JP5357209B2

JP5357209B2 - 移動通信方法

Info

Publication number: JP5357209B2
Application number: JP2011112661A
Authority: JP
Inventors: 幹生岩村; 徹内野
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2011-05-19
Filing date: 2011-05-19
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2031-05-19
Also published as: US9357512B2; JP2012244425A; US20140050153A1; EP2712249B1; EP2712249A4; WO2012157416A1; EP2712249A1

Description

本発明は、移動通信方法に関する。

図６に、従来のＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）方式におけるＴＡ（ＴｉｍｉｎｇＡｄｖａｎｃｅ）制御の様子について示す。

図６に示すように、ＴＡ制御では、無線基地局ｅＮＢが、移動局ＵＥ＃１及び移動局ＵＥ＃２によって送信される上りリンク信号が直交するように、上りリンク信号の受信タイミング（「ＵｕＵＬ」）を揃えるべく、移動局ＵＥ＃１及び移動局ＵＥ＃２に対して「ＴＡｃｏｍｍａｎｄ（ＴＡ１及びＴＡ２）」を送信するように構成されている。

移動局ＵＥ＃１及び移動局ＵＥ＃２は、無線基地局ｅＮＢから受信した「ＴＡｃｏｍｍａｎｄ（ＴＡ１及びＴＡ２）」に基づいて、上りリンク信号の送信タイミング（「ＵｕＵＬ」）を調整するように構成されている。

このように、ＴＡ制御を適用することで、上りリンク信号の伝搬遅延を補正することができる。

３ＧＰＰＴＳ３６.３２３

ここで、従来のＬＴＥ方式の移動通信システムでは、複数の移動局ＵＥが、同一セル（或いは、無線基地局ｅＮＢ配下のセル）内に位置している場合であっても、データ信号及び制御信号の両方が、無線基地局ｅＮＢを介して送受信されるように構成されているため、無線基地局ｅＮＢの処理負荷が増大してしまうという問題点があった。

かかる問題点を解決するために、複数の移動局ＵＥが、無線基地局ｅＮＢとの間で設定されているＵｕインタフェースにおける無線リンクを介することなく、移動局間インタフェース（以下、Ｕｄインタフェース）における無線リンクを介して、データ信号の送受信を行うことを想定することができる。

かかる移動局ＵＥ＃１と移動局ＵＥ＃２との間の直接通信（すなわち、Ｕｄ通信やＤ２Ｄ通信）を考えた場合、Ｕｄインタフェースを介した送信タイミングの調整は、移動局ＵＥ＃１と移動局ＵＥ＃２との間の距離が問題となる。

例えば、図７（ａ）に示すように、移動局ＵＥ＃１と無線基地局ｅＮＢとの間の距離（伝搬遅延Ｔ１）及び移動局ＵＥ＃２と無線基地局ｅＮＢとの間の距離（伝搬遅延Ｔ２）が変わらなくても、移動局ＵＥ＃１や移動局ＵＥ＃２が、円弧上を移動すれば、移動局ＵＥ＃１と移動局ＵＥ＃２との間の距離（伝搬遅延ＴＸ）は変わってくる。

また、実際には、各移動局ＵＥ＃１及び移動局ＵＥ＃２の軌跡は、複雑であり、図７（ｂ）に例示するように、移動局ＵＥ＃１と無線基地局ｅＮＢとの間の距離（伝搬遅延Ｔ１）及び移動局ＵＥ＃２と無線基地局ｅＮＢとの間の距離（伝搬遅延Ｔ２）と同時に、移動局ＵＥ＃１と移動局ＵＥ＃２との間の距離（伝搬遅延ＴＸ）も変わってくると考えられる。

そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、移動局ＵＥ＃１と移動局ＵＥ＃２との間の直接通信において、移動局ＵＥ＃１と移動局ＵＥ＃２との間の同期状態を適切に維持することができる移動通信方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、第１移動局と無線基地局との間の無線基地局インタフェースにおいて第１無線リンクが設定されており、第２移動局と該無線基地局との間の無線基地局インタフェースにおいて第２無線リンクが設定されており、該第１移動局と該第２移動局との間の移動局間インタフェースにおいて第３無線リンクが設定されている場合の移動通信方法であって、前記第１移動局が、前記第２移動局に対して、前記第３無線リンクを介して、データ信号を送信する工程と、前記第２移動局が、前記データ信号の受信タイミングが所望タイミングから所定時間以上ずれていることを検出した場合、前記無線基地局に対して、前記第２無線リンクを介して、該データ信号の受信タイミングの該所望タイミングからずれている時間を示すタイミング情報を送信する工程と、前記無線基地局が、受信した前記タイミング情報に基づいて、前記第１移動局に対して、前記第１無線リンクを介して、前記第３無線リンクにおけるデータ信号の送信タイミングを調整するための調整情報を送信する工程とを有することを要旨とする。

本発明の第２の特徴は、第１移動局と無線基地局との間の無線基地局インタフェースにおいて第１無線リンクが設定されており、第２移動局と該無線基地局との間の無線基地局インタフェースにおいて第２無線リンクが設定されており、該第１移動局と該第２移動局との間の移動局間インタフェースにおいて第３無線リンクが設定されている場合の移動通信方法であって、前記無線基地局が、前記第１移動局及び前記第２移動局に対して、前記第１無線リンク及び前記第２無線リンクを介して、前記第３無線リンクにおけるデータ信号送信用無線リソースを通知する工程と、前記第１移動局が、前記第２移動局に対して、前記データ信号送信用無線リソースを用いて、データ信号を送信する工程と、前記第２移動局が、前記データ信号の受信タイミングが所望タイミングから所定時間以上ずれていることを検出した場合、前記第１移動局に対して、前記第３無線リンクを介して、該第３無線リンクにおけるデータ信号の送信タイミングを調整するための調整情報を送信する工程とを有することを要旨とする。

以上説明したように、本発明によれば、移動局ＵＥ＃１と移動局ＵＥ＃２との間の直接通信において、移動局ＵＥ＃１と移動局ＵＥ＃２との間の同期状態を適切に維持することができる移動通信方法を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムの全体構成図である。本発明の第１の実施形態に係る移動局の機能ブロック図である。本発明の第１の実施形態に係る無線基地局の機能ブロック図である。本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムの動作を示すシーケンス図である。本発明の変更例１に係る移動通信システムの動作を示すシーケンス図である。従来の移動通信システムについて説明するための図である。従来の移動通信システムについて説明するための図である。

（本発明の第１の実施形態に係る移動通信システム）
図１乃至図４を参照して、本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムについて説明する。

本実施形態に係る移動通信システムは、ＬＴＥ方式の移動通信システムであって、図１に示すように、コアネットワークと、コアネットワーク装置に接続されている無線基地局ｅＮＢとを具備している。なお、本発明は、ＬＴＥ方式以外のセルラー方式の移動通信システムにも適用可能である。

本実施形態に係る移動通信システムでは、移動局ＵＥ＃１及び移動局ＵＥ＃２と無線基地局ｅＮＢとの間のＵｕインタフェースと、移動局ＵＥ＃１と移動局ＵＥ＃２との間のＵｄインタフェースとが規定されている。

なお、本実施形態に係る移動通信システムでは、移動局ＵＥ＃１と無線基地局ｅＮＢとの間のＵｕインタフェースにおいて第１無線リンクが確立されており、移動局ＵＥ＃２と無線基地局ｅＮＢとの間のＵｕインタフェースにおいて第２無線リンクが確立されており、移動局ＵＥ＃１と移動局ＵＥ＃２との間で第３無線リンクを確立しているものとする。

移動局ＵＥ＃１は、移動局ＵＥ＃２との間で、Ｕｕインタフェースを介することなく、Ｕｄインタフェースを介して、データ信号を送受信することができるように構成されている。

また、移動局ＵＥ＃１は、無線基地局ｅＮＢとの間で、Ｕｕインタフェースを介して、データ信号及び制御信号を送受信することができるように構成されている。

同様に、移動局ＵＥ＃２は、移動局ＵＥ＃１との間で、Ｕｕインタフェースを介することなく、Ｕｄインタフェースを介して、データ信号を送受信することができるように構成されている。

また、移動局ＵＥ＃２は、無線基地局ｅＮＢとの間で、Ｕｕインタフェースを介して、データ信号及び制御信号を送受信することができるように構成されている。

移動局ＵＥ＃１の機能及び移動局ＵＥ＃２の機能は、基本的に同一であるため、以下、代表して移動局ＵＥ＃１の機能について説明する。図２に示すように、移動局ＵＥ＃１は、同期状態管理部１１と、送信部１２と、受信部１３と、検出部１４と、調整部１５とを具備している。

同期状態管理部１１は、移動局ＵＥ＃１において確立されている無線リンクの同期状態/非同期状態を管理するように構成されている。

例えば、同期状態管理部１１は、上述の第１無線リンク及び第３無線リンクの同期状態/非同期状態を管理するように構成されている。

具体的には、同期状態管理部１１は、Ｕｕインタフェース用タイマ及びＵｄインタフェース用タイマを有しており、Ｕｕインタフェース用の「ＴＡｃｏｍｍａｎｄ」又はＵｄインタフェース用の「ＵｄＴＡｃｏｍｍａｎｄ」が受信される度に、Ｕｕインタフェース用タイマ又はＵｄインタフェース用タイマをリセットするように構成されている。

ここで、同期状態管理部１１は、Ｕｕインタフェース用タイマが起動中は、第１無線リンクが同期状態であると判定し、Ｕｕインタフェース用タイマが満了した場合は、第１無線リンクが非同期状態であると判定するように構成されている。

同様に、同期状態管理部１１は、Ｕｄインタフェース用タイマが起動中は、第３無線リンクが同期状態であると判定し、Ｕｄインタフェース用タイマが満了した場合は、第３無線リンクが非同期状態であると判定するように構成されている。

Ｕｕインタフェース用タイマ及びＵｄインタフェース用タイマは、同一のタイマであってもよいし、異なるタイマであってもよい。なお、Ｕｕインタフェース用タイマ及びＵｄインタフェース用タイマの値は、無線基地局ｅＮＢによって通知されるように構成されていてもよい。

また、これらのタイマの値は、ＲＲＣシグナリングによって通知されるように構成されていてもよい。

送信部１２は、Ｕｕインタフェースにおける第１無線リンクを介して無線基地局ｅＮＢに対してデータ信号及び制御信号を送信し、Ｕｄインタフェースにおける第３無線リンクを介して移動局ＵＥ＃２に対してデータ信号を送信するように構成されている。

受信部１３は、Ｕｕインタフェースにおける第１無線リンクを介して無線基地局ｅＮＢからデータ信号及び制御信号を受信し、Ｕｄインタフェースにおける第３無線リンクを介して移動局ＵＥ＃２からデータ信号を受信するように構成されている。

検出部１４は、受信部１３によって受信されたデータ信号の受信タイミングが所望タイミングから所定時間以上ずれていること（Ｔｉｍｉｎｇｄｒｉｆｔ）を検出するように構成されている。

所定時間は、送信タイミングを調整する「ＵｄＴＡｃｏｍｍａｎｄ（後述）」のｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ程度の値であってもよく、仕様規定された値であってもよい。

ここで、検出部１４が、受信部１３によって受信されたデータ信号の受信タイミングが所望タイミングから所定時間以上ずれていることを検出した場合、送信部１２は、無線基地局ｅＮＢに対して、第１無線リンクを介して、データ信号の受信タイミングの所望タイミングからずれている時間ΔＴＸを示す「Ｔｉｍｉｎｇ情報」を送信するように構成されている。

調整部１５は、受信部１３によって受信された「ＵｄＴＡｃｏｍｍａｎｄ」に基づいて、以降のＵｄインタフェースにおける送信タイミング（サブフレーム）を調整するように構成されている。

ここで、調整部１５は、受信ウィンドウと「Ｕｄｐｒｅａｍｂｌｅ」の受信タイミングとの関係に基づいて、所望タイミングを算出するように構成されている。

図３に示すように、無線基地局ｅＮＢは、受信部２１と、送信部２２とを具備している。

受信部２１は、Ｕｕインタフェースにおける第１無線リンクを介して移動局ＵＥ＃１からデータ信号及び制御信号を受信し、Ｕｕインタフェースにおける第２無線リンクを介して移動局ＵＥ＃２からデータ信号及び制御信号を受信するように構成されている。

送信部２２は、Ｕｕインタフェースにおける第１無線リンクを介して移動局ＵＥ＃１に対してデータ信号及び制御信号を送信し、Ｕｕインタフェースにおける第２無線リンクを介して移動局ＵＥ＃２に対してデータ信号及び制御信号を送信するように構成されている。

また、送信部２２は、受信部２１によって受信された「Ｔｉｍｉｎｇ情報」に基づいて、移動局ＵＥ＃１に対して、第１無線リンク又は第２無線リンクを介して、第３無線リンクにおけるデータ信号の送信タイミングを調整するための「ＵｄＴＡｃｏｍｍａｎｄ」を送信するように構成されている。

以下、図４を参照して、本実施形態に係る移動通信システムの動作について説明する。

図４に示すように、移動局ＵＥ＃１は、第３無線リンクの同期が確立されている状態（ステップＳ１００１）で、ステップＳ１００２において、移動局ＵＥ＃２に対して、第３無線リンクを介して、データ信号を送信する。

移動局ＵＥ＃２は、ステップＳ１００３において、受信したデータ信号の受信タイミングが所望タイミングから所定時間以上ずれていること（Ｔｉｍｉｎｇｄｒｉｆｔ）を検出すると、ステップＳ１００４において、無線基地局ｅＮＢに対して、第２無線リンクを介して、データ信号の受信タイミングの所望タイミングからずれている時間ΔＴＸを示す「Ｔｉｍｉｎｇ情報」を含む「Ｕｄｔｉｍｉｎｔｄｒｉｆｔ」を送信する。

ここで、移動局ＵＥ＃２は、「ＭＡＣｃｏｎｔｒｏｌｅｌｅｍｅｎｔ」として「Ｕｄｔｉｍｉｎｔｄｒｉｆｔ」を送信してもよい。

ステップＳ１００５において、無線基地局ｅＮＢは、受信した「Ｔｉｍｉｎｇ情報」に基づいて、移動局ＵＥ＃１に対して、第１無線リンクを介して、第３無線リンクにおけるデータ信号の送信タイミングを調整するための「ＵｄＴＡｃｏｍｍａｎｄ」を送信する。

ここで、無線基地局ｅＮＢは、「ＭＡＣｃｏｎｔｒｏｌｅｌｅｍｅｎｔ」として「ＵｄＴＡｃｏｍｍａｎｄ」を送信してもよい。

移動局ＵＥ＃１は、ステップＳ１００６において、「ＵｄＴＡｃｏｍｍａｎｄ」に基づいて、Ｕｄインタフェースにおけるデータ信号の送信タイミング（サブフレーム）を調整し、ステップＳ１００７において、Ｕｄインタフェースにおける第３無線リンクを介して、移動局ＵＥ＃２に対して、データ信号を送信する。

本発明の第１の実施形態に係る移動通信システムによれば、移動局ＵＥ＃２において移動局ＵＥ＃１から送信されたデータ信号の受信タイミングの所望タイミングからのずれに基づいて、第３無線リンクにおけるデータ信号の送信タイミング（ＵＥ＃１→ＵＥ＃２）を調整することによって、移動局ＵＥ＃１と移動局ＵＥ＃２との間の同期状態を適切に維持することができる。

（変更例１）
以下、図５を参照して、本変更例１に係る移動通信システムについて、上述の第１実施形態に係る移動通信システムとの相違点に着目して説明する。

図５に示すように、移動局ＵＥ＃１は、第３無線リンク（ＵＥ＃１→ＵＥ＃２）の同期が確立されている状態（ステップＳ２００１）で、ステップＳ２００２において、移動局ＵＥ＃２に対して、第３無線リンクを介して、データ信号を送信する。

ここで、移動局ＵＥ＃２においても、第３無線リンク（ＵＥ＃２→ＵＥ＃１）の同期が確立されているものとする。

移動局ＵＥ＃２は、ステップＳ２００３において、受信したデータ信号の受信タイミングが所望タイミングから所定時間以上ずれていること（Ｔｉｍｉｎｇｄｒｉｆｔ）を検出すると、ステップＳ２００４において、移動局ＵＥ＃１に対して、第３無線リンクを介して、第３無線リンクにおけるデータ信号の送信タイミングを調整するための「ＵｄＴＡｃｏｍｍａｎｄ」を送信する。

移動局ＵＥ＃１は、ステップＳ２００５において、「ＵｄＴＡｃｏｍｍａｎｄ」に基づいて、Ｕｄインタフェースにおけるデータ信号の送信タイミング（サブフレーム）を調整し、ステップＳ２００６において、Ｕｄインタフェースにおける第３無線リンクを介して、移動局ＵＥ＃２に対して、データ信号を送信する。

以上に述べた本実施形態の特徴は、以下のように表現されていてもよい。

本実施形態の第１の特徴は、移動局ＵＥ＃１（第１移動局）と無線基地局ｅＮＢとの間のＵｕインタフェース（無線基地局インタフェース）において第１無線リンクが設定されており、移動局ＵＥ＃２（第２移動局）と無線基地局ｅＮＢとの間のＵｕインタフェースにおいて第２無線リンクが設定されており、移動局ＵＥ＃１と移動局ＵＥ＃２との間のＵｄインタフェース（移動局間インタフェース）において第３無線リンクが設定されている場合の移動通信方法であって、移動局ＵＥ＃１が、移動局ＵＥ＃２に対して、第３無線リンクを介して、データ信号を送信する工程と、移動局ＵＥ＃２が、データ信号の受信タイミングが所望タイミングから所定時間以上ずれていることを検出した場合、無線基地局ｅＮＢに対して、第２無線リンクを介して、データ信号の受信タイミングの所望タイミングからずれている時間を示す「Ｔｉｍｉｎｇ情報（タイミング情報）」を送信する工程と、無線基地局ｅＮＢが、受信した「Ｔｉｍｉｎｇ情報」に基づいて、移動局ＵＥに対して、第１無線リンクを介して、第３無線リンクにおけるデータ信号の送信タイミングを調整するための「ＵｄＴＡｃｏｍｍａｎｄ（調整情報）」を送信する工程とを有することを要旨とする。

本実施形態の第２の特徴は、移動局ＵＥ＃１と無線基地局ｅＮＢとの間のＵｕインタフェースにおいて第１無線リンクが設定されており、移動局ＵＥ＃２と無線基地局ｅＮＢとの間のＵｕインタフェースにおいて第２無線リンクが設定されており、移動局ＵＥ＃１と移動局ＵＥ＃２との間のＵｄインタフェースにおいて第３無線リンクが設定されている場合の移動通信方法であって、無線基地局ｅＮＢが、移動局ＵＥ＃１及び移動局ＵＥ＃２に対して、第１無線リンク及び第２無線リンクを介して、第３無線リンクにおけるデータ信号送信用無線リソースを通知する工程と、移動局ＵＥ＃１が、移動局ＵＥ＃２に対して、データ信号送信用無線リソースを用いて、データ信号を送信する工程と、移動局ＵＥ＃２が、データ信号の受信タイミングが所望タイミングから所定時間以上ずれていることを検出した場合、移動局ＵＥ＃１に対して、第３無線リンクを介して、第３無線リンクにおけるデータ信号の送信タイミングを調整するための「ＵｄＴＡｃｏｍｍａｎｄ」を送信する工程とを有することを要旨とする。

なお、上述の無線基地局ｅＮＢや移動局ＵＥ＃１/ＵＥ＃２等の動作は、ハードウェアによって実施されてもよいし、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールによって実施されてもよいし、両者の組み合わせによって実施されてもよい。

ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）や、フラッシュメモリや、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）や、ＥＰＲＯＭ（ＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲＯＭ）や、ＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅａｎｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲＯＭ）や、レジスタや、ハードディスクや、リムーバブルディスクや、ＣＤ-ＲＯＭといった任意形式の記憶媒体内に設けられていてもよい。

かかる記憶媒体は、プロセッサが当該記憶媒体に情報を読み書きできるように、当該プロセッサに接続されている。また、かかる記憶媒体は、プロセッサに集積されていてもよい。また、かかる記憶媒体及びプロセッサは、ＡＳＩＣ内に設けられていてもよい。かかるＡＳＩＣは、無線基地局ｅＮＢや移動局ＵＥ＃１/ＵＥ＃２等内に設けられていてもよい。また、かかる記憶媒体及びプロセッサは、ディスクリートコンポーネントとして無線基地局ｅＮＢや移動局ＵＥ＃１/ＵＥ＃２等内に設けられていてもよい。

以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

ＵＥ…移動局
ｅＮＢ…無線基地局
１１…同期状態管理部
１２、２２…送信部
１３、２１…受信部
１４…検出部
１５…調整部

Claims

第１移動局と無線基地局との間の無線基地局インタフェースにおいて第１無線リンクが設定されており、第２移動局と該無線基地局との間の無線基地局インタフェースにおいて第２無線リンクが設定されており、該第１移動局と該第２移動局との間の移動局間インタフェースにおいて第３無線リンクが設定されている場合の移動通信方法であって、
前記第１移動局が、前記第２移動局に対して、前記第３無線リンクを介して、データ信号を送信する工程と、
前記第２移動局が、前記データ信号の受信タイミングが所望タイミングから所定時間以上ずれていることを検出した場合、前記無線基地局に対して、前記第２無線リンクを介して、該データ信号の受信タイミングの該所望タイミングからずれている時間を示すタイミング情報を送信する工程と、
前記無線基地局が、受信した前記タイミング情報に基づいて、前記第１移動局に対して、前記第１無線リンクを介して、前記第３無線リンクにおけるデータ信号の送信タイミングを調整するための調整情報を送信する工程と、
前記第１移動局が、前記調整情報の受信によってリセットされる第３無線リンク用タイマの満了によって、前記第３無線リンクが非同期状態であると判定する工程とを有することを特徴とする移動通信方法。
第１移動局と無線基地局との間の無線基地局インタフェースにおいて第１無線リンクが設定されており、第２移動局と該無線基地局との間の無線基地局インタフェースにおいて第２無線リンクが設定されており、該第１移動局と該第２移動局との間の移動局間インタフェースにおいて第３無線リンクが設定されている場合の移動通信方法であって、
前記無線基地局が、前記第１移動局及び前記第２移動局に対して、前記第１無線リンク及び前記第２無線リンクを介して、前記第３無線リンクにおけるデータ信号送信用無線リソースを通知する工程と、
前記第１移動局が、前記第２移動局に対して、前記データ信号送信用無線リソースを用いて、データ信号を送信する工程と、
前記第２移動局が、前記データ信号の受信タイミングが所望タイミングから所定時間以上ずれていることを検出した場合、前記第１移動局に対して、前記第３無線リンクを介して、該第３無線リンクにおけるデータ信号の送信タイミングを調整するための調整情報を送信する工程と、
前記第１移動局が、前記調整情報の受信によってリセットされる第３無線リンク用タイマの満了によって、前記第３無線リンクが非同期状態であると判定する工程とを有することを特徴とする移動通信方法。