１つである。より具体的には、Ｄ２Ｄ接続の無線リンク品質が閾値よりも低い場合、ネットワークオペレータは一部の無線インタフェースパラメータを変更すべきであると判断する。無線リンク品質の測定は、ＤＬ（拡張ユーザ装置からユーザ装置）とＵＬ（ユーザ装置から拡張ユーザ装置）とで別々に行ってもよい。
測定インデックス＃Ａ１１はＤ２Ｄ接続のブロックエラーレート（ＢＬＥＲ）に対応する。ＢＬＥＲは拡張ユーザ装置５００のカバレッジ領域における通信品質を推定するのに用いることができる。ネットワークオペレータはこのような情報を無線インタフェースパラメータの一部を変更すべきか否か判断するのに用いることができる。ＢＬＥＲは拡張ユーザ装置５００の扱うＤ２Ｄ接続のＢＬＥＲの平均値である。ＢＬＥＲの代わりにビットエラーレートを用いてもよい。Ｄ２Ｄ接続のＢＬＥＲが閾値よりも大きい場合、ネットワークオペレータは一部の無線インタフェースパラメータを変更すべきであると判断する。ＢＬＥＲの測定は、ＤＬ（拡張ユーザ装置からユーザ装置）とＵＬ（ユーザ装置から拡張ユーザ装置）とで別々に行ってもよい。
測定インデックス＃Ａ１２はＤ２Ｄ接続の受信信号電力に対応する。受信信号電力は拡張ユーザ装置のカバレッジ領域における通信品質を推定するのに用いられる。ネットワークオペレータは、無線インタフェースパラメータの一部を変更すべきか否かを判断するのにこのような情報を用いてもよい。受信信号電力には、拡張ユーザ装置５００の扱うＤ２Ｄ接続の受信信号電力の平均値を用いてもよい。Ｄ２Ｄ接続の受信信号電力が閾値よりも高い場合、ネットワークオペレータは一部の無線インタフェースパラメータを変更すべきであると判断することができる。受信信号電力の測定は、ＤＬ（拡張ユーザ装置からユーザ装置）とＵＬ（ユーザ装置から拡張ユーザ装置）とで別々に行ってもよい。ＤＬについては、ユーザ装置が受信信号電力を拡張ユーザ装置に報告してもよい。
測定インデックス＃Ａ１３はＤ２Ｄ接続の送信信号電力に対応する。送信信号電力は拡張ユーザ装置５００が無線通信サービスを提供する、拡張ユーザ装置のカバレッジ領域における通信品質を推定するのに用いられる。ネットワークオペレータは、無線インタフェースパラメータの一部を変更すべきか否かを判断するのにこのような情報を用いてもよい。送信信号電力には、拡張ユーザ装置５００の扱うＤ２Ｄ接続の送信信号電力の平均値を用いてもよい。送信信号電力の測定は、ＤＬ（拡張ユーザ装置からユーザ装置）とＵＬ（ユーザ装置から拡張ユーザ装置）とで別々に行ってもよい。ＵＬについては、ユーザ装置１００が送信信号電力を拡張ユーザ装置５００に通知してもよい。Ｄ２Ｄ接続の送信信号電力が閾値よりも高い場合、ネットワークオペレータは一部の無線インタフェースパラメータを変更すべきであると判断することができる。
測定インデックス＃Ａ１４はＤ２Ｄ接続の干渉電力に対応する。干渉電力は拡張ユーザ装置５００が無線通信サービスを提供するカバレッジ領域における通信品質を推定するのに用いられる。ネットワークオペレータは、無線インタフェースパラメータの一部を変更すべきか否かを判断するのにこのような情報を用いてもよい。干渉電力には、拡張ユーザ装置５００の扱うＤ２Ｄ接続の干渉電力の平均値を用いてもよい。Ｄ２Ｄ接続の干渉電力が閾値よりも高い場合、ネットワークオペレータは一部の無線インタフェースパラメータを変更すべきであると判断することができる。干渉電力の測定は、ＤＬ（拡張ユーザ装置からユーザ装置）とＵＬ（ユーザ装置から拡張ユーザ装置）とで別々に行ってもよい。ＤＬについては、ユーザ装置１００が干渉電力を拡張ユーザ装置５００に報告してもよい。
測定インデックス＃Ａ１５は拡張ユーザ装置５００の位置情報に対応する。位置情報は、ＳＯＮのオペレーションに用いてもよい。
測定インデックス＃Ａ１６は送信バッファ内に送信すべきデータが存在するユーザ装置の数に対応する。この数は拡張ユーザ装置５００における混雑レベルが比較的高いかを判断するのに用いてもよい。送信すべきデータが存在するユーザ装置数が閾値よりも多い場合、ネットワークオペレータは、混雑度が比較的高く、新しい拡張ユーザ装置を設置すべきであると判断する。送信すべきデータが存在するユーザ装置数の測定は、ＤＬ（拡張ユーザ装置からユーザ装置）とＵＬ（ユーザ装置から拡張ユーザ装置）とで別々に行ってもよい。ＵＬについては、ユーザ装置１００が、送信すべきデータが送信バッファ内に存在するかを拡張ユーザ装置５００に報告してもよい。送信すべきデータを有するユーザ装置の数はＤ２Ｄ接続の論理チャネル毎に算出してもよい。すなわち、送信すべきデータを有する論理チャネルの数を算出してもよい。送信すべきデータの存在するユーザ装置をアクティブユーザと見なしてよい。
測定インデックス＃Ａ１７は、データレートが閾値よりも低いユーザ装置の数に対応する。この数は拡張ユーザ装置における混雑レベルが比較的高いかを判断するのに用いてもよい。データレートが閾値よりも低いユーザ装置の数が別の閾値よりも大きい場合、ネットワークオペレータは、混雑度が比較的高く、新しい拡張ユーザ装置を設置すべきであると判断する。データレートが閾値よりも低いユーザ装置数の測定は、ＤＬ（拡張ユーザ装置からユーザ装置）とＵＬ（ユーザ装置から拡張ユーザ装置）とで別々に行ってもよい。データレートが閾値よりも低いユーザ装置数はＤ２Ｄ接続の論理チャネル毎に算出してもよい。
測定インデックス＃Ａ１８は、Ｄ２Ｄ接続において非アクティブなユーザ装置の数に対応する。一部の実施例で、Ｄ２Ｄ接続の無線リソースが基地局によって割り当てられるが、無線リソースが用いられるのは送信すべきデータが存在する場合のみである。したがって、送信すべきデータの無い区間が存在する。非アクティブなユーザ装置は、Ｄ２Ｄ接続で送信すべきデータを有さないユーザ装置に対応する。
ユーザ装置又は拡張ユーザ装置がトラフィック測定を行うかに関わらず、Ｄ２Ｄ測定データ収集部２０８は上述の測定データの一部をＤ２Ｄ接続の呼受付制御に用いてもよい。例えば、拡張ユーザ装置のＤ２Ｄ接続数が閾値よりも大きい場合、Ｄ２Ｄ測定部２０８は新たなＤ２Ｄ接続を禁止すべきであると判断する。無線リソースの使用量など他の測定項目をＤ２Ｄ接続数の代わりに呼受付制御に用いてもよい。Ｄ２Ｄ測定データ収集部２０８の代わりにＤ２Ｄ通信制御部２０４が呼受付制御を行ってもよい。
＜リソース割り当て及び伝送フォーマット選択＞
一般的に、無線リソース割り当て方法では、シグナリングのオーバーヘッドと柔軟性とがトレードオフされる。無線リソース割り当ての制御シグナリングが比較的高頻度で送信される場合、無線リソースを柔軟に割り当てることができる。制御シグナリングのオーバーヘッドは高くなるものの、柔軟性によってマルチユーザスケジューリングダイバシティのゲインや干渉制御などの利点が得られる。一方、無線リソース割り当ての制御シグナリングが低頻度で送信される場合、無線リソースを柔軟に割り当てることができないため、制御シグナリングのオーバーヘッドは低下するものの、上記の利点を得ることは難しくなる。
さらに、トラフィックデータは常に存在するわけではない。例えば、ウェブを閲覧する際、ユーザがウェブサイトのコンテンツを閲覧している間、トラフィックデータは存在しない。無線リソースが解放される場合、又はトラフィックデータが存在せず、無線リソースが用いられない場合、解放又は使用されない無線リソースを他の通信に割り当てることができるため、無線リソースをより効率的に用いることができる。しかしながら、無線リソースが頻繁に割り当てられ、又は解放され、そのような効率的なリソース割り当てが可能になる場合、制御シグナリングのオーバーヘッドは上昇する。
なお、送信バッファ内の送信すべきデータの存在をいかに検出するかは、効率的なリソース割り当ての点から極めて重要である。送信バッファの検出が容易である場合、効率的なリソース割り当てを実現することも容易である。一方、送信バッファが送信すべきデータを有さないことの検出が容易でない場合、無線リソース割り当ての制御シグナリングが頻繁に送信されたとしても、効率的なリソース割り当てを実現することは難しい。
一般的に、無線リソース割り当て工程を実行するノードが送信バッファも有する場合、送信すべきデータが送信バッファ内に存在するかを検出することは容易である。さもなければ、送信バッファが観測ノードから離間するため、送信バッファ内の送信すべきデータの存在の検出は容易ではない。例えば、基地局がユーザ装置との通信のためのリソース割り当て工程を実行する場合、ＤＬでのバッファ状態の情報を得ることは容易であるが、ＵＬでのバッファ状態の情報を得ることは容易ではない。
伝送フォーマットは無線リソースが割り当てられる際に決定されるため、伝送フォーマットの選択は無線リソース割り当て工程と大きく関わる。この点について、無線リソースの割り当ては伝送フォーマットの選択を含むと考えることができる。制御シグナリングが頻繁に送信され、無線リソース割り当て情報のみではなく伝送フォーマット情報も示す場合、伝送フォーマットを頻繁かつ柔軟に送信することができる。伝送フォーマットは、リンクアダプテーション技術において広く用いられる適応変調及び符号化技術を用いて、無線リンク品質に基づいて選択してもよい。適応変調及び符号化技術においては、無線リンク品質の情報は極めて重要である。無線リンク品質情報が不正確であれば、選択した伝送フォーマットが実際の無線リンクに適さず、パフォーマンスが低下することがある。この点において、無線リンク品質をいかに取得するか及び伝送フォーマットをいかに選択するかは、無線リソース管理の一部と見なすことができる。
ＷＣＤＭＡの個別チャネルでは、例えば、当該個別チャネルの無線リソースは無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）によってＲＲＣシグナリングを用いて割り当てられる。無線リソースは符号領域リソースに対応する。ＲＲＣシグナリングにおいて個別チャネルに用いられる符号の識別番号がユーザ装置に通知される。セル中に２つ以上のＷＣＤＭＡキャリアが存在する場合、ＲＮＣはこれらのキャリアのうちの１つを無線リソース割り当ての一部としてユーザ装置に割り当てる。この場合、ＲＲＣシグナリング送信の回数を最低限に抑える必要があるため、無線リソースは頻繁には変更されない、又は割り当てられない／解放されない。
一方、ＬＴＥのＤＬでは、物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）の無線リソースは物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）を用いて、ＬＴＥ基地局により割り当てられる。無線リソースは周波数領域リソースである。すなわち、ＰＤＣＣＨのリソースブロック又はリソースブロックグループの識別番号がユーザ装置に通知される。ＰＤＣＣＨは各サブフレーム（１ミリ秒毎）で送信され、どのユーザ装置が各サブフレームでＰＤＳＣＨを受信すべきか、どの伝送フォーマットがＰＤＳＣＨに用いられているか、及びどの無線リソースがＰＤＳＣＨに用いられているかをユーザ装置に通知する。この点について、ＰＤＣＣＨはいつＰＤＳＣＨが送信されるかを示すため、ＰＤＣＣＨは周波数領域リソースのみではなく、時間領域リソースまでユーザ装置に通知する。
ＰＤＣＣＨはＰＤＣＣＨの送信されるサブフレームで送信されるＰＤＳＣＨの無線リソースをユーザ装置に通知する。このように、無線リソースを比較的頻繁に割り当て、解放することができる（１ミリ秒毎）。ＰＤＣＣＨが１ミリ秒毎に送信されるため、ＰＤＣＣＨのオーバーヘッドは大きくなる。しかし、マルチユーザスケジューリングダイバシチのゲインを得ることができる。さらに、送信すべきトラフィックデータがユーザ装置の送信バッファ内に存在しない場合、ＰＤＣＣＨはユーザ装置に送信されないため、無線リソースも使用されない。この結果、効率的なリソース割り当てが実現できる。
ＬＴＥのＤＬでは、各サブフレームでＰＤＣＣＨが送信されるため、１ミリ秒毎に伝送フォーマットを変更することができる。ユーザ装置はチャネル状態情報をＬＴＥ基地局に送信し、そしてＬＴＥ基地局はチャネル状態情報に基づいてＰＤＳＣＨの伝送フォーマットを選択する。その結果、正確な適応変調及び符号化を実現できる。ＬＴＥのＤＬと同様に、ＬＴＥのＵＬでも、物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）の無線リソースはＰＤＣＣＨを用いてＬＴＥ基地局により割り当てられる。この場合、ＬＴＥ基地局がＵＬ送信バッファ内に送信すべきデータが存在するか否かを検出できるように、ユーザ装置はバッファ状態通知又はスケジューリング要求を時折ＬＴＥ基地局に送信する。
ここで、どのノードが無線リソースの割り当てを行うかは重要である。上記のＷＣＤＭＡの例では、ＲＮＣがユーザ装置に対し無線リソースを割り当てている。上記のＬＴＥの例では、ＬＴＥ基地局が無線リソースをユーザ装置に割り当てている。
要するに、移動通信システムにおいては、リソース割り当ての合理的な柔軟性を実現し、制御シグナリングオーバーヘッドを最小化し、効率的なリンクアダプテーションを実現するために、無線リソースの割り当てを適切に行う必要がある。
本明細書に開示するハイブリッドＤ２ＵＥ及びＭａｃｒｏ２ＵＥシステムでは、効率的なリソース割り当ての実現、制御シグナリングオーバーヘッドの最小化、及び効率的なリンクアダプテーションの実現のために、Ｄ２Ｄ接続の無線リソース割り当て工程が行われる。ハイブリッドＤ２ＵＥ及びＭａｃｒｏ２ＵＥシステムでは、拡張ユーザ装置５００の複雑さを最小化する必要がある。これを行わければ、ハイブリッドＤ２ＵＥ及びＭａｃｒｏ２ＵＥシステムの利点が一部失われてしまう。すなわち、拡張ユーザ装置の代わりに基地局が無線リソース割り当て工程の大部分を行うことが望ましい。しかしながら、基地局がＬＴＥ―ＤＬ割り当てと同様に（すなわちＤ２Ｄ接続７１０のＰＤＣＣＨを各サブフレームで送ることにより）Ｄ２Ｄ接続７１０に無線リソースを割り当てる場合、制御シグナリングのオーバーヘッドを無視することはできない。一方、基地局がＷＣＤＭＡ個別チャネルと同様にＤ２Ｄ接続７１０の無線リソースを割り当てる場合、送信すべきデータの存在しない通信に対する無線リソースの割り当てを回避することは困難である。さらに、いかにＤ２Ｄ接続７１０の伝送フォーマットを選択するかを特定する必要がある。
先に述べたように、基地局２００はＤ２Ｄ接続７１０のＲＲＣレイヤを制御する。以下の実施例では、無線リソース割り当て及び伝送フォーマット選択について、基地局２００はＤ２Ｄ接続７１０のＭＡＣレイヤも制御する。しかし、別の実施例では、ＵＥ−ＡがＭＡＣレイヤの制御を行うこともできる。このように、別の実施例では、以下に説明する、基地局によるＭＡＣレイヤ制御の実施例と同様の方法で、又は従来の、ＬＴＥ基地局によるＭＡＣ／物理レイヤ制御と同様の方法で、ＵＥ−Ａが無線リソース割り当て及び伝送フォーマット選択を管理する。
以下の例では、上述したとおり、Ｄ２Ｄ接続のキャリア周波数は３．５ＧＨｚであり、基地局とユーザ装置との間、及び基地局と拡張ユーザ装置との間のＬＴＥ接続は２ＧＨｚであるものとする。なお、周波数帯域は例に過ぎず、別の実施例では異なる周波数帯域を用いてもよい。
図３６Ａ及び３６Ｂに、図７に示すものと類似した無線通信システムの接続を図示する。しかし、図３６Ａでは、Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨ送信が基地局２００とユーザ装置１００との間、及び基地局２００と拡張ユーザ装置５００との間に示されている。Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨはこのようにＭａｃｒｏ２ＵＥリンク及びＭａｃｒｏ２Ｄリンクでそれぞれ送信される。Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨはＤ２Ｄ接続７１０のリソース割り当て情報をユーザ装置及び拡張ユーザ装置に通知する制御シグナリングを構成する。
図３６Ｂに、Ｍａｃｒｏ２ＵＥリンク及び／又はＭａｃｒｏ２Ｄリンクでそれぞれユーザ装置１００及び／又は拡張ユーザ装置５００により基地局２００に向けて送信されているＤ２Ｄバッファ状態通知（ＢＳＲ）を示す。Ｄ２Ｄ−ＢＳＲはＤ２Ｄ接続７１０で送信すべきデータが存在するか（又はそのようなデータの量）を基地局に通知する制御シグナリングを構成する。
無線リソース割り当て方法における時間フレームの構成の詳細を図３７を参照して説明する。ここで、Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨは所定の時間にしたがって周期的に送信される。例えば、所定の時間とは２０ミリ秒や４０ミリ秒であり、他の値であってもよい。図示の実施例では、一例として所定の時間は２０ミリ秒である。Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨは、Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨの送信されるサブフレームに続くＤ２Ｄデータ送信区間の無線リソースを、ユーザ装置及び拡張ユーザ装置に通知する。例えば、Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨ＃０はＤ２Ｄデータ送信区間＃０の無線リソースを割り当て、Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨ＃１はＤ２Ｄデータ送信区間＃１の無線リソースを割り当てる。
Ｄ２Ｄ接続７１０で送信すべきトラフィックデータが存在しない場合、ＬＴＥにおけるＰＤＣＣＨと同様に、Ｄ２Ｄ接続７１０のＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨは送信されず、Ｄ２Ｄ接続７１０において無線リソースは使用されない。その結果、効率的な無線リソース割り当てを実現できる。基地局は報知チャネルで所定の時間をユーザ装置及び拡張ユーザ装置に通知してもよい。或いは、基地局は所定の時間を、Ｄ２Ｄ接続を確立又は再設定するための制御シグナリングでユーザ装置及び拡張ユーザ装置に通知してもよい。配置シナリオによっては無線リソースの割り当てを頻繁に行う必要があり、他の場合ではそれほど頻繁に行う必要はない。所定の時間はそのような配置シナリオに基づいて上記工程で調整が可能であり、基地局は所定の時間を何らかの制御シグナリングによってユーザ装置１００及び拡張ユーザ装置に通知する。
Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨの送信されるサブフレームに続くＤ２Ｄデータ送信区間の長さは所定の時間と同一である。この意味で、基地局は所定の時間の代わりにＤ２Ｄデータ送信区間の長さをユーザ装置及び拡張ユーザ装置に通知してもよい。
Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨの送信されるサブフレームとＤ２Ｄデータ送信区間の最初のサブフレームに対応するサブフレームとの間の時間差を予め定めてもよい。例えば、時間差は８ミリ秒であり、他の値でもよい。或いは、時間差は一定の幅の値を有してもよく、例えば８ミリ秒から１２ミリ秒の時間差であってもよい。
Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨで送信される無線リソース割り当てのパラメータは、ＬＴＥのＰＤＣＣＨで送信されるものと同一又は類似のものでもよい。Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨで送信されるパラメータには、例えば、「リソースブロックの割り当て情報」、「ユーザ装置のＩＤ」、「拡張ユーザ装置のＩＤ」、「ストリーム数」、「プリコーディングベクトルの情報」、「データサイズ」、「変調方式」、「ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）の情報」、「送信電力制御コマンド」、「復調参照信号の情報」、及び同様のパラメータのうちの少なくとも１つが含まれる。２つ以上のＤ２Ｄキャリアが存在する場合、キャリアインジケータをさらに無線リソース割り当てパラメータに含んでもよい。
さらに、Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨで送信されるパラメータは、下りリンク及び上りリンクの両方のパラメータを含んでもよい。下りリンクは拡張ユーザ装置からユーザ装置へのリンクに対応し、上りリンクはユーザ装置から拡張ユーザ装置へのリンクに対応する。或いは、下りリンク及び上りリンクのパラメータを示すために２つのＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨを送信してもよい。
さらに、図３８、３８Ａ、及び３９に図示するように、Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨで送信されるパラメータはＤ２Ｄデータ送信区間中の下りリンク／上りリンク割り当ての情報を含んでもよい。Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨパラメータはＤＬ送信のサブフレームであるか又はＵＬ送信のサブフレームであるかをユーザ装置及び拡張ユーザ装置に通知してもよい。図３８Ａに図示するサブフレーム＃１２、＃１３、＃１４、及び＃１５のように、ＤＬ送信もＵＬ送信も行われないサブフレームが１つ又は２つ以上存在することもある。図３８、３８Ａ、及び３９では、Ｄ２Ｄデータ送信区間の長さは２０ミリ秒である。図３８では、サブフレームが下りリンク（ＤＬ）割り当て用か又は上りリンク（ＵＬ）割り当て用かを示す情報がサブフレーム毎に送信される。図３８で、＃ｎはＤ２Ｄデータ送信区間（２０サブフレームより成る）の任意の識別番号である。或いは、図３９に図示するように、下りリンク及び上りリンク割り当てのパターンを当該パターンの識別番号がＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＣＨで送信されるように定義する。パターン数は設定パラメータであり、図３９に示す２つよりも多くてもよい。
上述のユーザ装置及び拡張ユーザ装置のＩＤはＤ２Ｄ接続７１０のＩＤで置き換えてもよい。この場合、基地局はＤ２Ｄ接続７１０のＩＤを１つユーザ装置及び拡張ユーザ装置に割り当てる。基地局は、Ｄ２Ｄ接続のＩＤをＤ２Ｄ接続の確立又は再設定のための制御シグナリングでユーザ装置及び拡張ユーザ装置に通知することができる。例えば、Ｄ２Ｄ接続７１０のＩＤは無線ネットワーク一時識別子（ＲＮＴＩ）に対応し、Ｄ２Ｄ−ＲＮＴＩとして指定してもよい。１つのＲＮＴＩをユーザ装置及び拡張ユーザ装置の両方に対して用いるため、制御シグナリングのオーバーヘッドは減少する。
ユーザ装置及び拡張ユーザ装置がＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨを受信する場合、ユーザ装置と拡張ユーザ装置とは、Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨ中に識別されるＤ２Ｄデータ送信区間の間、Ｄ２Ｄ接続７１０で互いに通信を行う。Ｄ２Ｄデータ送信区間の無線リソース情報及び伝送フォーマット情報はＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨに含んでもよい。例えば、図３７に図示するように、ユーザ装置と拡張ユーザ装置とはＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨ＃０を受信する場合にＤ２Ｄデータ送信区間＃０において互いに通信を行い、Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨ＃１を受信する場合にＤ２Ｄデータ送信区間＃１において互いに通信を行う。
ユーザ装置又は拡張ユーザ装置がＤ２Ｄ接続７１０でデータを送信する場合、送信電力（ＴＸＰＯＷ）は以下の式で算出することができる。
Figure 2017034728
 ここでMaxPOWはＤ２Ｄ接続７１０の最大送信電力、Mは送信帯域幅、Poは電力制御パラメータ（以下「パラメータ＃Ａ」という）、αは電力制御パラメータ（以下「パラメータ＃Ｂ」という）、PLはパスロス、及びfはＴＰＣコマンドから算出される値である。送信帯域幅は、Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨの制御情報の一部として含んでもよい。例えば、送信帯域幅はリソースブロック数でもよい。或いは、基地局はＤ２Ｄ接続の確立又は再設定のための制御シグナリングで最大送信電力をユーザ装置及び拡張ユーザ装置に通知する。パラメータ＃Ａ及び＃ＢをＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨの制御情報の一部として含んでもよい。或いは、基地局はパラメータ＃Ａ及び＃ＢをＤ２Ｄ接続の確立又は再設定のための制御シグナリングでユーザ装置及び拡張ユーザ装置に通知する。パスロスはユーザ装置及び拡張ユーザ装置で算出可能である。値fはＴＰＣコマンドから算出可能である。例えば、蓄積した受信ＴＰＣコマンドから求めてもよい。
一実施例ではパラメータ＃Ｂを１．０に設定することができるため、パスロスに関わらずすべてのＤ２Ｄ接続で受信ＳＩＲが略同一になることが期待できる。或いは、パラメータ＃Ｂを０．８に設定してもよく、パスロスが大きい場合に受信ＳＩＲが低下し、パスロスが小さい場合に受信ＳＩＲが増加することが期待できる。その結果、パスロスが大きい場合に干渉を軽減することができ、パスロスが小さい場合に他の接続に対して干渉を生じることなくスループットを向上させることができる。パラメータ＃Ｂはこのようにフラクショナル電力制御をＤ２Ｄ接続７１０に対して適用する。パラメータ＃Ａは通信開始時の初期送信電力を調整できるため、ＴＰＣコマンドに基づいて送信電力を調整することが可能になる。ＴＰＣコマンドを用いる例を図４４を参照して説明する。
ユーザ装置及び拡張ユーザ装置がＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨを受信しない場合、Ｄ２Ｄ接続７１０でのＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨに対応するＤ２Ｄデータ送信区間では、ユーザ装置及び拡張ユーザ装置は互いに通信を行わない。例えば、ユーザ装置及び拡張ユーザ装置がＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨ＃０を受信しなければ、ユーザ装置及び拡張ユーザ装置がＤ２Ｄデータ送信区間＃０で互いに通信を行うことはなく、また、ユーザ装置及び拡張ユーザ装置がＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨ＃１を受信しなければ、ユーザ装置及び拡張ユーザ装置がＤ２Ｄデータ送信区間＃１で互いに通信を行うことはない。
Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨは、ＬＴＥ接続７２０又はＬＴＥ接続７３０でＬＴＥのＰＤＣＣＨと同様の方法で送信してもよい。すなわち、Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨはサブフレーム内の最初の１つ、２つ、又は３つのＯＦＤＭシンボルで送信してもよい。或いは、Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨはＬＴＥ接続７２０又はＬＴＥ接続７３０でＬＴＥのＲ−ＰＤＣＣＨと同様に送信することもできる。さらに別の実施例では、Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨをＬＴＥ接続７２０又はＬＴＥ接続７３０でＬＴＥでのＰＤＳＣＨの一部又はＰＤＳＣＨにマッピングされたデータとして送信してもよい。
Ｄ２Ｄ−ＲＮＴＩを用いる場合、１つのＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨがユーザ装置及び拡張ユーザ装置の両方に送信される。この場合、Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨについて、ＬＴＥ接続７２０はＬＴＥ接続７３０と同一である。図３７に図示するように、Ｄ２Ｄ−ＢＳＲは所定の時間毎に送信される。例えば、所定の時間とは２０ミリ秒や４０ミリ秒であり、他の値であってもよい。図３７では、一例として、所定の時間は２０ミリ秒である。Ｄ２Ｄ−ＢＳＲの所定の時間はＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨと同一でもよく、又はＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨと異なってもよい。Ｄ２Ｄ−ＢＳＲの所定の時間は上述のＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨの所定時間の送信と同様に基地局によりユーザ装置及び拡張ユーザ装置に送信される。
ユーザ装置はＤ２Ｄ−ＢＳＲを用いてユーザ装置におけるバッファ状態を基地局に通知する。同様に、拡張ユーザ装置はＤ２Ｄ−ＢＳＲを用いて拡張ユーザ装置におけるバッファ状態を基地局に通知する。Ｄ２Ｄ−ＢＳＲをいかに送信するかは３つのオプションがある。この３つのうち少なくとも１つは以下のように用いることができる。
＜Ｄ２Ｄ−ＢＳＲ送信の第１のオプション＞
この場合、ユーザ装置のみがＤ２Ｄ−ＢＳＲを基地局２００に送信する。ユーザ装置はＤ２Ｄ−ＵＬ（ユーザ装置から拡張ユーザ装置）に対するそのバッファ状態を送信することができる。或いは、ユーザ装置はＤ２Ｄ−ＤＬ（拡張ユーザ装置からユーザ装置）についてのバッファ状態及びそのデータ受信履歴を送信してもよい。データ受信履歴は先のＤ２Ｄデータ送信区間におけるデータ受信履歴に対応してもよい。例えば、図３７に示すように、データ受信履歴は、Ｄ２Ｄ−ＢＳＲ＃３の送信されるＤ２Ｄデータ送信区間＃０及び＃１におけるデータ受信履歴に対応してもよい。Ｄ２Ｄ−ＤＬの送信バッファは拡張ユーザ装置内に存在するため、ユーザ装置１００はＤ２Ｄ−ＤＬに対するバッファ状態の情報を有さない。しかし、Ｄ２Ｄ−ＤＬに対するバッファ状態はユーザ装置におけるデータ受信履歴から推定することができる。データ受信履歴がユーザ装置がＤ２Ｄ−ＤＬを通して最近にデータを受信したことを示す場合、拡張ユーザ装置のＤ２Ｄ−ＤＬの送信バッファ内にデータが残っていると推定できる。最近受信されたデータのデータ受信履歴が存在しない場合、Ｄ２Ｄ−ＤＬの送信バッファ内に送信すべきデータが残っていないと推定できる。
基地局はデータ受信履歴を作成するのに考慮すべきＤ２Ｄデータ送信区間の数をユーザ装置に通知する。この数が大きい場合、基地局はＤ２Ｄデータを得るまで比較的長い時間待たなければならないが、バッファ状態が長時間に亘って観察されるため、比較的信頼性の高い情報が得られる。一方、この数が小さい場合、基地局はＤ２Ｄデータをそれほど長い間待つ必要はないが、短時間に亘って観察されたバッファ状態であるため、情報の信頼性は比較的低くなる。例えば、不定期なトラフィックデータである場合、比較的短いバッファ状態観察期間で、送信すべきデータが存在しないことを示すことができる。したがって、データ受信履歴を作成する際に考慮すべきＤ２Ｄデータ送信区間の数は、情報遅延と信頼性とのトレードオフを表わす。基地局は、Ｄ２Ｄ接続を確立又は再設定するための制御シグナリングを送信する際に、データ受信履歴に考慮に入れるべきＤ２Ｄデータ送信区間の数をユーザ装置に通知してもよい。Ｄ２Ｄ接続７１０の無線リソースがＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨによって割り当てられた場合であって、ヘッダデータ又はパディングビットを送信しなければならないものの、対応のＤ２Ｄデータ送信区間で送信すべき実際のデータが存在しない場合、データ受信履歴にデータ送信が存在しないものと見なす。実際のトラフィックデータの存在しないことを、０バイトのデータサイズを有するデータと見なしてもよい。
＜Ｄ２Ｄ−ＢＳＲ送信の第２のオプション＞
本実施例では、拡張ユーザ装置のみがＤ２Ｄ−ＢＳＲを基地局に送信する。この場合、拡張ユーザ装置はＤ２Ｄ−ＤＬに対するバッファ状態のみを送信する。或いは、拡張ユーザ装置はＤ２Ｄ−ＵＬに対するバッファ状態及びデータ受信履歴を送信してもよい。データ受信履歴は先のＤ２Ｄデータ送信区間におけるデータ受信履歴に対応してもよい。例えば、図３７に示すように、Ｄ２Ｄ−ＢＳＲ＃３が送信される場合、データ受信履歴はＤ２Ｄデータ送信区間＃０及び＃１を用いて形成される。
ユーザ装置のみが送信バッファ状態を知っているため、拡張ユーザ装置はＤ２Ｄ−ＵＬのバッファ状態の情報を有さない。しかし、Ｄ２Ｄ−ＵＬに対するバッファ状態は拡張ユーザ装置におけるデータ受信履歴から推定することができる。データ受信履歴が拡張ユーザ装置がＤ２Ｄ−ＵＬを通して最近にデータを受信したことを示す場合、Ｄ２Ｄ−ＵＬの送信バッファ内に送信すべきデータが存在すると推定できる。反対に、データ受信履歴が拡張ユーザ装置がＤ２Ｄ−ＤＬを通して最近にデータを受信していないことを示す場合、Ｄ２Ｄ−ＵＬの送信バッファ内に送信すべきデータが存在しないと推定できる。
基地局はデータ受信履歴を作成するのに用いるべきＤ２Ｄデータ送信区間の数を拡張ユーザ装置に通知する。この数が大きい場合、基地局はＤ２Ｄ−ＵＬのバッファ状態を得るのに比較的長い時間待たなければならないが、バッファ状態がこの比較的長い時間に亘って観察されるため、より信頼性の高い状態になる。一方、データ受信履歴が収集されるＤ２Ｄデータ送信区間の数が比較的小さい場合、基地局はバッファ状態情報をより頻繁に取得するものの、信頼性は低下する。したがって、「データ受信履歴に考慮に入れるべきＤ２Ｄデータ送信区間の数」は、情報遅延と信頼性とのトレードオフを表わす。Ｄ２Ｄデータ送信区間数を特定する代わりに実際のデータ収集時間の区間を用いてもよい。基地局は、Ｄ２Ｄ接続を確立又は再設定するための制御シグナリングを送信する際に、データ受信履歴に考慮に入れるべきＤ２Ｄデータ送信区間の数を拡張ユーザ装置に通知してもよい。Ｄ２Ｄ接続７１０の無線リソースがＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨによって割り当てられているにも関わらず送信すべき実際のトラフィックデータが存在しない場合（しかしヘッダデータ又はパディングビットは送信される）、データ受信履歴はこれをデータ受信履歴中にデータ送信が構成されないと見なしてもよい。実際のトラフィックデータの存在しないことを、０バイトのデータサイズを有するデータと見なしてもよい。
＜Ｄ２Ｄ−ＢＳＲ送信の第３のオプション＞
ユーザ装置及び拡張ユーザ装置５００の両方がＤ２Ｄ−ＢＳＲを基地局に送信する。Ｄ２Ｄ−ＢＳＲは、データバッファ内のデータ量又はデータ受信履歴内のデータ量を示すことができる。或いは、Ｄ２Ｄ−ＢＳＲは、データバッファ内にデータが存在するか又はデータ受信履歴内でデータが実際に送信されているかを示してもよい。例えば、送信すべきデータの存在をフラグビットを用いて示してもよい。
ＬＴＥ接続７２０又はＬＴＥ接続７３０でＤ２Ｄ−ＢＳＲを送信するのにＰＵＣＣＨを利用してもよい。例えば、Ｄ２Ｄ接続のスケジューリング要求をＤ２Ｄ−ＢＳＲの送信に用いてもよい。或いは、ＬＴＥ接続７２０及び７３０でＰＵＳＣＨをＤ２Ｄ−ＢＳＲ送信に用いてもよい。すなわち、Ｄ２Ｄ−ＢＳＲをＰＵＳＣＨにマッピングすることができる。別の実施例では、２タイプのＤ２Ｄ−ＢＳＲを送信することができる。第１のタイプはデータバッファ又はデータ受信履歴におけるデータ量を示す。第２のタイプは、データバッファ内にデータが存在するか又はデータ受信履歴内でデータが実際に送信されているかを示す。第１のタイプの送信頻度は第２タイプよりも低い。例えば、前者を８０ミリ秒毎に送信し、後者を２０ミリ秒毎に送信することができる。別の実施例では、後者をユーザ装置及び拡張ユーザ装置の両方によって送信し、前者をユーザ装置のみで送信してもよい。後者のシグナリングオーバーヘッドはさほど大きくないため、ユーザ装置及び拡張ユーザ装置の両方で送信したとしても、当該送信によってシグナリングオーバーヘッドは大幅には増加しない。さらに、前者のシグナリングオーバーヘッドは従来のＬＴＥにおけるバッファ状態通知と同等のものである。すなわち、追加のオーバーヘッドは発生しない。したがって、シグナリングオーバーヘッドの増加を最小限に抑えることができる。
基地局は、Ｄ２Ｄ−ＢＳＲを利用して、ユーザ装置及び拡張ユーザ装置にＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨを送信すべきか否かを決定する。例えば、Ｄ２Ｄ−ＢＳＲがＤ２Ｄリンクを通して送信すべきデータがあることを示す場合、基地局はユーザ装置及び拡張ユーザ装置にＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨを送信する。一方、Ｄ２Ｄ−ＢＳＲがＤ２Ｄリンクを通して送信すべきデータが無いことを示す場合、基地局はユーザ装置及び拡張ユーザ装置にＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨを送信しない。その結果、基地局はアイドル状態のＤ２Ｄリンクに対して無線リソースを割り当てることを回避でき、リソース割り当ての効率を最大化することができる。さらに、図３７Ａに図示するように、Ｄ２Ｄ関連の無線リンク品質はＭａｃｒｏ２ＵＥリンク及び／又はＭａｃｒｏ２Ｄリンクで送信してもよい。無線リンク品質には、Ｄ２Ｄ接続のパイロット信号受信電力、Ｄ２Ｄ接続のパスロス、Ｄ２Ｄ接続の信号対干渉比（ＳＩＲ）、Ｄ２Ｄ接続のチャネル状態情報、Ｄ２Ｄ接続のチャネル品質指標、及びＤ２Ｄ接続の受信信号強度指標のうちの少なくとも１つに対応する。基地局はＤ２Ｄ関連の無線リンク品質を利用してＤ２Ｄ接続７１０における伝送フォーマットを決定してもよい。例えば、基地局はそのパスロス及び図４０に示す参照テーブルに基づいてＤ２Ｄ接続での伝送フォーマットを決定してもよい。この参照テーブルでは、伝送フォーマットの選択にパスロスを用いる。別の実施例では、パイロット信号受信電力、ＳＩＲ、チャネル状態情報、チャネル品質指標、及び受信信号強度など、パスロス以外のパラメータを伝送フォーマットの決定に用いてもよい。
図４１にＤ２Ｄ接続の時間領域及び周波数領域無線リソースを図示する。サブフレーム＃０、＃１、＃２、＃３、＃８、＃９、＃１０、及び＃１１が、Ｄ２Ｄデータ送信区間＃０、＃１、及び＃２において、Ｄ２Ｄ−ＤＬに用いられる。サブフレーム＃０、＃１、＃２、及び＃３に対し周波数リソース＃０が割り当てられる一方で、サブフレーム＃８、＃９、＃１０、及び＃１１には周波数リソース＃５が割り当てられる。Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨ＃１はＤ２Ｄデータ送信区間＃１の無線リソース割り当てをユーザ装置及び拡張ユーザ装置に通知する。サブフレーム＃４、＃５、＃６、＃７、＃１６、＃１７、＃１８、及び＃１９はＤ２Ｄデータ送信区間＃０、＃１、及び＃２においてＤ２Ｄ−ＵＬに用いられる。サブフレーム＃４、＃５、＃６、及び＃７に対し周波数リソース＃０が割り当てられる一方で、サブフレーム＃１６、＃１７、＃１８、及び＃１９には周波数リソース＃５が割り当てられる。Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨ＃１は、Ｄ２Ｄデータ送信区間＃１における無線リソース割り当てをユーザ装置１００及び拡張ユーザ装置５００に通知する。この場合、Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨ＃１はＤＬ及びＵＬの両方、ＤＬのみ、又はＵＬのみの無線リソースを示すことができる。或いは、ＤＬ及びＵＬの無線リソースを示すために２つのＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨ＃１を送信してもよい。
図４１では、Ｄ２Ｄデータ送信区間＃０、＃１、及び＃２のすべてでデータ送信が行われているが、Ｄ２Ｄデータ送信区間＃０、＃１、及び＃２の一部でのみデータ送信を行ってもよい。この選択はＤ２Ｄ接続７１０で送信すべきデータが存在するか否かに依存する。データが存在しない場合、Ｄ２Ｄデータ送信区間ではＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨが送信されず、Ｄ２Ｄデータ送信区間で送信は行われない。
サブフレーム＃１２、＃１３、＃１４、及び＃１５では、Ｄ２Ｄ接続で送信されるデータが存在しない。したがって、Ｄ２Ｄ−ＤＬ送信又はＤ２Ｄ−ＵＬ送信のいずれも行われない。サブフレーム＃１２、＃１３、＃１４、及び＃１５において、Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨはＬＴＥ接続７２０又は７３０で送信される。サブフレーム＃１２、＃１３、＃１４、及び＃１５では、Ｄ２Ｄ−ＢＳＲはＬＴＥ接続７２０又は７３０で送信される。
時間領域リソースはこのように２部分に分割することができる。図４１に図示するように、ＬＴＥ接続７２０（Ｍａｃｒｏ２ＵＥリンク）又はＬＴＥ接続７３０（Ｍａｃｒｏ２Ｄリンク）で、第１の部分をＤ２Ｄ接続に用い、第２の部分をＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨ又はＤ２Ｄ−ＢＳＲの送信に用いることができる。ユーザ装置又は拡張ユーザ装置はＬＴＥ接続７２０又はＬＴＥ接続７３０をそれぞれ用いて時間領域リソースの第２部分でデータを送信する。ユーザ装置又は拡張ユーザ装置はその無線周波数成分及びインタフェースを２つの部分間の遷移の中で切り替える。その結果、ユーザ装置又は拡張ユーザ装置はそのＬＴＥ接続及びそのＤ２Ｄ接続を、時分割多重に従って、キャリアアグリゲーション機能なしに実行できる。図４１に図示する時間フレーム構成では、基地局はＤ２Ｄ接続に対する無線リソース割り当ての制御シグナリングをタイミングよく送信することができる。同様に、ユーザ装置及び拡張ユーザ装置はＤ２Ｄ接続７１０のバッファ状態通知をタイミングよく送信することができる。
図４２Ａ及び４２ＢにＤ２Ｄ−ＤＬのサブフレームフォーマット及びＤ２Ｄ−ＵＬのサブフレームフォーマットを図示する。図４２Ａに図示するように、Ｄ２Ｄ−ＤＬのサブフレームフォーマットはＤＬ制御情報、ＵＬ制御情報、及びデータ部分よりなる。サブフレームフォーマットは一例に過ぎず、別の実施例では異なってもよい。ＤＬ制御情報は、データ部分のＨＡＲＱ処理ＩＤ、データ部分の新規データインジケータ（ＮＤＩ）、及びデータ部分の冗長バージョン（ＲＶ）パラメータより成ってもよい。別の実施例では、サブフレームの送信電力をＤＬ制御情報に含んでもよい。
ＵＬ制御情報は、Ｄ２Ｄ−ＵＬのＨＡＲＱ処理ＩＤ、Ｄ２Ｄ−ＵＬの応答情報（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）、及びＤ２Ｄ−ＵＬの送信電力制御コマンド（ＴＰＣコマンド）より成ってもよい。ＨＡＲＱ処理ＩＤは、Ｄ２Ｄ−ＵＬに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫの処理ＩＤを表わす。ＴＰＣコマンドはＤ２Ｄ−ＵＬの受信ＳＩＲ及び目標ＳＩＲから求めることができる。目標ＳＩＲは伝送フォーマット毎に異なる値を設定してもよい。例えば、１６ＱＡＭの目標ＳＩＲをＱＰＳＫの目標ＳＩＲ値に対して高い値に設定してもよい。例えば、図４０に示すテーブルにおいて、目標ＳＩＲは伝送フォーマット＃１に対して０ｄＢであり、伝送フォーマット＃３に対しては１０ｄＢである。このように、目標ＳＩＲをパスロスに基づいて決定することができる。
図４２Ｂに図示するように、Ｄ２Ｄ−ＵＬのサブフレームフォーマットはＵＬ制御情報、ＤＬ制御情報、及びデータ部分より成る。ＵＬ制御情報は、データ部分のＨＡＲＱ処理ＩＤ、データ部分の新規データインジケータ（ＮＤＩ）、及びデータ部分の冗長バージョン（ＲＶ）パラメータより成ってもよい。別の実施例では、サブフレームの送信電力をＵＬ制御情報に含んでもよい。
ＤＬ制御情報は、Ｄ２Ｄ−ＤＬのＨＡＲＱ処理ＩＤ、Ｄ２Ｄ−ＤＬの応答情報（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）、及びＤ２Ｄ−ＤＬの送信電力制御コマンド（ＴＰＣコマンド）より成ってもよい。ＨＡＲＱ処理ＩＤはＤ２Ｄ−ＤＬに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫの処理ＩＤを表わす。ＴＰＣコマンドはＤ２Ｄ−ＤＬの受信ＳＩＲ及び目標ＳＩＲから求めることができる。Ｄ２Ｄ−ＤＬサブフレームフォーマットに関連して上述したとおり、目標ＳＩＲは伝送フォーマット毎に異なる値を設定してもよい。
図４３に、Ｄ２Ｄ−ＤＬのＤＬ制御情報並びにＵＬ制御情報、及び１つのＤ２Ｄデータ送信区間におけるＤ２Ｄ−ＵＬのＵＬ制御情報並びにＤＬ制御情報の例を図示する。ＤＬ制御情報では、ＨＡＲＱ処理＃０、＃１、＃２、及び＃３に対する新たな送信がサブフレーム＃０、＃１、＃２、及び＃３でそれぞれ行われ、ＨＡＲＱ処理＃０及び＃１についてはデータが正しく復号され、ＨＡＲＱ処理＃２及び＃３についてはデータが正しく復号されない。すなわち、ＨＡＲＱ処理＃２及び＃３に対しては、それぞれサブフレーム＃６及び＃７のＤ２Ｄ−ＵＬ送信のＤＬ制御情報でＮＡＣＫが送信される（ＨＡＲＱ処理＃０及び＃１に対しては、それぞれサブフレーム＃４及び＃５のＤ２Ｄ−ＵＬ送信のＤＬ制御情報でＡＣＫが送信される）。そして、サブフレーム＃８及び＃９で新規の送信が行われ（ＮＤＩがトグルされる）、サブフレーム１０及び＃１１では再送信が行われる（ＮＤＩはトグルされない）。ＲＶパラメータは再送信について変更してもよい。
Ｄ２Ｄ−ＵＬについては、ＨＡＲＱ処理＃０、＃１、＃２、及び＃３に対する新たな送信がそれぞれサブフレーム＃４、＃５、＃６、及び＃７で行われ、ＨＡＲＱ処理＃１及び＃３についてはデータが正しく復号され、ＨＡＲＱ処理＃０及び＃２についてはデータが正しく復号されない。すなわち、ＨＡＲＱ処理＃０及び＃２に対するＮＡＣＫがそれぞれサブフレーム＃８及び＃１０でのＤ２Ｄ−ＤＬ送信のＵＬ制御情報で送信される（ＨＡＲＱ処理＃１及び＃３に対しては、それぞれサブフレーム＃９及び＃１１のＤ２Ｄ−ＤＬ送信のＵＬ制御情報でＡＣＫが送信される）。そして、サブフレーム＃１７及び＃１９で新規の送信が行われ（ＮＤＩがトグルされる）、サブフレーム１６及び＃１８では再送信が行われる（ＮＤＩはトグルされない）。ＲＶパラメータは再送信について変更してもよい。
図４４にＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨに含まれる制御情報の例を図示する。例えば、制御情報は周波数領域リソース情報、時間領域リソース情報及び伝送フォーマット情報より成る。周波数領域リソース情報は、図４１の＃０、＃１、＃２、＃３、＃４、及び＃５などの周波数領域リソースの識別番号に対応する。或いは、周波数領域リソース情報はリソースブロック又はリソースブロックグループの識別番号に対応してもよい。時間領域リソース情報は図３８、３８Ａ、及び３９に図示する情報に対応してもよい。伝送フォーマット情報は図４０に図示される情報に対応してもよい。より具体的には、伝送フォーマット情報は、変調方式、符号化率、及びデータサイズのうち少なくとも１つを含んでもよい。
図４５を参照して、移動通信システムの処理フローを説明する。ステップＳ２９０１で、ユーザ装置はＤ２Ｄ−ＢＳＲを基地局に送信し、拡張ユーザ装置はＤ２Ｄ−ＢＳＲを基地局に送信する。或いは、上に説明したように、ユーザ装置及び拡張ユーザ装置の一方のみがＤ２Ｄ−ＢＳＲを送信してもよい。ここで、Ｄ２Ｄ−ＢＳＲはＤ２Ｄ接続で送信すべきデータが存在することを示す。
ステップＳ２９０２で、Ｄ２Ｄ−ＢＳＲによるＤ２Ｄ接続で送信すべきデータの存在の指示に応じて、基地局はＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨをユーザ装置及び拡張ユーザ装置に送信する。
ステップＳ２９０３で、ユーザ装置及び拡張ユーザ装置はＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨの制御情報に従ってＤ２Ｄ接続７１０を用いて互いに通信を行う。例えば、上に説明したように、Ｄ２Ｄ接続では２０ミリ秒又は４０ミリ秒の区間で送信を行う。ステップＳ２９０３は図１２ＡのステップＡ８０５に対応する。ユーザ装置からＤ２Ｄ接続で送信されたデータはＤ２Ｄ接続を通してサーバ６００に転送される。同様に、サーバ６００からユーザ装置に送信されるデータはＤ２Ｄ接続７１０で転送される。
ステップＳ２９０４で、ユーザ装置はＤ２Ｄ−ＢＳＲを基地局に送信し、拡張ユーザ装置はＤ２Ｄ−ＢＳＲを基地局に送信する。或いは、上に説明したように、ユーザ装置及び拡張ユーザ装置の一方がＤ２Ｄ−ＢＳＲを送信してもよい。ここで、Ｄ２Ｄ−ＢＳＲはＤ２Ｄ接続で送信すべきデータが存在しないことを示す。
ステップＳ２９０５で、基地局はユーザ装置１００及び拡張ユーザ装置５００にＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨを送信しない。このように、ステップＳ２９０６では、Ｄ２Ｄ接続７１０での送信は行われない。
図４６は、基地局、ユーザ装置、及び拡張ユーザ装置の機能ブロック図を示し、無線通信システムにおける測定工程を図示する。図４６における機能ブロックは、図９、１０、及び１１に示す機能ブロックと同一であるため、以下では無線リソース割り当て工程に関連する機能のみを説明し、他の機能の説明は省略する。ステップＳ２９０１及びＳ２９０４で、拡張ユーザ装置５００のＭａｃｒｏ２Ｄ通信部５０２はＤ２Ｄ−ＢＳＲを基地局２００に送信し、ユーザ装置１００のＭａｃｒｏ２Ｄ通信部１０２はＤ２Ｄ−ＢＳＲを基地局に送信する。Ｍａｃｒｏ２Ｄ通信部５０２はＤ２Ｄ通信部５０４からＤ２Ｄ接続７１０のバッファ状態に関する情報を受信することができる。Ｍａｃｒｏ２Ｄ通信部１０２はＤ２Ｄ通信部１０４からＤ２Ｄ接続７１０のバッファ状態に関する情報を受信することができる。Ｄ２Ｄ−ＢＳＲは基地局２００のＭａｃｒｏ２Ｄ通信部２０２を介してＤ２Ｄ通信制御部２０４に送信される。
ステップＳ２９０２及びＳ２９０５で、Ｄ２Ｄ通信制御部２０４はＤ２Ｄ接続７１０に割り当てるべき無線リソースを決定し、Ｄ２Ｄ接続７１０で用いる伝送フォーマットを決定し、そして、Ｍａｃｒｏ２Ｄ通信部２０２を介して、無線リソース及び伝送フォーマットに関する情報を送信するＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨをユーザ装置１００及び拡張ユーザ装置５００に送信する。Ｄ２Ｄ通信制御部２０４は、ステップＳ２９０５で説明したように、Ｄ２Ｄ接続７１０で送信すべきデータが存在しない場合には、Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨを送信する必要がないと決定してよい。Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨの情報は拡張ユーザ装置５００のＤ２Ｄ通信部５０４に送信される。Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨの情報はユーザ装置１００のＤ２Ｄ通信部１０４に送信される。
ステップＳ２９０３及びＳ２９０６で、ユーザ装置１００のＤ２Ｄ通信部１０４及び拡張ユーザ装置５００のＤ２Ｄ通信部５０４はＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨの情報に基づいて互いに通信を行う。本発明の実施例によれば、基地局２００が主としてリソース割り当て工程を行うため、拡張ユーザ装置５００における複雑さは最小限に抑えることができる。本発明の実施例によれば、基地局２００が２０ミリ秒や４０ミリ秒などの所定の時間でＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＣＨを送信するため、無線リソース割り当ての柔軟性をある程度得ることができる。例えば、送信すべきデータがＤ２Ｄ接続の送信バッファ内に存在しない場合、基地局２００はＤ２Ｄ接続にＤ２Ｄ−ＰＤＣＣＨを送信しない。その結果、効率的なリソース割り当てを実現できる。上に説明したように、基地局２００は送信バッファ内に送信すべきデータが存在するか否かをＤ２Ｄ−ＢＳＲを利用して容易に検出することができる。
上に説明したように、無線リソース割り当て工程を行うノードが送信バッファを備えていない場合、送信バッファ内の送信すべきデータの存在を検出することは容易ではない。従来の無線通信システムでは、ノードが送信バッファの状態に関する情報を取得できるようにバッファ状態通知又はスケジューリング要求が送信されるが、そのようなシグナリングのオーバーヘッドを最小化するために、バッファ状態通知又はスケジューリング要求は頻繁には送信されない。Ｄ２Ｄ−ＰＤＣＣＨ又はＤ２Ｄ−ＢＳＲは従来の無線通信システムにおけるバッファ状態通知又はスケジューリング要求などのシグナリングと同様の頻度で送信することもできる。この点に関し、従来の無線通信システムと比較して、ハイブリッドＤ２ＵＥ及びＭａｃｒｏ２ＵＥシステムにおいて無線リソース割り当ての柔軟性を維持することができる。
本発明の実施例によれば、基地局２００はユーザ装置１００又は拡張ユーザ装置５００により通知される無線リンク品質に基づいてＤ２Ｄ接続における伝送フォーマットを変更する。その結果、基地局２００はＤ２Ｄ接続で適応変調及び符号化を適切に行うことが可能になる。
上述の実施例では、基地局２００は無線リソース情報のみではなく伝送情報もユーザ装置１００及び拡張ユーザ装置５００に通知する。しかし、別の実施例では、基地局２００は無線リソース情報のみをユーザ装置１００及び拡張ユーザ装置５００に通知してもよい。この場合、拡張ユーザ装置５００又はユーザ装置１００は伝送フォーマットを決定し、決定した伝送フォーマットをＤ２Ｄ接続７１０で互いに通知することができる。さらに別の実施例では、基地局２００は無線リソース情報の一部のみをユーザ装置１００及び拡張ユーザ装置５００に通知してもよい。この場合、拡張ユーザ装置５００又はユーザ装置１００は無線リソースの残りの部分及び伝送フォーマットを決定し、決定された伝送フォーマットをＤ２Ｄ接続７１０で互いに通知する。ここで、無線リソース情報は時間領域リソース情報及び周波数領域リソース情報に対応し、伝送フォーマット情報は変調方式、符号化率、データサイズなどのうち少なくとも１つに対応する。
＜バックホール＞
ＵＥ−Ａとコアネットワーク（及び／又はインターネット）との間のバックホールリンクの態様を以下に説明する。バックホールの設計は、バックホールリンクを必要とする配置デバイスの密度により複雑化される。配置される基地局又は遠隔アンテナユニットの密度（単位エリアあたりのデバイス数）が上昇すると、バックホール設計について複数の困難が発生する。例えば、密度が上がるとバックホールリンク数も増加するため、バックホールのオペレーションコストが無視できなくなる。さらに、有線バックホールリンクのためのスペースがない場合や、そのような有線バックホールの設置コストが高価である場合がある。このため、バックホールリンクのコスト及び複雑さを低減させることが望まれる。無線リンクの設置コストは有線リンクよりも大幅に低いため、バックホールリンクのコスト及び複雑さの低減のための解決策としてバックホールリンクにＤ２Ｄ接続を利用することが挙げられる。
図４７に、Ｄ２Ｄ接続がＤ２ＵＥリンクのみではなくバックホールリンクに対しても用いられるバックホールの実施例を図示する。図４７に示すシステムは、図４７のシステムが追加の拡張ユーザ装置（ＵＥ−Ａ５０１）を有し、バックホールリンクが有線バックホールリンクとＤ２Ｄ接続とより成るという点を除いて、図２に示すものと類似する。追加の拡張ユーザ装置（ＵＥ−Ａ５０１）は拡張ユーザ装置（ＵＥ−Ａ５００）からのデータをコアネットワークに中継し、この逆も同様である。ユーザ装置１００がサーバ６００と通信する場合、オフロードのために、トラフィックデータをＤ２Ｄ通信及び拡張ユーザ装置（ＵＥ−Ａ）５００とコアネットワーク４００との間のバックホールリンクを介して伝送することができる。バックホールリンクは、コアネットワーク４００と拡張ユーザ装置（ＵＥ−Ａ）５０１との間の有線リンク、及び拡張ユーザ装置（ＵＥ−Ａ）５００と拡張ユーザ装置（ＵＥ−Ａ）５０１との間のＤ２Ｄ（デバイス対デバイス）リンクより成る。
図４７にシステム構成は図４８を参照してさらに明確に理解することができる。図４８に示すように、ユーザ装置１００がサーバ６００と通信する場合、オフロードのために、トラフィックデータをＤ２Ｄ通信及び拡張ユーザ装置（ＵＥ−Ａ）５０１とコアネットワーク４００との間のバックホールリンクを介して伝送することができる。Ｄ２Ｄ通信は、ユーザ装置１００と拡張ユーザ装置５００（ＵＥ−Ａ）との間のＤ２Ｄリンク、及び拡張ユーザ装置（ＵＥ−Ａ）５００と拡張ユーザ装置（ＵＥ−Ａ）５０１との間のＤ２Ｄリンクより成る。すなわち、Ｄ２Ｄ通信はホッピング機能又は中継機能を有する。拡張ユーザ装置５００と拡張ユーザ装置５０１との間に結果として生じるＤ２Ｄリンクは上述したＤ２ＵＥリンクと同様の方法で基地局２００により制御される。拡張ユーザ装置５００と拡張ユーザ装置５０１との間のＤ２Ｄリンクは常時設定してもよく、又はデータトラフィックが存在する間設定してもよい。
図４７及び図４８のシステムでは、バックホールリンクにワンホップＤ２Ｄリンクが用いられる。すなわち、バックホールリンクに２つの拡張ユーザ装置が存在する。しかし、別の実施例では、バックホールＤ２Ｄリンクの数を２つ以上としてもよい。追加のバックホールの実施例を以下にさらに説明する。
図４９に、図４７及び４８に示すワンホップバックホールリンクの通信リンクを図示する。図４９に示すように、ユーザ装置１００はＬＴＥ接続７２０を介して基地局２００と通信を行い、Ｄ２Ｄ接続７１０を介して拡張ユーザ装置５００と通信を行う。同様に、拡張ユーザ装置５００はＬＴＥ接続７３０を介して基地局２００と通信を行い、Ｄ２Ｄ接続７１０を介してユーザ装置１００と通信を行い、Ｄ２Ｄ接続７１０Ａを介して拡張ユーザ装置５０１と通信を行う。さらに、拡張ユーザ装置５０１はＬＴＥ接続７３０Ａを介して基地局２００と通信を行い、Ｄ２Ｄ接続７１０Ａを介して拡張ユーザ装置５００と通信を行い、有線バックホールリンクを介してコアネットワーク４００と通信を行う。
基地局２００はＬＴＥ接続７２０、ＬＴＥ接続７３０、及びＬＴＥ接続７３０Ａを介して、それぞれユーザ装置１００、拡張ユーザ装置５００、及び拡張ユーザ装置５０１と通信を行う。上述したとおり、基地局２００はアクセスゲートウェイ装置３００及びコアネットワーク４００と通信を行う。
ＵＥ−Ａ５００とＵＥ−Ａ５０１との間のリンク７１０ＡはＤ２Ｄリンクであるため、Ｄ２Ｄ接続７１０について上で説明したものと同一の機能がＤ２Ｄ接続７１０Ａにも適用される。このように、基地局がＤ２Ｄ接続７１０を制御するのと同様に、Ｄ２Ｄ接続７１０Ａが基地局２００により制御される。その結果、Ｄ２Ｄリンクを利用することにより、ネットワークオペレータは、コスト及び複雑さを抑えて、バックホールの一部を設定することができる。
そのような、バックホールにＤ２Ｄリンクが含まれる実施例における拡張ユーザ装置５００を図５０を参照して説明する。図５０の拡張ユーザ装置５００は、バックホールＤ２Ｄ通信部５０６ＡがＤ２Ｄリンク７１０Ａを拡張ユーザ装置５０１に伝搬する点を除いて、図９で説明した拡張ユーザ装置５００に類似している。Ｄ２Ｄ接続７１０Ａは物理及びリンクレイヤの設計の観点からＤ２Ｄ接続７１０と同一の機能を有してもよい。
拡張ユーザ装置５０１のブロック図を図５１に示す。拡張ユーザ装置５０１は、バックホールＤ２Ｄ通信部５０４Ｂが図５０のバックホールＤ２Ｄ通信部５０６Ａと通信を行うように構成されている点を除いて、図９で説明した拡張ユーザ装置５００にも類似している。
図７を再度参照して、オフロードリンクは１つのＤ２Ｄ接続（Ｄ２Ｄ接続７１０）とバックホールリンクとより成る。これに対し、図４９のオフロードリンクは２つのＤ２Ｄ接続（Ｄ２Ｄ接続７１０及びＤ２Ｄ接続７１０Ａ）と有線バックホールリンクとより成る。別の実施例では、オフロード用のリンクを３つ以上のＤ２Ｄ接続と有線バックホールリンクとより構成してもよい。
Ｄ２Ｄ接続７１０Ａの制御工程はＤ２Ｄ接続７１０について上述したものと同一である。制御工程には、接続確立、接続管理、接続再設定、ハンドオーバ、接続の解放、無線リソース選択管理、電力制御、リンクアダプテーション、呼受付制御、無線ベアラ割り当て、トラフィック測定、無線測定制御、ベアラ管理、セキュリティアソシエーション、及び他の適切な工程のうちの少なくとも１つが含まれる。
＜追加の特徴＞
上述した基地局２００、ユーザ装置１００、及び拡張ユーザ装置５００のオペレーションはハードウェアで実現してもよく、又はプロセッサにより実行されるソフトウェアモジュールで実現してもよい。さらに、これら両者を組み合わせて実現することもできる。
ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、Erasable Programmable ROM（ＥＰＲＯＭ）、Electronically Erasable and Programmable ROM（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどの任意の形式の記憶媒体に配置が可能である。
このような記憶媒体はプロセッサに接続されているため、プロセッサは記憶媒体への情報の書き込み及び記憶媒体からの情報の読み取りが可能である。このような記憶媒体をプロセッサ中に集積させてもよい。記憶媒体及びプロセッサはＡＳＩＣ中に配置してもよい。このようなＡＳＩＣは基地局装置２００、ユーザ装置、及び拡張ユーザ装置５００に配置してもよい。このような記憶媒体及びプロセッサを独立した構成要素として基地局２００、ユーザ装置１００、及び拡張ユーザ装置５００に配置することもできる。
上述の実施例を用いて本発明を詳細に説明したが、当業者には本発明が本明細書に記載の実施例に限定されないことは明らかである。本発明は、請求項に定義される発明の要点及び範囲から逸脱することなく、修正及び変更を加えて実現可能である。したがって、本明細書中の記載は例示を示すことのみを意図するものであり、本発明に対し何ら制限を加えるものではない。

Claims (41)

  1. 第１の通信リンクを通して基地局から第１の制御プレーンメッセージを受信するように構成される第１の通信部と、
    前記第１の制御プレーンメッセージに応じて確立された第２の通信リンクを通してユーザプレーンデータをユーザ装置に送信するように構成される第２の通信部と、
    サーバからいずれの基地局も介さずにユーザプレーンデータを受信するように構成される第３の通信部と、を具備し、
    前記第２の通信部から送信されたユーザプレーンデータは、前記ユーザ装置において、前記基地局から送信されたユーザプレーンデータと同時に受信されることを特徴とするネットワークデバイス。
  2. 前記第１の通信リンクはＸ２インタフェースリンクであることを特徴とする請求項１に記載のネットワークデバイス。
  3. 前記第１の通信部はさらに前記基地局から第２の制御プレーンメッセージを受信するように構成され、
    前記第２の通信部は前記第２の制御プレーンメッセージに応じて前記第２の通信リンクを解放するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のネットワークデバイス。
  4. 前記第２の通信リンクのセキュリティアソシエーションは前記基地局により制御されていることを特徴とする請求項１に記載のネットワークデバイス。
  5. 前記第２の通信部はさらに前記基地局により設定された無線リソースで前記ユーザプレーンデータを送信するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のネットワークデバイス。
  6. 前記第２の通信部はさらに前記基地局により設定された無線ベアラを用いて前記ユーザプレーンデータを送信するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のネットワークデバイス。
  7. 前記第２の通信部はさらに前記基地局によりパラメータが設定された物理レイヤ又はＭＡＣレイヤの無線リソースで前記ユーザプレーンデータを送信するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のネットワークデバイス。
  8. 前記第１の通信部はさらに前記基地局から第３の制御プレーンメッセージを受信するように構成され、
    前記第２の通信部はさらに前記第３の制御プレーンメッセージに応じてパイロット信号を前記ユーザ装置に送信して、前記ユーザ装置に前記パイロット信号を用いて前記第２の通信リンクの無線リンク品質を測定することを可能にさせるように構成されることを特徴とする請求項１に記載のネットワークデバイス。
  9. 前記第１の通信部はさらに前記基地局から第４の制御プレーンメッセージを受信するように構成され、
    前記第２の通信部は前記第４の制御プレーンメッセージに応じて前記第２の通信リンクを再設定するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のネットワークデバイス。
  10. 前記第２の通信部はさらに前記第２の通信リンクを通して前記ユーザ装置から第３のユーザプレーンデータを受信し、前記第３のユーザプレーンデータを前記第３の通信部から前記サーバにアップロードするように構成されることを特徴とする請求項１に記載のネットワークデバイス。
  11. 前記第３の通信部はサービングゲートウェイを介して前記サーバに接続するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のネットワークデバイス。
  12. 前記第１の通信部はさらに前記基地局から、ハンドオーバのための制御プレーンメッセージを受信するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のネットワークデバイス。
  13. 第１の通信リンクを通して基地局から制御プレーンデータ及び第１のユーザプレーンデータを受信するように構成される第１の通信部と、
    第２の通信リンクを通して、ネットワークデバイスを介してサーバからいずれの基地局も介さずに第２のユーザプレーンデータを受信するように構成される第２の通信部と、を具備し、
    前記第１の通信部はさらに前記第１の通信リンクを通して前記基地局から第１の制御プレーンメッセージを受信するように構成され、
    前記第２の通信部はさらに前記第１の制御プレーンメッセージに応じて前記第２の通信リンクを確立するように構成され、
    前記第１のユーザプレーンデータと前記第２のユーザプレーンデータとを同時に受信することを特徴とするユーザ装置。
  14. 前記第２の通信リンクのセキュリティアソシエーションは前記基地局により制御されていることを特徴とする請求項１３に記載のユーザ装置。
  15. 前記第１の通信部はさらに前記基地局から第２の制御プレーンメッセージを受信するように構成され、
    前記第２の通信部は前記第２の制御プレーンメッセージに応じて前記第２の通信リンクを解放するように構成されることを特徴とする請求項１３に記載のユーザ装置。
  16. 前記第２の通信部はさらに前記基地局により設定された無線リソースで前記第２のユーザプレーンデータを受信するように構成されることを特徴とする請求項１３に記載のユーザ装置。
  17. 前記第２の通信部はさらに前記基地局により設定された無線ベアラを用いて前記第２のユーザプレーンデータを受信するように構成されることを特徴とする請求項１３に記載のユーザ装置。
  18. 前記第２の通信部はさらに前記基地局によりパラメータが設定された物理レイヤ又はＭＡＣレイヤの無線リソースで前記ユーザプレーンデータを送信するように構成されることを特徴とする請求項１３に記載のユーザ装置。
  19. 前記第１の通信部はさらに前記基地局から第３の制御プレーンメッセージを受信するように構成され、
    前記第２の通信部はさらに前記ネットワークデバイスにより送信されるパイロット信号を受信して、前記パイロット信号の無線リンク品質を測定するように構成され、
    前記パイロット信号の無線リソースは前記第３の制御プレーンメッセージに示されることを特徴とする請求項１３に記載のユーザ装置。
  20. 前記第２の通信部はさらに前記第２の通信リンクを用いて、前記ネットワークデバイスを通して第３のユーザプレーンデータを前記サーバに送信するように構成されることを特徴とする請求項１３に記載のユーザ装置。
  21. 前記第１の通信部はさらに前記基地局から第４の制御プレーンメッセージを受信するように構成され、
    前記第２の通信部はさらに前記第４の制御プレーンメッセージに応じてパイロット信号を前記ネットワークデバイスに送信して、前記ネットワークデバイスに前記パイロット信号を用いて前記第２の通信リンクの無線リンク品質を測定することを可能にさせるように構成されることを特徴とする請求項１３に記載のユーザ装置。
  22. 前記第１の通信部はさらに前記基地局から第５の制御プレーンメッセージを受信するように構成され、
    前記第２の通信部は前記第５の制御プレーンメッセージに応じて前記第２の通信リンクを再設定するように構成されることを特徴とする請求項１３に記載のユーザ装置。
  23. 第１の通信リンクを用いてユーザ装置とユーザプレーン及び制御プレーンデータをやり取りし、第２の通信リンクを用いてネットワークデバイスと制御プレーンデータをやり取りするように構成される第１の通信部と、
    前記第１及び第２の通信リンクのうち１つをそれぞれ用いて、前記ユーザ装置及び前記ネットワークデバイスのうち少なくとも１つに送信される第１の制御プレーンメッセージを通して、第３の通信リンクの確立、解放、再設定及びハンドオーバを制御するように構成される制御部と、を具備し、
    前記第１の通信部から前記第１の通信リンクを用いて前記ユーザ装置に送信されるユーザプレーンデータは、前記ネットワークデバイスがサーバからいずれの基地局も介さずに受信して前記第３の通信リンクを通してユーザ装置に送信するユーザプレーンデータと、前記ユーザ装置において同時に受信されることを特徴とする基地局。
  24. 前記制御部はさらに、前記第１の通信部により第１及び第２の通信リンクを用いて前記ユーザ装置及び前記ネットワークデバイスに送信される第２の制御プレーンメッセージを用いて、前記第３の通信リンクの無線リソースを設定するように構成されることを特徴とする請求項２３に記載の基地局。
  25. 前記制御部は、前記第１の通信部により前記第１及び第２の通信リンクを用いて前記ユーザ装置及び前記ネットワークデバイスに送信される第３の制御プレーンメッセージを用いて前記第３の通信リンクの無線ベアラを設定するように構成されることを特徴とする請求項２３に記載の基地局。
  26. 前記第１の通信部はさらにそれぞれの前記第１又は第２の通信リンクを用いて前記ユーザ装置及び前記ネットワークデバイスのうち少なくとも１つから測定報告を受信するように構成され、
    前記測定報告は前記第３の通信リンクの無線リンク品質の測定結果を含み、
    前記制御部は前記測定報告に応じて、確立、解放、再設定、ハンドオーバ、及び無線リソース割り当てのうち少なくとも１つを決定するように構成されることを特徴とする請求項２３に記載の基地局。
  27. 前記第１の通信部はさらに前記第１の通信リンクを用いて前記ユーザ装置から測定報告を受信するように構成され、
    前記測定報告は前記第３の通信リンクの無線リンク品質の測定結果を含み、
    前記制御部は前記測定報告に応じて、確立、解放、再設定、ハンドオーバ、及び無線リソース割り当てのうち少なくとも１つを決定するように構成されることを特徴とする請求項２３に記載の基地局。
  28. 前記第１の通信リンクはＸ２インタフェースリンクであることを特徴とする請求項２３に記載の基地局。
  29. 前記第３の通信リンクのセキュリティアソシエーションを制御することを特徴とする請求項２３に記載の基地局。
  30. 無線通信システムにおいてネットワークデバイスを用いて通信を行う方法であって、
    前記ネットワークデバイスで、第１の通信リンクを通して基地局から第１の制御プレーンメッセージを受信する工程と、
    前記ネットワークデバイスで、前記第１の制御プレーンメッセージに応じて確立された第２の通信リンクを通してユーザプレーンデータをユーザ装置に送信する工程と、
    前記ネットワークデバイスで、サーバからいずれの基地局も介さずに下りユーザプレーンデータを受信する工程と、
    前記ネットワークデバイスから、前記第２の通信リンクを通して前記下りユーザプレーンデータを送信する工程と、を具備し、
    前記下りユーザプレーンデータは、前記ユーザ装置において、前記基地局から送信されるユーザプレーンデータと同時に受信されることを特徴とする方法。
  31. 無線通信システムにおいてユーザ装置を用いて通信を行う方法であって、
    前記ユーザ装置で、第１の通信リンクを通して基地局から第１の制御プレーンメッセージ及び第１のユーザプレーンデータを受信する工程と、
    前記ユーザ装置で、前記第１の制御プレーンメッセージに応じて第２の通信リンクを確立する工程と、
    前記ユーザ装置で、前記第２の通信リンクを通してネットワークデバイスを介してサーバからいずれの基地局も介さずに第２のユーザプレーンデータを受信する工程と、を具備し、
    前記ユーザ装置は、前記第１のユーザプレーンデータと前記第２のユーザプレーンデータとを同時に受信することを特徴とする方法。
  32. 無線通信システムにおいて基地局を用いて通信を行う方法であって、
    前記基地局で、第１の通信リンクを用いてユーザ装置とユーザプレーンデータ及び制御プレーンメッセージをやり取りし、第２の通信リンクを用いてネットワークデバイスと制御プレーンメッセージをやり取りする工程と、
    前記基地局で、前記第１及び第２の通信リンクのうち１つをそれぞれ用いて、前記ユーザ装置及び前記ネットワークデバイスのうち少なくとも１つに送信される第１の制御プレーンメッセージを通して、第３の通信リンクの確立、解放、再設定及びハンドオーバを制御する工程と、を具備し、
    前記第１の通信リンクを用いて前記ユーザ装置に送信されるユーザプレーンデータは、前記ネットワークデバイスがサーバからいずれの基地局も介さずに受信して前記第３の通信リンクを通してユーザ装置に送信するユーザプレーンデータと、前記ユーザ装置において同時に受信されることを特徴とする方法。
  33. 第１の通信リンクを通して基地局から第１の制御プレーンメッセージ及び第２の制御プレーンメッセージを受信するように構成される第１の通信部と、
    前記第１の制御プレーンメッセージに応じてユーザ装置との第２の通信リンクを確立するように構成され、さらに前記第２の制御プレーンメッセージに応じて少なくとも１つのパイロット信号を前記ユーザ装置に送信し、前記第２の通信リンクを通して前記ユーザ装置とユーザプレーンデータをやり取りするように構成される第２の通信部と、
    サーバと、いずれの基地局も介さずに前記ユーザプレーンデータをやり取りするように構成される第３の通信部とを具備し、
    前記第２の通信部から送信されたユーザプレーンデータは、前記ユーザ装置において、前記基地局から送信されたユーザプレーンデータと同時に受信されることを特徴とするネットワークデバイス。
  34. 前記第２の通信部はさらに第２の制御プレーンメッセージにより決定される送信周期、周波数領域リソース、時間領域リソース、及び符号領域リソースのうち少なくとも１つに従って前記少なくとも１つのパイロット信号を送信するように構成される請求項３３に記載のネットワークデバイス。
  35. 前記パイロット信号が送信されるタイミングは、前記基地局と前記ユーザ装置の間の通信リンクのフレームタイミングを基準にしたオフセットにより設定されることを特徴とする請求項３３に記載のネットワークデバイス。
  36. 第１の通信リンクを通して基地局から制御プレーンメッセージ及び第１のユーザプレーンデータを受信するように構成される第１の通信部と、
    第２の通信リンクを通して、ネットワークデバイスを介してサーバからいずれの基地局も介さずに第２のユーザプレーンデータを受信するように構成される第２の通信部と、を具備し、
    前記第１の通信部はさらに前記第１の通信リンクを通して前記基地局から第１の制御プレーンメッセージを受信するように構成され、
    前記第２の通信部はさらに前記第１の制御プレーンメッセージに応じて前記第２の通信リンクを確立するように構成され、
    前記第２の通信部はさらに前記第２の通信リンクを通して前記ネットワークデバイスから少なくとも１つのパイロット信号を受信し、受信した前記少なくとも１つのパイロット信号を用いて前記第２の通信リンクの無線リンク品質を測定するように構成され、
    前記第１の通信部はさらに前記第１の通信リンクを通して前記基地局に前記無線リンク品質を送信するように構成され、
    前記第１のユーザプレーンデータと前記第２のユーザプレーンデータとを同時に受信することを特徴とするユーザ装置。
  37. 前記第１の通信部はさらに前記基地局から第２の制御プレーンメッセージを受信し、前記パイロット信号に関する無線リソース情報は、前記第２の制御プレーンメッセージにより通知されることを特徴とする請求項３６に記載のユーザ装置。
  38. 前記パイロット信号が受信されるタイミングは、前記第１の通信リンクのフレームタイミングを基準にしたオフセットにより設定されることを特徴とする請求項３６に記載のユーザ装置。
  39. 第１の通信リンクを通して基地局から第１の制御プレーンメッセージを受信するように構成される第１の通信部と、
    前記第１の制御プレーンメッセージに応じて確立された第２の通信リンクを通してユーザプレーンデータをユーザ装置に送信するように構成される第２の通信部と、
    サーバからいずれの基地局も介さずに前記ユーザプレーンデータを受信するように構成される第３の通信部と、を具備し、
    前記第２の通信部はさらに前記第２の通信リンクを通して少なくとも１つのパイロット信号を前記ユーザ装置に送信するように構成され、
    前記第１の通信部はさらに前記第１の通信リンクを通して前記基地局から無線リソースを設定する第２の制御プレーンメッセージを受信し、
    設定された無線リソースを用いて、前記第２の通信リンクを通して前記ユーザ装置に前記ユーザプレーンデータを送信するように構成され、
    前記第２の通信部から送信されたユーザプレーンデータは、前記ユーザ装置において、前記基地局から送信されたユーザプレーンデータと同時に受信されることを特徴とするネットワークデバイス。
  40. 第１の通信リンクを通して基地局から第１の制御プレーンメッセージを受信するように構成される第１の通信部と、
    前記第１の制御プレーンメッセージに応じて確立された第２の通信リンクを通してユーザプレーンデータをユーザ装置に送信するように構成される第２の通信部と、
    サーバからいずれの基地局も介さずに前記ユーザプレーンデータを受信するように構成される第３の通信部と、を具備し、
    前記第２の通信部はさらに、処理負荷、無線リソース使用量、データレート、第２のリンクのパスロス、無線リンク品質、ブロックエラーレート、送信信号電力、受信信号電力、干渉電力、及び第２の通信リンクにおけるユーザ装置数のうち少なくとも１つを測定するように構成され、
    前記第１の通信部はさらに前記測定の結果を前記基地局に送信するように構成され、
    前記第２の通信部から送信されたユーザプレーンデータは、前記ユーザ装置において、前記基地局から送信されたユーザプレーンデータと同時に受信されることを特徴とするネットワークデバイス。
  41. 第１の通信リンクを用いてユーザ装置とユーザプレーンデータ及び制御プレーンメッセージをやり取りし、第２の通信リンクを用いてネットワークデバイスと制御プレーンメッセージをやり取りするように構成される第１の通信部と、
    前記第１及び第２の通信リンクのうち１つをそれぞれ用いて、前記ユーザ装置及び前記ネットワークデバイスのうち少なくとも１つに送信される第１の制御プレーンメッセージを通して、第３の通信リンクの確立、解放、再設定及びハンドオーバを制御するように構成される制御部と、を具備し、
    前記制御部はさらに前記第２の通信リンクにおける接続数、無線リソースの使用量、データレート、接続確立の成功率、ハンドオーバの成功率、無線リンクの故障数、ハンドオーバの回数、及び接続再確立の回数のうち少なくとも１つを測定するように構成され、
    前記第１の通信部から前記第１の通信リンクを用いて前記ユーザ装置に送信されるユーザプレーンデータは、前記ネットワークデバイスがサーバからいずれの基地局も介さずに受信して前記第３の通信リンクを通してユーザ装置に送信するユーザプレーンデータと、前記ユーザ装置において同時に受信されることを特徴とする基地局。
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