JP6110376B2 - 制御方法、ユーザ端末、プロセッサ、及び基地局 - Google Patents

Description

本発明は、Ｄ２Ｄ通信をサポートする移動通信システムにおいて用いられる通信制御方法、ユーザ端末、プロセッサ、記憶媒体、及び基地局に関する。

移動通信システムの標準化プロジェクトである３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）では、リリース１２以降の新機能として、端末間（Ｄｅｖｉｃｅ ｔｏ Ｄｅｖｉｃｅ：Ｄ２Ｄ）通信の導入が検討されている（非特許文献１参照）。

Ｄ２Ｄ通信においては、近接する複数のユーザ端末が、ネットワークとの無線接続を確立した状態（同期がとられた状態）で、相互に直接的な無線通信を行うことができる。なお、Ｄ２Ｄ通信は、近傍サービス（Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ Ｓｅｒｖｉｃｅ）通信と称されることもある。

３ＧＰＰ技術報告 「ＴＲ ２２．８０３ Ｖ０．３．０」 ２０１２年５月

しかしながら、現状の３ＧＰＰ規格には、Ｄ２Ｄ通信を適切に制御するための仕様が規定されていない。よって、Ｄ２Ｄ通信と、セルラ通信（ユーザ端末と基地局との間の無線通信）と、を両立できないといった問題がある。

そこで、本発明は、Ｄ２Ｄ通信を適切に制御できる制御方法、ユーザ端末、プロセッサ、及び基地局を提供する。

一実施形態によれば、基地局から割り当てられる無線リソースを用いて、直接的な端末間通信をユーザ端末が実行するための制御方法では、前記ユーザ端末が、前記基地局に前記端末間通信に用いる無線リソースを割り当ててもらうために、前記端末間通信による送信待ちのデータ量を示す情報を前記基地局に送信するステップと、前記基地局が、前記情報に応じて、前記無線リソースを前記ユーザ端末に割り当てるステップと、を含む。
一実施形態によれば、基地局から割り当てられる無線リソースを用いて、直接的な端末間通信を実行するユーザ端末は、前記基地局に前記端末間通信に用いる無線リソースを割り当ててもらうために、前記端末間通信による送信待ちのデータ量を示す情報を前記基地局に送信する処理を実行する制御部を備える。前記制御部は、前記基地局から、前記情報に応じて割り当てられた前記無線リソースを示す情報を受信する処理を実行する。
一実施形態によれば、基地局から割り当てられる無線リソースを用いて、直接的な端末間通信を実行するユーザ端末を制御するプロセッサは、前記基地局に前記端末間通信に用いる無線リソースを割り当ててもらうために、前記端末間通信による送信待ちのデータ量を示す情報を前記基地局に送信する処理と、前記基地局から、前記情報に応じて割り当てられた前記無線リソースを示す情報を受信する処理と、を実行する。
一実施形態によれば、直接的な端末間通信に用いられる無線リソースをユーザ端末に割り当てる基地局は、前記ユーザ端末から、前記端末間通信による送信待ちのデータ量を示す情報を受信する処理を実行する制御部を備える。前記制御部は、前記情報に応じて、前記ユーザ端末に割り当てた前記無線リソースを示す情報を前記基地局に送信する処理を実行する。

図１は、ＬＴＥシステムの構成図である。 図２は、ＵＥのブロック図である。 図３は、ｅＮＢのブロック図である。 図４は、ＬＴＥシステムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。 図５は、ＬＴＥシステムで使用される無線フレームの構成図である。 図６は、セルラ通信におけるデータパスを示す。 図７は、Ｄ２Ｄ通信におけるデータパスを示す。 図８は、第１実施形態に係る探索動作パターン１のシーケンス図である。 図９は、第１実施形態に係る探索動作パターン２のシーケンス図である。 図１０は、第１実施形態に係る無線リソース割当方法の決定動作のフロー図である。 図１１は、第１実施形態に係る無線リソース割当動作を説明するための図である（その１）。 図１２は、第１実施形態に係る無線リソース割当動作を説明するための図である（その２）。 図１３は、第１実施形態に係る無線リソース割当動作を説明するための図である（その３）。 図１４は、第１実施形態に係る送信電力制御及び再送制御を説明するための図である。 図１５は、Ｄ２Ｄ通信における送信電力が最大送信電力を超える場合のシーケンス図である。 図１６は、第１実施形態に係る干渉回避動作を説明するための図である（その１）。 図１７は、第１実施形態に係る干渉回避動作を説明するための図である（その２）。 図１８は、第２実施形態に係るＤ２Ｄ通信要求動作を説明するための図である。 図１９は、第２実施形態に係るＤ２Ｄ通信動作を説明するための図である。

［実施形態の概要］
実施形態に係る通信制御方法は、基地局から割り当てられる無線リソースを用いて行う直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートする移動通信システムにおいて用いられる。通信制御方法は、ユーザ端末が、前記Ｄ２Ｄ通信用の論理チャネルグループを確保するステップＡと、前記ユーザ端末が、前記ステップＡで確保した前記論理チャネルグループを前記基地局に通知するステップＢと、前記基地局が、前記ステップＢで通知された前記論理チャネルグループに対して、前記Ｄ２Ｄ通信用の無線ネットワーク一時識別子を割り当てるステップＣと、を含む。

これにより、基地局は、Ｄ２Ｄ通信用の無線ネットワーク一時識別子を用いて、Ｄ２Ｄ通信を対象とした通信制御（例えば、無線リソースの割り当て）を行うことができる。よって、セルラ通信とは別個にＤ２Ｄ通信を制御できるので、Ｄ２Ｄ通信を適切に制御できる。

前記ステップＡにおいて、前記ユーザ端末は、前記Ｄ２Ｄ通信に使用するアプリケーションに対して、前記Ｄ２Ｄ通信用の論理チャネルグループを確保してもよい。

これにより、ユーザ端末は、Ｄ２Ｄ通信におけるアプリケーションデータを、セルラ通信におけるアプリケーションデータとは別個に伝送できる。

前記ステップＡにおいて、前記ユーザ端末は、前記Ｄ２Ｄ通信に使用するアプリケーションと、前記Ｄ２Ｄ通信の通信相手とする他のユーザ端末と、の組み合わせに対して、前記Ｄ２Ｄ通信用の論理チャネルグループを確保してもよい。

これにより、Ｄ２Ｄ通信におけるアプリケーションデータを、通信相手とする他のユーザ端末毎に異なる論理チャネルグループを用いて伝送できる。

前記ステップＡにおいて、前記ユーザ端末は、前記Ｄ２Ｄ通信用の論理チャネルグループに対して、前記Ｄ２Ｄ通信用のハードウェアリソースをさらに確保してもよい。

これにより、物理レイヤにおいてＤ２Ｄ通信とセルラ通信とを分離できる。

前記ステップＡにおいて、前記ユーザ端末は、セルラ通信用の論理チャネルグループとは別に、前記Ｄ２Ｄ通信用の論理チャネルグループを確保し、前記ステップＣにおいて、前記基地局は、セルラ通信用の無線ネットワーク一時識別子とは別に、前記Ｄ２Ｄ通信用の無線ネットワーク一時識別子を割り当ててもよい。

これにより、ユーザ端末がセルラ通信とＤ２Ｄ通信とを同時に行う場合であっても、基地局がセルラ通信とＤ２Ｄ通信とを別個に制御できる。

上述した通信制御方法は、前記基地局が、前記Ｄ２Ｄ通信に割り当てる無線リソースを決定するステップＤと、前記基地局が、前記ステップＣで割り当てた前記無線ネットワーク一時識別子を用いて、前記ステップＤで決定した前記無線リソースを前記ユーザ端末に通知するステップＥと、をさらに含んでもよい。

これにより、基地局は、Ｄ２Ｄ通信に割り当てる無線リソースを、セルラ通信に割り当てる無線リソースとは別個に通知できる。

上述した通信制御方法は、前記ユーザ端末が、前記Ｄ２Ｄ通信における送信待ちデータ量を示すバッファ状態報告を前記基地局に送信するステップＦをさらに有し、前記ステップＤにおいて、前記基地局は、前記バッファ状態報告に基づいて、前記Ｄ２Ｄ通信に割り当てる無線リソースを決定してもよい。

これにより、基地局は、Ｄ２Ｄ通信における送信待ちデータ量を考慮して適切に無線リソースの割り当てを行うことができる。

［第１実施形態］
以下において、３ＧＰＰ規格に準拠して構成される移動通信システム（以下、「ＬＴＥシステム」）にＤ２Ｄ通信を導入する場合の実施形態を説明する。

（１）ＬＴＥシステムの概要
図１は、本実施形態に係るＬＴＥシステムの構成図である。

図１に示すように、ＬＴＥシステムは、複数のＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１００と、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０と、ＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）２０と、を含む。本実施形態においてＥ−ＵＴＲＡＮ１０及びＥＰＣ２０は、ネットワークを構成する。

ＵＥ１００は、移動型の無線通信装置であり、無線接続を確立したセル（サービングセル）との無線通信を行う。ＵＥ１００はユーザ端末に相当する。

Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０は、複数のｅＮＢ２００（ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ−Ｂ）を含む。ｅＮＢ２００は基地局に相当する。ｅＮＢ２００は、セルを管理しており、セルとの無線接続を確立したＵＥ１００との無線通信を行う。

なお、「セル」は、無線通信エリアの最小単位を示す用語として使用される他に、ＵＥ１００との無線通信を行う機能を示す用語としても使用される。

ｅＮＢ２００は、例えば、無線リソース管理（ＲＲＭ）機能と、ユーザデータのルーティング機能と、モビリティ制御及びスケジューリングのための測定制御機能と、を有する。

ＥＰＣ２０は、ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）／Ｓ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ−Ｇａｔｅｗａｙ）３００と、ＯＡＭ４００（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）と、を含む。

ＭＭＥは、ＵＥ１００に対する各種モビリティ制御等を行うネットワークノードであり、制御局に相当する。Ｓ−ＧＷは、ユーザデータの転送制御を行うネットワークノードであり、交換局に相当する。

ｅＮＢ２００は、Ｘ２インターフェイスを介して相互に接続される。また、ｅＮＢ２００は、Ｓ１インターフェイスを介してＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００と接続される。

ＯＡＭ４００は、オペレータによって管理されるサーバ装置であり、Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０の保守及び監視を行う。

次に、ＵＥ１００及びｅＮＢ２００の構成を説明する。

図２は、ＵＥ１００のブロック図である。図２に示すように、ＵＥ１００は、アンテナ１０１と、無線送受信機１１０と、ユーザインターフェイス１２０と、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機１３０と、バッテリ１４０と、メモリ１５０と、プロセッサ１６０と、を有する。メモリ１５０は、記憶媒体に相当する。

ＵＥ１００は、ＧＮＳＳ受信機１３０を有していなくてもよい。また、メモリ１５０をプロセッサ１６０と一体化し、このセット（すなわち、チップセット）をプロセッサ１６０’としてもよい。

アンテナ１０１及び無線送受信機１１０は、無線信号の送受信に用いられる。アンテナ１０１は、複数のアンテナ素子を含む。無線送受信機１１０は、プロセッサ１６０が出力するベースバンド信号を無線信号に変換してアンテナ１０１から送信する。また、無線送受信機１１０は、アンテナ１０１が受信する無線信号をベースバンド信号に変換してプロセッサ１６０に出力する。

ユーザインターフェイス１２０は、ＵＥ１００を所持するユーザとのインターフェイスであり、例えば、ディスプレイ、マイク、スピーカ、及び各種ボタンなどを含む。ユーザインターフェイス１２０は、ユーザからの操作を受け付けて、該操作の内容を示す信号をプロセッサ１６０に出力する。

ＧＮＳＳ受信機１３０は、ＵＥ１００の地理的な位置を示す位置情報を得るために、ＧＮＳＳ信号を受信して、受信した信号をプロセッサ１６０に出力する。

バッテリ１４０は、ＵＥ１００の各ブロックに供給すべき電力を蓄える。

メモリ１５０は、プロセッサ１６０によって実行されるプログラムと、プロセッサ１６０による処理に使用される情報と、を記憶する。

プロセッサ１６０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ１５０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、を含む。プロセッサ１６０は、さらに、音声・映像信号の符号化・復号を行うコーデックを含んでもよい。

プロセッサ１６０は、例えば、各種のアプリケーションを実行するとともに、後述する各種の通信プロトコルを実行する。プロセッサ１６０が行う処理の詳細については後述する。

図３は、ｅＮＢ２００のブロック図である。図３に示すように、ｅＮＢ２００は、アンテナ２０１と、無線送受信機２１０と、ネットワークインターフェイス２２０と、メモリ２３０と、プロセッサ２４０と、を有する。なお、メモリ２３０をプロセッサ２４０と一体化し、このセット（すなわち、チップセット）をプロセッサとしてもよい。

アンテナ２０１及び無線送受信機２１０は、無線信号の送受信に用いられる。アンテナ２０１は、複数のアンテナ素子を含む。無線送受信機２１０は、プロセッサ２４０が出力するベースバンド信号を無線信号に変換してアンテナ２０１から送信する。また、無線送受信機２１０は、アンテナ２０１が受信する無線信号をベースバンド信号に変換してプロセッサ２４０に出力する。

ネットワークインターフェイス２２０は、Ｘ２インターフェイスを介して隣接ｅＮＢ２００と接続され、Ｓ１インターフェイスを介してＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００と接続される。ネットワークインターフェイス２２０は、Ｘ２インターフェイス上で行う通信及びＳ１インターフェイス上で行う通信に用いられる。

メモリ２３０は、プロセッサ２４０によって実行されるプログラムと、プロセッサ２４０による処理に使用される情報と、を記憶する。

プロセッサ２４０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ２３０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵと、を含む。

プロセッサ２４０は、例えば、後述する各種の通信プロトコルを実行する。プロセッサ２４０が行う処理の詳細については後述する。

図４は、ＬＴＥシステムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。

図４に示すように、無線インターフェイスプロトコルは、ＯＳＩ参照モデルのレイヤ１〜レイヤ３に区分されており、レイヤ１は物理（ＰＨＹ）レイヤである。レイヤ２は、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤと、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤと、ＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤと、を含む。レイヤ３は、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤを含む。

物理レイヤは、符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング、及びリソースマッピング・デマッピングを行う。物理レイヤは、物理チャネルを用いて上位レイヤに伝送サービスを提供する。ＵＥ１００の物理レイヤとｅＮＢ２００の物理レイヤとの間では、物理チャネルを介してデータが伝送される。

ＭＡＣレイヤは、データの優先制御、及びハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）による再送処理などを行う。ＵＥ１００のＭＡＣレイヤとｅＮＢ２００のＭＡＣレイヤとの間では、トランスポートチャネルを介してデータが伝送される。ｅＮＢ２００のＭＡＣレイヤは、上下リンクのトランスポートフォーマット（トランスポートブロックサイズ、変調・符号化方式など）及びリソースブロックを決定するＭＡＣスケジューラを含む。

ＲＬＣレイヤは、ＭＡＣレイヤ及び物理レイヤの機能を利用してデータを受信側のＲＬＣレイヤに伝送する。ＵＥ１００のＲＬＣレイヤとｅＮＢ２００のＲＬＣレイヤとの間では、論理チャネルを介してデータが伝送される。

ＰＤＣＰレイヤは、ヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行う。

ＲＲＣレイヤは、制御プレーンでのみ定義される。ＵＥ１００のＲＲＣレイヤとｅＮＢ２００のＲＲＣレイヤとの間では、無線ベアラを介してデータが伝送される。ＲＲＣレイヤは、無線ベアラの確立、再確立及び解放に応じて、論理チャネル、トランスポートチャネル、及び物理チャネルを制御する。ＵＥ１００のＲＲＣとｅＮＢ２００のＲＲＣとの間にＲＲＣ接続がある場合、ＵＥ１００はＲＲＣ接続状態であり、そうでない場合、ＵＥ１００はＲＲＣアイドル状態である。

ＲＲＣレイヤの上位に位置するＮＡＳ(Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ)レイヤは、セッション管理及びモビリティ管理などを行う。

図５は、ＬＴＥシステムで使用される無線フレームの構成図である。ＬＴＥシステムは、下りリンクにはＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ａｃｃｅｓｓ）、上りリンクにはＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）がそれぞれ使用される。

図５に示すように、無線フレームは、時間方向に並ぶ１０個のサブフレームで構成され、各サブフレームは、時間方向に並ぶ２個のスロットで構成される。各サブフレームの長さは１ｍｓであり、各スロットの長さは０．５ｍｓである。各サブフレームは、周波数方向に複数個のリソースブロック（ＲＢ）を含み、時間方向に複数個のシンボルを含む。各シンボルの先頭には、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）と呼ばれるガード区間が設けられる。

下りリンクにおいて、各サブフレームの先頭数シンボルの区間は、主に物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）として使用される制御領域である。また、各サブフレームの残りの区間は、主に物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）として使用できる領域である。

上りリンクにおいて、各サブフレームにおける周波数方向の両端部は、主に物理上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）として使用される制御領域である。また、各サブフレームにおける周波数方向の中央部は、主に物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）として使用できる領域である。

（２）Ｄ２Ｄ通信の概要
次に、ＬＴＥシステムの通常の通信（セルラ通信）とＤ２Ｄ通信とを比較して説明する。

図６は、セルラ通信におけるデータパスを示す。ここでは、ｅＮＢ２００−１との無線接続を確立したＵＥ（Ａ）１００−１と、ｅＮＢ２００−２との無線接続を確立したＵＥ（Ｂ）１００−２と、の間でセルラ通信を行う場合を例示している。なお、データパスとは、ユーザデータ（ユーザプレーン）のデータ転送経路を意味する。

図６に示すように、セルラ通信のデータパスはネットワークを経由する。詳細には、ｅＮＢ２００−１、Ｓ−ＧＷ３００、及びｅＮＢ２００−２を経由するデータパスが設定されている。

図７は、Ｄ２Ｄ通信におけるデータパスを示す。ここでは、ｅＮＢ２００−１との無線接続を確立したＵＥ（Ａ）１００−１と、ｅＮＢ２００−２との無線接続を確立したＵＥ（Ｂ）１００−２と、の間でＤ２Ｄ通信を行う場合を例示している。

図７に示すように、Ｄ２Ｄ通信のデータパスはネットワークを経由しない。すなわち、ＵＥ間で直接的な無線通信を行う。このように、ＵＥ（Ａ）１００−１の近傍にＵＥ（Ｂ）１００−２が存在するのであれば、ＵＥ（Ａ）１００−１とＵＥ（Ｂ）１００−２との間でＤ２Ｄ通信を行うことによって、ネットワークのトラフィック負荷及びＵＥ１００のバッテリ消費量を削減するなどの効果が得られる。

ただし、Ｄ２Ｄ通信はＬＴＥシステムの周波数帯域で行われることが想定されており、例えばセルラ通信への干渉を回避するために、ネットワークの制御下でＤ２Ｄ通信が行われる。

（３）第１実施形態に係る動作
以下において、第１実施形態に係る動作を説明する。

（３．１）探索動作
Ｄ２Ｄ通信の開始を望むＵＥ（Ａ）は、自身の近傍に存在する通信相手のＵＥ（Ｂ）を発見する（Ｄｉｓｃｏｖｅｒ）機能を有していなければならない。また、ＵＥ（Ｂ）は、ＵＥ（Ａ）から発見される(Ｄｉｓｃｏｖｅｒａｂｌｅ)機能を有していなければならない。

本実施形態では、ＵＥ（Ａ）は、通信相手のＵＥ（Ｂ）を発見するために、自身の周囲に周期的に探索信号（Ｄｉｓｃｏｖｅｒ信号）を送信する。ＵＥ（Ｂ）は、ＵＥ（Ａ）から発見されるために、探索信号の待ち受けを行い、探索信号の受信に応じて応答信号をＵＥ（Ａ）に送信する。その後、ネットワークは、ＵＥ（Ａ）及びＵＥ（Ｂ）によるＤ２Ｄ通信の可否を判断する。

（３．１．１）動作パターン１
図８は、本実施形態に係る探索動作パターン１のシーケンス図である。

図８に示すように、ステップＳ１において、ＵＥ（Ａ）１００−１は、自身の周囲に探索信号を送信する。探索信号は、ＵＥ（Ａ）１００−１の識別子と、Ｄ２Ｄ通信に使用すべきアプリケーションの識別子と、を含む。アプリケーションの識別子は、例えば、探索信号に反応すべきＵＥ（応答信号を送信すべきＵＥ）を限定するために使用される。探索信号は、さらに、通信相手とするＵＥ（Ｂ）１００−２の識別子、又はＤ２Ｄ通信を行うべきＵＥ１００のグループ（Ｄ２Ｄ通信グループ）の識別子を含んでもよい。また、ＵＥ（Ａ）１００−１は、探索信号を送信する際に、該探索信号の送信電力を記憶する。

ＵＥ（Ｂ）１００−２は、探索信号の待ち受けを行っており、ＵＥ（Ａ）１００−１からの探索信号を受信する。ＵＥ（Ｂ）１００−２は、探索信号の受信電力（受信強度）を測定し、該測定した受信電力を記憶する。

ステップＳ２において、ＵＥ（Ｂ）１００−２は、探索信号の受信に応じて、応答信号をＵＥ（Ａ）に送信する。応答信号は、ＵＥ（Ｂ）１００−２の識別子と、Ｄ２Ｄ通信に使用すべきアプリケーションの識別子と、を含む。また、ＵＥ（Ｂ）１００−２は、応答信号を送信する際に、該応答信号の送信電力を記憶する。

ＵＥ（Ａ）１００−１は、応答信号の待ち受けを行っており、ＵＥ（Ｂ）１００−２からの応答信号を受信する。ＵＥ（Ａ）１００−１は、応答信号の受信電力（受信強度）を測定し、該測定した受信電力を記憶する。

ステップＳ３において、ＵＥ（Ａ）１００−１は、応答信号の受信に応じて、Ｄ２Ｄ通信の開始を望むことを示すＤ２Ｄ通信要求（Ａ）をｅＮＢ２００に送信する。Ｄ２Ｄ通信要求（Ａ）は、ＵＥ（Ａ）１００−１の識別子と、Ｄ２Ｄ通信に使用すべきアプリケーションの識別子と、を含む。Ｄ２Ｄ通信要求（Ａ）は、さらに、探索信号の送信電力の情報と、応答信号の受信電力の情報と、を含む。

ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ通信要求（Ａ）を受信すると、Ｄ２Ｄ通信要求（Ａ）の受信電力を測定し、該測定した受信電力の情報をＤ２Ｄ通信要求（Ａ）に付加して、Ｄ２Ｄ通信要求（Ａ）をＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００に転送する。

ステップＳ４において、ＵＥ（Ｂ）１００−２は、応答信号の送信に応じて、Ｄ２Ｄ通信の開始を望むことを示すＤ２Ｄ通信要求（Ｂ）をｅＮＢ２００に送信する。Ｄ２Ｄ通信要求（Ｂ）は、ＵＥ（Ｂ）１００−２の識別子と、Ｄ２Ｄ通信に使用すべきアプリケーションの識別子と、を含む。Ｄ２Ｄ通信要求（Ｂ）は、さらに、応答信号の送信電力の情報と、探索信号の受信電力の情報と、を含む。

ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ通信要求（Ｂ）を受信すると、Ｄ２Ｄ通信要求（Ｂ）の受信電力を測定し、該測定した受信電力の情報をＤ２Ｄ通信要求（Ｂ）に付加して、Ｄ２Ｄ通信要求（Ｂ）をＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００に転送する。

ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００は、Ｄ２Ｄ通信要求（Ａ）及びＤ２Ｄ通信要求（Ｂ）を受信すると、Ｄ２Ｄ通信要求（Ａ）及びＤ２Ｄ通信要求（Ｂ）から求められるＵＥ間距離、ＵＥ・ｅＮＢ間距離、及びアプリケーション特性などに基づいて、ＵＥ（Ａ）１００−１及びＵＥ（Ｂ）１００−２によるＤ２Ｄ通信の可否を判断する。例えば、ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００は、以下の第１の判断基準〜第３の判断基準のうちの少なくとも１つにより、Ｄ２Ｄ通信の可否を判断する。

第１に、ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００は、ＵＥ（Ａ）１００−１の近傍にＵＥ（Ｂ）１００−２が存在しない場合には、Ｄ２Ｄ通信が不可であると判断する。Ｄ２Ｄ通信は近傍のＵＥ１００同士で行うことが前提であり、遠隔のＵＥ１００同士でＤ２Ｄ通信を行うと干渉及びバッテリ消費量が増大してしまうからである。

例えば、ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００は、Ｄ２Ｄ通信要求（Ａ）に含まれる探索信号の送信電力と、Ｄ２Ｄ通信要求（Ｂ）に含まれる探索信号の受信電力と、の差分により、伝搬損失が分かるので、該伝搬損失に基づいてＵＥ（Ａ）１００−１とＵＥ（Ｂ）１００−２との間の距離を推定できる。同様に、Ｄ２Ｄ通信要求（Ｂ）に含まれる応答信号の送信電力と、Ｄ２Ｄ通信要求（Ａ）に含まれる応答信号の受信電力と、の差分により、伝搬損失が分かるので、該伝搬損失に基づいてＵＥ（Ａ）１００−１とＵＥ（Ｂ）１００−２との間の距離を推定できる。

なお、探索信号及び応答信号のそれぞれの送信電力が予めシステム全体で一律に規定されていれば、該送信電力の情報をＤ２Ｄ通信要求に含めなくてもよい。

第２に、ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００は、ＵＥ（Ａ）１００−１の近傍にｅＮＢ２００が存在する場合、又はＵＥ（Ｂ）１００−２の近傍にｅＮＢ２００が存在する場合には、Ｄ２Ｄ通信が不可であると判断する。ｅＮＢ２００の近傍でＤ２Ｄ通信を行うと、ｅＮＢ２００へ与える干渉が大きくなるからである。

例えば、ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００は、ｅＮＢ２００がＤ２Ｄ通信要求（Ａ）を受信した際の受信電力から、大まかな伝搬損失が分かるので、該伝搬損失に基づいてＵＥ（Ａ）１００−１とｅＮＢ２００との間の距離を推定できる。同様に、ｅＮＢ２００がＤ２Ｄ通信要求（Ｂ）を受信した際の受信電力から、大まかな伝搬損失が分かるので、該伝搬損失に基づいてＵＥ（Ｂ）１００−２とｅＮＢ２００との間の距離を推定できる。ただし、正確な伝搬損失を求めるために、Ｄ２Ｄ通信要求の送信電力をＵＥから通知してもよい。

第３に、ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００は、一時的に又は小容量（低負荷）のトラフィックを発生させるアプリケーションの場合には、Ｄ２Ｄ通信が不可であると判断する。言い換えると、連続的かつ大容量（高負荷）のトラフィックを発生させるアプリケーションの場合に限り、Ｄ２Ｄ通信が可能と判断する。一時的に又は低負荷のトラフィックを取り扱う場合、Ｄ２Ｄ通信のメリットが十分に活かされないからである。

例えば、ストリーミングやビデオ通話のアプリケーションは、連続的かつ高負荷のトラフィックを発生させるので、Ｄ２Ｄ通信が可能と判断する。ただし、詳細については後述するが、一時的に又は小容量（低負荷）のトラフィックを発生させるアプリケーションの場合であっても、Ｄ２Ｄ通信を適用してもよい。

ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００は、ＵＥ（Ａ）１００−１及びＵＥ（Ｂ）１００−２によるＤ２Ｄ通信が可能と判断すると、その旨及び必要な情報をｅＮＢ２００に通知し、ｅＮＢ２００の制御下でＤ２Ｄ通信が開始される。

動作パターン１によれば、ＵＥ（Ａ）１００−１及びＵＥ（Ｂ）１００−２がＤ２Ｄ通信に適した状態にある場合に限り、Ｄ２Ｄ通信を可能にすることができる。

（３．１．２）動作パターン２
上述した動作パターン１では、ＵＥ（Ｂ）が、探索信号の待ち受けを常に行うケースを想定していたが、例えばバッテリ消費量を削減するために探索信号の待ち受けを中止するケースも想定される。そこで、動作パターン２では、そのようなＤ２Ｄ通信のスリープ状態にあるＵＥ（Ｂ）をＵＥ（Ａ）が発見できるようにする。

図９は、本実施形態に係る探索動作パターン２のシーケンス図である。

図９に示すように、ステップＳ１１において、ＵＥ（Ａ）１００−１は、Ｄ２Ｄ通信の開始を望むことを示すＤ２Ｄ通信要求をｅＮＢ２００に送信する。ｅＮＢ２００は、ＵＥ（Ａ）１００−１からのＤ２Ｄ通信要求をＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００に転送する。Ｄ２Ｄ通信要求は、ＵＥ（Ａ）１００−１の識別子と、Ｄ２Ｄ通信に使用すべきアプリケーションの識別子と、を含む。Ｄ２Ｄ通信要求は、さらに、通信相手とするＵＥ（Ｂ）１００−２の識別子、又はＤ２Ｄ通信を行うべきＵＥ１００のグループ（Ｄ２Ｄ通信グループ）の識別子を含んでもよい。

ステップＳ１２において、ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００は、ＵＥ（Ａ）１００−１の在圏エリア（或いは在圏セル）に存在するＵＥ１００のうち、ＵＥ（Ａ）１００−１からのＤ２Ｄ通信要求に合致するＵＥ（Ｂ）１００−２を特定する。また、ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００は、ＵＥ（Ｂ）１００−２の状態を確認し、探索信号の待ち受けを行っているか中止しているかを判断する。ここでは、ＵＥ（Ｂ）１００−２が探索信号の待ち受けを中止していると仮定して説明を進める。

ステップＳ１３において、ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００は、ＵＥ（Ｂ）１００−２への待ち受け開始要求をｅＮＢ２００に送信する。ｅＮＢ２００は、ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００からの待ち受け開始要求をＵＥ（Ｂ）１００−２に転送する。

ステップＳ１４において、ＵＥ（Ｂ）１００−２は、待ち受け開始要求を受信すると、探索信号の待ち受けを開始する。詳細には、ＵＥ（Ｂ）１００−２は、探索信号の受信を所定の周期で試みる。

ＵＥ（Ｂ）１００−２は、探索信号の待ち受けを開始した後、ＵＥ（Ａ）１００−１からの探索信号を受信（ステップＳ１）すると、該探索信号に対する応答信号をＵＥ（Ａ）１００−１に送信（ステップＳ２）する。以降の動作は、動作パターン１と同様である。

動作パターン２によれば、Ｄ２Ｄ通信のスリープ状態にあるＵＥ（Ｂ）１００−２であっても、ＵＥ（Ａ）１００−１から発見されることができる。

（３．２）Ｄ２Ｄ通信における無線リソース割当
次に、Ｄ２Ｄ通信における無線リソースの割当動作について説明する。「無線リソース」は、時間・周波数リソースの単位であるリソースブロック（ＲＢ）、すなわち、周波数帯域を意味する。また、無線通信における変調・符号化方式（ＭＣＳ）が「無線リソース」に含まれてもよい。

（３．２．１）無線リソース割当方法
ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ通信に対して、準静的な無線リソース割当を行う。本実施形態では、ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ通信に使用されるアプリケーションの特性に応じて、Ｄ２Ｄ通信における無線リソースの割当方法を決定する。

図１０は、本実施形態に係る無線リソース割当方法の決定動作のフロー図である。本フローの実施に先立ち、ｅＮＢ２００は、ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００から、Ｄ２Ｄ通信に使用されるアプリケーションの識別子を取得する。或いは、ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ通信を行うＵＥ１００から、Ｄ２Ｄ通信に使用されるアプリケーションの識別子を取得してもよい。

図１０に示すように、ステップＳ２１において、ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ通信に使用されるアプリケーションの識別子から該アプリケーションの特性を把握する。例えば、ｅＮＢ２００は、アプリケーションの識別子及びその特性を対応付けたテーブルを予め保持しており、該テーブルを用いることで、アプリケーションの特性を把握できる。

Ｄ２Ｄ通信に使用されるアプリケーションによるトラフィックが低負荷かつ一時的である場合（例えば、チャットなどである場合）、ステップＳ２２において、ｅＮＢ２００は、他のＤ２Ｄ通信と共用される無線リソースをＤ２Ｄ通信に割り当てるよう決定する。これにより、無線リソースを節約することができる。この場合、同一の無線リソースが割り当てられる複数のＤ２Ｄ通信のそれぞれには、異なる符号（拡散符号）を割り当てることで、符号分割ができるようにする。例えば、Ｄ２Ｄ通信ペア１に符号１を割り当て、Ｄ２Ｄ通信ペア２に符号２を割り当てることで、各ペアは自ペアの情報と他のペアの情報とを分離できる。

また、Ｄ２Ｄ通信に使用されるアプリケーションによるトラフィックが高負荷かつ連続的である場合（例えば、ストリーミングなどである場合）、ステップＳ２３において、ｅＮＢ２００は、専用の無線リソースをＤ２Ｄ通信に周期的に割り当てるよう決定する。これにより、Ｄ２Ｄ通信において大量のトラフィックを伝送できる。

さらに、Ｄ２Ｄ通信に使用されるアプリケーションによるトラフィックが、高負荷かつ連続的、なおかつ低遅延を要求する場合（例えば、ビデオ通話など）、ステップＳ２４において、ｅＮＢ２００は、専用の無線リソースを、周期的に、かつ繰り返し送信が可能になるよう割り当てるよう決定する。これにより、Ｄ２Ｄ通信において大量のトラフィックを伝送できると共に、通信の信頼度を高めることができる。繰り返し送信とは、同一のデータを複数回繰り返し送信する方式に限らず、送信の度に冗長ビットを変化させて繰り返し送信する方式（例えば、Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ方式）であってもよい。

本実施形態に係る無線リソース割当方法によれば、Ｄ２Ｄ通信に使用されるアプリケーションの特性に応じて、Ｄ２Ｄ通信における無線リソースを適切に割り当てることが可能になる。

（３．２．２）バッファ状態報告に基づく無線リソース割当
ＵＥ１００がセルラ通信及びＤ２Ｄ通信を同時に行う場合、ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ通信に対して、セルラ通信とは個別に無線リソース割当を制御できることが好ましい。本実施形態では、Ｄ２Ｄ通信に対して、セルラ通信とは個別に無線リソース割当を制御できるようにする。

また、セルラ通信においては、ＵＥ１００が、ｅＮＢ２００への送信待ちデータ量（送信バッファ滞留量）を示すバッファ状態報告（ＢＳＲ）をｅＮＢ２００に送信し、ｅＮＢ２００が、ＵＥ１００からのＢＳＲに基づいてＵＥ１００に上り無線リソースの割当を制御する仕組みが存在する。本実施形態では、Ｄ２Ｄ通信においてもＢＳＲに基づいて無線リソースの割当を制御できるようにする。

以下において、複数のアプリケーションを使用してセルラ通信のみを行うＵＥ（Ａ）１００−１が、一部のアプリケーションをＤ２Ｄ通信に切り替えるケースを例に、Ｄ２Ｄ通信の無線リソース割当制御を行う動作を説明する。

図１１は、複数のアプリケーションを使用してセルラ通信のみを行うＵＥ（Ａ）１００−１の動作を説明するための図である。

図１１に示すように、ＵＥ（Ａ）１００−１は、アプリケーション０，１，２，３，…を実行しており、各アプリケーションによるトラフィック及び制御信号を複数の論理チャネルを用いてｅＮＢ２００へ伝送している。物理（ＰＨＹ）レイヤにおいては、論理チャネル毎に、該論理チャネルで伝送されるデータを一時的に保持するためのバッファが設けられる。

論理チャネルは、複数の論理チャネルグループ（ＬＣＧ）にグループ化される。図１１の例では、ＬＣＧ０〜ＬＣＧ３の４つのＬＣＧが存在する。論理チャネル毎にＢＳＲを送信するとオーバーヘッドが大きくなるので、ＬＣＧ毎にＢＳＲを送信できるよう規定されている。

ＵＥ（Ａ）１００−１は、ＬＣＧ０〜ＬＣＧ３のそれぞれについてｅＮＢ２００にＢＳＲを送信する。ｅＮＢ２００のスケジューラは、ＬＣＧ０〜ＬＣＧ３のそれぞれについてＢＳＲが示す送信バッファ滞留量を把握し、送信バッファ滞留量に応じた上り無線リソース割当を行う。

図１２は、図１１に示す状況から、一部のアプリケーションをＵＥ（Ｂ）１００−２とのＤ２Ｄ通信に切り替える場合のＵＥ（Ａ）１００−１の動作を説明するための図である。

Ｄ２Ｄ通信に切り替える場合、ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００（又はｅＮＢ２００）は、Ｄ２Ｄ通信に使用すべきアプリケーション（ここでは、アプリケーション０）を特定し、特定したアプリケーション０をＵＥ（Ａ）１００−１に通知する。

ＵＥ（Ａ）１００−１は、何れかのＬＣＧ（ここでは、ＬＣＧ３）をアプリケーション０専用に分ける。すなわち、ＵＥ（Ａ）１００−１は、セルラ通信用のＬＣＧ０〜ＬＣＧ２とは別に、Ｄ２Ｄ通信用のＬＣＧ３を確保する。

また、ＵＥ（Ａ）１００−１は、Ｄ２Ｄ通信用のＬＣＧ３に対して、Ｄ２Ｄ通信用のハードウェアリソースを確保する。ハードウェアリソースとは、プロセッサ１６０のリソース（処理リソース）、及びメモリ１５０のリソース（メモリリソース）を意味する。

さらに、ＵＥ（Ａ）１００−１は、Ｄ２Ｄ通信用のＬＣＧ３をｅＮＢ２００に通知する。

ｅＮＢ２００は、ＵＥ（Ａ）１００−１から通知されたＤ２Ｄ通信用のＬＣＧ３に対して、Ｄ２Ｄ通信用の無線ネットワーク一時識別子（ＲＮＴＩ）を割り当てる。ＲＮＴＩとは、制御のために一時的に与えるＵＥ識別子である。例えば、ＰＤＣＣＨには、送信先のＵＥ１００のＲＮＴＩが含まれており、ＵＥ１００は、ＰＤＣＣＨにおける自身のＲＮＴＩの有無により無線リソース割当の有無を判断する。

以下において、Ｄ２Ｄ通信用のＲＮＴＩを「Ｄ２Ｄ−ＲＮＴＩ」と称する。このように、ｅＮＢ２００は、セルラ通信用のＲＮＴＩ（Ｃ−ＲＮＴＩ）とは別に、Ｄ２Ｄ−ＲＮＴＩをＵＥ（Ａ）１００−１に割り当てる。その結果、ＵＥ（Ａ）１００−１には、Ｃ−ＲＮＴＩ及びＤ２Ｄ−ＲＮＴＩの合計２つのＲＮＴＩが割り当てられ、Ｄ２Ｄ通信の初期設定が完了する。

図１３は、Ｄ２Ｄ通信中のＵＥ（Ａ）１００−１の動作を説明するための図である。

図１３に示すように、ステップＳ３１において、ＵＥ（Ａ）１００−１は、ｅＮＢ２００への送信データ（ＤＡＴ）と共に、ＢＳＲ ＭＣＥ（ＭＡＣ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）をｅＮＢ２００に送信する。ＢＳＲ ＭＣＥは、ＬＣＧ０〜ＬＣＧ３毎のＢＳＲを含む。

ステップＳ３２において、ｅＮＢ２００は、ＢＳＲ ＭＣＥに基づいて、ＬＣＧ０〜ＬＣＧ３のそれぞれについてＢＳＲが示す送信バッファ滞留量を把握し、ＬＣＧ０〜ＬＣＧ３毎に送信バッファ滞留量に応じた無線リソース割当を行う。ここで、ｅＮＢ２００は、ＬＣＧ３についての送信バッファ滞留量に基づいて、Ｄ２Ｄ通信に割り当てる無線リソースを決定する。そして、ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ−ＲＮＴＩを用いて、Ｄ２Ｄ通信に割り当てる無線リソースをＰＤＣＣＨ上でＵＥ（Ａ）１００−１に通知する。

ステップＳ３３において、ＵＥ（Ａ）１００−１は、Ｄ２Ｄ通信に割り当てられた無線リソースを用いて、ＵＥ（Ｂ）１００−２への送信を行う。

本実施形態に係る無線リソース割当によれば、Ｄ２Ｄ通信に対して、セルラ通信とは個別に無線リソース割当を制御できる。また、Ｄ２Ｄ通信においてもＢＳＲに基づいて無線リソースの割当を制御できる。

（３．３）Ｄ２Ｄ通信の送信電力制御
上述したように、Ｄ２Ｄ通信に使用されるアプリケーションによるトラフィックが高負荷かつ連続的である場合、専用の無線リソースがＤ２Ｄ通信に周期的に割り当てられる。Ｄ２Ｄ通信を行うＵＥ（Ａ）１００−１及びＵＥ（Ｂ）１００−２は、周期的に割り当てられる無線リソースを交互に送信に使用する。また、エラー状況などに応じて繰り返し送信を行ってもよい。

図１４は、Ｄ２Ｄ通信における送信電力制御及び再送制御を説明するための図である。図１４において、ステップＳ４１、Ｓ４３、及びＳ４４は、Ｄ２Ｄ通信に該当し、ステップＳ４２は、セルラ通信に該当する。

図１４に示すように、ステップＳ４１において、ＵＥ（Ａ）１００−１は、ＵＥ（Ｂ）１００−２に対して、データ１を送信する。ＵＥ（Ａ）１００−１は、データ１の送信と共に、該送信の送信電力の情報を含んだＴｘＰｏｗｅｒ ＭＣＥを送信する。このように、ＵＥ（Ａ）１００−１は、ＵＥ（Ｂ）１００−２に無線信号を送信する際、送信電力をＵＥ（Ｂ）１００−２に通知する。また、ＵＥ（Ａ）１００−１は、データ１と共に、ＵＥ（Ｂ）１００−２から前回受信したデータ０についてのＨＡＲＱ Ａｃｋ／Ｎａｃｋの情報を含んだＨＡＲＱ Ａｃｋ／Ｎａｃｋ ＭＣＥを送信する。

ＵＥ（Ｂ）１００−２は、ＵＥ（Ａ）１００−１からのデータ１を受信すると、該受信の受信電力を測定する。また、ＵＥ（Ｂ）１００−２は、測定した受信電力と、データ１と共に送信されたＴｘＰｏｗｅｒ ＭＣＥが示す送信電力と、の差分に基づいて、ＵＥ（Ａ）１００−１に対して次回送信を行う際の送信電力を決定する。例えば、ＵＥ（Ａ）１００−１からのデータ１の送信電力と受信電力との差分が大きいほど、伝搬損失が大きいことから、ＵＥ（Ａ）１００−１に対して次回送信を行う際の送信電力を大きくするよう決定する。

ステップＳ４２において、ＵＥ（Ａ）１００−１及びＵＥ（Ｂ）１００−２のそれぞれは、ｅＮＢ２００へのデータ送信を行う。上述したように、ＵＥ（Ａ）１００−１及びＵＥ（Ｂ）１００−２は、ｅＮＢ２００へのデータ送信時に、ＢＳＲ ＭＣＥを送信する。

ステップＳ４３において、ＵＥ（Ｂ）１００−２は、ＵＥ（Ａ）１００−１に対して、データ２を送信する。ＵＥ（Ｂ）１００−２は、データ２の送信と共に、該送信の送信電力の情報を含んだＴｘＰｏｗｅｒ ＭＣＥを送信する。このように、ＵＥ（Ｂ）１００−２は、ＵＥ（Ａ）１００−１に無線信号を送信する際、送信電力をＵＥ（Ｂ）１００−２に通知する。また、ＵＥ（Ｂ）１００−２は、データ２と共に、ＵＥ（Ａ）１００−１から前回受信したデータ１についてのＨＡＲＱ Ａｃｋ／Ｎａｃｋの情報を含んだＨＡＲＱ Ａｃｋ／Ｎａｃｋ ＭＣＥを送信する。

ＵＥ（Ａ）１００−１は、ＵＥ（Ｂ）１００−２からのデータ２を受信すると、該受信の受信電力を測定する。また、ＵＥ（Ａ）１００−１は、測定した受信電力と、データ２と共に送信されたＴｘＰｏｗｅｒ ＭＣＥが示す送信電力と、の差分に基づいて、ＵＥ（Ｂ）１００−２に対して次回送信を行う際の送信電力を決定する。

ステップＳ４４において、ＵＥ（Ａ）１００−１は、ＵＥ（Ｂ）１００−２に対して、データ３を送信する。ＵＥ（Ａ）１００−１は、データ３の送信と共に、該送信の送信電力の情報を含んだＴｘＰｏｗｅｒ ＭＣＥを送信する。また、ＵＥ（Ａ）１００−１は、データ３と共に、ＵＥ（Ｂ）１００−２から前回受信したデータ２についてのＨＡＲＱ Ａｃｋ／Ｎａｃｋの情報を含んだＨＡＲＱ Ａｃｋ／Ｎａｃｋ ＭＣＥを送信する。

このような処理の繰り返しにより、Ｄ２Ｄ通信における送信電力制御及び再送制御が行われる。

ただし、ＵＥ（Ａ）１００−１及び／又はＵＥ（Ｂ）１００−２の移動により、ＵＥ（Ａ）１００−１とＵＥ（Ｂ）１００−２との間の距離が長くなると、Ｄ２Ｄ通信における送信電力が大きくなる。本実施形態では、Ｄ２Ｄ通信における送信電力が最大送信電力を超える場合には、Ｄ２Ｄ通信を中止し、セルラ通信に切り替えるよう制御する。

図１５は、Ｄ２Ｄ通信における送信電力が最大送信電力を超える場合のシーケンス図である。

図１５に示すように、ステップＳ５１において、ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ通信において許容される最大送信電力を示す最大電力情報をブロードキャストチャネル（ＢＣＣＨ）上で送信する。詳細には、ｅＮＢ２００は、最大電力情報をマスタ情報ブロック（ＭＩＢ）又はシステム情報ブロック（ＳＩＢ）に含めて送信する。ＵＥ（Ａ）１００−１及び／又はＵＥ（Ｂ）１００−２は、Ｄ２Ｄ通信を開始する際に、ｅＮＢ２００からの最大電力情報を取得して記憶する。

ステップＳ５２において、ＵＥ（Ａ）１００−１及びＵＥ（Ｂ）１００−２は、Ｄ２Ｄ通信を行う。ここで、ＵＥ（Ａ）１００−１が、Ｄ２Ｄ通信における送信電力が最大送信電力を超えることを検知したと仮定して、説明を進める。

ステップＳ５３において、ＵＥ（Ａ）１００−１は、Ｄ２Ｄ通信における送信電力が最大送信電力を超える旨をｅＮＢ２００に通知する。言い換えると、ＵＥ（Ａ）１００−１は、Ｄ２Ｄ通信をセルラ通信に切り替えるようｅＮＢ２００に要求する。

ステップＳ５４において、ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ通信をセルラ通信に切り替えるようＵＥ（Ａ）１００−１及びＵＥ（Ｂ）１００−２に指示するとともに、セルラ通信用の無線リソース割当を行う。

ステップＳ５５及びＳ５６において、ＵＥ（Ａ）１００−１及びＵＥ（Ｂ）１００−２は、Ｄ２Ｄ通信をセルラ通信に切り替える。

本実施形態に係る送信電力制御によれば、Ｄ２Ｄ通信における送信電力を適切に制御できる。

（３．４）Ｄ２Ｄ通信の干渉回避動作
本実施形態では、Ｄ２Ｄ通信がセルラ通信又は他のＤ２Ｄ通信からの干渉を受ける場合には、無線リソース割当の変更により干渉を回避する。

図１６及び図１７は、本実施形態に係る干渉回避動作を説明するための図である。図１６及び図１７において、ＵＥ（１Ａ）１００−１及びＵＥ（１Ｂ）１００−２のペアはＤ２Ｄ通信を行っており、ＵＥ（２Ａ）１００−３及びＵＥ（２Ｂ）１００−４のペアもＤ２Ｄ通信を行っている。ここで、各Ｄ２Ｄ通信に使用される無線リソースは同一であり、相互に干渉の影響を受けていると仮定する。

図１６に示すように、ＵＥ（１Ａ）１００−１は、受信障害を検出すると、Ｄ２Ｄ通信中の受信障害に関する障害通知をｅＮＢ２００に送信する。受信障害とは、受信タイミングにおいて受信に失敗した（具体的には、受信データを復号できない）ことを意味する。障害通知は、ＵＥ（１Ａ）１００−１の識別子と、Ｄ２Ｄ通信中である旨の情報と、を含む。なお、ＵＥ（１Ａ）１００−１は、受信障害の原因である他のＤ２Ｄ通信ペアからの干渉波を受信及び復号できるのであれば、該他のＤ２Ｄ通信ペアを干渉源と判断し、該他のＤ２Ｄ通信ペアに関する情報を障害通知に含めてもよい。

また、ＵＥ（２Ａ）１００−３も同様に、受信障害を検出すると、Ｄ２Ｄ通信中の受信障害に関する障害通知をｅＮＢ２００に送信する。障害通知は、ＵＥ（２Ａ）１００−３の識別子と、Ｄ２Ｄ通信中である旨の情報と、を含む。なお、ＵＥ（２Ａ）１００−３は、受信障害の原因である他のＤ２Ｄ通信ペアからの干渉波を受信及び復号できるのであれば、該他のＤ２Ｄ通信ペアを干渉源と判断し、該他のＤ２Ｄ通信ペアに関する情報を障害通知に含めてもよい。

ｅＮＢ２００は、ＵＥ（１Ａ）１００−１及びＵＥ（１Ｂ）１００−２からなるＤ２Ｄ通信ペアと、ＵＥ（２Ａ）１００−３及びＵＥ（２Ｂ）１００−４からなるＤ２Ｄ通信ペアと、からそれぞれ障害通知を受信すると、各Ｄ２Ｄ通信ペアが同一の無線リソースをＤ２Ｄ通信に使用しているか否かを判断する。

図１７に示すように、ｅＮＢ２００は、各Ｄ２Ｄ通信ペアが同一の無線リソースをＤ２Ｄ通信に使用していると判断すると、各Ｄ２Ｄ通信ペアが相互に干渉の影響を受けていると判断し、一方のＤ２Ｄ通信ペアの無線リソースの割当を変更する。例えば、ｅＮＢ２００は、ＵＥ（１Ａ）１００−１及びＵＥ（１Ｂ）１００−２からなるＤ２Ｄ通信ペアに対して、異なる無線リソースを割り当て直す。これにより、Ｄ２Ｄ通信の干渉が回避される。

［第２実施形態］
上述した第１実施形態では、以下のような手順でＤ２Ｄ−ＲＮＴＩをＵＥ１００に割り当てていた。第１に、ＵＥ１００は、Ｄ２Ｄ通信に使用するアプリケーションに対してＤ２Ｄ通信用のＬＣＧを確保し、Ｄ２Ｄ通信用のＬＣＧに対してＤ２Ｄ通信用のハードウェアリソースを確保する。第２に、ＵＥ１００は、Ｄ２Ｄ通信用のＬＣＧをｅＮＢ２００に通知する。第３に、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００から通知されたＬＣＧに対してＤ２Ｄ−ＲＮＴＩを割り当てる。

しかしながら、ＵＥ１００が同一のアプリケーションを使用して複数の通信相手ＵＥとＤ２Ｄ通信を行う場合には、通信相手ＵＥ毎にＤ２Ｄ通信を制御できることが好ましい。よって、本実施形態では、ＵＥ１００は、Ｄ２Ｄ通信に使用するアプリケーションと、Ｄ２Ｄ通信の通信相手とする他のＵＥ１００と、の組み合わせに対して、Ｄ２Ｄ通信用のＬＣＧを確保する。

以下において、本実施形態に係る通信制御方法を説明する。図１８は、本実施形態に係る通信制御方法を説明するための図である。ここでは、第１実施形態との相違点を主として説明する。

図１８に示すように、ステップＳ１において、ＵＥ（Ａ）１００−１は、自身の周囲に探索信号を送信する。

ステップＳ２において、ＵＥ（Ｂ）１００−２は、ＵＥ（Ａ）１００−１からの探索信号の受信に応じて、応答信号をＵＥ（Ａ）１００−１に送信する。

ステップＳ３において、ＵＥ（Ａ）１００−１は、ＵＥ（Ｂ）１００−２からの応答信号の受信に応じて、Ｄ２Ｄ通信の開始を望むことを示すＤ２Ｄ通信要求（Ａ）をｅＮＢ２００に送信する。

Ｄ２Ｄ通信要求（Ａ）は、第１実施形態で説明したように、Ｄ２Ｄ通信要求（Ａ）の送信元ＵＥ（すなわち、ＵＥ（Ａ）１００−１）を示す送信元識別子、Ｄ２Ｄ通信で使用するアプリケーションを示すアプリケーション識別子、探索信号の送信電力を示す送信電力情報、応答信号の受信電力を示す受信電力情報を含む。

本実施形態では、Ｄ２Ｄ通信要求（Ａ）は、Ｄ２Ｄ通信の通信相手ＵＥ（すなわち、ＵＥ（Ｂ）１００−２）を示す相手先識別子を更に含む。

ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ通信要求（Ａ）を受信すると、Ｄ２Ｄ通信要求（Ａ）の受信電力を測定し、該測定した受信電力の情報をＤ２Ｄ通信要求（Ａ）に付加して、Ｄ２Ｄ通信要求（Ａ）をＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００に転送する。

ステップＳ４において、ＵＥ（Ｂ）１００−２は、応答信号の送信に応じて、Ｄ２Ｄ通信の開始を望むことを示すＤ２Ｄ通信要求（Ｂ）をｅＮＢ２００に送信する。

Ｄ２Ｄ通信要求（Ｂ）は、第１実施形態で説明したように、Ｄ２Ｄ通信要求（Ｂ）の送信元ＵＥ（すなわち、ＵＥ（Ｂ）１００−２）を示す送信元識別子、Ｄ２Ｄ通信で使用するアプリケーションを示すアプリケーション識別子、応答信号の送信電力を示す送信電力情報、探索信号の受信電力を示す受信電力情報を含む。

本実施形態では、Ｄ２Ｄ通信要求（Ｂ）は、Ｄ２Ｄ通信の通信相手ＵＥ（すなわち、ＵＥ（Ａ）１００−１）を示す相手先識別子を更に含む。

ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ通信要求（Ｂ）を受信すると、Ｄ２Ｄ通信要求（Ｂ）の受信電力を測定し、該測定した受信電力の情報をＤ２Ｄ通信要求（Ｂ）に付加して、Ｄ２Ｄ通信要求（Ｂ）をＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００に転送する。

ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００は、Ｄ２Ｄ通信要求（Ａ）及びＤ２Ｄ通信要求（Ｂ）を受信すると、Ｄ２Ｄ通信要求（Ａ）及びＤ２Ｄ通信要求（Ｂ）に基づいて、ＵＥ（Ａ）１００−１及びＵＥ（Ｂ）１００−２によるＤ２Ｄ通信の可否を判断する。

ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００は、ＵＥ（Ａ）１００−１及びＵＥ（Ｂ）１００−２によるＤ２Ｄ通信が可能と判断すると、その旨及び必要な情報をｅＮＢ２００、ＵＥ（Ａ）１００−１、及びＵＥ（Ｂ）１００−２に通知する。そして、ｅＮＢ２００の制御下でＤ２Ｄ通信が開始される。

このように、本実施形態に係るＤ２Ｄ通信要求は、アプリケーション識別子及び相手先識別子を含むので、ネットワーク（ｅＮＢ２００及びＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００）は、どのＵＥ間で、どのようなアプリケーションを使用してＤ２Ｄ通信が行われるのかを把握できる。

図１９は、本実施形態に係る通信制御方法を説明するための図である。ここでは、第１実施形態との相違点を主として説明する。次に、ＵＥ（Ａ）１００−１が、ｅＮＢ２００とのセルラ通信と、ＵＥ（Ｂ）１００−２とのＤ２Ｄ通信と、ＵＥ（Ｃ）１００−３とのＤ２Ｄ通信と、を同時に行う場合であって、且つ、各Ｄ２Ｄ通信において同一のアプリケーションを使用する場合について説明する。

図１９に示すように、ＵＥ（Ａ）１００−１は、Ｄ２Ｄ通信に使用するアプリケーション０と、Ｄ２Ｄ通信の通信相手ＵＥであるＵＥ（Ｂ）１００−２と、の組み合わせに対して、ＬＣＧ３を確保する。そして、ＵＥ（Ａ）１００−１は、Ｄ２Ｄ通信用のＬＣＧ３に対してハードウェアリソース（ＰＨＹリソース）を確保する。さらに、ＵＥ（Ａ）１００−１は、Ｄ２Ｄ通信用のＬＣＧ３をｅＮＢ２００に通知する。ｅＮＢ２００は、ＵＥ（Ａ）１００−１から通知されたＬＣＧ３に対してＤ２Ｄ−ＲＮＴＩを割り当てる。

また、ＵＥ（Ａ）１００−１は、Ｄ２Ｄ通信に使用するアプリケーション０と、Ｄ２Ｄ通信の通信相手ＵＥであるＵＥ（Ｃ）１００−３と、の組み合わせに対して、ＬＣＧ２を確保する。そして、ＵＥ（Ｂ）１００−２は、Ｄ２Ｄ通信用のＬＣＧ２に対してハードウェアリソース（ＰＨＹリソース）を確保する。さらに、ＵＥ（Ａ）１００−１は、Ｄ２Ｄ通信用のＬＣＧ２をｅＮＢ２００に通知する。ｅＮＢ２００は、ＵＥ（Ａ）１００−１から通知されたＬＣＧ２に対してＤ２Ｄ−ＲＮＴＩを割り当てる。

このように、本実施形態によれば、ＵＥ（Ａ）１００−１は、Ｄ２Ｄ通信の通信相手ＵＥ毎に異なるＬＣＧを確保することで、Ｄ２Ｄ通信の通信相手ＵＥ毎にアプリケーションデータを分離して伝送できる。また、Ｄ２Ｄ通信の通信相手ＵＥ毎に異なるＤ２Ｄ−ＲＮＴＩを割り当てることで、ＵＥ１００が同一のアプリケーションを使用して複数の通信相手ＵＥとＤ２Ｄ通信を行う場合であっても、ｅＮＢ２００は、通信相手ＵＥ毎にＤ２Ｄ通信を制御できる。

なお、第１実施形態で説明したように、Ｄ２Ｄ通信の実行中において、ＵＥ（Ａ）１００−１は、ＬＣＧ０〜ＬＣＧ３毎のＢＳＲ ＭＣＥをｅＮＢ２００に送信する。ｅＮＢ２００は、ＢＳＲ ＭＣＥに基づいて、ＬＣＧ０〜ＬＣＧ３のそれぞれについてＢＳＲが示す送信バッファ滞留量を把握し、ＬＣＧ０〜ＬＣＧ３毎に送信バッファ滞留量に応じた無線リソース割当を行う。

［その他の実施形態］
この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

上述した実施形態では、Ｄ２Ｄ通信の可否を判断する主体がＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００であったが、ｅＮＢ２００がＤ２Ｄ通信の可否を判断してもよい。

上述した実施形態では、無線リソース割当方法を決定する主体がｅＮＢ２００であったが、ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００が無線リソース割当方法を決定し、その結果をｅＮＢ２００に通知してもよい。また、上述した実施形態では、アプリケーションの識別子に基づいて無線リソース割当方法を決定する一例を説明したが、アプリケーションの識別子に代えて、アプリケーションに要求される通信品質（すなわち、ＱｏＳ）の識別子を使用してもよい。このようなＱｏＳの識別子は、ＱＣＩ（ＱｏＳ Ｃｌａｓｓ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）と称される。

上述した実施形態では、ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ通信において許容される最大送信電力を示す最大電力情報をブロードキャストチャネル（ＢＣＣＨ）上で送信していたが、最大電力情報をＵＥ１００個別に送信してもよい。この場合、ｅＮＢ２００は、自身とＵＥ１００との間の伝搬損失に応じて、Ｄ２Ｄ通信において許容される最大送信電力を決定することが好ましい。例えば、ｅＮＢ２００とＵＥ１００との間の伝搬損失が小さいほど、Ｄ２Ｄ通信において許容される最大送信電力を小さくするよう決定する。

なお、米国仮出願第６１／６５６１６６号（２０１２年６月６日出願）及び米国仮出願第６１／６９４０１７号（２０１２年８月２８日出願）の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。

以上のように、本発明は、Ｄ２Ｄ通信を適切に制御できるので、セルラ移動通信などの無線通信分野において有用である。

Claims (4)

1. 基地局から割り当てられる無線リソースを用いて、直接的な端末間通信をユーザ端末が実行するための制御方法であって、
   前記ユーザ端末が、前記基地局に前記端末間通信に用いる無線リソースを割り当ててもらうために、前記端末間通信による送信待ちのデータ量を示す情報を前記基地局に送信するステップと、
   前記基地局が、前記情報に応じて、前記無線リソースを前記ユーザ端末に割り当てるステップと、を含み、
   前記情報は、前記端末間通信用の論理チャネルグループ毎に異なる複数の送信待ちのデータ量を示し、
   前記端末間通信用の論理チャネルグループは、前記端末間通信の通信相手となるユーザ端末毎に異なり、かつ、前記基地局との通信用の論理チャネルグループと異なることを特徴とする制御方法。
2. 基地局から割り当てられる無線リソースを用いて、直接的な端末間通信を実行するユーザ端末であって、
   前記基地局に前記端末間通信に用いる無線リソースを割り当ててもらうために、前記端末間通信による送信待ちのデータ量を示す情報を前記基地局に送信する処理を実行する制御部を備え、
   前記制御部は、前記基地局から、前記情報に応じて割り当てられた前記無線リソースを示す情報を受信する処理を実行し、
   前記情報は、前記端末間通信用の論理チャネルグループ毎に異なる複数の送信待ちのデータ量を示し、
   前記端末間通信用の論理チャネルグループは、前記端末間通信の通信相手となるユーザ端末毎に異なり、かつ、前記基地局との通信用の論理チャネルグループと異なることを特徴とするユーザ端末。
3. 基地局から割り当てられる無線リソースを用いて、直接的な端末間通信を実行するユーザ端末を制御するプロセッサであって、
   前記基地局に前記端末間通信に用いる無線リソースを割り当ててもらうために、前記端末間通信による送信待ちのデータ量を示す情報を前記基地局に送信する処理と、
   前記基地局から、前記情報に応じて割り当てられた前記無線リソースを示す情報を受信する処理と、を実行し、
   前記情報は、前記端末間通信用の論理チャネルグループ毎に異なる複数の送信待ちのデータ量を示し、
   前記端末間通信用の論理チャネルグループは、前記端末間通信の通信相手となるユーザ端末毎に異なり、かつ、前記基地局との通信用の論理チャネルグループと異なることを特徴とするプロセッサ。
4. 直接的な端末間通信に用いられる無線リソースをユーザ端末に割り当てる基地局であって、
   前記ユーザ端末から、前記端末間通信による送信待ちのデータ量を示す情報を受信する処理を実行する制御部を備え、
   前記制御部は、前記情報に応じて、前記ユーザ端末に割り当てた前記無線リソースを示す情報を前記ユーザ端末へ送信する処理を実行し、
   前記情報は、前記端末間通信用の論理チャネルグループ毎に異なる複数の送信待ちのデータ量を示し、
   前記端末間通信用の論理チャネルグループは、前記端末間通信の通信相手となるユーザ端末毎に異なり、かつ、前記基地局との通信用の論理チャネルグループと異なることを特徴とする基地局。

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