JP5950071B1 - 通信デバイスがディスカバリ信号を送信するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

通信デバイスからディスカバリ信号を送信して、該通信デバイスを他の通信デバイスが発見できるようにする方法が提示される。本方法は、一連のリソースを定めたリソースホッピングパターンをディスカバリ信号において符号化するステップと、ディスカバリ信号を繰り返し送信するステップであって、繰り返される送信の各々について、その送信のために用いられるリソースが、それぞれリソースホッピングパターンにより定められている一連のリソースに従って選ばれる、ステップとを含む。さらに、近隣の通信デバイスから送信されたディスカバリ信号を受信する方法が提示される。受信したディスカバリ信号における、上記近隣の通信デバイスのリソースホッピングパターンが復号化される。【選択図】なし

Description

本技術は、通信デバイスがディスカバリ信号（discovery signal）を送信する方法及び装置に関し、より具体的には、デバイス間（device-to-device, Ｄ２Ｄ）におけるディスカバリ信号のリソース割当て問題とリソースホッピング方式とに関する。

図１に、セルラーネットワークカバレッジの内外で、あるデバイスが、その付近にある他の対象デバイスを発見することのできるデバイス間における発見のシナリオを示している。このようなデバイス近接性発見は、近接広告（proximity advertising）、モバイルソーシャルネットワーキング、自動車間通信、公安通信（public safety communication）といった数多くの多様な応用形態を可能にするものである。デバイス間（Ｄ２Ｄ）発見の１つの特定の態様はリソース割当て問題であり、これを図２に示している。Ｄ２Ｄ発見のためのリソースプールは、例えば定期的に、セルラーネットワークのアップリンクスペクトル帯から準静的（semi-static）に予約される。各Ｄ２Ｄ発見リソースプールはそれぞれ、時間領域及び周波数領域の両方のリソースブロックから構成される。これら両方のブロックの各々は、発見用リソースブロック（discovery resource block、ＤＲＢ）と呼ばれる。ここで、デバイスは、ディスカバリ信号を送信するにあたってちょうど１つのＤＲＢを必要とするものとする。しかし、本願に提示される手法は、ディスカバリ信号の送信に２以上のリソースブロックが必要となるシナリオに拡張することができる。各リソースプールにおいて、各デバイスは自己のディスカバリ信号を近隣のデバイスにブロードキャストするための１つのＤＲＢを選択するとともに、リソースプール内の各ＤＲＢにおいて他のデバイスからのディスカバリ信号を監視し、復号化を行う。

本明細書において説明する技術は、各デバイスがディスカバリ信号を送信するためのＤＲＢをどのように選択するかに関する手法に特に焦点を合わせたものである。２つのタイプのＤＲＢ選択方式、すなわち、ネットワークに基づく方式とデバイスに基づく方式とがある。ネットワークに基づく方式では、ネットワーク又は発展型ノードＢ（evolved node B, ｅＮＢ）が、デバイスに代わって、どのデバイスがどのＤＲＢを選択するかを判断する。この場合、ネットワーク協調が重要な役割を果たす。この方式の欠点は、ネットワークがデバイスごとにＤＲＢ選択をユニキャストする必要があるため、結果として、ネットワークシグナリング負荷が非常に大きくなるおそれがあるということである。また、この方式は、ｅＮＢに接続されていないアイドルデバイスに対して正常に機能しない場合がある。

一実施形態では、本技術はデバイスに基づく方式に焦点を合わせる。この方式はネットワークシグナリングの観点で拡張性があり、ネットワークカバレッジを伴う環境、及びネットワークカバレッジ外の環境の両方において機能するだけの柔軟性もある。

Ｄ２Ｄ発見には幾つかの研究課題があり、そのうちの幾つかを図３に示している。第１の課題は衝突の発生に関する。すなわち、２以上のデバイスが同じＤＲＢを偶然に選択すると、受信側デバイスにおいて、複数のディスカバリ信号の衝突が起こることになる。例えば、図３において、ＵＥ１及びＵＥ２が同じＤＲＢを選択すると、受信側デバイスＵＥ３において衝突が生じる。第２の課題は、デフネス（deafness）すなわち半二重（half-duplexing）の制約に関する。半二重は、デバイスが同じ時間フレームにおいて送信及び受信を行うことができないことを意味する。例えば、ＵＥ５及びＵＥ６はそれぞれ異なった周波数におけるＤＲＢを選択するが、それらのＤＲＢは同じ時間フレームにおいて生じる。したがって、ＵＥ５及びＵＥ６は同じ時間フレームにおいてディスカバリ信号を送信するため、互いにディスカバリ信号を受信することはできない。第３に、無線チャネルは周波数選択性フェージングの影響を受けるため、幾つかのＤＲＢに深いフェージングがあることにより発見性能が劣化するおそれがある。図３は、深いフェージングにあるＤＲＢの例を示している。最後に、全てのデバイスが複数の発見リソースプールにわたって常に同じＤＲＢを選択し続けると、恒常的な衝突及び恒常的なデフネスが生じることになり、それにより、状況が更に悪化する。これに関係して、上記の問題のうちの１以上を軽減するために、デバイスごとの何らかのＤＲＢホッピング方式が必要不可欠である。ホッピングは上記の問題を完全に解決することはできないものの、恒常的な衝突、デフネスを軽減し、フェージングに対するロバスト性を向上させることができる。

本願において説明される技術の場合、時間的同期が完全であるとする。本明細書において説明される技術は、時間同期ではなく、リソース選択の態様に対して焦点を合わせているからである。しかし、同じ技術を、近隣デバイスの送信間で観測される時間差を考慮することにより、デバイスが互いに同期していない場合にも拡張することができる。

リソースホッピング方式に加えて、Ｄ２Ｄ発見性能を向上させる２つの更なる手法、すなわちソフトコンバイニング（soft-combining）とマルチユーザ検出（multiuser detection、ＭＵＤ）とがあり、これらを図４に示している。

ソフトコンバイニングは、対数尤度比（log-likelihood ratio, ＬＬＲ）領域において複数のディスカバリ信号を合成する手法であり、受信した信号を単に破棄するのではなく有効に利用し、ＬＴＥの媒体アクセス制御（Medium Access Control、ＭＡＣ）層において採用されるハイブリッド自動再送要求（Hybrid Automatic Repeat reQuest, ＨＡＲＱ）のためのチェイス合成、又はＬＴＥにおけるマスター情報ブロック（Master Information Block, ＭＩＢ）受信に類似のものとして理解することができる。ソフトコンバイニングの原理は以下のように簡単に説明することができる。受信機は、信号品質が低いことにより個別の復号化を正常に行うことのできない、後続の複数の送信を受信する場合がある。これらの送信が、同じ送信機からの同一のデータ（又は同じデータの異なったパリティ情報）を含むことがわかっていれば、受信機は、以前に誤りを伴って受信したこれらの送信を合成することにより、すなわち送信されたデータを受信機が復号化できる場合がある。ソフトコンバイニングの主な利点は、例えば、ディスカバリ信号を検出する確率が向上することである。確率の向上は、ソフトコンバイニングがその方式を、ソフトコンバイニングを用いない方式に比べ、衝突、干渉及び深いフェージングに対してロバストなものにできるということを意味する。Ｄ２Ｄ発見においてソフトコンバイニングを適用するに際しての課題は、第１のＵＥが、別の第２のＵＥがディスカバリ信号を送信するときに、それら第２のＵＥが使用するリソースを知らない場合があるということ、すなわち、第１のＵＥがＨＡＲＱの場合と同様に発展的な合成を達成できないということである。

Ｄ２Ｄ発見性能を向上させる別の技法は、マルチユーザ検出（multiuser detection, ＭＵＤ）である。マルチユーザ検出は、デバイスが一度に２以上のディスカバリ信号を復号化できるようにする手法である。ＭＵＤは、干渉及び雑音から所望の（複数の）信号を検出するための受信機設計技術のうちの１つである。従来、シングルユーザ受信機設計は、いわゆる遠近問題に陥ることが知られており、その場合、近くの又は強い信号源が、遠くの又は弱い信号を受けるユーザの信号受信を妨害する場合がある。ＭＵＤは、受信機がこの問題を解決するのを助けることができる。ＭＵＤの主な利点は、リソース利用率を改善し、衝突を潜在的に解消できることである。Ｄ２Ｄ発見においてＭＵＤを適用する際の課題は、受信機に、マルチユーザ検出のための別々のディスカバリ信号を認識させ、区別させることである。

本技術の目的は、上記の課題を少なくとも部分的に解決し、Ｄ２Ｄ発見との関連でソフトコンバイニング及びマルチユーザ検出を可能にすることである。本技術の一態様は、後に明らかになるような、新規のリソースホッピング方式に関する。

近接に基づくサービス（Proximity-based Services, ＰｒｏＳｅ）に関連する３ＧＰＰ規格において、例えば、規格に対する以下の書面による投稿、すなわちＲ１−１３５８２８（Intel社）、Ｒ１−１３５２２４（Samsung社）、Ｒ１−１３５３７２（ZTE社）において、幾つかの最先端（state of the art, ＳｏＡ）のホッピング手法が提案されている。基本的には、２つのタイプのホッピング方式が提案されている。第一は、いかなるリソースホッピングパターンも定めることなく、各ＵＥが全てのリソースプールにおいて１つのリソースをランダムに取り出すランダムホッピング方式である。第二は、全てのＵＥに対して単一で共通のホッピングパターンを定めることである。この場合、全てのＵＥが同じホッピング規則に従うことになる。第２の方式の主な欠点は、図５に示す恒常的な衝突問題につながる可能性があるということである。１つの発見用リソースプールにおいて、２つのデバイスが、残されたリソースプール内の同じＤＲＢを選択することが起こり得る。その場合、２つのデバイスは同じホッピング規則に従うため、後続のリソースプールにおいても同じＤＲＢを選択することになり、結果として再び衝突が生じる。したがって、このシナリオでは、衝突が継続的に起こることになる。

要するに、従来のＤ２Ｄ発見方式の場合、一般的に、全ての受信機は、送信機のホッピングパターン及び初期状態についての情報を有していない。したがって、これらの従来の方式は、いずれも各送信側デバイスの選択されたＤＲＢを追跡する必要のあるソフトコンバイニング手法及びマルチユーザ検出手法の少なくとも一方の適用に適していない。

一実施形態によれば、ある通信デバイスが、該通信デバイスを他の通信デバイスが発見できるようにするために、ディスカバリ信号を送信する方法が提供される。本方法は、前記ディスカバリ信号において、一連のリソースを定めたリソースホッピングパターンを符号化するステップと、前記ディスカバリ信号を繰り返し送信するステップであって、該送信が繰り返されるたびに、該送信に用いられるリソースが、前記リソースホッピングパターンによって定められている前記一連のリソースに基づいて選ばれる、ステップとを含む。

本方法は、ディスカバリ信号を受信したデバイスが、送信側デバイスが従うホッピングパターンを認識することができ、それにより、受信側デバイスは、送信側デバイスが将来、ディスカバリ信号を送信することになる一連のリソースを予測できるようになるという効果及び利点を有している。

本方法の一実施形態によれば、前記リソースは、時間領域と周波数領域と電力領域（power domain）との少なくとも一つにおいて、リソースプールから割り当てられるものである。

これにより、本方法は、ディスカバリ信号がマルチキャリア通信システムにおいて送信されるという環境に適用できるという効果及び利点を有する。

一実施形態では、この送信する方法は、送信側デバイスのためのリソースホッピングパターンを決定するステップを更に含む。リソースホッピングパターンの決定は、所定のパターン群から該リソースホッピングパターンを選択するということを意味する。

これは、ホッピングパターンが送信において明示的に示されない、すなわち、そのパターンの正確なリソースシーケンスを詳述することによっては示されない場合があるものの、所定のパターン群のうちの１つのパターンを特定するホッピングパターンＩＤ等の、コンパクトな表現を有することができるという効果及び利点を有する。

この送信する方法の一実施形態によれば、所定のパターン群からのリソースホッピングパターンの選択はランダムに行われる。

これは、選択がランダムであることにより、近隣デバイスが異なったパターンを高い確率で選択できるようになり、それによって、所定の群内の個々のパターンを適切に選択及び設計すると、送信側の近隣デバイス間の干渉を低減できるようになるという効果及び利点を有する。さらに、所定の群内の個々のパターンが、リソースプール内で利用可能なリソースを均等に使用するようデバイスに指示するように設計されている場合は、送信リソースの効率的かつバランスの取れた使用を達成することができる。

この送信する方法の一実施形態によれば、前記リソースホッピングパターンは、該パターンが、
近隣通信デバイスのいずれにも使用されていないリソースを特定することと、
近隣通信デバイスのいずれにも頻繁には使用されていないリソースを特定することと、
同じリソースを使用する近隣通信デバイスから受ける干渉が最も小さいリソースを特定することと、
次の発見間隔において、近隣通信デバイスのリソースホッピングパターンに従う該近隣通信デバイスのリソース選択との衝突が最小となるようなリソースを特定すること
とのうちの１以上に従ってリソースを特定するものとするように、特定又は選択される。

これは、ディスカバリ信号を送信する個々のデバイスが、近隣デバイスによって用いられるリソースについての情報と、観測された干渉とを考慮して、自らホッピングパターンを選択又は指定することができるという効果及び利点を有する。概説した方法のうちの１以上を単独で、又は組み合わせて用いることによって、送信側近隣デバイス間の干渉を低減することができ、リソースプールからの全てのリソースの、全体として効率的でバランスの取れた使用が促進されることを更に達成することができる。

この送信する方法の一実施形態では、前記ディスカバリ信号において前記リソースホッピングパターン及びペイロードが符号化され、前記リソースホッピングパターンの符号化と前記ペイロードの符号化とは、前記リソースホッピングパターンを別個に復号化できるように異なっている。リソースホッピングパターンは、ペイロードの場合よりも低い符号化速度を使用して符号化することができる。

これは、異なった符号化により、例えば、ペイロードとホッピングパターンとで異なる符号化速度が可能となり、それにより、例えば、ホッピングパターンをペイロードより確実に復号化できるという効果及び利点を有する。これにより、受信機は送信機のリソースホッピングパターンを最初に検出できるようになり、それにより、受信機は後続の発見間隔においてソフトコンバイニングを適用し、ペイロードを検出できるようになる。

この送信する方法の一実施形態では、通信デバイスは、前記リソースホッピングパターンを、定期的に、ランダムに、又はイベント駆動方式で変更する。

これは、デバイスが、個々のデバイスが共通のリソースプールからリソースを選択するというある特定の近隣領域に出入りするのに応じて、リソースプール内のリソースの使用を、利用可能なリソースの、効率的でバランスの取れた使用を達成できるように経時的に適応させることができるという効果及び利点を有する。さらに、リソース又はホッピングパターンの選択がランダム性を有する場合には、リソースホッピングパターンが定期的に、ランダムに、又はイベント駆動に応じて変化するときに、その一定時間後の潜在的な衝突を軽減することができる。

一実施形態によれば、上記の実施形態のいずれかによる送信する方法に従って近隣通信デバイスから送信されたディスカバリ信号を受信する方法であって、受信したディスカバリ信号において前記近隣通信デバイスのリソースホッピングパターンを復号化するステップを含む方法が更に提供される。

これは、受信側デバイスが１以上の送信側近隣デバイスのリソースホッピングパターンを認識することができ、それゆえ、その近隣デバイスが将来、ディスカバリ信号を送信することになるリソースがわかるという効果及び利点を有する。それにより更に、全体的な受信性能を改善するために、受信側デバイスが利用することのできるソフトコンバイニングのような手法を適用できるようになる。さらに、近隣デバイスのリソース使用についての知識により、受信側デバイスが情報に基づいてリソースを選択できるようになり、それ自体がディスカバリ信号を送信しようとするときに、潜在的な衝突を回避できるようになる。

受信する方法の一実施形態では、ブルートフォース型の手法を用いて、可能性のあるリソースホッピングパターンのトライアンドエラー方式の復号化が行われる。

これは、受信機が、送信機からホッピングパターンについての情報を明示的に受信しない場合であっても、可能性のあるリソースホッピングパターンの中から、例えば、一組の所定のパターンのうちのパターンの中から、送信機のリソースホッピングパターンを特定できるという効果及び利点を有する。したがって、トライアンドエラー復号化方式は、近隣デバイスのリソース使用についての情報から一般的に生じる全ての利点を可能にし、そのような利点は上記で説明したとおりである。

一実施形態では、受信する方法は、信号を受信するステップであって、該受信は、複数の発見間隔において受信したディスカバリ信号のソフトコンバイニングに基づく、ステップを更に含む。

これは、信号品質が低いことにより、各受信信号を個々に復号化することに成功できない場合であっても、これら複数の受信にソフトコンバイニングを適用することによって、受信側デバイスが複数の受信から送信側近隣デバイスのディスカバリ信号に含まれるデータを復号化できる場合があるという効果及び利点を有する。これにより全体として、信号を受信する信頼性を高めることができるか、又はエネルギー効率を改善することができる。

一実施形態では、受信する方法は、信号を受信するステップであって、該受信はマルチユーザ検出に基づく、ステップを更に含む。マルチユーザ検出は、
受信した信号から、近隣の第１通信デバイスにより送信された第１のディスカバリ信号を復号化するステップと、
受信した信号から、前記第１のディスカバリ信号をキャンセルするステップと、
前記キャンセルの後に、受信した信号から近隣の第２通信デバイスにより送信された第２のディスカバリ信号を復号化するステップと
を含む。

これは、受信信号が第１のディスカバリ信号によって過酷な干渉を受ける場合であっても、第２のディスカバリ信号を受信信号から復号化できるという効果及び利点を有する。したがって、マルチユーザ検出の使用は、第２のディスカバリ信号の検出を容易にする。これにより、全体として、送信が同時に生じ、それにより別のディスカバリ信号との干渉を引き起こす場合に信号を受信する際の信頼性を高めることができる。また、これにより、異なったデバイスによる送信が同じリソースを用いて同時に起こることができるので、リソースをより効率的に使用することもできる。

受信する方法の一実施形態では、前記デバイスは、近隣通信デバイスから送信されたディスカバリ信号を復号化するのに成功した後に、該近隣通信デバイスからディスカバリ信号を受信し続ける。

これは、受信側デバイスが、近隣通信デバイスから送信される将来のディスカバリ信号を認識することになり、それゆえ、定期的に、ランダムに、又はイベントに応じて生じる場合がある近隣通信デバイスのホッピングパターンの変更を認識することができるという効果及び利点を有する。また、それは、受信側デバイスが、近隣通信デバイスから送信されているペイロードに対する更新を認識することになるという効果及び利点も有する。

一実施形態によれば、ある通信デバイスが、該通信デバイスを他の通信デバイスが発見できるようにするために、ディスカバリ信号を送信するための装置が更に提供される。本装置は、
前記ディスカバリ信号において、一連のリソースを定めたリソースホッピングパターンを符号化するモジュールと、
前記ディスカバリ信号を繰り返し送信するモジュールであって、該送信が繰り返されるたびに、該送信に用いられるリソースが、それぞれ前記リソースホッピングパターンによって定められている前記一連のリソースに従って選ばれる、モジュールと
を備えている。

本装置の効果及び利点は、通信デバイスがディスカバリ信号を送信する方法の効果及び利点に対応して、上記で説明したとおりである。

一実施形態によれば、コンピュータによって実行されると、そのコンピュータが、他の通信デバイスによる自己の発見を可能にするディスカバリ信号を送信及び受信の少なくとも一方を行う上記の方法を実行できるようにするコンピュータプログラムコードを含むコンピュータプログラムが更に提供される。

このコンピュータプログラムの効果及び利点は、通信デバイスがディスカバリ信号を送信及び受信の少なくとも一方を行う方法の効果及び利点に対応して、上記で説明したとおりである。

単純なデバイス間近接性発見シナリオの説明図である。 本技術の一実施形態の対象システム構成の説明図である。ここで、デバイス間発見では、セルラーネットワークのアップリンクスペクトル帯のリソースのプールを準静的に予約する。 デバイス間発見において生じる幾つかの課題を示す説明図である。 ソフトコンバイニング及びマルチユーザ検出の手法を示す説明図である。 ２つのデバイス間の恒常的な衝突の例示的なシナリオを示す説明図である。 ネットワーク支援による集中型のホッピングパターン割当てのためのシナリオを示す説明図である。 デバイスのホッピングパターンの分散的なシグナリングのためのシナリオを示す説明図である。 異なるデバイスの送信間の衝突を最小に抑えるスマートリソース選択の手法を示す説明図である。 ディスカバリ信号におけるホッピングパターンを復号化する重要性を示すシナリオの説明図である。 ホッピングパターン選択処理のステップ及びシーケンスを定める流れ図である。

本技術の一実施形態によれば、受信側デバイスが他の送信側デバイスのホッピングパターンを認識できるようにすることにより衝突を伴う問題を軽減できるようにするデバイスリソースホッピング手法が提案される。これにより、必要に応じて追加的に、Ｄ２Ｄ発見においてソフトコンバイニング及びマルチユーザ検出を適用できるようになる。ソフトコンバイニング及びマルチユーザ検出を可能にするために、従来から知られている技術に比べて、ホッピング手法に関して高い要件が必要となる。第一に、受信側デバイスは、１以上の送信側デバイスの各々のホッピングパターンを知らなければならない。第二に、送信側デバイスは、衝突を回避するために、理想的にはできる限りランダムに、異なるホッピングパターンを選択しなければならない。

以下に、受信側デバイスが他の送信側デバイスのホッピングパターンをどのようにして認識することができるかについて説明する。

特定のホッピングパターンを割り当てるか、又はデバイスに選択させるための１つの簡単な方法はネットワークの支援を用いるものであるが、この方式は、ネットワークシグナリングに関して非常にコストがかかる場合がある。このような方式を図６に示している。同図では、ネットワークが一組のホッピングパターン及びその識別情報（ＩＤ）を定める。その後、ネットワークは、全てのデバイスがホッピングパターンに関する同じ事前情報を共有できるようにするために、全てのデバイスに対して利用可能な一組のホッピングパターン及びそのＩＤをブロードキャストする。続いて、ネットワークは各デバイスに対してホッピングパターンＩＤを割り当て、全てのデバイスに対して全ての割当て（どのホッピングパターンがどのデバイスに割り当てられているか）をブロードキャストする。図６の表はそのような割当てを示している。既に述べたように、この方式において起こり得る１つの欠点は、リソースホッピングパターンを割り当てるだけのために著しい量のシグナリングが必要となり、生じる場合があるということである。

あるデバイスに他の送信側デバイスのホッピングパターンを認識させるための代替的で、おそらくより良好な、すなわち、より効率的な方法は、デバイスが送信するディスカバリ信号内にそのデバイスのホッピングパターンを埋め込むことにより、分散型の方式で、ＵＥに他のデバイスのホッピングパターンを発見させることである。ホッピングパターンの埋込み又は符号化や組込みと、埋込みや符号化に関するステップは、本技術の重要な態様であり、以下に詳細に説明する。

第１のステップにおいて、各ＵＥは個々に、自らのホッピングパターンをランダムに選択する。ＵＥ間である程度ランダムにすることは、ネットワークシグナリングのオーバーヘッドを伴うことなく得られ得るが、ディスカバリ信号においてわずかなオーバーヘッド増加を伴う場合がある。

第２のステップにおいて、各送信側ＵＥは、ディスカバリ信号内に自らのホッピングパターンを符号化するか、又は組込みや埋込みをし、それにより、受信側ＵＥが送信側ＵＥのホッピングパターンを入手できるようにする。その結果、１以上の送信側デバイスから１以上のディスカバリ信号を受信すると、受信側ＵＥにおいてソフトコンバイニング及びマルチユーザ検出を適用することができる。

「符号化」という用語は、ホッピングパターンを特定又は指定できるようにする情報をディスカバリ信号に埋め込むか又は組み込むあらゆる方法を含むなどの、すなわち広い意味で解釈される用語である。

さらに、「ディスカバリ信号（discovery signal）」という用語も、ディスカバリ信号を送信したＵＥを他の通信デバイスが発見できるようにするために、そのＵＥから送信されるあらゆる信号を指すものなどの、広い意味で解釈される用語である。

これにより、本明細書において説明する実施形態によるディスカバリ信号は、ホッピングパターンを符号化した部分を含むことができ、さらには、必要に応じて又は常に、ペイロードを含むこともできる。実施形態によっては、ディスカバリ信号は、ホッピングパターンの符号化及びペイロードに加えて、１以上の別の要素も含むことができる。

この主要な方式の例を図７に示している。同図において、全ての近接デバイスは、自己のディスカバリ信号に埋め込まれている自己のホッピングパターン１〜４を有しているため、受信機はホッピングパターンＩＤを復号化し、別の近接デバイスからの未来のリソース選択の選択肢を決定できるようになる。

一実施形態における、ディスカバリ信号にホッピングパターンを埋め込むための要件を以下のようにまとめることができる。ディスカバリ信号に埋め込むことにより受けるオーバーヘッドは最小に抑えるべきである。例えば、衝突を回避し、ソフトコンバイニングを可能にする発見用リソースの選択を容易にするために、一定の期間にわたって同じホッピングパターンを適用可能とすべきである。

ディスカバリ信号には幾つかの取り得る実現形態がある。各ＵＥは、ホッピングパターンとして、ディスカバリ信号にモジュロ演算パラメータ及びその初期値を埋め込むことができる。あるいは、各ＵＥはあるホッピングパターンＩＤを埋め込むことができる。ここで、例えば、パターンＩＤは全てのＵＥにおいてあらかじめ知られている。あるいは、各ＵＥは、詳細なホッピングシーケンス、例えば、（１，１）→（２，１）→（３，４）→（７，９）と、周期性、すなわち、ホッピングシーケンスが繰り返される時点についての追加情報とを埋め込むことができる。

以下に、本技術の利点及び有益な技術的効果を説明する。デバイスごとにホッピングパターンを導入し、ディスカバリ信号送信のためのホッピングパターンに関する情報を受信側デバイスに提供することにより、ソフトコンバイニング、マルチユーザ検出、スマートリソース選択、デバイスの容易な追跡といった、発見性能を向上させる数多くの利点がある。ソフトコンバイニング及びマルチユーザ検出については図４に示されており、既に説明したものである。

デバイスごとのホッピングパターンの情報に基づくスマートリソース選択では衝突を最小に抑えることができる。これを図８に示している。他の近接デバイスのホッピングパターンを知ることにより、あるデバイスは近接デバイスによる未来のリソース選択を予測することができ、そのため、十分に利用されていないリソースのスマート選択を行い、衝突を最小に抑えることができる。例えば、デバイスは、受信側デバイスにおける可能性のある干渉を最小に抑えるために、近接デバイスによって最も利用されていないホッピングパターンを選択することができる。具体的には、利用可能な、空いているホッピングパターンが存在する場合は、そのデバイスは、空いているホッピングパターンのうちの１つをランダムに選択することができる。空いているパターンが存在しない場合は、そのデバイスは、次のＫ個の発見間隔において近隣デバイスのリソース選択との（近隣又は近接のデバイスと同じリソースを選択すると生じることになる）衝突が最小に抑えられるであろうホッピングパターンを選択することができる。

以下に、ディスカバリ信号におけるホッピングパターンを復号化する重要性を説明する。これを図９にも示している。

ソフトコンバイニング手法を適用するにあたり、複数の発見間隔にわたって正しい信号を合成するべく、前提条件として最初にディスカバリ信号内のホッピングパターン部分を復号化し、その後にメッセージペイロード部分を復号化することが極めて重要である。言い換えると、一実施形態におけるホッピングパターンは、ソフトコンバイニングを適用する際に、メッセージペイロードを復号化できるようにするためにも必要な場合がある不可欠な情報を含んでいる。さらに、Ｄ２Ｄ応用形態の大部分は「追跡」能力が必要である。他のデバイスのホッピングパターンを復号化して知ることにより、このような「追跡」能力が促進される。

まずホッピングパターンを確実に復号化するという問題に対処する１つの取り得る解決策は、例えば、ホッピングパターン部分とメッセージペイロード部分とに別々の符号化速度（coding rate）を適用することである。例えば、ホッピングパターン部分に、ペイロードの場合よりも低い速度の符号化を適用することにより、受信機は、より低いＳＩＮＲにおいて、より容易にホッピングパターンを復号化できるようになるであろう。あるいは、受信側デバイスは、全ての、可能性のある所定のホッピングパターンが試行され、最終的には各送信側デバイスが利用するホッピングパターンが検出されるトライアンドエラー方式を用いることができる。これはブルートフォース（brute-force）型（しらみつぶし）の方法であるが、それでも、所定のパターンの数が少ない場合には効率的な方法である可能性がある。

以下に、ホッピングパターンの選択及び変更にあたってデバイスが実行する方法のステップ及び制御フローを説明する。

図１０は、デバイスによるホッピングパターンの選択手順を示している。

まず、デバイスに電源が投入され、Ｄ２Ｄ発見サービスに加わると、該デバイスは、所定のパターン群のプールからランダムにホッピングパターンを選択する。所定のホッピングパターンのプールは、例えば、ホッピングパターン情報をネットワークから全てのデバイスに定期的にブロードキャストすることにより、あらかじめ全てのデバイスに知られているものとする。

次に、そのデバイスは、所定のタイマが満了した場合か、又はネットワークからシグナリングされるイベントに応じて（イベント駆動）のみ、ホッピングパターンを再選択する。デバイスが自己のホッピングパターンを再選択する場合、そのデバイスはある規則に従い、近接デバイスからの利用履歴を考慮して、所定のパターン群のプールからホッピングパターンを再選択する。例えば、規則は、最も利用されていないパターンを選択すること、又はＸ％の最も利用されていないパターンのうちの１つをランダムに選択することとすることができる。

「頻繁に使用されていない」リソースで構成されるパターンは、例えば、近隣の通信デバイスのいずれかによって使用される頻度が最も少ないリソースを含むことができるか、又はそのパターン内のリソースのうちの５０％が、使用される頻度が最も小さく、そのパターン内のリソースの他の５０％がランダムに選択されるように定めることができる。

デバイスが、自己のディスカバリ信号を送信するためにホッピングパターンを選択した後に、そのデバイスは、ホッピングパターン再選択のための背景となる情報を提供する近隣デバイスからのホッピングパターンの利用状況を更新するために、特定のパターンを利用している近隣デバイスの検出も行う。

タイマが満了するか、又はあるイベントが起きると、そのデバイスはホッピングパターン選択プロセスを繰り返す。

これまでに説明した実施形態は、ハードウェアによって、ソフトウェアによって、又はソフトウェア及びハードウェアの組み合わせによって実現できることは当業者には理解されよう。本発明の実施形態に関連して説明されたモジュール及び機能は、全体として、又は部分的に、本発明の実施形態に関連して説明された方法に従って動作するように適切にプログラミングされたマイクロプロセッサ又はコンピュータによって実現することができる。本発明の一実施形態を実現する装置は、例えば、本発明の実施形態で説明したようなディスカバリ信号の送信を実行することができるよう適切にプログラミングされたコンピューティングデバイス又は移動電話又は任意のモバイル機器を含むことができる。

本発明の一実施形態によれば、データ記憶媒体に記憶されるか、又は記録媒体若しくは伝送リンクといった何らかの物理的手段によって具現化される何らかの他の方法により記憶され、コンピュータ上で実行されると、これまでに説明した本発明の実施形態に従ってコンピュータを動作させることができるようにするコンピュータプログラムが提供される。

Claims (13)

1. ある通信デバイスが、該通信デバイスを他の通信デバイスが発見できるようにするために、ディスカバリ信号を送信する方法であって、
   前記ディスカバリ信号において、一連のリソースを定めたリソースホッピングパターンを符号化するステップと、
   前記ディスカバリ信号を繰り返し送信するステップであって、繰り返される送信の各々のために用いられるリソースが、前記リソースホッピングパターンにより定められている前記一連のリソースに基づいて選ばれる、ステップと
   を含み、
   前記ディスカバリ信号に前記リソースホッピングパターン及びペイロードが符号化され、
   前記リソースホッピングパターンの符号化と前記ペイロードの符号化とは、前記リソースホッピングパターンを別個に復号化できるように異なっている、方法。
2. 前記リソースは、時間領域と周波数領域と電力領域との少なくとも一つにおいて、リソースプールから割り当てられるものである、請求項１に記載の方法。
3. リソースホッピングパターンを決定するステップであって、リソースホッピングパターンの決定は、パターンの所定の集合から該リソースホッピングパターンを選択することを意味するものである、ステップを更に含む請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記選択がランダムに行われる、請求項３に記載の方法。
5. 前記リソースホッピングパターンは、該パターンが、
   近隣の通信デバイスのいずれにも使用されていないリソースを特定することと、
   近隣の通信デバイスのいずれにも頻繁には使用されていないリソースを特定することと、
   同じリソースを使用する近隣の通信デバイスから受ける干渉が最も小さいリソースを特定することと、
   次の発見間隔における、近隣の通信デバイスのリソースホッピングパターンに基づく該近隣の通信デバイスのリソース選択との衝突が最小となるようにリソースを特定することと
   のうちの１以上に基づいてリソースを特定するものとなるように、特定又は選択される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記通信デバイスは、定期的に、ランダムに、又はイベント駆動方式で前記リソースホッピングパターンを変更するものである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法により近隣の通信デバイスから送信されるディスカバリ信号を受信する方法であって、受信した前記ディスカバリ信号における前記近隣の通信デバイスのリソースホッピングパターンを復号化するステップを含む方法。
8. ブルートフォース型の手法を用いて、可能性のあるリソースホッピングパターンのトライアンドエラー方式の復号化が行われる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 信号を受信するステップであって、該受信は、複数の発見間隔において受信したディスカバリ信号のソフトコンバイニングに基づくものである、ステップを更に含む請求項７又は８に記載の方法。
10. 信号を受信するステップであって、該受信はマルチユーザ検出に基づくものである、ステップを更に含み、
    前記マルチユーザ検出は、
    受信した前記信号から、近隣の第１通信デバイスにより送信された第１のディスカバリ信号を復号化するステップと、
    受信した前記信号から前記第１のディスカバリ信号をキャンセルするステップと、
    受信した前記信号から、前記キャンセルの後に、近隣の第２通信デバイスにより送信された第２のディスカバリ信号を復号化するステップと
    を含む、請求項７〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記デバイスは、近隣の通信デバイスから送信されたディスカバリ信号の復号化に成功した後に、該近隣の通信デバイスからディスカバリ信号を受信し続けるものである、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. ある通信デバイスが、該通信デバイスを他の通信デバイスが発見できるようにするために、ディスカバリ信号を送信するための装置であって、
    前記ディスカバリ信号において、一連のリソースを定めたリソースホッピングパターンを符号化するモジュールと、
    前記ディスカバリ信号を繰り返し送信するモジュールであって、繰り返される送信の各々のために用いられる各リソースが、前記リソースホッピングパターンにより定められている前記一連のリソースに基づいて選ばれる、モジュールと
    を備え、
    前記ディスカバリ信号に前記リソースホッピングパターン及びペイロードが符号化され、
    前記リソースホッピングパターンの符号化と前記ペイロードの符号化とは、前記リソースホッピングパターンを別個に復号化できるように異なっている、装置。
13. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の送信する方法により近隣の通信デバイスから送信されたディスカバリ信号を受信する装置であって、受信した前記ディスカバリ信号における前記近隣の通信デバイスのリソースホッピングパターンを復号化するモジュールを備えた装置。

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