JP6416130B2 - 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方法及びそのための装置 - Google Patents

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を行う方法は、相手端末からディスカバリ（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）信号を受信するステップと、前記ディスカバリ信号に含まれた、前記相手端末が基地局のカバレッジ内に位置しているか否かの情報及び前記相手端末が接続モードにあるか或いは休止モードにあるかの情報のうち少なくとも一つの情報を把握するステップと、前記把握された少なくとも一つの情報を用いて、前記相手端末と前記端末間直接通信を行うステップとを有することを特徴とする。

ここで、前記端末間直接通信を行うステップは、前記相手端末が前記基地局のカバレッジの内部に位置しているとともに前記接続モードにある場合、前記相手端末と前記基地局間の通信区間で前記端末間直接通信を中断するステップを有することが好ましい。

なお、前記端末間直接通信を行うステップは、前記相手端末が前記基地局のカバレッジの内部に位置しているとともに前記接続モードにある場合、前記基地局が前記相手端末に前記端末間直接通信のためのリソースを割り当てるように要請する端末間直接通信要請信号を前記基地局に送信するステップを有することもできる。ここで、前記相手端末が前記基地局のカバレッジの内部に位置しているとともに前記休止モードにある場合、あらかじめ設定された時間以内に前記相手端末は前記接続モードに遷移し、前記端末間直接通信要請信号を前記基地局に送信することが好ましい。

また、前記相手端末が前記基地局のカバレッジの内部に位置しているか又は前記接続モードにある場合、前記ディスカバリ信号は、前記相手端末と接続されたネットワークの識別子を含むことができる。

一方、本発明の他の実施例である、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端末装置と信号を送受信するための無線通信モジュールと、前記信号を処理するためのプロセッサとを備え、前記プロセッサは、前記相手端末装置から受信したディスカバリ（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）信号に含まれた、前記相手端末が基地局カバレッジの内部に位置しているか否かの情報及び前記相手端末装置が接続モードにあるか或いは休止モードにあるかの情報のうち少なくとも一つの情報を把握し、前記把握された少なくとも一つの情報を用いて前記相手端末装置と前記端末間直接通信を行うように前記無線通信モジュールを制御することを特徴とする。

ここで、前記プロセッサは、前記相手端末装置が前記基地局のカバレッジの内部に位置しているとともに前記接続モードにある場合、前記相手端末装置と前記基地局間の通信区間で前記端末間直接通信を中断するように前記無線通信モジュールを制御することが好ましい。

また、前記プロセッサは、前記相手端末装置が前記基地局のカバレッジの内部に位置しているとともに前記接続モードにある場合、前記基地局が前記相手端末装置に前記端末間直接通信のためのリソースを割り当てるように要請する端末間直接通信要請信号を前記基地局に送信するように前記無線通信モジュールを制御することができる。ここで、前記相手端末装置が前記基地局のカバレッジの内部に位置しているとともに前記休止モードにある場合、あらかじめ設定された時間以内に前記相手端末装置は前記接続モードに遷移し、前記端末間直接通信要請信号を前記基地局に送信することが好ましい。

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システムにおいて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。 ＬＴＥ ＴＤＤシステムにおいて無線フレームの構造を例示する図である。 端末間直接通信の概念図である。 本発明の実施例によってＤ２Ｄディスカバリ信号を生成する例を示す図である。 本発明の実施例によってＤ２Ｄ通信を行う例を示す図である。 本発明の実施例によってＤ２Ｄ通信を行う他の例を示す図である。 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パケットを効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接続モード（Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｍｏｄｅ）にあり、そうでない場合は、ＲＲＣ休止モード（Ｉｄｌｅ Ｍｏｄｅ）にある。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；ＲＡＣＨ）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、毎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個の隣接したリソース要素（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つの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分けられる。周波数領域の中間部分がＰＵＳＣＨに割り当てられ、周波数領域において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としては、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。１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１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プ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｈｏｐｐｉｎｇ）する。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例を示している。

図６は、ＬＴＥ ＴＤＤシステムにおける無線フレームの構造を例示する。ＬＴＥ ＴＤＤシステムにおいて無線フレームは２個のハーフフレーム（ｈａｌｆ ｆｒａｍｅ）で構成され、各ハーフフレームは、２個のスロットを含む４個の一般サブフレームと、ＤｗＰＴＳ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐｉｌｏｔ Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ）、保護区間（Ｇｕａｒｄ Ｐｅｒｉｏｄ、ＧＰ）及びＵｐＰＴＳ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｐｉｌｏｔ Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ）を含む特別サブフレーム（ｓｐｅｃｉａｌ ｓｕｂｆｒａｍｅ）とで構成される。

特別サブフレームにおいて、ＤｗＰＴＳは、端末における初期セル探索、同期化又はチャネル推定に用いられる。ＵｐＰＴＳは、基地局におけるチャネル推定及び端末との上りリンク送信同期化に用いられる。すなわち、ＤｗＰＴＳは、下りリンク送信に、ＵｐＰＴＳは上りリンク送信に用いられ、特に、ＵｐＰＴＳは、ＰＲＡＣＨプリアンブルやＳＲＳ送信の用途に用いられる。また、保護区間は、上りリンクと下りリンク間に下りリンク信号の多重経路遅延によって上りリンクで生じる干渉を除去するための区間である。

現在、ＬＴＥ ＴＤＤシステムにおいて、特別サブフレームは、下記の表１のように総１０個の設定と定義されている。

一方、ＬＴＥ ＴＤＤシステムにおいて、上りリンク／下りリンクサブフレーム設定（ＵＬ／ＤＬ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）は、下記の表２のとおりである。

上記の表２で、Ｄは下りリンクサブフレーム、Ｕは上りリンクサブフレームを表し、Ｓは特別サブフレームを意味する。また、上記の表２では、各上りリンク／下りリンクサブフレーム設定において下りリンク−上りリンクスイッチング周期（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ−ｔｏ−Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｗｉｔｃｈ−ｐｏｉｎｔ ｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙ）も示している。

図７は、端末間直接通信の概念図である。

図７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。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間の通信方式に従って信号を送受信する場合には、該エンティティも一種のＵＥとして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、ＵＥがｅＮＢと通信するリンクをＮＵリンクと呼ぶ。

Ｄ２Ｄ動作を行うために、ＵＥはまず、自身がＤ２Ｄ通信を行おうとする相手ＵＥがＤ２Ｄ通信可能な近接領域に位置しているかを把握するディスカバリ（ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）過程を行う。このようなディスカバリ過程は、各ＵＥが自身の識別が可能な固有のディスカバリ信号を送信し、隣接しているＵＥがそれを検出する場合に、ディスカバリ信号を送信したＵＥが隣接の位置に存在するということを把握する形態で成される。すなわち、各ＵＥは、自身がＤ２Ｄ通信を行おうとする相手ＵＥが隣接の位置に存在するかをディスカバリ過程を経て確認した後、実際にユーザデータを送受信するＤ２Ｄ通信を行う。

Ｄ２Ｄディスカバリ及びＤ２Ｄ通信は、ｅＮＢのカバレッジ内でｅＮＢに接続して通信を行うＵＥ間で行われてもよく、ｅＮＢのカバレッジ外でｅＮＢとの接続無しで存在するＵＥ間で行われてもよい。さらに、一つのＤ２Ｄリンクで接続している２つのＵＥのいずれか一方は、ｅＮＢカバレッジ内に存在し、他方のＵＥはｅＮＢカバレッジ外に存在してもよい。すなわち、ｅＮＢカバレッジ内に位置するＵＥとｅＮＢカバレッジ外に位置するＵＥ間でもＤ２Ｄディスカバリ及びＤ２Ｄ通信を行うことができる。

一方、ＵＥがｅＮＢカバレッジ内に存在するか否かは、ｅＮＢが送信する参照信号（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ）の受信品質から把握することができる。具体的に、ＵＥが測定した任意のｅＮＢの参照信号のＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ）やＲＳＲＱ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｑｕａｌｉｔｙ）が一定レベル以下である場合には、ｅＮＢカバレッジの外部に位置すると判断することができる。

ｅＮＢカバレッジの内部に位置しているＵＥは、さらに休止モード（ｉｄｌｅ ｍｏｄｅ）にあるＵＥと接続モード（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｍｏｄｅ）にあるＵＥとに区別することができる。接続モードにあるＵＥは、現在ｅＮＢとデータ送受信を行っているＵＥ、或いはいつでもｅＮＢのスケジューリングによってｅＮＢとのデータ送受信を開始できる状態にあるＵＥを意味する。一方、休止モードにあるＵＥは、たとえｅＮＢのカバレッジの内部に位置しているが、現在ｅＮＢとのデータ送受信を行っていないＵＥを意味し、当該ＵＥがｅＮＢとのデータ送受信を行うためには、ＵＥとｅＮＢとの接続過程を経て接続モードに遷移しなければならない。

接続モードにあるＵＥは、ｅＮＢとの通信を行うＮＵリンク及び他のＵＥとの通信を行うＤ２Ｄリンクを全て維持しなければならない。一例として、一連の時間リソースを用いてＮＵリンク動作を行い、他の時間リソースを用いてＤ２Ｄリンク動作を行うことができる。言い換えると、接続モードにあるＵＥは、Ｄ２Ｄ動作を行う時間リソースに制約が発生すると理解することができる。

一方、休止モードにあるＵＥは、常にｅＮＢとの通信を行う必要はないが、周期的にｅＮＢからデータトラフィックがあるという事実を知らせるページング（ｐａｇｉｎｇ）を受信しなければならない。このため、休止モードのＵＥも接続モードのＵＥと同様に、Ｄ２Ｄ動作の時間に制約が発生し、全体の時間リソースをＮＵリンクのリソースとＤ２Ｄリンクのリソースとに区別して運用することができる。ただし、ｅＮＢがページングを送信するリソースとＵＥがＤ２Ｄ動作を行うリソースとが周波数において区別され、ＵＥがｅＮＢからの信号を受信しながら同時に他の周波数リソースを用いてＤ２Ｄ動作を行うことができるならば、両リンクの動作が時間において区別されず、全ての時間リソースを用いてＤ２Ｄ通信を行うこともできる。

上述したように、Ｄ２Ｄ通信をしようとする相手ＵＥをディスカバリ過程を通じて発見した後、ＵＥは、相手ＵＥとのＤ２Ｄ通信を試みる。このとき、相手ＵＥがｅＮＢカバレッジ内に存在するとともに、一定の時間リソースを用いてＮＵリンク通信を行わなければならない場合には、ＵＥは、相手ＵＥがＮＵリンク通信を行う時間には、相手ＵＥとのＤ２Ｄ通信を行うことができない。このため、このような時間リソースではＤ２Ｄ通信を行わず、余分の電力消耗を減らすことができる。一方、相手ＵＥがｅＮＢカバレッジの外部に存在したり、又は内部に存在してもＤ２Ｄ信号を送受信する時間リソースに制約が発生しない場合には、できるだけ多い時間リソースを用いてＤ２Ｄ通信を行うことが効率的である。

このように、相手ＵＥがｅＮＢカバレッジ内に位置しているか否か或いはネットワークに接続しているか否かによってＤ２Ｄ通信を行う時間リソースを適切に選択するために、本発明では、ＵＥがディスカバリ信号を生成、送受信する際にネットワーク関連情報を用いることを提案する。

図８には、本発明の実施例によってＤ２Ｄディスカバリ信号を生成する例を示す。図８を参照すると、Ｄ２Ｄディスカバリ信号を生成する際に使用する変数として、自身の接続しているネットワークに関する情報を適用することがわかる。

以下では、本発明で提案するディスカバリ信号の生成、送信及び関連したＵＥ動作の具体的な例を説明する。

まず、各ＵＥは、ディスカバリ信号の生成時に適用される変数の一つとして、自身がｅＮＢカバレッジ内に位置しているか否かを含むことができる。すなわち、同一ＵＥであっても、ｅＮＢカバレッジ内に位置する時とｅＮＢカバレッジ部に位置する時に使用するディスカバリ信号のシーケンス、時間／周波数リソース、送信電力などが互いに異なるように設定される。例えば、ディスカバリ信号のシーケンスを生成する場合、ｅＮＢカバレッジ内にある時と外部にある時にそれぞれ０と１に設定されるビットを、当該シーケンス生成器を初期化する値に追加することができる。

この代案として、或いは追加の情報提供のための方式として、各ＵＥは、ディスカバリ信号を生成する時に使用する変数の一つとして、自身が接続モードにあるか否かを含むことができる。一例として、ＵＥは、ディスカバリ信号を生成する際、自身がｅＮＢカバレッジ内にあるか否かを用いる代わりに、自身が接続モードにあるか否かを用いることができる。この方式は、特に、ＵＥがカバレッジ内に位置していても休止モードにあることからＤ２Ｄ動作のための時間リソースに制約が発生しない場合に有用である。すなわち、カバレッジの内部において休止モードのＵＥとカバレッジの外部にあるＵＥとを区別しないということを意味する。

このようにｅＮＢカバレッジの内部において休止モードにあるＵＥとｅＮＢカバレッジの外部にあるＵＥとを、ディスカバリ信号の生成／送受信において区別しない動作は、休止モードのＵＥがｅＮＢ信号の受信動作を、Ｄ２Ｄ動作と周波数領域において分離されたリソースで行う場合、例えば、ＦＤＤシステムにおいて下りリンクバンドでｅＮＢ信号を受信し、上りリンクバンドでＤ２Ｄ動作を行う場合に適合する。これは、上りリンクバンドにおけるＤ２Ｄ信号送受信が下りリンクバンドにおけるｅＮＢ信号受信に影響を及ぼさないためである。

他の例として、カバレッジの内部にあるＵＥは、自身がｅＮＢカバレッジの内部にあるという情報に加えて、自身が接続モードにあるか休止モードにあるかを、ディスカバリ信号の生成に用いることができる。この方式は、カバレッジの内部で休止モードにあるＵＥにも、Ｄ２Ｄ動作を行う時間リソースに制約が発生する場合に有用である。カバレッジの内部で休止モードにあるＵＥとカバレッジの外部にあるＵＥとをディスカバリ信号の生成／送受信において区別するする動作は、休止モードのＵＥがｅＮＢ信号受信動作とＤ２Ｄ動作を同一周波数領域で行う場合、例えば、ＴＤＤシステムの下りリンクサブフレームでｅＮＢ信号を受信し、上りリンクサブフレームでＤ２Ｄ動作を行う場合に適合する。これは、ＴＤＤシステムの周波数バンドにおけるＤ２Ｄ信号送信が同一周波数バンドにおけるｅＮＢ信号受信に干渉となりうるためである。

上述した例を用いると、ＵＥが動作するデュプレックスモード（ｄｕｐｌｅｘ ｍｏｄｅ）によって、ディスカバリ信号生成に活用する情報を変更することができる。例えば、ＦＤＤシステムの場合には接続モードにあるか否かを、ＴＤＤシステムの場合にはｅＮＢカバレッジの内部にあるか否かを使用するように動作することもできる。

上述したディスカバリ信号生成方法によれば、各ＵＥは、Ｄ２Ｄ通信の相手ＵＥがｅＮＢカバレッジの内部にあるか否か及び／又は接続モードにあるか否かを把握することができる。この情報に基づいて、ＵＥは、Ｄ２Ｄ通信を開始する際に、相手ＵＥの状態に適した動作を取ることができる。

例えば、相手ＵＥがカバレッジの内部にあるか又は接続モードにあることから、一定の時間リソースをＤ２Ｄ通信の用途に活用できないと判明されると、ＵＥは、当該リソースではＤ２Ｄ動作を行わず、その他の時間リソースを用いて当該相手ＵＥにＤ２Ｄ信号を送信することができる。万一、相手ＵＥがｅＮＢカバレッジの外部にあるか又は休止モードにあることから、Ｄ２Ｄ通信のための時間リソースに制約がないと、任意の時間リソースを用いて当該相手ＵＥにＤ２Ｄ信号を送信することができる。

図９に、本発明の実施例によってＤ２Ｄ通信を行う例を示す。特に、図９では、ＵＥ１がＵＥ２及びＵＥ３とＤ２Ｄ通信を行い、ＵＥ２はＤ２Ｄ時間リソースに制約が発生するが、ＵＥ３はＤ２Ｄ時間リソースに制約が発生しない場合を示す。

図９には示していないが、ＴＤＤシステムのように、ＵＥ２へのＤ２Ｄ通信に制約が発生する時間リソースでは、ＵＥ２のＮＵリンク動作を保護するために、一切のＤ２Ｄ信号送信に制限が発生してもよく、或いは、ＦＤＤシステムのように、ＵＥ２へのＤ２Ｄ信号送信は不可能であるが、当該信号がＵＥ２のＮＵリンク動作を妨害せず、ＵＥ３のように制約のないＵＥにＤ２Ｄ信号を送信してもよい。

図９を参照すると、ＵＥ２へのＤ２Ｄ通信が制限されるリソースでＵＥ１はより低い送信電力で、例えば、一般的なＤ２Ｄ送信電力から一定のオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）値だけ減らした送信電力で、或いは、一般的なＤ２Ｄ送信の最大電力よりも低い最大送信電力で、ＵＥ２のＮＵリンク動作を保護しながらも、制約のない他のＵＥとＤ２Ｄ通信を行うこともできる。

また、相手ＵＥがｅＮＢカバレッジの内部にあるか又は接続モードにあることから、Ｄ２Ｄ通信を行う際にｅＮＢの指示が必要であると判明されると、ＵＥは、Ｄ２Ｄ通信に対する要請信号をｅＮＢに送信することができる。すなわち、ＵＥは、Ｄ２Ｄ通信に対する要請信号をｅＮＢに送信し、ｅＮＢが、一定の時間リソースを用いて当該ＵＥが相手ＵＥとＤ２Ｄ動作を行えるように、リソースを割り当てるようにする。これを、第１のＤ２Ｄ通信方式と呼ぶ。一方、ｅＮＢカバレッジの内部で休止モードにあるＵＥは、休止モードを維持しながら、ｅＮＢからの直接的な指示無しでＤ２Ｄ通信を行うように動作することができ（これは、後述する第２のＤ２Ｄ通信方式であり、ＵＥがｅＮＢカバレッジの外部にある場合にも同一に適用することができる）、或いは休止モードにあるＵＥはＤ２Ｄ通信を行うことができず、常に接続モードに転換してｅＮＢの直接的な指示によってＤ２Ｄ通信を行うように規定されてもよい。

Ｄ２Ｄ要請信号には、相手ＵＥの識別子、自身の通信状態、検出された相手ＵＥのディスカバリ信号の品質、Ｄ２Ｄ通信に必要なリソースの量などの情報を含めることができる。ただし、ｅＮＢへのＤ２Ｄ通信に対する要請は、当該ＵＥが接続モードにある場合にのみ可能であるため、ｅＮＢカバレッジ内で休止モードにあるＵＥは、Ｄ２Ｄ通信要請信号を送信するには、まず、接続モードに転換しなければならない。

万一当該ＵＥがｅＮＢカバレッジの外部にあると、ｅＮＢにＤ２Ｄ通信を要請することができず、よって、当該ＵＥは、相手ＵＥにＤ２Ｄ通信を直接要請したり、或いは相手ＵＥがＤ２Ｄ通信を開始するまで待つように動作することができる。特に、相手ＵＥがｅＮＢカバレッジの内部に位置しているか、又は接続モードにある場合には、相手ＵＥがＤ２Ｄ通信をＮＵリンク通信に問題を招くことなく開始するまで待つように規定されてもよい。

相手ＵＥがＤ２Ｄ通信を開始するまで待つ場合には、一連のタイマーを設定し、当該タイマーが終了するまでのみ待つように動作することができる。万一、相手ＵＥがタイマーが終了するまでＤ２Ｄ通信を開始しないと、相手ＵＥに直接Ｄ２Ｄ通信を試みたり、該相手ＵＥとのＤ２Ｄ通信をあきらめ、他のＵＥとの通信を試みるなどの動作を行うことができる。

また、相手ＵＥがカバレッジの外部に位置していたり又は休止モードにあることから、Ｄ２Ｄ通信を行う際にｅＮＢの指示が不要であると判明されると、ＵＥは相手ＵＥに直接Ｄ２Ｄ通信を開始することができる。これを、第２のＤ２Ｄ通信方式と呼ぶ。休止モードに関する情報などをディスカバリ信号に含める場合、第１の通信方式又は第２の通信方式のいずれかを選択することができる。

以上の場合に対して、相手ＵＥがＤ２Ｄ信号受信を準備する動作も、相手ＵＥの状態によって異なってもよい。

相手ＵＥがｅＮＢカバレッジの内部にあるか又は接続モードにあり、Ｄ２Ｄ通信を行う際にｅＮＢの指示が必要な場合には、相手ＵＥは別途のｅＮＢ指示が伝達されるまでは当該ＵＥからのＤ２Ｄ通信を準備しなくてもよいため、余分の電力消耗を減らすことができる。一方、相手ＵＥがｅＮＢカバレッジの外部に位置しているか又は休止モードにあり、Ｄ２Ｄ通信を行う際にｅＮＢの指示が不要な場合には、Ｄ２Ｄ通信が可能な任意のリソースで当該ＵＥからのＤ２Ｄ通信を準備し、当該ＵＥが直接開始するＤ２Ｄ通信を受信することができる。

上記ディスカバリ信号を生成して送受信するために用いる情報の他の例として、カバレッジの内部に位置しているＵＥ或いは接続モードにあるＵＥは、自身の属するネットワークの属性情報を含めることができる。これを用いて、各ＵＥは、自身がＮＵリンクで動作する際にいかなる属性を有するかを、ｅＮＢカバレッジの外部に存在するか又は他のセルに存在する相手Ｄ２Ｄ ＵＥがディスカバリ過程で把握できるようにしてもよい。

上記ディスカバリ信号を生成して送受信するために用いるネットワーク情報の一例として、各ＵＥは、自身の属しているネットワークのＩＤを含めることができる。このネットワークのＩＤは、自身の属したセルのＩＤ又はＰＬＭＮ（Ｐｕｂｌｉｃ Ｌａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ＩＤであってもよく、或いは、一連のセルで構成されたセルクラスターのＩＤであってもよい。

具体的に、セルクラスターは、休止モードで移動する時に自身の位置を更新（ｕｐｄａｔｅ）する基準となるページンググループ或いはトラッキング領域（ｔｒａｃｋｉｎｇ ａｒｅａ）と同一に設定されてもよく、円滑なＤ２Ｄ通信が可能なように設置された一連のセルを束ねて別に定義したＤ２Ｄセルクラスターの形態であってもよい。一つのＤ２Ｄセルクラスターに属するセルは時間同期が取れているため、バックホールリンクを通した信号交換が円滑であることが好ましい。

各ＵＥは、このような相手ＵＥのネットワーク情報を把握し、適切なＤ２Ｄ通信を行うことができる。例えば、相手ＵＥが同一のセルに属したり又は同一のＤ２Ｄセルクラスターに属するＵＥの場合は、相互Ｄ２Ｄ通信が円滑に行われるネットワークの動作又はスケジューリングなどが可能であると判断し、Ｄ２Ｄ通信のための一連の過程を行う。一方、相手ＵＥが互いに異なるセル或いはＤ２Ｄセルクラスターに属すると判断されると、当該ＵＥ間には円滑なＤ２Ｄ通信のためのネットワークの動作が不可能であると判断し、Ｄ２Ｄ通信を行わないように動作することができる。

他の例として、相手ＵＥが同一のセルに属したり又は同一のＤ２Ｄセルクラスターに属するＵＥの場合は、別のネットワーク指示無しにも相互Ｄ２Ｄ通信が円滑に行われるように設定されたと判断し、Ｄ２Ｄ通信を直接開始する。一方、相手ＵＥが互いに異なるセル或いはＤ２Ｄセルクラスターに属すると判断されると、当該ＵＥ間のＤ２Ｄ通信には事前にネットワークにおける適切な準備過程が必要であると判断し、ｅＮＢにＤ２Ｄに対する要請情報を送信し、ｅＮＢの指示にしたがってＤ２Ｄ通信を行うように動作することができる。

更に他の例として、相手ＵＥが同一のセルに属したり又は同一のＤ２Ｄセルクラスターに属するＵＥの場合は、Ｄ２Ｄリンクに属する両ＵＥが１つのコントローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）によって制御可能であると判断し、ｅＮＢの直接的な指示にしたがってＤ２Ｄ通信を開始する。一方、相手ＵＥが互いに異なるセル或いはＤ２Ｄセルクラスターに属すると判断されると、ネットワークのコントローラによる制御が不可能であると判断し、カバレッジの外部に位置しているＵＥとＤ２Ｄ通信を行うかのような手順を行う。例えば、ｅＮＢへの別のＤ２Ｄ通信要請やｅＮＢからの直接的な指示無しでＤ２Ｄ通信を行うこともできる。

ネットワークは、事前にＤ２Ｄリソースを複数に分割し、同一のセル（或いはＤ２Ｄセルクラスター）に属するＵＥとのＤ２Ｄのためのリソース、互いに異なるセル（或いはＤ２Ｄセルクラスター）に属するＵＥとのＤ２Ｄのためのリソース、及び／又はカバレッジの外部におけるＵＥとのＤ２Ｄのためのリソースを区別しておき、各ＵＥが発見された相手ＵＥの状況に応じて適切なリソースを選択するように、動作することができる。

Ｄ２Ｄ通信の送信電力に対するパラメータ（ｐａｒａｍｅｔｅｒ）も同様、同一のセル（或いはＤ２Ｄセルクラスター）に属するＵＥとのＤ２Ｄ通信、互いに異なるセル（或いはＤ２Ｄセルクラスター）に属するＵＥとのＤ２Ｄ通信、及び／又はカバレッジの外部におけるＵＥとのＤ２Ｄ通信のためのパラメータに区別しておき、各ＵＥが発見された相手ＵＥの状況に応じて適切なリソースを選択するようにしてもよい。

上記のディスカバリ信号を生成して送受信するために用いる更に他の情報として、ＵＥがＮＵリンクで使用している或いは使用する可能性の高いリソースの位置と量に関する情報を挙げることができる。すなわち、どれくらいのリソースをそしてどの位置のリソースをＤ２Ｄ通信のために使用すればよいかを示す情報を、ディスカバリ信号を生成して送受信するために用いる。各ＵＥは、Ｄ２Ｄ通信が可能なリソースを知らせることによって、相手ＵＥがＤ２Ｄ通信可能な位置を把握できるようにし、Ｄ２Ｄ通信が不可能な位置で通信を行うことから発生する不要な干渉及び電力消耗を減らすことができる。

図１０は、本発明の実施例によってＤ２Ｄ通信を行う他の例を示す図である。

図１０を参照すると、ＵＥ１は、ＵＥ２及びＵＥ３とＤ２Ｄ通信を行う前に、ＵＥ２が５個の時間領域のうちの３個をＮＵリンクに用いるという事実と、ＵＥ３が５個の時間領域のうちの１個をＮＵリンクに用いるという事実を把握し、各ＵＥがＤ２Ｄ通信可能な時間領域のみを用いてＤ２Ｄ通信を行う。

特に、ｅＮＢは、事前に、ＲＲＣのような上位層信号或いはシステム情報（ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を用いて、どのリソースでＤ２Ｄ通信が可能だと見なしてディスカバリ信号を生成するかを、カバレッジ内にあるＵＥに知らせることができる。

ＦＤＤシステムにおいて休止モードにあるＵＥは、ｅＮＢからの下りリンク信号のみを受信し、上りリンクバンドにおけるＤ２Ｄ通信には制約がなくて済むので、この場合には、全ての時間リソースをＤ２Ｄ通信のために活用してもよいという事実を、相手ＵＥに知らせることができる。一方、ＴＤＤシステムでは、ＵＥは、自身の属するセルが用いている上りリンク／下りリンクサブフレーム設定情報を用いることもできる。これは、他のセル或いはカバレッジの外部にある相手ＵＥが、ｅＮＢの送信した下りリンク信号をＵＥが受信する領域を把握できるようにし、当該下りリンク信号受信に対する干渉を事前に防止するためである。

図１１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１１を参照すると、通信装置１１００は、プロセッサ１１１０、メモリ１１２０、ＲＦモジュール１１３０、ディスプレイモジュール１１４０、及びユーザインターフェースモジュール１１５０を備えている。

通信装置１１００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１１００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１１００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１１１０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１１１０の詳細な動作は、図１乃至図１０に記載された内容を参照することができる。

メモリ１１２０は、プロセッサ１１１０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１１３０は、プロセッサ１１１０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１１３０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１１４０は、プロセッサ１１１０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１１４０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１１５０は、プロセッサ１１１０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、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムの他、様々な無線通信システムにも適用することが可能である。

Claims (4)

1. 無線通信システムにおいて、端末がＤ２Ｄリンク通信を実行するための方法であって、
   前記端末がサービングセルのカバレッジ内に位置しているか否かを示す第１の指示子と前記サービングセルに適用される上りリンク／下りリンクサブフレーム設定を示す第２の指示子とを用いて、Ｄ２Ｄリンク信号を生成するステップと、
   前記Ｄ２Ｄリンク信号を送信するステップと、
   前記第１の指示子と前記第２の指示子とに基づいて、ユーザデータを送信し、受信するための前記Ｄ２Ｄリンク通信を実行するステップと、
   を有する、方法。
2. 前記Ｄ２Ｄリンク信号は、前記Ｄ２Ｄリンク通信を実行する前に送信される、請求項１に記載の方法。
3. 無線通信システムにおいて、端末がＤ２Ｄリンク通信を実行するための方法であって、
   その他の端末がサービングセルのカバレッジ内に位置しているか否かを示す第１の指示子と前記その他の端末の前記サービングセルに適用される上りリンク／下りリンクサブフレーム設定を示す第２の指示子とを用いて生成されたＤ２Ｄリンク信号を受信するステップと、
   前記第１の指示子と前記第２の指示子とに基づいて、ユーザデータを受信し、送信するための前記Ｄ２Ｄリンク通信を実行するステップと、
   を有する、方法。
4. 前記Ｄ２Ｄリンク信号は、前記Ｄ２Ｄリンク通信を実行する前に受信される、請求項３に記載の方法。

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