JP6153792B2 - ネットワーク装置、ユーザ端末及びプロセッサ - 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ネットワーク装置及びユーザ端末に関する。

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。

３ＧＰＰ技術報告書 「ＴＲ ２２．８０３ Ｖ１２．１．０」 ２０１３年３月

ところで、Ｄ２Ｄ通信においてユーザ端末との無線接続を確立する他のユーザ端末の数は、１つに限らず、複数であるケースが想定される。

しかしながら、１つのユーザ端末が複数の無線接続を確立するケースでは、無線接続の数が過多であると、ユーザ端末の処理能力を超えたり、Ｄ２Ｄ通信の制御が複雑化したりするため、良好なＤ２Ｄ通信を行うことができなくなる虞がある。

そこで、本発明は、１つのユーザ端末が複数の無線接続を確立できる場合でも、良好なＤ２Ｄ通信を保証可能とするネットワーク装置及びユーザ端末を提供することを目的とする。

第１の特徴に係るネットワーク装置は、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、前記ネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートするユーザ端末が他の通信装置との間に確立する無線接続を制御する制御部を備える。前記制御部は、前記ユーザ端末が確立する前記無線接続の数を、前記ユーザ端末に許容される前記無線接続の上限数である接続許容数以下に制御する。

第２の特徴に係るユーザ端末は、移動通信システムのネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートする。前記ユーザ端末は、前記ネットワークに含まれるネットワーク装置に対して、前記ユーザ端末に許容される無線接続の上限数である接続許容数に関する情報を送信する送信部を備える。前記ユーザ端末が他の通信装置との間に確立する前記無線接続の数は、前記ネットワーク装置によって前記接続許容数以下に制御される。

本発明によれば、１つのユーザ端末が複数の無線接続を確立できる場合でも、良好なＤ２Ｄ通信を保証可能とするネットワーク装置及びユーザ端末を提供できる。

第１実施形態及び第２実施形態に係るＬＴＥシステムの構成図である。 第１実施形態及び第２実施形態に係るＵＥのブロック図である。 第１実施形態及び第２実施形態に係るｅＮＢのブロック図である。 第１実施形態及び第２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。 第１実施形態及び第２実施形態に係る無線フレームの構成図である。 第１実施形態及び第２実施形態に係るＤ２Ｄ通信を説明するための図である。 第１実施形態及び第２実施形態に係る動作環境を説明するための図である。 第１実施形態に係る動作パターン１を説明するためのシーケンス図である。 第１実施形態に係る動作パターン１を説明するためのフロー図である。 第１実施形態に係る動作パターン２を説明するためのシーケンス図である。 第１実施形態に係るＭＡＣメッセージによる通知を説明するための図である。 第２実施形態に係る動作を説明するためのシーケンス図である。 第２実施形態に係る動作を説明するためのフロー図である。

［実施形態の概要］
第１実施形態及び第２実施形態に係るネットワーク装置は、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、前記ネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートするユーザ端末が他の通信装置との間に確立する無線接続を制御する制御部を備える。前記制御部は、前記ユーザ端末が確立する前記無線接続の数を、前記ユーザ端末に許容される前記無線接続の上限数である接続許容数以下に制御する。

第１実施形態では、前記ネットワーク装置は、前記ユーザ端末の能力に関する能力情報を前記ユーザ端末から受信する。前記制御部は、前記ユーザ端末が確立する前記無線接続の数を、前記能力情報に基づいて設定した前記接続許容数以下に制御する。

第１実施形態では、前記ネットワーク装置は、前記ユーザ端末の通信環境に関する通信環境情報を前記ユーザ端末から受信する。前記制御部は、前記ユーザ端末が確立する前記無線接続の数を、前記通信環境情報に基づいて設定した前記接続許容数以下に制御する。

第１実施形態では、前記ネットワーク装置は、前記ユーザ端末を収容するセルの負荷に関する負荷情報を取得する。前記制御部は、前記ユーザ端末が確立する前記無線接続の数を、前記負荷情報に基づいて設定した前記接続許容数以下に制御する。

第１実施形態では、前記ネットワーク装置は、前記接続許容数を前記ユーザ端末から受信する。前記制御部は、前記ユーザ端末が確立する前記無線接続の数を、前記ユーザ端末から受信した前記接続許容数以下に制御する。

第１実施形態では、前記ネットワーク装置は、前記ユーザ端末を収容する第１のセルを管理している。前記第１のセルから他のセルに対して前記ユーザ端末のハンドオーバを行う場合において、前記制御部は、前記他のセルに対して前記接続許容数を通知する。

第２実施形態では、前記制御部は、前記ユーザ端末が確立する前記無線接続の数を前記接続許容数以下に制御しながら、前記ユーザ端末との間に前記無線接続を確立すべき他のユーザ端末であるＤ２Ｄ接続先端末を選択する。

第２実施形態では、前記制御部は、前記ユーザ端末と他のユーザ端末との間の距離又はパスロスを示す情報に基づいて、当該他のユーザ端末の中から前記Ｄ２Ｄ接続先端末を選択する。

第２実施形態では、前記制御部は、他のユーザ端末が送信を予定するデータ量を示す情報に基づいて、当該他のユーザ端末の中から前記Ｄ２Ｄ接続先端末を選択する。

第２実施形態では、前記制御部は、他のユーザ端末がセルラ通信の圏外であるか否かを示す情報に基づいて、当該他のユーザ端末の中から前記Ｄ２Ｄ接続先端末を選択する。

第２実施形態では、前記制御部は、他のユーザ端末に設定されている接続許容数に基づいて、当該他のユーザ端末の中から前記Ｄ２Ｄ接続先端末を選択する。

第１実施形態及び第２実施形態に係るユーザ端末は、移動通信システムのネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートする。前記ユーザ端末は、前記ネットワークに含まれるネットワーク装置に対して、前記ユーザ端末に許容される無線接続の上限数である接続許容数に関する情報を送信する送信部を備える。前記ユーザ端末が他の通信装置との間に確立する前記無線接続の数は、前記ネットワーク装置によって前記接続許容数以下に制御される。

第１実施形態では、前記接続許容数に関する情報は、前記ユーザ端末の能力に関する能力情報である。

第１実施形態では、前記接続許容数に関する情報は、前記ユーザ端末の通信環境に関する通信環境情報である。

第１実施形態では、前記接続許容数に関する情報は、前記ユーザ端末に予め設定されている前記接続許容数又は前記ユーザ端末が設定した前記接続許容数である。

［第１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、第１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、第１実施形態に係るＬＴＥシステムは、ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１００、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ−ＵＭＴＳ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０、及びＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）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（ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ−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（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（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）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（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、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（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層、及びＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）層を含む。第３層は、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）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−Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）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（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ａｃｃｅｓｓ）、上りリンク（ＵＬ）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）
第１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。

（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について説明する。

（１）動作概要
図７は、第１実施形態に係る動作環境を説明するための図である。図７において、ｅＮＢ２００は、移動通信システム（ＬＴＥシステム）のネットワークに含まれるネットワーク装置に相当する。

図７に示すように、ｅＮＢ２００が管理するセルには、複数のＵＥ１００（ＵＥ１００−１乃至ＵＥ１００−６）が在圏している。ここで「在圏」とは、ＵＥ１００がアイドル状態（ＲＲＣアイドル状態）であるか接続状態（ＲＲＣ接続状態）であるかを問わないが、第１実施形態では、各ＵＥ１００が接続状態であるケースを想定する。

ＵＥ１００−１乃至ＵＥ１００−６のそれぞれは、Ｄ２Ｄ通信をサポートするＵＥ（Ｄ２Ｄ ＵＥ）である。Ｄ２Ｄ通信において、１つのＵＥ１００との無線接続を確立する他のＵＥ１００の数は、１つに限らず、複数であるケースが想定される。図７の例では、ＵＥ１００−１の近傍に位置するＵＥ１００−２乃至ＵＥ１００−６のそれぞれは、ＵＥ１００−１に対してＤ２Ｄ通信の接続要求を行っている。

しかしながら、１つのＵＥ１００−１が複数の無線接続を確立するケースでは、無線接続の数が過多であると、ＵＥ１００−１の処理能力を超えたり、Ｄ２Ｄ通信の制御が複雑化したりするため、良好なＤ２Ｄ通信を行うことができなくなる虞がある。

第１実施形態では、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００が他の通信装置との間に確立する無線接続を制御する。ここで「他の通信装置」とは、制御対象のＵＥ１００−１以外のＵＥ１００（ＵＥ１００−２乃至ＵＥ１００−６）である。或いは、「他の通信装置」には、ｅＮＢ２００が含まれてもよい。

ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１が確立する無線接続の数を、ＵＥ１００−１に許容される無線接続の上限数である接続許容数以下に制御する。これにより、１つのＵＥ１００−１が複数の無線接続を確立するケースであっても、ＵＥ１００−１の処理能力を超えたり、Ｄ２Ｄ通信の制御が複雑化したりすることを回避できるため、良好なＤ２Ｄ通信を可能とすることができる。第１実施形態では、接続許容数は、ＵＥ１００−１が他のＵＥ１００との間に確立する無線接続（Ｄ２Ｄ接続）の上限数（以下、「Ｄ２Ｄ接続許容数」という。）である。或いは、接続許容数には、ＵＥ１００−１がｅＮＢ２００のセルとの間に確立する無線接続（ＲＲＣ接続）の上限数（以下、「セル接続許容数」という）が含まれてもよい。

また、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−２が確立する無線接続の数を、ＵＥ１００−２に許容される無線接続の上限数である接続許容数以下に制御する。ＵＥ１００−３乃至ＵＥ１００−６についても同様である。

接続許容数の設定方法としては、以下に示す方法がある。ここでは、ＵＥ１００−１について接続許容数を設定するケースを例に説明する。

第１の設定方法では、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１の能力に関する能力情報をＵＥ１００−１から受信する。ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１が確立する無線接続の数を、能力情報に基づいて設定した接続許容数以下に制御する。例えば、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１の能力が高いほど、ＵＥ１００−１に設定する接続許容数を多く設定する。これにより、ＵＥ１００−１の能力に最適な接続許容数をＵＥ１００−１に設定できる。なお、ＵＥ１００−１の能力とは、例えば、ＵＥ１００−１が有するバッファ数、又はＵＥ１００−１が生成可能なエンティティ数などである。バッファ数とは、ＵＥ１００−１が接続先ごとに確保するバッファの数である。エンティティ数とは、ＵＥ１００−１が接続先ごとに生成するエンティティの数である。例えば、ＵＥ１００−１は、Ｄ２Ｄ接続を行う場合、接続するＵＥごとにＲＲＣ、ＲＬＣ、ＭＡＣなどを個別に管理しており、当該個別に管理される対象が「エンティティ」である。

第２の設定方法では、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１の通信環境に関する通信環境情報をＵＥ１００−１から受信する。ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１が確立する無線接続の数を、通信環境情報に基づいて設定した接続許容数以下に制御する。ここで「通信環境」とは、主としてＤ２Ｄ通信に関する通信環境を意味する。例えば、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１の通信環境が良好であるほど、ＵＥ１００−１に設定する接続許容数を多く設定する。これにより、ＵＥ１００−１の通信環境に最適な接続許容数をＵＥ１００−１に設定できる。なお、通信環境とは、例えば、ＵＥ１００−１と他のＵＥ１００との間のパスロス（ＵＥ−ＵＥ間パスロス）、又は、ＵＥ１００−１と他のＵＥ１００との間のチャネル特性（ＵＥ−ＵＥ間チャネル）などである。

第３の設定方法では、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１を収容するセル（すなわち、自セル）の負荷に関する負荷情報を取得する。ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１が確立する無線接続の数を、負荷情報に基づいて設定した接続許容数以下に制御する。例えば、ｅＮＢ２００は、自セルの負荷が高いほど、ＵＥ１００−１に設定する接続許容数を多く設定する。これにより、自セルの負荷、特にセルラ通信による負荷を、Ｄ２Ｄ通信に分散させることができる。或いは、ｅＮＢ２００がＤ２Ｄ通信のスケジューリングを行う場合には、自セルの負荷が高いほど、ＵＥ１００−１に設定する接続許容数を少なく設定してもよい。これにより、Ｄ２Ｄ通信のスケジューリングに伴うセルの負荷を削減できる。なお、セルの負荷とは、セルとの無線接続（ＲＲＣ接続）を確立するＵＥ１００の数、又はセルにおける無線リソースの使用率などである。

ｅＮＢ２００は、第１の設定方法乃至第３の設定方法において、ＵＥ１００が自セルとの接続を確立する際に、そのＵＥ１００について接続許容数を設定してもよい。或いは、ＵＥ１００からの要求に応じて、そのＵＥ１００について接続許容数を設定してもよい。但し、第２の設定方法及び第３の設定方法では、ＵＥ１００の通信環境及びセルの負荷は時々刻々と変化するため、接続許容数を定期的に更新することが好ましい。

第４の設定方法では、ＵＥ１００−１における接続許容数は、ＵＥ１００−１に予め設定されている。或いは、ＵＥ１００−１における接続許容数は、ＵＥ１００−１が自身で決定する。ＵＥ１００−１における接続許容数をＵＥ１００−１自身で決定する場合、上述した第１の設定方法乃至第３の設定方法と同様の方法を利用可能である。ｅＮＢ２００は、接続許容数をＵＥ１００−１から受信する。ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１が確立する無線接続の数を、ＵＥ１００−１から受信した接続許容数以下に制御する。

ＵＥ１００は、第４の設定方法において、ｅＮＢ２００のセルとの接続を確立する際に、自身の接続許容数をｅＮＢ２００に送信してもよい。或いは、ＵＥ１００は、ｅＮＢ２００からの要求に応じて、自身の接続許容数をｅＮＢ２００に送信してもよい。或いは、ＵＥ１００は、自身の接続許容数を定期的にｅＮＢ２００に送信してもよい。

（２）動作パターン１
図８は、第１実施形態に係る動作パターン１を説明するためのシーケンス図である。動作パターン１は、上述した第１の設定方法及び第２の設定方法に相当する。ここでは、上述した第１の設定方法を例に説明する。

図８に示すように、ステップＳ１１において、ＵＥ１００は、自身の能力に関する能力情報をｅＮＢ２００に送信する。能力情報は、ＵＥ１００が有するバッファ数、及びＵＥ１００が生成可能なエンティティ数を含む。能力情報は、ＵＥ１００がＤ２Ｄ通信をサポートするか否かを示す情報を含んでもよい。

ステップＳ１２において、能力情報を受信したｅＮＢ２００は、受信した能力情報に基づいて、ＵＥ１００に設定する接続許容数を計算する。接続許容数の計算フローについては後述する。

ステップＳ１３において、ｅＮＢ２００は、計算した接続許容数をＵＥ１００に送信する。接続許容数を受信したＵＥ１００は、その接続許容数を受け入れるか否かを判断する。接続許容数を受け入れる場合には、ステップＳ１４において、ＵＥ１００は、接続許容数を受け入れる旨の応答をｅＮＢ２００に送信する。これに対し、接続許容数を受け入れない場合には、ステップＳ１５において、ＵＥ１００は、接続許容数を拒否する旨の応答をｅＮＢ２００に送信する。

図９は、第１実施形態に係る動作パターン１を説明するためのフロー図である。本フローは、図８のステップＳ１２の詳細を示す。

図９に示すように、ステップＳ１２１において、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００から受信した能力情報に基づいて、ＵＥ１００がＤ２Ｄ通信をサポートするか否かを判定する。ＵＥ１００がＤ２Ｄ通信をサポートしない場合（ステップＳ１２１：Ｎｏ）、ステップＳ１２２において、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００の接続許容数を「１」とする。

ＵＥ１００がＤ２Ｄ通信をサポートする場合（ステップＳ１２１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２３において、ｅＮＢ２００は、能力情報に含まれる「バッファ数」が「エンティティ数」以上であるか否かを判定する。能力情報に含まれる「バッファ数」が「エンティティ数」未満である場合（ステップＳ１２３：Ｎｏ）、ステップＳ１２４において、ｅＮＢ２００は、「バッファ数」の値をＵＥ１００の接続許容数とする。これに対し、能力情報に含まれる「バッファ数」が「エンティティ数」以上である場合（ステップＳ１２３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２５において、ｅＮＢ２００は、「エンティティ数」の値をＵＥ１００の接続許容数とする。

（３）動作パターン２
図１０は、第１実施形態に係る動作パターン２を説明するためのシーケンス図である。動作パターン２は、上述した第４の設定方法に相当する。

ステップＳ１０１において、ＵＥ１００は、自身の接続許容数を計算する。接続許容数の計算フローについては、図９と同様のフローを適用できる。

ステップＳ１０２において、ＵＥ１００は、自身の接続許容数の変更する場合に、接続許容数を変更することを示す接続許容数変更通知をｅＮＢ２００に送信する。接続許容数変更通知を受信したｅＮＢ２００は、ＵＥ１００の接続許容数を取得するか否かを判断する。ここでは、ｅＮＢ２００がＵＥ１００の接続許容数を取得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、ｅＮＢ２００は、接続許容数の通知要求をＵＥ１００に送信する。ステップＳ１０４において、接続許容数の通知要求を受信したＵＥ１００は、自身の接続許容数を含む通知をｅＮＢ２００に送信する。通知する接続許容数は、Ｄ２Ｄ接続許容数及びセル接続許容数を合計した値であってもよく、Ｄ２Ｄ接続許容数及びセル接続許容数のセットであってもよい。

ＵＥ１００からｅＮＢ２００への接続許容数の通知は、ＲＲＣメッセージによる通知であってもよく、ＭＡＣメッセージによる通知であってもよい。ＲＲＣメッセージによる通知の場合、例えばＵＥ１００の能力に関する「ＵＥ−ＥＵＴＲＡ−Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｌｅｍｅｎｔ」に接続許容数を含めてもよい。この場合、Ｄ２Ｄ接続許容数及びセル接続許容数のセットを「ＵＥ−ＥＵＴＲＡ−Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｌｅｍｅｎｔ」に含めてもよい。

図１１は、ＭＡＣメッセージによる通知を説明するための図である。図１１に示すように、ＭＡＣメッセージは、ＵＥ１００に割り当てられたＣ−ＲＮＴＩ（Ｃｅｌｌ−Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）と接続許容数（Ｄ２Ｄ接続許容数及びセル接続許容数）とを含む。図１１では、接続許容数を固定長としているが、可変長としてもよい。

（４）ハンドオーバ
ＵＥ１００が隣接セルへのハンドオーバを行う場合、ＵＥ１００の接続許容数を隣接セルに引き継ぐことが好ましい。

第１実施形態では、ｅＮＢ２００は、自セルから隣接セルに対してＵＥ１００のハンドオーバを行う場合に、その隣接セルを管理するｅＮＢ２００（隣接ｅＮＢ）に対して接続許容数を通知する。ｅＮＢ２００は、Ｘ２インターフェイス上で隣接ｅＮＢに対してハンドオーバ要求を送信する際に、ＵＥ１００の接続許容数をＵＥコンテキストの一部としてハンドオーバ要求に含めてもよい。

（第１実施形態のまとめ）
上述したように、ｅＮＢ２００は、上述した第１の設定方法乃至第４の設定方法の何れかの方法で接続許容数を設定する。そして、ＵＥ１００が確立する無線接続の数を、そのＵＥ１００に許容される無線接続の上限数である接続許容数以下に制御する。これにより、１つのＵＥ１００が複数の無線接続を確立するケースであっても、ＵＥ１００の処理能力を超えたり、Ｄ２Ｄ通信の制御が複雑化したりすることを回避できるため、良好なＤ２Ｄ通信を可能とすることができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を主として説明する。第２実施形態は、システム構成及び動作環境については、第１実施形態と同様である。

（第２実施形態に係る動作）
以下において、第２実施形態に係る動作について説明する。

（１）動作概要
第２実施形態では、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００が確立する無線接続の数を接続許容数以下に制御しながら、そのＵＥ１００との間に無線接続を確立すべき他のＵＥ１００であるＤ２Ｄ接続先端末を選択する。このように、ｅＮＢ２００がＤ２Ｄ接続先端末を選択することにより、ＵＥ１００がＤ２Ｄ接続先端末を選択する場合に比べて、Ｄ２Ｄ接続先端末を適切に選択できる。

Ｄ２Ｄ接続先端末の選択方法としては、以下に示す方法がある。ここでは、ＵＥ１００−１（図７参照）についてＤ２Ｄ接続先端末を選択するケースを例に説明する。

第１の選択方法では、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１と他のＵＥ１００との間の距離又はパスロスを示す情報に基づいて、当該他のＵＥ１００の中からＤ２Ｄ接続先端末を選択する。これにより、ＵＥ１００−１との間の距離が短い又はパスロスが小さい他のＵＥ１００を優先的にＤ２Ｄ接続先端末として選択できるため、良好なＤ２Ｄ通信を提供できる。なお、ＵＥ１００−１及び他のＵＥ１００のそれぞれのＧＮＳＳ位置情報の差分を、ＵＥ１００−１と他のＵＥ１００距離との間の距離を示す情報として利用してもよい。

第２の選択方法では、ｅＮＢ２００は、他のＵＥ１００が送信を予定するデータ量を示す情報に基づいて、当該他のＵＥ１００の中からＵＥ１００−１のＤ２Ｄ接続先端末を選択する。これにより、ＵＥ１００−１に対して送信を予定するデータ量の大きい他のＵＥ１００を優先的にＤ２Ｄ接続先端末として選択できるため、Ｄ２Ｄ通信を有効活用できる。なお、他のＵＥ１００が送信を予定するデータ量を示す情報とは、例えば、当該他のＵＥ１００のバッファに蓄積されているデータ量を示す情報、又は当該他のＵＥ１００が実行するアプリケーションを示す情報である。

第３の選択方法では、ｅＮＢ２００は、他のＵＥ１００がセルラ通信の圏外であるか否かを示す情報に基づいて、当該他のＵＥ１００の中からＵＥ１００−１のＤ２Ｄ接続先端末を選択する。これにより、セルラ通信の圏外である他のＵＥ１００を優先的にＤ２Ｄ接続先端末として選択できるため、Ｄ２Ｄ通信を有効活用できる。つまり、接続許容数を考慮しながらＤ２Ｄ接続先端末を取捨選択する際に、圏外であるＵＥ１００を優先する。なお、ｅＮＢ２００が圏外のＵＥ１００を特定するためには、圏内ＵＥを利用して圏外ＵＥの情報を取得する方法がある。具体的には、圏外ＵＥが送信する発見用信号を圏内ＵＥが受信し、その圏内ＵＥが圏外ＵＥに関する情報をｅＮＢ２００に報告する。ここで、圏外ＵＥは、圏外であることを示す情報を発見用信号に含めて送信することが望ましい。

第４の選択方法では、ｅＮＢ２００は、他のＵＥ１００に設定されている接続許容数に基づいて、当該他のＵＥ１００の中からＵＥ１００−１のＤ２Ｄ接続先端末を選択する。これにより、各ＵＥ１００の無線接続数を接続許容数の範囲に収めることができる。

（２）動作シーケンス及び動作フロー
図１２は、第２実施形態に係る動作を説明するためのシーケンス図である。ここでは、図７に示した動作環境において、上述した第１の選択方法及び第４の選択方法を併用するケースについて説明する。

図１２に示すように、ステップＳ２１において、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１乃至ＵＥ１００−６のそれぞれについて、ＵＥ−ＵＥ間パスロスの送信を要求し、ＵＥ−ＵＥ間パスロスを取得する。例えば、ＵＥ１００−１乃至ＵＥ１００−６のそれぞれは送信電力既知の参照信号を送信しており、参照信号受信時の受信電力と送信電力との差分をＵＥ−ＵＥ間パスロスとすることができる。

ステップＳ２２において、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１乃至ＵＥ１００−６のそれぞれについて、接続許容数の送信を要求し、接続許容数を取得する。

ステップＳ２３において、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１乃至ＵＥ１００−６のそれぞれについて、Ｄ２Ｄ接続先端末を選択する。Ｄ２Ｄ接続先端末を選択する動作の詳細については後述する。

ステップＳ２４において、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１乃至ＵＥ１００−６のそれぞれについて、Ｄ２Ｄ接続先端末を指定する。なお、ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ接続先端末を選択不能なＵＥ１００については、セルラ通信に移行させてもよい（ステップＳ２５）。

図１３は、第２実施形態に係る動作を説明するためのフロー図である。本フローは、図１２のステップＳ２３の詳細を示す。ここでは、ＵＥ１００−１についてＤ２Ｄ接続先端末を選択するケースを例に説明する。

図１３に示すように、ステップＳ２３１において、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１について取得したＵＥ−ＵＥ間パスロスを昇順にソートする。

ステップＳ２３２乃至Ｓ２３４の手順は、ソートしたＵＥ−ＵＥ間パスロス分だけ繰り返される。

ステップＳ２３２において、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００−１が確立する無線接続の数が、ＵＥ１００−１の接続許容数を超えるか否かを判定する。

ステップＳ２３２で「Ｎｏ」の場合、ステップＳ２３３において、ｅＮＢ２００は、対象とするＵＥ−ＵＥ間パスロスに対応する他のＵＥ１００が確立する無線接続の数が、当該他のＵＥ１００の接続許容数を超えるか否かを判定する。

ステップＳ２３３で「Ｎｏ」の場合、ステップＳ２３４において、ｅＮＢ２００は、当該他のＵＥ１００をＵＥ１００−１のＤ２Ｄ接続先端末として選択し、その情報を保存する。

ステップＳ２３２乃至Ｓ２３４の手順がＵＥ−ＵＥ間パスロス分だけ繰り返された後、ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ接続先端末として保存されている他のＵＥ１００及びＵＥ１００−１を互いにＤ２Ｄ接続先端末とするよう指定する。

（第２実施形態のまとめ）
上述したように、ｅＮＢ２００は、ＵＥ１００が確立する無線接続の数を接続許容数以下に制御しながら、そのＵＥ１００との間に無線接続を確立すべき他のＵＥ１００であるＤ２Ｄ接続先端末を選択する。ｅＮＢ２００がＤ２Ｄ接続先端末を選択することにより、ＵＥ１００がＤ２Ｄ接続先端末を選択する場合に比べて、Ｄ２Ｄ接続先端末を適切に選択できる。

［その他の実施形態］
上述した各実施形態では、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 (15)

1. 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であって、
   前記ネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートするユーザ端末が他の通信装置との間に確立する無線接続を制御する制御部と、
   前記ユーザ端末の通信環境に関する通信環境情報を前記ユーザ端末から受信する受信部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記ユーザ端末に許容される前記無線接続の上限数である接続許容数を前記通信環境情報に基づいて設定し、
   前記ユーザ端末が確立する前記無線接続の数を前記接続許容数以下に制御することを特徴とするネットワーク装置。
2. 前記ネットワーク装置は、前記ユーザ端末の能力に関する能力情報を前記ユーザ端末から受信し、
   前記制御部は、前記ユーザ端末が確立する前記無線接続の数を、前記能力情報に基づいて設定した前記接続許容数以下に制御することを特徴とする請求項１に記載のネットワーク装置。
3. 前記ネットワーク装置は、前記ユーザ端末を収容するセルの負荷に関する負荷情報を取得し、
   前記制御部は、前記ユーザ端末が確立する前記無線接続の数を、前記負荷情報に基づいて設定した前記接続許容数以下に制御することを特徴とする請求項１に記載のネットワーク装置。
4. 前記ネットワーク装置は、前記接続許容数を前記ユーザ端末から受信し、
   前記制御部は、前記ユーザ端末が確立する前記無線接続の数を、前記ユーザ端末から受信した前記接続許容数以下に制御することを特徴とする請求項１に記載のネットワーク装置。
5. 前記ネットワーク装置は、前記ユーザ端末を収容する第１のセルを管理しており、
   前記第１のセルから他のセルに対して前記ユーザ端末のハンドオーバを行う場合において、前記制御部は、前記他のセルに対して前記接続許容数を通知することを特徴とする請求項１に記載のネットワーク装置。
6. 前記制御部は、前記ユーザ端末が確立する前記無線接続の数を前記接続許容数以下に制御しながら、前記ユーザ端末との間に前記無線接続を確立すべき他のユーザ端末であるＤ２Ｄ接続先端末を選択することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のネットワーク装置。
7. 前記制御部は、前記ユーザ端末と他のユーザ端末との間の距離又はパスロスを示す情報に基づいて、当該他のユーザ端末の中から前記Ｄ２Ｄ接続先端末を選択することを特徴とする請求項６に記載のネットワーク装置。
8. 前記制御部は、他のユーザ端末が送信を予定するデータ量を示す情報に基づいて、当該他のユーザ端末の中から前記Ｄ２Ｄ接続先端末を選択することを特徴とする請求項６に記載のネットワーク装置。
9. 前記制御部は、他のユーザ端末がセルラ通信の圏外であるか否かを示す情報に基づいて、当該他のユーザ端末の中から前記Ｄ２Ｄ接続先端末を選択することを特徴とする請求項６に記載のネットワーク装置。
10. 前記制御部は、他のユーザ端末に設定されている接続許容数に基づいて、当該他のユーザ端末の中から前記Ｄ２Ｄ接続先端末を選択することを特徴とする請求項７に記載のネットワーク装置。
11. 移動通信システムのネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートするユーザ端末であって、
    前記ネットワークに含まれるネットワーク装置に対して、前記ユーザ端末に許容される無線接続の上限数である接続許容数に関する情報として、前記ユーザ端末の通信環境に関する通信環境情報を送信する送信部を備え、
    前記ユーザ端末が他の通信装置との間に確立する前記無線接続の数は、前記ネットワーク装置によって前記通信環境情報に基づいて設定された前記接続許容数以下に制御されることを特徴とするユーザ端末。
12. 前記接続許容数に関する情報は、前記ユーザ端末の能力に関する能力情報であることを特徴とする請求項１１に記載のユーザ端末。
13. 前記接続許容数に関する情報は、前記ユーザ端末に予め設定されている前記接続許容数又は前記ユーザ端末が設定した前記接続許容数であることを特徴とする請求項１１に記載のユーザ端末。
14. 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を制御するためのプロセッサであって、
    前記ネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートするユーザ端末が他の通信装置との間に確立する無線接続を制御する処理と、
    前記ユーザ端末の通信環境に関する通信環境情報を前記ユーザ端末から受信する処理と、
    前記ユーザ端末に許容される前記無線接続の上限数である接続許容数を前記通信環境情報に基づいて設定する処理と、
    前記ユーザ端末が確立する前記無線接続の数を前記接続許容数以下に制御する処理と、を実行することを特徴とするプロセッサ。
15. 移動通信システムのネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートするユーザ端末を制御するためのプロセッサであって、
    前記ネットワークに含まれるネットワーク装置に対して、前記ユーザ端末に許容される無線接続の上限数である接続許容数に関する情報として、前記ユーザ端末の通信環境に関する通信環境情報を送信する処理と、
    前記ユーザ端末が他の通信装置との間に確立する前記無線接続の数は、前記ネットワーク装置によって前記通信環境情報に基づいて設定された前記接続許容数以下に制御される処理と、を実行することを特徴とするプロセッサ。

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