JP6268246B2 - 無線通信システムにおいて端末間直接通信のためのディスカバリ信号の送信電力制御方法及びそのための装置 - Google Patents

無線通信システムにおいて端末間直接通信のためのディスカバリ信号の送信電力制御方法及びそのための装置 Download PDF

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Description

本発明は、無線通信システムに関し、特に、無線通信システムにおいて端末間直接通信のためのディスカバリ信号の送信電力制御方法及びそのための装置に関する。
本発明を適用できる無線通信システムの一例として、３ＧＰＰ ＬＴＥ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ：以下、「ＬＴＥ」という。）通信システムについて概略的に説明する。
図１は、無線通信システムの一例としてＥ−ＵＭＴＳネットワーク構造を概略的に示す図である。Ｅ−ＵＭＴＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）は、既存のＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）から進展したシステムであり、現在３ＧＰＰで基礎的な標準化作業が進行中である。一般に、Ｅ−ＵＭＴＳをＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムと呼ぶこともできる。ＵＭＴＳ及びＥ−ＵＭＴＳの技術規格（ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）の詳細な内容はそれぞれ、「３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ；Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ」のＲｅｌｅａｓｅ ７及びＲｅｌｅａｓｅ ８を参照することができる。
図１を参照すると、Ｅ−ＵＭＴＳは、端末（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ：ＵＥ）、基地局（ｅＮｏｄｅＢ：ｅＮＢ）、及びネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）の終端に位置して外部ネットワークに接続するアクセスゲートウェイ（Ａｃｃｅｓｓ Ｇａｔｅｗａｙ：ＡＧ）を含んでいる。基地局は、ブロードキャストサービス、マルチキャストサービス及び／又はユニキャストサービスのために多重データストリームを同時に送信することができる。
一つの基地局には一つ以上のセルが存在する。セルは、１．４４、３、５、１０、１５、２０ＭＨｚなどの帯域幅のいずれか一つに設定され、複数の端末に下り又は上り送信サービスを提供する。異なったセルは、互いに異なった帯域幅を提供するように設定することができる。基地局は、複数の端末に関するデータ送受信を制御する。下りリンク（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ：ＤＬ）データについて、基地局は下りリンクスケジューリング情報を送信し、該当の端末にデータが送信される時間／周波数領域、符号化、データサイズ、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ａｎｄ ｒｅＱｕｅｓｔ）関連情報などを知らせる。また、上りリンク（Ｕｐｌｉｎｋ：ＵＬ）データについて、基地局は上りリンクスケジューリング情報を該当の端末に送信し、該当の端末が使用可能な時間／周波数領域、符号化、データサイズ、ＨＡＲＱ関連情報などを知らせる。基地局同士の間には、ユーザトラフィック又は制御トラフィックの送信のためのインターフェースを用いることができる。コアネットワーク（Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＣＮ）は、ＡＧ、及び端末のユーザ登録などのためのネットワークノードなどで構成可能である。ＡＧは、複数のセルで構成されるＴＡ（Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ａｒｅａ）単位に端末の移動性を管理する。
無線通信技術は、ＷＣＤＭＡに基づいてＬＴＥにまで開発されてきたが、ユーザと事業者の要求と期待は増す一方である。その上、他の無線接続技術の開発が続いており、将来、競争力を持つためには新しい技術進化が要求される。ビット当たりのコストの削減、サービス可用性の増大、柔軟な周波数バンドの使用、単純構造と開放型インターフェース、端末の適度な電力消耗などが要求される。
上述したような議論に基づき、以下では無線通信システムにおいて端末間直接通信のためのディスカバリ信号の送信電力制御方法及びそのための装置を提案する。
本発明の実施例に係る、無線通信システムにおいて端末が端末間直接通信のためのディスカバリ（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）信号を送信する方法は、一つ以上の下りリンク信号を受信するステップと、前記一つ以上の下りリンク信号の基準受信電力によって、前記ディスカバリ信号を送信するための送信電力を決定するステップと、前記決定された送信電力によって、前記ディスカバリ信号を送信するステップとを有し、前記送信電力は、前記基準受信電力が増加するにつれて減少することを特徴とする。
好適には、前記送信電力は、第１値の受信電力未満では、前記基準受信電力が増加するにつれて減少し、前記第１値の受信電力以上では、前記基準受信電力が増加するにつれて増加することを特徴とする。ここで、前記基準受信電力が前記第１値よりも小さい第２値の受信電力未満である場合、前記送信電力が一定の値に維持されてもよい。また、前記第１値の受信電力以上で前記送信電力は、あらかじめ設定された送信電力以下に制限されてもよい。
さらに、前記決定された送信電力が端末の最小送信電力未満である場合、前記送信電力は前記最小送信電力と再決定されてもよい。
より好適には、前記送信電力を決定するステップは、前記一つ以上の下りリンク信号の受信電力の平均値、最小値及び最大値のいずれか一つの値を前記基準受信電力と決定するステップを有することができる。
一方、本発明の他の実施例に係る、無線通信システムにおいて端末間直接通信を行う端末装置は、基地局又は前記端末間直接通信における相手の端末装置と信号を送受信する無線通信モジュールと、前記信号を処理するプロセッサとを備え、前記プロセッサは、一つ以上の下りリンク信号の基準受信電力によって、前記ディスカバリ信号を送信するための送信電力を決定し、前記決定された送信電力によって、前記ディスカバリ信号を送信するように前記無線通信モジュールを制御し、また、前記プロセッサは、前記基準受信電力が増加するにつれて前記送信電力を減少させることを特徴とする。
好適には、前記プロセッサが、第１値の受信電力未満では、前記基準受信電力が増加するにつれて前記送信電力を減少させ、前記第１値の受信電力以上では、前記基準受信電力が増加するにつれて前記送信電力を増加させることを特徴とする。ここで、前記プロセッサは、前記基準受信電力が前記第１値よりも小さい第２値の受信電力未満である場合、前記送信電力を一定の値を維持させることができる。さらに、前記プロセッサは、前記送信電力を、前記第１値の受信電力以上で、あらかじめ設定された送信電力以下に制限することができる。
より好適には、前記プロセッサは、前記決定された送信電力が端末の最小送信電力未満である場合、前記送信電力を前記最小送信電力と再決定することができる。さらに、前記プロセッサは、前記一つ以上の下りリンク信号の受信電力の平均値、最小値及び最大値のいずれか一つの値を前記基準受信電力と決定することを特徴とする。
本発明の実施例によれば、無線通信システムにおいて端末間直接通信のためにディスカバリ信号をより効率的に送信することができる。
本発明から得られる効果は、以上に言及した効果に制限されず、言及していない別の効果は、以下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には明確に理解されるであろう。
無線通信システムの一例としてＥ−ＵＭＴＳネットワーク構造を概略的に示す図である。 ３ＧＰＰ無線接続ネットワーク規格に基づく端末とＥ−ＵＴＲＡＮ間の無線インターフェースプロトコル（Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のコントロールプレーン（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｌａｎｅ）及びユーザプレーン（Ｕｓｅｒ Ｐｌａｎｅ）構造を示す図である。 ３ＧＰＰシステムに用いられる物理チャネル及びこれらのチャネルを用いた一般的な信号送信方法を説明するための図である。 ＬＴＥシステムで用いられる下りリンク無線フレームの構造を例示する図である。 ＬＴＥシステムで用いられる上りリンクサブフレームの構造を示す図である。 端末間直接通信の概念図である。 本発明が適用される状況に関する概念図である。 本発明の第１実施例によってディスカバリ信号の送信電力を制御する例を示す図である。 本発明の第１実施例によってディスカバリ信号の送信電力を制御する他の例を示す図である。 本発明の第１実施例によってディスカバリ信号の送信電力を制御する更に他の例を示す図である。 本発明の第２実施例によってディスカバリ信号の送信電力を制御する例を示す図である。 本発明の第２実施例によってディスカバリ信号の送信電力を制御する他の例を示す図である。 本発明の第２実施例によってディスカバリ信号の送信電力を制御する更に他の例を示す図である。 受信電力によってＤ２Ｄ通信の禁止区間を設定した例を示す図である。 本発明の実施例に係る通信装置のブロック構成図である。
以下、添付の図面を参照して説明された本発明の実施例から、本発明の構成、作用及び他の特徴が容易に理解されるであろう。以下に説明される実施例は、本発明の技術的特徴が３ＧＰＰシステムに適用された例である。
本明細書ではＬＴＥシステム及びＬＴＥ−Ａシステムを用いて本発明の実施例を説明するが、これは例示に過ぎず、本発明の実施例は、上述した定義に該当するいかなる通信システムにも適用可能である。また、本明細書は、ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式を基準にして本発明の実施例について説明するが、これは例示に過ぎず、本発明の実施例は、Ｈ−ＦＤＤ（Ｈｙｂｒｉｄ−ＦＤＤ）方式又はＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式にも容易に変形して適用することができる。
図２は、３ＧＰＰ無線接続網規格に基づく端末とＥ−ＵＴＲＡＮとの間の無線インターフェースプロトコル（Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のコントロールプレーン及びユーザプレーンの構造を示す図である。コントロールプレーンとは、端末（ＵＥ）とネットワークとが呼を管理するために用いる制御メッセージが送信される通路のことを意味する。ユーザプレーンとは、アプリケーション層で生成されたデータ、例えば、音声データ又はインターネットパケットデータなどが送信される通路のことを意味する。
第１層である物理層は、物理チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）を用いて上位層に情報送信サービス（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を提供する。物理層は、上位の媒体接続制御（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層とは伝送チャネル（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）を介して接続されている。該伝送チャネルを介して媒体接続制御層と物理層との間にデータが移動する。送信側の物理層と受信側の物理層との間には物理チャネルを介してデータが移動する。該物理チャネルは、時間及び周波数を無線リソースとして活用する。具体的に、物理チャネルは、下りリンクにおいてＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式で変調され、上りリンクにおいてＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式で変調される。
第２層の媒体接続制御（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＭＡＣ）層は、論理チャネル（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）を介して、上位層である無線リンク制御（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＲＬＣ）層にサービスを提供する。第２層のＲＬＣ層は、信頼できるデータ送信を支援する。ＲＬＣ層の機能は、ＭＡＣ内部の機能ブロックとしてもよい。第２層のＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）層は、帯域幅の狭い無線インターフェースでＩＰｖ４やＩＰｖ６のようなＩＰパケットを效率的に送信するために、余分の制御情報を減らすヘッダー圧縮（Ｈｅａｄｅｒ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）機能を果たす。
第３層の最下部に位置する無線リソース制御（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＲＲＣ）層は、コントロールプレーンにのみ定義される。ＲＲＣ層は、無線ベアラー（Ｒａｄｉｏ Ｂｅａｒｅｒ）の設定（Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）、再設定（Ｒｅ−ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）及び解除（Ｒｅｌｅａｓｅ）に関連して、論理チャネル、伝送チャネル及び物理チャネルの制御を担当する。無線ベアラー（ＲＢ）とは、端末とネットワーク間のデータ伝達のために第２層により提供されるサービスのことを意味する。そのために、端末のＲＲＣ層とネットワークのＲＲＣ層とはＲＲＣメッセージを互いに交換する。端末のＲＲＣ層とネットワークのＲＲＣ層間にＲＲＣ接続（ＲＲＣ Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）がある場合に、端末はＲＲＣ接続状態（Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｍｏｄｅ）にあり、そうでない場合は、ＲＲＣ休止状態（Ｉｄｌｅ Ｍｏｄｅ）にあるようになる。ＲＲＣ層の上位にあるＮＡＳ（Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ）層は、セッション管理（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）と移動性管理（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）などの機能を果たす。
基地局（ｅＮＢ）を構成する一つのセルは、１．４、３、５、１０、１５、２０ＭＨｚなどの帯域幅のいずれか一つとして設定され、複数の端末に下り又は上り送信サービスを提供する。互いに異なるセルは、互いに異なる帯域幅を提供するように設定することができる。
ネットワークから端末にデータを送信する下り伝送チャネルとしては、システム情報を送信するＢＣＨ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ページングメッセージを送信するＰＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ユーザトラフィックや制御メッセージを送信する下りＳＣＨ（Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）などがある。下りマルチキャスト又は放送サービスのトラフィック又は制御メッセージは、下りＳＣＨを介して送信されてもよく、別の下りＭＣＨ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）を介して送信されてもよい。一方、端末からネットワークにデータを送信する上り伝送チャネルとしては、初期制御メッセージを送信するＲＡＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ユーザトラフィックや制御メッセージを送信する上りＳＣＨ（Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）がある。伝送チャネルの上位に存在し、伝送チャネルにマップされる論理チャネル（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）としては、ＢＣＣＨ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＰＣＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＣＣＣＨ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＭＣＣＨ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＭＴＣＨ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｃｈａｎｎｅｌ）などがある。
図３は、３ＧＰＰシステムに用いられる物理チャネル及びこれらのチャネルを用いた一般の信号送信方法を説明するための図である。
端末は、電源が入ったり、新しくセルに進入したりした場合に、基地局と同期を取るなどの初期セル探索（Ｉｎｉｔｉａｌ ｃｅｌｌ ｓｅａｒｃｈ）作業を行う（Ｓ３０１）。そのために、端末は、基地局から１次同期チャネル（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ：Ｐ−ＳＣＨ）及び２次同期チャネル（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ：Ｓ−ＳＣＨ）を受信して基地局と同期を取り、セルＩＤなどの情報を取得することができる。その後、端末は、基地局から物理放送チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）を受信し、セル内放送情報を取得することができる。一方、端末は、初期セル探索段階で、下りリンク参照信号（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ：ＤＬ ＲＳ）を受信し、下りリンクチャネル状態を確認することができる。
初期セル探索を終えた端末は、物理下りリンク制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ：ＰＤＣＣＨ）、及び該ＰＤＣＣＨに載せられた情報に基づいて物理下りリンク共有チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ：ＰＤＳＣＨ）を受信することによって、より具体的なシステム情報を取得することができる（Ｓ３０２）。
一方、基地局に初めて接続したり信号送信のための無線リソースがない場合には、端末は、基地局にランダムアクセス手順（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）を行うことができる（Ｓ３０３乃至Ｓ３０６）。そのために、端末は、物理ランダムアクセスチャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ：ＰＲＡＣＨ）を介して特定シーケンスをプリアンブルとして送信し（Ｓ３０３及びＳ３０５）、ＰＤＣＣＨ及び対応するＰＤＳＣＨを介して、プリアンブルに対する応答メッセージを受信することができる（Ｓ３０４及びＳ３０６）。競合ベースのＲＡＣＨの場合、衝突解決手順（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）をさらに行うことができる。
上述の手順を行った端末は、その後、一般的な上りリンク／下りリンク信号送信手順として、ＰＤＣＣＨ／ＰＤＳＣＨの受信（Ｓ３０７）、及び物理上りリンク共有チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ：ＰＵＳＣＨ）／物理上りリンク制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ：ＰＵＣＣＨ）の送信（Ｓ３０８）を行うことができる。特に、端末はＰＤＣＣＨを介して下りリンク制御情報（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ：ＤＣＩ）を受信する。ここで、ＤＣＩは、端末に対するリソース割り当て情報のような制御情報を含んでおり、その使用目的によってフォーマットが異なる。
一方、端末が上りリンクで基地局に送信する又は端末が基地局から受信する制御情報としては、下りリンク／上りリンクＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｄｅｘ）、ＲＩ（Ｒａｎｋ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）などを含む。３ＧＰＰ ＬＴＥシステムでは、端末は、これらのＣＱＩ／ＰＭＩ／ＲＩなどの制御情報をＰＵＳＣＨ及び／又はＰＵＣＣＨを介して送信することができる。
図４は、下りリンク無線フレームにおいて一つのサブフレームの制御領域に含まれる制御チャネルを例示する図である。
図４を参照すると、サブフレームは１４個のＯＦＤＭシンボルで構成されている。サブフレーム設定によって、先頭における１個〜３個のＯＦＤＭシンボルは制御領域として用いられ、残りの１３個〜１１個のＯＦＤＭシンボルはデータ領域として用いられる。同図で、Ｒ１乃至Ｒ４は、アンテナ０乃至３に対する参照信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ（ＲＳ）又はパイロット信号（Ｐｉｌｏｔ Ｓｉｇｎａｌ））を表す。ＲＳは、制御領域及びデータ領域にかかわらず、サブフレーム内に一定のパターンで固定される。制御チャネルは、制御領域においてＲＳが割り当てられていないリソースに割り当てられ、トラフィックチャネルも、データ領域においてＲＳが割り当てられていないリソースに割り当てられる。制御領域に割り当てられる制御チャネルには、ＰＣＦＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｏｒｍａｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ＣＨａｎｎｅｌ）、ＰＨＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｈｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ＣＨａｎｎｅｌ）、ＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）などがある。
ＰＣＦＩＣＨは、物理制御フォーマット指示子チャネルであり、サブフレームごとにＰＤＣＣＨに用いられるＯＦＤＭシンボルの個数を端末に知らせる。ＰＣＦＩＣＨは、最初のＯＦＤＭシンボルに位置し、ＰＨＩＣＨ及びＰＤＣＣＨに優先して設定される。ＰＣＦＩＣＨは４個のＲＥＧ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）で構成され、それぞれのＲＥＧはセルＩＤ（Ｃｅｌｌ ＩＤｅｎｔｉｔｙ）に基づいて制御領域内に分散される。１個のＲＥＧは４個のＲＥ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ）で構成される。ＲＥは、１個の副搬送波×１個のＯＦＤＭシンボルで定義される最小物理リソースを表す。ＰＣＦＩＣＨ値は、帯域幅によって、１乃至３、又は２乃至４の値を示し、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）で変調される。
ＰＨＩＣＨは、物理ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ−Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ａｎｄ ｒｅｑｕｅｓｔ）指示子チャネルであり、上りリンク送信に対するＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫを運ぶために用いられる。すなわち、ＰＨＩＣＨは、ＵＬ ＨＡＲＱのためのＤＬ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が送信されるチャネルを表す。ＰＨＩＣＨは、１個のＲＥＧで構成され、セル特定（ｃｅｌｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ）にスクランブルされる。ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、１ビットで指示され、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）で変調する。変調されたＡＣＫ／ＮＡＣＫは、拡散因子（Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒ：ＳＦ）＝２又は４で拡散される。同一のリソースにマップされる複数のＰＨＩＣＨはＰＨＩＣＨグループを構成する。ＰＨＩＣＨグループに多重化されるＰＨＩＣＨの個数は、拡散コードの個数によって決定される。ＰＨＩＣＨ（グループ）は、周波数領域及び／又は時間領域においてダイバーシティ利得を得るために３回反復（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ）される。
ＰＤＣＣＨは、物理下りリンク制御チャネルであり、サブフレームの先頭におけるｎ個のＯＦＤＭシンボルに割り当てられる。ここで、ｎは１以上の整数であり、ＰＣＦＩＣＨによって指示される。ＰＤＣＣＨは、一つ以上のＣＣＥ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）で構成される。ＰＤＣＣＨは、伝送チャネルであるＰＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ）及びＤＬ−ＳＣＨ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ−ｓｈａｒｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ）のリソース割り当てに関する情報、上りリンクスケジューリンググラント（Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ Ｇｒａｎｔ）、ＨＡＲＱ情報などを各端末又は端末グループに知らせる。ＰＣＨ及びＤＬ−ＳＣＨは、ＰＤＳＣＨを介して送信される。そのため、基地局と端末は、一般に、特定の制御情報又は特定のサービスデータ以外は、ＰＤＳＣＨを介してデータをそれぞれ送信及び受信する。
ＰＤＳＣＨのデータがいずれの端末（一つ又は複数の端末）に送信されるか、それらの端末がどのようにＰＤＳＣＨデータを受信してデコードしなければならないかに関する情報などは、ＰＤＣＣＨに含まれて送信される。例えば、特定ＰＤＣＣＨが「Ａ」というＲＮＴＩ（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）でＣＲＣ（ｃｙｃｌｉｃ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｃｈｅｃｋ）マスクされており、「Ｂ」という無線リソース（例、周波数位置）及び「Ｃ」という伝送形式情報（例、伝送ブロックサイズ、変調方式、コーディング情報など）を用いて送信されるデータに関する情報が特定サブフレームで送信されると仮定する。この場合、セル内の端末は、自身が持っているＲＮＴＩ情報を用いてＰＤＣＣＨをモニタし、「Ａ」のＲＮＴＩを持っている一つ以上の端末があると、当該端末はＰＤＣＣＨを受信し、受信したＰＤＣＣＨの情報に基づいて、「Ｂ」と「Ｃ」が示すＰＤＳＣＨを受信する。
下りリンク制御チャネルの基本リソース単位は、ＲＥＧ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）である。ＲＥＧは、ＲＳを除いた状態で４個の隣接するリソース要素（ＲＥ）で構成される。ＰＣＦＩＣＨ及びＰＨＩＣＨはそれぞれ、４個のＲＥＧ及び３個のＲＥＧを含む。ＰＤＣＣＨはＣＣＥ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ）単位で構成され、１個のＣＣＥは９個のＲＥＧを含む。
図５は、ＬＴＥシステムで用いられる上りリンクサブフレームの構造を示す図である。
図５を参照すると、上りリンクサブフレームは制御情報を運ぶＰＵＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＣＨａｎｎｅｌ）が割り当てられる領域と、ユーザデータを運ぶＰＵＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ ＣＨａｎｎｅｌ）が割り当てられる領域とに区別される。サブフレームにおいて周波数領域の中間部分がＰＵＳＣＨに割り当てられ、周波数領域でデータ領域の両側部分がＰＵＣＣＨに割り当てられる。ＰＵＣＣＨ上で送信される制御情報には、ＨＡＲＱに用いられるＡＣＫ／ＮＡＣＫ、下りリンクチャネル状態を示すＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＭＩＭＯのためのＲＩ（Ｒａｎｋ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、上りリンクリソース割り当て要請であるＳＲ（Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ Ｒｅｑｕｅｓｔ）などがある。一つの端末に対するＰＵＣＣＨは、サブフレーム内の各スロットで互いに異なる周波数を占める一つのリソースブロックを使用する。すなわち、ＰＵＣＣＨに割り当てられる２個のリソースブロックは、スロット境界で周波数ホッピング（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｈｏｐｐｉｎｇ）される。特に、図５は、ｍ＝０のＰＵＣＣＨ、ｍ＝１のＰＵＣＣＨ、ｍ＝２のＰＵＣＣＨ、ｍ＝３のＰＵＣＣＨがサブフレームに割り当てられることを例示する。
以下、ＬＴＥシステムにおいて上りリンク送信電力制御方法について説明する。
端末が自身の上りリンク送信電力を制御する方法には、開ループ電力制御（Ｏｐｅｎ Ｌｏｏｐ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＯＬＰＣ）と閉ループ電力制御（Ｃｌｏｓｅｄ Ｌｏｏｐ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＣＬＰＣ））がある。このうち、前者は、端末の属しているセルの基地局からの下りリンク信号の減衰を推定し、それを補償する形態で電力制御をするための因子である。すなわち、端末から基地局までの距離が遠くなって下りリンクの信号減衰が大きくなると、上りリンクの送信電力をさらに上げる方式で上りリンク電力を制御する。そして、後者は、基地局で上りリンク送信電力を調節するために必要な情報（すなわち、制御信号）を直接伝達する方式で上りリンク電力を制御する。
次の式１は、搬送波集成（Ｃａｒｒｉｅｒ Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）技法を支援するシステムにおいて、サービングセルｃでサブフレームインデックスｉ上でＰＵＳＣＨ及びＰＵＣＣＨを同時に送信せず、ＰＵＳＣＨのみを送信する場合に、端末の送信電力を決定するためのものである。
Figure 0006268246
次の式２は、搬送波集成技法を支援するシステムにおいて、サービングセルｃでサブフレームインデックスｉ上でＰＵＣＣＨ及びＰＵＳＣＨを同時に送信する場合に、ＰＵＳＣＨ送信電力を決定するためのものである。
Figure 0006268246
Figure 0006268246
また、式１で、ＭＰＵＳＣＨ，ｃ（ｉ）は、サブフレームインデックスｉに対して有効なリソースブロック数で表現されたＰＵＳＣＨリソース割り当ての帯域幅を示すパラメータであり、基地局が割り当てる値である。ＰＯ＿ＰＵＳＣＨ，ｃ（ｊ）は、上位層から提供されたセル−特定ノミナルコンポーネント（ｎｏｍｉｎａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）ＰＯ＿ＮＯＭＩＮＡＬ＿ＰＵＳＣＨ，ｃ（ｊ）と上位層から提供された端末−特定コンポーネントＰＯ＿ＵＥ＿ＰＵＳＣＨ，ｃ（ｊ）との和で構成されたパラメータであって、基地局が端末に知らせる値である。
上りリンクグラントに基づくＰＵＳＣＨ送信／再送信時にｊは１であり、ランダムアクセス応答に基づくＰＵＳＣＨ送信／再送信時にｊは２である。そして、ＰＯ＿ＵＥ＿ＰＵＳＣＨ，ｃ（２）＝０及びＰＯ＿ＮＯＭＩＮＡＬ＿ＰＵＳＣＨ，Ｃ（２）=ＰＯ＿ＰＲＥ+ΔＰＲＥＡＭＢＬＥ＿Ｍｓｇ３であり、パラメータＰＯ＿ＰＲＥ及びΔＰＲＥＡＭＢＬＥ＿Ｍｓｇ３は、上位層からシグナルされる。
αｃ（ｊ）は、経路損失補償因子（ｐａｔｈｌｏｓｓ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ）であって、上位層から提供され、基地局が３ビットで送信するセル−特定パラメータである。ここで、ｊが０又は１のとき、∈｛０，０．４，０．５，０．６，０．７，０．８，０．９，１｝であり、ｊが２のとき、αｃ（ｊ）＝１である。αｃ（ｊ）は、基地局が端末に知らせる値である。
経路損失ＰＬｃは、端末がｄＢ単位に計算した下りリンク経路損失（又は、信号損失）推定値であり、ＰＬｃ＝ｒｅｆｅｒｅｎｃｅＳｉｇｎａｌＰｏｗｅｒ−ｈｉｇｈｅｒ ｌａｙｅｒ ｆｉｌｔｅｒｅｄＲＳＲＰで表現され、ここで、ｒｅｆｅｒｅｎｃｅＳｉｇｎａｌＰｏｗｅｒは、基地局が上位層で端末に知らせることができる。
ｆｃ（ｉ）は、サブフレームインデックスｉに対して現在ＰＵＳＣＨ電力制御調整状態を示す値であり、現在の絶対値又は蓄積された値で表現することができる。蓄積（ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ）が上位層から提供されるパラメータに基づいてイネーブル（ｅｎａｂｌｅ）されたり、又はＴＰＣ ｃｏｍｍａｎｄδＰＵＳＣＨ，ｃが、ＣＲＣが臨時（Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ）Ｃ−ＲＮＴＩでスクランブルされたサービングセルｃに対するＤＣＩフォーマット０と共にＰＤＣＣＨに含まれると、ｆｃ（ｉ）＝ｆｃ（ｉ−１）+δＰＵＳＣＨ，ｃ（ｉ−ＫＰＵＳＣＨ）を満たす。δＰＵＳＣＨ，ｃ（ｉ−ＫＰＵＳＣＨ）は、サブフレームｉ−ＫＰＵＳＣＨでＤＣＩフォーマット０／４又は３／３Ａと共にＰＤＣＣＨでシグナルされ、ここでｆｃ（０）は、蓄積値のリセット（ｒｅｓｅｔ）後の最初の値である。
ＫＰＵＳＣＨの値は、ＬＴＥ標準で次のように定義されている。
ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）ではＫＰＵＳＣＨの値が４である。ＴＤＤにおいてＫＰＵＳＣＨの値は、次の表１のとおりである。
Figure 0006268246
ＤＲＸ状態の場合を除けば、毎サブフレームで端末は端末のＣ−ＲＮＴＩをもってＤＣＩフォーマット０／４のＰＤＣＣＨを、又は端末のＴＰＣ−ＰＵＳＣＨ−ＲＮＴＩをもってＤＣＩフォーマット３／３ＡのＰＤＣＣＨ及びＳＰＳ Ｃ−ＲＮＴＩに対するＤＣＩフォーマットをデコードしようと試みる。サービングセルｃに対するＤＣＩフォーマット０／４及びＤＣＩフォーマット３／３Ａが同一サブフレームで検出されると、端末は、ＤＣＩフォーマット０／４で提供されるδＰＵＳＣＨ，ｃを用いなければならない。サービングセルｃのためにデコードされるＴＰＣ命令（ｃｏｍｍａｎｄ）がないか、ＤＲＸが発生するか、又はインデックスｉのサブフレームがＴＤＤにおいて上りリンクサブフレームでないサブフレームに対して、δＰＵＳＣＨ，ｃは０ｄＢである。
ＤＣＩフォーマット０／４と共にＰＤＣＣＨ上でシグナルされるδＰＵＳＣＨ，ｃ蓄積値は、次の表２のとおりである。ＤＣＩフォーマット０に同伴するＰＤＣＣＨが、ＳＰＳ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎで認証（ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ）されたり、リリース（ｒｅｌｅａｓｅ）されると、δＰＵＳＣＨ，ｃは０ｄＢである。ＤＣＩフォーマット３／３Ａと共にＰＤＣＣＨ上でシグナルされるδＰＵＳＣＨ，ｃ蓄積値は、次の表２のＳＥＴ１のいずれか一つであるか、上位層で提供されるＴＰＣ−インデックス（ｉｎｄｅｘ）パラメータによって決定される次の表３のＳＥＴ２のいずれか一つである。
Figure 0006268246
Figure 0006268246
Figure 0006268246
次の式３は、ＬＴＥシステムにおける、ＰＵＣＣＨに対する上りリンク電力制御関連式である。
Figure 0006268246
上記の式３で、ｉは、サブフレームインデックス、ｃは、セル（ｃｅｌｌ）インデックスである。端末が２つのアンテナポート上でＰＵＣＣＨを送信するように上位層によって設定されていると、ΔＴｘＤ（Ｆ’）の値は上位層によって端末に提供され、その他の場合には０である。以下に説明するパラメータは、セルインデックスｃであるサービングセルに関する。
ここで、ＰＣＭＡＸ，ｃ（ｉ）は、端末の送信可能な最大電力を表し、ＰＯ＿ＰＵＣＣＨは、セル−特定（ｃｅｌｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ）パラメータの和で構成されたパラメータであって、基地局が上位層シグナリングを用いて知らせる。ＰＬｃは、端末がｄＢ単位に計算した下りリンク経路損失（又は、信号損失）推定値であって、ＰＬｃ＝ｒｅｆｅｒｅｎｃｅＳｉｇｎａｌＰｏｗｅｒ−ｈｉｇｈｅｒ ｌａｙｅｒ ｆｉｌｔｅｒｅｄＲＳＲＰで表現される。ｈ（ｎ）は、ＰＵＣＣＨフォーマットによって変わる値であり、ｎＣＱＩは、チャネル品質情報（ＣＱＩ）に対する情報ビットの数であり、ｎＨＡＲＱは、ＨＡＲＱビットの数を表す。ΔＦ＿ＰＵＣＣＨ（Ｆ）値は、ＰＵＣＣＨフォーマット１ａに相対的な値であって、ＰＵＣＣＨフォーマット＃Ｆに対応する値である。このΔＦ＿ＰＵＣＣＨ（Ｆ）値は、基地局が上位層シグナリングを用いて知らせる値である。ｇ（ｉ）は、インデックスｉのサブフレームの現在ＰＵＣＣＨ電力制御調整ステート（ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｓｔａｔｅ）を表す。
ＰＯ＿ＵＥ＿ＰＵＣＣＨ値が上位層で変更されるとき、ｇ（０）＝０であり、そうでないと、ｇ（０）＝ΔＰｒａｍｐｕｐ+δｍｓｇ２である。δｍｓｇ２は、ランダムアクセス応答で指示されるＴＰＣ命令（ｃｏｍｍａｎｄ）であり、ΔＰｒａｍｐｕｐは、上位層で提供する最初のプリアンブルから最後のプリアンブルまでの総電力ランプ−アップ（ｒａｍｐ−ｕｐ）に該当する。
プライマリセルにおける送信最大電力ＰＣＭＡＸ，ｃ（ｉ）に到達すると、プライマリセルに対して正（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）のＴＰＣ命令が蓄積されない。一方、端末が最低電力に到達すると、負（ｎｅｇａｔｉｖｅ）のＴＰＣ命令が蓄積されない。端末は、ＰＯ＿ＵＥ＿ＰＵＣＣＨ値が上位層によって変更されたり、又はランダムアクセス応答メッセージを受信するとき、蓄積（ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ）をリセットする。
一方、次の表４及び表５は、ＤＣＩフォーマットにおけるＴＰＣ命令（Ｃｏｍｍａｎｄ）フィールドが示すδＰＵＣＣＨ値を表すものである。特に、表４は、ＤＣＩフォーマット３Ａ以外のＤＣＩが示すδＰＵＣＣＨ値であり、表５は、ＤＣＩフォーマット３Ａが示すδＰＵＣＣＨ値である。
Figure 0006268246
Figure 0006268246
図６は、端末間直接通信を示す概念図である。
図６を参照すると、ＵＥが他のＵＥと直接無線通信を行うＤ２Ｄ（ｄｅｖｉｃｅ−ｔｏ−ｄｅｖｉｃｅ）通信、すなわち、端末間直接通信では、ｅＮＢがＤ２Ｄ送受信を指示するためのスケジューリングメッセージを送信することができる。Ｄ２Ｄ通信に参加するＵＥは、ｅＮＢからＤ２Ｄスケジューリングメッセージを受信し、Ｄ２Ｄスケジューリングメッセージが指示する送受信動作を行う。
本発明では、図６のようにＵＥが他のＵＥと直接無線チャネルを用いて端末間直接通信を行うとき、通信の相手となるＵＥを検出する方法を提案する。ここで、ＵＥはユーザの端末を意味するが、ｅＮＢのようなネットワークエンティティがＵＥ間の通信方式によって信号を送受信する場合には、このエンティティも一種のＵＥと見なすことができる。以下では、ＵＥ間に直接接続されたリンクをＤ２Ｄリンクと呼び、ＵＥがｅＮＢと通信するリンクをＮＵリンクと呼ぶ。
図６で説明したようにＵＥが直接通信を行うためには、相手ＵＥが直接通信可能な領域に存在するか否かをまず把握しなければならない。このように相手ＵＥが隣接している否かを判断する過程を、端末ディスカバリ（ｄｅｖｉｃｅ ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）又は端末検出（ｄｅｖｉｃｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）と称する。このような端末ディスカバリは、一般に、あるＵＥが特定の信号を送信し、それを他のＵＥが検出する形態でなされる。ディスカバリ（ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）のためにＵＥが送信し検出する信号を、ディスカバリ信号（ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ｓｉｇｎａｌ）と称する。
Ｄ２Ｄ通信のカバレッジを保障するために、ディスカバリ信号も適度なカバレッジを維持することが重要である。しかも、ディスカバリ信号の送信そのものがＵＥのバッテリーを消耗する動作であり、過度な電力で送信したディスカバリ信号は、隣接した他のセルや他のＤ２Ｄリンクへの干渉として作用しうる。このため、過度な電力でディスカバリ信号を送信することは好ましくなく、ディスカバリ信号の送信電力は適度なレベルに制御されることが好ましい。
Ｄ２Ｄ通信のためのディスカバリ信号の送信電力制御では、既存の一般的なＵＥ送信電力制御と違い、ｅＮＢが該当のディスカバリ信号を受信しないという点に注目する必要がある。既存のＮＵリンクにおけるＵＥ送信信号の受信側はｅＮＢであり、ｅＮＢは、自身の受信信号の品質に基づいてＵＥ送信電力を調節することができる。しかし、ディスカバリ信号の受信側は一般のＵＥであるため、ｅＮＢが該当の信号の受信信号品質を直接把握することは難しい。また、ディスカバリ信号の潜在的な受信側が多数のＵＥであるため、特定ＵＥの受信品質に基づいて送信電力制御を動作することにも困難がある。一方、ｅＮＢに直接接続していない休止モード（ｉｄｌｅ ｍｏｄｅ）のＵＥも、必要によってはディスカバリ信号を送受信することができる。また、一部のＤ２ＤリンクはｅＮＢのカバレッジの外部で動作してもよく、この場合、ｅＮＢの直接制御が不可能なこともある。
そこで、本発明では、ディスカバリ信号に対する効果的な送信電力制御方式を説明する。
＜第１実施例＞−ｅＮＢからの経路損失に基づく送信電力制御
本発明の第１実施例では、ＵＥがｅＮＢからの経路損失を測定し、これに基づいてディスカバリ信号の送信電力を決定することを提案する。図面を参照して具体的に説明する。
図７は、本発明が適用される状況を示す概念図である。
一つのｅＮＢセルに属するＵＥは互いにディスカバリ信号を受信できるものでなければならないと仮定すれば、図７に示すように、ｅＮＢから遠く離れているＵＥは、同一セルに位置している他のＵＥが遠くに存在する確率が高いため、より高い電力を使用することが有利であり、よって、経路損失につれて送信電力が増加するように動作することが好ましい。すなわち、ＵＥ１がＵＥ２にディスカバリ信号を送信する場合に、相対的に高い電力でディスカバリ信号を送信する。
しかし、ｅＮＢと非常に近接しているＵＥは、相対的にセル境界に位置しているＵＥから遠く離れているが、セル境界に位置しているＵＥは、隣接セルからの干渉に露出される可能性が高く、これを克服するためには一定レベル以上の受信電力を必要とする。これはすなわち、経路損失が減っても送信電力は維持されるか、むしろ増加することが好ましいということを意味する。すなわち、ＵＥ２がＵＥ１にディスカバリ信号を送信する場合にも、相対的に高い電力でディスカバリ信号を送信する。
これに対し、中間地点に位置しているＵＥ３が、ｅＮＢに近接しているＵＥ１及びセル境界に位置しているＵＥ３にディスカバリ信号を送信する場合には、相対的に低い電力でも該当のＵＥにディスカバリ信号が到達し得る。
図８は、本発明の第１実施例によってディスカバリ信号の送信電力を制御する例を示す図である。
図８を参照すると、ｅＮＢに最も近接した位置、すなわち、経路損失が０である地点から経路損失がＤになる地点まで、送信電力はＡからＣまで減少することがわかる。また、経路損失Ｄからは、送信電力が所定の送信電力、図８では送信電力Ｂまで増加することがわかる。
このような場合、ｅＮＢは送信電力Ａ、Ｂ、Ｃ及び経路損失Ｄに該当する値をシグナルすることができる。
図９は、本発明の第１実施例によってディスカバリ信号の送信電力を制御する他の例を示す図である。特に、図９は、図８の特殊な一例であり、送信電力ＢとＣがＵＥの最小送信電力以下に設定された場合に該当する。勿論、送信電力ＢとＣは、ＵＥの最小送信電力に必ずしも制限されず、それよりも大きい値と定義されてもよい。
図９を参照すると、ディスカバリ信号の送信電力が経路損失の増加につれて減ることがわかる。図９の送信電力制御方法は、隣接セルへの干渉を減らすのに有用である。複数のｅＮＢのセルが共存する環境において一つのｅＮＢとの経路損失が大きいということは、隣接した他のｅＮＢに近接しているということを意味するためである。場合によって、経路損失Ｄは定義されなくてもよい。
図１０は、本発明の第１実施例によってディスカバリ信号の送信電力を制御する更に他の例を示す図である。特に、図１０は、送信電力ＡとＣが同一の値に設定された場合を示している。
図１０を参照すると、経路損失Ｄよりも小さい経路損失の位置に存在するＵＥ、すなわち、セルの内部に位置しているＵＥは均一の送信電力を使用するが、ＵＥがセルの境界に移動して経路損失がＤよりも大きくなる場合には、より高い送信電力を用いて、相対的に遠くに位置しているセル内のＵＥに一定の受信電力でディスカバリ信号が到達し得るようにする。図１０では、送信電力ＢがＵＥの最大送信電力よりも高く設定されたとしたが、場合によっては定義されなくてもよい。
この方式は、隣接セルに高い干渉を及ぼしうるが、適切な干渉緩和又は干渉除去の方法、例えば、ディスカバリ信号が送信される時間／周波数リソースを隣接セルで使用しないなどの方法が適用された場合には、ディスカバリ信号のカバレッジを保障する方法として活用することができる。
また、送信電力ＡとＣを同一の値に設定することによって一定経路損失以内では同一電力を使用するようにし、該当する領域では経路損失の変化による送信電力の変化がない。したがって、ディスカバリ信号の受信信号強度が該当のＵＥとの経路損失を意味することから、受信ＵＥが各ＵＥとの経路損失を容易に判断できるという長所がある。
さらに、ディスカバリ信号が送受信される中でｅＮＢがＰＵＳＣＨ及びＰＵＣＣＨを受信する場合が発生しうる。このような場合、経路損失が減少するにつれてディスカバリ信号の送信電力を減少させ、ｅＮＢのＰＵＳＣＨ及びＰＵＣＣＨの受信に及ぶ影響を減少させる必要がある。ただし、低すぎる電力で送信することは避ける必要があるため、送信電力ＡとＣをＵＥの最小電力以上の適切な値に設定することが好ましい。
上述したように、基本的に、経路損失をサービングセル又はサービングｅＮＢからの経路損失に設定することができる。まだネットワークに接続していないＵＥ、すなわち、休止モードのＵＥは、最も強い信号を受信したｅＮＢ或いは経路損失の最も少ないｅＮＢからの経路損失を用いることができる。或いは、複数のｅＮＢの経路損失から所定の値を算出又は誘導することもできる。一例として、ｅＮＢからシグナルされた複数のｅＮＢから経路損失を計算した後、一つの代表経路損失を選択し、それに基づいて送信電力を設定することができる。
特に、この方式は、該当の複数のｅＮＢが一つのＤ２Ｄクラスターを形成し、同一クラスターに属しているＵＥがそれぞれ異なったｅＮＢに接続している場合であっても、Ｄ２Ｄ通信を行う際に、Ｄ２Ｄクラスターを一つのセルのように見なすという効果がある。
複数のｅＮＢからの経路損失をそれぞれＰＬｎとすれば、代表経路損失を決定する数式の具体的な例には次の方法がある。
Figure 0006268246
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＜第２実施例＞−下りリンク受信信号に基づく電力制御
本発明の第２実施例では、ＵＥが下りリンク信号を受信し、この受信信号の強度に基づいてディスカバリ信号の電力を決定することを提案する。ここで、下りリンク受信信号の強度は、ｅＮＢが送信するＣＲＳやＣＳＩ−ＲＳの受信強度であってもよく、特定の信号でない雑音や干渉などのあらゆる信号を含めて下りリンクで観察された信号の受信強度、例えば、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｉｅｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を用いることもできる。
本発明の第２実施例では、下りリンクの受信信号が強いということは、経路損失が少ないということを意味するという点で、第１実施例と類似の原理でディスカバリ信号の送信電力制御を行うことができるが、経路損失の計算に必要だったｅＮＢの送信電力に関する情報を必要としないということが異なる。特に、この実施例は、休止モード（ｉｄｌｅ ｍｏｄｅ）にあるＵＥのようにｅＮＢの信号を受信しない場合、又はｅＮＢのカバレッジの外部にある場合に、より好適な方案であるといえる。
図１１は、本発明の第２実施例によってディスカバリ信号の送信電力を制御する例を示す図である。特に、図１１は、上述した図８の原理が適用されたものであり、経路損失と受信電力強度とが反比例の関係にあることから、図８のグラフと左右対称することがわかる。
図１２は、本発明の第２実施例によってディスカバリ信号の送信電力を制御する他の例を示す図である。特に、図１２は、上述した図１０に対応する電力制御方法である。
図１２を参照すると、下りリンク受信信号の強度が低い場合は、近接している位置にｅＮＢがないと判断し、高い送信電力でディスカバリ信号を送信することがわかる。特に、このような動作は、ｅＮＢカバレッジの外部でＵＥが独自でＤ２Ｄを行う場合に好適であるる。独自のＤ２Ｄ動作を行うＵＥは、ｅＮＢに近接するにつれて下りリンク受信電力が大きくなるので、ディスカバリ信号送信電力を減らすことによって、ｅＮＢが予測できないディスカバリ信号の送信による干渉問題を緩和する効果を得ることができるためである。
このような観点で、受信電力Ｅ’を、ｅＮＢのカバレッジに近接したか否かを判断する基準値と見なすことができる。すなわち、Ｅ’よりも小さい値の受信電力の状況は、ｅＮＢカバレッジに近接していないと判断し、ｅＮＢへの干渉を考慮せず、Ｄ２Ｄのために可能な最大電力である送信電力Ｂの値を用いる。
図１３は、本発明の第２実施例によってディスカバリ信号の送信電力を制御する更に他の例を示す図である。
図１３は、図１２の送信電力制御方法を変形したものであり、受信電力Ｄ’値が特定の値と定義されない場合を示す。同様に、送信電力ＡやＣも別の値と定義されなくてもよい。
本発明の第２実施例によって動作する場合にも、ＵＥは、ｅＮＢに接続すると、ｅＮＢの指示にしたがって送信電力を設定することができる。一例として、ｅＮＢカバレッジの外部では図１３のように動作するが、ｅＮＢカバレッジの内部に進入すると、ｅＮＢが指示する送信電力を用いるように動作することができる。
より具体的に、ｅＮＢの指示した送信電力が図１２の送信電力Ａ（＝Ｃ）と与えられると、図１２では、受信信号電力が受信電力Ｄ’よりも小さいカバレッジの外部では、受信電力にしたがって減少する送信電力を使用し、受信信号電力が受信電力Ｄ’よりも大きいカバレッジの内部ではｅＮＢの指示した送信電力を用いる動作と解釈することもできる。
＜第３実施例＞−Ｄ２Ｄ通信のためのリソースに基づく電力制御
上述した第１実施例及び第２実施例に加えて、本発明の第３実施例では、ＵＥは、Ｄ２Ｄ通信が行われるリソースで信号を受信し、その受信信号の電力の大きさに基づいてディスカバリ信号の送信電力を調節することもできる。ここで、Ｄ２Ｄが行われるリソースは、ＵＥが送信動作を行う上りリンクリソース、具体的に、ＦＤＤでは上りリンク周波数帯域、ＴＤＤでは上りリンクサブフレームを意味することができる。ここで、上りリンク受信信号は、雑音や干渉を含めて上りリンクリソースで受信されたあらゆる信号を含むものを意味することができる。
一般に、ＵＥが高い電力で上りリンク信号を受信すると、これは、隣接した位置で上りリンク送信を行うＵＥが存在するということを意味する。この場合、このＵＥの上りリンク信号を当該ＵＥがｅＮＢに送信する信号と見なすと、これは、隣接した位置にセルが存在するということを意味し、当該セルへの干渉を減らすために、図１２又は図１３のような動作を行う必要がある。すなわち、高い受信電力が測定された場合は、隣接した位置にセルが存在することと判断し、送信電力を減らす。この場合、上りリンク信号としてＤ２Ｄ信号は除外されることが好ましく、よって、Ｄ２Ｄ通信が行われない時間／周波数リソースでのみ受信信号強度を測定し、この測定信号をＵＥがｅＮＢと通信する信号と見なすことが好ましい。
＜第４実施例＞−ＵＥの測定／報告及びｅＮＢ指示に基づく電力制御
本発明の第４実施例では、ｅＮＢが、ディスカバリ信号送信電力を調節することを指示するメッセージをＵＥに送信し、これに基づいてＵＥがディスカバリ信号送信電力を制御することを提案する。一つのｅＮＢのセル内では多数のＵＥがディスカバリ信号を送信している可能性が高いため、上記の送信電力指示メッセージは複数のＵＥに共通に適用されることが好ましい。
ｅＮＢがディスカバリ信号の送信電力を調節するためにはディスカバリ信号の受信品質を把握しなければならないが、ディスカバリ信号の受信者は個別ＵＥであるから、各ＵＥが受信品質を測定してｅＮＢに報告しなければならない。ただし、各ＵＥがそれぞれのディスカバリ信号の品質を測定して報告する動作には多いシグナリングオーバーヘッドが発生しうるため、測定／報告過程では適切な処理が必要である。
一例として、ＵＥは、全てのディスカバリ信号の品質を測定するのではなく、一部のディスカバリ信号或いは一部のディスカバリ信号リソースの品質を測定することができる。より具体的には、一つのディスカバリ信号を送信できるリソースを一つのディスカバリリソースと定義すれば、ＵＥは、測定区間に存在するＭ個のリソースのうちｍ個のリソースに対してのみ信号品質を測定する。万一、Ｍ個のリソースがＴ個の時間領域に分散して送信されるとすれば、好ましくは、各時間領域における測定を均一に分散し、一つの時間領域でｍ／Ｔ個のリソースに対して測定を行う。上記複数の測定区間内のリソースが複数の周波数領域で送信される場合にも、各周波数領域で均一に測定がなされるようにすることができる。ここで、信号の品質は、個別ディスカバリ信号のＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ）やＲＳＲＱ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｑｕａｌｉｔｙ）であってもよいが、各ＵＥの信号に対していちいち検出を試み難い点で、個別ディスカバリ信号リソースにおけるＲＳＳＩであってもよい。
ＵＥが測定した品質を報告する際には、測定値の統計値を報告することによって、個別測定値を報告する場合に比べて少ないシグナリングオーバーヘッドを保つことができる。この統計値としては、測定値の平均値、又は測定値を順に整列した後、中間値に該当する値或いは下位５％に該当する値などを使用することができる。
実際のディスカバリ信号の送信電力制御において、上述した実施例の２つ以上を組み合わせて用いることもできる。一例として、上述した実施例から選ばれる所定の実施例によって導出された送信電力のうち、最も低い値を使用するように動作することができる。すなわち、各実施例が実際送信電力値を決定する方式として用いられてもよいが、ディスカバリ信号送信電力の最大値を決定する方式として用いられてもよい。一例として、ＵＥは、自身の状況などを考慮して、上述した実施例のうちの一つ或いは複数の組合せによって決定された送信電力以下の適度な電力を使用するように動作することができる。すなわち、ＵＥは、自身のバッテリが十分に残っていないと、上記決定された電力よりも低い電力を使用することによってバッテリー消耗を減らすことができる。
また、上述した方式によってディスカバリ信号の送信電力が決定されると、これに基づいてＤ２Ｄ通信信号の送信電力を定めることもできる。一例として、ディスカバリ信号の送信電力に一定のオフセット値を加えることでＤ２Ｄ通信信号の送信電力を決定することができる。このオフセット値は、予め定められた値であってもよいが、Ｄ２Ｄ通信で送受信される情報の量やＤ２Ｄ通信に用いられる変調（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式、周波数領域の大きさなどによって決定される値であってもよい。
上記の第２実施例及び第３実施例によれば、ＵＥは、下りリンク信号の受信強度及び／又はＤ２Ｄリソースにおける信号の受信強度から、隣接した位置にセルが存在するか否かを把握することができる。この場合、ｅＮＢのセルカバレッジ外部におけるＤ２Ｄ ＵＥは、隣接した他のｅＮＢのセルがあることを把握すると、送信電力を減らすことによって、セル内部で通信するＵＥを強い干渉から保護することができる。一方、一部のリソースではＤ２Ｄ送信を一切行わないことによって、セル内部のＵＥを保護することもできる。
一例として、図１２のような場合、カバレッジ外部のＤ２Ｄ ＵＥは、下りリンク信号受信強度が受信電力Ｅ’よりも大きくなると、隣接したセルが存在することと把握し、一部の時間／周波数領域ではＤ２Ｄ信号を送信しない。特に、一度Ｄ２Ｄ信号を送信すると、少なくとも一定時間にはＤ２Ｄ信号を送信しないように動作することができる。一方、Ｅ’よりも小さい受信信号強度の場合には、全てのリソースをＤ２Ｄ信号に用いることができる。
図１４には、受信電力によってＤ２Ｄ通信の禁止区間を設定した例を示す。
図１４を参照すると、ＵＥ３がｅＮＢの信号を受信する区間ではＵＥ１がＤ２Ｄ信号を送信しないことがわかる。特に、図１４の動作は、ＵＥがｅＮＢ信号を受信するリソースとＵＥがＤ２Ｄ信号を送信するリソースとが同一の周波数帯域に共存するＴＤＤシステムにおいてより効果的である。
図１５は、本発明の一実施例に係る通信装置のブロック構成図である。
図１５を参照すると、通信装置１５００は、プロセッサ１５１０、メモリ１５２０、ＲＦモジュール１５３０、ディスプレイモジュール１５４０、及びユーザインターフェースモジュール１５５０を備えている。
通信装置１５００は説明の便宜のために示されたもので、一部のモジュールは省略されてもよい。また、通信装置１５００は必要なモジュールをさらに備えることができる。また、通信装置１５００において、一部のモジュールは、より細分化したモジュールに区分することができる。プロセッサ１５１０は、図面を参照して例示した本発明の実施例に係る動作を実行するように構成される。具体的に、プロセッサ１５１０の詳細な動作は、図１乃至図１４に記載された内容を参照することができる。
メモリ１５２０は、プロセッサ１５１０に接続し、オペレーティングシステム、アプリケーション、プログラムコード、データなどを格納する。ＲＦモジュール１５３０は、プロセッサ１５１０に接続し、基底帯域信号を無線信号に変換したり、無線信号を基底帯域信号に変換する機能を果たす。そのために、ＲＦモジュール１５３０は、アナログ変換、増幅、フィルタリング及び周波数アップコンバート又はこれらの逆過程を行う。ディスプレイモジュール１５４０は、プロセッサ１５１０に接続し、様々な情報をディスプレイする。ディスプレイモジュール１５４０は、これに制限されるものではないが、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）のような周知の要素を用いることができる。ユーザインターフェースモジュール１５５０は、プロセッサ１５１０に接続し、キーパッド、タッチスクリーンなどのような周知のユーザインターフェースの組合せで構成可能である。
以上説明してきた実施例は、本発明の構成要素及び特徴を所定形態に結合したものである。各構成要素又は特徴は、別の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮しなければならない。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施することもでき、一部の構成要素及び／又は特徴を結合して本発明の実施例を構成することもできる。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更されてもよい。ある実施例の一部構成や特徴は、他の実施例に含まれてもよく、他の実施例の対応する構成又は特徴に取り替わってもよい。特許請求の範囲において明示的な引用関係にない請求項を結合して実施例を構成したり、出願後の補正により新しい請求項として含めたりできるということは明らかである。
本発明に係る実施例は、様々な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア（ｆｉｒｍｗａｒｅ）、ソフトウェア又はそれらの結合などによって具現することができる。ハードウェアによる具現では、本発明の一実施例は、一つ又はそれ以上のＡＳＩＣｓ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙｓ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現することができる。
ファームウェアやソフトウェアによる具現では、本発明の一実施例は、以上で説明された機能又は動作を実行するモジュール、手順、関数などの形態として具現することができる。ソフトウェアコードは、メモリユニットに記憶され、プロセッサによって駆動可能である。メモリユニットは、プロセッサの内部又は外部に設けられ、公知の様々な手段によってプロセッサとデータを交換することができる。
本発明は、本発明の特徴から逸脱しない範囲で別の特定の形態に具体化できるということが当業者にとっては自明である。したがって、上記の詳細な説明は、いずれの面においても制限的に解釈してはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付の請求項の合理的な解釈によって決定すべきであり、本発明の等価的範囲内における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。
上述したような無線通信システムにおいて端末間直接通信のためのディスカバリ信号の送信電力制御方法及びそのための装置は、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムに適用される例を中心に説明したが、その他の様々な無線通信システムにも適用することができる。

Claims (8)

  1. 無線通信システムにおいて端末（ＵＥ）が端末間直接通信（Ｄ２Ｄ）リンク信号を送信する方法であって、
    前記Ｄ２Ｄリンク信号をターゲット端末（ＵＥ）に送信するステップを含み、
    基地局からの下りリンク経路損失が第１の値より大きい場合、前記Ｄ２Ｄリンク信号のための送信電力は前記Ｄ２Ｄリンク信号のための最大送信電力として決定され、
    前記下りリンク経路損失が第２の値より小さい場合、前記Ｄ２Ｄリンク信号のための送信電力は前記Ｄ２Ｄリンク信号のための最小送信電力として決定される、方法。
  2. 前記Ｄ２Ｄリンク信号は前記Ｄ２Ｄリンクのためのディスカバリ信号を含む、請求項１に記載の方法。
  3. 無線通信システムにおける端末（ＵＥ）であって、
    無線通信モジュールと、
    端末間直接通信（Ｄ２Ｄ）リンク信号をターゲット端末（ＵＥ）に送信するように構成されたプロセッサと、を備え、
    基地局からの下りリンク経路損失が第１の値より大きい場合、前記Ｄ２Ｄリンク信号のための送信電力は前記Ｄ２Ｄリンク信号のための最大送信電力として決定され、
    前記下りリンク経路損失が第２の値より小さい場合、前記Ｄ２Ｄリンク信号のための送信電力は前記Ｄ２Ｄリンク信号のための最小送信電力として決定される、端末。
  4. 前記Ｄ２Ｄリンク信号は前記Ｄ２Ｄリンクのためのディスカバリ信号を含む、請求項３に記載の端末。
  5. 無線通信システムにおいて端末（ＵＥ）が端末間直接通信（Ｄ２Ｄ）リンク信号を受信する方法であって、
    前記Ｄ２Ｄリンク信号をソース端末（ＵＥ）から受信するステップを含み、
    基地局からの下りリンク経路損失が第１の値より大きい場合、前記Ｄ２Ｄリンク信号のための送信電力は前記Ｄ２Ｄリンク信号のための最大送信電力として決定され、
    前記下りリンク経路損失が第２の値より小さい場合、前記Ｄ２Ｄリンク信号のための送信電力は前記Ｄ２Ｄリンク信号のための最小送信電力として決定される、方法。
  6. 前記Ｄ２Ｄリンク信号は前記Ｄ２Ｄリンクのためのディスカバリ信号を含む、請求項５に記載の方法。
  7. 無線通信システムにおける端末（ＵＥ）であって、
    無線通信モジュールと、
    端末間直接通信（Ｄ２Ｄ）リンク信号をソース端末（ＵＥ）から受信するように構成されたプロセッサと、を備え、
    基地局からの下りリンク経路損失が第１の値より大きい場合、前記Ｄ２Ｄリンク信号のための送信電力は前記Ｄ２Ｄリンク信号のための最大送信電力として決定され、
    前記下りリンク経路損失が第２の値より小さい場合、前記Ｄ２Ｄリンク信号のための送信電力は前記Ｄ２Ｄリンク信号のための最小送信電力として決定される、端末。
  8. 前記Ｄ２Ｄリンク信号は前記Ｄ２Ｄリンクのためのディスカバリ信号を含む、請求項７に記載の端末。
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