JP7347656B2 - 通信装置、通信方法、および通信システム - Google Patents

通信装置、通信方法、および通信システム Download PDF

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Description

本発明は、通信装置、通信方法、および通信システムに係わる。
現在、ネットワークのリソースの多くは、モバイル端末(スマートフォンまたはフューチャーフォンを含む)が使用するトラフィックにより占有されている。また、モバイル端末が使用するトラフィックは、今後も増加していくと考えられる。
他方、IoT(Internet of things)サービス(例えば、交通システム、スマートメータ、装置等の監視システム)の展開にあわせて、様々な要求条件を持つサービスに対応することが求められている。このため、第5世代移動体通信(5GまたはNR(New Radio))の規格では、第4世代移動体通信(4G(LTE:Long Term Evolution))の標準技術(例えば、非特許文献1~12)に加えて、さらなる高データレート化、大容量化、低遅延化を実現する技術が求められている。なお、第5世代移動体通信の規格については、3GPP(Third Generation Partnership Project)の作業部会(例えば、TSG-RAN WG1、TSG-RAN WG2等)で検討されており、2017年末に標準規格書の初版が公開されている(例えば、非特許文献13~39)。
また、3GPPの作業部会では、V2X(Vehicle to Everything)通信についても議論されている。V2Xは、自動車間通信を行うV2V(Vehicle to Vehicle)、自動車と歩行者との間で通信を行うV2P(Vehicle to Pedestrian)、自動車と道路インフラとの間で通信を行うV2I(Vehicle to Infrastructure)、自動車とネットワークとの間で通信を行うV2N(Vehicle to Network)を含む。なお、V2Xに関する規定は、例えば、非特許文献1に記載されている。また、V2Xを初めとした装置間通信においてより柔軟なリソースの割当てを可能とする通信装置が提案されている(例えば、特許文献1)。
V2X通信においては、例えば、自律的リソース割当て方法(mode 2)が使用される。自律的リソース割当て方法では、通信装置は、信号を送信する前にセンシングを行い、使用すべきリソースを決定する。例えば、通信装置は、所定期間継続してセンシングを行うことにより、他の通信装置により予約されているリソースを検出する。ただし、この方法では、通信装置の消費電力が大きくなる。そこで、V2X通信において周期的なデータ送信が行われるケースでは、その周期に応じた所定のタイミングにおいてのみセンシングを行う方法が提案されている。なお、以下の記載では、所定のタイミングにおいてのみセンシングを行う方法を「部分センシング」と呼ぶことがある。
WO2019/187562
3GPP TS 22.186 V16.2.0(2019-06) 3GPP TS 36.211 V16.0.0(2019-12) 3GPP TS 36.212 V16.0.0(2019-12) 3GPP TS 36.213 V16.0.0(2019-12) 3GPP TS 36.300 V16.0.0(2019-12) 3GPP TS 36.321 V15.8.0(2019-12) 3GPP TS 36.322 V15.3.0(2019-09) 3GPP TS 36.323 V15.5.0(2019-12) 3GPP TS 36.331 V15.8.0(2019-12) 3GPP TS 36.413 V16.0.0(2019-12) 3GPP TS 36.423 V16.0.0(2019-12) 3GPP TS 36.425 V15.0.0(2018-06) 3GPP TS 37.340 V16.0.0(2019-12) 3GPP TS 38.201 V16.0.0(2019-12) 3GPP TS 38.202 V16.0.0(2019-12) 3GPP TS 38.211 V16.0.0(2019-12) 3GPP TS 38.212 V16.0.0(2019-12) 3GPP TS 38.213 V16.0.0(2019-12) 3GPP TS 38.214 V16.0.0(2019-12) 3GPP TS 38.215 V16.0.1(2020-01) 3GPP TS 38.300 V16.0.0(2019-12) 3GPP TS 38.321 V15.8.0(2019-12) 3GPP TS 38.322 V15.5.0(2019-03) 3GPP TS 38.323 V15.6.0(2019-06) 3GPP TS 38.331 V15.8.0(2019-12) 3GPP TS 38.401 V16.0.0(2019-12) 3GPP TS 38.410 V16.0.0(2019-12) 3GPP TS 38.413 V16.0.0(2019-12) 3GPP TS 38.420 V15.2.0(2018-12) 3GPP TS 38.423 V16.0.0(2019-12) 3GPP TS 38.470 V16.0.0(2019-12) 3GPP TS 38.473 V16.0.0(2019-12) 3GPP TR 38.801 V14.0.0(2017-03) 3GPP TR 38.802 V14.2.0(2017-09) 3GPP TR 38.803 V14.2.0(2017-09) 3GPP TR 38.804 V14.0.0(2017-03) 3GPP TR 38.900 V15.0.0(2018-06) 3GPP TR 38.912 V15.0.0(2018-06) 3GPP TR 38.913 V15.0.0(2018-06)
上述のように、V2Xにおいて通信装置の消費電力を削減するために、所定の周期に対応するタイミングにおいてのみセンシングを行う部分センシングが提案されている。そして、通信装置は、部分センシングに基づいて使用可能なリソースを決定し、決定したリソースを使用して信号を送信することができる。
ところが、新しい通信サービスをサポートするNR-V2Xにおいては、非周期的なトラヒックが増加すると考えられる。そして、従来の部分センシングでは、非周期的なトラヒックにより予約されているリソースを検出することは困難である。すなわち、非周期的なトラヒックが発生する無線通信システムにおいて、従来の部分センシングでは、パケットの衝突が発生してV2X通信の信頼性が低下するおそれがある。なお、この問題は、V2X通信のみに発生するものではなく、任意のD2D(Device-to-Device)通信において発生し得る。
本発明の1つの側面に係わる目的は、非周期的なトラヒックが発生するD2D通信システムの信頼性を改善することである。
本発明の1つの態様に係わる通信装置は、D2D(Device-to-Device)通信をサポートする。この通信装置は、D2D信号を送信するために設定されたスロットを含む選択候補スロットセットに基づいて、センシングを行うセンシング区間を決定するセンシング区間決定部と、前記センシング区間決定部により決定されたセンシング区間においてセンシングを行うセンシング部と、前記センシング部によるセンシングの結果に基づいて、前記選択候補スロットセットの中からD2D信号を送信するためのリソースを決定するリソース決定部と、を備える。
上述の態様によれば、非周期的なトラヒックが発生するD2D通信システムの信頼性を改善する。
本発明の実施形態に係わる無線通信システムの一例を示す図である。 センシングに基づいてリソースを決定する方法の一例を示す図である。 センシングに基づいてリソースを決定する方法の他の例を示す図である。 NR-V2Xのためのリソース予約の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係わるセンシング方法の一例を示す図である。 予約されたリソースを検出する方法の一例を示す図である。 連続していないスロットから構成される選択候補スロットの一例を示す図である。 周期トラヒックの予約を検出する部分センシングの一例を示す図である。 センシング区間の例を示す図である。 消費電力の削減についての比較結果を示す図である。 本発明の実施形態に係わる通信方法の一例を示すフローチャートである。 基地局の構成の一例を示す図である。 通信装置の構成の一例を示す図である。 リソースの再選択の一例を示す図である。 リソース(再)選択トリガの予測の一例を示す図である。
本明細書における課題および実施例は一例であり、本件特許出願の権利範囲を限定するものではない。例えば、記載の表現が異なっていても、技術的に同等であれば、本件特許出願の技術が適用され得る。また、本明細書に記載されている実施形態は、矛盾のない範囲で組み合わせることが可能である。
本明細書で使用する用語および技術的内容は、3GPP等の通信に関する規格として仕様書(例えば、3GPP TS 38.211 V16.0.0 (2019-12))または寄書に記載された用語および技術的内容が用いられてもよい。
図1は、本発明の実施形態に係わる無線通信システムの一例を示す。無線通信システム100は、図1に示すように、基地局1および複数の通信装置2を備える。
基地局1は、通信装置2のセルラ通信(Uuインタフェースを介する上りリンク/下りリンク通信)を制御する。即ち、基地局1は、通信装置2から上りリンク信号(制御信号およびデータ信号)を受信する。また、基地局1は、通信装置2に下りリンク信号(制御信号およびデータ信号)を送信する。
通信装置2は、基地局1を介して他の通信装置と通信を行うことができる。また、通信装置2は、基地局1を介することなく他の通信装置と通信を行うこともできる。即ち、通信装置2は、D2D(Device-to-Device)通信をサポートする。D2D通信は、たとえば、PC5インタフェースを介して信号を送信する。なお、D2D通信は「サイドリンク通信」と呼ばれることもある。また、通信装置2を「UE(User Equipment)」と呼ぶことがある。
通信装置2は、D2D通信でデータを送信するときは、そのデータを送信するためのリソースを決定する。このとき、通信装置2は、D2D通信のために予め設定されているリソース(即ち、リソースプール)において、他の通信装置により予約されているリソースを検出する。そして、通信装置2は、他の通信装置により予約されていないリソースを使用してデータを送信する。以下の記載では、D2D通信のためのリソースプールにおいて他の通信装置により予約されているリソースを検出する処理を「センシング」と呼ぶことがある。
図2は、センシングに基づいてリソースを決定する方法の一例を示す。ここでは、サブフレームnにおいて、リソース(再)選択トリガが生成されるものとする。リソース(再)選択トリガは、例えば、通信装置2に実装されるアプリケーションにより生成されるデータを送信するためにリソースを決定する指示に相当する。なお、リソース(再)選択トリガが生成されるタイミングは、予測可能であるものとする。即ち、通信装置2は、リソース(再)選択トリガが生成されるタイミングを予測できるものとする。
通信装置2は、リソース(再)選択トリガに対して選択ウィンドウおよびセンシングウィンドウを設定する。選択ウィンドウは、選択可能なリソースの範囲を表す。すなわち、通信装置2は、選択ウィンドウ内のリソースの中から、データを送信するためのリソースを選択できる。サブフレームnにおいてリソース(再)選択トリガが生成されたときは、選択ウィンドウの範囲はサブフレーム「n+T1,n+T2」である。パラメータT1、T2は、例えば、予め設定される。或いは、パラメータT1、T2は、基地局1から通知される。
センシングウィンドウは、通信装置2がセンシングを行う範囲を表す。すなわち、通信装置2は、センシングウィンドウ内の各リソースについてセンシングを行う。ここで、通信装置2は、例えば、リソース(再)選択トリガの直前の1000個のサブフレームに対してセンシングを行う。この場合、サブフレームnにおいてリソース(再)選択トリガが生成されると予測されるときには、センシングウィンドウの範囲は、サブフレーム「n-1000,n-1」である。
通信装置2は、センシング処理において、センシングウィンドウ内の送信される制御チャネルであるPSCCH(Physical Sidelink Control Channel)を復号して、対応するテータチャネルであるPSSCH(Physical Sidelink Shared Channel)の受信電力を測定する。PSCCHのリソースには、例えば、対応するテータチャネル(PSSCH:Physical Sidelink Shared Channel)のリソース及び送信リソースの予約に係わる情報を含むサイドリンク制御情報(SCI:Sidelink Control Information)がマッピングされる。受信電力測定は、例えば、参照信号の受信電力(RSRP:Reference Signal Received Power)及び/又はRSSI(Received Signal Strength Indicator)が測定される。
なお、NR-V2Xにおいては、制御チャネル(PSCCH:Physical Sidelink Control Channel)およびデータチャネル(PSSCH:Physical Sidelink Shared Channle)がTDM(Time Division Multiplexing)またはFDM(Frequency Division Multiplexing)により多重化される。また、サイドリンクのチャネル品質を向上するために、フィードバックチャネル(PSFCH:Physical Sidelink Feedback Channel)が導入されている。
図2に示す例では、選択ウィンドウ内のリソースの一部が他の通信装置(UE1およびUE2)により予約されている。この場合、通信装置2は、選択ウィンドウ内のリソースから予約されているリソースで、且つ受信電力が予め定める閾値より高いものを除外し、残りのリソースの中からデータを送信するためのリソースを決定する。なお、図2に示すセンシングは、3GPPのRelease 14に記載されている。
ただし、図2に示す方法においては、長い期間にわたって継続的にセンシングが行われるので、通信装置2の消費電力が大きくなる。他方、多くのケースにおいて、歩行者が携帯する通信装置のバッテリ容量は小さい。このため、消費電力の小さいセンシング方法が求められている。
図3は、センシングに基づいてリソースを決定する方法の他の例を示す。ここでは、D2D通信は、所定の周期でパケットを送信するものとする。具体的には、D2D通信は、k×100m秒間隔でパケットを送信するものとする。kは、特に限定されるものではないが、この例では、1、2、5、または10である。
この場合も、通信装置2は、図2に示すケースと同様に、リソース(再)選択トリガに対応する選択ウィンドウおよびセンシングウィンドウを設定する。ただし、通信装置2は、選択ウィンドウ内に選択候補サブフレームセットを設定する。この例では、選択候補サブフレームセットは、連続するY個のサブフレームから構成される。図3においては、Y=5であり、選択候補サブフレームセットは連続する5個のサブフレームから構成される。なお、図3に示す「候補」は、選択候補サブフレームセットを表す。
ここで、選択候補サブフレームセット内のリソースが他の通信装置の周期トラヒックにより使用されるときは、その選択候補サブフレームセットからk×100m秒さかのぼった時刻に前回の送信が行われたはずである。したがって、選択候補サブフレームセットからk×100m秒前のリソースに対してセンシングを行えば、通信装置2は、リソース(再)選択トリガが生成されたときに、選択候補サブフレームセット内のリソースが他の通信装置の周期トラヒックにより予約されるか否かを判定できる。
そこで、通信装置2は、センシングウィンドウ内に、選択候補サブフレームセットに対応するセンシング区間を設定する。具体的には、図3に示すように、選択候補サブフレームセットを基準としてk×100m秒前にセンシング区間が設定される。各センシング区間の長さは、選択候補サブフレームセットと同じである。すなわち、各センシング区間は、Y個のサブフレームから構成される。
通信装置2は、サブフレームmにおいてリソース(再)選択トリガが生成されると、図3に示す4個のセンシング区間においてセンシングを行う。このケースでは、通信装置2は、UE1およびUE2から送信される制御信号(例えば、SCI)をそれぞれ受信することにより、UE1およびUE2の周期トラヒックが選択候補サブフレームセット内の所定のリソースを予約することを検出する。また、制御信号に対応するPSSCHの受信電力を測定する。そうすると、通信装置2は、選択候補サブフレームセット内のリソースからUE1/UE2により予約されるリソースで、且つ、受信電力が予め定める閾値より高いものを除外し、残りのリソースの中からデータを送信するためのリソースを決定する。なお、図3に示すセンシングも、3GPPのRelease 14に記載されている。
このように、図3に示す方法によれば、図2に示す方法と比較して、センシングを行う期間が短いので、通信装置2の消費電力が削減される。ところが、新しい通信サービスをサポートするNR-V2Xにおいては、非周期トラヒックが増加すると考えられる。そして、図3に示す方法では、通信装置2は、選択候補サブフレームセット内で非周期トラヒックにより予約されるリソースを検出できない。すなわち、非周期トラヒックが発生する無線通信システムにおいては、通信装置2が送信するパケットと他の通信装置による非周期トラヒックのパケットとが衝突し、V2X通信の信頼性が低下するおそれがある。
このように、D2D通信システムにおいては、通信装置の消費電力の削減および通信の信頼性の改善の双方が要求される。具体的には、図2に示す方法と比較して消費電力を削減し、且つ、図3に示す方法と比較して通信の信頼性を改善する方法が要求される。
<実施形態>
上述したように、図3に示す方法では、非周期トラヒックが発生したときに通信の信頼性が低下するおそれがある。よって、まず、D2D通信における非周期トラヒックに係わるリソースの予約について簡単に記載する。
図4は、NR-V2Xのためのリソース予約の一例を示す。NR-V2Xにおいては、再送処理がサポートされている。すなわち、通信装置は、あるリソースを使用してデータを送信するとき、そのデータを再送するためのリソースを予約できる。例えば、図4に示すように、スロットnにおいてデータが送信されるものとする。この場合、スロットnを基準としてスケジューリングウィンドウが設定される。スケジューリングウィンドウは、この例では、32スロット個のスロットから構成される。そして、通信装置は、スケジューリングウィンドウ内で再送信のためのリソースを予約できる。予約可能なリソースの数は、初送信を含めて2個または3個である。なお、スケジューリングウィンドウは、D2Dデータの初送信に対して対応する再送信のためのリソースを予約できる範囲の一例である。
図4に示す例では、スロットn+10およびスロットn+26において再送信のためのリソースが予約されている。なお、再送信のために予約されるリソースのサイズは、初送信と同じである。ただし、スケジューリングウィンドウ内の所望の時間および所望の周波数で再送信のためのリソースを予約できる。
再送信のためのリソースの予約に係わる情報は、たとえば、SCIに含まれる。図4において「C」は、SCIを表す。この場合、再送信のためのリソースの予約に係わる情報は、初送信の制御チャネル内に設定されるSCIに含まれる。例えば、スロットnにおいて初送信が行われるときは、スロットnの制御チャネルに設定されるSCIにより、再送信のためのリソース(n+10、n+26)が予約される。ただし、スロットnに設定されるSCIにより再送リソース(n+10)を予約し、スロットn+10に設定されるSCIにより再送リソース(n+26)を予約してもよい。
上述のスケジューリングウィンドウを利用して再送リソースが予約される場合、初送信と再送信との間の間隔は、最大でも32スロット(すなわち、スケジューリングウィンドウの幅)である。換言すると、あるリソースXが再送信のために予約されるときは、その再送信に対応する初送信は、リソースXより前の32スロット以下の範囲内で行われているはずである。したがって、図3に示す選択候補サブフレームセット内のリソースが再送信のために予約されるときは、その選択候補サブフレームセットより前の32スロット以下の範囲内で初送信が行われているはずである。そこで、本発明の実施形態に係わる通信装置2は、このような再送信のためのリソース予約を考慮してセンシングを行う区間を決定する。
図5は、本発明の実施形態に係わるセンシング方法の一例を示す。なお、この実施例では、スロット単位で通信が行われるものとする。スロットの長さは、サブフレームの長さがLsである場合、例えば、Ls、Ls/2、Ls/4、Ls/8のうちから選択される。
通信装置2は、図2または図3に示すケースと同様に、リソース(再)選択トリガに対応する選択ウィンドウおよびセンシングウィンドウを設定する。また、通信装置2は、図3に示すケースと同様に、選択ウィンドウ内に選択候補スロットセットを設定する。
選択ウィンドウが設定される範囲は、スロットmにおいてリソース(再)選択トリガが生成されるときは、スロット「m+T1,m+T2」である。パラメータT1、T2は、例えば、予め設定される。或いは、パラメータT1、T2は、基地局1から通知される。選択候補スロットセットは、この実施例では、選択ウィンドウ内の連続するY個のサブフレームから構成される。ここで、選択候補スロットセットは、選択ウィンドウ内の所望の位置に設定され得る。また、図5に示す例では、Y=5であり、選択候補スロットセットは連続する5個のスロットから構成される。
センシングウィンドウが設定される範囲は、スロットmにおいてリソース(再)選択トリガが生成されるときはに、スロット「m-T0,m-Tp」である。T0は、特に限定されるものではないが、100m秒~1100m秒の範囲内で任意に決定される。Tpは、通信装置2においてセンシングに係わる処理に要する時間を表す。センシングに係わる処理に要する時間は、例えば、受信電力を計算する処理および受信信号を復号してSCIを取得する処理を含む。ここで、通信装置2の処理能力に対してセンシングに係わる処理に要する時間が十分に短いときは、センシングウィンドウが設定される範囲は、スロット「m-T0,m-1」であってもよい。なお、パラメータT0、Tpは、例えば、予め設定される。或いは、パラメータT0、Tpは、基地局1から通知される。
通信装置2は、センシングウィンドウ内にセンシング区間Aを設定する。センシング区間Aは、選択ウィンドウ内に設定される選択候補スロットセットに基づいて決定される。具体的には、選択候補スロットセット内の最初のスロットの位置に基づいて、センシング区間Aの開始位置が決定される。
ここで、選択候補スロットセット内の最初のスロットがty0であるものとする。この場合、センシング区間Aの開始スロットは、図5に示すように「ty0-W」である。すなわち、センシング区間Aの開始位置は、選択候補スロットセット内の最初のスロットを基準として、スケジューリングウィンドウの幅Wだけさかのぼったスロットに相当する。これに対して、センシング区間Aの終了スロットは、「m-Tp」である。すなわち、センシング区間Aの終了位置は、リソース(再)選択トリガが生成されるスロットを基準として、センシングに係わる処理に要する時間だけさかのぼったスロットに相当する。この例では、センシング区間Aの終了スロットは、センシングウィンドウの最終スロットと一致している。
通信装置2は、上述のセンシング区間Aにおいてセンシングを行う。また、通信装置2は、センシングの結果に基づいて、選択候補スロットセットの中からD2D信号を送信するためのリソース(即ち、スロット)を決定する。そして、通信装置2は、決定したリソースを使用してデータを送信する。
図6に示す実施例では、スロットmにおいてリソース(再)選択トリガが生成されることが予測されている。また、通信装置2は、スロット「ty0,ty0+4」に選択候補スロットセットを設定する。この場合、通信装置2は、スロット「ty0-W,m-Tp」にセンシング区間Aを設定する。なお、通信装置2は、スロットty0-Wよりも前に、スロットmにおいてリソース(再)選択トリガが生成されることを予測するものとする。そして、通信装置2は、スロットmにおいてリソース(再)選択トリガが生成されることを予測すると、スロット「ty0-W,m-Tp」においてセンシングを行う。
この実施例では、スロットty0-WにおいてUE1がD2D信号を送信している。そして、通信装置2は、センシング区間Aの各リソースのセンシングを行うことにより、スロットty0-WにおいてUE1から送信されたSCIを取得する。取得したSCIは、再送信のためのリソース予約に係わる情報を含むものとする。ここでは、SCIは、「スロットty0において再送信のためのリソースを予約する」を表すものとする。なお、通信装置2はUE1から送信されたPSCCHのRSRP又は対応するPSSCHのRSRPを測定する。測定値が予め定める閾値より高い場合、通信装置2は、選択候補スロットセット内のリソースからUE1により予約されているリソースを除外する。そして、通信装置2は、選択候補スロットセット内に残っているリソースの中からデータを送信するためのリソースを決定する。
ここで、再送信のためのリソースは、図4を参照して説明したように、スケジューリングウィンドウの中で予約される。また、センシング区間Aの開始スロットは、選択候補スロットセットの最初のスロットからスケジューリングウィンドウの幅Wだけ前に位置している。したがって、選択候補スロットセット内のリソースがD2D通信の再送信のために予約されているときは、その再送信に対応する初送信は、センシング区間Aの中で行われる可能性が高い。すなわち、選択候補スロットセット内で再送信のためのリソースが予約されるときは、センシング区間Aにおいてセンシングを行うことにより、その再送信に対応する初送信が検出される可能性が高い。そして、通信装置2は、初送信のSCIを取得すれば、選択候補スロットセット内で再送信のために予約されたリソースを特定できる。したがって、通信装置2は、他の通信装置から送信されるパケットとの衝突が起こらないように、D2D信号を送信するためのリソースを決定できる。
なお、図6に示す例では、選択候補スロットセット内の最初のスロットにおいて再送信のためのリソースが予約されているが、選択候補スロットセット内の他のスロットのリソースが予約される場合でも、センシング区間A内で対応する初送信が行われる可能性が高い。例えば、選択候補スロットセット内の5番目のスロット(すなわち、ty0+4)において再送信号のためのリソースが予約されるときは、対応する初送信は、最も早いケースでも、スロット「ty0+4-W」である。したがって、通信装置2は、センシング区間Aにおいてセンシングを行えば、選択候補スロットセット内で予約されているリソースを特定できる。
なお、通信装置2は、下式で表される条件が満たされるときにセンシング区間Aを設定する。
条件:ty0-W≦m-Tp
そして、この条件が満たされるときには、スロット「ty0-W」「ty0-W+1」・・・「m-Tp」から構成されるセンシング区間Aが設定される。
また、通信装置2は、消費電力を削減するためには、センシングを行わない期間はスリープモードで待機することが好ましい。スリープモードにおいては、通信装置2は、センシングを行わない。すなわち、通信装置2は、スリープモードにおいては、受信信号を復号する処理および受信電力を測定する処理を行わない。そして、通信装置2は、リソース(再)選択トリガに応じてセンシング区間Aを設定すると、そのセンシング区間Aの直前に、動作モードをスリープモードからセンシングモードに切り替える。すなわち、通信装置2は、スロット「ty0-W」からスロット「m-Tp」まで、センシングを行う。
なお、上述の実施例では、センシング区間Aの開始スロットは、選択候補スロットセットの最初のスロットからスケジューリングウィンドウの幅Wだけシフトさせることで決定するが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、選択候補スロットセットの最初のスロットからスケジューリングウィンドウの幅の2分の1(即ち、W/2)だけシフトさせることでセンシング区間Aの開始スロットを決定してもよい。
また、上述の実施例では、選択候補スロットセットがY個の連続するスロットから構成されるが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、選択候補スロットセットは、連続していない複数のスロットから構成されてもよい。例えば、図7に示す例では、選択候補スロットセットは、連続していない4個のスロットから構成されている。ただし、この場合であっても、センシング区間Aの開始スロットは、選択候補スロットセットの最初のスロット(すなわち、ty0)からスケジューリングウィンドウの幅Wだけシフトさせることで決定する。
図5~図7に示す方法は、主に、非周期トラヒックの再送信のためのリソース予約を検出する。他方、図3に示す方法は、主に、周期トラヒックのリソース予約を検出する。したがって、これらの方法を組み合わせれば、周期トラヒックおよび非周期トラヒックの双方のリソース予約を検出できる。
この場合、周期トラヒックのリソース予約は、例えば、図8に示すセンシング区間Bを利用して検出される。センシング区間の設定は、図3および図8において実質的に同じである。ただし、図8に示す方法では、スロットを単位としてセンシング区間Bが設定される。スロットmにおいてリソース(再)選択トリガが生成されるときは、センシングウィンドウの範囲は「m-T0,m-Tp」である。検出対象の周期は、P1、P2、・・・、Pnである。この場合、各センシング区間Bの位置は、選択候補スロットセットをP1、P2、・・・、Pnだけシフトさせることが決定される。
例えば、図9に示すように、通信装置2は、非周期トラヒックの再送信のためのリソース予約を検出するために、リソース(再)選択トリガに対してセンシング区間Aを設定する。また、通信装置2は、周期トラヒックのリソース予約を検出するために、リソース(再)選択トリガに対して1または複数のセンシング区間Bを設定する。すなわち、通信装置2は、リソース(再)選択トリガに対してセンシング区間Aおよびセンシング区間Bを設定する。そして、通信装置2は、センシング区間Aおよびセンシング区間Bにおいてセンシングを行い、選択候補スロットセットにおいて他のD2D通信により予約されているリソースを検出する。
図10は、消費電力の削減についての比較結果を示す。全範囲センシングは、図2に示すように、センシングウィンドウ内のすべてのリソースにおいてセンシングを行う。センシングウィンドウの幅は、1000サブフレームである。部分センシングは、図3または図8に示すように、1または複数のセンシング区間(B)においてセンシングを行う。センシングウィンドウ内に設定されるセンシング区間の数は4個であり、各センシング区間の幅は5サブフレーム/スロットである。この場合、センシング区間(B)に属するサブフレーム/スロットの数は20個である。
実施形態方式は、図5に示すように、センシング区間Aにおいてセンシングを行う。ここで、センシング区間Aの幅が最大となる条件を想定する。すなわち、選択候補スロットセットの最初のスロットは、リソース(再)選択トリガが生成されるスロットの次のスロットである。また、センシング処理に要する時間Tpは、1スロット時間以下である。この場合、センシング区間Aの開始スロットは「m+1-W」であり、センシング区間Aの終了スロットは「m-1」である。よって、図4に示すスケジューリングウィンドウの幅Wが32スロットである場合、センシング区間Aに属するスロットの数は30個である。
なお、検討を簡単にするために、スロットの幅は、サブフレームの幅と同じであり、1m秒である。また、図5、図7、図8に示すパラメータT0は、1000m秒である。
全範囲センシングにおいては、1000個のサブフレームにおいてセンシングが行われる。これに対して、部分センシングにおいては、20個のサブフレーム/スロットにおいてセンシングが行われる。よって、部分センシングの消費電力は、全範囲センシングに対して98パーセント削減される。実施形態方式においては、30個のスロットにおいてセンシングが行われる。よって、実施形態方式の消費電力は、全範囲センシングに対して97パーセント削減される。部分センシングおよび実施形態方式を組み合わせた場合、50個のスロットにおいてセンシングが行われる。よって、2つの方式を組み合わせた場合の消費電力は、全範囲センシングに対して95パーセント削減される。
このように、実施形態方式の消費電力は、全範囲センシングと比較して大きく削減される。また、実施形態方式(及び、2つの方式を組み合わせた場合)の消費電力は、部分センシングとほぼ同じである。他方、実施形態方式は、図4に示す非周期トラヒックの再送信のためのリソース予約を検出できるので、部分センシングと比較してパケット衝突が削減される。
図11は、本発明の実施形態に係わる通信方法の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、通信装置2においてリソース(再)選択トリガの生成が予測されたときに実行される。
S1において、通信装置2は、リソース(再)選択トリガに対応する選択ウィンドウを設定する。選択ウィンドウを設定するためのパラメータ(図5では、T1、T2等)は、予め決められているか、或いは、基地局1から通知される。
S2において、通信装置2は、選択ウィンドウの中に選択候補スロットセットを設定する。選択候補スロットセットを設定するためのパラメータ(例えば、スロットの個数および配置)は、予め決められているか、或いは、基地局1から通知される。例えば、図5に示す例では、スロット数は5であり、それらのスロットは連続している。図7に示す例では、スロット数は4であり、それらのスロットは連続していない。
S3において、通信装置2は、条件「ty0-W≦m-Tp」が満たされているか否かを判定する。ty0は、選択候補スロットセットの最初のスロットの位置を表す。Wは、非周期トラヒックの再送信のリソースを予約するためのスケジューリングウィンドウの幅を表す。mは、リソース(再)選択トリガが生成されたスロットを表す。Tpは、センシング処理に要する時間を表す。そして、この条件が満たされているときは、通信装置2の処理はS4に進み、そうでないときは、通信装置2の処理はS10に進む。
S4において、通信装置2は、リソース(再)選択トリガの位置m、選択候補スロットセットの開始位置ty0、およびスケジューリングウィンドウの幅Wに基づいてセンシング区間Aを設定する。センシング区間Aの開始位置は、選択候補スロットセットの開始位置ty0からWだけさかのぼったスロットである。センシング区間Aの終了位置は、リソース(再)選択トリガmから処理時間Tpだけさかのぼったスロットである。ただし、センシング区間Aの終了位置は、リソース(再)選択トリガmの直前のスロットであってもよい。
S5において、通信装置2は、センシング区間Aにおいてセンシングを行う。具体的には、センシング区間A内の各リソースについて、制御情報(例えば、SCI)を復号し、受信電力(例えば、PSCCHのRSRP又はPSSCHのRSRP又はRSSI)を計算する。センシングの結果は、メモリに保存される。
S6~S7において、通信装置2は、センシングの結果に基づいて、他の通信装置により予約されており、且つ、受信電力が閾値より大きいリソースを抽出する。閾値の初期値は、予め決められているか、或いは、基地局1から通知される。なお、通信装置(ここでは、通信装置Z)は、D2D通信のためのリソースを予約すると、SCIを利用してその予約の内容を周りの装置に通知する。このとき、この通知は、この通信装置Zの周辺に位置する各通信装置に到達する。よって、通信装置2は、センシングによりリソースの予約を検出できる。そして、通信装置2は、選択候補スロットセット内のリソースから、予約および受信電力に基づいて抽出したリソースを除外する。
S8において、通信装置2は、選択候補スロットセット内に所定量以上のリソースが残っているか否かを判定する。所定量は、例えば、選択候補スロットセットの初期状態のリソースの総量の20パーセントである。そして、残っているリソースの量が所定量より少ないときは、通信装置2は、S9において、閾値を大きくする。このとき、閾値は、例えば、3dBだけインクリメントされる。この後、通信装置2の処理はS6に戻る。すなわち、選択候補スロットセット内に残っているリソースの量が所定量以上になるまで、S6~S9の処理が繰り返し実行される。そして、選択候補スロットセット内に残っているリソースの量が所定量以上になると、通信装置2の処理はS10に進む。
S10において、通信装置2は、選択候補スロットセット内に残っているリソースの中から、データを送信するためのリソースを選択する。そして、通信装置2は、選択したリソースを利用してデータを送信する。
なお、S1~S9の処理は、例えば、リソース(再)選択トリガが生成される前に実行される。この場合、リソース(再)選択トリガが生成されるタイミングが予測され、その予測に基づいてS1~S9の処理が実行される。なお、通信装置2が周期的に信号を送信するときは、通信装置2は、次にリソース(再)選択トリガが生成されるタイミングを容易に予測できる。例えば、通信装置2が一定の範囲(例えば、5~15回)の中でランダムに設定されるリセレクションカウンタに基づいて、カウンタが満了するまで同じ周波数リソースで周期送信を続けるということを実行している。この場合、カウンタが満了するタイミングはリソース再選択トリガを生成するタイミングであり、容易に予測できる。
また、通信装置2は、リソース(再)選択トリガが生成されたときにS1~S9の処理を実行してもよい。ただし、この場合、通信装置2は、常に、無線電波の状態を表す信号をメモリに保存しておく。そして、リソース(再)選択トリガが生成されると、メモリに保存されている信号を利用してS1~S9の処理を実行する。
図12は、基地局1の構成の一例を示す。基地局1は、例えば、次世代基地局装置(gNB:Next generation NodeB)である。そして、基地局1は、図12に示すように、制御部11、記憶部12、ネットワークインタフェース13、無線送信部14、無線受信部15を備える。なお、基地局1は、図12に示していない他の回路または機能を備えていてもよい。
制御部11は、基地局1が提供するセルラ通信を制御する。また、制御部11は、通信装置2により行われるD2D通信(即ち、サイドリンク通信)のためのパラメータを決定してもよい。例えば、制御部11は、図5に示す選択ウィンドウの配置を表すパラメータT1、T2、選択候補スロットセット内のスロット数を表すパラメータY、スケジューリングウィンドウのサイズを表すパラメータWなどを決定してもよい。この場合、決定したパラメータは、例えば、PDCCH(Physical Downlink Control Channel)またはRRC(Radio Resource Control)等により通信装置2に通知される。なお、制御部11は、この実施例では、プロセッサにより実現される。ただし、制御部11の機能の一部は、ハードウェア回路で実現してもよい。
記憶部12には、プロセッサにより実行されるソフトウェアプログラムが記憶される。また、記憶部12には、基地局1の動作を制御するために必要なデータおよび情報が記憶される。なお、記憶部12は、例えば、半導体メモリにより実現される。ネットワークインタフェース13は、コアネットワークに接続するためのインタフェースを提供する。すなわち、基地局1は、ネットワークインタフェース13を介して他の基地局1または基地局1を制御するネットワーク管理システムに接続することができる。
無線送信部14は、制御部11から与えられる指示に従って、セルラ通信の無線信号を送信する。すなわち、無線送信部14は、セル内に位置する通信装置2に下りリンク信号を送信する。無線受信部15は、制御部11から与えられる指示に従って、セルラ通信の無線信号を受信する。すなわち、無線受信部15は、セル内に位置する通信装置2から送信される上りリンク信号を受信する。なお、セルラ通信は、例えば、2.4GHz帯および/または4GHz帯を使用して提供される。
図13は、通信装置2の構成の一例を示す。通信装置2は、セルラ通信およびD2D通信をサポートする。なお、D2D通信は、セルラ通信とは異なる周波数帯を使用して実現される。例えば、D2D通信は、6GHz帯を使用して提供される。ただし、D2D通信は、セルラ通信の上りリンクと同じ周波数帯を共有してもよい。そして、通信装置2は、制御部21、記憶部22、無線送信部23、無線受信部24、無線送信部25、無線受信部26を備える。なお、通信装置2は、図13に示していない他の回路または機能を備えていてもよい。
制御部21は、通信装置2が提供するセルラ通信およびD2D通信を制御する。制御部21は、この実施例では、プロセッサにより実現される。この場合、制御部21は、記憶部22に記憶されているソフトウェアプログラムを実行することにより、セルラ通信およびD2D通信を制御する機能を提供する。例えば、制御部21は、図11に示すフローチャートの処理を記述したプログラムを実行する。この場合、制御部21は、例えば、通信装置2に与えられるリソース(再)選択トリガに応じて図11に示すフローチャートの処理を実行する。また、制御部21は、センシング区間を決定するセンシング区間決定部および選択候補スロットセットの中からD2D信号を送信するためのリソースを決定するリソース決定部の機能を提供する。なお、制御部21の機能の一部は、ハードウェア回路で実現してもよい。
記憶部22には、プロセッサにより実行されるソフトウェアプログラムが記憶される。また、記憶部22には、通信装置2の動作を制御するために必要なデータおよび情報が記憶される。なお、記憶部22は、例えば、半導体メモリにより実現される。
無線送信部23は、制御部21から与えられる指示に従って、セルラ通信の無線信号を送信する。即ち、無線送信部23は、基地局1に上りリンク信号を送信する。無線受信部24は、制御部21から与えられる指示に従って、セルラ通信の無線信号を受信する。即ち、無線受信部24は、基地局1から送信される下りリンク信号を受信する。このとき、無線受信部24は、センシングに係わるパラメータを基地局1から受信することがある。
無線送信部25は、制御部21から与えられる指示に従って、D2D通信の無線信号を送信する。即ち、無線送信部25は、通信装置2が自分で選択するリソースを使用して、他の通信装置にD2D信号を送信する。無線受信部26は、制御部21から与えられる指示に従って、D2D通信の無線信号を受信する。すなわち、無線受信部26は、他の通信装置から送信されるD2D信号を受信する。D2D信号は、この実施例では、V2XデータおよびV2X制御情報を含む。なお、図11に示すS5のセンシング処理は、無線受信部26により実行される。すなわち、無線受信部26は、センシング区間においてセンシングを行うセンシング部を備える。この場合、無線受信部26は、センシング処理を実行するプロセッサを備えてもよい。
なお、図13に示す例では、セルラ通信のための無線通信部およびD2D通信のための無線通信部が互いに分離して設けられているが、通信装置2はこの構成に限定されるものではない。例えば、セルラ通信のための無線通信部およびD2D通信のための無線通信部が共用されるようにしてもよい。この場合、無線送信部25および無線受信部26は不要である。そして、無線送信部23は、セルラ信号およびD2D信号を送信し、無線受信部24は、セルラ信号およびD2D信号を受信する。また、無線受信部24は、センシング部を備える。
<バリエーション>
Release 16 NR-V2Xにおいては、D2D通信の予約に対して優先度が設定され得る。例えば、通信装置2は、図14に示すように、センシング区間Aにおいてセンシングを行い、選択候補スロットセット内のスロットty0+2においてリソースR1を選択する。ところが、その後、リソースR1又はR1の一部分は、優先度の高い他の通信装置により、重複して予約される。
この場合、通信装置2は、リソースR1を使用できない。したがって、通信装置2は、リソースR1が優先度の高い他の通信装置により予約されたことを検出すると、リソースR1を解放すると共に、選択候補スロットセットの中から他のリソースを選択する。図14では、スロットty0+4においてリソースR2が再選択されている。そして、通信装置2は、再選択されたリソースR2を使用してD2D信号を送信する。
ただし、通信装置2は、優先度の高い他の通信装置による予約を検出するためには、センシング区間Aが終了した後も、センシング動作を継続する必要がある。具体的には、通信装置2は、D2D信号を送信する可能性がある期間が終了するまで、センシング動作を継続する必要がある。したがって、通信装置2は、選択候補スロットセットが終了するまで、センシング動作を継続することが好ましい。なお、通信装置2は、上述の再選択を行うか否かを、リソースプール毎に決定してもよい。
また、通信装置2は、選択候補スロットセットを決定するためのトリガスロットの位置を予測してもよい。トリガスロットは、リソース(再)選択トリガまたはリソース(再)選択指示が生成されるスロットを表す。ここで、通信装置2は、周期PでD2D信号を送信するものとする。この場合、通信装置2は、あるスロットを使用してD2D信号を送信したときに、次のD2D信号を送信するタイミングを容易に予測できる。図15に示す例では、スロットm-PにおいてD2D信号が送信されている。そうすると、通信装置2は、次のトリガスロットとして、スロットmを予測する。
トリガスロットが決まると、選択候補スロットセットが設定される。また、選択候補スロットセットが設定されると、図5に示すようにして非周期トラヒックのためのセンシング区間Aが決定され、図8に示すようにして周期トラヒックのためのセンシング区間Bが決定される。すなわち、次のトリガスロットを予測することにより、通信装置2は、実際にリソース(再)選択トリガが生成される前に、予めセンシング区間を決定できる。したがって、通信装置2は、次のD2D信号を送信する前に、センシング結果が得ることができる。なお、通信装置2は、次のトリガスロットを予測するために、カウンタを利用してもよい。
なお、周期トラヒックの最初の送信または非周期トラヒックに対しては、何らかの仮定または前提条件に基づいてデータ送信タイミングを予測してもよい。この場合、通信装置2は、この予測に基づいて選択候補スロットセットを設定してもよい。また、ランダムにリソースを選択してもよいリソースプールが用意されているときは、通信装置2は、センシングを行うことなくリソースを選択してもよい。
リソースの再選択のタイミングを予測できないときは、通信装置2は、図3または図8に示す送信周期に基づくセンシングを行うことは困難かもしれない。例えば、下記のケースでは、送信周期に基づくセンシングを行うことは困難である。
(1)トラヒックパターンが変化する
(2)基地局によりリソースプールが再構成される
(3)選択されたリソースが要求を満たさない(例えば、リソースサイズが小さ過ぎる、或いは、レイテンシが大きすぎる)
この場合、通信装置2は、センシングを行うことなく、リソースをランダムに選択可能なリソースプールから必要なリソースを選択してもよい。さらに、周期トラヒックにおいては、通信装置2は、最初のデータ送信に対してランダムにリソースを選択し、その後のデータに対しては、図3または図8に示す部分センシングを利用してリソースを選択してもよい。
1 基地局
2 通信装置
11 制御部
12 記憶部
13 ネットワークインタフェース
14 無線送信部
15 無線受信部
21 制御部
22 記憶部
23、25 無線送信部
24、26 無線受信部
100 無線通信システム

Claims (11)

  1. D2D(Device-to-Device)通信をサポートする通信装置であって、
    D2D信号を送信するために設定されたスロットを含む選択候補スロットセットの最初のスロットの位置および非周期トラヒックの送信に関する情報に基づいて、センシングを行うセンシング区間内の連続するスロットを決定するセンシング区間決定部と、
    前記センシング区間決定部により決定された前記センシング区間においてセンシングを行うセンシング部と、
    前記センシング部によるセンシングの結果に基づいて、前記選択候補スロットセットの中からD2D信号を送信するためのリソースを決定するリソース決定部と、
    を備える通信装置。
  2. 前記非周期トラヒックの送信に関する情報を基地局から受信する受信部をさらに備える
    ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
  3. 前記センシング区間の開始位置は、前記非周期トラヒックの送信に関する情報に基づいて、前記最初のスロットから所定時間だけさかのぼったスロットである
    ことを特徴とする請求項2に記載の通信装置。
  4. 前記所定時間は、前記通信装置を含む通信システムにおいて、D2Dデータの初送信に対して対応する再送信のためのリソースを予約できる範囲を表す
    ことを特徴とする請求項3に記載の通信装置。
  5. 前記センシング区間決定部は、前記リソース決定により決定されるリソースを使用して送信するデータの送信指示に基づいて前記センシング区間の終了位置を決定する
    ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
  6. 前記センシング区間の終了位置は、前記送信指示から所定時間だけさかのぼったスロットである
    ことを特徴とする請求項5に記載の通信装置。
  7. 前記所定時間は、前記センシング部がセンシングを行うために要する時間を表す
    ことを特徴とする請求項6に記載の通信装置。
  8. 前記センシング部は、センシングにおいて、受信信号を復号することにより他の通信装置により予約されたリソースを表す制御情報を検出し、
    前記リソース決定部は、前記選択候補スロットセットに属するリソースから前記制御情報により表されるリソースを除外し、前記選択候補スロットセット内の残りのリソースの中からD2D信号を送信するためのリソースを決定する
    ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
  9. 前記センシング区間決定部は、前記選択候補スロットセットから、前記通信装置を含む通信システムにおいて予め指定されているD2Dトラヒックの送信周期を表す時間だけさかのぼった位置に、第2のセンシング区間を設定し、
    前記センシング部は、前記センシング区間および前記第2のセンシング区間においてセンシングを行い、
    前記リソース決定部は、前記センシング部によるセンシングの結果に基づいて、前記選択候補スロットセットの中からD2D信号を送信するためのリソースを決定する
    ことを特徴とする請求項1~8のいずれか1つに記載の通信装置。
  10. D2D(Device-to-Device)通信をサポートする通信装置により実行される通信方法であって、
    D2D信号を送信するために設定されたスロットを含む選択候補スロットセットの最初のスロットの位置および非周期トラヒックの送信に関する情報に基づいて、センシングを行うセンシング区間内の連続するスロットを決定し、
    前記センシング区間においてセンシングを行い、
    前記センシングの結果に基づいて、前記選択候補スロットセットの中からD2D信号を送信するためのリソースを決定する
    ことを特徴とする通信方法。
  11. D2D(Device-to-Device)通信をサポートする複数の通信装置を備える通信システムであって、
    前記複数の通信装置の中の第1の通信装置は、予約したリソースを表す制御情報を相手装置に送信し、
    前記複数の通信装置の中の第2の通信装置は、
    D2D信号を送信するために設定されたスロットを含む選択候補スロットセットの最初のスロットの位置および非周期トラヒックの送信に関する情報に基づいて、センシングを行うセンシング区間内の連続するスロットを決定し、
    前記センシング区間においてセンシングを行い、
    前記センシングにおいて前記制御情報を検出したときに、前記選択候補スロットセットに属するリソースから前記制御情報により表されるリソースを除外し、前記選択候補スロットセット内の残りのリソースの中からD2D信号を送信するためのリソースを決定する
    ことを特徴とする通信システム。
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