JP6140014B2

JP6140014B2 - ユーザ端末、基地局、及びプロセッサ

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Publication number: JP6140014B2
Application number: JP2013144027A
Authority: JP
Inventors: 剛洋榮祝; 空悟守田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2013-07-09
Filing date: 2013-07-09
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2033-07-09
Also published as: WO2015005323A1; US20160157079A1; JP2015019179A

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ユーザ端末、ネットワーク装置、及びプロセッサに関する。

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

Ｄ２Ｄ通信では、近接する複数のユーザ端末がネットワークを経由せずに直接的な端末間通信を行う。一方、移動通信システムの通常の通信であるセルラ通信では、ユーザ端末がネットワークを経由して通信を行う。Ｄ２Ｄ通信を活用することにより、移動通信システムの性能改善を図ることができる。

３ＧＰＰ技術報告書「ＴＲ２２．８０３Ｖ１２．１．０」２０１３年３月

ところで、ユーザ端末は、Ｄ２Ｄ通信を行うために、近傍のユーザ端末の発見に使用される発見用信号を周期的に送受信する。このような発見処理の後、ユーザ端末は、近傍のユーザ端末とのＤ２Ｄ通信を行う。

しかしながら、ユーザ端末は、予め設定された周期でしか発見用信号を送受信しないため、Ｄ２Ｄ通信を行うべき近傍のユーザ端末が存在する場合であっても、Ｄ２Ｄ通信を速やかに開始することは難しい。一方で、発見用信号を送受信する周期を予め短く設定する方法も考えられるが、発見用信号の送受信に使用する無線リソースの消費量が増大し、無線リソースの利用効率が低下する問題がある。

そこで、本発明は、無線リソースの利用効率の低下を抑制しつつ、Ｄ２Ｄ通信を速やかに開始可能とするユーザ端末、ネットワーク装置、及びプロセッサを提供することを目的とする。

第１の特徴に係るユーザ端末は、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、前記移動通信システムのセル内の複数のユーザ端末が共有している第１の無線リソースを使用して周期的なＤ２Ｄ関連信号を他のユーザ端末と直接的に送受信することが可能なユーザ端末である。前記ユーザ端末は、自ユーザ端末の地理的な位置を示す情報を取得し、前記地理的な位置を示す情報を基地局に通知する制御部を備える。前記制御部は、前記地理的な位置に基づいて前記基地局から自ユーザ端末に個別に割り当てられた第２の無線リソースを使用して、非周期的なＤ２Ｄ関連信号を他のユーザ端末に直接的に送信する処理を行う。

第２の特徴に係る基地局は、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の基地局である。前記基地局は、前記移動通信システムのセル内の複数のユーザ端末が共有している第１の無線リソースを使用して周期的なＤ２Ｄ関連信号を送受信することが可能なユーザ端末に対する制御を行う制御部を備える。前記制御部は、前記ユーザ端末の地理的な位置を示す情報を前記ユーザ端末から取得する。前記制御部は、前記地理的な位置に基づいて、非周期的なＤ２Ｄ関連信号を前記ユーザ端末が他のユーザ端末に直接的に送信するための第２の無線リソースを前記ユーザ端末に個別に割り当てる。

第３の特徴に係るプロセッサは、移動通信システムのセル内の複数のユーザ端末が共有している第１の無線リソースを使用して、周期的なＤ２Ｄ関連信号を送受信することが可能なユーザ端末に備えられる。前記プロセッサは、自ユーザ端末の地理的な位置を示す情報を取得し、前記地理的な位置を示す情報を基地局に通知する処理と、前記地理的な位置に基づいて前記基地局から自ユーザ端末に個別に割り当てられた第２の無線リソースを使用して、非周期的なＤ２Ｄ関連信号を他のユーザ端末に直接的に送信する処理と、を実行する。

本発明によれば、無線リソースの利用効率の低下を抑制しつつ、Ｄ２Ｄ通信を速やかに開始可能とするユーザ端末、ネットワーク装置、及びプロセッサを提供できる。

実施形態に係るＬＴＥシステムの構成図である。実施形態に係るＵＥのブロック図である。実施形態に係るｅＮＢのブロック図である。実施形態に係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。実施形態に係る無線フレームの構成図である。実施形態に係るＤ２Ｄ通信を説明するための図である。実施形態に係る動作パターン１を説明するための図である。実施形態に係る動作パターン２を説明するための図である。実施形態に係る動作パターン３を説明するための図である。実施形態に係る動作パターン１のシーケンス図である。実施形態に係る動作パターン２においてＵＥ主導で干渉を回避する場合のシーケンス図である。実施形態に係る動作パターン３のシーケンス図である。実施形態の変更例１に係るシーケンス図である。実施形態の変更例２に係る接続判定動作を示すフロー図である。実施形態の変更例２に係るリソース分割を説明するための図である。

［実施形態の概要］
実施形態に係るユーザ端末は、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、前記Ｄ２Ｄ通信のための発見用信号を送受信する。前記ユーザ端末は、前記移動通信システムの所定エリア内の全ユーザ端末で認識している第１の無線リソースを使用して、周期的な発見用信号を送受信する制御部を備える。前記制御部は、さらに、前記ユーザ端末と関連する他ユーザ端末及び前記ユーザ端末で認識している第２の無線リソースを使用して、非周期的な発見用信号を送受信する。

実施形態では、前記第２の無線リソースは、前記移動通信システムのネットワークに含まれるネットワーク装置から通知される。前記制御部は、前記ネットワーク装置から通知された前記第２の無線リソースを使用して、前記非周期的な発見用信号を送受信する。

実施形態では、前記ユーザ端末と関連する他ユーザ端末とは、前記ユーザ端末の近傍であると判定されたユーザ端末である。

実施形態では、前記ユーザ端末と関連する他ユーザ端末とは、前記移動通信システムのネットワークを介して前記ユーザ端末とのセルラ通信を行うユーザ端末である。

実施形態では、前記ユーザ端末と関連する他ユーザ端末とは、前記ユーザ端末に干渉を与える及び／又は前記ユーザ端末から干渉を受けると判定されたユーザ端末である。

実施形態では、前記ユーザ端末、及び前記ユーザ端末と関連する他ユーザ端末のうち、一方のユーザ端末は前記Ｄ２Ｄ通信を行っており、他方のユーザ端末は前記一方のユーザ端末との通信の開始を希望するユーザ端末である。

実施形態に係るネットワーク装置は、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のネットワークに含まれる。前記ネットワーク装置は、前記移動通信システムの所定エリア内の全ユーザ端末で認識している第１の無線リソースを使用して周期的な発見用信号を送受信するユーザ端末に対する制御を行う制御部を備える。前記制御部は、前記ユーザ端末と関連する他ユーザ端末と前記ユーザ端末との間で非周期的な発見用信号を送受信するための第２の無線リソースを前記ユーザ端末に通知する。

実施形態では、前記ユーザ端末と関連する他ユーザ端末とは、前記ネットワークを介して前記ユーザ端末とのセルラ通信を行うユーザ端末である。

実施形態では、前記ユーザ端末、及び前記ユーザ端末と関連する他ユーザ端末のうち、一方のユーザ端末は前記Ｄ２Ｄ通信を行っており、かつ、他方のユーザ端末は前記一方のユーザ端末との通信の開始を希望するユーザ端末である。

実施形態では、前記制御部は、前記ユーザ端末と関連する他ユーザ端末と前記ユーザ端末との間で前記Ｄ２Ｄ通信を行うことが不能であると判定した場合には、前記ユーザ端末に割り当てるデータ伝送用無線リソースと、前記ユーザ端末と関連する他ユーザ端末に割り当てるデータ伝送用無線リソースと、を異ならせるよう制御する。

実施形態に係るプロセッサは、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、前記Ｄ２Ｄ通信のための発見用信号を送受信するユーザ端末に備えられる。前記プロセッサは、前記移動通信システムの所定エリア内の全ユーザ端末で認識している第１の無線リソースを使用して、周期的な発見用信号を送受信する処理と、前記ユーザ端末と関連する他ユーザ端末及び前記ユーザ端末で認識している第２の無線リソースを使用して、非周期的な発見用信号を送受信する処理と、を実行する。

［実施形態］
以下において、本発明をＬＴＥシステムに適用する場合の実施形態を説明する。

（システム構成）
図１は、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、実施形態に係るＬＴＥシステムは、ＵＥ（ＵｓｅｒＥｑｕｉｐｍｅｎｔ）１００、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ−ＵＭＴＳＴｅｒｒｅｓｔｒｉａｌＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋ）１０、及びＥＰＣ（ＥｖｏｌｖｅｄＰａｃｋｅｔＣｏｒｅ）２０を備える。

ＵＥ１００は、ユーザ端末に相当する。ＵＥ１００は、移動型の通信装置であり、接続先のセル（サービングセル）との無線通信を行う。ＵＥ１００の構成については後述する。

Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０は、無線アクセスネットワークに相当する。Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０は、ｅＮＢ２００（ｅｖｏｌｖｅｄＮｏｄｅ−Ｂ）を含む。ｅＮＢ２００は、基地局に相当する。ｅＮＢ２００は、Ｘ２インターフェイスを介して相互に接続される。ｅＮＢ２００の構成については後述する。

ｅＮＢ２００は、１又は複数のセルを管理しており、自セルとの接続を確立したＵＥ１００との無線通信を行う。ｅＮＢ２００は、無線リソース管理（ＲＲＭ）機能、ユーザデータのルーティング機能、モビリティ制御・スケジューリングのための測定制御機能などを有する。「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。

ＥＰＣ２０は、コアネットワークに相当する。Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０及びＥＰＣ２０によりＬＴＥシステムのネットワークが構成される。ＥＰＣ２０は、ＭＭＥ（ＭｏｂｉｌｉｔｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＥｎｔｉｔｙ）／Ｓ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ−Ｇａｔｅｗａｙ）３００を含む。ＭＭＥは、ＵＥ１００に対する各種モビリティ制御などを行う。Ｓ−ＧＷは、ユーザデータの転送制御を行う。ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００は、Ｓ１インターフェイスを介してｅＮＢ２００と接続される。

図２は、ＵＥ１００のブロック図である。図２に示すように、ＵＥ１００は、複数のアンテナ１０１、無線送受信機１１０、ユーザインターフェイス１２０、ＧＮＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）受信機１３０、バッテリ１４０、メモリ１５０、及びプロセッサ１６０を備える。メモリ１５０及びプロセッサ１６０は、制御部を構成する。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。

複数のアンテナ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。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（送信信号）を無線信号に変換して複数のアンテナ１０１から送信する。また、無線送受信機１１０は、複数のアンテナ１０１が受信する無線信号をベースバンド信号（受信信号）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により実行されるプログラム、及びプロセッサ１６０による処理に使用される情報を記憶する。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（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）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、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。

図３は、ｅＮＢ２００のブロック図である。図３に示すように、ｅＮＢ２００は、複数のアンテナ２０１、無線送受信機２１０、ネットワークインターフェイス２２０、メモリ２３０、及びプロセッサ２４０を備える。メモリ２３０及びプロセッサ２４０は、制御部を構成する。

複数のアンテナ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。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（送信信号）を無線信号に変換して複数のアンテナ２０１から送信する。また、無線送受信機２１０は、複数のアンテナ２０１が受信する無線信号をベースバンド信号（受信信号）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により実行されるプログラム、及びプロセッサ２４０による処理に使用される情報を記憶する。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、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。

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参照モデルの第１層乃至第３層に区分されており、第１層は物理（ＰＨＹ）層である。第２層は、ＭＡＣ（ＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）層、ＲＬＣ（ＲａｄｉｏＬｉｎｋＣｏｎｔｒｏｌ）層、及びＰＤＣＰ（ＰａｃｋｅｔＤａｔａＣｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅＰｒｏｔｏｃｏｌ）層を含む。第３層は、ＲＲＣ（ＲａｄｉｏＲｅｓｏｕｒｃｅＣｏｎｔｒｏｌ）層を含む。

物理層は、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。ＵＥ１００の物理層とｅＮＢ２００の物理層との間では、物理チャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。

ＭＡＣ層は、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層とｅＮＢ２００のＭＡＣ層との間では、トランスポートチャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。ｅＮＢ２００のＭＡＣ層は、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）及びＵＥ１００への割当リソースブロックを決定するスケジューラを含む。

ＲＬＣ層は、ＭＡＣ層及び物理層の機能を利用してデータを受信側のＲＬＣ層に伝送する。ＵＥ１００のＲＬＣ層とｅＮＢ２００のＲＬＣ層との間では、論理チャネルを介してユーザデータ及び制御信号が伝送される。

ＰＤＣＰ層は、ヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行う。

ＲＲＣ層は、制御信号を取り扱う制御プレーンでのみ定義される。ＵＥ１００のＲＲＣ層とｅＮＢ２００のＲＲＣ層との間では、各種設定のための制御信号（ＲＲＣメッセージ）が伝送される。ＲＲＣ層は、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との間に接続（ＲＲＣ接続）がある場合、ＵＥ１００は接続状態（ＲＲＣ接続状態）であり、そうでない場合、ＵＥ１００はアイドル状態（ＲＲＣアイドル状態）である。

ＲＲＣ層の上位に位置するＮＡＳ（Ｎｏｎ−ＡｃｃｅｓｓＳｔｒａｔｕｍ）層は、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（ＤＬ）にはＯＦＤＭＡ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇＡｃｃｅｓｓ）、上りリンク（ＵＬ）にはＳＣ−ＦＤＭＡ（ＳｉｎｇｌｅＣａｒｒｉｅｒＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）がそれぞれ適用される。

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る。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。各リソースブロックは、周波数方向に複数個のサブキャリアを含む。１つのサブキャリア及び１つのシンボルによりリソースエレメントが構成される。

ＵＥ１００に割り当てられる無線リソースのうち、周波数リソースはリソースブロックにより構成され、時間リソースはサブフレーム（又はスロット）により構成される。

ＤＬにおいて、各サブフレームの先頭数シンボルの区間は、主に制御信号を伝送するための物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）として使用される領域である。また、各サブフレームの残りの部分は、主にユーザデータを伝送するための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。

ＵＬ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、主に制御信号を伝送するための物理上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）として使用される領域である。各サブフレームにおける残りの部分は、主にユーザデータを伝送するための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。

（Ｄ２Ｄ通信）
実施形態に係るＬＴＥシステムは、直接的な端末間通信（ＵＥ間通信）であるＤ２Ｄ通信をサポートする。ここでは、Ｄ２Ｄ通信を、ＬＴＥシステムの通常の通信であるセルラ通信と比較して説明する。セルラ通信は、データパスがネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０、ＥＰＣ２０）を経由する通信モードである。データパスとは、ユーザデータの通信経路である。これに対し、Ｄ２Ｄ通信は、ＵＥ間に設定されるデータパスがネットワークを経由しない通信モードである。

図６は、Ｄ２Ｄ通信を説明するための図である。図６に示すように、Ｄ２Ｄ通信は、データパスがｅＮＢ２００を経由しない。相互に近接するＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２は、ｅＮＢ２００のセルにおいて、低送信電力で直接的に無線通信を行う。このように、近接するＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２が低送信電力で直接的に無線通信を行うことにより、セルラ通信と比べて、ＵＥ１００の消費電力を削減し、かつ、隣接セルへの干渉を低減できる。

ＵＥ１００は、Ｄ２Ｄ通信を行うために、近傍のＵＥ１００の発見に使用される発見用信号を周期的に送受信する。このような発見処理の後、ＵＥ１００は、近傍のＵＥ１００とのＤ２Ｄ通信を行う。しかしながら、ＵＥ１００は、予め設定された周期でしか発見用信号を送受信しないため、Ｄ２Ｄ通信を行うべき近傍のＵＥ１００が存在する場合であっても、Ｄ２Ｄ通信を速やかに開始することは難しい。一方で、発見用信号を送受信する周期を予め短く設定する方法も考えられるが、発見用信号の送受信に使用する無線リソースの消費量が増大し、無線リソースの利用効率が低下する問題がある。

（実施形態に係る動作）
次に、実施形態に係る動作について説明する。

（１）動作概要
実施形態に係るＵＥ１００は、Ｄ２Ｄ通信のための発見用信号を送受信する。ＵＥ１００は、移動通信システム（ＬＴＥシステム）の所定エリア内の全ＵＥ１００で認識している第１の無線リソースを使用して、周期的な発見用信号を送受信する。「所定エリア」とは、例えば移動通信システムのセルである。或いは、「所定エリア」とは、移動通信システムのサービスエリアであってもよい。

実施形態では、ｅＮＢ２００は、第１の無線リソースを使用して周期的な発見用信号を送受信するＵＥ１００に対する制御を行う。ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００と関連する他ＵＥ１００とＵＥ１００との間で非周期的な発見用信号を送受信するための第２の無線リソースをＵＥ１００に通知する。ＵＥ１００は、第２の無線リソースを使用して、非周期的な発見用信号を送受信する。

このような非周期的な発見用信号を送受信可能とすることにより、ＵＥ１００がＤ２Ｄ通信を速やかに開始できる。また、周期的な発見用信号における周期を予め短く設定する方法に比べて、無線リソースの利用効率を改善できる。従って、無線リソースの利用効率の低下を抑制しつつ、ＵＥ１００がＤ２Ｄ通信を速やかに開始できる。

「ＵＥ１００と関連する他ＵＥ１００」は、想定するシナリオ（動作パターン）ごとに異なる。実施形態に係る動作パターン１では、ＵＥ１００、及びＵＥ１００と関連する他ＵＥ１００のうち、一方のＵＥ１００はＤ２Ｄ通信を行っており、かつ、他方のＵＥ１００は当該一方のＵＥ１００との通信の開始を希望するＵＥ１００である。

図７は、動作パターン１を説明するための図である。図７に示すように、ｅＮＢ２００のセルには、ＵＥ１００−１乃至ＵＥ１００−３が在圏している。ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２は、Ｄ２Ｄ通信を行っている。ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２は、ユーザデータを相互に送受信し、制御信号をｅＮＢ２００と送受信する。

ＵＥ１００−３は、ＵＥ１００−１との通信の開始を希望している。具体的には、ＵＥ１００−３は、ＵＥ１００−１に対するユーザデータの送信を希望するＵＥ１００、又はＵＥ１００−１が行うＤ２Ｄ通信への参加を希望するＵＥ１００である。

動作パターン１では、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１との通信の開始を希望するＵＥ１００−３が、ＵＥ１００−１の近傍にいると判定する。そして、ｅＮＢ２００は、非周期的な発見用信号を送受信するための第２の無線リソースをＵＥ１００−１及びＵＥ１００−３に通知する。ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−３は、第２の無線リソースを使用して、非周期的な発見用信号を送受信する。これにより、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３との間で発見処理が完了するため、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３との間でＤ２Ｄ通信を開始できる。

実施形態に係る動作パターン２では、ＵＥ１００と関連する他ＵＥ１００とは、ＵＥ１００に干渉を与える及び／又はＵＥ１００から干渉を受けると判定されたＵＥ１００である。

図８は、動作パターン２を説明するための図である。図８に示すように、ｅＮＢ２００のセルには、ＵＥ１００−１乃至ＵＥ１００−３が在圏している。ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２は、Ｄ２Ｄ通信を行っている。ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２は、ユーザデータを相互に送受信する。これに対し、ＵＥ１００−３は、セルラ通信を行っている。ＵＥ１００−３は、ユーザデータをｅＮＢ２００と送受信する。

動作パターン２では、無線リソースの利用効率を高めるために、Ｄ２Ｄ通信に使用可能な無線リソースの少なくとも一部は、セルラ通信に使用可能な無線リソースと重複して確保される。例えば、Ｄ２Ｄ通信に使用可能な無線リソースは、セルラ通信の上りリンクに使用可能な無線リソース（上りリンク無線リソース）の少なくとも一部である。或いは、Ｄ２Ｄ通信に使用可能な無線リソースは、セルラ通信の下りリンクに使用可能な無線リソース（下りリンク無線リソース）の少なくとも一部である。この場合、Ｄ２Ｄ通信とセルラ通信との間で干渉が生じ得る。

動作パターン２では、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３との間で干渉が生じたと判定する。そして、ｅＮＢ２００は、非周期的な発見用信号を送受信するための第２の無線リソースをＵＥ１００−１及びＵＥ１００−３に通知する。或いは、ＵＥ１００−１又はＵＥ１００−３で干渉の発生を判定してもよい。ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−３は、第２の無線リソースを使用して、非周期的な発見用信号を送受信する。これにより、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３との間で発見処理が完了するため、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３との間でＤ２Ｄ通信を開始できる。従って、Ｄ２Ｄ通信とセルラ通信との間で生じる干渉を回避できる。

実施形態に係る動作パターン３では、ＵＥ１００と関連する他ＵＥ１００とは、ＵＥ１００とのセルラ通信を行うＵＥ１００である。

図９は、動作パターン３を説明するための図である。図９に示すように、ｅＮＢ２００のセルには、ＵＥ１００−１乃至ＵＥ１００−３が在圏している。ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２は、Ｄ２Ｄ通信を行っている。ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２は、ユーザデータを相互に送受信する。これに対し、ＵＥ１００−３は、ＵＥ１００−１とのセルラ通信を行う。

ＵＥ１００−１は、セルラ通信及びＤ２Ｄ通信で１つの無線送受信機１１０を共用する。セルラ通信及びＤ２Ｄ通信で取り扱う送信電力レベルは異なるため、ＵＥ１００が１つの無線送受信機１１０でセルラ通信及びＤ２Ｄ通信を同時に行うことは困難である。

動作パターン３では、ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ通信中にＵＥ１００−３とのセルラ通信を開始するＵＥ１００−１の近傍に、ＵＥ１００−３がいると判定する。そして、ｅＮＢ２００は、非周期的な発見用信号を送受信するための第２の無線リソースをＵＥ１００−１及びＵＥ１００−３に通知する。ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−３は、第２の無線リソースを使用して、非周期的な発見用信号を送受信する。これにより、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３との間で発見処理が完了するため、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３との間でＤ２Ｄ通信を開始できる。従って、ＵＥ１００−１がセルラ通信及びＤ２Ｄ通信を同時に行うことを回避できる。

なお、動作パターン１乃至３において、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−３のうち、双方が非周期的な発見用信号を送信し、かつ双方が非周期的な発見用信号を受信する場合に限らず、一方のみが非周期的な発見用信号を送信し、かつ他方のみが非周期的な発見用信号を受信してもよい。例えば、ＵＥ１００−１が非周期的な発見用信号を送信し、ＵＥ１００−２が非周期的な発見用信号を受信する。或いは、ＵＥ１００−２が非周期的な発見用信号を送信し、ＵＥ１００−１が非周期的な発見用信号を受信する。ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−３のうち一方のみが非周期的な発見用信号を送信する場合、ｅＮＢ２００は、第２の無線リソースを通知する際に、非周期的な発見用信号を送信すべきか受信すべきかについて併せて通知してもよい。

（２）具体例
次に、上述した動作パターン１乃至３のそれぞれの具体例について説明する。

（２．１）動作パターン１
図１０は、動作パターン１のシーケンス図である。動作パターン１では、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３との間の距離に関する情報を取得できることを前提としている。ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３との間の距離に関する情報とは、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３との間のパスロス、又はＵＥ１００−１及びＵＥ１００−３のそれぞれの位置情報などである。

図１０に示すように、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２は、Ｄ２Ｄ通信を行っている（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０２において、ＵＥ１００−３は、セルラ通信により、ＵＥ１００−１への通信要求をｅＮＢ２００に送信する。ＵＥ１００−１への通信要求を受信したｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−３がＵＥ１００−１との通信の開始を希望していると判定する。

ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１の情報を持っている場合には、ＵＥ１００−１の情報を確認する（ステップＳ１０３）。これに対し、ＵＥ１００−１の情報を持っていない場合には、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１の情報をＵＥ１００−１に問い合わせて取得する（ステップＳ１０４、Ｓ１０５）。

ステップＳ１０６において、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−３とのＤ２Ｄ通信接続をＵＥ１００−１に要求する。ＵＥ１００−１は、ｅＮＢ２００からの要求に対して応答を返してもよい（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０８において、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３との間でＤ２Ｄ通信接続が可能か否かを判定する。例えば、ｅＮＢ２００は、パスロス情報又は位置情報などに基づいて、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−３がＤ２Ｄ通信を行うことができる程度に近接しているか否かを判定する。

ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３との間でＤ２Ｄ通信接続が可能と判定した場合、ステップＳ１０９において、ｅＮＢ２００は、非周期的な発見用信号を送受信するための第２の無線リソース（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙリソース）を決定する。

ステップＳ１１０において、ｅＮＢ２００は、第２の無線リソースをＵＥ１００−１及びＵＥ１００−３に通知する。ステップＳ１１１において、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−３は、第２の無線リソースを使用して、非周期的な発見用信号を送受信することにより、発見処理に成功する。そして、ステップＳ１１２において、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−３は、Ｄ２Ｄ通信を開始する。

本シーケンスでは、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１への通信要求をＵＥ１００−３から受信することにより、ＵＥ１００−３がＵＥ１００−１との通信の開始を希望していると判定している。しかしながら、ＵＥ１００−３は、ＵＥ１００−１とのＤ２Ｄ通信の開始を明示的にｅＮＢ２００に要求してもよい。

（２．２）動作パターン２
動作パターン２では、Ｄ２Ｄ通信を行っているＵＥ１００−１とセルラ通信を行っているＵＥ１００−３との間で干渉が生じたと判定された場合に、図１０のステップＳ１０８以降の動作を行う。例えば、ＵＥ１００−１は、セルラ通信からの干渉に関する干渉情報をｅＮＢ２００に報告する。或いは、ＵＥ１００−３は、Ｄ２Ｄ通信からの干渉に関する干渉情報をｅＮＢ２００に報告する。ｅＮＢ２００は、報告された干渉情報に基づいて、Ｄ２Ｄ通信を行っているＵＥ１００−１とセルラ通信を行っているＵＥ１００−３との間で干渉が生じたと判定する。

或いは、干渉の判定は、ＵＥ１００−１又はＵＥ１００−３が行ってもよい。図１１は、動作パターン２においてＵＥ１００主導で干渉を回避する場合のシーケンス図である。図１１に示すように、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２は、Ｄ２Ｄ通信を行っている（ステップＳ１０１）。また、ＵＥ１００−３は、ｅＮＢ２００とのセルラ通信を行っている（ステップＳ１０２）。ステップＳ１４１において、ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−３からの干渉を受けていると判定し、その旨をｅＮＢ２００に通知する。ステップＳ１４２において、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−３とのＤ２Ｄ通信接続をＵＥ１００−１に要求する。ＵＥ１００−１は、ｅＮＢ２００からの要求に対して応答を返してもよい。

ステップＳ１４３において、ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−３との間でＤ２Ｄ通信接続が可能か否かを判定する。ＵＥ１００−３との間でＤ２Ｄ通信接続が可能と判定した場合、ステップＳ１４４において、ＵＥ１００−１は、非周期的な発見用信号を送受信するための第２の無線リソース（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙリソース）を決定する。

ステップＳ１４５において、ＵＥ１００−１は、第２の無線リソースをｅＮＢ２００に通知する。第２の無線リソースの通知を受けたｅＮＢ２００は、第２の無線リソースをＵＥ１００−３に通知する。ステップＳ１１１において、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−３は、第２の無線リソースを使用して、非周期的な発見用信号を送受信することにより、発見処理に成功する。そして、ステップＳ１１２において、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−３は、Ｄ２Ｄ通信を開始する。

（２．３）動作パターン３
図１２は、動作パターン３のシーケンス図である。動作パターン３では、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３との間の距離に関する情報を取得できることを前提としている。ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３との間の距離に関する情報とは、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３との間のパスロス、又はＵＥ１００−１及びＵＥ１００−３のそれぞれの位置情報などである。

図１２に示すように、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２は、Ｄ２Ｄ通信を行っている（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０２−１及びＳ１０２−２において、ＵＥ１００−３は、ネットワークを介してＵＥ１００−１とのセルラ通信を開始する。

ステップＳ１３２において、ＵＥ１００−１は、セルラ通信及び／又はＤ２Ｄ通信で受信に失敗したことを示す確認応答（Ｎａｃｋ）をｅＮＢ２００に送信する。

ステップＳ１３３において、確認応答（Ｎａｃｋ）を受信したｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１に対してＤ２Ｄ通信及びセルラ通信のそれぞれの割り当てが同じタイミングで起こっていたかを調査する。ＵＥ１００−１に対してＤ２Ｄ通信及びセルラ通信のそれぞれの割り当てが同じタイミングで起こっていた場合、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３との間でＤ２Ｄ通信接続が可能か否かを判定する。例えば、ｅＮＢ２００は、パスロス情報又は位置情報などに基づいて、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−３がＤ２Ｄ通信を行うことができる程度に近接しているか否かを判定する。

なお、本シーケンスでは、Ｄ２Ｄ通信とセルラ通信とを同時に行うタイミングが発生したことをｅＮＢ２００において判定しているが、Ｄ２Ｄ通信とセルラ通信とを同時に行うタイミングが発生したことをＵＥ１００−１において検知してｅＮＢ２００に通知する方法でもよい。

また、本シーケンスでは、上りリンク無線リソースを利用してＤ２Ｄ通信を行う場合における同時受信を対象としているが、下りリンク無線リソースを利用してＤ２Ｄ通信を行う場合における同時送信も対象とすることができる。

（実施形態のまとめ）
実施形態では、ｅＮＢ２００は、第１の無線リソースを使用して周期的な発見用信号を送受信するＵＥ１００に対する制御を行う。ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００と関連する他ＵＥ１００とＵＥ１００との間で非周期的な発見用信号を送受信するための第２の無線リソースをＵＥ１００に通知する。ＵＥ１００は、第２の無線リソースを使用して、非周期的な発見用信号を送受信する。

［実施形態の変更例１］
上述した実施形態では、ＵＥ１００−１乃至ＵＥ１００−３が同一のセルに在圏しているケースを想定しているが、ＵＥ１００−１乃至ＵＥ１００−３の一部が異なるセル（例えば隣接セル）に在圏していてもよい。

図１３は、実施形態の変更例１に係るシーケンス図である。図１３は、実施形態に係る動作パターン１のシーケンスを一部変更したものである。ＵＥ１００−３は、ｅＮＢ２００−１のセルに在圏する。これに対し、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２は、ｅＮＢ２００−２のセルに在圏する。

図１３に示すように、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２は、Ｄ２Ｄ通信を行っている（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０２において、ＵＥ１００−３は、セルラ通信により、ＵＥ１００−１への通信要求をｅＮＢ２００−１に送信する。ＵＥ１００−１への通信要求を受信したｅＮＢ２００−１は、ＵＥ１００−３がＵＥ１００−１との通信の開始を希望していると判定する。

ｅＮＢ２００−１は、ＵＥ１００−１の情報を持っていない場合には、ＵＥ１００−１が在圏しているか否かをｅＮＢ２００−２に確認する（ステップＳ１２１）。ｅＮＢ２００−２は、応答を返してもよい（ステップＳ１２２）。ｅＮＢ２００−１は、ＵＥ１００−１に対するＤ２Ｄ通信接続要求をｅＮＢ２００−２に送信する（ステップＳ１２３）。ｅＮＢ２００−２は、ｅＮＢ２００−１から受信したＤ２Ｄ通信接続要求をＵＥ１００−１に送信する（ステップＳ１２４）。ＵＥ１００−１は、ｅＮＢ２００−２を介してＵＥ１００−１に応答を返してもよい（ステップＳ１２５、Ｓ１２６）。

ステップＳ１０８において、ｅＮＢ２００−１は、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３との間でＤ２Ｄ通信接続が可能か否かを判定する。例えば、ｅＮＢ２００−１は、パスロス情報又は位置情報などに基づいて、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−３がＤ２Ｄ通信を行うことができる程度に近接しているか否かを判定する。ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３との間でＤ２Ｄ通信接続が可能と判定した場合、ステップＳ１０９において、ｅＮＢ２００は、非周期的な発見用信号を送受信するための第２の無線リソース（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙリソース）を決定する。ｅＮＢ２００は、第２の無線リソースをＵＥ１００−３に通知し（ステップＳ１１０−１）、かつ、第２の無線リソースをｅＮＢ２００−２に通知する（ステップＳ１１０−２）。ｅＮＢ２００−２は、第２の無線リソースをＵＥ１００−１に通知する（ステップＳ１１０−３）。ステップＳ１１１において、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−３は、第２の無線リソースを使用して、非周期的な発見用信号を送受信することにより、発見処理に成功する。そして、ステップＳ１１２において、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−３は、Ｄ２Ｄ通信を開始する。

［実施形態の変更例２］
上述した動作パターン２及び３において、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３との間でＤ２Ｄ通信接続が不能な場合には、ＵＥ１００−１に割り当てる無線リソース（データ伝送用無線リソース）と、ＵＥ１００−３に割り当てる無線リソース（データ伝送用無線リソース）と、を異ならせること（以下、「リソース分割」という。）により、干渉の問題及びセルラ・Ｄ２Ｄ同時発生の問題を解消できる。

図１４は、実施形態の変更例２に係る接続判定動作を示すフロー図である。図１４に示すように、ステップＳ１０８１において、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１がＵＥ１００−３から受ける干渉レベルが閾値以上であるか否かを判定する。ステップＳ１０８１で「Ｙｅｓ」の場合、ステップＳ１０８２において、ｅＮＢ２００−１は、ＵＥ１００−１がＤ２Ｄ通信を行っているか否かを判定する。ステップＳ１０８２で「Ｎｏ」の場合、ステップＳ１０８３において、ｅＮＢ２００−１は、リソース分割を行う。ステップＳ１０８２で「Ｙｅｓ」の場合、ステップＳ１０８４において、ｅＮＢ２００−１は、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−３のそれぞれの接続許容数（すなわち、確立可能な無線接続の上限数）を満たすか否かを判定する。ステップＳ１０８４で「Ｎｏ」の場合、ステップＳ１０８５において、ｅＮＢ２００−１は、リソース分割を行う。ステップＳ１０８４で「Ｙｅｓ」の場合、ステップＳ１０８６において、ｅＮＢ２００−１は、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３に対して第２の無線リソース（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙリソース）を通知する。

図１５は、リソース分割を説明するための図である。図１５に示すように、ｅＮＢ２００−１は、ＵＥ１００−１に割り当てる無線リソース（データ伝送用無線リソース）と、ＵＥ１００−３に割り当てる無線リソース（データ伝送用無線リソース）と、を時分割で設定する。時分割の比率は、例えば、各ＵＥ１００のバッファ量、パスロス、チャネル情報などに基づいて設定してもよい。また、時分割の比率は、周期的に又はイベントトリガで更新してもよい。

［その他の実施形態］
上述した実施形態に係る動作パターン１乃至３は、別個独立して実施する場合に限らず、相互に組み合わせて実施してもよい。

上述した実施形態では、本発明に係るネットワーク装置の具体例としてｅＮＢ２００を説明したが、本発明に係るネットワーク装置はｅＮＢ２００に限らず、ｅＮＢ２００の上位装置（ＭＭＥ３００又はＯＡＭなど）であってもよい。

上述した各実施形態では、セルラ通信システムの一例としてＬＴＥシステムを説明したが、ＬＴＥシステムに限定されるものではなく、ＬＴＥシステム以外のシステムに本発明を適用してもよい。

１０…Ｅ−ＵＴＲＡＮ、２０…ＥＰＣ、１００…ＵＥ、１０１…アンテナ、１１０…無線送受信機、１２０…ユーザインターフェイス、１３０…ＧＮＳＳ受信機、１４０…バッテリ、１５０…メモリ、１６０…プロセッサ、２００…ｅＮＢ、２０１…アンテナ、２１０…無線送受信機、２２０…ネットワークインターフェイス、２３０…メモリ、２４０…プロセッサ、３００…ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ

Claims

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、前記移動通信システムのセル内の複数のユーザ端末が共有している第１の無線リソースを使用して周期的なＤ２Ｄ関連信号を他のユーザ端末と直接的に送受信することが可能なユーザ端末であって、
自ユーザ端末の地理的な位置を示す情報を取得し、前記地理的な位置を示す情報を基地局に通知する制御部を備え、
前記制御部は、前記地理的な位置に基づいて前記基地局から自ユーザ端末に個別に割り当てられた第２の無線リソースを使用して、非周期的なＤ２Ｄ関連信号を他のユーザ端末に直接的に送信する処理を行うことを特徴とするユーザ端末。
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の基地局であって、
前記移動通信システムのセル内の複数のユーザ端末が共有している第１の無線リソースを使用して周期的なＤ２Ｄ関連信号を送受信することが可能なユーザ端末に対する制御を行う制御部を備え、
前記制御部は、前記ユーザ端末の地理的な位置を示す情報を前記ユーザ端末から取得し、
前記制御部は、前記地理的な位置に基づいて、非周期的なＤ２Ｄ関連信号を前記ユーザ端末が他のユーザ端末に直接的に送信するための第２の無線リソースを前記ユーザ端末に個別に割り当てることを特徴とする基地局。
移動通信システムのセル内の複数のユーザ端末が共有している第１の無線リソースを使用して、周期的なＤ２Ｄ関連信号を送受信することが可能なユーザ端末に備えられるプロセッサであって、
自ユーザ端末の地理的な位置を示す情報を取得し、前記地理的な位置を示す情報を基地局に通知する処理と、
前記地理的な位置に基づいて前記基地局から自ユーザ端末に個別に割り当てられた第２の無線リソースを使用して、非周期的なＤ２Ｄ関連信号を他のユーザ端末に直接的に送信する処理と、を実行することを特徴とするプロセッサ。
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の基地局に備えられるプロセッサであって、
前記移動通信システムのセル内の複数のユーザ端末が共有している第１の無線リソースを使用して周期的なＤ２Ｄ関連信号を送受信することが可能なユーザ端末に対する制御を行う処理と、
前記ユーザ端末の地理的な位置を示す情報を前記ユーザ端末から取得する処理と、
前記地理的な位置に基づいて、非周期的なＤ２Ｄ関連信号を前記ユーザ端末が他のユーザ端末に直接的に送信するための第２の無線リソースを前記ユーザ端末に個別に割り当てる処理と、を実行することを特徴とするプロセッサ。