JP6174213B2 - 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、基地局、ユーザ端末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（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（ユーザ端末群）が、コアネットワークを経由せずに直接的な通信を行う。すなわち、Ｄ２Ｄ通信のデータパスは、コアネットワークを経由しない。一方、移動通信システムの通常の通信（セルラ通信）のデータパスは、コアネットワークを経由する。

また、ユーザ端末は、Ｄ２Ｄ通信を行うために、Ｄ２Ｄ通信における相手端末の発見処理を行う。ユーザ端末は、相手端末を発見する（又は相手端末に発見される）ための発見用信号を送信して、相手端末を発見する。相手端末を発見したユーザ端末は、相手端末とＤ２Ｄ通信を開始する。

３ＧＰＰ技術報告 「ＴＲ ２２．８０３ Ｖ１２．０．０」 ２０１２年１２月

現状、Ｄ２Ｄ通信に用いられる送信電力を適切に制御するための仕組みが存在しない。このため、ユーザ端末が送信電力を自由に設定した場合、Ｄ２Ｄ通信を行うユーザ端末が、周囲に存在する他のユーザ端末又は基地局に干渉を与える可能性がある。

また、Ｄ２Ｄ通信における相手端末の発見処理における送信電力に関しても、Ｄ２Ｄ通信に用いられる送信電力と同様に、発見処理に用いられる送信電力を適切に制御するための仕組みが存在しない。このため、発見用信号を送信するユーザ端末が、干渉を与える可能性がある。

そこで、本発明は、Ｄ２Ｄ通信における相手端末の発見処理又はＤ２Ｄ通信に用いられる送信電力を適切に制御可能な移動通信システム、基地局、ユーザ端末及びプロセッサを提供する。

一実施形態によれば、ユーザ端末は、前記ユーザ端末へユニキャストで送信されたメッセージを基地局から受信する受信部と、他のユーザ端末へ直接的に無線信号を送信する送信部と、を有する。前記メッセージは、第１の情報と第２の情報とを含む。前記第１の情報は、前記無線信号の送信電力を制御するための情報であって、かつ、前記無線信号の送信に用いられ得る時間・周波数領域に含まれる複数の無線リソースのそれぞれに関連付けられた情報である。前記第２の情報は、前記複数の無線リソースのそれぞれを規定する情報である。前記送信部は、前記第１の情報に基づく送信電力で、前記無線信号を前記他のユーザ端末へ直接的に送信する。

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である。 図７は、Ｄ２Ｄ通信におけるデータパスを示す図である。 図８は、送信電力制御情報の送受信を説明するための図である。 図９は、Ｄ２Ｄ通信に用いられるサブキャリアとＤ２Ｄ通信に用いられる送信電力との関連付けを示す送信電力制御テーブルである。 図１０は、第１実施形態に係る移動通信システムの動作例を示すシーケンス図である。 図１１は、第１実施形態に係るサブキャリアの選択例を説明するためのフローである。 図１２は、サブキャリアを変更するケースを説明するための図である。 図１３は、ｅＮＢ２００を経由した通信へ移行するケースを説明するための図である。 図１４は、第１実施形態の本変形例に係るＤ２Ｄ通信に用いられるサブキャリアとＤ２Ｄ通信に用いられる送信電力との関連付けを示す送信電力制御テーブルである。 図１５は、第１実施形態の変形例に係るサブキャリアの選択例を説明するためのフローである。 図１６は、第２実施形態に係るＤ２Ｄ通信に用いられるサブキャリアとＤ２Ｄ通信に用いられる送信電力との関連付けを示す送信電力制御テーブルである。 図１７は、第２実施形態に係るサブキャリアの選択例を説明するためのフローである。 図１８は、第２実施形態に係る基地局とユーザ端末との距離と送信電力の大きさとを説明するための図である。 図１９は、第３実施形態に係るＤ２Ｄ通信に用いられるサブキャリアとＤ２Ｄ通信に用いられる送信電力との関連付けを説明するための図である。 図２０は、Ｄ２Ｄ通信に用いられるサブキャリアとセルの領域との関係を説明するための図である。

［実施形態の概要］
実施形態に係る移動通信システムは、データパスがコアネットワークを経由するセルラ通信と、データパスが前記コア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通信と、をサポートする。当該移動通信システムは、前記Ｄ２Ｄ通信における相手端末の発見処理又は前記Ｄ２Ｄ通信を行うユーザ端末を有する。前記発見処理又は前記Ｄ２Ｄ通信に用いることが可能な時間・周波数リソースである複数の無線リソースは、前記発見処理又は前記Ｄ２Ｄ通信に用いられる送信電力と関連付けられた無線リソースからなる。前記ユーザ端末は、前記ユーザ端末が用いる無線リソースに関連付けられた送信電力に基づいて、前記発見処理又は前記Ｄ２Ｄ通信を行う。これにより、ユーザ端末が用いる無線リソースによって、発見処理又はＤ２Ｄ通信に用いる送信電力が制限されるため、送信電力が適切に制御可能となる。

第１及び第２実施形態に係る移動通信システムは、前記ユーザ端末が在圏するセルを管理する基地局をさらに有する。前記基地局は、前記複数の無線リソースと、該複数の無線リソースのそれぞれに関連付けられた前記送信電力とを示す送信電力制御情報を前記ユーザ端末に送信する。前記ユーザ端末は、前記送信電力制御情報に基づいて、前記複数の無線リソースの中から前記発見処理又は前記Ｄ２Ｄ通信に用いる前記無線リソースを選択する。これにより、基地局は、送信電力制御情報に基づいて、ユーザ端末が選択する送信電力を制御することができる。

第１及び第２実施形態において、前記複数の無線リソースのそれぞれに関連付けられた前記送信電力は、前記送信電力の範囲を示す。前記ユーザ端末は、前記送信電力制御情報に基づいて、前記発見処理又はＤ２Ｄ通信に用いる使用送信電力が前記送信電力の範囲に収まるように、前記複数の無線リソースの中から前記無線リソースを選択する。これにより、ユーザ端末は、発見処理又はＤ２Ｄ通信に用いる送信電力に応じて、適切な無線リソースを選択することができる。

第１実施形態において、ユーザ端末は、前記使用送信電力を変更する場合、前記無線リソースを再選択する。これにより、ユーザ端末は、適切な送信電力で、発見処理又はＤ２Ｄ通信を行うことができる。

第１実施形態において、前記ユーザ端末は、前記送信電力制御情報に基づいて、前記使用送信電力が前記複数の無線リソースのそれぞれに関連づけられた前記送信電力の上限値のいずれよりも大きいと判断した場合、前記セルラ通信を行うことを要求する情報を前記基地局に送信する。これにより、Ｄ２Ｄ通信の送信電力が干渉を与えるほど大きい場合には、基地局を経由した通信を行うため、干渉の発生を抑制できる。

第２実施形態において、前記送信電力制御情報は、前記基地局からの距離を示す情報をさらに含む。前記基地局からの距離に応じて前記送信電力の上限値が大きくなるように、前記複数の無線リソースのそれぞれに関連付けられた前記送信電力と前記基地局からの距離とが関連付けられている。前記ユーザ端末は、前記基地局から前記ユーザ端末までの距離に応じて、前記複数の無線リソースの中から前記無線リソースを選択する。これにより、ユーザ端末は、基地局からの距離に応じて送信電力の上限値が大きくなるように、無線リソースを選択するため、基地局への干渉の影響を考慮して、適切な発見処理又はＤ２Ｄ通信を行うことができる。

第２実施形態において、前記基地局からの距離を示す情報は、前記基地局と前記ユーザ端末との間のパスロスを示す情報である。これにより、ユーザ端末は、ユーザ端末と基地局との直接的な距離が分からなくても、適切な発見処理又はＤ２Ｄ通信を行うことができる。

第３実施形態において、前記複数の無線リソースは、周波数方向に分けられた複数の周波数帯である。前記複数の周波数帯は、前記送信電力の上限値が所定値より大きい送信電力と関連付けられた高電力周波数帯と、前記送信電力の上限値が前記所定値以下の送信電力と関連付けられた低電力周波数帯とに分けられる。前記低電力周波数帯は、前記セルラ通信にのみ用いられるセルラ周波数帯域と隣接して設けられる。前記高電力周波数帯は、前記セルラ周波数帯域から離れて設けられる。これにより、セルラ通信に用いられる周波数帯域に隣接した（近い）無線リソースを用いてＤ２Ｄ通信を行った場合であっても、Ｄ２Ｄ通信の送信電力は小さいため、セルラ通信のみに用いられる周波数帯域中の無線リソースを用いてセルラ通信を行っているユーザ端末に与える干渉を低減することができる。

その他実施形態において、移動通信システムは、前記ユーザ端末が在圏するセルを管理する基地局と、前記セルに隣接する隣接セルを管理する隣接基地局とをさらに有する。前記複数の無線リソースのうち前記セルの端部で使用可能な無線リソースは、前記隣接セルの端部で使用可能な無線リソースと異なる。これにより、セルにおいてＤ２Ｄ通信を行っているユーザ端末グループと隣接セルにおいてＤ２Ｄ通信を行っているユーザ端末グループとの間で干渉が発生することを抑制できる。

実施形態に係る基地局は、データパスがコアネットワークを経由するセルラ通信と、データパスが前記コア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通信と、をサポートする移動通信システムにおける基地局である。当該基地局は、前記Ｄ２Ｄ通信における相手端末の発見処理又は前記Ｄ２Ｄ通信に用いることが可能な時間・周波数リソースである複数の無線リソースと、該複数の無線リソースのそれぞれに関連付けられた送信電力との情報を含む送信電力制御情報をユーザ端末に送信する送信部を有する。

実施形態に係るユーザ端末は、データパスがコアネットワークを経由するセルラ通信と、データパスが前記コア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通信と、をサポートする移動通信システムにおけるユーザ端末である。当該ユーザ端末は、前記Ｄ２Ｄ通信における相手端末の発見処理又は前記Ｄ２Ｄ通信を行う制御部を有する。前記発見処理又は前記Ｄ２Ｄ通信に用いることが可能な時間・周波数リソースである複数の無線リソースは、前記発見処理又は前記Ｄ２Ｄ通信に用いられる送信電力と関連付けられた無線リソースからなる。前記制御部は、前記ユーザ端末が用いる無線リソースに関連付けられた送信電力に基づいて、前記発見処理又は前記Ｄ２Ｄ通信を行う。

実施形態に係るプロセッサは、データパスがコアネットワークを経由するセルラ通信と、データパスが前記コア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通信と、をサポートする移動通信システムにおける基地局に備えられるプロセッサである。当該プロセッサは、前記Ｄ２Ｄ通信における相手端末の発見処理又は前記Ｄ２Ｄ通信に用いることが可能な時間・周波数リソースである複数の無線リソースと、該複数の無線リソースのそれぞれに関連付けられた送信電力との情報を含む送信電力制御情報をユーザ端末に送信する処理を実行する。

実施形態に係るプロセッサは、データパスがコアネットワークを経由するセルラ通信と、データパスが前記コア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通信と、をサポートする移動通信システムにおけるユーザ端末に備えられるプロセッサである。当該プロセッサは、前記Ｄ２Ｄ通信における相手端末の発見処理又は前記Ｄ２Ｄ通信を行う処理を実行する。前記発見処理又は前記Ｄ２Ｄ通信に用いることが可能な時間・周波数リソースである複数の無線リソースは、前記発見処理又は前記Ｄ２Ｄ通信に用いられる送信電力と関連付けられた無線リソースからなる。前記ユーザ端末が用いる無線リソースに関連付けられた送信電力に基づいて、前記発見処理又は前記Ｄ２Ｄ通信を行う処理を実行する。

以下、図面を参照して、３ＧＰＰ規格に準拠して構成されるセルラ移動通信システム（以下、「ＬＴＥシステム」）にＤ２Ｄ通信を導入する場合の各実施形態を説明する。

［第１実施形態］
以下、第１実施形態について、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 Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０と、ＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）２０と、を含む。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、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。また、ＥＰＣ２０は、コアネットワークに相当する。

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２４０’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。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）、及び割り当て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、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は接続状態であり、そうでない場合、ＵＥ１００は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。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構成される無線リソース単位はリソースエレメント（ＲＥ）と称される。

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。さらに、各サブフレームには、セル固有参照信号（ＣＲＳ）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。さらに、各サブフレームには、復調参照信号（ＤＭＲＳ）及びサウンディング参照信号（ＳＲＳ）が配置される。

（Ｄ２Ｄ通信）
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図である。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コア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る。

図７は、Ｄ２Ｄ通信におけるデータパスを示す図である。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コア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、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、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。なお、Ｌｏｃａｌｌｙ Ｒｏｕｔｅｄというモード（局所中継モード）では、データパスがＳ−ＧＷ３００を経由せずにｅＮＢ２００を経由する。

なお、Ｄ２Ｄ通信が開始されるケースとして、（ａ）相手端末（近傍端末）を発見するための動作（発見処理）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（近傍端末）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ＵＥ（近傍端末）１００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。

具体的には、ＵＥ１００−１は、相手端末（近傍端末）を発見するため又は相手端末（近傍端末）に発見されるために用いられる発見信号（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ信号／Ｄｉｓｃｏｖｅｒａｂｌｅ信号）を送信する。発見信号を受信したＵＥ１００−２は、ＵＥ１００−１を発見する。ＵＥ１００−２が、発見信号に対する応答を送信することで、発見信号を送信したＵＥ１００−１は、相手端末であるＵＥ１００−２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。なお、ＵＥ１００−１は、相手端末を発見した後にＤ２Ｄ通信を行わなかった場合、上位レイヤ（例えば、アプリケーションなど）に近傍のＵＥ１００（すなわち、ＵＥ１００−２）の発見を報告してもよい。例えば、アプリケーションは、当該報告に基づく処理（例えば、ＵＥ１００−２の位置を地図情報にプロットする処理など）を実行できる。

また、ＵＥ１００は、相手端末を発見したことをｅＮＢ２００に報告し、相手端末との通信をセルラ通信によって行うかＤ２Ｄ通信によって行うかの指示をｅＮＢ２００から受けることも可能である。

一方、上記（ｂ）のケースでは、例えば、ＵＥ１００−１は、相手端末を特定せずに、Ｄ２Ｄ通信用の信号の送信（ブロードキャストによる報知など）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。なお、Ｄ２Ｄ通信用の信号の待ち受け動作を行っているＵＥ１００−２は、ＵＥ１００−１からの当該信号に基づいて、同期又は／及び復調を行う。

（送信電力制御情報）
次に、本実施形態に係る送信電力制御情報を図８及び図９を用いて説明する。図８は、第１実施形態に係る送信電力制御情報の送受信を説明するための図である。図９は、Ｄ２Ｄ通信に用いられるサブキャリアとＤ２Ｄ通信に用いられる送信電力との関連付けを示す送信電力制御テーブルである。

発見処理又はＤ２Ｄ通信に用いることが可能な時間・周波数リソースである複数の無線リソースは、発見処理又はＤ２Ｄ通信に用いられる送信電力と関連付けられた無線リソースからなる。送信電力制御情報は、この複数の無線リソースと、複数の無線リソースのそれぞれに関連付けられた送信電力とを示す情報であり、具体的には、図９に示す送信電力制御テーブルである。

図８に示すように、ｅＮＢ２００は、送信電力制御情報を含む送信電力制御メッセージをＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２に送信する。ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２は、送信電力制御メッセージを受信する。ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれは、発見処理に用いる無線リソースに関連付けられた送信電力に基づいて、発見処理を行う。また、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれは、Ｄ２Ｄ通信に用いる無線リソースに関連付けられた送信電力に基づいて、Ｄ２Ｄ通信を行う。

本実施形態において、Ｄ２Ｄ通信に用いられる周波数帯域は、複数のサブキャリア（複数の無線リソース）に分けられている。Ｄ２Ｄ通信に用いられる複数のサブキャリアのそれぞれは、発見処理又はＤ２Ｄ通信に用いられる送信電力と関連付けられている。

具体的には、図８及び図９に示すように、複数のサブキャリアのそれぞれ（ｆ０、ｆ１、…ｆｎ）は、Ｄ２Ｄ通信に用いられる送信電力の最大値（ＴｘＰｗｒＭａｘ０、ＴｘＰｗｒＭａｘ１、…、ＴｘＰｗｒＭａｘｎ）、Ｄ２Ｄ通信に用いられる送信電力の上限値（ＴｘＰｗｒＵｐＴｈｒｅｓｈ０、ＴｘＰｗｒＵｐＴｈｒｅｓｈ１、…、ＴｘＰｗｒＵｐＴｈｒｅｓｈｎ）、Ｄ２Ｄ通信に用いられる送信電力の下限値（ＴｘＰｗｒＤｎＴｈｒｅｓｈ０、ＴｘＰｗｒＤｎＴｈｒｅｓｈ１、…、ＴｘＰｗｒＤｎＴｈｒｅｓｈｎ）、送信電力が上限値以上の場合の変更先のサブキャリア（ｆｕｐ０、ｆｕｐ１、…、ｆｕｐｎ）、及び、送信電力が下限値以下の場合の変更先のサブキャリア（ｆｄｏｗｎ０、ｆｄｏｗｎ１、…、ｆｄｏｗｎｎ）と関連付けられている。なお、送信電力の上限値は、送信電力の最大値と等しくてもよいし、送信電力の最大値よりも大きい値であってもよい。

複数のサブキャリアのそれぞれは、異なる送信電力の上限値と関連付けられている。従って、例えば、サブキャリアｆ０に関連付けられた送信電力の上限値ＴｘＰｗｒＵｐＴｈｒｅｓｈ０は、サブキャリアｆ１に関連付けられた送信電力の上限値ＴｘＰｗｒＵｐＴｈｒｅｓｈ１よりも小さい。

また、複数のサブキャリアのそれぞれは、異なる送信電力の下限値とも関連付けられている。従って、例えば、サブキャリアｆ０に関連付けられた送信電力の下限値ＴｘＰｗｒＤｎＴｈｒｅｓｈ０は、サブキャリアｆ１に関連付けられた送信電力の上限値ＴｘＰｗｒＤｎＴｈｒｅｓｈ１よりも小さい。

複数のサブキャリアのそれぞれは、送信電力の上限値及び下限値と関連付けられているため、複数のサブキャリアのそれぞれは、送信電力の範囲と関連付けられている。

図８に示すように、ｅＮＢ２００は、複数のサブキャリア（ｆ）と、図９に示した複数のサブキャリアのそれぞれに関連付けられた情報（ＴｘＰｗｒＭａｘ、ＴｘＰｗｒＵｐＴｈｒｅｓｈ、ＴｘＰｗｒＤｎＴｈｒｅｓｈ、ｆｕｐ、ｆｄｏｗｎ）とをＤ２Ｄ通信の送信電力制御メッセージとして、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２に送信する。ｅＮＢ２００は、Ｄ２Ｄ通信の送信電力制御メッセージを、Ｄ２ＤＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌによってユニキャストで送信してもよいし、マスタ情報ブロック（ＭＩＢ）又はシステム情報ブロック（ＳＩＢ）によってブロードキャストで送信してもよい。

（第１実施形態に係る移動通信システムの動作）
次に、第１実施形態に係る移動通信システムの動作について、図１０から図１３を用いて説明する。

図１０は、第１実施形態に係る移動通信システムの動作例を示すシーケンス図である。図１１は、第１実施形態に係るサブキャリアの選択例を説明するためのフローである。図１２は、サブキャリアを変更するケースを説明するための図である。図１３は、ｅＮＢ２００を経由した通信へ移行するケースを説明するための図である。

図１０に示すように、ステップ１０１において、ＵＥ１００−１は、Ｄ２Ｄ通信に用いられる送信電力の決定及びサブキャリアの選択を行う。

ＵＥ１００−１は、Ｄ２Ｄ通信を開始する前に、Ｄ２Ｄ通信に用いられる送信電力の決定を行う。例えば、ＵＥ１００−１は、予め設定された規定値に基づいて送信電力を決定する。或いは、ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−２とのＤ２Ｄ通信に用いられる使用送信電力を変更すると判断した場合、変更後の使用送信電力を決定する。ＵＥ１００−１は、例えば、ＵＥ１００−２から受信する信号の受信電力強度が所定値より小さい場合に、送信電力を変更すると判断する。ＵＥ１００−１は、受信電力強度に基づいて、変更後の使用送信電力を決定する。

以下において、サブキャリアｆ１を用いてＵＥ１００−２とＤ２Ｄ通信を行っていたＵＥ１００−１がサブキャリアを変更するケースを例に挙げて、説明する。

ＵＥ１００−１は、サブキャリアの再選択を行う。具体的には、ＵＥ１００−１は、ｅＮＢ２００から受信した送信電力制御情報に基づいて、複数のサブキャリアの中からＤ２Ｄ通信に用いるサブキャリアの選択を行う。サブキャリアの選択について、図１１を用いて説明する。

図１１に示すように、ステップ２０１において、ＵＥ１００−１は、使用送信電力（ＴｘＰｗｒ）がサブキャリア（ｆｉ）と関連付けられた上限値（ＴｘＰｗｒＵｐＴｈｒｅｓｈ（ｆｉ））以上であるか否かを判断する。ＵＥ１００−１は、使用送信電力が上限値以上である場合、ステップ２０２の処理を行う。一方、ＵＥ１００−１は、使用送信電力が上限値未満である場合、ステップ２０５の処理を行う。

ステップ２０２において、ＵＥ１００−１は、変更先のサブキャリア（ｆｕｐ（ｆi））が存在するか否かを判断する。ＵＥ１００−１は、変更先のサブキャリア（ｆｕｐ（ｆi））が存在する場合、ステップ２０３の処理を行う。一方、ＵＥ１００−１は、変更先のサブキャリア（ｆｕｐ（ｆi））が存在しない場合、すなわち、使用送信電力が変更先のサブキャリア（ｆｕｐ（ｆi））に関連付けられた上限値のいずれよりも大きい場合、ステップ２０４の処理を行う。

ステップ２０３において、ＵＥ１００−１は、変更先のサブキャリア（ｆｕｐ（ｆi））を選択し、再びステップ２０１の処理を行う。

ステップ２０４において、ＵＥ１００−１は、ｅＮＢ２００を経由した通信を行うことを決定する。

ステップ２０５において、ＵＥ１００−１は、使用送信電力（ＴｘＰｗｒ）が下限値（ＴｘＰｗｒＤｎＴｈｒｅｓｈ（ｆｉ））以下であるか否かを判断する。ＵＥ１００−１は、使用送信電力が下限値以下である場合、ステップ２０６の処理を行う。一方、ＵＥ１００−１は、使用送信電力が下限値より大きい場合、ステップ２０８の処理を行う。

ステップ２０６において、ＵＥ１００−１は、変更先のサブキャリア（ｆｄｏｗｎ（ｆi））が存在するか否かを判断する。ＵＥ１００−１は、変更先のサブキャリア（ｆｄｏｗｎ（ｆi））が存在する場合、ステップ２０７の処理を行う。一方、変更先のサブキャリア（ｆｄｏｗｎ（ｆi））が存在しない場合、ステップ２０８の処理を行う。

ステップ２０７において、ＵＥ１００−１は、変更先のサブキャリア（ｆｄｏｗｎ（ｆi））を選択し、再びステップ２０１の処理を行う。

ステップ２０８において、ＵＥ１００−１は、Ｄ２Ｄ通信に用いるサブキャリアとしてサブキャリア（ｆｉ）を選択する。

以上のステップによれば、使用送信電力が所定の送信電力の範囲に含まれるようなサブキャリアが選択される。すなわち、ＵＥ１００−１は、使用送信電力が、選択したサブキャリアに関連付けられた送信電力の範囲に収まるように、複数のサブキャリアの中からサブキャリサを選択する。

図１０に戻り、例えば、選択したサブキャリアが、使用中のサブキャリアと同じである場合（すなわち、選択したサブキャリアがサブキャリアｆ１である場合）には、ＵＥ１００−１は、そのままＤ２Ｄ通信を行う。従って、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２は、使用中のサブキャリアを用いて、使用送信電力が使用中のサブキャリアに関連付けられた送信電力の最大値を超えないようにＤ２Ｄ通信を行う。

また、本実施形態において、サブキャリアは、上限値及び下限値と関連付けられている。従って、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２は、ｆ１と関連付けられた送信電力の範囲（上限値及び下限値を超えない範囲）でＤ２Ｄ通信を行う。

一方、選択したサブキャリアが使用中のサブキャリアと異なる場合には、ＵＥ１００−１は、ステップ１０２の処理を行う。なお、本実施形態において、サブキャリアｆ２を選択したと仮定して説明する。

図１０及び図１２に示すように、ステップ１０２において、ＵＥ１００−１は、サブキャリア変更の要求をＵＥ１００−２に行う。ＵＥ１００−２は、サブキャリア変更の要求を受信する。

サブキャリア変更の要求には、ＵＥ１００−２を示す識別子と、Ｄ２Ｄ通信において使用するアプリケーションを示すアプリ識別子と、選択したサブキャリアｆ２と、を示す情報が含まれる。

ステップ１０３において、ＵＥ１００−２は、サブキャリア変更の応答をＵＥ１００−１に行う。ＵＥ１００−１は、サブキャリア変更の応答を受信する。

サブキャリア変更の応答には、ＵＥ１００−２を示す識別子と、Ｄ２Ｄ通信において使用するアプリケーションを示すアプリ識別子と、選択したサブキャリアｆ２と、を示す情報が含まれる。

ステップ１０４において、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれは、サブキャリアｆ２に変更する。その後サブキャリアｆ２を用いて、使用送信電力でＤ２Ｄ通信を行う。従って、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２は、サブキャリアｆ２を用いて、使用送信電力がサブキャリアｆ２に関連付けられた送信電力の最大値を超えないようにＤ２Ｄ通信を行う。

次に、ＵＥ１００−１がｅＮＢ２００を経由した通信を行うことを決定した場合について、図１０及び図１３を用いて説明する。

ステップ１０５において、ＵＥ１００−１は、ｅＮＢ２００を経由した通信の要求をＵＥ１００−２及びｅＮＢ２００に行う。ＵＥ１００−２及びｅＮＢ２００は、ｅＮＢ２００を経由した通信の要求を受信する。

ｅＮＢ２００を経由した通信の要求には、ＵＥ１００−２を示す識別子及びＤ２Ｄ通信において使用するアプリケーションを示すアプリ識別子を示す情報が含まれる。なお、ｅＮＢ２００を経由した通信の要求には、ＵＥ１００−１を示す識別子を示す情報が含まれる。

ステップ１０６において、ｅＮＢ２００は、ｅＮＢ２００を経由した通信の要求をネットワーク３００に送信する。ネットワーク３００は、ｅＮＢ２００を経由した通信の要求を受信する。ネットワーク３００は、例えば、ｅＮＢ２００の上位局（例えば、ＭＭＥ）などのコアネットワークである。

ｅＮＢ２００が送信したｅＮＢ２００を経由した通信の要求は、ＵＥ１００−１を示す識別子、ＵＥ１００−２を示す識別子及びアプリ識別子を示す情報が含まれる。

ステップ１０７において、ネットワーク３００は、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２の状態を更新する。すなわち、ネットワーク３００は、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２がｅＮＢ２００を介して通信を行うための処理を行う。

ステップ１０８において、ネットワーク３００は、ｅＮＢ２００を経由して、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれにｅＮＢ２００を経由した通信の指示を行う。ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれは、ｅＮＢ２００を経由した通信の指示を受信する。

ｅＮＢ２００を経由した通信の指示には、ＵＥ１００−１を示す識別子、ＵＥ１００−２を示す識別子及びアプリ識別子を示す情報が含まれる。

その後、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２は、ｅＮＢ２００を経由した通信を行う。

［第１実施形態の変形例］
次に、第１実施形態の変形例について、図１４及び図１５を用いて説明する。なお、上述した実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様の部分は、説明を適宜省略する。

上述した第１実施形態とは、送信電力制御情報及びサブキャリアの選択の仕方が異なる。

（送信電力制御情報）
図１４は、本変形例に係るＤ２Ｄ通信に用いられるサブキャリアとＤ２Ｄ通信に用いられる送信電力との関連付けを示す送信電力制御テーブルである。

図１４に示すように、本変形例において、Ｄ２Ｄ通信に用いられるサブキャリア（ｆ０、ｆ１、…、ｆｎ）のそれぞれは、Ｄ２Ｄ通信に用いられる送信電力の最大値（ＴｘＰｗｒＭａｘ０、ＴｘＰｗｒＭａｘ１、…、ＴｘＰｗｒＭａｘｎ）及びＤ２Ｄ通信に用いられる送信電力の最小値（ＴｘＰｗｒＭｉｎ０、ＴｘＰｗｒＭｉｎ１、…、ＴｘＰｗｒＭｉｎｎ）に関連付けられている。

本変形例において、ｅＮＢ２００は、複数のサブキャリア（ｆ）と、図１４に示した複数のサブキャリアのそれぞれに関連付けられた情報（ＴｘＰｗｒＭａｘ、ＴｘＰｗｒＭｉｎ）とをＤ２Ｄ通信の送信電力制御メッセージとして、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２に送信する。なお、上述した実施形態に比べて、ｅＮＢ２００が送信する送信電力制御メッセージの情報量が少なくてすむ。

（第１実施形態の変形例に係る移動通信システムの動作）
次に、第１実施形態の変形例に係る移動通信システムの動作について、図１５を用いて説明する。第１実施形態のステップ１０１であるＤ２Ｄ通信に用いられる送信電力の決定及びサブキャリアの選択以外は、第１実施形態と同じ動作であるため、説明を省略する。

図１５は、第１実施形態の変形例に係るサブキャリアの選択例を説明するためのフローである。

まず、ＵＥ１００−１は、Ｄ２Ｄ通信に用いられる送信電力を変更すると判断した場合、Ｄ２Ｄ通信に実際に用いる使用送信電力を決定する。

図１５に示すように、ステップ３０１において、ＵＥ１００−１は、ｅＮＢ２００を経由した通信に用いられるサブキャリアｆｅｎｂを、選択したサブキャリアｆｓｅｌｅｃｔ（サブキャリア候補）とする。

ステップ３０２において、ＵＥ１００−１は、送信電力制御情報に基づいて、Ｄ２Ｄ通信用のサブキャリアｆiを選択する。具体的には、ＵＥ１００−１は、送信電力制御情報によって示される複数のサブキャリア（ｆ０〜ｆｎ）の中からサブキャリアｆｉを選択する。

ステップ３０３において、ＵＥ１００−１は、使用送信電力（ＴｘＰｗｒ）が、選択したサブキャリアｆiと関連付けられた下限値（ＴｘＰｗｒＭｉｎ（ｆｉ））以上であり、且つ、選択したサブキャリアｆiと関連付けられた上限値（ＴｘＰｗｒＭａｘ（ｆｉ））より小さいかを判断する。ＵＥ１００−１は、使用送信電力が下限値以上であり、且つ、上限値より小さい場合、ステップ３０４の処理を行う。一方、ＵＥ１００−１は、使用送信電力が下限値より小さい、又は、使用送信電力が上限値以上である場合、ステップ３０２の処理を行う。具体的には、ＵＥ１００−１は、既に選択したサブキャリアと別のサブキャリアを選択し、ステップ３０３の処理を行う。ＵＥ１００−１は、複数のサブキャリアのそれぞれが全て選択されるまで、ステップＳ３０２の処理を繰り返す。

ステップ３０４において、ＵＥ１００−１は、サブキャリアｆiを選択したサブキャリアｆｓｅｌｅｃｔ（サブキャリア候補）とし、ステップ３０２の処理を行う。ＵＥ１００−１は、送信電力制御情報によって示される全てのサブキャリアに対して、ステップ３０２の処理を行った場合、ステップ３０５の処理を行う。

ステップ３０５において、ＵＥ１００−１は、選択したサブキャリアｆｓｅｌｅｃｔ（サブキャリア候補）が、現在Ｄ２Ｄ通信において使用しているサブキャリアｆｃｕｒｒｅｎｔと一致していないかどうかを判断する。サブキャリアｆｓｅｌｅｃｔがｆｃｕｒｒｅｎｔと一致している場合、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２は、そのままのサブキャリアｆｃｕｒｒｅｎｔでＤ２Ｄ通信を行う。一方、サブキャリアｆｓｅｌｅｃｔ（サブキャリア候補）がｆｃｕｒｒｅｎｔと一致していない場合、ステップ３０６の処理を行う。

ステップ３０６において、ＵＥ１００−１は、選択したサブキャリアｆｓｅｌｅｃｔ（サブキャリア候補）が、ステップ３０１において選択したサブキャリアｆｅｎｂと一致しているかどうかを判断する。すなわち、ＵＥ１００−１は、サブキャリア候補がサブキャリアｆｅｎｂのみであるか否かを判断する。ＵＥ１００−１は、サブキャリアｆiがサブキャリアｆｅｎｂと一致していない（すなわち、サブキャリア候補がサブキャリアｆｅｎｂ以外のサブキャリア候補を含む）場合、Ｄ２Ｄ通信に用いるサブキャリアとしてサブキャリアｆiを選択する（Ｓ３０７）。一方、サブキャリアｆiがサブキャリアｆｅｎｂと一致している（すなわち、サブキャリア候補がサブキャリアｆｅｎｂのみである）場合、ｅＮＢ２００を経由した通信を行うことを決定する（Ｓ３０８）。

（第１実施形態のまとめ）
本実施形態において、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれは、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２が用いるサブキャリアに関連付けられた送信電力に基づいて、Ｄ２Ｄ通信を行う。具体的には、ＵＥ１００−１がＤ２Ｄ通信に用いる使用送信電力よりも小さい上限値と関連付けられたサブキャリアが選択され、ＵＥ１００−１は、選択されたサブキャリアを用いて、使用送信電力が上限値を超えないように、Ｄ２Ｄ通信を行う。これにより、使用送信電力よりも小さい送信電力の上限値と関連付けられたサブキャリアが適切に選択されることにより、送信電力を適切に制御可能となる。

本実施形態において、ｅＮＢ２００は、送信電力制御情報をＵＥ１００−１に送信し、ＵＥ１００−１は、送信電力制御情報に基づいて、複数のサブキャリアの中からＤ２Ｄ通信に用いるサブキャリアを選択する。これにより、ＵＥ１００−１がサブキャリアを選択するため、ｅＮＢ２００がサブキャリアを選択せずにすみ、ｅＮＢ２００の負荷を低減することができる。

本実施形態において、複数のサブキャリアのそれぞれに関連付けられた送信電力は、送信電力の範囲を示す。ＵＥ１００−１は、送信電力制御情報に基づいて、Ｄ２Ｄ通信に用いる使用送信電力が、当該送信電力の範囲に収まるように、複数のサブキャリアの中からＤ２Ｄ通信に用いる無線リソースを選択する。具体的には、ＵＥ１００−１は、所定のサブキャリアを用いてＤ２Ｄ通信を行っており、ＵＥ１００−１は、送信電力制御情報に基づいて、使用送信電力が下限値以上であり、且つ、上限値より小さい場合、サブキャリアｆｉを選択し、ＵＥ１００−１は、サブキャリアｆｉを用いて、使用送信電力がサブキャリア上限値を超えないようにＤ２Ｄ通信を行う。これにより、使用送信電力を変更した場合であっても、使用送信電力よりも小さい送信電力の上限値と関連付けられたサブキャリアを適切に選択することにより、送信電力を適切に制御可能となる。

本実施形態において、ＵＥ１００−１は、使用送信電力を変更する場合、Ｄ２Ｄ通信に用いるサブキャリアを再選択する。これにより、ＵＥ１００−１は、変更後の使用送信電力に応じたサブキャリアを選択することができるため、ＵＥ１００−１は、適切な送信電力でＤ２Ｄ通信を行うことができる。

本実施形態において、ＵＥ１００−１は、使用送信電力が変更先のサブキャリアのそれぞれに関連付けられた上限値いずれよりも大きいと判断した場合、ＵＥ１００−１は、ｅＮＢ２００を経由した通信を行うことを要求する情報をｅＮＢ２００に送信する。これにより、Ｄ２Ｄ通信の送信電力が干渉を与えるほど大きい場合には、ｅＮＢ２００を経由した通信を行うため、干渉の発生を抑制できる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について、図１６から図１８を用いて説明する。なお、上述した実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様の部分は、説明を適宜省略する。

第２実施形態は、上述した第１実施形態とは、ｅＮＢ２００からの距離に応じて、送信電力の最大値（ＴｘＰｗｒＭａｘ）が大きくなるように、複数のサブキャリアのそれぞれは、送信電力の上限値と関連付けられているところが異なる。

（送信電力制御情報）
図１６は、第２実施形態に係るＤ２Ｄ通信に用いられるサブキャリアとＤ２Ｄ通信に用いられる送信電力との関連付けを示す送信電力制御テーブル（送信電力制御情報）である。

図１６に示すように、送信電力制御情報は、Ｄ２Ｄ通信に用いられる複数の無線リソース（複数のサブキャリア）と、複数の無線リソースのそれぞれに関連付けられた送信電力との情報に加えて、ｅＮＢ２００からの距離を示す情報を含む。本実施形態において、ｅＮＢ２００からの距離を示す情報は、ｅＮＢ２００とＵＥ１００との間のバスロスを示す情報である。従って、送信電力と基地局からの距離とが関連付けられている。

具体的には、Ｄ２Ｄ通信に用いられるサブキャリア（ｆ０、ｆ１、…、ｆｎ）のそれぞれは、送信電力（ＴｘＰｗｒＭａｘ、ＴｘＰｗｒＵｐＴｈｒｅｓｈ、ＴｘＰｗｒＤｎＴｈｒｅｓｈ）に加えて、パスロスの上限値（ＰＬｕｐ０、ＰＬｕｐ１、…、ＰＬｕｐｎ）及びパスロスの下限値（ＰＬｄｎ０、ＰＬｄｎ１、…、ＰＬｄｎｎ）と関連付けられている。パスロスの上限値（ＰＬｕｐ）のそれぞれは、互いに異なった値である。また、パスロスの下限値（ＰＬｄｎ）のそれぞれは、互いに異なった値である。

また、Ｄ２Ｄ通信に用いられるサブキャリア（ｆ０、ｆ１、…、ｆｎ）のそれぞれは、ｅＮＢ２００からの距離（すなわち、ｅＮＢ２００とＵＥ１００との距離）に応じて、送信電力の上限値が大きくなるように、サブキャリアと送信電力の上限値とが関連付けられている。

ｅＮＢ２００は、複数のサブキャリア（ｆ）と、図１６に示した複数のサブキャリアのそれぞれに関連付けられた情報（ＴｘＰｗｒＭａｘ、ＴｘＰｗｒＵｐＴｈｒｅｓｈ、ＴｘＰｗｒＤｎＴｈｒｅｓｈ、ｆｕｐ、ｆｄｏｗｎ、ＰＬｕｐ、ＰＬｄｎ）とをＤ２Ｄ通信の送信電力制御メッセージとして、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２に送信する。すなわち、ｅＮＢ２００は、複数のサブキャリアと、複数のサブキャリアに関連付けられた送信電力の上限値と、複数のサブキャリアに関連付けられたパスロスとを示す情報とをＤ２Ｄ通信の送信電力制御メッセージとして、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２に送信する。

（第２実施形態に係る移動通信システムの動作）
次に、第２実施形態に係る移動通信システムの動作について、図１７を用いて説明する。第１実施形態のステップ１０１であるＤ２Ｄ通信に用いられる送信電力の決定及びサブキャリアの選択以外は、第１実施形態と同じ動作であるため、説明を省略する。図１７は、第２実施形態に係るサブキャリアの選択例を説明するためのフローである。

まず、図１７に示すように、ステップ４０１において、ＵＥ１００−１は、ｅＮＢ２００から送信される参照信号のパスロスを推定する。例えば、ＵＥ１００−１は、ｅＮＢ２００から送信される参照信号に含まれるｅＮＢ２００の参照信号の送信電力の情報とＵＥ１００−１が受信した参照信号の受信電力との差分によりパスロスを推定できる。

ステップ４０２において、ＵＥ１００−１は、ｅＮＢ２００を経由した通信に用いられるサブキャリアｆｅｎｂを選択したサブキャリアｆｓｅｌｅｃｔ（サブキャリア候補）とする。

ステップ４０３において、ＵＥ１００−１は、送信電力制御情報に基づいて、Ｄ２Ｄ通信用のサブキャリアｆiを選択する。具体的には、ＵＥ１００−１は、送信電力制御情報によって示される複数のサブキャリア（ｆ０〜ｆｎ）の中からサブキャリアｆｉを選択する。

ステップ４０４において、ＵＥ１００−１は、ステップ４０１において推定した推定パスロス（ＰＬ）が選択したサブキャリアｆiと関連付けられたパスロスの下限値（ＰＬｄｎ（ｆｉ））以上であり、且つ、選択したサブキャリアｆiと関連付けられたパスロスの上限値（ＰＬｕｐ（ｆｉ））より小さいかを判断する。ＵＥ１００−１は、推定パスロスが下限値以上であり、且つ、上限値より小さい場合、ステップ４０５の処理を行う。一方、ＵＥ１００−１は、使用送信電力が下限値より小さい、又は、使用送信電力が上限値以上である場合、ステップ４０３の処理を行う。具体的には、ＵＥ１００−１は、既に選択したサブキャリアと別のサブキャリアを選択し、ステップ４０４の処理を行う。ＵＥ１００−１は、複数のサブキャリアのそれぞれが全て選択されるまで、ステップＳ４０３の処理を繰り返す。

ステップＳ４０５において、ＵＥ１００−１は、サブキャリアｆiを選択したサブキャリアｆｓｅｌｅｃｔ（サブキャリア候補）とし、ステップ４０３の処理を行う。ＵＥ１００−１は、送信電力制御情報によって示される全てのサブキャリアに対して、ステップ４０３の処理を行った場合、ステップ４０６の処理を行う。

ステップ４０６から４０９は、送信電力をパスロスに置き換えた第１実施形態の変形例のステップ３０５から３０８に対応する。

（第２実施形態のまとめ）
本実施形態において、ｅＮＢ２００からの距離に応じて、送信電力の上限値が大きくなるように、サブキャリアと送信電力の上限値とが関連付けられている。ＵＥ１００は、ｅＮＢ２００からＵＥ１００までの距離に応じて、複数のサブキャリアの中からサブキャリアを選択する。これにより、ｅＮＢ２００とＵＥ１００との距離が大きい場合（例えば、図１８において、ＵＥ１００−１がエリア２に存在する場合）には、送信電力の上限値が大きいサブキャリア（図１８のサブキャリア２）が用いられ、広いエリアでＤ２Ｄ通信を行うことができる。一方、ｅＮＢ２００とＵＥ１００との距離が小さい場合（例えば、図１８において、ＵＥ１００−１がエリア１又はエリア２に存在する場合）には、送信電力の上限値が小さいサブキャリア（図１８のサブキャリア１）が用いられ、ｅＮＢ２００への干渉を抑制することができる。

本実施形態において、ｅＮＢ２００からの距離を示す情報は、ｅＮＢ２００とＵＥ１００との間のパスロスを示す情報である。従って、複数のサブキャリアのそれぞれは、ｅＮＢ２００から送信される参照信号のパスロスと関連付けられ、ｅＮＢ２００は、複数のサブキャリアと、複数のサブキャリアに関連付けられた送信電力の上限値と、複数のサブキャリアに関連付けられたパスロスとを示す情報とをＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２に送信し、ＵＥ１００−１は、ｅＮＢ２００とＵＥ１００−１との間のパスロスを算出し、ＵＥ１００−１は、電力制御情報とパスロスとに基づいて、サブキャリアを選択する。これにより、ＵＥ１００−１がｅＮＢ２００との位置関係を考慮しながら、送信電力の上限値と関連付けられたサブキャリアを選択するため、ｅＮＢ２００がサブキャリアを選択せずにすむとともに、ｅＮＢ２００への干渉を抑制することができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について、図１９を用いて説明する。なお、上述した実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様の部分は、説明を適宜省略する。

上述した第２実施形態では、ｅＮＢ２００からの距離に応じて、複数のサブキャリアのそれぞれは、送信電力の上限値と関連付けられていたが、本実施形態では、Ｄ２Ｄ通信に用いられるＤ２Ｄ周波数帯域とセルラ通信に用いられるセルラ周波数帯域との関係に応じて、複数のサブキャリアのそれぞれは、送信電力の上限値と関連付けられている。

（送信電力制御情報）
図１９は、第３実施形態に係るＤ２Ｄ通信に用いられるサブキャリアとＤ２Ｄ通信に用いられる送信電力との関連付けを説明するための図である。

図１９（１）に示す例では、セルラ通信に用いられる周波数帯域と、Ｄ２Ｄ通信に用いられる周波数帯域とに分けられている。Ｄ２Ｄ通信に用いられる周波数帯域は、送信電力の上限値が所定値以下の低送信電力と関連付けられた低Ｄ２Ｄ周波数帯と送信電力の上限値が所定値より大きい高送信電力と関連付けられた高Ｄ２Ｄ周波数帯とに分けられている。低Ｄ２Ｄ周波数帯は、セルラ通信に用いられる周波数帯域に隣接している。一方、高Ｄ２Ｄ周波数帯域は、セルラ周波数帯域から離れている。図１９（１）に示す例では、セルラ通信に用いられる周波数帯域とＤ２Ｄ通信に用いられる周波数帯域とが重複していない。

図１９（２）に示す例では、セルラ通信に用いられる周波数帯域と、Ｄ２Ｄ通信に用いられる周波数帯域とが一部重複している。セルラ通信とＤ２Ｄ通信とに用いられる周波数帯とは、送信電力の上限値が所定値以下の低送信電力と関連付けられている。Ｄ２Ｄ通信のみに用いる周波数帯では、送信電力の上限値が所定値より大きい高送信電力と関連付けられている。セルラ通信にのみ用いられる周波数帯は、セルラ通信とＤ２Ｄ通信とに用いられる周波数帯（低Ｄ２Ｄ周波数帯）と隣接している。

図１９（３）に示す例では、セルラ通信に用いられる周波数帯域と、Ｄ２Ｄ通信に用いられる周波数帯域とが一部重複している。セルラ通信とＤ２Ｄ通信とに用いられる周波数帯とは、送信電力が所定値以下の低送信電力と関連付けられている。Ｄ２Ｄ通信のみに用いる周波数帯では、送信電力が所定値より大きい高送信電力及び送信電力が所定値より小さい低送信電力と関連付けられている。セルラ通信にのみ用いられる周波数帯は、セルラ通信とＤ２Ｄ通信とに用いられる周波数帯（低Ｄ２Ｄ周波数帯）と隣接している。

（第３実施形態のまとめ）
本実施形態によれば、セルラ通信にのみ用いられる周波数帯域に隣接するＤ２Ｄ通信用の周波数帯は、所定値以下の送信電力の上限値と関連付けられている。すなわち、低Ｄ２Ｄ周波数帯は、セルラ通信にのみ用いられる周波数帯域と隣接して設けられる。一方、高Ｄ２Ｄ周波数帯は、セルラ通信にのみ用いられる周波数帯域から離れて設けられる。これにより、セルラ通信のみに用いられる周波数帯域に隣接するＤ２Ｄ通信用の隣接周波数帯は、Ｄ２Ｄ通信用の低い送信電力と関連付けられている。従って、セルラ通信用の周波数帯域とＤ２Ｄ通信用の周波数帯域とを完全に分離した状態で利用することができるだけでなく、一部共有した状態で利用することができる。つまり、送信電力を考慮することにより、セルラ通信用の周波数帯域とＤ２Ｄ通信用の周波数帯域とを一部共有した状態でも干渉を抑制できるため、周波数利用効率の良いシステム運用を実現することができる。

［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。

上述した実施形態では、Ｄ２Ｄ通信に用いられる使用送信電力について説明したが、発見処理に用いられる使用送信電力であってもよい。

また、上述した第１実施形態では、サブキャリアを変更するケースを例に挙げて、説明したが、これに限られない。ＵＥ１００−１は、Ｄ２Ｄ通信を開始する前に、複数のサブキャリアの中からＤ２Ｄ通信に用いられるサブキャリアを選択する場合に、上述の第１及び第２実施形態と同様にして、サブキャリアを選択することができる。

また、上述した実施形態では、ＵＥ１００がサブキャリアを選択していたが、これに限られない。例えば、Ｄ２Ｄ通信に用いられるサブキャリアをネットワーク３００が選択してもよい。

例えば、ＵＥ１００−１は、使用する使用送信電力の情報をｅＮＢ２００を経由して、ネットワーク３００に送信する。ネットワーク３００は、受信した情報に基づいて、使用送信電力が上限値を超えないようなサブキャリアを示す情報をｅＮＢ２００を経由して、ＵＥ１００−１に送信することができる。

また、上述した第２実施形態では、Ｄ２Ｄ通信に用いられるサブキャリアのそれぞれは、ｅＮＢ２００からの距離に応じて、送信電力の上限値が大きくなるように、サブキャリアと送信電力の上限値とが関連付けられていたが、これに限られない。

例えば、図２０において、第１セル２５０−１を管理する第１基地局２００−１において、第１セル２５０−１の外周側では、Ｄ２Ｄ通信用の周波数帯ｆ１が用いられ、第１セル２５０−１の中心側では、Ｄ２Ｄ通信用の周波数帯ｆ２が用いられる。一方、第１セル２５０−１に隣接する第２セル２５０−２を管理する第２基地局２００−２において、第２セル２５０−２の外周側では、Ｄ２Ｄ通信用の周波数帯ｆ２が用いられ、第２セル２５０−２の中心側では、Ｄ２Ｄ通信用の周波数帯ｆ１が用いられる。すなわち、第１セルの外周で用いられるＤ２Ｄ通信用の周波数帯と第２セルの外周で用いられるＤ２Ｄ通信用の周波数帯とが異なる。従って、複数の無線リソース（複数の周波数帯）のうち第１セル２５０−１の端部で使用可能な無線リソース（周波数帯ｆ１）は、隣接セルである第２セル２５０−２の端部で使用可能な無線リソース（周波数帯ｆ２）と異なる。これにより、第１セル２５０−１においてＤ２Ｄ通信を行っているユーザ端末グループと第２セル２５０−２においてＤ２Ｄ通信を行っているユーザ端末グループとの間で干渉が発生することを抑制できる。

また、上述した各実施形態では、複数の無線リソースは、周波数方向に分けられた複数の周波数帯（具体的には、サブキャリア）であったが、例えば、複数の無線リソースは、時間軸方向に分けられた複数の無線リソースであってもよい。

また、上述した第２実施形態では、ｅＮＢ２００からの距離を示す情報は、ｅＮＢ２００とＵＥ１００との間のパスロスであったがこれに限られない。ｅＮＢ２００からの距離を示す情報は、例えば、［ｍ］、［ｋｍ］などのｅＮＢ２００からの物理的距離を示す情報であってもよい。この場合、ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−１の位置情報及びｅＮＢ２００の位置情報に基づいて、算出したｅＮＢ２００からの距離に応じて、複数のサブキャリアの中からサブキャリアを選択できる。

また、上述した第１及び第２実施形態では、ＵＥ１００−１は、ｅＮＢ２００からの送信電力制御情報に基づいて、サブキャリアの選択を行っていたが、これに限られない。ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−１に予め設定された設定情報に基づいて、サブキャリアの選択を行ってもよい。例えば、ＵＥ１００−１は、ｅＮＢ２００が管理するセルに在圏していない場合に、設定情報に基づいて、サブキャリアの選択を行うことができる。

上述した各実施形態及び各変形例は、それぞれ適宜組み合わせてもよいことは勿論である。

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６１／７６６５０５号（２０１３年２月１９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、基地局、ユーザ端末及びプロセッサは、Ｄ２Ｄ通信における相手端末の発見処理又はＤ２Ｄ通信に用いられる送信電力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 (9)

1. ユーザ端末であって、
   前記ユーザ端末へユニキャストで送信されたメッセージを基地局から受信する受信部と、
   他のユーザ端末へ直接的に無線信号を送信する送信部と、を有し、
   前記メッセージは、第１の情報と第２の情報とを含み、
   前記第１の情報は、前記無線信号の送信電力を制御するための情報であって、かつ、前記無線信号の送信に用いられ得る時間・周波数領域に含まれる複数の無線リソースのそれぞれに関連付けられた情報であり、
   前記第２の情報は、前記複数の無線リソースのそれぞれを規定する情報であり、
   前記送信部は、前記第１の情報に基づく送信電力で、前記無線信号を前記他のユーザ端末へ直接的に送信するユーザ端末。
2. 前記ユーザ端末は、前記無線信号を送信するために、前記基地局からの参照信号の受信電力に基づいて、前記複数の無線リソースの中から無線リソースを選択する制御部をさらに有する請求項１に記載のユーザ端末。
3. 前記メッセージは、前記受信電力に基づく値と比較される上限値及び下限値を示す第３の情報を含み、
   前記制御部は、前記受信電力に基づく値と前記上限値及び前記下限値との比較に基づいて、前記無線リソースを選択する請求項２に記載のユーザ端末。
4. 前記ユーザ端末は、前記無線信号を送信するために、前記ユーザ端末の位置情報に基づいて、前記複数の無線リソースの中から無線リソースを選択する制御部をさらに有する請求項１に記載のユーザ端末。
5. 前記無線信号は、発見処理において前記他のユーザ端末を発見するための信号である請求項１に記載のユーザ端末。
6. 前記無線信号は、直接的な端末間通信で用いられる信号である請求項１に記載のユーザ端末。
7. ユーザ端末を制御するプロセッサであって、
   前記ユーザ端末へユニキャストで送信されたメッセージを基地局から受信する処理と
   他のユーザ端末へ直接的に無線信号を送信する処理と、を実行し、
   前記メッセージは、第１の情報と第２の情報とを含み、
   前記第１の情報は、前記無線信号の送信電力を制御するための情報であって、かつ、前記無線信号の送信に用いられ得る時間・周波数領域に含まれる複数の無線リソースのそれぞれに関連付けられた情報であり、
   前記第２の情報は、前記複数の無線リソースのそれぞれを規定する情報であり、
   前記第１の情報に基づく送信電力で、前記無線信号を前記他のユーザ端末へ直接的に送信する処理を実行するプロセッサ。
8. 基地局であって、
   前記ユーザ端末へのメッセージに第１の情報及び第２の情報を含める制御部と、
   前記メッセージをユニキャストによって送信する送信部と、を有し、
   前記第１の情報は、端末間での直接的な無線信号の送信電力を制御するための情報であって、かつ、前記無線信号の送信に用いられ得る時間・周波数領域に含まれる複数の無線リソースのそれぞれに関連付けられた情報であり、
   前記第２の情報は、前記複数の無線リソースのそれぞれを規定する情報である基地局。
9. 基地局を制御するプロセッサであって、
   前記ユーザ端末へのメッセージに第１の情報及び第２の情報を含める処理と、
   前記メッセージを送信する処理と、を実行し、
   前記第１の情報は、端末間での直接的な無線信号の送信電力を制御するための情報であって、かつ、前記無線信号の送信に用いられ得る時間・周波数領域に含まれる複数の無線リソースのそれぞれに関連付けられた情報であり、
   前記第２の情報は、前記複数の無線リソースのそれぞれを規定する情報であるプロセッサ。

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