JP6140180B2 - 移動通信システム、ユーザ端末、基地局、プロセッサ及び通信制御方法 - 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通信は、近接する複数のユーザ端末が、移動通信システムに割り当てられた周波数帯域内で直接的にデータ通信を行うものである。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

現状では、Ｄ２Ｄ通信を適切に制御するための仕様が策定されていない。

そこで、本発明は、Ｄ２Ｄ通信を適切に制御できる移動通信システム、ユーザ端末、基地局、プロセッサ及び通信制御方法を提供する。

一実施形態によれば、複数のセルを含む移動通信システムにおいて、前記複数のセルは、端末間で直接的にデータ通信を行うＤ２Ｄ通信をサポートする第１の周波数に属するＤ２Ｄサポートセルと、前記Ｄ２Ｄ通信をサポートしない第２の周波数に属するＤ２Ｄ非サポートセルと、を含む。前記移動通信システムは、アイドル状態のユーザ端末が受信できるシステム情報を用いて、前記Ｄ２Ｄ通信が許容される旨を前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいてユーザ端末に通知する基地局と、前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいて、前記Ｄ２Ｄ通信が許容される旨の前記システム情報を受信する前記ユーザ端末と、を有する。前記ユーザ端末は、前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいて前記システム情報を受信し、且つ、前記Ｄ２Ｄ通信を希望するのであれば、前記Ｄ２Ｄ通信を行いたい旨の通知情報を前記基地局に送信する。前記ユーザ端末が前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいて接続状態にある場合、前記基地局は、前記ユーザ端末から前記通知情報を受信したことに基づいて、前記Ｄ２Ｄサポートセルへの前記ユーザ端末のハンドオーバを行う。前記通知情報は、前記Ｄ２Ｄ通信において前記ユーザ端末の通信相手とすべき他のユーザ端末の識別情報を含む。

ＬＴＥシステムの構成図である。 ＵＥのブロック図である。 ｅＮＢのブロック図である。 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。 ＬＴＥシステムで使用される無線フレームの構成図である。 セルラ通信におけるデータパスを説明するための図である。 Ｄ２Ｄ通信におけるデータパスを説明するための図である。 実施形態に係る動作環境を示す図である。 実施形態に係る動作シーケンス図である。 その他の実施形態に係る通信環境を示す図である。

［実施形態の概要］
実施形態に係る移動通信システムは、複数のセルを構成する基地局を有する。前記複数のセルは、端末間で直接的にデータ通信を行うＤ２Ｄ通信をサポートするＤ２Ｄサポートセルと、前記Ｄ２Ｄ通信をサポートしないＤ２Ｄ非サポートセルと、を含む。前記基地局は、前記Ｄ２Ｄサポートセルだけでなく、前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいても、前記Ｄ２Ｄ通信が許容されることを示すＤ２Ｄ情報を送信する。これにより、Ｄ２Ｄ非サポートセルに在圏するユーザ端末であっても、Ｄ２Ｄ通信を行いたい旨を基地局に通知可能にすることができる。

実施形態では、前記基地局は、アイドル状態のユーザ端末が受信できるシステム情報の一部として、前記Ｄ２Ｄ情報を送信する。これにより、アイドル状態のユーザ端末であっても、Ｄ２Ｄ通信を行いたい旨を基地局に通知可能にすることができる。

実施形態では、移動通信システムは、前記複数のセルの何れかに在圏するユーザ端末をさらに有する。前記ユーザ端末は、前記Ｄ２Ｄ情報を受信すると、前記基地局の配下で前記Ｄ２Ｄ通信が可能であることを認識する。これにより、ユーザ端末は、Ｄ２Ｄ非サポートセルに在圏しているか否かにかかわらず、Ｄ２Ｄサポートセルを有する基地局が構成するセルに在圏していれば、Ｄ２Ｄ通信を行いたい旨を基地局に通知可能にすることができる。

実施形態では、前記ユーザ端末は、前記Ｄ２Ｄ情報を受信し、且つ、前記Ｄ２Ｄ通信を希望するのであれば、前記Ｄ２Ｄ通信を行いたい旨の通知情報を前記基地局に送信する。これにより、Ｄ２Ｄ非サポートセルに在圏するユーザ端末であっても、Ｄ２Ｄ通信を行いたい旨を基地局に通知可能にし、Ｄ２Ｄ通信を可能にすることができる。

実施形態では、前記ユーザ端末は、前記Ｄ２Ｄ通信において当該ユーザ端末の通信相手とすべき他のユーザ端末の識別情報を前記通知情報に含める。これにより、基地局は、当該他のユーザ端末を識別して、Ｄ２Ｄ通信を行わせるか否かの判断を適切に行うことができる。

或いは、前記ユーザ端末は、前記Ｄ２Ｄ通信において当該ユーザ端末の通信相手とすべき他のユーザ端末に割り当てられている無線リソースを示す情報と、前記他のユーザ端末が在圏しているセルを示す情報と、を前記通知情報に含める。これにより、基地局は、当該他のユーザ端末を識別して、Ｄ２Ｄ通信を行わせるか否かの判断を適切に行うことができる。

実施形態では、前記ユーザ端末が前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいて接続状態にある場合に、前記基地局は、前記ユーザ端末から前記通知情報を受信したことに基づいて、前記Ｄ２Ｄサポートセルへの前記ユーザ端末のハンドオーバを行う。これにより、ユーザ端末は、Ｄ２ＤサポートセルにおいてＤ２Ｄ通信を行うことが可能になる。

実施形態に係る基地局は、複数のセルを構成する。前記複数のセルは、端末間で直接的にデータ通信を行うＤ２Ｄ通信をサポートするＤ２Ｄサポートセルと、前記Ｄ２Ｄ通信をサポートしないＤ２Ｄ非サポートセルと、を含む。前記基地局は、前記Ｄ２Ｄサポートセルだけでなく、前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいても、前記Ｄ２Ｄ通信が許容されることを示すＤ２Ｄ情報を送信する制御部を有する。

実施形態に係るプロセッサは、複数のセルを構成する基地局に備えられる。前記複数のセルは、端末間で直接的にデータ通信を行うＤ２Ｄ通信をサポートするＤ２Ｄサポートセルと、前記Ｄ２Ｄ通信をサポートしないＤ２Ｄ非サポートセルと、を含む。前記プロセッサは、前記基地局が、前記Ｄ２Ｄサポートセルだけでなく、前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいても、前記Ｄ２Ｄ通信が許容されることを示すＤ２Ｄ情報を送信するための処理を行う。

実施形態に係るユーザ端末は、複数のセルを構成する基地局を有する移動通信システムにおいて、前記複数のセルの何れかに在圏する。前記複数のセルは、端末間で直接的にデータ通信を行うＤ２Ｄ通信をサポートするＤ２Ｄサポートセルと、前記Ｄ２Ｄ通信をサポートしないＤ２Ｄ非サポートセルと、を含む。前記ユーザ端末は、前記複数のセルの何れかでＤ２Ｄ情報を受信すると、前記基地局の配下で前記Ｄ２Ｄ通信が可能であることを認識する制御部を有する。前記Ｄ２Ｄ情報は、前記Ｄ２Ｄ通信が許容されることを示す情報である。

実施形態に係るプロセッサは、複数のセルを構成する基地局を有する移動通信システムにおいて、前記複数のセルの何れかに在圏するユーザ端末に備えられる。前記複数のセルは、端末間で直接的にデータ通信を行うＤ２Ｄ通信をサポートするＤ２Ｄサポートセルと、前記Ｄ２Ｄ通信をサポートしないＤ２Ｄ非サポートセルと、を含む。前記プロセッサは、前記ユーザ端末が、前記複数のセルの何れかでＤ２Ｄ情報を受信すると、前記基地局の配下で前記Ｄ２Ｄ通信が可能であることを認識するための処理を行う。前記Ｄ２Ｄ情報は、前記Ｄ２Ｄ通信が許容されることを示す情報である。

実施形態に係る通信制御方法は、複数のセルを構成する基地局を有する移動通信システムにおいて用いられる。前記複数のセルは、端末間で直接的にデータ通信を行うＤ２Ｄ通信をサポートするＤ２Ｄサポートセルと、前記Ｄ２Ｄ通信をサポートしないＤ２Ｄ非サポートセルと、を含む。前記通信制御方法は、前記基地局が、前記Ｄ２Ｄサポートセルだけでなく、前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいても、前記Ｄ２Ｄ通信が許容されることを示すＤ２Ｄ情報を送信するステップを有する。

［実施形態］
以下、図面を参照して、３ＧＰＰ規格に準拠して構成される移動通信システム（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。

（ＬＴＥシステム）
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 Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０と、ＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）２０と、を含む。ＥＰＣ２０は、コアネットワークに相当する。

ＵＥ１００は、移動型の無線通信装置であり、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、１又は複数のセルを構成しており、自セルとの接続を確立したＵＥ１００との無線通信を行う。

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、複数のＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）／Ｓ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ−Ｇａｔｅｗａｙ）３００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。ＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００により構成されるＥＰＣ２０は、ｅＮＢ２００を収容する。

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。

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。

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、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、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。メモリ２３０及びプロセッサ２４０は、制御部を構成する。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、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参照モデルのレイヤ１乃至レイヤ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。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、各種設定のための制御メッセージ（ＲＲＣメッセージ）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は接続状態（ＲＲＣ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｓｔａｔｅ）であり、そうでない場合、ＵＥ１００はアイドル状態（ＲＲＣ ｉｄｌｅ ｓｔａｔｅ）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、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。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。

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特定でき、時間リソースはサブフレーム（又はスロット）により特定できる。

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。また、下りリンクにおいて、各サブフレームには、セル固有参照信号などの参照信号が分散して配置される。

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。

（Ｄ２Ｄ通信）
本実施形態に係るＬＴＥシステムは、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（セルラ通信）と比較して説明する。

セルラ通信は、ＵＥ間に設定されるデータパスがＥＰＣ２０を経由する。これに対し、Ｄ２Ｄ通信は、ＵＥ間に設定されるデータパスがＥＰＣ２０を経由しない。すなわち、Ｄ２Ｄ通信は、ＵＥ間で直接的にデータ通信を行うものである。

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との接続を確立したＵＥ１００−１と、ｅＮＢ２００−２との接続を確立したＵＥ１００−２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ＥＰＣ２０（Ｓ−ＧＷ３００）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る。

図７は、Ｄ２Ｄ通信におけるデータパスの一例を示す。ここでは、ｅＮＢ２００−１との接続を確立したＵＥ１００−１と、ｅＮＢ２００−２との接続を確立したＵＥ１００−２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ＥＰＣ２０（Ｓ−ＧＷ３００）を経由しない。Ｄ２Ｄ通信には、２つのモードが存在する。一方は、データパスがｅＮＢ２００を経由しない直接通信モードである。図７では、直接通信モードでのＤ２Ｄ通信のケースを図示している。他方は、データパスがｅＮＢ２００を経由する局所中継モードである。局所中継モードは、Ｌｏｃａｌｌｙ Ｒｏｕｔｅｄ（Ｌ．Ｒ）モードと称される。

このように、ＵＥ１００−１の近傍にＵＥ１００−２が存在するのであれば、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−２との間でＤ２Ｄ通信を行うことによって、ＥＰＣ２０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。

なお、Ｄ２Ｄ通信が開始されるケースとして、（ａ）相手端末を発見するための動作を行うことによって相手端末を発見した後に、Ｄ２Ｄ通信が開始されるケースと、（ｂ）相手端末を発見するための動作を行わずにＤ２Ｄ通信が開始されるケースがある。

例えば、上記（ａ）のケースでは、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のうち一方のＵＥ１００が、近傍に存在する他方のＵＥ１００を発見することで、Ｄ２Ｄ通信が開始される。

このケースの場合、ＵＥ１００は、相手端末を発見するために、自身の近傍に存在する他のＵＥ１００を発見する（Ｄｉｓｃｏｖｅｒ）機能、及び／又は、ＵＥ１００は、他のＵＥ１００から発見される(Ｄｉｓｃｏｖｅｒａｂｌｅ)機能を有する。

例えば、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のうち一方のＵＥが発見用信号（Ｄｉｓｃｏｖｅｒ信号）を自身の周辺に送信し、当該発見用信号を他方のＵＥが受信することで、当該他方のＵＥが当該一方のＵＥを発見する。また、当該他方のＵＥが発見用信号に対する応答信号を自身の周辺に送信し、当該応答信号を当該一方のＵＥが受信することで、当該一方のＵＥが当該他方のＵＥを発見する。

なお、ＵＥ１００は、相手端末を発見しても必ずしもＤ２Ｄ通信を行う必要はなく、例えば、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２は、互いに相手を発見した後に、ネゴシエーションを行って、Ｄ２Ｄ通信を行うか否かを判定してもよい。ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれは、Ｄ２Ｄ通信を行うことに同意した場合に、Ｄ２Ｄ通信を開始する。

一方、上記（ｂ）のケースでは、例えば、ＵＥ１００は、ブロードキャストによってＤ２Ｄ通信用の信号の報知を開始する。これにより、ＵＥ１００は、相手端末の発見の有無にかかわらず、Ｄ２Ｄ通信を開始できる。

ただし、Ｄ２Ｄ通信はＬＴＥシステムの周波数帯域（すなわち、セルラ通信の周波数帯域内）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、ｅＮＢ２００の管理下でＤ２Ｄ通信が行われる。

（実施形態に係る動作）
以下、本実施形態に係る動作について説明する。

（１）動作概要
図８は、本実施形態に係る動作環境を示す図である。

図８に示すように、ｅＮＢ２００は、複数のセルを構成する。図８では２つのセル（セルＡ、セルＢ）を例示しているが、ｅＮＢ２００が３つ以上のセルを構成していてもよい。複数のセルは、それぞれ周波数帯（キャリア周波数）が異なる。具体的には、セルＡが属する周波数帯とセルＢが属する周波数帯とは異なっている。

セルＡは、Ｄ２Ｄ通信をサポートするセル（Ｄ２Ｄサポートセル）である。よって、セルＡは、Ｄ２Ｄ通信に無線リソースを割り当てるといったＤ２Ｄ通信の管理・制御を行うことができる。セルＡには、ＵＥ１００−１が在圏している。すなわち、ＵＥ１００−１は、セルＡとの接続を確立した状態（接続状態）、又はセルＡにキャンプした状態（アイドル状態）である。

セルＢは、Ｄ２Ｄ通信をサポートしないセル（Ｄ２Ｄ非サポートセル）である。よって、セルＢは、Ｄ２Ｄ通信に無線リソースを割り当てるといったＤ２Ｄ通信の管理・制御を行うことができない。セルＢには、ＵＥ１００−２が在圏している。すなわち、ＵＥ１００−２は、セルＢとの接続を確立した状態（接続状態）、又はセルＢにキャンプした状態（アイドル状態）である。

ここで、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２がＤ２Ｄ通信を行おうとする状況を想定する。この場合、ＵＥ１００−１はＤ２Ｄサポートセル（セルＡ）に在圏しているものの、ＵＥ１００−２はＤ２Ｄ非サポートセル（セルＢ）に在圏しているため、Ｄ２Ｄ通信を行うことができない。

しかしながら、ＵＥ１００−２は、在圏するセルをＤ２Ｄサポートセル（セルＡ）に変更すれば、Ｄ２Ｄ通信を可能にすることができる。

そこで、ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄサポートセル（セルＡ）だけでなく、Ｄ２Ｄ非サポートセル（セルＢ）においても、Ｄ２Ｄ通信が許容されることを示すＤ２Ｄ情報を送信する。具体的には、ｅＮＢ２００は、アイドル状態のＵＥ１００が受信できるシステム情報の一部として、Ｄ２Ｄ情報を送信する。すなわち、ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ情報をブロードキャストで送信する。

ＵＥ１００−１は、ｅＮＢ２００のセルＡでＤ２Ｄ情報を受信すると、ｅＮＢ２００の配下でＤ２Ｄ通信が可能であることを認識する。ＵＥ１００−１は、Ｄ２Ｄ情報を受信し、且つ、Ｄ２Ｄ通信を希望するのであれば、Ｄ２Ｄ通信を行いたい旨の通知情報をｅＮＢ２００に送信する。なお、ＵＥ１００−１がＤ２Ｄ情報を受信した時点でアイドル状態である場合には、当該通知情報を送信するために接続状態に遷移する。

ＵＥ１００−２は、ｅＮＢ２００のセルＢでＤ２Ｄ情報を受信すると、ｅＮＢ２００の配下でＤ２Ｄ通信が可能であることを認識する。ＵＥ１００−２は、Ｄ２Ｄ情報を受信し、且つ、Ｄ２Ｄ通信を希望するのであれば、Ｄ２Ｄ通信を行いたい旨の通知情報をｅＮＢ２００に送信する。なお、ＵＥ１００−２がＤ２Ｄ情報を受信した時点でアイドル状態である場合には、当該通知情報を送信するために接続状態に遷移する。

ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−２がセルＢにおいて接続状態にある場合に、ＵＥ１００−２から通知情報を受信したことに基づいて、セルＡへのＵＥ１００−２のハンドオーバを行う。その後、セルＡにおいてＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２によるＤ２Ｄ通信が開始される。

（２）動作シーケンス
図９は、本実施形態に係る動作シーケンス図である。

図９に示すように、ステップＳ１０１において、ｅＮＢ２００は、Ｄ２ＤサポートセルであるセルＡにおいて、Ｄ２Ｄ通信が許容されることを示すＤ２Ｄ情報をシステム情報の一部として送信する。ＵＥ１００−１は、セルＡにおいてＤ２Ｄ情報を受信し、ｅＮＢ２００の配下でＤ２Ｄ通信が可能であることを認識する。

ステップＳ１０２において、ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ非サポートセルであるセルＢにおいて、Ｄ２Ｄ通信が許容されることを示すＤ２Ｄ情報をシステム情報の一部として送信する。ＵＥ１００−２は、セルＢにおいてＤ２Ｄ情報を受信し、ｅＮＢ２００の配下でＤ２Ｄ通信が可能であることを認識する。

なお、システム情報は、論理チャネルの一種であるＢＣＣＨで伝送される。システム情報のうちマスタ情報ブロック（ＭＩＢ）は、トランスポートチャネルの一種であるＢＣＨにマッピングされる。システム情報のうちシステム情報ブロック（ＳＩＢ）は、トランスポートチャネルの一種であるＤＬ−ＳＣＨにマッピングされる。ｅＮＢ２００は、例えば、Ｄ２Ｄ通信が許容されることを示すＤ２Ｄ情報をＳＩＢに含めて送信する。

ここで、上述した発見処理により、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２が相互に近接した状態であることを検知し、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２がＤ２Ｄ通信を開始すると判断したと仮定して説明を進める。

ステップＳ１０３において、ＵＥ１００−１は、Ｄ２Ｄ通信を行いたい旨の通知情報（Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）を、セルＡにおいてｅＮＢ２００に送信する。

ステップＳ１０４において、ＵＥ１００−２は、Ｄ２Ｄ通信を行いたい旨の通知情報（Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）を、セルＢにおいてｅＮＢ２００に送信する。

Ｄ２Ｄ通信を行いたい旨の通知情報（Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）には、Ｄ２Ｄ通信において通信相手とすべき他のＵＥ１００の識別情報を含めてもよい。或いは、Ｄ２Ｄ通信を行いたい旨の通知情報には、Ｄ２Ｄ通信において通信相手とすべき他のＵＥ１００に割り当てられている無線リソースを示す情報と、当該他のＵＥ１００が在圏しているセルを示す情報と、を含めてもよい。

ステップＳ１０５において、ＵＥ１００−１は、受信状態報告（Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｒｅｐｏｒｔ）をｅＮＢ２００に送信する。無線状態報告は、ＵＥ１００−１がセルＡにおいて受信する参照信号の受信状態の測定結果を示す情報を含む。このような測定結果は、例えば参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）及び参照信号受信品質（ＲＳＲＱ）である。

ステップＳ１０６において、ＵＥ１００−２は、受信状態報告（Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｒｅｐｏｒｔ）をｅＮＢ２００に送信する。無線状態報告は、ＵＥ１００−２がセルＢにおいて受信する参照信号の受信状態の測定結果を示す情報を含む。このような測定結果は、例えば参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）及び参照信号受信品質（ＲＳＲＱ）である。

ステップＳ１０７において、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれに対応する無線状態に基づいて、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２によるＤ２Ｄ通信を許可するか否かを判断する。例えば、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれが受信する参照信号の受信電力が高い場合には、Ｄ２Ｄ通信がセルラ通信に与える干渉を回避するために、Ｄ２Ｄ通信を拒否してもよい。ここでは、ｅＮＢ２００がＤ２Ｄ通信を許可したと仮定して説明を進める。

ステップＳ１０８において、ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ非サポートセルであるセルＢにおいて接続状態であるＵＥ１００−２に対して、Ｄ２ＤサポートセルであるセルＡへのハンドオーバ（ＨＯ）の指示を送信する。

ステップＳ１０９において、ＵＥ１００−２は、ハンドオーバ指示に応じて、セルＢからセルＡへのハンドオーバを行う。

ステップＳ１１０において、ｅＮＢ２００は、セルＡにおいて、Ｄ２Ｄ通信を許可する旨の通知（Ｄ２Ｄ許可）をＵＥ１００−１に送信する。ここで、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２によるＤ２Ｄ通信に割り当てる無線リソースを示すＤ２Ｄ割当リソース情報を通知（Ｄ２Ｄ許可）に含めて送信してもよい。

ステップＳ１１１において、ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ通信を許可する旨の通知（Ｄ２Ｄ通信許可）をＵＥ１００−２に送信する。ここで、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２によるＤ２Ｄ通信に割り当てる無線リソースを示すＤ２Ｄ割当リソース情報を通知（Ｄ２Ｄ許可）に含めて送信してもよい。

ステップＳ１１２において、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２は、セルＡにおいて、ｅＮＢ２００から割り当てられた無線リソースを用いてＤ２Ｄ通信を行う。

このように、本実施形態によれば、Ｄ２Ｄ非サポートセルに在圏するＵＥ１００−２であっても、Ｄ２Ｄ通信を行いたい旨を基地局に通知可能にし、Ｄ２Ｄ通信を可能にすることができる。

［その他の実施形態］
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論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。

例えば、Ｄ２Ｄ通信対象のＵＥ群（ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２）を代表して、ＵＥ１００−１又はＵＥ１００−２がｅＮＢ２００との通信（具体的には、制御プレーンの通信）を行ってもよい。Ｄ２Ｄ通信のためにｅＮＢ２００との通信を代表して行うＵＥ１００は「アンカーＵＥ」と称される。この場合、図９におけるステップＳ１１０及びＳ１１１の処理（すなわち、Ｄ２Ｄ許可の通知）は、ｅＮＢ２００からアンカーＵＥに対してのみ行えばよい。

上述した実施形態では、Ｄ２Ｄ通信が許容されることを示すＤ２Ｄ情報をシステム情報の一部として送信する一例を説明した。しかしながら、そのようなブロードキャストでの送信に限らず、ユニキャストでの送信であってもよい。

上述した実施形態では、低電力基地局（ピコ基地局又はフェムト基地局）が配置されるヘテロジーニアス環境を特に考慮していなかったが、ヘテロジーニアス環境においては、Ｄ２Ｄ通信が低電力基地局に与える干渉の影響を考慮してハンドオーバ先の選択を行うことが好ましい。

図１０は、その他の実施形態に係る通信環境を示す図である。図１０に示すように、ｅＮＢ２００は、３つのセルを構成する。セルＡ及びセルＣは、Ｄ２Ｄ通信をサポートするセル（Ｄ２Ｄサポートセル）である。セルＡには、ＵＥ１００−１が在圏している。セルＢは、Ｄ２Ｄ通信をサポートしないセル（Ｄ２Ｄ非サポートセル）である。セルＢには、ＵＥ１００−２が在圏している。

さらに、各セルの重複領域内に低電力基地局２００−１及び２００−２が配置されている。低電力基地局２００−１及び２００−２のそれぞれは小セルを構成する。当該小セルが属する周波数帯は、セルＡが属する周波数帯と重複していると仮定する。

このような通信環境において、ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ通信を行いたい旨の通知情報（Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）をＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれから受信した場合に、Ｄ２Ｄサポートセル（セルＡ、セルＣ）のうち周波数帯が小セルと重複しないセル（セルＣ）においてＤ２Ｄ通信を行うように、セルＣをハンドオーバ先として決定する。

この場合、ｅＮＢ２００は、セルＣへのハンドオーバ指示をＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれに送信し、且つ、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２がセルＣへのハンドオーバを行った後に、Ｄ２Ｄ許可をＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれに送信する。

上述した実施形態では、ｅＮＢ２００が、Ｄ２Ｄ通信に関する制御を行っていたがこれに限られない。例えば、ｅＮＢ２００の代わりに、コアネットワークを構成する上位のネットワークノード（ＭＭＥなど）がＤ２Ｄ通信に関する制御を行ってもよい。従って、ネットワークノードは、Ｄ２Ｄ非サポートセルであるセルＢにおいて、Ｄ２Ｄ通信が許容されることを示すＤ２Ｄ情報を送信するようにｅＮＢ２００に指示してもよい。このように、ｅＮＢ２００又はＭＭＥなどのネットワーク装置がＤ２Ｄ通信に関する制御を行うことができる。

なお、上述した実施形態では、本発明をＬＴＥシステムに適用する一例を説明したが、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。

なお、米国仮出願第６１／７１９６１２号（２０１２年１０月２９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、本発明に係る移動通信システム、ユーザ端末、基地局、プロセッサ及び通信制御方法は、Ｄ２Ｄ通信を適切に制御できるため、移動通信分野において有用である。

Claims (7)

1. 複数のセルを有する移動通信システムであって、
   前記複数のセルは、端末間で直接的にデータ通信を行うＤ２Ｄ通信をサポートする第１の周波数に属するＤ２Ｄサポートセルと、前記Ｄ２Ｄ通信をサポートしない第２の周波数に属するＤ２Ｄ非サポートセルと、を含み、
   前記移動通信システムは、
   アイドル状態のユーザ端末が受信できるシステム情報を用いて、前記Ｄ２Ｄ通信が許容される旨を前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいてユーザ端末に通知する基地局と、
   前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいて、前記Ｄ２Ｄ通信が許容される旨の前記システム情報を受信する前記ユーザ端末と、を有し、
   前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいて前記システム情報を受信した前記ユーザ端末は、前記Ｄ２Ｄ通信を希望するのであれば、前記Ｄ２Ｄ通信を行いたい旨の通知情報を前記基地局に送信し、
   前記ユーザ端末が前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいて接続状態にある場合、前記基地局は、前記ユーザ端末から前記通知情報を受信したことに基づいて、前記Ｄ２Ｄサポートセルへの前記ユーザ端末のハンドオーバを行い、
   前記通知情報は、前記Ｄ２Ｄ通信において前記ユーザ端末の通信相手とすべき他のユーザ端末の識別情報を含む
   ことを特徴とする移動通信システム。
2. 前記ユーザ端末は、前記システム情報を受信した時点でアイドル状態である場合には、前記通知情報を送信するために前記接続状態に遷移する
   ことを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
3. 複数のセルを有する移動通信システムにおいて用いられる基地局であって、
   前記複数のセルは、端末間で直接的にデータ通信を行うＤ２Ｄ通信をサポートする第１の周波数に属するＤ２Ｄサポートセルと、前記Ｄ２Ｄ通信をサポートしない第２の周波数に属するＤ２Ｄ非サポートセルと、を含み、
   前記基地局は、アイドル状態のユーザ端末が受信できるシステム情報を用いて、前記Ｄ２Ｄ通信が許容される旨を前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいてユーザ端末に通知する制御部を有し、
   前記制御部は、前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいて接続状態にある前記ユーザ端末から、前記Ｄ２Ｄ通信を行いたい旨の通知情報を受信したことに基づいて、前記Ｄ２Ｄサポートセルへの前記ユーザ端末のハンドオーバを行い、
   前記通知情報は、前記Ｄ２Ｄ通信において前記ユーザ端末の通信相手とすべき他のユーザ端末の識別情報を含む
   ことを特徴とする基地局。
4. 複数のセルを有する移動通信システムにおいて用いられる基地局に備えられるプロセッサであって、
   前記複数のセルは、端末間で直接的にデータ通信を行うＤ２Ｄ通信をサポートする第１の周波数に属するＤ２Ｄサポートセルと、前記Ｄ２Ｄ通信をサポートしない第２の周波数に属するＤ２Ｄ非サポートセルと、を含み、
   前記プロセッサは、
   アイドル状態のユーザ端末が受信できるシステム情報を用いて、前記Ｄ２Ｄ通信が許容される旨を前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいてユーザ端末に通知する処理と、
   前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいて接続状態にある前記ユーザ端末から、前記Ｄ２Ｄ通信を行いたい旨の通知情報を受信したことに基づいて、前記Ｄ２Ｄサポートセルへの前記ユーザ端末のハンドオーバを行う処理と、を実行し、
   前記通知情報は、前記Ｄ２Ｄ通信において前記ユーザ端末の通信相手とすべき他のユーザ端末の識別情報を含む
   ことを特徴とするプロセッサ。
5. 複数のセルを有する移動通信システムにおいて用いられるユーザ端末であって、
   前記複数のセルは、端末間で直接的にデータ通信を行うＤ２Ｄ通信をサポートする第１の周波数に属するＤ２Ｄサポートセルと、前記Ｄ２Ｄ通信をサポートしない第２の周波数に属するＤ２Ｄ非サポートセルと、を含み、
   アイドル状態のユーザ端末が受信できるシステム情報であって前記Ｄ２Ｄ通信が許容される旨のシステム情報を前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいて受信する制御部を有し、
   前記制御部は、前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいて前記システム情報を受信し、且つ、前記Ｄ２Ｄ通信を希望するのであれば、前記Ｄ２Ｄ通信を行いたい旨の通知情報を前記基地局に送信し、
   前記制御部は、前記ユーザ端末が前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいて接続状態にある場合に、前記通知情報を受信した前記基地局からの指示に応じて、前記Ｄ２Ｄサポートセルへの前記ユーザ端末のハンドオーバを行い、
   前記通知情報は、前記Ｄ２Ｄ通信において前記ユーザ端末の通信相手とすべき他のユーザ端末の識別情報を含む
   ことを特徴とするユーザ端末。
6. 複数のセルを有する移動通信システムにおいて用いられるユーザ端末に備えられるプロセッサであって、
   前記複数のセルは、端末間で直接的にデータ通信を行うＤ２Ｄ通信をサポートする第１の周波数に属するＤ２Ｄサポートセルと、前記Ｄ２Ｄ通信をサポートしない第２の周波数に属するＤ２Ｄ非サポートセルと、を含み、
   前記プロセッサは、
   アイドル状態のユーザ端末が受信できるシステム情報であって前記Ｄ２Ｄ通信が許容される旨のシステム情報を前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいて受信する処理と、
   前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいて前記システム情報を受信し、且つ、前記Ｄ２Ｄ通信を希望するのであれば、前記Ｄ２Ｄ通信を行いたい旨の通知情報を前記基地局に送信する処理と、
   前記ユーザ端末が前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいて接続状態にある場合に、前記通知情報を受信した前記基地局からの指示に応じて、前記Ｄ２Ｄサポートセルへの前記ユーザ端末のハンドオーバを行う処理と、を実行し、
   前記通知情報は、前記Ｄ２Ｄ通信において前記ユーザ端末の通信相手とすべき他のユーザ端末の識別情報を含む
   ことを特徴とするプロセッサ。
7. 複数のセルを有する移動通信システムにおける通信制御方法であって、
   前記複数のセルは、端末間で直接的にデータ通信を行うＤ２Ｄ通信をサポートする第１の周波数に属するＤ２Ｄサポートセルと、前記Ｄ２Ｄ通信をサポートしない第２の周波数に属するＤ２Ｄ非サポートセルと、を含み、
   前記通信制御方法は、
   基地局が、アイドル状態のユーザ端末が受信できるシステム情報を用いて、前記Ｄ２Ｄ通信が許容される旨を前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいてユーザ端末に通知するステップと、
   前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいて前記Ｄ２Ｄ通信が許容される旨の前記システム情報を受信した前記ユーザ端末が、前記Ｄ２Ｄ通信を希望するのであれば、前記Ｄ２Ｄ通信を行いたい旨の通知情報を前記基地局に送信するステップと、
   前記基地局が、前記ユーザ端末が前記Ｄ２Ｄ非サポートセルにおいて接続状態にある場合に、前記ユーザ端末から前記通知情報を受信したことに基づいて、前記Ｄ２Ｄサポートセルへの前記ユーザ端末のハンドオーバを行うステップと、を有し、
   前記通知情報は、前記Ｄ２Ｄ通信において前記ユーザ端末の通信相手とすべき他のユーザ端末の識別情報を含む
   ことを特徴とする通信制御方法。

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