[ロングタームエボリューション(LTE)]
WCDMA(登録商標)無線アクセス技術をベースとする第3世代の移動通信システム(3G)は、世界中で広範な規模で配備されつつある。この技術を機能強化または発展・進化させるうえでの最初のステップとして、高速ダウンリンクパケットアクセス(HSDPA:High-Speed Downlink Packet Access)と、エンハンストアップリンク(高速アップリンクパケットアクセス(HSUPA:High-Speed Uplink Packet Access)とも称する)とが導入され、これにより、極めて競争力の高い無線アクセス技術が提供されている。
ユーザからのますます増大する需要に対応し、新しい無線アクセス技術に対する競争力を確保する目的で、3GPPは、ロングタームエボリューション(LTE)と称される新しい移動通信システムを導入した。LTEは、今後10年間にわたり、データおよびメディアの高速伝送ならびに大容量の音声サポートに要求されるキャリアを提供するように設計されている。高いビットレートを提供する能力は、LTEにおける重要な方策である。
E−UTRA(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access(UTRA))およびUTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network)と称される、LTEに関する作業項目(WI:work item)の仕様は、最終的にリリース8(LTEリリース8)として公開される。LTEシステムは、パケットベースの効率的な無線アクセスおよび無線アクセスネットワークであり、IPベースの全機能を低遅延かつ低コストで提供する。LTEでは、与えられたスペクトルを用いてフレキシブルなシステム配備を達成するために、スケーラブルな複数の送信帯域幅(例えば、1.4MHz、3.0MHz、5.0MHz、10.0MHz、15.0MHz、および20.0MHz)が指定されている。ダウンリンクには、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)をベースとする無線アクセスが採用されている。なぜなら、かかる無線アクセスは、低いシンボルレートのため本質的にマルチパス干渉(MPI:multipath interference)を受けにくく、また、サイクリックプレフィックス(CP:Cyclic Prefix)を使用しており、さらに、様々な送信帯域幅の構成に対応可能だからである。アップリンクには、SC−FDMA(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access)をベースとする無線アクセスが採用されている。なぜなら、ユーザ機器(UE:User Equipment)の送信出力が限られていることを考えれば、ピークデータレートを向上させるよりも広いカバレッジエリアを提供することが優先されるからである。LTEリリース8/9では、数多くの主要なパケット無線アクセス技術(例えば、MIMO(Multiple Input Multiple Output)チャネル伝送技術)が採用され、高効率の制御シグナリング構造が達成されている。
[LTEのアーキテクチャ]
図1は、LTEの全体的なアーキテクチャを示している。E−UTRANはeNodeBから構成され、eNodeBは、ユーザ機器(UE)に向けのE−UTRAのユーザプレーン(PDCP/RLC/MAC/PHY)プロトコルおよび制御プレーン(RRC:Radio Resource Control)プロトコルを終端させる。eNodeB(eNB)は、物理(PHY)レイヤ、媒体アクセス制御(MAC:Medium Access Control)レイヤ、無線リンク制御(RLC:Radio Link Control)レイヤ、およびパケットデータ制御プロトコル(PDCP:Packet Data Control Protocol)レイヤ(これらのレイヤはユーザプレーンのヘッダ圧縮および暗号化の機能を含む)をホストする。eNBは、制御プレーンに対応する無線リソース制御(RRC)機能も提供する。eNBは、無線リソース管理、アドミッション制御、スケジューリング、交渉によるアップリンクサービス品質(QoS:Quality of Service)の実施、セル情報のブロードキャスト、ユーザプレーンデータおよび制御プレーンデータの暗号化/復号、ダウンリンク/アップリンクのユーザプレーンパケットヘッダの圧縮/復元など、多くの機能を実行する。複数のeNodeBは、X2インタフェースによって互いに接続されている。
また、複数のeNodeBは、S1インタフェースによってEPC(Evolved Packet Core)、より具体的には、S1−MMEによってMME(Mobility Management Entity:移動管理エンティティ)、S1−Uによってサービングゲートウェイ(SGW:Serving Gateway)に接続されている。S1インタフェースは、MME/サービングゲートウェイとeNodeBとの間の多対多関係をサポートする。SGWは、ユーザデータパケットをルーティングして転送する一方で、eNodeB間のハンドオーバー時におけるユーザプレーンのモビリティアンカーとして機能し、さらに、LTEと別の3GPP技術との間のモビリティのためのアンカー(S4インタフェースを終端させ、2G/3GシステムとPDN GWとの間でトラフィックを中継する)として機能する。SGWは、アイドル状態のユーザ機器に対しては、ダウンリンクデータ経路を終端させ、そのユーザ機器へのダウンリンクデータが到着したときにページングをトリガする。SGWは、ユーザ機器のコンテキスト(例えばIPベアラサービスのパラメータ、またはネットワーク内部ルーティング情報)を管理および格納する。さらに、SGWは、合法傍受(lawful interception)の場合にユーザトラフィックの複製を実行する。
MMEは、LTEのアクセスネットワークの主要な制御ノードである。MMEは、アイドルモードのユーザ機器の追跡およびページング手順(再送信を含む)の役割を担う。MMEは、ベアラのアクティブ化/非アクティブ化プロセスに関与し、さらには、最初のアタッチ時と、コアネットワーク(CN:Core Network)ノードの再配置を伴うLTE内ハンドオーバー時とに、ユーザ機器のSGWを選択する役割も担う。MMEは、(HSSと対話することによって)ユーザを認証する役割を担う。非アクセス層(NAS:Non-Access Stratum)シグナリングはMMEにおいて終端される。MMEは、一時的なIDを生成してユーザ機器に割り当てる役割も担う。MMEは、サービスプロバイダのPLMN(Public Land Mobile Network)に入るためのユーザ機器の認証をチェックし、ユーザ機器のローミング制約を実施する。MMEは、NASシグナリングの暗号化/完全性保護においてネットワーク内の終端点であり、セキュリティキーの管理を行う。シグナリングの合法傍受も、MMEによってサポートされる。さらに、MMEは、LTEのアクセスネットワークと2G/3Gのアクセスネットワークとの間のモビリティのための制御プレーン機能を提供し、SGSNからのS3インタフェースを終端させる。さらに、MMEは、ローミングするユーザ機器のためのホームHSSに向かうS6aインタフェースを終端させる。
[LTEにおけるコンポーネントキャリア構造]
3GPP LTEシステムのダウンリンクコンポーネントキャリアは、いわゆるサブフレームにおける時間−周波数領域でさらに分割される。3GPP LTEにおいて、各サブフレームは、図2に示すように2つのダウンリンクスロットに分割される。第1のダウンリンクスロットは、第1のOFDMシンボル内の制御チャネル領域(PDCCH領域)を備える。各サブフレームは、時間領域内の所与の数のOFDMシンボルで構成され(3GPP LTE(リリース8)では12個または14個のOFDMシンボル)、各OFDMシンボルはコンポーネントキャリアの帯域幅全体に広がる。したがって、OFDMシンボルの各々は、各サブキャリアで送信されるいくつかの変調シンボルで構成される。LTEでは、各スロットにおける送信信号は、NDL RB×NRB sc本のサブキャリアとNDL symb個のOFDMシンボルのリソースグリッドによって記述される。NDL RBは、帯域幅の中のリソースブロックの数である。NDL RBは、セルにおいて設定されているダウンリンク送信帯域幅に依存し、Nmin,DL RB≦NDL RB≦Nmax,DL RBを満たす。この場合、Nmin,DL RB=6およびNmax,DL RB=110は、それぞれ、現在のバージョンの仕様によってサポートされている最小ダウンリンク帯域幅および最大ダウンリンク帯域幅である。NRB scは、1個のリソースブロックの中のサブキャリアの数である。通常のサイクリックプレフィックスのサブフレーム構造の場合、NRB sc=12、NDL symb=7である。
例えば、3GPP LTEにおいて使用されるような、例えばOFDMを使用するマルチキャリア通信システムを想定すると、スケジューラによって割り当てることができるリソースの最小単位は、1つの「リソースブロック」である。物理リソースブロック(PRB:Physical Resource Block)は、図2に例示したように、時間領域における連続するOFDMシンボル(例えば7個のOFDMシンボル)および周波数領域における連続するサブキャリア(例えば、コンポーネントキャリアの12本のサブキャリア)として定義される。したがって、3GPP LTE(リリース8)では、物理リソースブロックはリソースエレメントから構成され、時間領域における1つのスロットおよび周波数領域における180kHzに対応する(ダウンリンクリソースグリッドに関するさらなる詳細は、例えば非特許文献1の6.2節(3GPPのウェブサイト(http://www.3gpp.org)で入手可能であり、参照により本明細書に組み込まれている)を参照)。
1つのサブフレームは、2つのスロットで構成される。いわゆる「通常の(normal)」CP(Cyclic Prefix)が使用されるときにはサブフレーム内に14個のOFDMシンボルが存在し、いわゆる「拡張(extended)」CPが使用されるときにはサブフレーム内に12個のOFDMシンボルが存在する。専門用語を目的として、以下で、サブフレーム全体に広がる同じ連続するサブキャリアと同等の時間−周波数リソースは、「リソースブロックペア(resource block pair)」または同意義の「RBペア(RB pair)」もしくは「PRBペア(PRB pair)」と呼ばれる。
「コンポーネントキャリア(Component Carrier)」という用語は、周波数領域におけるいくつかのリソースブロックの組み合わせを示す。LTEの将来のリリースでは、「コンポーネントキャリア」という用語はもはや使用されず、その代わりに、その専門用語はダウンリンクリソースおよびオプションでアップリンクリソースの組み合わせを示す「セル」に変更される。ダウンリンクリソースのキャリア周波数とアップリンクリソースのキャリア周波数との間のリンク付けは、ダウンリンクリソースで送信されるシステム情報において指示される。
コンポーネントキャリアの構造に関する同様の想定は、以降のリリースにも適用される。
[より広い帯域幅のサポートのためのLTE−Aにおけるキャリアアグリゲーション]
World Radio communication Conference 2007(WRC−07)において、IMT−Advancedの周波数スペクトルが決定された。IMT−Advancedのための全体的な周波数スペクトルは決定されたが、実際に利用可能な周波数帯域幅は、地域または国によって異なる。しかしながら、利用可能な周波数スペクトルのアウトラインの決定に続いて、3GPP(3rd Generation Partnership Project)において無線インタフェースの標準化が開始された。3GPP TSG RAN #39会合において、「Further Advancements for E-UTRA (LTE-Advanced)」に関する検討項目(study item)の記述が承認された。この検討項目は、E−UTRAを進化・発展させるうえで(例えば、IMT−Advancedの要求条件を満たすために)考慮すべき技術要素をカバーしている。
LTEアドバンストシステムがサポートできる帯域幅は100MHzであり、一方、LTEシステムは20MHzのみをサポートできる。今日、無線スペクトルの欠如がワイヤレスネットワークの開発のボトルネックになり、結果として、LTEアドバンストシステムのために十分広いスペクトル帯域を見つけることは困難である。したがって、より広い無線スペクトル帯域を獲得するための方法を見つけることは急務であり、ここにおいて、可能性のある答えは、キャリアアグリゲーション機能である。
キャリアアグリゲーションでは、最大で100MHzのより広い送信帯域幅をサポートする目的で、2つ以上のコンポーネントキャリアがアグリゲートされる。LTE−Advancedシステムでは、LTEシステムにおけるいくつかのセルが、より広い1つのチャネルにアグリゲートされる。このチャネルは、たとえLTEにおけるこれらのセルが異なる周波数帯域にある場合でも100MHzに対して十分に広い。
少なくとも、コンポーネントキャリアの帯域幅が、LTEリリース8/9のセルのサポートされる帯域幅を超えないときには、すべてのコンポーネントキャリアをLTEリリース8/9互換であるように設定できる。ユーザ機器によってアグリゲートされるすべてのコンポーネントキャリアが必ずしもLTEリリース8/9互換でなくてよい。リリース8/9のユーザ機器がコンポーネントキャリアにキャンプオンすることを回避するため、既存のメカニズム(例:バーリング)を使用できる。
ユーザ機器は、ユーザ機器の能力に応じて1つまたは複数のコンポーネントキャリア(複数のサービングセルに対応する)を同時に受信または送信できる。キャリアアグリゲーションのための受信能力および/または送信能力を備えた、LTE−Aリリース10のユーザ機器は、複数のサービングセル上で同時に受信する、および/または送信できる。これに対して、LTEリリース8/9のユーザ機器は、コンポーネントキャリアの構造がリリース8/9の仕様に従う場合、1つのみのサービングセル上で受信および送信を行うことができる。
キャリアアグリゲーションは、連続するコンポーネントキャリアおよび不連続なコンポーネントキャリアの両方においてサポートされ、各コンポーネントキャリアは、(3GPP LTE(リリース8/9)のnumerologyを使用して)周波数領域における最大110個のリソースブロックに制限される。
同じeNodeB(基地局)から送信される、場合によってはアップリンクおよびダウンリンクにおいて異なる帯域幅の異なる数のコンポーネントキャリアをアグリゲートするように、3GPP LTE−A(リリース10)互換のユーザ機器を構成することが可能である。設定することのできるダウンリンクコンポーネントキャリアの数は、ユーザ機器のダウンリンクのアグリゲーション能力に依存する。逆に、設定することのできるアップリンクコンポーネントキャリアの数は、ユーザ機器のアップリンクのアグリゲーション能力に依存する。現時点では、ダウンリンクコンポーネントキャリアよりもアップリンクコンポーネントキャリアが多い状態に移動端末を設定することはできない。一般的なTDD配備では、コンポーネントキャリアの数および各コンポーネントキャリアの帯域幅は、アップリンクとダウンリンクとで同じである。同じeNodeBから送信されるコンポーネントキャリアは、同じカバレッジを提供する必要はない。
連続的にアグリゲートされるコンポーネントキャリアの中心周波数の間隔は、300kHzの整数倍である。これは、3GPP LTE(リリース8/9)の100kHzの周波数ラスターとの互換性を保つと同時に、15kHz間隔のサブキャリアの直交性を維持するためである。アグリゲーションのシナリオによっては、連続するコンポーネントキャリアの間に少数の使用されないサブキャリアを挿入することによって、n×300kHzの間隔あけを容易にすることができる。
複数のキャリアをアグリゲートする影響は、MACレイヤに及ぶのみである。MACレイヤには、アップリンクおよびダウンリンクの両方において、アグリゲートされるコンポーネントキャリアごとに1つのHARQエンティティが要求される。コンポーネントキャリアあたりのトランスポートブロックは最大1個である(アップリンクにおけるSU−MIMOを使用しない場合)。トランスポートブロックおよびそのHARQ再送信(発生時)は、同じコンポーネントキャリアにマッピングする必要がある。
キャリアアグリゲーションが設定されているとき、移動端末はネットワークとの1つのRRC接続のみを有する。RRC接続の確立/再確立時、1つのセルが、LTEリリース8/9と同様に、セキュリティ入力(1つのECGI、1つのPCI、および1つのARFCN)と、非アクセス層(NAS:non-access stratum)モビリティ情報(例:TAI)とを提供する。RRC接続の確立/再確立の後、そのセルに対応するコンポーネントキャリアは、ダウンリンクプライマリセル(PCell:Primary Cell)と称される。接続状態では、ユーザ機器あたり常に1つのダウンリンクPCell(DL PCell)および1つのアップリンクPCell(UL PCell)が設定される。コンポーネントキャリアの設定されたセットおいて、他のセルはセカンダリセル(SCell:Secondary Cell)と呼ばれ、SCellのキャリアはダウンリンクセカンダリコンポーネントキャリア(DL SCC)およびアップリンクセカンダリコンポーネントキャリア(UL SCC)である。1つのUEに対して最大5つのサービングセル(PCellを含む)を設定できる。
[MACレイヤ/MACエンティティ、RRCレイヤ、物理レイヤ]
LTEのLayer 2のユーザプレーン/制御プレーンのプロトコルスタックは、4つのサブレイヤ、すなわちRRC、PDCP、RLC、およびMACを備えている。媒体アクセス制御(MAC)レイヤは、LTEの無線プロトコルスタックのLayer 2アーキテクチャにおける最も下のサブレイヤであり、例えば3GPP技術規格である非特許文献2によって定義されている。下の物理レイヤとはトランスポートチャネルを通じて接続されており、上のRLCレイヤとは論理チャネルを通じて接続されている。したがってMACレイヤは、論理チャネルとトランスポートチャネルとの間の多重化および逆多重化を実行する。送信側におけるMACレイヤは、論理チャネルを通じて受け取るMAC SDUからMAC PDU(トランスポートブロックとしても知られている)を構築し、受信側におけるMACレイヤは、トランスポートチャネルを通じて受け取るMAC PDUからMAC SDUを復元する。
MACレイヤは、論理チャネルを通じてRLCレイヤにデータ伝送サービスを提供し(参照により本明細書に組み込まれている非特許文献2の5.4節および5.3節を参照)、この論理チャネルは、制御データ(例えばRRCシグナリング)を伝える制御論理チャネル、またはユーザプレーンデータを伝えるトラフィック論理チャネルのいずれかである。その一方で、MACレイヤからのデータはトランスポートチャネル(ダウンリンクまたはアップリンクとして分類される)を通じて物理レイヤと交換される。無線を通じた送信方式に応じて、データがトランスポートチャネルに多重化される。
物理レイヤは、データおよび制御情報をエアインタフェースを介して実際に送信する役割を担い、すなわち物理レイヤは、送信側ではMACトランスポートチャネルからのすべての情報をエアインタフェースを通じて伝える。物理レイヤによって実行されるいくつかの重要な機能としては、符号化および変調、リンクアダプテーション(AMC)、電力制御、セルサーチ(最初の同期およびハンドオーバーを目的とする)、RRCレイヤのための他の測定(LTEシステムの内側およびシステム間)が挙げられる。物理レイヤは、送信パラメータ(変調方式、符号化率(すなわち変調・符号化方式(MCS))、物理リソースブロックの数など)に基づいて、送信を実行する。物理レイヤの機能に関するさらなる情報は、非特許文献3(参照により本明細書に組み込まれている)に記載されている。
無線リソース制御(RRC)レイヤは、無線インタフェースにおけるUEとeNBとの間の通信と、いくつかのセルを横切って移動するUEのモビリティを制御する。RRCプロトコルは、NAS情報の伝送もサポートする。RRC_IDLEのUEに対しては、RRCはネットワークからの着信呼の通知をサポートする。RRC接続制御は、RRC接続の確立、変更、および解除に関連するすべての手順(ページング、測定の設定および報告、無線リソースの設定、最初のセキュリティ起動、シグナリング無線ベアラ(SRB:Signalling Radio Bearer)およびユーザデータを伝える無線ベアラ(データ無線ベアラ(DRB:Data Radio Bearer))の確立を含む)をカバーする。
無線リンク制御(RLC:Radio Link Control)サブレイヤは、主としてARQ(自動再送要求)機能を備えており、また、データの分割および連結をサポートしている。すなわち、RLCレイヤは、RLC SDUのフレーミングを実行し、MACレイヤによって示されるサイズにする。後者の2つによって、データレートとは無関係にプロトコルオーバーヘッドが最小になる。RLCレイヤは、論理チャネルを介してMACレイヤに接続されている。各論理チャネルは、様々なタイプのトラフィックを伝える。RLCレイヤの上のレイヤは、一般にはPDCPレイヤであるが、場合によってはRRCレイヤである。すなわち、論理チャネルBCCH(Broadcast Control Channel)、PCCH(Paging Control Channel)、およびCCCH(Common Control Channel)で送信されるRRCメッセージは、セキュリティ保護を必要とせず、したがってPDCPレイヤをバイパスしてRLCレイヤに直接渡される。
[LTEにおけるアップリンクアクセス方式]
アップリンク送信では、カバレッジを最大にするため、ユーザ端末は高い電力効率で送信する必要がある。E−UTRAのアップリンク送信方式としては、シングルキャリア伝送と、動的な帯域幅割当てのFDMAとを組み合わせた方式が選択されている。シングルキャリア伝送が選択された主たる理由は、マルチキャリア信号(OFDMA)と比較して、ピーク対平均電力比(PAPR:peak to average power ratio)が低く、これに対応して電力増幅器の効率が改善され、カバレッジも改善されるためである(与えられる端末ピーク電力に対してデータレートがより高い)。各時間間隔において、eNodeBは、ユーザデータを送信するための固有の時間/周波数リソースをユーザに割り当て、これによってセル内の直交性が確保される。アップリンクにおける直交多元接続によって、セル内干渉が排除されることでスペクトル効率が高まる。マルチパス伝搬に起因する干渉については、送信信号にサイクリックプレフィックスを挿入することにより基地局(eNodeB)において対処する。
データを送信するために使用される基本的な物理リソースは、1つの時間間隔(例えばサブフレーム)にわたるサイズBWgrantの周波数リソースから構成される(符号化された情報ビットはこのリソースにマッピングされる)。なお、サブフレーム(送信時間間隔(TTI:Transmission Time Interval)とも称する)は、ユーザデータを送信するための最小の時間間隔である。しかしながら、サブフレームを連結することにより、1TTIより長い時間にわたる周波数リソースBWgrantをユーザに割り当てることも可能である。
[Layer 1/Layer 2制御シグナリング]
スケジューリング対象のユーザに、ユーザの割当て状態、トランスポートフォーマット、およびその他の送信関連情報(例:HARQ情報、送信電力制御(TPC:Transmit Power Control)コマンド)を通知する目的で、L1/L2制御シグナリングがデータと共にダウンリンクで送信される。L1/L2制御シグナリングは、サブフレーム内でダウンリンクデータと共に多重化される(ユーザ割当てがサブフレーム単位で変化し得るものと想定する)。なお、ユーザ割当てをTTI(送信時間間隔)ベースで実行することもできる。その場合、TTI長をサブフレームの整数倍とすることができることに留意されたい。TTI長は、サービスエリア内ですべてのユーザに対して一定とする、または異なるユーザに対して異なる長さとする、さらにはユーザごとに動的とすることもできる。L1/L2制御シグナリングは、一般的にはTTIあたり1回送信するのみでよい。以下では、一般性を失うことなく、TTIが1サブフレームに等しいものと想定する。
L1/L2制御シグナリングは、物理ダウンリンク制御チャネル(PDCCH)で送信される。PDCCHは、ダウンリンク制御情報(DCI:Downlink Control Information)としてのメッセージを伝える。DCIには、ほとんどの場合、移動端末またはUEのグループへのリソース割当ておよびその他の制御情報が含まれる。いくつかのPDCCHを1つのサブフレーム内で送信できる。
アップリンク無線リソースまたはダウンリンク無線リソースを割り当てる目的でL1/L2制御シグナリングで送られる情報は(特にLTE(−A)リリース10)、一般的には以下の項目に分類できる。
− ユーザ識別情報(User Identity): 割り当てる対象のユーザを示す。この情報は、一般には、CRCをユーザの識別情報によってマスクすることによってチェックサムに含まれる。
− リソース割当て情報(Resource allocation information): ユーザに割り当てられるリソース(例:リソースブロック(RB))を示す。あるいはこの情報はリソースブロック割当て(RBA:resource block assignment)と称される。なお、ユーザに割り当てられるリソースブロック(RB)の数は動的とすることができる。
− キャリアインジケータ(Carrier indicator): 第1のキャリアで送信される制御チャネルが、第2のキャリアに関連するリソース(すなわち第2のキャリアのリソースまたは第2のキャリアに関連するリソース)を割り当てる場合に使用される(クロスキャリアスケジューリング)。
− 変調・符号化方式(Modulation and Coding Scheme): 採用される変調方式および符号化率を決める。
− HARQ情報: データパケットまたはその一部の再送信時に特に有用である、新規データインジケータ(NDI:New Data Indicator)または冗長バージョン(RV:Redundancy Version)など。
− 電力制御コマンド: 割当て対象のアップリンクのデータまたは制御情報の送信時の送信電力を調整する。
− 参照信号情報: 割当ての対象の参照信号の送信または受信に使用される、適用されるサイクリックシフトまたは直交カバーコード(OCC)インデックスなど。
− アップリンク割当てインデックスまたはダウンリンク割当てインデックス: 割当ての順序を識別するために使用され、TDDシステムにおいて特に有用である。
− ホッピング情報: 例えば、周波数ダイバーシチを増大させる目的でリソースホッピングを適用するかどうか、および適用方法の指示情報。
− CSI要求: 割り当てられるリソースにおいてチャネル状態情報(Channel State Information)を送信するようにトリガするために使用される。
− マルチクラスタ情報: シングルクラスタ(RBの連続的なセット)またはマルチクラスタ(連続的なリソースブロックの少なくとも2つの不連続なセット)で送信を行うかを指示して制御するために使用されるフラグである。マルチクラスタ割当ては、3GPP LTE−(A)リリース10によって導入された。
なお、上記リストは、すべてを網羅したものではなく、また、使用されるDCIフォーマットによっては、リストした情報項目すべてを各PDCCH送信に含める必要はないことに留意されたい。
ダウンリンク制御情報はいくつかのフォーマットの形をとり、これらのフォーマットは、全体のサイズと、上述したフィールドに含まれる情報とが異なる。LTEにおいて現在定義されている様々なDCIフォーマットは以下のとおりであり、非特許文献4の5.3.3.1節(3GPPのウェブサイト(http://www.3gpp.org)で入手可能であり、参照により本明細書に組み込まれている)に詳しく記載されている。参照により本明細書に組み込まれる非特許文献4は、5.4.3節で、サイドリンクインタフェースのための制御情報を定義している。
[半持続的スケジューリング(SPS:Semi-Persistent Scheduling)]
ダウンリンクおよびアップリンクでは、スケジューリングeNodeBは、各送信時間間隔で、ユーザ機器がそれらの特定のC−RNTIを介してアドレス指定されるL1/L2制御チャネル(PDCCH)を介してユーザ機器に動的にリソースを割り当てる。既に前述したように、PDCCHのCRCは、アドレス指定されたユーザ機器のC−RNTIでマスクされる(いわゆる、動的PDCCH)。一致するC−RNTIを有するユーザ機器のみが、PDCCHコンテンツを正しく復号することができる。すなわちCRCチェックは肯定的である。この種のPDCCHシグナリングは、動的(スケジューリング)グラントとも呼ばれる。ユーザ機器は、割り当てられた、可能性のある割当て(ダウンリンクおよびアップリンク)を発見するために、動的グラントのためのL1/L2制御チャネルを、各送信時間間隔において監視する。
これに加えて、E−UTRANは、最初のHARQ送信のためのアップリンク/ダウンリンクリソースを持続的に割り当て得る。必要に応じて、再送信は、L1/L2制御チャネルを介して明示的にシグナリングされる。再送信は動的にスケジューリングされるので、この種の動作は、半持続的スケジューリング(SPS)と呼ばれる。すなわち、リソースは、半持続的ベースでユーザ機器に割り当てられる(半持続的リソース割当て)。この利点は、最初のHARQ送信のためのPDCCHリソースが節約されることである。半持続的スケジューリングは、リリース10におけるPCellでは使用され得るが、SCellでは使用されない。
半持続的スケジューリングを使用してスケジューリングされ得るサービスの一例は、ボイスオーバIP(VoIP)である。20msごとに、VoIPパケットが、通話中、コーデックにおいて生成される。したがって、eNodeBは、20msごとにアップリンクまたはそれぞれダウンリンクリソースを持続的に割り当てることができ得る。それはその後、ボイスオーバIPパケットの送信のために使用され得る。一般に、半持続的スケジューリングは、予測可能なトラフィック挙動、すなわち、一定のビットレートを有するサービスにとって有益であり、パケット到着時間は周期的である。
また、ユーザ機器は、最初の送信のためのリソースが持続的に割り当てられているサブフレーム内のPDCCHを監視する。動的(スケジューリング)グラント、すなわちC−RNTIマスクされたCRCを有するPDCCHは、半持続的リソース割当てを無効にし得る。ユーザ機器が、割り当てられた半持続的リソースを有するサブフレーム内のL1/L2制御チャネルにおいて、ユーザ機器が、そのC−RNTIを発見した場合、このL1/L2制御チャネル割当ては、その送信時間間隔のための持続的リソース割当てを無効にし、ユーザ機器は、動的グラントに従う。ユーザ機器が、動的グラントを発見しないとき、ユーザ機器は、半持続的リソース割当てに従って送信/受信する。
半持続的スケジューリングの設定は、RRCシグナリングによって行われる。例えば、持続的割当ての周期性、例えばPS_PERIODは、無線リソース制御(RRC)シグナリング内でシグナリングされる。持続的割当てのアクティベーション、また正確なタイミング、ならびに、物理リソースおよび伝送フォーマットパラメータは、PDCCHシグナリングを介して送信される。半持続的スケジューリングがアクティブ化されると、ユーザ機器は、PS_PERIODごとにSPSアクティベーションPDCCHに従って、半持続的リソース割当てに従う。本質的に、ユーザ機器は、SPSアクティベーションPDCCHコンテンツを記憶し、シグナリングされた周期で、PDCCHに従う。
動的PDCCHを、半持続的スケジューリングをアクティベートするPDCCH(SPSアクティベーションPDCCHとも呼ばれる)と区別するために、個別の識別情報が導入される。基本的に、SPSアクティベーションPDCCHのCRCは、以下ではSPS C−RNTIと呼ばれるこの追加の識別情報でマスクされる。SPS C−RNTIのサイズも、通常のC−RNTIと同じ16ビットである。さらに、SPS C−RNTIはまた、ユーザ機器固有であり、すなわち、半持続的スケジューリングのために設定された各ユーザ機器には、一意のSPS C−RNTIを割り当てられる。
半持続的リソース割当てが、対応するSPSアクティベーションPDCCHによってアクティブ化されたことをユーザ機器が検出した場合、ユーザ機器は、PDCCHコンテンツ(すなわち、半持続的リソース割当て)を記憶し、それを、半持続的スケジューリング間隔ごとに、つまり、RRCを介してシグナリングされる周期で適用する。既に述べたように、動的割当て、すなわち、動的PDCCHにおいてシグナリングされるものは、「ワンタイム割当て」のみである。SPS割当ての再送信も、SPS C−RNTIを使用してシグナリングされる。SPSアクティベーションをSPS再送信と区別するために、NDI(new data indicator:新たなデータインジケータ)ビットが使用される。SPSアクティベーションは、NDIビットを0に設定することによって示される。1に設定されたNDIビットを有するSPS PDCCHは、半持続的にスケジューリングされた最初の送信のための再送信を示す。
半持続的スケジューリングのアクティベーションと同様に、eNodeBは、SPSリソース解除とも呼ばれる半持続的スケジューリングを、非アクティベートすることもでき得る。半持続的スケジューリングの割当て解除がどのようにシグナリングされ得るかについて、いくつかのオプションがある。1つのオプションは、いくつかの事前定義された値に設定されたいくつかのPDCCHフィールド、すなわち、ゼロサイズのリソース割当てを示すSPS PDCCHを用いて、PDCCHシグナリングを使用することであろう。他のオプションは、MAC制御シグナリングを使用することであろう。
[LTEの装置間(D2D:Device to Device)近接サービス(ProSe:Proximity Services)]
近接性に基づくアプリケーションおよびサービスは、ソーシャル技術の新しいトレンドである。識別される分野としては、事業者およびユーザにとって関心のある商用サービスおよび公共安全に関連するサービスが挙げられる。LTEに近接サービス(ProSe)機能を導入することにより、3GPP業界は、この成長の見込まれる市場にサービスを提供できると同時に、連係してLTEを使用するいくつかの公共安全コミュニティの緊急なニーズに応えることができる。
D2D通信は、LTEリリース12によって導入された技術要素である。この技術によって、セルラーネットワークに対するアンダーレイ(下層)としてのD2Dにおいてスペクトル効率を高めることができる。例えば、セルラーネットワークがLTEである場合、データを伝えるすべての物理チャネルは、D2DシグナリングにおいてSC−FDMAを使用する。D2D通信では、ユーザ機器は、無線基地局を経由せずに、セルラーリソースを使用する直接的なリンクを通じて互いにデータ信号を送信する。本発明全体を通じて、用語「D2D」、「ProSe」、および「サイドリンク」は同義である。
LTEにおけるD2D通信は、ディスカバリおよび通信という2つの分野に焦点をあてている。
ProSe(近接サービス)直接ディスカバリ(ProSe Direct Discovery)は、ProSe対応ユーザ機器が、近傍の別の(1つまたは複数の)ProSe対応ユーザ機器を、PC5インタフェースを介してE−UTRA直接無線信号を使用して発見するために使用される手順と定義されている。
D2D通信では、UEは、基地局(BS:Base Station)を経由せずに、セルラーリソースを使用して直接的なリンクを通じて互いにデータ信号を送信する。D2Dユーザは、直接通信するが、基地局の制御下のままである(少なくともeNBのカバレッジ内にあるとき)。したがって、D2Dでは、セルラーリソースを再利用することによってシステム性能を改善できる。
D2Dは、アップリンクLTE周波数帯(FDDの場合)において動作する、またはカバレッジを提供しているセルのアップリンクサブフレーム(TDDの場合、ただしカバレッジ外のときを除く)において動作するものと想定する。さらに、D2D送信/受信では、与えられたキャリアにおいて全二重を使用しない。個々のユーザ機器の観点からは、与えられたキャリアにおいて、D2D信号受信およびLTEアップリンク送信が全二重を使用しない(すなわちD2D信号受信およびLTEアップリンク送信を同時に行うことはできない)。
D2D通信では、特定の1つのUE1が送信の役割であるとき(送信ユーザ機器または送信端末)、UE1がデータを送信し、別のUE2(受信ユーザ機器)がそれを受信する。UE1およびUE2は、送信の役割と受信の役割を交換できる。UE1からの送信は、1つまたは複数のUE(UE2など)によって受信できる。
[ProSe直接通信のレイヤ2リンク]
簡潔に言えば、2つのUEの間でPC5を通じてセキュアなレイヤ2リンクを確立することによって、1対1のProSe直接通信が実現される。各UEは、ユニキャスト通信用のレイヤ2 IDを有する。このレイヤ2 IDは、UEがレイヤ2リンクで送信する各フレームのSource Layer-2 ID(送信元レイヤ2 ID)フィールドと、UEがレイヤ2リンクで受信する各フレームのDestination Layer-2 ID(宛先レイヤ2 ID)に含まれる。UEは、ユニキャスト通信用のレイヤ2 IDが少なくともローカル範囲内で一意であることを確保する必要がある。したがって、UEは、隣接するUEとのレイヤ2 IDの衝突を、規定されていないメカニズム(例えば、衝突が検出されたときユニキャスト通信用の新しいレイヤ2 IDを自身で割り当てる)を使用して処理するように構成されているべきである。1対1のProSe直接通信のためのレイヤ2リンクは、2つのUEのレイヤ2 IDの組み合わせによって識別される。すなわち、UEは、同じレイヤ2 IDを使用して、1対1のProSe直接通信のための複数のレイヤ2リンクに関与できる。
1対1のProSe直接通信は、非特許文献5の7.1.2節(参照により本明細書に組み込まれている)に詳しく説明されているように、次の手順から構成される。
・ PC5を通じてセキュアなレイヤ2リンクを確立する
・ IPアドレス/プレフィックスを割り当てる
・ PC5を通じてレイヤ2リンクを維持・管理する
・ PC5を通じてレイヤ2リンクを解除する
図3は、PC5インタフェースを通じてセキュアなレイヤ2リンクを確立する方法を示している。
1. 相互認証をトリガする目的で、UE−1が直接通信要求(Direct Communication Request)メッセージをUE−2に送信する。ステップ1を実行するためには、リンク開始側(UE−1)が相手側(UE−2)のレイヤ2 IDを知っている必要がある。一例として、リンク開始側は、最初にディスカバリ手順を実行することによって、または相手側を含む1対多のProSe通信に参加することによって、相手側のレイヤ2 IDを認識できる。
2. UE−2が相互認証の手順を開始する。認証手順が正常に終了すると、PC5を通じてのセキュアなレイヤ2リンクの確立が完了する。
単独の(中継されない)1対1通信に関与するUEは、リンクローカルアドレスを使用することもできる。PC5シグナリングプロトコルは、UEがProSe通信範囲内ではないときに検出するために使用されるキープアライブ機能をサポートする。したがって、このようなUEは、レイヤ2リンクの暗黙的な解除に進むことができる。PC5を通じてのレイヤ2リンクの解除は、他方のUEに送信される接続解除要求(Disconnect Request)メッセージを使用することによって実行できる。他方のUEは、関連するすべてのコンテキストデータも削除する。他方のUEは、接続解除要求メッセージを受信した時点で、接続解除応答(Disconnect Response)メッセージによって応答し、レイヤ2リンクに関連付けられるすべてのコンテキストデータを削除する。
[ProSe直接通信に関連する識別情報]
非特許文献6の8.3節には、ProSe直接通信に使用するための次の識別情報が定義されている。
・ SL−RNTI(サイドリンク無線ネットワーク一時識別子): ProSe直接通信のスケジューリングに使用される一意の識別情報
・ 送信元レイヤ2 ID(Source Layer 2 ID): サイドリンクProSe直接通信におけるデータの送信者を識別する。送信元レイヤ2 IDは24ビット長であり、受信機におけるRLC UMエンティティおよびPDCPエンティティを識別するため、ProSeレイヤ2宛先IDおよびLCIDと共に使用される。
・ 宛先レイヤ2 ID(Destination Layer 2 ID): サイドリンクProSe直接通信におけるデータの対象者を識別する。宛先レイヤ2 IDは24ビット長であり、MACレイヤにおいて2つのビットストリングに分割される。
・ 一方のビットストリングは、宛先レイヤ2 IDの最下位部分(8ビット)であり、サイドリンク制御レイヤ1 IDとして物理レイヤに転送される。これは、サイドリンク制御における意図するデータの対象者を識別し、物理レイヤにおいてパケットをフィルタリングするために使用される。
・ 2番目のビットストリングは、宛先レイヤ2 IDの最上位部分(16ビット)であり、MACヘッダ内で伝えられる。これは、MACレイヤにおいてパケットをフィルタリングするために使用される。
UEにおいてグループを形成するためと、送信元レイヤ2 ID、宛先レイヤ2 ID、およびサイドリンク制御レイヤ1 IDを設定するために、非アクセス層シグナリングが必要である。これらの識別情報は、上位レイヤによって提供される、または上位レイヤによって提供される識別情報から導かれる。グループキャストおよびブロードキャストの場合、上位レイヤによって提供されるProSe UE IDが送信元レイヤ2 IDとして直接使用され、上位レイヤによって提供されるProSeレイヤ2グループIDが、MACレイヤにおいて宛先レイヤ2 IDとして直接使用される。1対1の通信の場合、上位レイヤが送信元レイヤ2 IDおよび宛先レイヤ2 IDを提供する。
[近接サービスにおける無線リソース割当て]
送信側UEの観点からは、近接サービスに対応するUE(Proximity-Service-enabled UE。ProSe対応UE)は、リソース割当ての以下の2つのモードで動作できる。
モード1は、UEがeNB(またはリリース10の中継ノード)から送信リソースを要求し、eNodeB(または、リリース10の中継ノード)が、直接データおよび直接制御情報(例えば、スケジューリング割当て)を送信するために、UEによって使用されるリソースを順にスケジューリングする、eNBスケジューリングリソース割当てモードを称する。UEは、データを送信するために、RRC_CONNECTEDである必要がある。特に、UEは通常方式で、スケジューリング要求(D−SRまたはランダムアクセス)を、eNBに送信し、その後、サイドリンクバッファステータスレポート(BSR)が続く(以下の「Transmission procedure for D2D communication」の章も参照)。BSRに基づいて、eNBは、UEがProSe直接通信送信のためのデータを有することを決定し得、送信のために必要なリソースを推定し得る。
一方、モード2は、UEによる自律的なリソース選択モード(UE-autonomous resource selection mode)を称し、ここでは、直接データおよび直接制御情報(すなわちSA)を送信するために、UEが自ら、リソースプールからリソース(時間および周波数)を選択する。例えば、SIB18の内容によって、すなわち、commTxPoolNormalCommonというフィールドによって、少なくとも1つのリソースプールが定義され、これら特定のリソースプールは、セル内でブロードキャストされ、その後、依然としてRRC_Idle状態にあるセル内のすべてのUEのために共通して利用可能である。実際には、eNBは、このプールの最大4つの異なるインスタンス(すなわちSAメッセージおよび「直接」データを送信するための4つのリソースプール)を定義できる。しかしながら、リリース12では、UEは、たとえ自身に複数のリソースプールが設定された場合でも、リスト内に定義されている最初のリソースプールを常に使用する。この制約はリリース13では削除され、UEは1つのSC期間内に、設定されているリソースプールのうちの複数のリソースプールで送信できる。以下では、UEが送信用のリソースプールを選択する方法についてさらに説明する(非特許文献2にさらに規定されている)。
これに代えて、eNBが別のリソースプールを定義してSIB18で(すなわちcommTxPoolExceptionalフィールドを使用することによって)シグナリングし、UEは例外的なケースにおいてこのリソースプールを使用できる。
UEがどのリソース割当てモードを使用するかは、eNBによって設定可能である。さらに、UEがD2Dデータ通信用にどのリソース割当てモードを使用するかを、RRC状態(すなわちRRC_IDLEまたはRRC_CONNECTED)と、UEのカバレッジ状態(すなわちカバレッジ内またはカバレッジ外)によっても決定できる。UEがサービングセルを有する(すなわちUEがRRC_CONNECTEDである、またはRRC_IDLEにおいて特定のセルにキャンプオンしている)場合、そのUEはカバレッジ内にあるとみなされる。
図4は、オーバーレイ(LTE)システムおよびアンダーレイ(D2D)システムにおける送信/受信リソースの使用を示している。
UEがモード1の送信を適用するかモード2の送信を適用するかを、基本的にはeNodeBが制御する。UEは、D2D通信を送信(または受信)できるリソースを認識すると、対応するリソースを、対応する送信/受信にのみ使用する。例えば、図4において、D2Dサブフレームは、D2D信号を受信または送信する目的にのみ使用される。D2D装置としてのUEは、半二重モードで動作するため、任意の時点においてD2D信号の受信または送信のいずれかを行うことができる。同様に、図4に示したそれ以外のサブフレームは、LTE(オーバーレイ)の送信および/または受信に使用できる。
[D2D通信における送信手順]
Rel.12/13に従うD2Dデータ送信手順は、リソース割当てモードに依存して異なる。上述したように、モード1の場合には、スケジューリング割当て(SA)およびD2Dデータを伝えるためのリソースを、UEからの対応する要求の後にeNBが明示的にスケジューリングする。特に、D2D通信は基本的に許可されるがモード2のリソース(すなわち、リソースプール)が提供されないことを、eNBがUEに通知できる。この通知は、例えば、UEによるD2D通信関心通知(D2D communication Interest Indication)と、対応する応答であるD2D通信応答(D2D Communication Response)を交換することによって、行うことができる。この場合、対応する例示的なProseCommConfig情報要素にcommTxPoolNormalCommonが含まれない。すなわち、送信を含む直接通信の開始を望むUEは、個々の送信ごとにリソース割当てをE−UTRANに要求しなければならない。したがって、このような場合、UEは、個々の送信のリソースを要求しなければならない。以下、モード1のリソース割当ての場合の要求/割当て手順の一連のステップを例示的に示す。
・ ステップ1 UEがスケジューリング要求(SR:Scheduling Request)をPUCCHを介してeNBに送信する。
・ ステップ2 eNBは、C−RNTIによってスクランブルされたPDCCHを介して、(UEがサイドリンクBSRを送信するための)ULリソースをグラントする。
・ ステップ3 UEは、PUSCHを介して、バッファ状態を示すD2D/サイドリンクBSRを送る。
・ ステップ4 eNBが、(UEがデータを送信するための)D2Dリソースを、D2D−RNTIによってスクランブルされたPDCCHを介して割り当てる。
・ ステップ5 D2D送信側UEが、ステップ4で受信したグラントに従って、SA(スケジューリング割当て)/D2Dデータを送信する。
スケジューリング割当て(SA)(SCI(サイドリンク制御情報)とも称する)は、制御情報(例えば、対応するD2Dデータを送信するための時間−周波数リソースを示すポインタ、変調・符号化方式、グループ宛先ID)を含むコンパクトな(低ペイロードの)メッセージである。SCIは、1つの(ProSe)宛先IDのサイドリンクスケジューリング情報を伝える。SA(SCI)の内容は、基本的には上のステップ4で受信されるグラントに従う。D2DグラントおよびSAの内容(すなわちSCIの内容)は、特に、SCIフォーマット0を定義している非特許文献4の5.4.3節(参照により本明細書に組み込まれている)に定義されている(前述のSCIフォーマット0の内容を参照)。
一方、モード2リソース割当ての場合、上記のステップ1〜4は基本的に必要ではなく、UEは、eNBによって設定され提供された送信リソースプールから、SAおよびD2Dデータ送信のための無線リソースを自律的に選択する。
図5は、2つのUE(UE−1およびUE−2)の場合のスケジューリング割当て(SA)およびD2Dデータの送信を例示的に示す。スケジューリング割当てを送信するためのリソースは周期的であり、D2Dデータの送信に使用されるリソースは、対応するスケジューリング割当て(SA)によって示される。
図6は、SC期間、サイドリンク制御期間としても知られる1つのSA/データ期間中の、モード2、自律的なスケジューリングのためのD2D通信タイミングの1つの具体例を例示する。図7は、1つのSA/データ期間中の、モード1、eNBスケジューリング割当てのためのD2D通信タイミングを例示する。Rel.13において、3GPPは、SC期間を、スケジューリング割当ておよびその対応するデータの送信からなる期間として定義した。図6から分かるように、UEは、SAオフセット時間後に、モード2のための割当てをスケジューリングするために送信プールリソースを使用したスケジューリング割当てSA_Mode2_Tx_poolを送信する。SAの最初の送信の後、同じSAメッセージを例えば3回再送信する。次いで、UEは、(SA_offsetによって与えられる)SAリソースプールの最初のサブフレームから、いくらかの設定されているオフセット(Mode2data_offset)の後に、D2Dデータ送信(より具体的にはT−RPTビットマップ/パターン)を開始する。MAC PDU(すなわちトランスポートブロック)の1回のD2Dデータ送信は、その1回目の最初の送信と、何回かの再送信とから構成される。図6(および図7)の図解においては、3回の再送信(すなわち同じMAC PDUの2回目、3回目、および4回目の送信)が実行されるものと想定している。モード2のT−RPTビットマップ(送信の時間リソースパターン(T−RPT))は、基本的に、MAC PDUの送信(最初の送信)およびその再送信(2回目、3回目、および4回目の送信)のタイミングを定義する。SAパターンは、基本的には、SAの最初の送信とその再送信(2回目、3回目、および4回目の送信)のタイミングを定義する。
標準規格に現在規定されているように、1つのサイドリンクグラント(例えばeNBによって送られる、またはUE自身によって選択される)において、UEは複数のトランスポートブロック(MAC PDU)を(サブフレーム(TTI)あたり1つのみ、すなわち順々に)送信できるが、1つのProSe宛先グループにのみ送信できる。さらに、1つのトランスポートブロックの再送信は、次のトランスポートブロックの最初の送信が開始される前に完了しなければならない。すなわち、複数のトランスポートブロックを送信するためのサイドリンクグラントあたり1つのみのHARQプロセスが使用される。さらには、UEは、SC期間あたりいくつかのサイドリンクグラントを有して使用できるが、各サイドリンクグラントに対して異なるProSe宛先が選択される。したがって、1つのSC期間において、UEは、1つのProSe宛先には1回のみ送信できる。
図7から明らかであるように、eNBによってスケジューリングされるリソース割当てモード(モード1)の場合、D2Dデータ送信(より具体的にはT−RPTパターン/ビットマップ)は、SAリソースプール内でのSA送信の最後の繰り返し後の次のULサブフレームにおいて開始される。図6で既に説明したように、モード1のT−RPTビットマップ(送信の時間リソースパターン(T−RPT))は、基本的に、MAC PDUの送信(最初の送信)およびその再送信(2回目、3回目、および4回目の送信)のタイミングを定義する。
サイドリンクデータの送信手順は、3GPP標準規格書である非特許文献2の5.14節(参照により本明細書に組み込まれている)に記載されている。この文書には、モード2の自律的なリソース選択が詳しく記載されており、1つの無線リソースプールまたは複数の無線リソースプールが設定されている場合が区別されている。
上述した内容は、D2D通信に関する3GPP標準規格の現在の状況である。しかしながら、D2D通信をさらに改良および強化する方策について検討が進められており、結果として今後のリリースにおいてD2D通信にいくつかの変更が導入される可能性が高いことに留意されたい。後から説明する本発明は、そのような今後のリリースにも適用可能であるものとする。
例えば、現在開発中の3GPP Rel.14の場合、3GPPは、上記で論じたようにSC期間にもはや基づかないように、しかし異なるように(例えば、Uuインタフェース送信と同じ/類似のサブフレームに基づいて)送信タイミングを変更することを決定し得る。これに対応して、サイドリンク(PC5)インタフェースを介した送信がどのように実行され得るかについての上記詳述された例は、単なる例示であり、Rel.13には適合し得るが、恐らくは、対応する3GPP規格の今後のリリースには適合しない。
さらに、D2Dフレームワークの将来のリリースでは、特に、車両通信に関連して、T−RPTは、もはや使用されなくなる可能性がある。
[ProSeネットワークのアーキテクチャおよびProSeエンティティ]
図8は、非ローミングの場合の高レベルの例示的なアーキテクチャを示しており、UE AおよびUE Bにおける異なるProSeアプリケーションと、ネットワーク内のProSeアプリケーションサーバおよびProSe機能を含む。図8のアーキテクチャの例は、非特許文献7の4.2節「Architectural Reference Model(アーキテクチャの基準モデル)」(参照により本明細書に組み込まれている)からの引用である。
これらの機能エンティティは、非特許文献7の4.4節「Functional Entities(機能エンティティ)」(参照により本明細書に組み込まれている)に提示および詳しく説明されている。ProSe機能は、ProSeに要求されるネットワーク関連動作に使用される論理機能であり、ProSeの特徴それぞれにおいて異なる役割を果たす。ProSe機能は、3GPPのEPC(Evolved Packet Core)の一部であり、近接サービスに関係する認可、認証、データ処理など、関連するネットワークサービスすべてを提供する。ProSe直接ディスカバリおよび直接通信において、UEは、固有のProSe UE識別情報、他の設定情報、および認証を、ProSe機能からPC3基準点(PC3 reference point)を通じて取得できる。ネットワーク内に複数のProSe機能を配備できるが、説明を容易にするため、1つのProSe機能を示してある。ProSe機能は、ProSeの特徴に応じた異なる役割を実行する3つのメインのサブ機能、すなわち直接提供機能(DPF:Direct Provision Function)、直接ディスカバリネーム管理機能(Direct Discovery Name Management Function)、およびEPCレベルディスカバリ機能(EPC-level Discovery Function)、から構成されている。DPFは、ProSe直接ディスカバリおよびProSe直接通信を使用するための必要なパラメータをUEに提供するために使用される。
この文脈において使用される用語「UE」は、例えば以下のProSe機能をサポートするProSe対応UEを意味する。
・ ProSe対応UEとProSe機能との間でPC3基準点を通じてProSe制御情報を交換する。
・ PC5基準点を通じての、別のProSe対応UEのオープンProSe直接ディスカバリの手順
・ PC5基準点を通じた1対多のProSe直接通信の手順
・ ProSe UEとネットワークとの間の中継器として動作するための手順。遠隔のUEは、PC5基準点を通じて、ProSe UEとネットワークとの間の中継器と通信する。ProSe UEとネットワークとの間の中継器は、レイヤ3パケット転送を使用する。
・ 例えば、UEとネットワークとの間の中継器の検出およびProSe直接ディスカバリのために、PC5基準点を通じてProSe UEの間で制御情報を交換する。
・ 別のProSe対応UEとProSe機能との間でPC3基準点を通じてProSe制御情報を交換する。ProSe UEとネットワークとの間の中継器の場合、遠隔のUEは、この制御情報を、LTE−Uuインタフェースを通じてProSe機能に中継されるようにPC5ユーザプレーンを通じて送信する。
・ パラメータ(例えば、IPアドレス、ProSeレイヤ2グループID、グループセキュリティマテリアル(Group security material)、無線リソースパラメータを含む)を設定する。これらのパラメータは、UEにおいて事前設定することができ、または、カバレッジ内にある場合、PC3基準点を通じたシグナリングによってネットワーク内のProSe機能に提供できる。
ProSeアプリケーションサーバは、EPC ProSeユーザIDおよびProSe機能IDの格納と、アプリケーションレイヤユーザIDとEPC ProSeユーザIDのマッピングをサポートする。ProSeアプリケーションサーバ(AS:Application Server)は、3GPPの範囲外のエンティティである。UEにおけるProSeアプリケーションは、アプリケーションレイヤ基準点PC1を介してProSe ASと通信する。ProSe ASは、PC2基準点を介して3GPPネットワークに接続されている。
[車両通信−V2Xサービス]
近接サービス(ProSe)とLTEベースのブロードキャストサービスとを含む、自動車産業への新たなLTE機能の有用性を考慮するために、Rel.14の3GPPにおいて、新たな研究項目が設定された。したがって、上記で説明されたProSe機能は、V2Xサービスの優れた基盤を提供するものと考慮される。D2Dフレームワークへの変更は、車両通信の送信がどのように強化され得るかに関して議論される。例えば、T−RPTパターンは、これ以上使用されない可能性がある。さらに、データおよびSAの送信のために、以前に論じたようにTDDを使用する代わりに、またはそれに加えて、周波数分割多重化が予測され得る。車両シナリオにおける協調サービスは、ITS(高度道路交通システム)研究分野内の将来の接続された車両にとって不可欠になりつつある。これらは、道路事故を減らし、道路の容量を改善し、道路輸送の二酸化炭素排出量を減らし、そして移動中のユーザ体験を向上させると考えられている。
V2X通信は、車両から、その車両に影響を与える可能性のあるいずれかのエンティティへの、およびその逆への、情報の受け渡しである。この情報交換は、運転手の援助による車両の安全性、スピードへの適応と警告、緊急応答、移動情報、ナビゲーション、交通運行、商用車両群の計画および支払取引を含む安全性、機動性、および環境への応用を改善するために使用され得る。
V2XサービスのためのLTEサポートは、次の3つのタイプの異なる使用事例を含む。
・V2V:車両間のLTEベースの通信をカバーする。
・V2P:車両と、個人によって携帯されるデバイス(例えば、歩行者、サイクリスト、運転手または同乗者によって携帯される携帯端末)との間のLTEベースの通信をカバーする。
・V2I:車両と路側機との間のLTEベースの通信をカバーする。
これら3つのタイプのV2Xは、エンドユーザのためのより知的なサービスを提供するために、「協調認識」を使用し得る。これは、協調衝突警告や自律的な運転のように、より知的なサービスを提供するために、車両、路側インフラストラクチャ、および歩行者のような伝送エンティティが、その地域の環境に関する知識(例えば、近隣における他の車両またはセンサ機器から受信した情報)を収集し、その知識を処理および共有できることを意味する。
V2V通信に関して、許可、認証、および近接基準が満たされるとき、E−UTRANは、互いに近接しているそのような(車両)UEが、E−UTRA(N)を使用して、V2V関連情報を交換することを可能にする。近接基準は、MNO(Mobile Network Operator:移動ネットワークオペレータ)によって設定され得る。しかしながら、V2VサービスをサポートするUEは、V2XサービスをサポートするE−UTRANによってサービス提供されても、サービス提供されなくても、そのような情報を交換し得る。
V2Vアプリケーションをサポートするデバイス(車両UE)は、(例えば、V2Vサービスの一部として、その位置、動特性、および属性に関する)アプリケーションレイヤ情報を送信する。V2Vペイロードは、異なる情報コンテンツを収容するために柔軟でなければならず、この情報は、MNOによって提供される設定に従って周期的に送信され得る。
V2Vは主に、ブロードキャストベースである。V2Vは、異なるデバイス間のV2V関連アプリケーション情報の直接的な交換、および/または、V2Vの限られた直接通信範囲のために、例えば、RSU、アプリケーションサーバ等のように、V2Xサービスをサポートするインフラストラクチャを介した、異なるデバイス間のV2V関連アプリケーション情報の交換を含む。
V2I通信に関して、V2Iアプリケーションをサポートするデバイスは、アプリケーションレイヤ情報を路側機に送り、次に、路側機は、アプリケーションレイヤ情報を、デバイスのグループへ、または、V2Iアプリケーションをサポートするデバイスに送り得る。
一方のパーティがUEであり、他方のパーティがサービングエンティティであり、どちらもV2N(Vehicle to Network:車両−ネットワーク、eNB/CN)アプリケーションをサポートし、LTEネットワークを介して互いに通信している場合、V2Nも導入される。
V2P通信に関して、許可、認証および近接基準が満たされると、E−UTRANは、互いに近接しているそのようなUEが、E−UTRANを使用して、V2P関連情報を交換することを可能にする。近接基準は、MNOによって設定され得る。しかしながら、V2PサービスをサポートするUEは、V2XサービスをサポートするE−UTRANによってサービス提供されないときでさえも、そのような情報を交換し得る。
V2PアプリケーションをサポートするUEは、アプリケーションレイヤ情報を送信する。そのような情報は、V2Xサービス(例えば、歩行者への警告)をサポートするUEを有する車両によって、および/または、V2Xサービス(例えば、車両への警告)をサポートするUEを有する歩行者によって、ブロードキャストされ得る。
V2Pは、(一方は車両用で、他方は歩行者用の)別個のUE間のV2P関連アプリケーション情報の直接交換、および/または、V2Pの限られた直接通信範囲により、別個のUE間のV2P関連アプリケーション情報の、例えば、RSU、アプリケーションサーバ等のようなV2Xサービスをサポートするインフラストラクチャを介した交換を含む。
この新たな研究アイテムであるV2Xのために、3GPPは、このアプリケーションのために再使用され得る非特許文献8における特定の用語および定義を提供した。
路側機(RSU):V2Iアプリケーションを使用してUEとの間で送信および受信できるV2Iサービスをサポートするエンティティ。RSUは、eNBまたは固定UEにおいて実施され得る。
V2Iサービス:一方のパーティがUEであり、他方のパーティがRSUであり、どちらもV2Iアプリケーションを使用するV2Xサービスのタイプ。
V2Nサービス:一方のパーティがUEであり、他方のパーティがサービングエンティティであり、どちらもV2Nアプリケーションを使用し、LTEネットワークエンティティを介して互いに通信するV2Xサービスのタイプ。
V2Pサービス:通信の両パーティが、V2Pアプリケーションを使用するUEであるV2Xサービスのタイプ。
V2Vサービス:通信の両パーティが、V2Vアプリケーションを使用するUEであるV2Xサービスのタイプ。
V2Xサービス:3GPPトランスポートを介してV2Vアプリケーションを使用する送信UEまたは受信UEを含む通信サービスのタイプ。通信に含まれる他方のパーティに基づいて、それはさらに、V2Vサービス、V2Iサービス、V2Pサービス、およびV2Nサービスに分類され得る。
多くのITSサービスは、共通の通信要件を有する。
・周期的ステータス交換。ITSサービスは通常、車両または路側端末のステータスについて知る必要がある。これは、位置、速度、識別子等に関する情報を有するデータパケットの周期的な交換を意味する。
・非同期通知。この種のメッセージは、特定のサービスイベントについて通知するために使用される。以前のステータスメッセージとは対照的に、これらのメッセージを単一の端末またはそれらのグループへの確実な配信が、通常、重要な要件である。
第1の通信タイプの用途の例は、車両から周期的なステータスデータを収集する、遠隔車両監視のような交通効率化サービス、または潜在的な影響を検出するために周辺車両に関する運動学的情報を必要とする協調衝突回避のような安全サービスにおいて発見され得る。非同期通知は、滑りやすい舗道や衝突後の警告のような安全サービスにおいて主に発見され得る。
V2V通信のために、様々なタイプのメッセージが定義される。2つの異なるタイプのメッセージが、高度道路交通システム(ITS)用のためにETSIによって既に定義されている。対応する欧州規格ETSI EN 302 637−2 v1.3.1およびETSI EN 302 637−3 v 1.2.1を参照されたい。
・協調認識メッセージ(CAM)。これは、車両のステータスを反映するために、車両動特性によって継続的にトリガされる。
・分散型環境通知メッセージ(DENM)。これは、車両関連の安全イベントが発生したときにのみトリガされる。
V2VおよびITSの規格化は、どちらかと言えばまだ始まったばかりなので、将来、他のメッセージが定義され得ることが予想される。
CAMは、他のITS−ステーション(ITS−S)とステータス情報を交換するために、ITS−Sによって継続的(周期的)にブロードキャストされ、したがって、イベントトリガ型(非周期的)DENMメッセージよりもトラフィック負荷に大きな影響を及ぼす。本質的に、CAMメッセージは、存在、位置、温度、および基本的なステータスの情報を提供するために、各車両によってその近隣に周期的にブロードキャストされるハートビートメッセージの一種である。逆に、DENMは、道路利用者に、危険なイベントを警告するためにブロードキャストされるイベントトリガメッセージである。この理由により、ITSのためにETSIによって定義されているようなCAMメッセージのトラフィック特性は、V2Vトラフィックをより代表していると考慮される。
協調認識メッセージ(CAM)は、互いのアウェアネスを形成および維持し、道路ネットワークを使用して車両の協調性能をサポートするために、ITS−S間でITSネットワークにおいて交換されるメッセージである。CAMが、発信側ITS−Sから、発信側ITS−Sの直接通信範囲内に位置する受信側ITS−Sに送信されるように、ポイントツーマルチポイント通信が、CAMを送信するために使用されるものとする。CAM生成は、2つの連続するCAM生成間の時間間隔を定義する、協調認識基本サービスによってトリガおよび管理されるものとする。現在、送信間隔の上限および下限は、100ms(すなわち、10HzのCAM生成速度)および1000ms(すなわち、1HzのCAM生成速度)である。ETSI ITSの基本的な考え方は、共有する新たな情報(例えば、新たな位置、新たな加速度、または新たな方位の値)があるときにCAMを送ることである。これに対応して、車両がゆっくりと一定の方位および速度で動いているとき、CAMは、最小の差分しか表示しないので、高いCAM生成速度は、実際の利益をもたらさない。1つの車両のCAMの送信周波数は、車両の動特性(例えば、速度、加速度、および方位)の関数として、1Hzから10Hzの間で変化する。例えば、車両がより遅く移動するほど、トリガされ送信されるCAMの数は、より少なくなる。車両速度は、CAMトラフィックの生成に対して、大きな影響を与える要因である。
以上、周期的な協調認識メッセージが記述された。しかしながら、上記情報の一部は既に規格化されているが、周期性やメッセージサイズのような他の情報はまだ規格化されておらず、仮定に基づいていることが注目されるべきである。さらに、規格化は将来変わる可能性があり、したがって、CAMがどのように生成され、送信されるのかの態様も、変化する可能性がある。
車両UEが、CAMを送信するために、サイドリンクに無線リソースを有するために、モード1および/またはモード2の無線リソース割当てが、上記で説明されたように想定される。モード1無線リソース割当ての場合、eNBは、SAメッセージのためのリソースと、各SA期間のためのデータとを割り当てる。しかしながら、大量のトラフィック(例えば、高周波数の周期的トラフィック)があるとき、UEからeNBへのUuリンク上のオーバヘッドは大きくなり得る。
上記から明らかなように、サイドリンクV2V通信モード1(すなわち、eNBスケジューリング無線リソース割当て)について、サイドリンク半持続的無線リソース割当てが、eNBおよびUEによってサポートされることに3GPPが同意するように、多くのV2Vトラフィックは周期的である。
V2Xサイドリンクのための自律的なリソース制御/選択メカニズムを支援するために、半持続的送信と共にセンシングメカニズムをサポートすることが合意された。UEは、PSCCH(SA/SCI)内に、リソース選択が発生するまで、周期的に発生するリソースの、選択されたセットに関するデータを有することを示すであろう。(SCI内でシグナリングされる)このリソース予約情報は、他のUEによって既に予約/ブックされているリソースが、無線リソース選択のために考慮されないように、リソースの選択のためにV2Xメッセージを送信することを意図する他のUEによって使用され得る。このリソース予約/ブッキング手順は、例えばCAMメッセージのように、パケットが一定の周期で到着するトラフィックのために特に適切である。
上述のようにスケジューリング情報内において予約された無線リソースのインジケーションは、他の(車両)デバイスによって監視(「センシング」)され得る。一般に、センシング手順は、無線リソースに関する情報を収集し、したがって、送信のためのリソース候補のセットを識別するために、リソース割当て手順において使用され得る将来の無線リソースに関する予測を可能にする。3GPPによって既に合意されているものはほとんどないが、センシング処理は、時間周波数リソースを、以下に分類することが仮定され得る。
・「利用できない」リソース。これらのリソースは、他のUEによって既にブック/予約されているので、UEは、送信することを許可されていないリソースである。
・「候補(または利用可能な)リソース」。これらは、UEが送信を実行し得る/でき得るリソースである。
さらに、3GPPは、センシング手順のためのエネルギ測定も実行することに同意したが、この合意は、どのようにそしてどのエネルギ測定が実行されるべきであるかについての詳細を提供しなかった。したがって、エネルギベースのセンシングは、UEがPSSCH無線リソースおよび/またはPSCCH無線リソースにおいて受信信号強度を測定する処理として理解され得る。エネルギベースのセンシングは、基本的に、近距離対遠距離の干渉の識別に役立ち得る。
さらに、データの優先順位(priority)(または、対応する無線リソース予約)が、リソース割当て手順で使用され得るようにスケジューリング割当て(SCI)に示されるかどうかについて議論されたが、優先順位がどのようにして効率的に使用されるかについては合意されなかった。
議論中に生まれたさらなるトピックは、ETSI規格から既に知られている(例えば、ETSI EN 302 571 v.2.0.0および102 687 v1.1.1を参照されたい)チャネルビジー率(CBR)に類似し得るリソース割当て手順のために(すなわち、PC5インタフェースの)チャネルの輻輳レベルを使用することであった。繰り返すが、そのような輻輳レベルを正確に使用する方法に関する合意はもちろんのこと、この点に関して詳細は議論されていない。
UEの複雑さをさほど増やさないために、センシングは単純な手法で実施可能であるべきである。センシングアルゴリズムをどのように実施するかについて多数の手法/オプションが存在し得ることも注目されるべきである。
PC5インタフェースを介したV2X送信のためのセンシングおよびリソース予約に関して一般的な合意に達したが、これらのメカニズムを現在のシステムに実施することは、問題および非効率をもたらす可能性がある。
「移動局(mobile station)」、「移動ノード(mobile node)」、「ユーザ端末(user terminal)」または「ユーザ機器(user equipment)」は、通信ネットワーク内の物理エンティティである。1つのノードがいくつかの機能エンティティを有することができる。機能エンティティとは、所定の一連の機能を実施する、および/または、所定の一連の機能をノードまたはネットワークの別の機能エンティティに提供するソフトウェアモジュールまたはハードウェアモジュールを意味する。ノードは、通信機器または通信媒体にノードをアタッチする1つまたは複数のインタフェースを有することができる。ノードは、これらのインタフェースを通じて通信できる。同様に、ネットワークエンティティは、機能エンティティを通信機器または通信媒体にアタッチする論理インタフェースを有することができる。ネットワークエンティティは論理インタフェースを通じて別の機能エンティティや通信相手ノードと通信できる。
特許請求の範囲および本出願において使用されている用語「無線リソース(radio resource)」は、物理無線リソース(時間−周波数リソースなど)を意味するものと広義に理解されたい。
本出願において使用されている用語「直接通信送信(direct communication transmission)」は、2つのユーザ機器の間の直接的な(すなわち無線基地局(例えばeNB)を介さない)送信として広義に理解されたい。これに対応して、直接通信送信は、「直接サイドリンク接続」を通じて実行され、「直接サイドリンク接続(direct sidelink connection)」は、2つのユーザ機器の間に直接確立される接続に対して使用される用語である。例えば3GPPでは、D2D(装置間)通信、またはProSe通信、またはサイドリンク通信という専門用語が使用される。用語「直接サイドリンク接続」、「サイドリンクインタフェース」は、広義に理解されるものとし、3GPPの文脈では背景技術のセクションで説明したPC5インタフェースとして理解することができる。
本出願において使用されている用語「ProSe」またはその非短縮形である「近接サービス(proximity service)」は、背景技術のセクションで例示的に説明したように、LTEシステムでは近接性に基づくアプリケーションおよびサービスの文脈において適用される。この文脈では、近接サービスにおける装置間通信を意味する目的で、「D2D」などの別の専門用語も使用される。
本出願を通して使用される「車両用移動端末」という用語は、背景技術のセクションで説明したように、それぞれ新しい3GPP研究項目の作業項目V2X(車両通信)の文脈で理解されるべきである。これに対応して、車両用移動端末は、車両通信を実行するために車両(例えば、自動車、商用トラック、オートバイ等)に具体的に搭載された、すなわち、例えば、安全または運転手の支援の目的のために、車両に関連する情報を、(車両、インフラストラクチャ、歩行者のような)他のエンティティへ渡す移動端末として広く理解されるものとする。オプションで、車両用移動端末は、地図情報等のように、ナビゲーションシステム(これもまた、車内に搭載されていると仮定される)において利用可能な情報へのアクセスを有し得る。
本出願を通して使用される「自律的な無線リソース割当て」(逆に「無線基地局制御型無線リソース割当て」)という用語は、リソース割当てのための2つのモードを可能にする3GPP近接サービス、つまり、これに従って無線基地局が割当てを制御するモード1(すなわち、無線基地局制御型無線リソース割当て)と、これに従って端末(または送信デバイス)が(無線基地局なしで)リソースを自律的に選択するモード2(すなわち、自律的な無線リソース割当て)との文脈において例示的に理解され得る。
背景技術のセクションで説明したように、3GPPはLTE支援型車両通信に関する新しいスタディアイテム(study item)を導入し、これは、様々な車両用移動端末と他の局との間でV2Xトラフィックを交換するために、ProSe手順に基づくものとする。さらに、ある種の半持続的無線リソース割当てが、V2Xトラフィックのためにサポートされるものとし、特に、UEによる自律的なリソース割当てモード(モード2とも称される)のために、無線リソース予約ならびにセンシングのためのメカニズムが、前記目的のためにサポートされることが合意されている。しかしながら、効率的で完璧な動作を保証するために、どのようにしてそれを実施するか、および他のメカニズムをどのように適応させるかについての詳細を提供することなしに、センシングおよび無線リソース予約に関する一般的な合意にしか達していない。
例えば、リソースセンシングメカニズムが、どの程度正確に実施されるかは不明のままである。より具体的には、モード2無線リソース割当て中、エネルギ測定値がどのように計算され、リソースがどのようにセンシングメカニズムに基づいて選択されるかは明確ではない。
1つの可能な解決策が、車両UE(一般に送信デバイス)のデータリソースプールの周波数時間無線リソースを例示する図9を参照して以下に説明される。図中の周波数時間無線リソースを例示的に説明するための単位として、PRBペア(Physical Resource Block pair:物理リソースブロックペア;1サブフレームに対して12サブキャリア)が採用される。図9は、解決策を説明するための例示的かつ簡略化された例示である。時間Pにおいて、データが送信のために利用可能になり(すなわち、パケット到着)、データの送信(恐らくは、再送信も)が、送信ウィンドウとして示され、送信されるべきデータの遅延要件に依存する時間L(例えば、100ms;L=P+100ms)において終了されるべきであることが仮定される。例えば、パケット到着前、1000msからなるセンシングウィンドウ内に取得されたセンシング手順の結果は、データを送信するための周波数時間無線リソース(および、恐らくは他の送信パラメータ)を選択するために、車両UEによって実行されるべき無線リソース割当て手順のために考慮されるものとする。例示的に、データの送信のために、3つの(物理的)リソースブロックペアが必要であると仮定される(現在の規格化によれば、リソースブロックは連続しているべきである)。
センシング手順から取得される1つの情報は、送信ウィンドウ内の特定の無線リソースが既に他のデバイスによって予約されており、したがって、車両UEによって使用されるべきではないということである。対応するボックスは、縦方向にストライプ付けされている。車両UEがデータを送信するのに利用可能な完全な送信ウィンドウ内の残りの無線リソース候補(3つの連続するリソースブロックペア)は、図9に枠で囲まれているように例示される。送信ウィンドウには全部で6つの候補があり、それらのすべては、例えば、センシングウィンドウ内のセンシング手順中に実行されたエネルギ測定に基づいて順位付けされ得る。
より詳細には、関連する無線リソース候補についてセンシングウィンドウ全体にわたってエネルギ(例えば、受信信号強度)を測定することが可能である。例示的に、対応する無線リソース候補は、エネルギ測定値に基づいて、図9に示されるように、1から4に順位付けされると仮定される。これに対応して、センシングウィンドウにおいて、同じ対応する周波数無線リソースを有する無線リソース候補2が、等しく順位付けされる。同図下部における2つのリソース候補3についても同様である。図9は、センシングウィンドウの対応する無線リソースを斜めストライプで例示し、測定されたエネルギは平均されて、無線リソース候補2のためのエネルギを予測する。同様に、図9は、リソース候補4のためのエネルギ測定のために使用されるセンシングウィンドウ内の対応する周波数時間無線リソースが、水平方向にストライプ付けされていることを示す。説明を容易にするために図9には例示されていないが、対応するエネルギ測定および処理は、候補1および3に対応するセンシングウィンドウ内の無線リソースに対しても同様に実行される。これに対応して、車両UEは、例えば、最低のエネルギ予測値を有する候補のように、データを送信するために使用されるための最高の順位付けの無線リソース候補(この例では候補1)を選択し得る。
上記は、センシング手順および対応する無線リソース割当てを実施するための可能な解決策を提供する。
そのオプションの実施は、(例えば、他のデバイスによって予約されている無線リソースが多すぎる場合のような、)無線リソース候補が利用可能ではない状況を取り扱う。したがって、車両UEは、他のデバイスによって既に予約されている無線リソースと衝突する無線リソース候補を選択することがあり得る。この手順は、「プリエンプション(preemption)」と示され得る。プリエンプション手順中、車両UEは、送信ウィンドウ内の予約された無線リソースの中からランダムに適切な無線リソースを選択するか、または、比較的低い受信信号強度予測値を有する、予約された適切な無線リソースを選択してよい。あるいは、予約された無線リソースについても優先順位が示されるならば、車両UEは、最低の優先順位を有する、予約された無線リソースを選択してよい。
しかしながら、上記で提示された解決策に関連していくつかの問題がある。例えば、特定の無線リソース候補の受信信号強度予測(送信エネルギ)は、センシングウィンドウ全体にわたって対応する周波数無線リソースで得られた受信信号強度測定値に基づいており、したがって、リソース候補が配置されている1つのサブフレームにおける実際の送信状況を反映していない。1つの特定のサブフレームにおける無線リソース候補についてのセンシングウィンドウ全体にわたるエネルギ測定値を平均化することは、データおよびスケジューリング割当ての送信が、通常は周期的に、すなわち、特定のサブフレームにおいてのみ発生することを考慮しない。さらに、図9に関連して上記に例示されたような無線リソース選択は、かなり遅い、すなわち、送信ウィンドウの終了時における送信機会となり、その結果、車両UEならびに受信エンティティは、データを長い間待たなければならず、データの待ち時間が長くなる。上記で論じたように、プリエンプション手順中に優先順位を使用する場合、プリエンプションされたUE(すなわち、選択された無線リソース候補と衝突するリソースのUE)が、車両UEに近接して配置されることが可能であり、これによって、2つの「衝突している(colliding)」送信間で、深刻な干渉が発生する。
背景技術のセクションで説明したように、サイドリンクインタフェースを介したD2D送信は、全二重ではなく半二重を使用するので、同時のV2X送信および受信は可能ではない。したがって、車両UEが送信(例えば、スケジューリング割当ておよび/またはデータ)を行うこれらサブフレームでは、車両UEによってセンシング手順は実行されない。これら見逃されたセンシング機会が、車両UEによって実行される無線リソース割当て手順にどのように影響するかは不明である。
本発明者は、上に説明した問題点を軽減する目的で、以下の例示的な実施形態を着想した。
様々な実施形態の特定の実装形態は、3GPP標準規格によって与えられる、一部を背景技術のセクションで説明した幅広い仕様の中で実施され、特に重要な特徴は、以下の実施形態において説明するように追加される。実施形態は、例えば、上記背景技術のセクションにおいて記述されたような3GPP LTE−A(リリース10/11/12/13/14、または今後のリリース)通信システムのような移動通信システムにおいて有利に使用され得るが、実施形態は、これらの特定の例示的な通信ネットワークにおけるその使用に限定されないことが注目されるべきである。
以下の説明は、本開示の範囲を制限するものとしてではなく、本開示を深く理解するための実施形態の単なる例として理解されたい。当業者には、請求項に記載されている本開示の一般的な原理を、様々なシナリオに、以下に明示的には記載されていない方法で適用できることが認識されるであろう。例示のためにいくつかの仮定がなされているが、それらは以下の実施形態の範囲を限定しないものとする。
様々な実施形態は、データを、1つまたは複数の受信デバイスに送信するときに、車両UEによって実行される無線リソース割当て手順を主に提供する。他の機能(すなわち、様々な実施形態によって変更されない機能)は、背景技術のセクションで説明されたものと全く同じままであり得、または、様々な実施形態に何ら影響を与えずに変更され得る。これは、例えば、後続するデータの送信がどのようにして車両UEによって正確に実行されるか、または様々な送信デバイスがどのようにして互いを発見するかのような他の手順を含み得る。
様々な実施形態が適用され得る1つの例示的なシナリオは、背景技術のセクションで例示されたようなV2X通信である。したがって、送信デバイスおよび受信デバイスは、例えば、車両内のUE、路側機、歩行者によって携帯される「通常の」移動端末等であり得る。さらに、データは、例えばCAMメッセージのような(周期的な)車両データであり得る。これは、様々な車両エンティティ間で継続的に交換されるものとし、そのためのリソースセンシング手順および半持続的リソースが、3GPPにおいて論じられている。
以下の例示的な実施形態は、そのようなV2X通信シナリオに関連して例示目的のために説明されるが、本発明はそれに限定されないものとする。
[第1の実施形態]
以下では、前述した(1つまたは複数の)問題点を解決するための第1の実施形態について詳しく説明する。第1の実施形態の様々な実装形態およびバリエーションも説明する。
既に上述したように、例示的に、本出願の背景技術のセクションで説明したように、車両に設置され、D2Dフレームワークに基づいて車両通信を実行することができる車両UEが仮定される。これに対応して、車両データ(例えば、周期的および非周期的データ)は、車両UEによって、データに関心のある他のエンティティに送信されるものとする。
UEは、モード2無線リソース割当てをサポートし、主に実行し、スケジューリング情報ならびにデータをPC5(サイドリンク)インタフェースを介して送信するための無線リソースを自律的に選択できるように、必要なリソースプールを用いて適切に設定されていると仮定される。
車両UEによって送信されるべき周期的データは、背景技術のセクションで詳細に説明された協調認識メッセージ(CAM)によって例示される。背景技術のセクションで説明したように、センシングおよび無線リソース予約は、周期的なデータの送信に関連して将来の規格リリースに含まれるべきであることが3GPPによって一般に承認されている。特に、送信側における無線リソース予約は、例えば、周期的データのさらなるパケットを送信するために、1つまたは複数の後の時間インスタンスに対しても現在使用されているものと同じリソースを予約することによって、一種の「半持続的(semi-persistent)」無線リソース割当てを実施することを可能にする。その結果、周期的データを送信できるようにするために、後の時間インスタンスにおいて、車両UEが再びリソース選択/要求(モード1またはモード2のリソース割当て)を実行する必要はない。無線リソース予約は、異なる手法で実施され得、3GPPによってまだ決定されていない。例えば、無線リソース予約は、次の送信インスタンスのために、または、より長い期間のために(すなわち、周期的データのすぐ次よりも多くの送信インスタンスのために)行われ得る。サイドリンクデータと共に送信されるスケジューリング情報(SCI)は、送信のために使用された無線リソースを識別し、したがって、受信エンティティが、サイドリンクデータを適切に受信し、処理/復号することを可能にする。スケジューリング情報は、さらに、例えば、無線リソースがどの時間(例えばサブフレーム)に予約されているかを、受信エンティティが判定できるように、データの時間または周期を示すことによって、無線リソース予約を示すために使用され得る。
車両UEはさらに、将来の無線リソースに関する情報を獲得するために、背景技術のセクションで説明したように無線センシング手順を継続的に実行するものとする。この情報は、その後、データ(ならびに対応するスケジューリング割当て)を送信するための無線リソース(および、おそらくは他の送信パラメータ)を選択するために、車両UEによって実行されるモード2無線リソース割当て手順中に使用され得る。センシング手順は、予約された無線リソースを識別するために、他のデバイスによって送信されたスケジューリング割当てを復号することを含む。オプションで、センシング手順はさらに、車両UEのために設定されたデータ送信のための周波数リソース全体にわたるエネルギ測定(例えば、受信信号強度、RSSI)を備える。
リソースセンシング手順の1つの可能性のある実施オプションは、すべてのUEが、次のサブフレームから開始して、例えば、100ms(例えば、最大1秒)にわたる周波数リソースの予測を有するマップを有することである。次に、パケットがUE内のバッファに到着する時間Pにおいて、UEは既に、サブフレームPからLまでのすべての周波数リソースのマップ(送信ウィンドウと呼ばれ得る)を準備している。ここで、Lは基本的に、パケットが送信されるまでの(QoSに従う)最大時間スパンに対応する。周波数マップは、利用不可能な無線リソースと利用可能な無線リソースとを区別し得る(そして、恐らくは、異なる無線リソースの予測エネルギレベルに関する情報も備える)。無線センシング手順の他の実施も等しく可能であり、例えば、ここでは、UEは、そのような将来のリソースマップを継続的に更新するのではなく、むしろ必要なときにのみセンシングウィンドウ内の過去の測定から無線リソースを予測する。
要約すると、車両UEは、将来の無線リソースに関する情報を(予約および/またはRSSI予測、または他の情報をも)獲得するために、無線リソースセンシング手順を継続的に実行すると仮定される。車両UEはさらに、周期的(および非周期的データ)を送信することができるものとし、それに関連して、(さらに、MCS等のような他の送信パラメータの決定を含み得る)データの送信のために使用されるべき送信ウィンドウ内の無線リソースを選択するために、モード2リソース割当て手順(UEによる自律的)を実行するものとする。(変調スキーム、符号化率等のような)送信パラメータに基づいて、車両UEは、送信のために必要なリソースブロックの数を決定し、その後、この決定されたリソースブロックの数を使用して、データの送信のために可能な無線リソースを識別する。例示的に、連続するリソースブロックのみが、サイドリンク送信のために使用されるものと仮定される。
第1の実施形態は、以前に実行されたセンシング手順から取得された結果を考慮した、改良された無線リソース割当て手順を提供する。第1の実施形態によれば、送信ウィンドウ内の無線リソース(すなわち、UEが、送信のために適切な無線リソースを選択し得る無線リソース)は、プライマリサブフレームの無線リソースと、セカンダリサブフレームの無線リソースとで区別される。送信ウィンドウのセカンダリサブフレームは、車両UEがリソースセンシング手順を実行しなかったため、センシングを通じて少ない情報しか取得しなかったセンシングウィンドウ内のサブフレームに対応するものとする。逆に、送信ウィンドウのサブフレームは、車両UEがセンシング手順を実行したセンシングウィンドウ内のサブフレームに対応する場合のプライマリサブフレームである。したがって、セカンダリサブフレームのための予測は、プライマリサブフレームのためよりも正確ではないと考慮されるべきであり、したがって、セカンダリサブフレームからの無線リソースは、リソース割当て手順中に選択されるためには、あまり好ましくない。
より詳細には、サイドリンクインタフェース上の同時送信および受信は、車両UEによってサポートされないので(背景技術のセクションを参照)、車両UEは、サブフレーム内で送信を実行する場合、同時に受信動作を実行できず、したがって、リソースセンシング手順を実行できない。リソースセンシング手順は、無線リソース割当て手順中に使用されるために、将来の無線リソースに関する情報を収集する。現在合意されているように、センシング手順は、少なくとも、無線リソース予約を監視することと、おそらくは、エネルギ測定を実行することとを含む。将来の3GPPリリースでは、センシング手順中、他のタイプの情報が取得され得、本明細書に提示された実施形態は、依然として適用可能であろう。
例示的に、車両UEは、サブフレームtにおいて送信を実行し、したがって、そのサブフレームにおいてセンシング手順を実行できなかったと仮定される。したがって、車両UEは、1つまたは複数の他の送信デバイスによるスケジューリング割当ての送信(予約あり、または、予約なし)、および/または、データの送信を見逃している可能性がある。
現在規格化されているように、(CAMメッセージのような)周期的な車両データは、100msの倍数の周期(例えば、200ms、300ms、400ms、・・・、2つのCAMメッセージ間の最大周期は1秒、最小周期は100ms)で送信される。異なる周期または追加の周期が将来定義され得、また本明細書に提示された実施形態によって網羅されるものとする。無線リソース予約は、通常、周期的データに対して実行され、したがって、周期的データの上述した可能な周期性に基づく。
センシング手順が実行されなかったサブフレームでは、見逃された可能性のあるスケジューリング割当ては、周期的データについて可能である上記で論じられた周期性に依存して、あらかじめ決定されたいくつかの時間距離においてのみ、無線リソースを予約している可能性がある。簡略のために、スケジューリング割当ては一般に、スケジューリング割当てと同じサブフレーム内のデータ送信のための無線リソースを示し、その結果、サブフレームtにおいて見逃された無線リソース予約は、例えば、t+100ms、t+200ms、t+300ms、・・・、t+1000msのように、対応するデータ周期離れたサブフレーム内の無線リソースを予約した可能性がある。上記の理由で、サブフレームtで送信を実行し、したがって、サブフレームtにおいてセンシング手順を実行しなかった車両UEは、可能な無線リソース割当て手順中(送信ウィンドウ内にある場合)、関連するすべてのサブフレームt+100ms、t+200ms、t+300ms、・・・、t+1000msを、セカンダリサブフレームとして考慮する。
同様に、サブフレームtにおいて見逃されたデータまたはSA送信は、受信信号強度測定によって、車両UEによってセンシングされない。周期的なデータ送信が、固定された時間距離(例えば、100ms、または200ms、または300ms、または・・・、または1000ms)でのみ発生し得ることを再度考慮すると、サブフレームtのための測定情報の欠如により、車両UEは、サブフレームt+100ms、およびt+200ms、およびt+300ms、および・・・t+1000msについてのエネルギ予測は、それほど正確ではないと考慮する。
このように、センシングされないサブフレームは、後続のサブフレームについての予測情報の欠如をもたらし、したがって、第1の実施形態に従って、センシング手順がすべての可能な情報(例えば、無線リソースが予約されているか否か、および、そのサブフレームのすべての周波数無線リソースについてのエネルギ測定値)を取得したプライマリサブフレームとは対照的に、セカンダリサブフレームとして考慮される。
車両UEは、送信ウィンドウ内で、セカンダリサブフレームからの無線リソースよりも、プライマリサブフレームからの無線リソースを好適に選択するものとする。言い換えれば、データを送信するための無線リソースを決定する場合に、プライマリサブフレームから利用可能な無線リソースがない場合に限り、車両UEは、セカンダリサブフレームから無線リソースを選択するものとする。
一般に、無線リソースの選択は、データを送信するために使用されるべき変調スキームおよび符号化率のような送信パラメータの以前の決定に基づく。したがって、車両UEは、送信のために必要となるリソースブロックの数を決定する。3GPPにおける現在の合意および議論に沿って、連続するリソースブロックが、サイドリンク送信のために使用されるべきであると仮定される。以下の例示的な例示では、データの送信のために3つの連続するリソースブロックが必要とされることが仮定される。したがって、このようにして得られたリソース候補はそれぞれ、以下の図に例示されている。図10を参照されたい。
この手順に関連して、プライマリサブフレームの無線リソース候補を、セカンダリサブフレームの無線リソース候補とは別個に順位付けすることも有利である。これに対応して、モード2リソース割当て手順中、車両UEは、プライマリサブフレーム内の複数の無線リソース候補を決定した後、データを送信するための最適な候補を選択できるように、これら複数の無線リソース候補を順位付けする。セカンダリサブフレーム内の可能な無線リソース候補は、それとは別個に順位付けされる。すなわち、この順位付けは、セカンダリサブフレームのみの無線リソース候補内で実行される。無線リソース割当て手順中、車両UEは、その後、プライマリサブフレームから最高の順位付けの候補を選択し、利用可能なものがなければ、セカンダリサブフレームから最高の順位付けの候補を選択する。
図10は、データリソースプールの周波数時間リソース図であり、第1の実施形態の1つの例示的な実施に従うセンシングおよび無線リソース割当て手順の結果を例示的に例示している。図10は、サイドリンクインタフェースを介して車両UEがデータ送信を実行するために一般に利用可能な、例えば、背景技術のセクションで記述されたような、データ無線リソースプールからの適切な無線リソースである、周波数時間無線リソースを開示している。これに対応して、例えば、データ送信リソースプールの無線リソースのような、これら無線リソースに対して、(センシングウィンドウ内で実行される)センシング手順も実行される。例示の容易のために、図9に例示されるような、送信ウィンドウ内の無線リソース候補に対するセンシングウィンドウ内の関連するエネルギ測定は、図10から省略されている。これから明らかなように、サブフレームtにおけるUE送信、ならびに結果として得られるセカンダリサブフレームmは、t+600msにおいて例示される。図10の例示では、サブフレームt内の見逃されたセンシング機会は、送信ウィンドウ内に単一のセカンダリサブフレームmしかもたらさないと仮定される。例えば、送信ウィンドウは、わずか100msである。送信ウィンドウの長さに依存して、サブフレームtにおけるUE送信は、2つ以上のセカンダリサブフレーム(すなわち、t+600ms、およびt+700ms、t+800ms、・・・)をもたらし得る。プライマリサブフレームの無線リソース候補内ならびにセカンダリサブフレームの無線リソース候補内の別個の順位付け手順も図10から明らかである。セカンダリ無線リソース候補は破線で囲まれている。特に、プライマリサブフレームからの(1から4に順位付けされた)4つの無線リソース候補があり、プライマリ無線リソース候補が利用可能ではない場合、セカンダリサブフレームからの(1から2に順位付けされた)2つの無線リソース候補がある。
第1の実施形態の1つの例示的実施に従う車両UEの挙動を例示する簡略化された例示的シーケンス図が図11に提示されている。一般に上記で説明されたような車両UEによって実行されるべき様々なステップが図11に描写される。リソースセンシング手順は、リソースセンシングが継続的に実行されるべきであることを示すために、個別に描写されている。プライマリサブフレームおよびセカンダリサブフレームのためのリソースセンシング手順から無線リソース候補検索および順位付けステップまでの破線は、情報の入力(例えば、無線リソース予約、および無線リソースエネルギ測定)として理解されるものとする。
無線リソース候補順位付け手順をどのように実行するかについて、いくつかのオプションがある。1つの可能な、不利ではある解決策が、上記の図9に関連して提示される。あるいは、候補順位付けは、無線リソース候補とパケット到着時間との間の時間遅延のみに基づいてもよく、すなわち、短い遅延のみをもたらす候補が、長い遅延を被る候補よりも好適になるように、順位付けにエネルギ測定値/予測を考慮しない。第1の実施形態の変形として、他の特に有利な順位付け手順が以下に記述される。順位付け手順は、データが送信のために利用可能になった時点からの無線リソース候補の時間距離だけでなく、センシングウィンドウ中に実行されたエネルギ測定に基づき得る。データの送信のための候補を使用することによって生じるであろう遅延をさらに考慮することによって、データ送信の待ち時間は減少されるであろう。同時に、無線リソース候補のリソース占有尤度も、過去のRSSI測定値を考慮することによって考慮され得る。
順位付けのために考慮される2つの特性であるエネルギ予測および遅延は、異なる方式で考慮され得る。特に、無線リソース候補とパケット到着時間との間の遅延が、最初に考慮され得、同じ時間遅延を有する複数の無線リソース候補がある場合、同じ遅延を有する候補を順位付けするために、受信信号強度予測が使用され得る。リソース候補は、例えば、最低のエネルギ予測値を有する候補が、そのサブフレームについて最高の順位付けの候補となるように、RSSIが増加する順に高いものから低いものへ順位付けされる。逆に、受信信号強度予測が最初に考慮され、その後、同じ受信信号強度予測を有する複数の無線リソース候補がある場合には、時間遅延が、順位付けのために使用され得、ここでは、より短い時間遅延は、より長い時間遅延よりも高く順位付けされる。さらなる代替によれば、遅延および受信信号強度予測の関数が、無線リソース候補を順位付けするために使用され得る。例示的な関数は、Zi=X*Ti+Y*RSSIiであり得る。XとYはそれぞれ時間遅延と受信信号強度特性に与えられる重みである。Tiは、無線リソース候補iとパケット到着時刻との間の時間距離を示す。RSSIiは、(センシングウィンドウ中の以前の測定値に基づいて)無線リソース候補iの受信信号強度に関する予測値を示す。値Ziが小さいほど、リソース候補iの順位が高い。重みXおよびYは、例えば、eNBによって設定され得るか、そうでなければ、あらかじめ決定され得る。
上記で記述されたように時間遅延を主に考慮する例示的な順位付け手順の結果が図10に例示される。これから明らかなように、最高に順位付けされた(順位付け値1)プライマリ無線リソース候補は、パケット到着時間に関して最小の遅延を有するプライマリサブフレーム内の無線リソース候補である。プライマリサブフレーム内の残りの無線リソース候補もまた、パケット到着時刻までの時間距離に基づいて順位付けされる。一方、セカンダリサブフレームmの順位付け手順は、2つの無線リソース候補を区別するために、センシングウィンドウ中に実行されたエネルギ測定値にさらに依存する必要がある。例示的な順位付けが、図10に例示される。
第1の実施形態のさらに有利な変形は、無線リソース候補のための受信エネルギレベルの予測を改良する。図9に関連して説明したように、1つの可能なオプションは、特定の無線リソース候補の受信信号強度を予測するために、全センシングウィンドウにわたって、特定の無線リソース候補の無線リソースに対応する無線リソースにおけるエネルギ測定値を使用することである。しかしながら、これは、無線リソース候補のこの1つのサブフレームにおける実際の送信状況を反映しないかもしれないという欠点を有する。送信エネルギ予測を改良するために、関連サブフレームのみが予測のために考慮されるべきである。より詳細には、センシングウィンドウ内の関連サブフレームは、順位付けされるべき無線リソース候補に関して可能なデータ周期の時間距離を有するものである。データ送信について現在仮定されているように、データ周期は、100msの倍数(最小100msおよび最大1000ms)である。結果として、送信ウィンドウ内の特定のサブフレームmについて改良されたエネルギ予測に関し、センシングウィンドウ内の関連サブフレームは、m−100ms、m−200ms、m−300ms、m−400ms・・・、およびm−1000msである。センシングウィンドウのそれらの関連サブフレームにおいて実行されたエネルギ測定のみが、送信ウィンドウのサブフレームmにおけるエネルギを予測するために使用される。
図12は、図10に関して既に採用された仮定に基づいて、この改良された送信エネルギ予測を例示的に示し、プライマリサブフレームおよびセカンダリサブフレームについて決定された6つの無線リソース候補を区別する。これから明らかなように、図12は、サブフレームuにおけるプライマリ無線リソース候補1について、サブフレームu−600msおよびu−1000msの対応する無線リソースにおけるエネルギ測定を示す。センシングウィンドウの残りの関連サブフレーム、すなわち、u−100ms、u−200ms、・・・、u−500ms、u−700ms、u−800ms、u−900msにおけるエネルギ測定もまた、例示の容易のために、それらが図12に図示されていないが、考慮される。同様に、関連サブフレームの異なる無線リソースにおけるエネルギ測定が使用されるが、セカンダリサブフレームmの無線リソース候補の両方は、センシングウィンドウ内のサブフレームm−100s、m−200ms、・・・、m−1000msに関連する。これに対応して、図12は、エネルギ予測のために使用されるサブフレームm−1000ms内の関連無線リソースをマークする。サブフレームm−600msの無線リソースにおけるエネルギ測定は、車両UEによって実行される送信のために可能ではなかったことが注目されるべきである。以前に論じたように、送信ウィンドウのサブフレームmへの影響を有する600msの周期を有する可能な周期的送信は、センシングされないであろう。これは、サブフレームmを、無線リソース割当て手順にとって単に2次的であるとして分類する理由の1つである。関連サブフレームの無線リソースにおいて測定された受信信号強度(すなわち、エネルギ)は、例えば、送信ウィンドウのサブフレームにおける無線リソース候補の予測を得るために平均化され得る。
この利点は、改良されたエネルギ予測は、データ送信の可能な周期を考慮するので、より正確であるということである。
第1の実施形態の他の有利な実施は、プライマリサブフレームまたはセカンダリサブフレームのいずれにおいても適切な無線リソースが発見されない場合の解決策を提供する。以前に論じたように、プリエンプション手順は、それらが他の送信デバイスによって既に予約されているときでも、送信ウィンドウ内の無線リソースの中から無線リソースを選択することを可能にする。
図13は、図11の図に基づいて、(また、プライマリサブフレーム内のリソースを発見することに失敗した後に)車両UEが、セカンダリサブフレーム内のリソースを発見することができない場合のステップとして、プリエンプション手順を用いて拡張されるUE挙動の例示的シーケンス図である。図13から明らかなように、プリエンプション手順中に無線リソースを決定した後、車両UEは、スケジューリング割当てのための対応する無線リソースを決定し、その後、SAとデータとの両方を送信する。さらに、プリエンプションボックスは、無線リソースに関するエネルギ測定、他のデバイスによって行われる無線リソース予約、および、恐らくは、無線リソース予約の優先順位に関する情報のような情報を、リソースセンシング手順から入力として受信する。後者の情報は、(PPPP、ProSe−Per−Packet−Priority:ProSeパケットごと優先順位のような)優先順位情報が、無線リソース予約と共に送信され、したがって、センシング手順中に車両UEによって復号され記憶されることを必要とする。
図14は、無線リソースが利用可能ではない場合に車両UEによって実行され得、図13に例示されたプリエンプション手順の1つの可能な実施として見られるべきであるプリエンプション手順についての簡略化された例示的なシーケンス図である。プリエンプション手順の開始時に実行されるべきオプションのチェックは、送信されるべきデータが破棄され得る(すなわち、送信されないように破棄される)か否かである。1つの実施例では、車両UEは、データの優先順位に基づいてデータが破棄されるべきか否かを決定する。このデータの優先順位は、適切な優先順位しきい値と比較され得る。データは通常、データの優先順位を示すProSeパケットごと優先順位(PPPP)に関連付けられる。適切な優先順位しきい値は、例えばeNodeBによって、車両UEにおいて定義され得る。そして、破棄され得るデータとされ得ないデータとを区別するために使用される。優先順位が十分に高くない(例えば、優先順位しきい値を下回る)場合、データは破棄される。そうではない場合、プリエンプション手順は、今度はデータの送信のために使用されるべき無線リソースを選択することに進むが、しかしながら、これに加えて、プライマリサブフレームおよびセカンダリサブフレーム内の以前の候補サーチから最初に除外された予約無線リソースも考慮に入れる。上述したように、データの破棄は、車両UEによって実行されるオプションのチェックであり、したがって、例えば、eNBによって、または、車両UEの上位レイヤによって設定可能であり得る。
プリエンプション手順の一部であるとして例示されているが、破棄チェックは、実際のプリエンプション手順外で実行され得、その結果、(破棄チェックなしの)プリエンプション手順は、パケットが破棄されないときにのみ実行される。
さらに、データを破棄するか否かについての決定は、(RRCまたはアプリケーションレイヤのような)車両UEの上位レイヤによって行われ得る。
プリエンプションは、データを送信するために他の送信デバイスによって既に予約されている無線リソースを、選択して、使用する処理を称する。したがって、予約された無線リソースの中には、それ自体の送信によって「上書き(overwritten)」されるものがあり、これは深刻な干渉を引き起こす可能性があるため、可能であれば回避されるべきである。それにも関わらず、データが十分に重要である場合、車両UEは、部分的にまたは全部において、予約された無線リソースを備えた、適切なリソースブロックサイズを有する1つまたは複数の無線リソース候補を決定するべきである。利用可能な複数のリソース候補がある場合、車両UEは、最も適切な候補を決定する必要がある。1つの可能なオプションは、以前に既に論じたように、送信ウィンドウ全体にわたって、または好適には、プライマリサブフレーム内で、次に、セカンダリサブフレーム内で、候補のランダム選択を実行することである。
第1の実施形態の有利な実施によれば、プリエンプション手順中の無線リソース候補の選択は、無線リソースの優先順位、および/または、センシングウィンドウ内においてセンシング手順中に決定されたRSSI予測値を考慮することによって、プリエンプションによって引き起こされるあらゆる問題を緩和するように改良される。一例では、車両UEは、予約された無線リソースのうち、最低の優先順位を有する無線リソース候補を選択することによって、プリエンプションを実行する。その後、同じ優先順位を有するいくつかの候補が残っている場合、車両UEは、最低のRSSI予測値を有するその候補を選択し得る。第2の例では、車両UEは最低のRSSI予測レベルを有する無線リソース候補を選択し、いくつかの候補が残っている場合には、最低の優先順位を有する無線リソースを有する候補が、データを送信するために選択される。あるいは、別個に重み付けされた2つのパラメータ、すなわち、予約優先順位およびRSSIに基づいて関数が定義され得る。例示的な関数は、Zi=w1*1/Pi+w2*RSSIiであり得る。w1およびw2はそれぞれ、優先順位(最低の優先順位値が、最高の優先順位)および受信信号強度特性に与えられる重みである。Piは、リソース候補iの一部として特定の無線リソース予約に与えられた優先順位を表し、RSSIiは、無線リソース候補iの受信信号強度の予測値を示す。車両UEは、小さい(最小の)Zi値を有する無線リソース候補を選択するものとする。
オプションで、予約された無線リソースのみが、送信されるべきデータよりも低い優先順位を有してプリエンプションされるように、予約の優先順位が、データの優先順位と比較され得る。別のオプションとして、無線リソースの選択を、両方のしきい値を下回る「最適な」無線リソースのみに制限できるように、対応する優先順位およびエネルギしきい値を定義することが可能であり得、しきい値を超える無線リソースは除外される。オプションの追加として、プリエンプション手順は、プライマリサブフレームとセカンダリサブフレームとを区別することもでき、その後、セカンダリサブフレーム内の候補よりも、プライマリサブフレームから、好適に候補を選択するものとする。
これに加えて、または、その代わりに、プリエンプション手順は、好適には、最小量の予約された無線リソースを無効にするデータの送信のための無線リソース候補を決定するべきである。特に、サイドリンクを介したデータ送信のために、連続するリソースブロックのセットしか使用されないことを考慮すると、データを送信するのに十分大きなリソースブロックセットを取得するために、わずかな予約リソースブロックをプリエンプションするだけで十分である。それにより、他の送信UEとの干渉が低減される。
プリエンプション手順のさらなる可能な基準として、プリエンプションによって影響を受けるであろう他のデバイスの数を最小化するように、または、各デバイスが、データをまだ復号できる間に、プリエンプションによってさほど影響されないよう、他のデバイスの数を最大化するように、予約無線リソースが選択され得る。
上記の例のうちのいずれかに従って2つまたは3つのパラメータ(予約優先順位、データ優先順位、またはRSSI)を考慮した後にいくつかの候補が残っている場合、車両UEは、残りの無線リソース候補のうちの1つをランダムに選択し得る。
プリエンプション手順のためにエネルギ予測値を考慮することによって、車両UEによって実行されるデータ送信と、近くに位置する車両UEのプリエンプションデータ送信との強い干渉が回避されるはずである。
このように、データの送信のために適切な無線リソースを決定した後、図13に例示されるように、車両UEは、スケジューリング割当てを送信するためのリソースを選択し、その後、スケジューリング割当てとデータの両方を送信する。
第1の実施形態のさらに有利な実施によれば、サイドリンクチャネルの輻輳レベルが、車両UEにおいて実行される無線リソース割当て手順のために考慮される。サイドリンクチャネルの輻輳レベル(チャネルビジー率、CBRとも称され得る)は、例えば、十分なサンプルのエネルギレベルを、帯域幅全体にわたって、または1つのリソースプール内でのみ、しきい値と比較することによって、車両UEによって決定される。例えば、サンプルの90%が、しきい値より高いエネルギレベルを有している場合、CBRは90%である。しきい値は、eNBによって固定または設定され得るか、または事前設定され得る。CBRは、キャリアまたはリソースプールのビジーレベルの尺度となる。CBRは、チャネル状態を考慮して、データを破棄するか否かを決定するために、車両UEによって使用され得る。一般に、このCBRチェックはオプションであり、例えば、eNodeBによって設定され得るか、または(例えば、オペレータによって)事前設定され得、それによって、CBRチェックが実行されるべきか否か、および、どのように実行されるべきかについてUEを設定する。例えば、eNodeBが保守的であり、サイドリンクキャリアを保護したい場合、そのようなCBRチェックを実行するように(例えば、システム情報ブロードキャストによって)セル内のいくつかまたはすべてのUEを設定し得る。一方、eNodeBが、より高いスループットを達成することに関心がある場合、eNodeBは、このCBRチェックを実行しないようにUEを設定し得る。CBRチェックの1つの可能な実施は、送信されるべきデータの優先順位を採り、それを優先順位しきい値と比較する。優先順位しきい値は、オプションで、サイドリンクチャネルについて検出されたCBRに依存し得る。例えば、送信されるべきデータの優先順位が十分に高い場合にのみ、チャネルの高い輻輳レベルにも関わらず、手順が進行する。一方、低い優先順位データは、ビジーチャネルを考慮して破棄され得る。
送信されるべきデータのトラフィックタイプもまた、データの優先順位に加えて、または、その代わりに、CBR破棄機能に考慮され得る。例えば、安全トラフィック(safety traffic)と非安全トラフィック(non-safety traffic)とのために、異なるしきい値が定義され得る。数字が大きいほど優先順位が低くなる1から5までの優先順位レベルを仮定する。90%であるCBRの場合、優先順位レベル5の安全トラフィックと、優先順位レベル5、4、および3の非安全トラフィックとは、破棄されるべきである。一方、CBRが80%である場合、安全トラフィックは破棄されないが、優先順位レベル5の非安全トラフィックだけが破棄される。CBRが70%の場合、安全トラフィックは破棄されず、優先順位レベル5または4の非安全トラフィックは破棄されるものといった具合である。
データが破棄された場合、担当する上位レイヤは、データの送信の失敗について通知され、その結果、例えば、上位レイヤは、後にデータを再度送信することを決定するか、または、上位レイヤにおいてもデータを破棄して、ユーザに、失敗した送信を通知することができる。
図15は、図11の図に基づき、上記で論じたようにCBRチェックを用いて拡張された例示的なシーケンス図である。特に、データが送信のために利用可能になった後、車両UEは、チャネルビジー率を考慮することによって、データを破棄するか否かを決定し得る。車両UEがデータを破棄しないことを決定した場合、図11から知られ、上記で詳細に記述された手順が、その後、継続される。
CBRチェックは、リソース割当てが開始されるべきか否かを判定するために、リソース割当て手順の一部、または、リソース割当て前のステップのいずれかと考慮され得る。
さらに、無線リソースセンシング手順は、モード2リソース割当てのために車両UE内に設定された無線リソースプールごとに実行され得る。前記の場合、車両UEがCBRチェックを使用するか否か、またどのように使用するかが、リソースプールごとに設定され得る。例えば、データリソースプールの設定中、eNodeBは、CBRチェックが実行されるべきか否か、および、どのように実行されるべきであるかを示し得る。カバレッジ外のUE、および、対応する無線リソースプールの場合、CBR設定は、各リソースプールの事前設定の一部であり得る。
第1の実施形態のさらに有利な実施によれば、スケジューリング割当てそれぞれとデータの計画された送信が、別のUEのデータ送信と衝突するか否かを判定するために、衝突チェックが提供される。図16は、図11の図に基づいており、以下に論じられるように衝突チェックの1つの実施で拡張された例示的なシーケンス図である。図16から明らかなように、スケジューリング割当ておよびデータを送信するために適切なリソースを選択した後、車両UEは、センシング手順を実行し続け、したがって、他のUEによって送信されるスケジューリング割当てを監視して、恐らくは、将来のためのリソース予約を行う。他のUEから受信されたスケジューリング割当てに基づいて、車両UEは、計画されたスケジューリング割当ての送信が、監視されたスケジューリング割当てによって示されるように、他のUEによってアナウンスされた送信と衝突するか否かをチェックし得る。衝突の場合、車両UEは、どのようにしてさらに進むべきかを決定することができ、例えば、衝突している2つの送信、すなわち、それ自体のSA送信および他のUEの送信の優先順位を比較し得る。自身のSA送信が、より高い優先順位を有する場合、車両UEは、既に計画されているように、スケジューリング割当ての送信を続ける。他の場合では、車両UEは、スケジューリング割当てのために、そして必要であればデータ送信のために、新たな無線リソースを決定するように、無線リソース割当て手順の最初のステップに戻り得る。あるいは、衝突の場合、特に、自身のSA送信の優先順位がより低いときに、SAおよびデータは破棄される。
衝突検出は、データ送信に対しても同様に機能する。データ送信のためのスケジューリング割当てが送信されたと仮定される。センシング手順は、データ送信時まで車両UEによって継続的に実行され、したがって、自身のデータ送信と衝突する、他のデバイスによる可能なデータ送信が、検出され得る。このような衝突の場合、車両UEは、例えば、2つのデータ送信の優先順位を比較し得る。自身のデータ送信が、より高い優先順位を有する場合、車両UEは、以前に計画されたようにデータの送信を継続する。他の場合では、車両UEは、データおよびSA送信のための新たな無線リソースを決定するために、無線リソース割当て手順の最初のステップに戻る必要があり得る。あるいは、衝突の場合、特に自身のデータ送信の優先順位が低いとき、データは破棄される。
上記では、第1の実施形態の異なる実施が記述された。ここでは、図11に関連して「基本的な」実施が記述され、前記「基本的な」実施に対する拡張が、図13、図14、図15、および図16においてそれぞれ記述される。この拡張は個別に記述および図示されているが、完全なUE挙動を形成するために、それらの一部または全部を組み合わせることができ、これは、図13のプリエンプション手順、および/または図15のCBR破棄機能、および/または図16の衝突チェックを備える。
上記では、車両UEは、UEによる自律的なリソース割当て(モード2)のために、センシング手順の結果を常に使用すると仮定された。しかしながら、リソース割当てのためにセンシングを使用するか否か、およびどのように使用するかが、代わりに、設定可能であり得、および/または、車両UEが送信のために無線リソースを選択している無線リソースプールに依存し得る。より詳細には、1つの実施では、車両UEを担当するeNodeBは、センシング手順が無線リソース割当てに影響を与えるべきか否か、およびどのように影響を与えるべきかを制御する。例えば、eNodeBは、セル内の対応する設定をブロードキャストして、設定を受信するセル内のすべての車両UEが、UEによる自律的なリソース割当てのためにセンシングを使用するか否か、およびどのように使用するかを学習する。あるいは、1つまたは複数の車両UEにおいて、センシング手順が実施されるべきか否か、およびどのように実施されるべきかを制御するために、無線基地局から、これら車両UEのみに、専用メッセージが送信される。
[第2の実施形態]
以下では、第1の実施形態の様々な実施と組み合わせて使用され得る第2の実施形態が記述される。第1の実施形態に関連して、車両UEが実際にどのようにリソース選択を行うかについて詳細に説明することなく、車両UEが、スケジューリング割当てを送信するためのリソースを選択すると単に仮定された。背景技術のセクションで説明したように、スケジューリング割当ての送信のためのリソースの選択は、3GPPの以前のリリースでは明確に定義されている。要するに、UEによる自律的な無線リソース割当て(モード2)の場合、車両UEは、対応するスケジューリング割当てリソースプールから、無線リソースをランダムに選択し、さらにこのスケジューリング割当ての繰り返しのためにT−RPTパターンを選択し得る。しかしながら、3GPPは、データ送信のためのリソース選択のための改良を実施することを議論し合意する(上記で論じたように、無線リソース予約メカニズムならびにセンシング手順が導入された)一方で、スケジューリング割当ての送信が将来のリリースでどのように改良されるかに関して、議論も合意もなされていない。V2Xデータ送信に関して合意された改良のための1つの動機付けは、そのような送信の信頼性を高めることであり、それは(例えば、衝突率に関して)データ送信のための無線リソースの純粋なランダム選択では保証されないかもしれない。例えば、車両UEの数は将来増加すると思われ、スケジューリング割当ての送信のためのランダムなリソース選択メカニズムは、衝突による失敗数の増加につながる可能性がある。しかしながら、特に車両通信の環境におけるスケジューリング割当てのロバストな送信は、データの確実な送信と同様に重要である。
したがって、第2の実施形態は、スケジューリング割当て送信のための無線リソースを選択するための、改良されたUEによる自律的な無線リソース割当て手順を提供する。スケジューリング割当ての送信は、第1の実施形態に関して論じられたように、データ送信のために予想される改良を模倣するように改良される。これに対応して、第2の実施形態の実施は、スケジューリング割当てを送信するために送信デバイスによって使用可能である1つまたは複数のSAリソースプールの無線リソースのために、車両UEによって実行されるリソースセンシング手順を提供する。第1の実施形態において記述されたような無線リソースセンシング手順が、恐らくは、異なる無線リソース、すなわちデータを送信するために送信デバイスによって使用可能なデータリソースプールの無線リソースをセンシングすることが、注目されるべきである。しかしながら、スケジューリング割当てリソースプールの無線リソースと、データリソースプールの無線リソースとは重複し得る。いずれにせよ、第1の実施形態で詳細に記述されたものと同様の方式で、車両UEは、それらの無線リソースにおけるセンシング手順を継続的に実行することによって、将来のスケジューリング割当て無線リソースに関する情報を獲得するものとする。
第2の実施形態の以下の実施においてより詳細に記述されるように、無線リソース予約は、第1の実施形態において記述されたようなデータの送信のためだけでなく、スケジューリング割当ての送信のためにも実施されるものとする。スケジューリング割当ておよびデータのための無線リソース予約は類似し得る。要するに、スケジューリング割当てにおいて適切なインジケーションを提供することによって、現在のスケジューリング割当ての送信のために使用される無線リソースは、将来の1つまたは複数のスケジューリング割当て送信のために予約され得る。
他のデバイスによって送信されたスケジューリング割当てを監視することによって、リソースセンシング手順はまた、無線リソースが、スケジューリング割当ての送信のために、他の送信デバイスによって予約されているか否か、および、どの無線リソースが予約されているかに関する情報を、車両UEが獲得することを可能にするものとする。これらの予約された無線リソースは、スケジューリング割当てを送信するための無線リソースを選択するために、車両UEによって実行される無線リソース割当て手順から除外され得る。無線センシング手順はまた、スケジューリング割当ての送信のために設定された周波数リソース全体にわたるエネルギ測定(例えば、受信信号強度、RSSI)をも備え得る。将来的には、他のタイプの情報も、同様に収集され得る。したがって、センシング手順は、スケジューリング割当てを送信するために使用されるべき将来の無線リソースに関する情報を収集する。これは、スケジューリング割当てを送信するための最適な無線リソースを選択するために、リソース割当て手順中に使用され得る。
車両UEは、スケジューリング割当ておよび保留データを送信するためのリソースを決定するために、周期的データを送信し、UEによる自律的な無線リソース割当て手順を実行するものとすると仮定される。
第1の実施形態に関連して既に詳細に論じたように、無線リソース割当て手順は、センシング手順から取得された結果を考慮して、プライマリサブフレームの無線リソースと、セカンダリサブフレームの無線リソースとを区別することによって改良され得る。送信ウィンドウのセカンダリサブフレームは、センシングウィンドウにおけるサブフレームに対応するものとする。ここでは、車両UEは、必ずしも、常にリソースセンシング手順を実行した訳ではない。したがって、車両UEが常にセンシング手順を実行し、可能なすべての情報を取得する、センシングウィンドウにおけるサブフレームに対応するプライマリサブフレームと比較して、センシングによって少ない情報しか取得しない。したがって、第1の実施形態に関して詳細に説明されるように、車両UEは、セカンダリサブフレーム内の別のUEによるスケジューリング割当て送信の予約を見逃している、または、セカンダリサブフレームのエネルギ予測に影響を及ぼすエネルギ測定を逃している。
したがって、セカンダリサブフレームに対する予測は、プライマリサブフレームに対する予測よりも正確ではなく、セカンダリサブフレームからの無線リソースは、プライマリサブフレームからの無線リソースよりも、好適に選択されるべきではない。
結果として、データ送信のための無線リソースの選択に関連して、第1の実施形態について詳細に提示されたリソース割当て手順のこの改良は、第2の実施形態に従って、スケジューリング割当ての送信のための無線リソースの選択に適用され得る。
図17は、第1の実施形態の図11と同様、第2の実施形態の実施に従う例示的かつ簡略化されたUE挙動を例示するシーケンス図である。これから明らかなように、スケジューリング割当てを送信するための無線リソースの選択は、プライマリサブフレームにおけるサーチと、セカンダリサブフレームにおける後続するサーチとに分割される。特に、データが、送信のために利用可能になった後、車両UEは、送信ウィンドウ内で、プライマリサブフレームから、SA送信のための無線リソースを好適に選択するものとし、SA送信のための無線リソースが、プライマリサブフレームから利用できない場合、車両UEは、セカンダリサブフレーム内のSA送信のための無線リソースをサーチするものとする。その後、手順は、スケジューリング割当ての送信、および後続する保留データの送信を続ける。
図18は、スケジューリング割当てリソースプールのための周波数時間無線リソースを例示しており、リソースは、スケジューリング割当てを送信するために、車両UEに利用可能である。図10でなされたものと類似した方式で、図18は、センシングウィンドウの1つのサブフレームにおける未実行のセンシング手順の結果として、プライマリサブフレームおよびセカンダリサブフレームが送信ウィンドウ内でどのように定義されるのかを例示する。また、スケジューリング割当ての送信に関し、車両UEはまず、適切な送信パラメータ、したがって、SA送信のために必要となるリソースブロックの数を決定しなければならない。現在合意されているように、2つの物理リソースブロックペアが、スケジューリング割当ての送信のために使用されるものとする。その後、車両UEは、スケジューリング割当ての送信のために利用可能となる可能な無線リソース候補を決定し、候補サーチの例示的な結果が、図18に例示される。
プライマリサブフレームの無線リソース候補は、例えば、第1の実施形態について論じられたものと同じまたは類似の方式で、セカンダリサブフレームからの無線リソース候補とは別個に順位付けされるものとする。これは図18にも例示されており、図18は、4つのプライマリSA無線リソース候補と、別個に2つのセカンダリSA無線リソース候補を図示している。特に、第1の実施形態に従うデータの送信に関して論じられたような順位付け手順の様々な異なる実施は、スケジューリング割当てを送信するために使用可能な無線リソース候補を順位付けするためにも再使用され得る。例えば、図9に関連して論じられたような順位付けは、可能であるが不利である。あるいは、候補順位付けは、特に、スケジューリング割当てが、データ送信として、以前に(または、同じサブフレームで)送信される必要があることを考慮して、無線リソース候補とパケット到着時刻との間の時間遅延のみに基づき得る。候補順位付けのための別のオプションは、センシング手順中に実行されたエネルギ測定に基づいて、無線リソース候補についての時間遅延とエネルギ予測との両方を考慮し、第1の実施形態に関連して様々な異なる実施が上記において提示され、第2の実施形態の実施に対して本明細書で再使用され得る。
図12に関連して説明したように、第1の実施形態の特に有利な実施形態は、エネルギ予測を改良する。これらの改良されたエネルギ測定および予測はまた、スケジューリング割当てを送信するのに使用可能な無線リソースに関して、車両UEによって実行されるリソースセンシング検知手順にも適用され得る。これに対応して、サブフレームm内の特定のリソース候補に対するエネルギ予測は、リソース候補のサブフレームに関連するサブフレーム、すなわち、可能な周期であるm−100ms、m−200ms、m−300ms、・・・、m−1000ms離れたサブフレームのみの感知ウィンドウにおける測定を考慮するものとする。
図17に例示されるように、プライマリおよびセカンダリサブフレーム内に適切な無線リソースが発見されない場合のためのリソース割当て手順中に、プリエンプション手順が予測され得る。第1の実施形態において詳細に論じられたものと類似の方式で、スケジューリング割当ての送信のために他のUEによって予約されている無線リソースは、依然としてスケジューリング割当てを送信できるように、車両UEによってプリエンプションされ得る。さらに、プリエンプション手順は、スケジューリング割当てが破棄されるべきか否かに関する決定を備えてもよく、その決定は、スケジューリング割当てが送信されるデータの優先順位に基づくことができ、この優先順位は、適切な優先順位しきい値と比較されてよい。データ、ここではスケジューリング割当てが、十分な優先順位を有する場合、車両UEは、スケジューリング割当ての送信のためのリソース候補を決定することに進み、今度は、予約された無線リソースをも考慮する。プリエンプション手順の様々な有利な実施形態は、第1の実施形態に関連して詳細に論じられており、スケジューリング割当ての送信のための無線リソース候補の選択を改良するために再使用されてよい。例えば、センシングウィンドウ内のセンシング手順中に決定された、予約された無線リソースの優先順位および/またはRSSI予測が、考慮され得る。さらに、予約された無線リソースの優先順位が、送信されるべきデータの優先順位と比較され得る。また、プリエンプション手順は、プライマリサブフレームとセカンダリサブフレームとを区別し得、プライマリサブフレームから無線リソース候補を好適に選択するものとする。
要約すると、車両UEは、スケジューリング割当てを送信するために最適な無線リソースを選択する。上記で論じたように、車両UEはまた、スケジューリング割当ての次の送信のために無線リソースを予約するものとする。
第2の実施形態のいくつかの実施では、車両UEが、スケジューリング割当ての送信に、半持続的スケジューリング(例えば、無線リソース予約およびセンシング手順)を適用するか否かは、設定可能であり得る。1つの例示的な実施によれば、車両UEを制御するeNodeBは、スケジューリング割当ての将来の送信のための無線リソースをさらに予約し、対応するSAリソースプールの無線リソースにおけるセンシング手順の結果に基づいて無線リソース選択を実行することによって、セル内のいくつかまたはすべてのUEが、スケジューリング割当て送信を改良するか否かを決定し得る。その後、eNodeBは、それに応じて車両UEに通知し得る。例えば、eNodeBのセル内のすべてのUEが、同じ方式で設定される場合、eNodeBは、そのセル内でシステム情報メッセージをブロードキャストし、前記ブロードキャストメッセージを受信するすべてのUEが、指示通りにSA送信手順を設定する。
一方、スケジューリング割当てをどのように送信するかは、データを送信するときに車両UEが従う送信手順に結合され得る。その結果、車両UEが、半持続的スケジューリングをデータ送信に適用する場合、対応するSA送信にも、同様にセンシング手順のために、半持続的スケジューリングを適用するものとする。UEが半持続的スケジューリングを使用しない場合、スケジューリング割当ての送信は、例えば、センシング手順の結果を参照せずに、適切なSA無線リソースプールから無線リソースをランダムに選択することによって、従来技術で記述されたものと同じ方式で取り扱われ得る。
セル内でブロードキャストメッセージを送信する代わりに、またはそれに加えて、eNodeBは、選択された車両UEに専用メッセージを送信し得る。したがって、これらのUEは、専用メッセージにおける命令に従って、自身を設定する。それによって、eNodeBは、スケジューリング割当てを送信するための半持続的スケジューリングを実行するように、車両UEを選択的に設定でき得る。
スケジューリング割当て送信を実行するか否か、および、どのように実行するかの設定は、特定のSAリソースプールにも依存され得、したがって、センシング手順と同様に、半持続的スケジューリングもまた、特定の設定された無線リソースプールから、スケジューリング割当ての送信のための無線リソースを選択するときに実行される。最初に無線リソースプールを設定するときの対応するインジケーションは、例えば、データのために1ビット、および、SA送信のために1ビットのように、十分であり得る。
以下に記述されるように、第2の実施形態は、スケジューリング割当てを受信するデバイスが、受信されたスケジューリング割当てが1つまたは複数の将来のスケジューリング割当ての送信のための無線リソースも予約するか否かをどのように推定するかに関するいくつかの実施を提供する。1つのオプションは、スケジューリング割当てにおいて、対応するフィールド(例えば、1ビット)を提供することであり、1ビット値は、スケジューリング割当てが、1つまたは複数の将来のスケジューリング割当ての送信のための無線リソース(例えば、現在のスケジューリング割当ての送信のために使用されるこれら無線リソース)を予約することを示す。反対に、スケジューリング割当てフィールドの他のビット値は、スケジューリング割当て送信のために無線リソース予約が行われていないことを示すものとして、受信エンティティによって理解される。あるいは、スケジューリング割当てのための無線リソースの予約のために、別個のフィールドを提供する代わりに、第2の実施形態の他の実装は、例えば、無線リソース予約が、データ送信のために実行されるか否かを示すために、スケジューリング割当ての、対応するフィールドを使用するような、暗黙的なインジケーション(implicit indication)に基づいている。したがって、スケジューリング割当ては、データリソースが予約されている限り、対応するスケジューリング割当てリソースも予約されるものであることを示す。例えば、スケジューリング割当ては、恐らくは、無線リソース予約の周期性、予約のインスタンス数等を示す「周期性」フィールドを含み得る。(SA送信と同様にデータ送信のための)無線予約しないことは、例えば、この周期性フィールドに値0を含めることによって、示される。
第2の実施形態の上記の実施では、スケジューリング割当てのために実行されるべき再送信は、まだ考慮されていなかった。それにも関わらず、スケジューリング割当て送信のロバスト性を高めるために、スケジューリング割当ての1つまたは複数の再送信は、サイドリンクインタフェースを介して車両UEによって実行されるべきである。前記関連では、1つの例示的な実施において、固定数の(再)送信が、事前設定され得る。従来技術におけるように、車両UEは、スケジューリング割当ての最初の送信に関して、固定された時間関係でスケジューリング割当ての再送信を送信し得る。あるいは、スケジューリング割当ての最初の送信と再送信との間の別の関連付けは、車両UEと、可能な受信エンティティとの間で合意され得る。さらに別の解決策によれば、車両UEはまた、最初の送信に関して行われるように、スケジューリング割当ての再送信のための無線リソースをランダムに選択し得る。例えば、スケジューリング割当ての送信のために利用可能な無線リソースはさらに、最初の送信のためのリソースと、スケジューリング割当てのさらなる再送信のためのリソースとに分割され得る。
しかしながら、割当ての再送信のために無線リソースもランダムに選択することは、問題があり得る。特に、スケジューリング割当ては、無線リソースのセット内の特定の無線リソースを使用して送信され、潜在的な受信エンティティは、(無線リソースサーチ空間とも呼ばれる)無線リソースセット内のブラインド復号によってスケジューリング割当てを検出する。従来技術の手順では、スケジューリング割当ての再送信は、(例えば、スケジューリング割当てを正常に復号するソフトコンバイニング(soft combining)を適切に実行するために、)受信エンティティが1つの特定のスケジューリング割当てのどの(再)送信が共に属しているのかを知ることができるように、スケジューリング割当ての最初の送信に関して固定時間関係で実行される。しかしながら、スケジューリング割当ての再送信に対してもランダムなリソース選択を実施することによって、そのような固定された時間関係はもはや保証され得ない。
したがって、受信エンティティが、1つの特定のスケジューリング割当てについてすべての送信および再送信を関連付けることを可能にする新たなメカニズムを提供することが必要である。第2の実施形態の1つの例示的な実施によれば、それらを共に関連付けるために、共通の識別子が、スケジューリング割当て送信に含まれ得る。これに対応して、1つの特定のスケジューリング割当てについて様々な送信を受信する受信デバイスは、その後、共通の識別子に基づいて、スケジューリング割当ての正しい送信を関連付け得る。一例によれば、共通の識別子は、送信のソースとしての車両UE、および/または、スケジューリング割当てが送信されるデータを生成する現在のアプリケーションの両方を識別するソース識別子であり得る。共通の識別子は、スケジューリング割当ての一部であり得るか、または、レイヤ1識別子またはCRCチェックの一部へ符号化され得る。
第2の実施形態のさらなる実施は、(例えば、上記で論じられたスケジューリング割当ての最初の送信と同じ方式で)センシング手順の結果に、リソース選択を基づけることによって、スケジューリング割当ての再送信のための無線リソースの選択を改良する。SA送信のための無線リソースの上記のランダム選択について既に論じられたように、センシング結果に基づいて無線リソースの選択を改良するとき、最初の送信と再送信との間の固定された時間関係は、もはや保証され得ない。それゆえ、受信エンティティが、1つの特定のスケジューリング割当てについてすべての送信および再送信を関連付けることを可能にする新たなメカニズムを提供することが必要である。第2の実施形態の1つの例示的な実施によれば、上記で既に説明したような共通の識別子が、それらを共に関連付けるために、スケジューリング割当て送信に含まれ得る。一例によれば、共通の識別子は、送信のソースとしての車両UEと、および/または、スケジューリング割当てが送信されるデータを生成する現在のアプリケーションとの両方を識別するソース識別子であり得る。共通の識別子は、スケジューリング割当ての一部であり得るか、または、レイヤ1識別子の一部へ符号化され得る。
[ハードウェアおよびソフトウェアによる本開示の実施]
別の例示的な実施形態は、上述した様々な実施形態を、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアと連携したソフトウェアを使用して実施することに関する。これに関連して、ユーザ端末(移動端末)を提供する。本ユーザ端末は、本明細書に記載されている方法を実行するように構成されており、これらの方法に適切に関与する対応するエンティティ(受信機、送信機、プロセッサなど)を含む。
様々な実施形態は、コンピューティングデバイス(プロセッサ)を使用して実施または実行され得るものとさらに認識される。コンピューティングデバイスまたはプロセッサは、例えば、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP:Digital Signal Processor)、特定用途向け集積回路(ASIC:Application Specific Integrated Circuit)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA:Field Programmable Gate Array)、または、その他プログラマブルロジックデバイスなどである。様々な実施形態は、これらのデバイスの組み合わせによっても実行または具体化され得る。特に、上述した各実施形態の説明に用いた各機能ブロックは、集積回路であるLSIによって実施できる。これらの機能ブロックは、個々のチップから構成されてもよいし、機能ブロックの一部またはすべてを含むように1つのチップから構成されてもよい。これらのチップは、自身に結合されているデータの入力と出力を含むことができる。LSIは、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、またはウルトラLSIと呼称される。しかしながら、集積回路を実施する技術は、LSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサを使用することによって達成できる。さらには、LSI製造後にプログラムすることが可能なFPGA、またはLSI内部の回路セルの接続または設定を再設定可能なリコンフィギャラブル・プロセッサを利用してもよい。
さらに、様々な実施形態は、ソフトウェアモジュールによっても実施され得る。これらのソフトウェアモジュールは、プロセッサによって実行され、または、ハードウェアにおいて直接実行される。また、ソフトウェアモジュールとハードウェア実装の組み合わせも可能である。ソフトウェアモジュールは、任意の種類のコンピュータ可読記憶媒体、例えば、RAMやEPROM、EEPROM、フラッシュメモリ、レジスタ、ハードディスク、CD−ROM、DVDなどに格納され得る。さらには、複数の異なる実施形態の個々の特徴は、個々に、または任意の組み合わせにおいて、別の実施形態の主題とすることができることに留意されたい。
具体的な実施形態に示した本開示には、広義に記載されている本発明の概念または範囲から逸脱することなく、様々な変更および/または修正を行うことができることが、当業者には理解されるであろう。したがって、本明細書に示した実施形態は、あらゆる点において例示的であり、本発明を制限するものではないものとみなされる。