JP6756332B2 - 基地局及びスケジューリング方法 - Google Patents

Description

本開示は、端末間直接通信（device-to-device（D2D）通信）に関し、特にD2D通信のための無線リソースのスケジューリングに関する。

無線端末が、基地局等のインフラストラクチャ・ネットワークを介さずに、他の無線端末と直接的に通信する形態は、device-to-device（D2D）通信と呼ばれる。D2D通信は、直接通信（Direct Communication）および直接発見（Direct Discovery）の少なくとも一方を含む。いくつかの実装において、D2D通信をサポートする複数の無線端末は、自律的に又はネットワークの指示に従ってD2D通信グループを形成し、当該D2D通信グループ内の他の無線端末と通信を行う。

3GPP Release 12に規定されたProximity-based services（ProSe）は、D2D通信の一例である（例えば、非特許文献１を参照）。ProSe直接発見は、ProSeを実行可能な無線端末（ProSe-enabled User Equipment（UE））が他のProSe-enabled UEを、これら２つのUEが有する無線通信技術（例えば、Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) technology）の能力だけを用いて発見する手順により行われる。ProSe直接発見は、３つ以上のProSe-enabled UEsにより行われてもよい。

ProSe直接通信は、ProSe直接発見の手順の後に、直接通信レンジ内に存在する２以上のProSe-enabled UEsの間の通信パスの確立を可能にする。言い換えると、ProSe直接通信は、ProSe-enabled UEが、基地局（eNodeB）を含む公衆地上移動通信ネットワーク（Public Land Mobile Network (PLMN)）を経由せずに、他のProSe-enabled UEと直接的に通信することを可能にする。ProSe直接通信は、基地局（eNodeB）にアクセスする場合と同様の無線通信技術（E-UTRA technology）を用いて行われてもよいし、Wireless Local Area Network (WLAN)の無線技術（つまり、IEEE 802.11 radio technology）を用いて行われてもよい。

3GPP Release 12では、直接通信または直接発見に用いられる無線端末間の無線リンクは、サイドリンク（Sidelink）と呼ばれる（例えば、非特許文献２のセクション１４を参照）。サイドリンク送信は、アップリンク及びダウンリンクのために定義されたLong Term Evolution（LTE）フレーム構造と同じフレーム構造を使用し、周波数および時間ドメインにおいてアップリンク・リソースのサブセットを使用する。無線端末（UE）は、アップリンクと同様のシングルキャリア周波数分割多重（Single Carrier FDMA（Frequency Division Multiple Access）、SC-FDMA）を使用してサイドリンク送信を行う。

3GPP Release 12 ProSeでは、サイドリンク送信のための無線リソースのUEへの割り当ては、無線アクセスネットワーク（e.g., Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network（E-UTRAN））によって行われる（例えば、非特許文献３のセクション２３．１０及び２３．１１を参照）。ProSe functionによってサイドリンク通信を許可されたUEは、無線アクセスネットワークノード（e.g., eNodeB）によって割り当てられた無線リソースを使用してProSe直接発見又はProSe直接通信を行う。非特許文献３のセクション２３．１０及び２３．１１は、サイドリンク通信のための無線リソースのUEへの割り当ての詳細を記載している。

ProSe直接通信に関しては、２つのリソース割り当てモード、つまりscheduled resource allocation 及び autonomous resource selectionが規定されている。ProSe直接通信のscheduled resource allocationでは、UEがサイドリンク送信を希望する場合、当該UEがサイドリンク送信のための無線リソース割り当てをeNodeBに要求し、eNodeBがサイドリンク・コントロール及びデータのためのリソースを当該UEに割り当てる。具体的には、UEは、アップリンク（UL）データ送信リソース（Uplink Shared Channel（UL-SCH）リソース）を要求するためにスケジューリング・リクエストをeNodeB に送信し、アップリンクグラント（UL grant）で割り当てられたULデータ送信リソースにおいてSidelink Buffer Status Report（Sidelink BSR）をeNodeBに送信する。eNodeBは、Sidelink BSRに基づいてUEに割り当てるサイドリンク送信リソースを決定し、サイドリンク・グラント（SL grant）をUEに送信する。

SL grantは、Downlink Control Information（DCI） format 5として定義されている。SL grant（DCI format 5）は、Resource for PSCCH、Resource block assignment and hopping allocation、及びtime resource pattern indexなどのコンテンツを含む。Resource for PSCCHは、サイドリンク制御チャネル（i.e., Physical Sidelink Control Channel（PSCCH））用の無線リソースを示す。Resource block assignment and hopping allocationは、サイドリンクでのデータ送信用のサイドリンク・データチャネル（i.e., Physical Sidelink Shared Channel（PSSCH））を送信するための周波数リソース、つまりサブキャリア（リソースブロック）のセット、を決定するために使用される。Time resource pattern indexは、PSSCHを送信するための時間リソース、つまりサブフレームのセット、を決定するために使用される。なお、厳密に述べると、リソースブロックは、LTE及びLTE-Advancedの時間−周波数リソースを意味し、時間ドメインにおいて連続する複数個のOFDM（又はSC-FDMA）シンボルと周波数ドメインにおいて連続する複数個のサブキャリアによって規定されるリソース単位である。Normal cyclic prefixの場合、１リソースブロックは、時間ドメインにおいて連続する１２OFDM（又はSC-FDMA）シンボルを含み、周波数ドメインにおいて１２サブキャリアを含む。すなわち、Resource block assignment and hopping allocationおよびTime resource pattern indexは、PSSCHを送信するためのリソースブロックを指定する。UE（つまり、サイドリンク送信端末）は、SL grantに従ってPSCCHリソースおよびPSSCHリソースを決める。

一方、ProSe直接通信のautonomous resource selectionでは、UEは、eNodeBによって設定されたリソースプールの中から、サイドリンク・コントロール（PSCCH）及びデータ（PSSCH）のためのリソースを自律的に選択する。eNodeBは、System Information Block（SIB）18において、autonomous resource selectionに使用するためのリソースプールをUEに割り当ててもよい。なお、eNodeBは、Radio Resource Control (RRC)_CONNECTEDのUEに対して、個別（dedicated）RRCシグナリングで、autonomous resource selectionに使用するためのリソースプールを割り当ててもよい。このリソースプールは、UEがRRC_IDLEであるときにも利用可能であってもよい。

ProSe直接発見に関しても、２つのリソース割り当てモード、つまりscheduled resource allocation 及び autonomous resource selectionが規定されている。ProSe直接発見のautonomous resource selectionでは、発見信号（ディスカバリ情報）の送信（アナウンス）を希望するUEがアナウンス用のリソースプールの中から自律的に無線リソースを選択する。リソースプールは、ブロードキャスト（SIB 19）又は個別シグナリング（RRCシグナリング）でUEに設定される。

一方、ProSe直接発見のscheduled resource allocationでは、UEがアナウンス用のリソース割り当てをRRCシグナリングでeNodeBに要求する。eNodeBは、モニター用にUEsに設定されたリソースプールの中からアナウンス用のリソースをUEに割り当てる。scheduled resource allocationが使用される場合、eNodeBは、SIB 19においてProSe直接発見のモニター用のリソースの提供をサポートするが、アナウンスメント用のリソースは提供しないことを示す。

サイドリンクでの直接送信を行う場合、送信側のUE（D2D transmitting UE）（以下、送信端末とする）は、サイドリンク制御チャネル（i.e., PSCCH）用の無線リソース領域（Resource pool）を使って、スケジューリング割当情報（Scheduling Assignment）の送信を行う。スケジューリング割当情報は、Sidelink Control Information (SCI) format 0とも呼ばれる。スケジューリング割当情報は、resource block assignment and hopping allocation、time resource pattern index、及び Modulation and Coding Scheme（MCS）などのコンテンツを含む。上述したscheduled resource allocation の場合、Scheduling Assignment（SCI format 0）が示す Resource block assignment and hopping allocation及びtime resource pattern indexは、eNodeBから受信したSL grant（DCI format 5）が示すResource block assignment and hopping allocation及びtime resource pattern indexに従う。

送信端末は、スケジュール割当情報に従った無線リソースを使って、PSSCHにおいてデータを送信する。受信側のUE（D2D receiving UE）（以下、受信端末とする）は、送信端末からのスケジュール割当情報をPSCCHにおいて受信し、そのスケジュール割当情報に従ってPSSCHにおいてデータを受信する。なお、ここで送信端末との用語は、無線端末の送信動作に着目した表現であって、送信専用の無線端末を意味するものではない。同様に、受信端末との用語は、無線端末の受信動作に着目した表現であり、受信専用の端末を意味するものではない。すなわち、送信端末は受信動作を行うことも可能であり、受信端末は送信動作を行うことも可能である。

特開２０１５−０１９１７９号公報

3GPP TS 23.303 V12.4.0 (2015-03), "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Proximity-based services (ProSe); Stage 2 (Release 12)", 2015年3月 3GPP TS 36.213 V12.5.0 (2015-03), "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer procedures (Release 12)", 2015年3月 3GPP TS 36.300 V12.5.0 (2015-03), "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2 (Release 12)", 2015年3月 K. Doppler, C. Yu, C. Ribeiro, and P. Janis, "Mode Selection for Device-to-Device Communication underlaying an LTE-Advanced Network," in Proceedings of IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC), April 2010

複数のD2D送信が同一の無線リソースを同時に使用することで、無線リソースの利用効率が向上する。無線リソースは、例えば、時間リソース、周波数リソース、時間−周波数リソース、直交符号リソース、若しくは送信電力リソース、又はこれらの任意の組合せである。3GPP Release 12のProSeの場合、無線リソースは、時間−周波数リソースであり、その最小単位は上述のリソースブロックである。しかしながら、互いに近傍に位置する複数のD2D通信ペアが同一の無線リソースを同時に使用すると、複数のD2D送信の間で干渉が発生するおそれがある。なお、本明細書における「D2D通信ペア」との用語は、D2D送信を行うD2D送信端末とD2D受信端末のペアを意味する。

なお、非特許文献４は、基地局が、セルラーネットワーク内で行われるD2D通信のモード選択を行うことを記載している。具体的には、基地局は、セルラー通信を行うセルラーユーザ（UE）とD2D通信ペアとの干渉（signal-to-interference plus noise ratio（SINR））を考慮し、D2D通信ペアがセルラー通信（他の無線端末と基地局の間の通信に使用されるリソース）のリソースの全体を再利用するべきか（i.e., reuseモード）、セルラー通信のリソースの一部を専用（dedicated）リソースとして使用するべきか（i.e., dedicatedモード）、又は基地局を介して通信するべきか（i.e., セルラーモード）を決定する。

また、特許文献１は、基地局が、２つの無線端末に対して直接発見のための個別（dedicated）無線リソースを割り当てることを開示している。一例において、特許文献１に開示された基地局は、D2D通信ペアとセルラーユーザ（UE）との間の干渉の発生を検出した場合に、D2D通信ペア内の無線端末とセルラーユーザに直接発見のための個別無線リソースを割り当てる。これにより、D2D通信ペア内の無線端末とセルラーユーザは、個別無線リソースを用いた直接発見手順を行うことができ、直接発見を完了してＤ２Ｄ通信開始できる。

しかしながら、非特許文献３および特許文献１は、D2D通信ペアとセルラーユーザ（UE）との間の干渉が考慮されることを示すのみである。すなわち、非特許文献３および特許文献１は、複数のD2D通信ペアにより行われる複数のD2D送信への無線リソース割り当てについて開示しておらず、複数のD2D送信の間の干渉および複数のD2D送信での無線リソースの空間再利用について開示していない。

本明細書に開示される実施形態が達成しようとする目的の１つは、複数のD2D通信ペアにより行われる複数のD2D送信での無線リソースの効率的な空間再利用を可能とすることに寄与する装置、方法、及びプログラムを提供することである。

第１の態様では、基地局は、無線トランシーバ及び少なくとも１つのプロセッサを含む。前記無線トランシーバは、第１のセル内の複数の無線端末と通信するよう構成されている。前記少なくとも１つのプロセッサは、前記複数の無線端末に含まれる複数のdevice-to-device（D2D）通信ペアによって行われる複数のD2D送信に無線リソースをスケジューリングするよう構成されている。各D2D送信は、各D2D通信ペアに属する一方の無線端末が他方の無線端末に前記基地局を介さずに直接的に無線送信することを含む。前記少なくとも１つのプロセッサは、さらに、互いに近傍に位置していない２つのD2D通信ペアによる同一の無線リソースの使用を許容するが互いに近傍に位置する２つのD2D通信ペアによる同一の無線リソースの使用を制限する割り当てルールに従って、前記複数のD2D送信に無線リソースをスケジューリングするよう構成されている。

第２の態様では、基地局におけるスケジューリング方法は、互いに近傍に位置していない２つのdevice-to-device（D2D）通信ペアによる同一の無線リソースの使用を許容するが互いに近傍に位置する２つのD2D通信ペアによる同一の無線リソースの使用を制限する割り当てルールに従って、複数のD2D通信ペアによって行われる複数のD2D送信に無線リソースをスケジューリングすることを含む。各D2D送信は、各D2D通信ペアに属する一方の無線端末が他方の無線端末に前記基地局を介さずに直接的に無線送信することを含む。

第３の態様では、プログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、上述の第２の態様に係る方法をコンピュータに行わせるための命令群（ソフトウェアコード）を含む。

上述の態様によれば、複数のD2D通信ペアにより行われる複数のD2D送信での無線リソースの効率的な空間再利用を可能とすることに寄与する装置、方法、及びプログラムを提供できる。

第１の実施形態に係る無線通信システムの構成例を示す図である。 第１の実施形態に係る基地局の動作の一例を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る基地局の動作の一例を示すフローチャートである。 無線リソースの具体例を示す図である。 複数のD2D通信ペアの近傍関係の具体例を示す図である。 複数のD2D通信ペアへの無線リソースの割り当ての例を示す図である。 第１の実施形態に係る基地局の動作の一例を示すフローチャートである。 複数のD2D通信ペアへの無線リソースの割り当ての例を示す図である。 第２の実施形態に係る無線通信システムの構成例を示す図である。 第２の実施形態に係る基地局の動作の一例を示すフローチャートである。 複数のD2D通信ペアの近傍関係の具体例を示す図である。 無線リソースの具体例を示す図である。 複数のD2D通信ペアへの無線リソースの割り当ての例を示す図である。 第３の実施形態に係る基地局の動作の一例を示すフローチャートである。 いくつかの実施形態に係る無線端末の構成例を示すブロック図である。 いくつかの実施形態に係る基地局の構成例を示すブロック図である。

以下では、具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。

＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態に係る無線通信システムの構成例を示している。無線端末１は、D2D通信（e.g., ProSe）が可能であり、端末間直接インタフェース（i.e.,サイドリンク）１０１上でD2D通信を行うことができる。既に説明したように、D2D通信は、直接発見及び直接通信の少なくとも一方を含む。D2D通信は、サイドリンク通信又はProSe通信と呼ぶこともできる。図１の例では、６個の無線端末１Ａ〜１Ｆ、及び３つのサイドリンク通信ペア３Ａ〜３Ｃが示されている。D2D通信ペア３Ａは、無線端末１Ａ及び１Ｂを含み、サイドリンク１０１ＡにおいてD2D通信を行う。D2D通信ペア３Ｂは、無線端末１Ｃ及び１Ｄを含み、サイドリンク１０１ＢにおいてD2D通信を行う。D2D通信ペア３Ｃは、無線端末１Ｅ及び１Ｆを含み、サイドリンク１０１ＣにおいてD2D通信を行う。

基地局２は、セル２１を管理し、セルラー通信技術（e.g., Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) technology）を用いて複数の無線端末１の各々と通信することができる。本実施形態では、D2D送信への無線リソース割り当てのためにscheduled resource allocationが採用される。すなわち、基地局２は、セル２１のカバレッジ内でD2D送信を行うD2D通信ペア３内の無線端末１（送信端末）と通信し、D2D送信ための無線リソースを当該無線端末にスケジューリングする（割り当てる）よう構成されている。さらに、基地局２は、互いに近傍に位置する複数のD2D通信ペア３による複数のD2D送信が互いに干渉することを抑制するために、複数のD2D通信ペア３の近傍関係（proximity relation又はneighbor relation）を考慮して複数のD2D通信ペア３による複数のD2D送信（又は送信端末）に無線リソースを割り当てるよう構成されている。

図２は、基地局２におけるスケジューリング方法の一例（処理２００）を示すフローチャートである。ブロック２０１では、基地局２は、所定の割り当てルールに従って、複数のD2D通信ペア３によって行われる複数のD2D送信に無線リソースをスケジューリングする。ここで、所定の割り当てルールは、互いに近傍に位置していない２つのD2D通信ペア３による同一の無線リソースの使用を許容するが、互いに近傍に位置する２つのD2D通信ペアによる同一の無線リソースの使用を制限する。ブロック２０１では、ブロック２０１で決定された無線リソースを用いたサイドリンク送信許可（スケジューリング許可又はサイドリンク許可）を各D2D通信ペア３（つまり、各D2D通信ペア３内の送信端末）に送信する。

一例において、２つのD2D通信ペアの間の近傍関係は、一方のペアの送信端末と他方のペアの送信端末とが互いに近傍に位置するか否かによって評価されてもよい。これに代えて、２つのD2D通信ペアの間の近傍関係は、一方のペアの送信端末と他方のペアの受信端末とが互いに近傍に位置するか否かによって評価されてもよい。

基地局２は、２つのD2D通信ペア３が互いに近接しているか否かを判定するよう構成されてもよい。いくつかの実装において、基地局２は、２つのD2D通信ペア３が互いに近接しているか否かを判定するために、２つのD2D通信ペア３の少なくとも一方に属する少なくとも１つの無線端末１から報告された近傍無線端末の検出結果を使用してもよい。

近傍無線端末の検出結果は、無線端末１が受信することができた直接発見のための発見信号の１又はそれ以上の送信元端末を示してもよい。近傍無線端末の検出結果は、例えば、（ａ）１又はそれ以上の近傍無線端末の識別子、及び（ｂ）１又は複数の近傍無線端末が属する１又は複数のD2D通信ペアの識別子、のうち少なくとも１つを含んでもよい。近傍無線端末の検出結果は、さらに、（ｃ）１又はそれ以上の近傍無線端末の各々が関連付けられている基地局又はセルの識別子、（ｄ）１又はそれ以上の近傍無線端末からの信号（e.g., 発見信号）の受信信号電力、及び（ｅ）１又はそれ以上の近傍無線端末の検出回数、のうち少なくとも１つを含んでもよい。なお、無線端末１が上記検出結果を基地局２に対して報告するために、近傍無線端末の送信する発見信号は、そのメッセージとして、（ａ）自端末の識別子、及び（ｂ）自端末が属する１又は複数のD2D通信ペアの識別子、さらには、（ｃ）自端末が関連付けられている基地局又はセルの識別子を含んでもよい。

無線端末１は、近傍無線端末の検出結果を周期的に基地局２に報告してもよいし、非周期的に報告してもよい。無線端末１は、例えば、近傍無線端末のリストに変更があった場合に、近傍無線端末の検出結果を基地局２に送信してもよい。近傍無線端末のリストを生成する周期（時間窓）は、基地局２からシステム情報において報知されるdiscovery送信確率（100%, 75%, 50%, or 25%）の逆数倍のスケジューリング周期であってもよい。

一例において、基地局２は、無線端末１が属するD2D通信ペアと当該無線端末１によって検出された近傍無線端末が属するD2D通信ペアとが互いに近接している（近傍関係にある）と判定してもよい。他の例において、基地局２は、２つのD2D通信ペアの間の近傍度（proximityレベル）を３段階以上の多段階で評価してもよい。この場合、基地局２は、無線端末１における近傍無線端末からの信号（e.g., 発見信号）の受信信号電力に基づいて、２つのD2D通信ペアの近傍度（proximityレベル）を判定してもよい。

これに代えて、いくつかの実装において、基地局２は、２つのD2D通信ペア３が互いに近接しているか否かを判定するために、各D2D通信ペア３に属する少なくとも１つの無線端末１の位置情報を使用してもよい。無線端末１の位置情報は、当該無線端末１の地理的な位置を明示的又は暗示的に示す。無線端末１の位置情報は、Global Navigation Satellite System（GNSS）レシーバによって得られるGNSS位置情報を含んでもよい。GNSS位置情報は、緯度及び経度を示す。さらに又はこれに代えて、無線端末１の位置情報は、Radio Frequency（RF）フィンガープリントを含んでもよい。RFフィンガープリントは、無線端末１によって測定された周辺セル測定情報（e.g., セルID及びReference Signal Received Power（RSRP））を含む。

基地局２は、無線端末１の位置情報を当該無線端末１から直接的に受信してもよいし、サーバを介して受信してもよい。例えば、基地局２は、ネットワークレベル・ディスカバリ手順を使用して取得された無線端末１の位置情報を利用してもよい。ネットワークレベル・ディスカバリ手順は、例えば、EPC-level ProSe Discoveryである。EPC-level ProSe Discoveryでは、UEsは自身の現在位置を推定することができる位置情報を間欠的（intermittently）にネットワークに送信し、ネットワーク（i.e., ProSe function エンティティ）はUEsから受信した位置情報に基づいてこれらの近接を判定する。これに代えて、基地局２は、無線端末１のMinimization of Drive Tests（MDT）機能によって得られたLogged MDT測定データに含まれる位置情報を使用してもよい。

一例において、基地局２は、位置情報から導出される２つの無線端末１の地理的距離が所定の閾値より小さい場合に、これら２つの無線端末１のそれぞれが属する２つのD2D通信ペア３が近接している（近傍関係にある）と判定してもよい。他の例において、基地局２は、２つのD2D通信ペアの間の近傍度（proximityレベル）を３段階以上の多段階で評価してもよい。この場合、基地局２は、位置情報から導出される２つの無線端末１の地理的距離に基づいて、２つのD2D通信ペアの近傍度（proximityレベル）を判定してもよい。

以上の説明から理解されるように、本実施形態に係る基地局２は、複数のD2D通信ペア３による複数のD2D送信に無線リソースをスケジューリングする際に、互いに近傍に位置していない２つのD2D通信ペア３による同一の無線リソースの使用を許容するが、互いに近傍に位置する２つのD2D通信ペアによる同一の無線リソースの使用を制限する。すなわち、基地局２は、複数のD2D通信ペアの位置（又は複数のD2D通信ペアの間の近傍関係）を考慮して、D2D送信のための無線リソースの空間再利用を行うか否かを決定する。これにより、基地局２は、複数のD2D通信ペアによる無線リソースの空間再利用を許容しながら、複数のD2D通信ペアが互いに近傍に位置する場合にこれら複数のD2D通信ペアによる同一の無線リソースの使用を抑制することができる。したがって、基地局２は、複数のD2D通信ペアにより行われる複数のD2D送信での無線リソースの効率的な空間再利用を可能する。

続いて以下では、複数のD2D通信ペア間の近傍関係に関する制約（constraint）を持つよう修正されたスケジューリング・アルゴリズムのいくつかの例を示す。第１の例では、基地局２は、複数のD2D通信ペア間の近傍関係に関する制約（つまり上述の割り当てルール）が課されたproportional fairness（PF）規範アルゴリズムに従って、複数のD2D通信ペア（又はこれら複数のペア内の複数の送信端末）による複数のD2D送信に無線リソースを割り当てる。

PF規範スケジューリングの場合、各無線リソースでのD2D送信（D2D通信ペア３）のスケジューリング・メトリック（PFメトリック）は、瞬時スループットの平均スループットに対する比率（i.e., 瞬時スループット／平均スループット）であってもよい。基地局２は、発見信号（又は他のチャネル品質測定用の信号）の受信レベルに応じた変調方式および符号化率（MCS）を適応的に決定し、決定された変調方式および符号化率を用いてD2D送信（D2D通信ペア３又は送信端末）の瞬時スループットを計算してもよい。これに代えて、基地局２は、適応MCSを考慮せずに固定値の瞬時スループットを使用してもよい。固定値の瞬時スループットの場合、PFメトリックは平均スループットの逆数となり、したがって基地局２は平均スループットが小さいD2D送信（D2D通信ペア３又は送信端末）から昇順で無線リソース割当を行う。

ただし、複数のD2D通信ペア間の近傍関係に関する制約（つまり上述の割り当てルール）を課されるために、基地局２は以下のように動作する。すなわち、基地局２は、注目している無線リソースでのPFメトリックに基づいてD2D通信ペア３（D2D送信又は送信端末）を選択するが、当該D2D通信ペア３と近傍関係にある他のD2D送信ペア（D2D送信又は送信端末）が当該無線リソースに既にスケジュールされている場合に、当該選択されたD2D通信ペア（又は送信端末）によるD2D送信に当該無線リソースを割り当てない。言い換えると、基地局２は、注目している第１の無線リソースでのスケジューリング・メトリックの降順に従って第１のD2D通信ペア（D2D送信又は送信端末）を選択し、当該第１のD2D通信ペアよりも大きなスケジューリング・メトリックを持ち且つ当該第１のD2D通信ペアと近傍関係にある第２のD2D通信ペア（D2D送信又は送信端末）に当該第１の無線リソースが割り当てられていない場合に、当該第１のD2D通信ペア（又は送信端末）によるD2D送信に当該第１の無線リソースを割り当てる。

図３は、複数のD2D通信ペア間の近傍関係に関する制約を課されたPF規範スケジューリングの一例（処理３００）を示すフローチャートである。ブロック３０１では、基地局２は、注目する無線リソース（対象無線リソース）を選択する。ブロック３０２では、基地局２は、対象無線リソースでのスケジューリング・メトリック（PFメトリック）の降順に従ってD2D通信ペアを選択する。ブロック３０３では、基地局２は、選択されたD2D通信ペアと近傍関係にあるいずれのD2D通信ペアも当該対象無線リソースにスケジュールされていない場合に、当該対象無線リソースを選択されたD2D通信ペアによるD2D送信に割り当てる。基地局２は、無線リソースの割り当てを要求している全てのD2D通信ペア（送信端末）を当該対象無線リソースに関して考慮するまでブロック３０２及び３０３の処理を繰り返す（ブロック３０４）。さらに、基地局２は、１回のスケジューリング周期において考慮されるべき全ての無線リソースついてブロック３０１から３０３までの処理を繰り返す（ブロック３０５）。ここで、スケジューリング周期は、基地局２がサイドリンクのためのスケジューリンググラント（SL grant）を送信する周期である。3GPP Release 12では、サイドリンクのためのスケジューリング周期は、Sidelink Control period又はPSCCH periodと呼ばれる。

複数のD2D通信ペア間の近傍関係に関する制約を課されたPF規範スケジューリングによる無線リソース割り当ての具体例を図４〜図６を参照して説明する。図４は、3GPP Release 12においてD2D通信のために使用される無線リソースの一例を示している。3GPP Release 12では、サイドリンクのためのスケジューリング周期（i.e., Sidelink Control period又はPSCCH period）は、例えば40 ms又はそれ以上とされるが、D2Dデータ送信のためのPSSCHリソースの割り当てはtime resource pattern indexを用いて６、７又は８サブフレーム（6, 7, or 8 ms）単位で指定される。したがって、１つのSidelink Control periodの間は、６、７又は８サブフレーム周期で同じPSSCHリソースの割り当てが使用される。Frequency division duplex（FDD）の場合、PSSCHリソースの割り当て周期（i.e., time resource pattern）は、８サブフレームである。一方、TDDの場合、PSSCHリソースの割り当て周期（i.e., time resource pattern）は、TDD UL/DL configurationに応じて６、７又は８サブフレームとされる。図４は、D2Dデータ送信のためのPSSCHリソースの割り当て周期（i.e., time resource pattern）が８サブフレームであるケースを示している。なお、図４は一例であり、時間ドメインリソース（e.g., サブフレーム）に代えて又は時間リソースドメインとともに、周波数ドメインリソースの割り当てが行われてもよい。

図５は、基地局２によって運用されるセル２１内での複数のD2D通信ペア３間の近傍関係の具体例を示す模式図である。図５の例では、５つのD2D通信ペアの近傍関係が示されている。具体的には、D2D通信ペア＃１は、D2D通信ペア＃２と近傍関係を持つ。D2D通信ペア＃２は、他の４つのD2D通信ペア＃１、＃３、＃４、及び＃５の全てと近傍関係を持つ。D2D通信ペア＃３は、２つのD2D通信ペア＃２及び＃４と近傍関係を持つ。D2D通信ペア＃４は、３つのD2D通信ペア＃２、＃３、及び＃５と近傍関係を持つ。D2D通信ペア＃５は、２つのD2D通信ペア＃２及び＃４と近傍関係を持つ。

図６は、図３に示されたスケジューリング・アルゴリズムに従って、図４に示された８サブフレーム周期のD2Dデータ送信リソースを図５に示された５つのD2D通信ペア３に割り当てる例を示している。図６のテーブルにおいて各マス目（セル）に記入されたチェックマークは、対応するD2D通信ペアに対して対応する時間ドメインリソース（サブフレーム）が割り当てられたことを示す。さらにチェックマークに添えられた数字は、各時間ドメインリソースにおけるスケジューリング・メトリック（PFメトリック）の降順を示している。

例えば、サブフレーム＃１では、D2D通信ペア＃１のPFメトリックが最大であるため、D2D通信ペア＃１によるD2D送信がサブフレーム＃１に最初にスケジュールされる。次に、D2D通信ペア＃３のPFメトリックが２番目に大きく、且つD2D通信ペア＃３はD2D通信ペア＃１と近傍関係にないため、したがってD2D通信ペア＃３によるD2D送信がサブフレーム＃１に２番目にスケジュールされる。D2D通信ペア＃２及び＃４のPFメトリックは３番目および４番目であるが、これらと近傍関係にあるD2D通信ペア＃３によるD2D送信が既にサブフレーム＃１にスケジュールされているため、サブフレーム＃１はD2D通信ペア＃２及び＃４によるD2D送信に割り当てられない。最後に、D2D通信ペア＃５のPFメトリックが５番目（最小）であり、D2D通信ペア＃５はD2D通信ペア＃１及び＃３と近傍関係にないため、D2D通信ペア＃５によるD2D送信がサブフレーム＃１にスケジュールされる。

なお、スケジューリング・メトリック（PFメトリック）は、サブフレームの割り当て毎に平均スループットを更新することによってサブフレーム毎に更新されてもよいし、スケジューリング周期毎に更新されてもよい。

また、上述したスケジューリング・アルゴリズムの第１の例では、サブフレーム毎に割当可能な端末を探索し、割当可能な端末がいない場合に次のサブフレームの割当に移行する手順を示したが、この手順以外も可能である。例えば、PFメトリックが大きいD2D通信ペア順に選択し、選択されたD2D通信ペアが近傍関係に関する制約を満たすサブフレームの中から任意のサブフレームを選択、選択されたサブフレームを当該選択されたD2D通信ペアに割り当ててもよい。さらに、サブフレームの選択方法としては、（１）割り当て済みのD2D通信ペア数が最も少ないサブフレームを選択すること、（２）割り当て済みのD2D通信ペアの近傍度（proximityレベル）の最大値（すなわち、最も近い端末）が最小となるサブフレームを選択すること、（３）割り当て済みのD2D通信ペアによって発生が予想される合計の干渉量が最も小さいサブフレームを選択すること、等が可能である。

次に、複数のD2D通信ペア間の近傍関係に関する制約（constraint）を持つよう修正されたスケジューリング・アルゴリズムの第２の例を説明する。第２の例では、基地局２は、複数のD2D通信ペア間の近傍関係に関する制約（つまり上述の割り当てルール）が課されたラウンドロビン・アルゴリズムに従って、複数のD2D通信ペア（又はこれら複数のペア内の複数の送信端末）による複数のD2D送信に無線リソースを割り当てる。

ラウンドロビン・スケジューリングの場合、基地局２は、D2D送信のためのリソース割り当てを要求している複数のD2D通信ペア（又は送信端末）に順番に無線リソースを割り当てる。ただし、複数のD2D通信ペア間の近傍関係に関する制約（つまり上述の割り当てルール）を課されるために、基地局２は、互いに近傍関係にある２つのD2D通信ペアを同一の無線リソースにスケジュールしない。

図７は、複数のD2D通信ペア間の近傍関係に関する制約を課されたラウンドロビン・スケジューリングの一例（処理７００）を示すフローチャートである。ブロック７０１では、基地局２は、D2D送信のためのリソース割り当てを要求している複数のD2D通信ペア（又は送信端末）の中から順番に１つのD2D通信ペア（又は送信端末）を選択する。ブロック７０２では、基地局２は、選択されたD2D通信ペアと近傍関係にあるいずれのD2D通信ペアもスケジュールされていない１又は複数の無線リソースが１回のスケジューリング周期において考慮されるべき全ての無線リソース内に存在する場合、これらの無線リソースのうちの１つを選択されたD2D通信ペア（又は送信端末）に割り当てる。基地局２は、無線リソースの割り当てを要求している全てのD2D通信ペア（送信端末）を考慮するまでブロック７０１及び７０２の処理を繰り返す（ブロック７０３）。さらに、基地局２は、いずれのD2D通信ペアにもリソース割り当てが不可能になるまで、ブロック７０１から７０３までの処理を繰り返す（ブロック７０４）。

図８は、図７に示されたアルゴリズムに従って、図４に示された８サブフレーム周期のD2Dデータ送信リソースを図５に示された５つのD2D通信ペア３に割り当てる例を示している。図８のテーブルにおいて各マス目（セル）に記入されたサブフレーム番号は、対応するD2D通信ペアに対して対応する割り当てラウンドにおいて割り当てられた無線リソースを示す。各マス目（セル）に記入されたダッシュマークは、近傍関係の制約のために、対応する割り当てラウンドにおいて対応するD2D通信ペアによるD2D送信に無線リソースの割り当てができないことを示す。

例えば、最初の割り当てラウンド＃１では、以下のように無線リソース割り当てが行われる。初めにD2D通信ペア＃１によるD2D送信がサブフレーム＃１にスケジュールされる。次に、D2D通信ペア＃２への無線リソース割り当てでは、D2D通信ペア＃２がD2D通信ペア＃１と近傍関係にあるために、サブフレーム＃１を除く７つのサブフレーム＃２〜＃８のいずれかががD2D通信ペア＃２に割り当てられる。図８の例では、D2D通信ペア＃２よるD2D送信がサブフレーム＃２にスケジュールされる。続いて、D2D通信ペア＃３への無線リソース割り当てでは、D2D通信ペア＃３がD2D通信ペア＃２及び＃４と近傍関係にあるために、サブフレーム＃２を除く７つのサブフレーム＃１及び＃３〜＃８のいずれかががD2D通信ペア＃３に割り当てられる。図８の例では、D2D通信ペア＃３よるD2D送信は、D2D通信ペア＃１のD2D送信と同じくサブフレーム＃１にスケジュールされる。

さらに、割り当てラウンド＃１でのD2D通信ペア＃４への無線リソース割り当てでは、D2D通信ペア＃４がD2D通信ペア＃２、＃３、及び＃５と近傍関係にあるために、サブフレーム＃１及び＃２を除く６つのサブフレーム＃３〜＃８のいずれかががD2D通信ペア＃４に割り当てられる。図８の例では、D2D通信ペア＃４よるD2D送信はサブフレーム＃３にスケジュールされる。最後に、割り当てラウンド＃１でのD2D通信ペア＃５への無線リソース割り当てでは、D2D通信ペア＃５がD2D通信ペア＃２及び＃４と近傍関係にあるために、サブフレーム＃２及び＃３を除く６つのサブフレーム＃１及び＃４〜＃８のいずれかががD2D通信ペア＃５に割り当てられる。図８の例では、D2D通信ペア＃５よるD2D送信は、D2D通信ペア＃１及び＃３のD2D送信と同じくサブフレーム＃１にスケジュールされる。

図６及び図８に示された具体例から理解されるように、複数のD2D通信ペア間の近傍関係に関する制約（constraint）を持つよう修正されたスケジューリング・アルゴリズムを利用することで、D2D送信間の干渉を抑えつつ各D2D送信に無線リソースを割り当てることができ、かつ他のD2D通信ペアが近傍に存在しない好条件のD2D通信ペア（又は送信端末）は空間再利用の効果によって多くの無線リソースを利用できる。

＜第２の実施形態＞
本実施形態では、第１の実施形態で説明されたD2D送信への無線リソース割り当て手順の変形例が説明される。図９は、本実施形態に係る無線通信システムの構成例を示している。本実施形態では、基地局２は、セル２１のカバレッジ内に位置するD2D通信ペア３（又は送信端末）によるD2D送信に無線リソースを割り当てる際に、当該D2D通信ペア３（又は送信端末）が隣接セルに属する無線端末と近傍関係にあるか否かを考慮するよう構成されている。

例えば、図９に示された基地局２Ａは、自身のセル２１Ａのカバレッジ内に位置するD2D通信ペア３Ａが隣接セル２１Ｂに属する隣接セル無線端末１Ｅ若しくは１Ｆ又は隣接セルD2D通信ペア３Ｃと近傍関係にあることを検出し、D2D通信ペア３Ａによって行われるD2D送信に対してセル２１Ａの優先無線リソースを他の無線リソースよりも優先的に割り当てる。ここで、セル２１Ａの優先無線リソースは、隣接セル２１Ｂを運用する基地局２Ｂが隣接セル２１Ｂ内の無線端末１（e.g., １Ｅ及び１Ｆ）による使用を制限する無線リソースである。一方、基地局２Ａは、自身のセル２１Ａのカバレッジ内に位置するD2D通信ペア３Ｂが隣接セル無線端末又は隣接セルD2D通信ペアの近傍に位置していないことを検出し、セル２１Ａの優先無線リソースを除く他の無線リソースをD2D通信ペア３Ｂによって行われるD2D送信に対して優先的に割り当てる。基地局２Ａによるこのような無線リソース割り当て動作は、隣接セル間での無線リソースの干渉を抑制することに寄与できる。

なお、セル２１Ａの優先無線リソースを除く他の無線リソースは、隣接セル２１Ｂに設定された優先無線リソースと、セル２１Ａ及び２１Ｂのいずれの優先無線リソースにも設定されていない非優先無線リソースを含んでもよい。この場合、基地局２Ａは、隣接セル無線端末又は隣接セルD2D通信ペアの近傍に位置していないD2D通信ペア３Ｂによって行われるD2D送信に対して、セル２１Ｂの優先無線リソースをセル２１Ａの優先無線リソース及び非優先無線リソースよりも優先的に割り当ててもよい。隣接セル無線端末（又は隣接セルD2D通信ペア）と近傍関係にないD2D通信ペア３Ｂが隣接セルの優先無線リソースを使用することは、セル間干渉をもたらすことがなく、さらに隣接セル無線端末（又は隣接セルD2D通信ペア）と近傍関係にあるD2D通信ペア３Ａが非優先無線リソースを利用する機会を増加させることができる。

図９の例は、説明の容易化のために、セル２１Ａが１つの隣接セル２１Ｂを持つケースを示している。しかしながら、セル２１Ａの周囲には、２又はそれ以上の隣接セルが存在してもよい。そのような場合には、各隣接セルの優先無線リソースが設定されてもよい。いくつかの実装において、基地局２Ａは、自身のセル２１Ａに属する無線端末１（例えば、１Ａ）が１又は複数の隣接セルに属する１又は複数の無線端末と近傍関係にある場合に、当該１又は複数の隣接セルの優先無線リソースを当該無線端末１（例えば、１Ａ）に極力割り当てないようにするために、当該１又は複数の隣接セルの優先無線リソースの当該無線端末１（例えば、１Ａ）に対する割り当ての優先度を下げてもよい。

いくつかの実装において、基地局２Ａは、基地局間のインタフェース（e.g., LTEのX2インタフェース）を介して又は上位ネットワーク（e.g., コアネットワーク）を介して基地局２Ｂと通信し、セル２１Ａ及び２１Ｂの各々に優先無線リソースを設定してもよい。

いくつかの実装において、基地局２Ａは、互いに異なるセルに属する（異なる基地局に関連付けられている）２つのD2D通信ペアが互いに近接しているか否かを判定するために、２つのD2D通信ペア３の少なくとも一方に属する少なくとも１つの無線端末１から報告された近傍無線端末の検出結果を使用してもよい。この場合、近傍無線端末の検出結果は、上述した（ａ）１又はそれ以上の近傍無線端末の識別子、及び（ｃ）１又はそれ以上の近傍無線端末の各々が関連付けられている基地局又はセルの識別子、を含んでもよい。さらに、発見信号は、近傍無線端末の識別子、および当該近傍無線端末が関連付けられている基地局（又はセル）識別子を含んでもよい。

図１０は、本実施形態に係る基地局２におけるスケジューリング方法の一例（処理１０００）を示すフローチャートである。ブロック１００１では、基地局２は、自身が運用する自セル内の複数のD2Dペア間の近傍関係を求めるとともに、隣接セル無線端末と近傍関係にあるD2Dペアを検出する。第１の実施形態で説明したように、一例において、２つのD2D通信ペアの間の近傍関係は、一方のペアの送信端末と他方のペアの送信端末とが互いに近傍に位置するか否かによって評価されてもよい。これに代えて、２つのD2D通信ペアの間の近傍関係は、一方のペアの送信端末と他方のペアの受信端末とが互いに近傍に位置するか否かによって評価されてもよい。

ブロック１００２では、基地局２は、隣接セル無線端末と近傍関係にあるD2D通信ペア（又は送信端末）に対して自セルのための優先無線リソースを他の無線リソースよりも優先的に割り当てる。ブロック１００３では、基地局２は、隣接セル無線端末と近傍関係にないD2D通信ペアに対して、自セルのための優先無線リソースを除く他の無線リソースを優先的に割り当てる。

本実施形態での無線リソース割り当ての具体例を図１１〜図１３を参照して説明する。図１１は、互いに隣接するセル２１Ａ及び２１Ｂ内での複数のD2D通信ペア３間の近傍関係の具体例を示す模式図である。図１１の例では、５つのD2D通信ペアの近傍関係が示されている。具体的には、セル２１Ａのカバレッジ内に３つのD2D通信ペア＃１〜＃３が存在し、セル２１Ｂのカバレッジ内に２つのD2D通信ペア＃４及び＃５が存在する。セル２１Ａに着目すると、D2D通信ペア＃１は、セル２１Ａ内のD2D通信ペア＃２と近傍関係を持つとともに、隣接セル２１Ｂ内のD2D通信ペア＃４と近傍関係を持つ。D2D通信ペア＃２は、D2D通信ペア＃１とのみ近傍関係を持つ。一方、D2D通信ペア＃３は、いずれの他のD2D通信ペアとも近傍関係にない。

図１２は、図４に示されたのと同様に、D2Dデータ送信のためのPSSCHリソースの割り当て周期（i.e., time resource pattern）が８サブフレームであるケースを示している。さらに、図１２は、８つのサブフレームに関する優先無線リソース設定の一例を示している。図１２の例では、３つのサブフレーム＃２、＃５、及び＃８がセル２１Ａ（セル＃Ａ）のための優先無線リソースに設定されている。さらに、３つのサブフレーム＃１、＃４、及び＃７がセル２１Ｂ（セル＃Ｂ）のための優先無線リソースに設定されている。一方、残りの２つのサブフレーム＃３及び＃６は、セル２１Ａ及び２１Ｂのいずれのための優先無線リソースにも設定されていない非優先無線リソースである。

図１３は、D2D通信ペア間の近傍関係に関する制約と隣接セル間の優先無線リソースに関する制約を課されたスケジューリング・アルゴリズムに従って、図１２に示された８サブフレーム周期のD2Dデータ送信リソースを図１１に示されたセル２１内の３つのD2D通信ペア＃１〜＃３に割り当てる例を示している。なお、図１３の例では、ラウンドロビン・アルゴリズムが使用され、これら３つのD2D通信ペアに対してペア＃１、＃２、＃３の順序で繰り返し無線リソースが割り当てられる。図１３の各マス目（セル）に記入されたチェックマークは、対応するD2D通信ペアに対して対応する時間ドメインリソース（サブフレーム）が割り当てられたことを示す。さらにチェックマークに添えられた１〜１６までの数字は、無線リソース割り当ての決定順序を示している。

図１３の例では、隣接セル無線端末と近傍関係を持つD2D通信ペア＃１は、セル２１Ａの優先無線リソース、非優先無線リソース、隣接セル２１Ｂの優先無線リソースの優先順序に従って無線リソースを割り当てられる。一方、隣接セル無線端末と近傍関係を持たないD2D通信ペア＃２及び＃３は、隣接セル２１Ｂの優先無線リソース、非優先無線リソース、セル２１Ａの優先無線リソースの優先順序に従って無線リソースを割り当てられる。

具体的には、初めに、D2D通信ペア＃１は隣接セルD2D通信ペア＃４と近傍関係を持つため、セル２１Ａのための優先無線リソースに設定されたサブフレーム＃２、＃５、及び＃８の中からサブフレーム＃２がD2D通信ペア＃１によるD2D送信に割り当てられる。次に、D2D通信ペア＃２は隣接セルD2D通信ペア＃４と近傍関係を持たないため、隣接セル２１Ｂのための優先無線リソースに設定されたサブフレーム＃１、＃４、及び＃７の中からサブフレーム＃１がD2D通信ペア＃２によるD2D送信に割り当てられる。続いて、D2D通信ペア＃３は隣接セルD2D通信ペア＃４と近傍関係を持たず且つセル２１Ａ内の他のD2D通信ペア＃１及び２とも近傍関係にない。したがって、D2D通信ペア＃２に割り当てられたのと同じサブフレーム＃１がD2D通信ペア＃３によるD2D送信に割り当てられる。

さらに、次の第２ラウンドでは、まず、セル２１Ａのための優先無線リソースに設定された残りのサブフレーム＃５及び＃８の中からサブフレーム＃５がD2D通信ペア＃１によるD2D送信に割り当てられる。一方、D2D通信ペア＃２及び＃３は、残りの非優先無線リソース、つまりサブフレーム＃４を割り当てられる。このようにして無線リソース割り当てを割り当て不能になるまで繰り返していくことで、最終的に図１３に示された割り当て結果が得られる。図１３から理解されるように、隣接セル無線端末と近傍関係を持つD2D通信ペア＃１は、自セル２１のための優先無線リソース（i.e., サブフレーム＃２、＃５、及び＃８）を割り当てられることができ、これらの自セル２１のための優先無線リソースを近傍のD2D通信ペア＃２に対して排他的に利用できる。一方、D2D通信ペア＃３は、自セル２１Ａ及び隣接セル２１Ｂ内のいずれのD2D通信ペアとも近傍関係を持たないため、空間再利用の効果によって全てのサブフレーム＃１〜＃８を割り当てられることができる。

＜第３の実施形態＞
本実施形態では、第１の実施形態で説明されたD2D送信への無線リソース割り当て手順の変形例が説明される。本実施形態に係る無線通信システムの構成例は図１と同様である。本実施形態では、基地局２は、２つのD2D通信ペアの間の近傍度（proximityレベル）を３段階以上の多段階で評価するよう構成されている。さらに、基地局２は、これら２つのD2D通信ペアに同一の時間ドメインリソースにおけるD2D送信を許可するか否かを当該近傍度の大きさに応じて決定する。

図１４は、基地局２におけるスケジューリング方法の一例（処理１４００）を示すフローチャートである。ブロック１４０１では、基地局２は、２つのD2D通信ペア３の近傍度を判定する。ブロック１４０２では、基地局２は、当該近傍度が相対的に小さい第１のレベルである場合、つまり２つのD2D通信ペア３の間の地理的距離が相対的に遠い場合に、これら２つのD2D通信ペア３の両方が同一の時間−周波数リソースにおいてD2D送信を行うことを許可する。

ブロック１４０３では、基地局２は、当該近傍度が中間的な第２のレベルであるとき、これら２つのD2D通信ペア３が同一の時間−周波数リソースにおいてD2D送信を行うことを禁止するが、時間ドメイン位置が同一であり且つ周波数ドメイン位置が異なる複数の時間−周波数リソースにおいてこれら２つのD2D通信ペア３がD2D送信を行うことを許可する。

ブロック１４０４では、基地局２は、当該近傍度が相対的に大きい第３のレベルである場合、つまり２つのD2D通信ペア３の間の地理的距離が相対的に近い場合に、これら２つのD2D通信ペア３が同一の時間ドメインリソースにおいてD2D送信を行うことを禁止し、時間ドメイン位置が異なる複数の時間−周波数リソースにおいてこれら２つのD2D通信ペア３がD2D送信を行うことを許可する。

なお、ブロック１４０２、１４０３、及び１４０４の処理は、図１４とは異なる順序で実行されてもよいし、時間的に並行して実行されてもよい。

時間−周波数リソースの一例は、LTE及びLTE-Advancedにおけるリソースブロックである。既に説明したように、normal cyclic prefixの場合、１リソースブロックは、時間ドメインにおいて連続する１２OFDM（又はSC-FDMA）シンボルを含み、周波数ドメインにおいて１２サブキャリアを含む。一方、時間ドメインリソースの一例は、２リソースブロック時間に相当するサブフレーム（1 ms）、又は１リソースブロック時間に相当するスロット（0.5 ms）である。周波数ドメインリソースの具体例は、１リソースブロックに相当数する１２サブキャリアのセットである。

第１の実施形態で説明したように、いくつかの実装において、基地局２は、無線端末１における近傍無線端末からの信号（e.g., 発見信号）の受信信号電力に基づいて、２つのD2D通信ペアの近傍度（proximityレベル）を判定してもよい。この場合、無線端末１から基地局２に報告される近傍無線端末の検出結果は、１又はそれ以上の近傍無線端末からの信号（e.g., 発見信号）の受信信号電力を含んでもよい。これに代えて、基地局２は、２つの無線端末１の位置情報（e.g., GNSS位置情報）から導出される２つの無線端末１の地理的距離に基づいて、２つのD2D通信ペアの近傍度（proximityレベル）を判定してもよい。

一般に、ULシステム帯域内での無線端末による送信は、非割り当てリソースブロック（サブキャリア）に対してIn-Band Emissions（IBE）による周波数ドメインでの干渉を及ぼすことが知られている。したがって、複数のD2D送信が非常に近くで同時に行われると、IBEに起因する干渉が発生するおそれがある。図１４のブロック１４０３に示されているように、本実施形態では、２つのD2D通信ペア３の近傍度が相対的に大きい第３のレベルである場合、これら２つのD2D通信ペア３による同一の時間−周波数リソース（e.g., リソースブロック）でのD2D送信を禁止するだけでなく、これら２つのD2D通信ペア３による同一の時間ドメインリソース（e.g., サブフレーム）でのD2D送信を禁止する。したがって、複数のD2D送信が非常に近くで行われる場合に、IBEに起因する干渉の発生を抑制できる。

最後に、上述の複数の実施形態に係る無線端末１及び基地局２の構成例について説明する。図１５は、無線端末１の構成例を示すブロック図である。Radio Frequency（RF）トランシーバ１５０１は、基地局２と通信するためにアナログRF信号処理を行う。RFトランシーバ１５０１により行われるアナログRF信号処理は、周波数アップコンバージョン、周波数ダウンコンバージョン、及び増幅を含む。RFトランシーバ１５０１は、アンテナ１５０２及びベースバンドプロセッサ１５０３と結合される。すなわち、RFトランシーバ１５０１は、変調シンボルデータ（又はOFDMシンボルデータ）をベースバンドプロセッサ１５０３から受信し、送信RF信号を生成し、送信RF信号をアンテナ１５０２に供給する。また、RFトランシーバ１５０１は、アンテナ１５０２によって受信された受信ＲＦ信号に基づいてベースバンド受信信号を生成し、これをベースバンドプロセッサ１５０３に供給する。

ベースバンドプロセッサ１５０３は、無線通信のためのデジタルベースバンド信号処理（データプレーン処理）とコントロールプレーン処理を行う。デジタルベースバンド信号処理は、(a) データ圧縮／復元、(b) データのセグメンテーション／コンカテネーション、(c) 伝送フォーマット（伝送フレーム）の生成／分解、(d) 伝送路符号化／復号化、(e) 変調（シンボルマッピング）／復調、及び(f) Inverse Fast Fourier Transform（IFFT）によるOFDMシンボルデータ（ベースバンドOFDM信号）の生成などを含む。一方、コントロールプレーン処理は、レイヤ１（e.g., 送信電力制御）、レイヤ２（e.g., 無線リソース管理、及びhybrid automatic repeat request（HARQ）処理）、及びレイヤ３（e.g., アタッチ、モビリティ、及び通話管理に関するシグナリング）の通信管理を含む。

例えば、LTEおよびLTE-Advancedの場合、ベースバンドプロセッサ１５０３によるデジタルベースバンド信号処理は、Packet Data Convergence Protocol（PDCP）レイヤ、Radio Link Control（RLC）レイヤ、MACレイヤ、およびPHYレイヤの信号処理を含んでもよい。また、ベースバンドプロセッサ１５０３によるコントロールプレーン処理は、Non-Access Stratum（NAS）プロトコル、RRCプロトコル、及びMAC CEの処理を含んでもよい。

ベースバンドプロセッサ１５０３は、デジタルベースバンド信号処理を行うモデム・プロセッサ（e.g., Digital Signal Processor（DSP））とコントロールプレーン処理を行うプロトコルスタック・プロセッサ（e.g., Central Processing Unit（CPU）、又はMicro Processing Unit（MPU））を含んでもよい。この場合、コントロールプレーン処理を行うプロトコルスタック・プロセッサは、後述するアプリケーションプロセッサ１５０４と共通化されてもよい。

アプリケーションプロセッサ１５０４は、CPU、MPU、マイクロプロセッサ、又はプロセッサコアとも呼ばれる。アプリケーションプロセッサ１５０４は、複数のプロセッサ（複数のプロセッサコア）を含んでもよい。アプリケーションプロセッサ１５０４は、メモリ１５０６又は図示されていないメモリから読み出されたシステムソフトウェアプログラム（Operating System（OS））及び様々なアプリケーションプログラム（例えば、通話アプリケーション、WEBブラウザ、メーラ、カメラ操作アプリケーション、音楽再生アプリケーション）を実行することによって、無線端末１の各種機能を実現する。

いくつかの実装において、図１５に破線（１５０５）で示されているように、ベースバンドプロセッサ１５０３及びアプリケーションプロセッサ１５０４は、１つのチップ上に集積されてもよい。言い換えると、ベースバンドプロセッサ１５０３及びアプリケーションプロセッサ１５０４は、１つのSystem on Chip（SoC）デバイス１５０５として実装されてもよい。SoCデバイスは、システムLarge Scale Integration（LSI）またはチップセットと呼ばれることもある。

メモリ１５０６は、揮発性メモリ若しくは不揮発性メモリ又はこれらの組合せである。メモリ１５０６は、物理的に独立した複数のメモリデバイスを含んでもよい。揮発性メモリは、例えば、Static Random Access Memory（SRAM）若しくはDynamic RAM（DRAM）又はこれらの組み合わせである。不揮発性メモリは、マスクRead Only Memory（MROM）、Electrically Erasable Programmable ROM（EEPROM）、フラッシュメモリ、若しくはハードディスクドライブ、又はこれらの任意の組合せである。例えば、メモリ１５０６は、ベースバンドプロセッサ１５０３、アプリケーションプロセッサ１５０４、及びSoC１５０５からアクセス可能な外部メモリデバイスを含んでもよい。メモリ１５０６は、ベースバンドプロセッサ１５０３内、アプリケーションプロセッサ１５０４内、又はSoC１５０５内に集積された内蔵メモリデバイスを含んでもよい。さらに、メモリ１５０６は、Universal Integrated Circuit Card（UICC）内のメモリを含んでもよい。

メモリ１５０６は、上述の複数の実施形態で説明された無線端末１による処理を行うための命令群およびデータを含むソフトウェアモジュール（コンピュータプログラム）を格納してもよい。いくつかの実装において、ベースバンドプロセッサ１５０３又はアプリケーションプロセッサ１５０４は、当該ソフトウェアモジュールをメモリ１５０６から読み出して実行することで、上述の実施形態で説明された無線端末１の処理を行うよう構成されてもよい。

図１６は、上述の実施形態に係る基地局２の構成例を示すブロック図である。図１６を参照すると、基地局２は、RFトランシーバ１６０１、ネットワークインターフェース１６０３、プロセッサ１６０４、及びメモリ１６０５を含む。RFトランシーバ１６０１は、無線端末１と通信するためにアナログRF信号処理を行う。RFトランシーバ１６０１は、複数のトランシーバを含んでもよい。RFトランシーバ１６０１は、アンテナ１６０２及びプロセッサ１６０４と結合される。RFトランシーバ１６０１は、変調シンボルデータ（又はOFDMシンボルデータ）をプロセッサ１６０４から受信し、送信RF信号を生成し、送信RF信号をアンテナ１６０２に供給する。また、RFトランシーバ１６０１は、アンテナ１６０２によって受信された受信ＲＦ信号に基づいてベースバンド受信信号を生成し、これをプロセッサ１６０４に供給する。

ネットワークインターフェース１６０３は、ネットワークノード（e.g., Mobility Management Entity (MME)およびServing Gateway (S-GW)）と通信するために使用される。ネットワークインターフェース１６０３は、例えば、IEEE 802.3 seriesに準拠したネットワークインターフェースカード（NIC）を含んでもよい。

プロセッサ１６０４は、無線通信のためのデジタルベースバンド信号処理（データプレーン処理）とコントロールプレーン処理を行う。例えば、LTEおよびLTE-Advancedの場合、プロセッサ１６０４によるデジタルベースバンド信号処理は、PDCPレイヤ、RLCレイヤ、MACレイヤ、およびPHYレイヤの信号処理を含んでもよい。また、プロセッサ１６０４によるコントロールプレーン処理は、S1プロトコル、RRCプロトコル、及びMAC CEの処理を含んでもよい。

プロセッサ１６０４は、複数のプロセッサを含んでもよい。例えば、プロセッサ１６０４は、デジタルベースバンド信号処理を行うモデム・プロセッサ（e.g., DSP）とコントロールプレーン処理を行うプロトコルスタック・プロセッサ（e.g., CPU又はMPU）を含んでもよい。

メモリ１６０５は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。揮発性メモリは、例えば、SRAM若しくはDRAM又はこれらの組み合わせである。不揮発性メモリは、例えば、MROM、PROM、フラッシュメモリ、若しくはハードディスクドライブ、又はこれらの組合せである。メモリ１６０５は、プロセッサ１６０４から離れて配置されたストレージを含んでもよい。この場合、プロセッサ１６０４は、ネットワークインターフェース１６０３又は図示されていないI/Oインタフェースを介してメモリ１６０５にアクセスしてもよい。

メモリ１６０５は、上述の複数の実施形態で説明された基地局２による処理を行うための命令群およびデータを含むソフトウェアモジュール（コンピュータプログラム）を格納してもよい。いくつかの実装において、プロセッサ１６０４は、当該ソフトウェアモジュールをメモリ１６０５から読み出して実行することで、上述の実施形態で説明された基地局２の処理を行うよう構成されてもよい。

図１５及び図１６を用いて説明したように、上述の実施形態に係る無線端末１及び基地局２が有するプロセッサの各々は、図面を用いて説明されたアルゴリズムをコンピュータに行わせるための命令群を含む１又は複数のプログラムを実行する。このプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、Compact Disc Read Only Memory（CD-ROM）、CD-R、CD-R/W、半導体メモリ（例えば、マスクROM、Programmable ROM（PROM）、Erasable PROM（EPROM）、フラッシュROM、Random Access Memory（RAM））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

＜その他の実施形態＞
上述の実施形態は、各々独立に実施されてもよいし、適宜組み合わせて実施されてもよい。

上述の実施形態では、D2D通信ペア３は、２又は３以上の無線端末からなるD2D通信グループであってもよい。例えば、D2D通信グループでのD2D送信は、１つの送信端末からの信号を２つ以上の受信端末が受信することにより行われてもよい（つまり、マルチキャスト又はブロードキャスト）。したがって、本開示で使用されるD2D通信ペアとの用語は、D2D通信グループと言い換えることができる。

上述の実施形態では、主に3GPPのLTEのD2D通信に関して説明した。しかしながら、これらの実施形態で説明された技術思想は、他のD2D通信に適用されてもよい。例えば、上述の実施形態において、LTEのD2D通信はWi-Fi DirectによるD2D通信とされてもよい。この場合、無線端末１はWi-Fi Directによる端末間通信機能を備え、無線リソースは例えばWi-Fiの周波数チャネルに相当し、基地局２はWi-Fi Direct端末（無線端末１）に使用される周波数チャネルを設定する制御装置に相当する。

すなわち、制御装置は、複数の無線端末に含まれる複数のdevice-to-device（D2D）通信ペアによって行われる複数のD2D送信に対して周波数チャネルを割当てるよう構成されてもよく、互いに近傍に位置していない2つのD2D通信ペアによる同一の周波数チャネルの使用を許容するが互いに近傍に位置する２つのD2D通信ペアによる同一の周波数チャネルの使用を制限する割り当てルールに従って、これら複数のD2D送信に周波数チャネルを割当てるよう構成されてもよい。このような周波数チャネルの割り当てを行うために、制御装置は、周波数チャネルの割り当てを行うための１又は複数のプログラムを実行する少なくとも１つのプロセッサを備えてもよい。

さらに、上述した実施形態は本件発明者により得られた技術思想の適用に関する例に過ぎない。すなわち、当該技術思想は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは勿論である。

この出願は、２０１５年６月２日に出願された日本出願特願２０１５−１１２６９８を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１ 無線端末
２ 基地局
３ D2D通信ペア
１５０１ Radio Frequency（RF）トランシーバ
１５０３ ベースバンドプロセッサ
１６０１ RFトランシーバ
１６０４ プロセッサ

Claims (9)

1. 基地局であって、
   第１のセル内の複数の無線端末と通信するよう構成された無線トランシーバと；
   前記複数の無線端末に含まれる複数のdevice-to-device（D2D）通信ペアによって行われる複数のD2D送信に無線リソースをスケジューリングするよう構成された少なくとも１つのプロセッサと、ここで各D2D送信は、各D2D通信ペアに属する一方の無線端末が他方の無線端末に前記基地局を介さずに直接的に無線送信することを含む；
   を備え、
   前記少なくとも１つのプロセッサは、互いに近傍に位置していない２つのD2D通信ペアによる同一の無線リソースの使用を許容するが互いに近傍に位置する２つのD2D通信ペアによる同一の無線リソースの使用を制限する割り当てルールに従って、前記複数のD2D送信に無線リソースをスケジューリングするよう構成され、
   前記少なくとも１つのプロセッサは、
   前記第１のセルの隣接セルに属する隣接セル無線端末の近傍に位置するD2D通信ペアによって行われるD2D送信に対して前記第１のセルに設定された第１の優先無線リソースを他の無線リソースよりも優先的に割り当てるよう構成され、
   前記隣接セル無線端末の近傍に位置していないD2D通信ペアによって行われるD2D送信に対して前記他の無線リソースを前記第１の優先無線リソースよりも優先的に割り当てるよう構成されている、
   基地局。
2. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記割り当てルールが課されたproportional fairnessアルゴリズムに従って、前記複数のD2D送信に無線リソースを割り当てるよう構成されている、
   請求項１に記載の基地局。
3. 前記少なくとも１つのプロセッサは、第１の無線リソースでのスケジューリング・メトリックの降順に従って第１のD2D通信ペアを選択し、前記第１のD2D通信ペアよりも大きなスケジューリング・メトリックを持ち且つ前記第１のD2D通信ペアと近傍関係にある第２のD2D通信ペアによるD2D送信に前記第１の無線リソースが割り当てられていない場合に、前記第１のD2D通信ペアによるD2D送信に前記第１の無線リソースを割り当てるよう構成されている、
   請求項１又は２に記載の基地局。
4. 前記第１の優先無線リソースは、前記隣接セルの基地局が前記隣接セル無線端末による使用を制限する無線リソースである、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の基地局。
5. 前記他の無線リソースは、前記隣接セルに設定された第２の優先無線リソースと前記第１及び第２の優先無線リソースのいずれにも設定されていない非優先無線リソースを含み、
   前記少なくとも１つのプロセッサは、前記隣接セル無線端末の近傍に位置していないD2D通信ペアによって行われるD2D送信に対して前記第２の優先無線リソースを前記第１の優先無線リソース及び前記非優先無線リソースよりも優先的に割り当てるよう構成されている、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の基地局。
6. 前記複数のD2D通信ペアは、第３及び第４のD2D通信ペアを含み、
   前記少なくとも１つのプロセッサは、
   前記第３のD2D通信ペアと前記第４のD2D通信ペアの間の地理的な近さを表す近傍度が第１のレベルである場合に、前記第３及び第４のD2D通信ペアが同一の時間−周波数リソースにおいてD2D送信を行うことを許可するよう構成され、
   前記近傍度が前記第１のレベルより大きい第２のレベルである場合に、前記第３及び第４のD2D通信ペアが同一の時間−周波数リソースにおいてD2D送信を行うことを禁止するが、時間ドメイン位置が同一であり且つ周波数ドメイン位置が異なる複数の時間−周波数リソースにおいて前記第３及び第４のD2D通信ペアがD2D送信を行うことを許可するよう構成され、
   前記近傍度が前記第２のレベルより大きい第３のレベルである場合に、前記第３及び第４のD2D通信ペアが同一の時間ドメインリソースにおいてD2D送信を行うことを禁止し、時間ドメイン位置が異なる複数の時間−周波数リソースにおいて前記第３及び第４のD2D通信ペアがD2D送信を行うことを許可するよう構成されている、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の基地局。
7. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記複数のD2D通信ペアに含まれる第５及び第６のD2D通信ペアが互いに近傍に位置しているか否かを判定するよう構成されている、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の基地局。
8. 基地局におけるスケジューリング方法であって、
   互いに近傍に位置していない２つのdevice-to-device（D2D）通信ペアによる同一の無線リソースの使用を許容するが互いに近傍に位置する２つのD2D通信ペアによる同一の無線リソースの使用を制限する割り当てルールに従って、複数のD2D通信ペアによって行われる複数のD2D送信に無線リソースをスケジューリングすることを備え、ここで各D2D送信は、各D2D通信ペアに属する一方の無線端末が他方の無線端末に前記基地局を介さずに直接的に無線送信することを含み、
   前記スケジューリングすることは、
   前記基地局によって運用される第１のセルの隣接セルに属する隣接セル無線端末の近傍に位置するD2D通信ペアによって行われるD2D送信に対して前記第１のセルに設定された第１の優先無線リソースを他の無線リソースよりも優先的に割り当てること、及び
   前記隣接セル無線端末の近傍に位置していないD2D通信ペアによって行われるD2D送信に対して前記他の無線リソースを前記第１の優先無線リソースよりも優先的に割り当てること、
   を備えるスケジューリング方法。
9. 基地局におけるスケジューリング方法をコンピュータに行わせるためのプログラムであって、
   前記スケジューリング方法は、互いに近傍に位置していない２つのdevice-to-device（D2D）通信ペアによる同一の無線リソースの使用を許容するが互いに近傍に位置する２つのD2D通信ペアによる同一の無線リソースの使用を制限する割り当てルールに従って、複数のD2D通信ペアによって行われる複数のD2D送信に無線リソースをスケジューリングすることを備え、ここで各D2D送信は、各D2D通信ペアに属する一方の無線端末が他方の無線端末に前記基地局を介さずに直接的に無線送信することを含み、
   前記スケジューリングすることは、
   前記基地局によって運用される第１のセルの隣接セルに属する隣接セル無線端末の近傍に位置するD2D通信ペアによって行われるD2D送信に対して前記第１のセルに設定された第１の優先無線リソースを他の無線リソースよりも優先的に割り当てること、及び
   前記隣接セル無線端末の近傍に位置していないD2D通信ペアによって行われるD2D送信に対して前記他の無線リソースを前記第１の優先無線リソースよりも優先的に割り当てること、
   を備える、プログラム。

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