JPWO2015005256A1 - 移動通信システム及びユーザ端末 - Google Patents

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Abstract

複数の他のユーザ端末のそれぞれが、前記複数の他のユーザ端末のそれぞれの間にＤ２Ｄ通信によってユーザデータを送受信するためのユーザデータ用の接続を確立せずに、ユーザ端末との間に前記ユーザデータ用の接続を確立する場合に、前記ユーザ端末及び前記複数の他のユーザ端末の中から、前記ユーザ端末及び前記複数の他のユーザ端末のそれぞれに対して、前記ユーザデータを含むデータの送信のために互いに異なる無線リソースを割り当てるスケジューリング端末が選択され、前記スケジューリング端末は、前記ユーザ端末及び前記複数の他のユーザ端末のそれぞれに対して割り当てられた前記無線リソースを示すスケジューリング情報を、前記複数の他のユーザ端末で共用の無線リソースを用いてブロードキャストする。

Description

本発明は、Ｄ２Ｄ通信をサポートする移動通信システム及びユーザ端末に関する。
移動通信システムの標準化プロジェクトである３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）では、リリース１２以降の新機能として、端末間（Ｄｅｖｉｃｅ ｔｏ Ｄｅｖｉｃｅ：Ｄ２Ｄ）通信の導入が検討されている（非特許文献１参照）。
Ｄ２Ｄ通信では、近接する複数のユーザ端末がネットワークを経由せずに直接的な端末間通信を行う。一方、移動通信システムの通常の通信であるセルラ通信では、ユーザ端末がネットワークを経由して通信を行う。
なお、Ｄ２Ｄ通信においてユーザデータの送受信に用いられる無線リソースの割り当てるスケジューリングは、ネットワークに含まれる基地局が主導で行うケースだけでなく、Ｄ２Ｄ通信を行うユーザ端末が主導で行うケースが想定される。Ｄ２Ｄ通信を行うユーザ端末自身が無線リソースの割り当てを行うことにより、基地局の負荷を軽減できる。
３ＧＰＰ技術報告書 「ＴＲ ２２．８０３ Ｖ１２．１．０」 ２０１３年３月
ところで、１つのユーザ端末が、複数の他のユーザ端末を相手にＤ２Ｄ通信を行うケースとして、ユーザ端末と複数の他のユーザ端末とによって構成されるグループ全員でＤ２Ｄ通信を行うケースだけでなく、当該ユーザ端末が、複数の他のユーザ端末のそれぞれと個別にＤ２Ｄ通信を行うケース、言い換えると、複数の他のユーザ端末のそれぞれの間では、Ｄ２Ｄ通信によってユーザデータの送信が行われないケースが想定される。
後者のケースにおいて、当該ユーザ端末ではなく、複数の他のユーザ端末のそれぞれが、ユーザデータの送信のために、自身と当該ユーザ端末とに割り当てる無線リソースのスケジューリングを行う場合、複数の他のユーザ端末のそれぞれは、自身を除いた（複数の）他のユーザ端末が割り当てた無線リソースの状況が分からないため、互いに同一の無線リソースを割り当てる可能性がある。複数の他のユーザ端末のそれぞれが、互いに同一の無線リソースを用いてＤ２Ｄ通信を行った場合、干渉が発生する虞がある。
そこで、本発明は、ユーザ端末が、複数の他のユーザ端末のそれぞれと個別にＤ２Ｄ通信を行う場合において、干渉の発生を抑制可能な移動通信システム及びユーザ端末を提供することを目的とする。
一実施形態に係る移動通信システムは、ユーザ端末と、前記ユーザ端末と異なる複数の他のユーザ端末とを有し、ネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートする移動通信システムである。前記複数の他のユーザ端末のそれぞれが、前記複数の他のユーザ端末のそれぞれの間に前記Ｄ２Ｄ通信によってユーザデータを送受信するためのユーザデータ用の接続を確立せずに、前記ユーザ端末との間に前記ユーザデータ用の接続を確立する場合に、前記ユーザ端末及び前記複数の他のユーザ端末の中から、前記ユーザ端末及び前記複数の他のユーザ端末のそれぞれに対して、前記ユーザデータを含むデータの送信のために互いに異なる無線リソースを割り当てるスケジューリング端末が選択され、前記スケジューリング端末は、前記ユーザ端末及び前記複数の他のユーザ端末のそれぞれに対して割り当てられた前記無線リソースを示すスケジューリング情報を、前記複数の他のユーザ端末で共用の無線リソースを用いてブロードキャストする。
本発明に係る移動通信システム及びユーザ端末によれば、ユーザ端末が、複数の他のユーザ端末のそれぞれと個別にＤ２Ｄ通信を行う場合において、干渉の発生を抑制可能である。
図１は、ＬＴＥシステムの構成図である。 図２は、ＵＥのブロック図である。 図３は、ｅＮＢのブロック図である。 図４は、ＬＴＥシステムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。 図５は、ＬＴＥシステムで使用される無線フレームの構成図である。 図６は、Ｄ２Ｄ通信におけるデータパスを示す図である。 図７は、各ＵＥ１００がＤ２Ｄ通信を行っている状態を説明するための説明図である。 図８は、ＵＥ１００−１が、各ＵＥ１００に割り当てられた無線リソース（帯域割当）をブロードキャストしている状態を説明するための説明図である。 図９は、本実施形態に係る移動通信システムの動作例を示すシーケンス図である。 図１０は、本実施形態の変形例１に係る移動通信システムの動作例を示すシーケンス図である。 図１１は、本実施形態の変形例１に係る移動通信システムの動作例を示すシーケンス図である。 図１２は、本実施形態の変形例２に係るＵＥ１００−２が、各ＵＥ１００に割り当てられた無線リソース（帯域割当）をブロードキャストしている状態を説明するための説明図である。 図１３は、本実施形態の変形例２に係る移動通信システムの動作例を示すシーケンス図である。
［実施形態の概要］
実施形態に係る移動通信システムは、ユーザ端末と、前記ユーザ端末と異なる複数の他のユーザ端末とを有し、ネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートする移動通信システムである。前記複数の他のユーザ端末のそれぞれが、前記複数の他のユーザ端末のそれぞれの間に前記Ｄ２Ｄ通信によってユーザデータを送受信するためのユーザデータ用の接続を確立せずに、前記ユーザ端末との間に前記ユーザデータ用の接続を確立する場合に、前記ユーザ端末及び前記複数の他のユーザ端末の中から、前記ユーザ端末及び前記複数の他のユーザ端末のそれぞれに対して、前記ユーザデータを含むデータの送信のために互いに異なる無線リソースを割り当てるスケジューリング端末が選択され、前記スケジューリング端末は、前記ユーザ端末及び前記複数の他のユーザ端末のそれぞれに対して割り当てられた前記無線リソースを示すスケジューリング情報を、前記複数の他のユーザ端末で共用の無線リソースを用いてブロードキャストする。
実施形態に係る変形例２において、前記スケジューリング端末は、前記複数の他のユーザ端末の中から選択され、前記スケジューリング端末は、前記スケジューリング端末を除いた前記複数の他のユーザ端末のそれぞれとの間に前記スケジューリング情報をブロードキャストするための接続を確立する。
実施形態に係る変形例２において、前記複数の他のユーザ端末のそれぞれは、前記Ｄ２Ｄ通信のための無線リソースを割り当てるスケジューリング能力に関するケイパビリティ情報を前記ユーザ端末に送信し、前記スケジューリング端末は、前記ケイパビリティ情報に基づいて、選択される。
実施形態に係る変形例２において、所定の条件が満たされる場合に、前記スケジューリング端末が、前記ユーザ端末及び前記複数の他のユーザ端末の中から新たに選択される。
実施形態に係る変形例２において、前記所定の条件は、前記スケジューリング端末のバッテリ残量が閾値未満になることである。
実施形態において、前記複数の他のユーザ端末のそれぞれは、前記ユーザデータを暗号化する暗号化キー及び前記暗号化キーを用いて暗号化された前記ユーザデータを復号する復号キーを用いて、前記スケジューリング情報に基づいて、前記ユーザデータを送受信する。
実施形態に係るユーザ端末は、ユーザ端末と、前記ユーザ端末と異なる複数の他のユーザ端末とを有し、ネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートする移動通信システムにおけるユーザ端末である。当該ユーザ端末は、前記複数の他のユーザ端末のそれぞれが、前記複数の他のユーザ端末のそれぞれの間に前記Ｄ２Ｄ通信によってユーザデータを送受信するためのユーザデータ用接続を確立せずに、前記ユーザ端末との間に前記ユーザデータ用の接続を確立する場合に、前記ユーザ端末及び前記複数の他のユーザ端末のそれぞれに対して、前記ユーザデータを含むデータの送信のために互いに異なる無線リソースを割り当てる制御部と、前記複数の他のユーザ端末のそれぞれに対して割り当てられた前記無線リソースを示すスケジューリング情報を、前記複数の他のユーザ端末で共用の無線リソースを用いてブロードキャストする送信部と、を有する。
実施形態に係るユーザ端末は、ユーザ端末と、前記通信相手である他のユーザ端末と、前記ユーザ端末及び前記他のユーザ端末と異なる複数の他のユーザ端末とを有し、ネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートする移動通信システムにおけるユーザ端末である。当該ユーザ端末は、前記ユーザ端末が前記複数の他のユーザ端末のそれぞれとの間に前記Ｄ２Ｄ通信によってユーザデータを送受信するためのユーザデータ用接続を確立せずに、前記他のユーザ端末との間に前記ユーザデータ用の接続を確立する場合に、前記ユーザ端末、前記他のユーザ端末及び前記複数の他のユーザ端末のそれぞれに対して、前記ユーザデータを含むデータの送信のために互いに異なる無線リソースを割り当てる制御部と、前記他のユーザ端末及び前記複数の他のユーザ端末のそれぞれに対して割り当てられた前記無線リソースを示すスケジューリング情報を、前記他のユーザ端末及び前記複数の他のユーザ端末で共用の無線リソースを用いてブロードキャストする送信部と、を有する。
以下、図面を参照して、３ＧＰＰ規格に準拠して構成されるセルラ移動通信システム（以下、「ＬＴＥシステム」）にＤ２Ｄ通信を導入する場合の各実施形態を説明する。
［実施形態］
（ＬＴＥシステム）
図１は、本実施形態に係るＬＴＥシステムの構成図である。
図１に示すように、ＬＴＥシステムは、複数のＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１００と、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０と、ＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）２０と、を含む。Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０及びＥＰＣ２０は、ネットワークを構成する。
ＵＥ１００は、移動型の無線通信装置であり、接続を確立したセル（サービングセル）との無線通信を行う。ＵＥ１００はユーザ端末に相当する。
Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０は、複数のｅＮＢ２００（ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ−Ｂ）を含む。ｅＮＢ２００は基地局に相当する。ｅＮＢ２００は、セルを管理しており、セルとの接続を確立したＵＥ１００との無線通信を行う。
なお、「セル」は、無線通信エリアの最小単位を示す用語として使用される他に、ＵＥ１００との無線通信を行う機能を示す用語としても使用される。
ｅＮＢ２００は、例えば、無線リソース管理（ＲＲＭ）機能と、ユーザデータのルーティング機能と、モビリティ制御及びスケジューリングのための測定制御機能と、を有する。
ＥＰＣ２０は、ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）／Ｓ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ−Ｇａｔｅｗａｙ）３００と、ＯＡＭ４００（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）と）を含む。また、ＥＰＣ２０は、コアネットワークに相当する。
ＭＭＥは、ＵＥ１００に対する各種モビリティ制御等を行うネットワークノードであり、制御局に相当する。Ｓ−ＧＷは、ユーザデータの転送制御を行うネットワークノードであり、交換局に相当する。
ｅＮＢ２００は、Ｘ２インターフェイスを介して相互に接続される。また、ｅＮＢ２００は、Ｓ１インターフェイスを介してＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００と接続される。
ＯＡＭ４００は、オペレータによって管理されるサーバ装置であり、Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０の保守及び監視を行う。
次に、ＵＥ１００及びｅＮＢ２００の構成を説明する。
図２は、ＵＥ１００のブロック図である。図２に示すように、ＵＥ１００は、アンテナ１０１と、無線送受信機１１０と、ユーザインターフェイス１２０と、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機１３０と、バッテリ１４０と、メモリ１５０と、プロセッサ１６０と、を有する。メモリ１５０及びプロセッサ１６０は、制御部を構成する。
本実施形態において、制御部は、Ｄ２Ｄ通信のために各ＵＥ１００に対して互いに異なる無線リソースを割り当てる制御を行う。詳細は、後述する。
ＵＥ１００は、ＧＮＳＳ受信機１３０を有していなくてもよい。また、メモリ１５０をプロセッサ１６０と一体化し、このセット（すなわち、チップセット）を制御部を構成するプロセッサ１６０’としてもよい。
アンテナ１０１及び無線送受信機１１０は、無線信号の送受信に用いられる。アンテナ１０１は、複数のアンテナ素子を含む。無線送受信機１１０は、プロセッサ１６０が出力するベースバンド信号を無線信号に変換してアンテナ１０１から送信する。また、無線送受信機１１０は、アンテナ１０１が受信する無線信号をベースバンド信号に変換してプロセッサ１６０に出力する。
ユーザインターフェイス１２０は、ＵＥ１００を所持するユーザとのインターフェイスであり、例えば、ディスプレイ、マイク、スピーカ、及び各種ボタンなどを含む。ユーザインターフェイス１２０は、ユーザからの操作を受け付けて、該操作の内容を示す信号をプロセッサ１６０に出力する。
ＧＮＳＳ受信機１３０は、ＵＥ１００の地理的な位置を示す位置情報を得るために、ＧＮＳＳ信号を受信して、受信した信号をプロセッサ１６０に出力する。
バッテリ１４０は、ＵＥ１００の各ブロックに供給すべき電力を蓄える。
メモリ１５０は、プロセッサ１６０によって実行されるプログラムと、プロセッサ１６０による処理に使用される情報と、を記憶する。
プロセッサ１６０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ１５０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、を含む。プロセッサ１６０は、さらに、音声・映像信号の符号化・復号を行うコーデックを含んでもよい。プロセッサ１６０は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。
図３は、ｅＮＢ２００のブロック図である。図３に示すように、ｅＮＢ２００は、アンテナ２０１と、無線送受信機２１０と、ネットワークインターフェイス２２０と、メモリ２３０と、プロセッサ２４０と、を有する。メモリ２３０及びプロセッサ２４０は、制御部を構成する。なお、メモリ２３０をプロセッサ２４０と一体化し、このセット（すなわち、チップセット）を制御部を構成するプロセッサ２４０’としてもよい。
アンテナ２０１及び無線送受信機２１０は、無線信号の送受信に用いられる。アンテナ２０１は、複数のアンテナ素子を含む。無線送受信機２１０は、プロセッサ２４０が出力するベースバンド信号を無線信号に変換してアンテナ２０１から送信する。また、無線送受信機２１０は、アンテナ２０１が受信する無線信号をベースバンド信号に変換してプロセッサ２４０に出力する。
ネットワークインターフェイス２２０は、Ｘ２インターフェイスを介して隣接ｅＮＢ２００と接続され、Ｓ１インターフェイスを介してＭＭＥ／Ｓ−ＧＷ３００と接続される。ネットワークインターフェイス２２０は、Ｘ２インターフェイス上で行う通信及びＳ１インターフェイス上で行う通信に用いられる。
メモリ２３０は、プロセッサ２４０によって実行されるプログラムと、プロセッサ２４０による処理に使用される情報と、を記憶する。
プロセッサ２４０は、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号などを行うベースバンドプロセッサと、メモリ２３０に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うＣＰＵと、を含む。プロセッサ２４０は、後述する各種の処理及び各種の通信プロトコルを実行する。
図４は、ＬＴＥシステムにおける無線インターフェイスのプロトコルスタック図である。
図４に示すように、無線インターフェイスプロトコルは、ＯＳＩ参照モデルのレイヤ１乃至レイヤ３に区分されており、レイヤ１は物理（ＰＨＹ）レイヤである。レイヤ２は、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤと、ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤと、ＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤと、を含む。レイヤ３は、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤを含む。
物理レイヤは、符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング、及びリソースマッピング・デマッピングを行う。物理レイヤは、物理チャネルを用いて上位レイヤに伝送サービスを提供する。ＵＥ１００の物理レイヤとｅＮＢ２００の物理レイヤとの間では、物理チャネルを介してデータが伝送される。
ＭＡＣレイヤは、データの優先制御、及びハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）による再送処理などを行う。ＵＥ１００のＭＡＣレイヤとｅＮＢ２００のＭＡＣレイヤとの間では、トランスポートチャネルを介してデータが伝送される。ｅＮＢ２００のＭＡＣレイヤは、上下リンクのトランスポートフォーマット（トランスポートブロックサイズ、変調・符号化方式など）、及び割り当てリソースブロックを決定するＭＡＣスケジューラを含む。
ＲＬＣレイヤは、ＭＡＣレイヤ及び物理レイヤの機能を利用してデータを受信側のＲＬＣレイヤに伝送する。ＵＥ１００のＲＬＣレイヤとｅＮＢ２００のＲＬＣレイヤとの間では、論理チャネルを介してデータが伝送される。
ＰＤＣＰレイヤは、ヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行う。
ＲＲＣレイヤは、制御プレーンでのみ定義される。ＵＥ１００のＲＲＣレイヤとｅＮＢ２００のＲＲＣレイヤとの間では、各種設定のための制御信号（ＲＲＣメッセージ）が伝送される。ＲＲＣレイヤは、無線ベアラの確立、再確立及び解放に応じて、論理チャネル、トランスポートチャネル、及び物理チャネルを制御する。ＵＥ１００のＲＲＣとｅＮＢ２００のＲＲＣとの間にＲＲＣ接続がある場合、ＵＥ１００は接続状態であり、そうでない場合、ＵＥ１００はアイドル状態である。
ＲＲＣレイヤの上位に位置するＮＡＳ(Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒａｔｕｍ)レイヤは、セッション管理及びモビリティ管理などを行う。
図５は、ＬＴＥシステムで使用される無線フレームの構成図である。ＬＴＥシステムは、下りリンクにはＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ａｃｃｅｓｓ）、上りリンクにはＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）がそれぞれ使用される。
図５に示すように、無線フレームは、時間方向に並ぶ１０個のサブフレームで構成され、各サブフレームは、時間方向に並ぶ２個のスロットで構成される。各サブフレームの長さは１ｍｓであり、各スロットの長さは０．５ｍｓである。各サブフレームは、周波数方向に複数個のリソースブロック（ＲＢ）を含み、時間方向に複数個のシンボルを含む。各シンボルの先頭には、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）と呼ばれるガード区間が設けられる。リソースブロックは、周波数方向に複数個のサブキャリアを含む。１つのサブキャリア及び１つのシンボルにより構成される無線リソース単位はリソースエレメント（ＲＥ）と称される。
ＵＥ１００に割り当てられる無線リソースのうち、周波数リソースはリソースブロックにより特定でき、時間リソースはサブフレーム（又はスロット）により特定できる。
下りリンクにおいて、各サブフレームの先頭数シンボルの区間は、主に物理下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）として使用される制御領域である。また、各サブフレームの残りの区間は、主に物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）として使用できる領域である。さらに、各サブフレームには、セル固有参照信号（ＣＲＳ）が分散して配置される。
上りリンクにおいて、各サブフレームにおける周波数方向の両端部は、主に物理上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）として使用される制御領域である。また、各サブフレームにおける周波数方向の中央部は、主に物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）として使用できる領域である。さらに、各サブフレームには、復調参照信号（ＤＭＲＳ）及びサウンディング参照信号（ＳＲＳ）が配置される。
（Ｄ２Ｄ通信）
本実施形態に係るＬＴＥシステムは、直接的な端末間通信（ＵＥ間通信）であるＤ２Ｄ通信をサポートする。ここでは、Ｄ２Ｄ通信を、ＬＴＥシステムの通常の通信であるセルラ通信と比較して説明する。セルラ通信は、データパスがネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ１０、ＥＰＣ２０）を経由する通信モードである。データパスとは、ユーザデータの通信経路である。これに対し、Ｄ２Ｄ通信は、ＵＥ間に設定されるデータパスがネットワークを経由しない通信モードである。
図６は、Ｄ２Ｄ通信を説明するための図である。図６に示すように、Ｄ２Ｄ通信は、データパスがｅＮＢ２００を経由しない。相互に近接するＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２は、ｅＮＢ２００のセルにおいて、低送信電力で直接的に無線通信を行う。このように、近接するＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２が低送信電力で直接的に無線通信を行うことにより、セルラ通信に比べて、ＵＥ１００の消費電力を削減し、かつ、隣接セルへの干渉を低減できる。
（移動通信システムの動作環境）
次に、本実施形態に係る移動通信システムの動作環境について、図７及び図８を用いて説明する。図７及び図８は、実施形態に係る移動通信システムの動作環境を説明するための説明図である。具体的には、図７は、各ＵＥ１００がＤ２Ｄ通信を行っている状態を説明するための説明図である。図８は、ＵＥ１００−１が、各ＵＥ１００に割り当てられた無線リソース（帯域割当）をブロードキャストしている状態を説明するための説明図である。
（１）Ｄ２Ｄ通信
図７に示すように、ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−２、ＵＥ１００−３、ＵＥ１００−４のそれぞれと個別にＤ２Ｄ通信を行う。従って、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−２との間には、Ｄ２Ｄ通信においてユーザデータの送受信に用いられる接続（ユーザデータ用の接続）が確立されている。これにより、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−２との間で、ユーザデータ用の接続を用いてユーザデータの送受信が行われる。言い換えると、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−２とがＤ２Ｄ接続グループＡを構成する。同様に、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３との間及びＵＥ１００−１とＵＥ１００−４との間には、ユーザデータ用の接続が確立される。従って、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３とがＤ２Ｄ接続グループＢを構成し、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−４とがＤ２Ｄ接続グループＣを構成する。
また、図７に示されるように、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−１とＤ２Ｄ通信を行うＵＥ１００−２、ＵＥ１００−３及びＵＥ１００−４によって、１つのＤ２Ｄ接続グループ群が構成される。言い換えると、Ｄ２Ｄ接続グループ群は、Ｄ２Ｄ接続グループＡ、Ｄ２Ｄ接続グループＢ及びＤ２Ｄ接続グループＣによって構成される。
本実施形態において、ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−２、ＵＥ１００−３、ＵＥ１００−４のそれぞれと個別に秘匿通信を行う。従って、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−２との間で送受信されるユーザデータの内容は、共通のＵＥ１００−１と通信を行っている他のＵＥ１００（ＵＥ１００−３及びＵＥ１００−４）に知られない。
一方、ＵＥ１００−２は、ＵＥ１００−１とＤ２Ｄ通信を行うものの、ＵＥ１００−３及びＵＥ１００−４のそれぞれとはＤ２Ｄ通信を行わない。従って、ＵＥ１００−２とＵＥ１００−３との間、及び、ＵＥ１００−２とＵＥ１００−３との間には、ユーザデータ用の接続が確立されない。同様に、ＵＥ１００−３とＵＥ１００−４との間には、ユーザデータ用の接続が確立されない。
（２）無線リソースの割り当て
本実施形態において、ＵＥ１００−１が、Ｄ２Ｄ接続グループ群の無線リソースの割り当てを行う。ＵＥ１００−１は、ユーザデータの送信のために互いに異なる無線リソースを割り当てる。本実施形態において、ＵＥ１００−１は、各Ｄ２Ｄ接続グループのために無線リソースの割り当てを行う。すなわち、ＵＥ１００−１は、Ｄ２Ｄ接続グループ群の無線リソースの割り当てを行うスケジューリングＵＥ１００である。
図８に示すように、ＵＥ１００−１は、各Ｄ２Ｄ接続グループのために割り当てた無線リソース（帯域割当）を各ＵＥ１００で共用の無線リソースを用いてブロードキャストする。本実施形態において、ＵＥ１００−１は、同一の無線リソースを用いてブロードキャストする。Ｄ２Ｄ接続グループ群を構成するＵＥ１００−２、ＵＥ１００−３及びＵＥ１００−４は、帯域割当を受信する。
ＵＥ１００−１は、帯域割当をブロードキャストするため、ＵＥ１００−２との間で、ユーザデータ用の接続だけでなく、制御データ用の接続も確立する。ＵＥ１００−１は、制御データ用の接続を用いて帯域割当をブロードキャストする。ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−３との間及びＵＥ１００−２との間で、制御データ用の接続も確立する。
（移動通信システムの概略動作）
次に、本実施形態に係る移動通信システムの概略動作について、図９を用いて説明する。図９は、本実施形態に係る移動通信システムの動作例を示すシーケンス図である。
以下において、ＵＥ１００−１が、ＵＥ１００−２及びＵＥ１００−４のそれぞれと個別にＤ２Ｄ通信を行っており、ＵＥ１００−３は、ＵＥ１００−１とＤ２Ｄ通信を開始していないと仮定して説明を進める。また、ＵＥ１００−２及びＵＥ１００−４のそれぞれと個別に行われるＤ２Ｄ通信において、ＵＥ１００−１がスケジューリングＵＥとして選択されている。
なお、ＵＥ１００−４の動作は、ＵＥ１００−２と同様の動作であるため、ＵＥ１００−４に関する説明を省略する。
図９に示すように、ステップＳ１０１において、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−２とは、Ｄ２Ｄ通信を行っている。具体的には、ＵＥ１００−１は、公開キーＫ２を用いて暗号化された通信データをＵＥ１００−２に送信する。ＵＥ１００−２は、公開キーＫ１を用いて暗号化された通信データをＵＥ１００−１に送信する。
ＵＥ１００−１は、公開キーＫ１を用いて暗号化されたデータを復号するための秘密キーＫ１を有する。ＵＥ１００−１は、暗号化された通信データを秘密キーＫ１を用いて復号する。これにより、ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−２からの通信データを認識する。一方、ＵＥ１００−２は、公開キーＫ２を用いて暗号化されたデータを復号するための秘密キーＫ２を有する。ＵＥ１００−２は、暗号化された通信データを秘密キーＫ２を用いて復号する。これにより、ＵＥ１００−２は、ＵＥ１００−１からの通信データを認識する。
ステップＳ１０２において、ＵＥ１００−３のユーザが、ＵＥ１００−１とのＤ２Ｄ通信を行うための操作を行い、ＵＥ１００−３の制御部には、所定の信号が入力される。これにより、ＵＥ１００−３は、ＵＥ１００−１とのＤ２Ｄ通信を要求するための設定を行う。
ステップＳ１０３において、ステップＳ１０２の設定が行われたＵＥ１００−３は、Ｄ２Ｄ接続要求をＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２に送信する。ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２は、Ｄ２Ｄ接続要求を受信する。
Ｄ２Ｄ接続要求は、Ｄ２Ｄ通信を行うために端末間の接続の確立を要求するために用いられる。本実施形態において、Ｄ２Ｄ接続要求は、送信元（ＵＥ１００−３）の識別子（ＵＥＩＤ）、ＵＥ１００−３がスケジューリング能力を有することを示す情報（ＵＥ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ：ＵＥ能力）及びＵＥ１００−３の公開キーＫ３を含む。
ステップＳ１０４において、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれは、Ｄ２Ｄ接続要求に対する応答（Ｄ２Ｄ接続応答）をＵＥ１００−３に送信する。ＵＥ１００−３は、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれからＤ２Ｄ接続応答を受信する。
本実施形態において、Ｄ２Ｄ接続応答は、送信先（ＵＥ１００−１又はＵＥ１００−２）及び送信元（ＵＥ１００−３）の識別子（ＵＥＩＤ）、及び公開キー（ＵＥ１００−１の公開キーＫ１又はＵＥ１００−２の公開キーＫ２）を含む。
ステップＳ１０５において、ＵＥ１００−１は、スケジューリングを行う。ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−２との間のＤ２Ｄ通信のために無線リソースの割り当てを行うと共に、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３との間のＤ２Ｄ通信のために無線リソースの割り当てを行う。ＵＥ１００−１は、両方のＤ２Ｄ通信において、割り当てた無線リソースどうしが互いに重複しないように無線リソースを割り当てる。
ステップＳ１０６において、ＵＥ１００−１は、スケジューリングによって割り当てた無線リソース（帯域割当）をＤ２Ｄ接続グループ群の各ＵＥ１００で共用の無線リソースを用いてブロードキャストする。ＵＥ１００−２及びＵＥ１００−３のそれぞれは、帯域割当を受信する。
帯域割当は、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−２との間のＤ２Ｄ通信のために、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２に対して割り当てられた無線リソースの情報に加えて、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３との間のＤ２Ｄ通信のために、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−３に対して割り当てられた無線リソースの情報も含む。従って、ＵＥ１００−２は、自身のユーザデータの送信のための無線リソースだけでなく、ＵＥ１００−３のユーザデータの送信のための無線リソースも認識可能である。ＵＥ１００−３についても同様である。
以後において、各ＵＥ１００は、ステップＳ１０６においてブロードキャストされた帯域割当を用いてＤ２Ｄ通信を行う。
ステップＳ１０７において、ＵＥ１００−３は、ＵＥ１００−１から受信した帯域割当を用いて、Ｄ２Ｄ通信を要求するためのＤ２Ｄ通信要求をＵＥ１００−１に送信する。ＵＥ１００−１は、Ｄ２Ｄ通信要求を受信する。
Ｄ２Ｄ通信要求は、送信元（ＵＥ１００−３）の識別子（ＵＥＩＤ）、ＵＥ１００−３のユーザ情報を含む。Ｄ２Ｄ通信要求は、公開キーＫ１を用いて暗号化されている。
ステップＳ１０８において、ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−３からのＤ２Ｄ通信要求をユーザインターフェイス１２０に表示する。具体的には、ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−３からのＤ２Ｄ通信要求を受信した後、秘密キーＫ１を用いてＤ２Ｄ通信要求を復号する。ＵＥ１００−１は、Ｄ２Ｄ通信要求を認識し、ユーザインターフェイス１２０に、ＵＥ１００−３のユーザ情報などを表示する。
ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−１のユーザの操作に基づいて、ＵＥ１００−３とのＤ２Ｄ通信を許諾すると判定した場合（ステップＳ１１１の処理が行われた場合）、ステップＳ１１２の処理が行われる。一方、ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−１のユーザの操作に基づいて、ＵＥ１００−３とのＤ２Ｄ通信を拒否すると判定した場合（ステップＳ１２１の処理が行われた場合）、ステップＳ１２２の処理が行われる。
ステップＳ１１１において、ＵＥ１００−１は、ユーザからの操作によって入力された信号によって、ＵＥ１００−３とのＤ２Ｄ通信を許諾する設定を行う。
ステップＳ１１２において、ステップＳ１１１の設定が行われたＵＥ１００−１は、Ｄ２Ｄ通信要求に対する応答（Ｄ２Ｄ通信要求応答）をＵＥ１００−３に送信する。ＵＥ１００−３は、Ｄ２Ｄ通信要求応答を受信する。
ステップＳ１１２におけるＤ２Ｄ通信要求応答は、送信先（ＵＥ１００−３）及び送信元（ＵＥ１００−１）の識別子（ＵＥＩＤ）、Ｄ２Ｄ通信を許諾する旨を示す許諾情報を含む。Ｄ２Ｄ通信要求応答は、公開キーＫ３を用いて暗号化されている。
ステップＳ１１３において、ＵＥ１００−３は、許諾情報に基づいて、ＵＥ１００−１とのＤ２Ｄ通信が許諾された旨をユーザインターフェイス１２０に表示する。具体的には、ＵＥ１００−３は、ＵＥ１００−１からのＤ２Ｄ通信要求応答を受信した後、公開キーＫ３を用いて暗号化されたデータを復号するための秘密キーＫ３を用いてＤ２Ｄ通信要求応答を復号する。ＵＥ１００−３は、Ｄ２Ｄ通信要求応答を認識し、ユーザインターフェイス１２０に、ＵＥ１００−１とのＤ２Ｄ通信が許諾された旨を表示する。
ステップＳ１１４において、ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−２及びＵＥ１００−３のそれぞれと個別にＤ２Ｄ通信を行う。具体的には、ＵＥ１００−１は、公開キーＫ２を用いて暗号化した通信データをＵＥ１００−２に送信し、公開キーＫ３を用いて暗号化した通信データをＵＥ１００−３に送信する。ＵＥ１００−２は、秘密キーＫ２を用いて通信データを復号し、ＵＥ１００−３は、秘密キーＫ３を用いて通信データを復号する。
同様に、ＵＥ１００−２及びＵＥ１００−３のそれぞれは、公開キーＫ１を用いて通信データを送信し、ＵＥ１００−１は、秘密キーＫ１を用いてＵＥ１００−２及びＵＥ１００−３のそれぞれからの通信データを復号する。
ステップＳ１１５において、ステップＳ１０５と同様に、ＵＥ１００−１は、スケジューリングを行う。ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−２との間及びＵＥ１００−１とＵＥ１００−３との間の両方のＤ２Ｄ通信において、割り当てた無線リソースどうしが互いに重複しないように無線リソースを割り当てる。
ステップＳ１１６において、ステップＳ１０６と同様に、ＵＥ１００−１は、スケジューリングによって新たに割り当てた無線リソース（帯域割当）を各ＵＥ１００で共用の無線リソースを用いてブロードキャストする。
以後において、各ＵＥ１００は、ステップＳ１１６においてブロードキャストされた帯域割当を用いてＤ２Ｄ通信を行う。
ステップＳ１１７において、ステップＳ１１４と同様に、ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−２及びＵＥ１００−３のそれぞれと個別にＤ２Ｄ通信を行う。
一方、ステップＳ１２１において、ＵＥ１００−１は、ユーザからの操作によって入力された信号によって、ＵＥ１００−３とのＤ２Ｄ通信を拒否する設定を行う。
ステップＳ１２２において、ステップＳ１２１の設定が行われたＵＥ１００−１は、Ｄ２Ｄ通信要求に対する応答（Ｄ２Ｄ通信要求応答）をＵＥ１００−３に送信する。ＵＥ１００−３は、Ｄ２Ｄ通信要求応答を受信する。
ステップＳ１２２におけるＤ２Ｄ通信要求応答は、送信先（ＵＥ１００−３）及び送信元（ＵＥ１００−１）の識別子（ＵＥＩＤ）、Ｄ２Ｄ通信を拒否する旨を示す拒否情報を含む。Ｄ２Ｄ通信要求応答は、公開キーＫ３を用いて暗号化されている。
ステップＳ１２３において、ＵＥ１００−３は、拒否情報に基づいて、ＵＥ１００−１とのＤ２Ｄ通信が拒否された旨をユーザインターフェイス１２０に表示する。具体的には、ＵＥ１００−３は、ＵＥ１００−１からのＤ２Ｄ通信要求応答を受信した後、秘密キーＫ３を用いてＤ２Ｄ通信要求応答を復号する。ＵＥ１００−３は、Ｄ２Ｄ通信要求応答を認識し、ユーザインターフェイス１２０に、ＵＥ１００−１とのＤ２Ｄ通信が拒否された旨を表示する。
ステップＳ１２４において、ステップＳ１０１と同様に、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−２とは、Ｄ２Ｄ通信を行う。
なお、ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−２だけでなく、ＵＥ１００−４とも個別にＤ２Ｄ通信を行っているため、ステップＳ１０５及びＳ１０６と同様に、ＵＥ１００−１は、無線リソースのスケジューリングを行い、個別のＤ２Ｄ通信において割り当てた無線リソースが重複しないように割り当てた無線リソースをＤ２Ｄ接続グループ群の各ＵＥ１００で共用の無線リソースを用いてブロードキャストする。
（変形例１に係る移動通信システムの概略動作）
次に、本実施形態の変形例１に係る移動通信システムの概略動作について、図１０及び図１１を用いて説明する。図１０及び図１１は、本実施形態の変形例１に係る移動通信システムの動作例を示すシーケンス図である。
上述した実施形態では、ＵＥ１００−３がＵＥ１００−１に対してのみＤ２Ｄ通信を要求したが、本変形例では、ＵＥ１００−３がＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２に対してＤ２Ｄ通信を要求する。すなわち、ＵＥ１００−３は、Ｄ２Ｄグループ通信を要求する。
なお、上述した実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様の部分は、説明を適宜省略する。特に、本変形例では、ＵＥ１００−４は、ＵＥ１００−２と同様の動作を行うため、ＵＥ１００−２と異なる部分を中心に説明する。
図１０に示すように、ステップＳ２０１からＳ２０６は、ステップＳ１０１からＳ１０６に対応する。
なお、ＵＥ１００−４は、公開キーＫ４及び秘密キーＫ４を用いて、通信データの暗号化及び復号を行う。
ステップＳ２０７において、ＵＥ１００−３は、Ｄ２Ｄグループ通信要求をＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれに送信する。
Ｄ２Ｄグループ通信要求は、送信元（ＵＥ１００−３）の識別子（ＵＥＩＤ）、グループユーザ情報、暗号化キーＫＡ及び解読キーＫＢを含む。
グループユーザ情報は、ＵＥ１００−３がＤ２Ｄグループ通信を要求する相手端末（ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２）を示す情報（例えば、識別子）を含む。暗号化キーＫＡは、グループ通信を行う場合に、通信データを暗号化するために用いられる。解読キーは、暗号化キーＫＡで暗号化された通信データを復号するために用いられる。
ステップＳ２０８において、ステップＳ１０８と同様に、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれは、ＵＥ１００−３からのＤ２Ｄ通信要求をユーザインターフェイス１２０に表示する。ステップＳ２０８では、ステップＳ１０８と異なり、ユーザインターフェイス１２０に、Ｄ２Ｄグループ通信が要求されている旨と、Ｄ２Ｄ接続グループを構成する構成ＵＥ１００が表示されてもよい。
ここで、ＵＥ１００−１のユーザ及びＵＥ１００−２のユーザのそれぞれの操作に基づいて、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれが、ＵＥ１００−３とのＤ２Ｄ通信を許諾すると判定した場合（ステップＳ２１１の処理が行われた場合）、ステップＳ２１２の処理が行われる。一方、ＵＥ１００−１がＵＥ１００−３とのＤ２Ｄ通信を許諾すると判定し、ＵＥ１００−２がＵＥ１００−３とのＤ２Ｄ通信を拒否すると判定した場合（ステップＳ２５１の処理が行われた場合）、ステップＳ２５２の処理が行われる。
なお、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれが、ＵＥ１００−３とのＤ２Ｄ通信を拒否する判定した場合、ステップＳ１２１からＳ１２４と同様の処理が行われる。
ステップＳ２１１において、ＵＥ１００−１は、ユーザからの操作によって入力された信号によって、ＵＥ１００−３とのＤ２Ｄ通信を許諾する設定を行う。この設定により、ＵＥ１００−１は、暗号化キーＫＡ及び解読キーＫＢを保持（記憶）する。ＵＥ１００−２は、ＵＥ１００−１と同様の処理を行う。
ステップＳ２１２において、ステップＳ２１１の設定が行われたＵＥ１００−１は、Ｄ２Ｄグループ通信要求に対する応答（Ｄ２Ｄグループ通信要求応答）をＵＥ１００−３に送信する。ＵＥ１００−３は、Ｄ２Ｄグループ通信要求応答を受信する。Ｄ２Ｄグループ通信要求応答は、ステップＳ１１２のＤ２Ｄ通信要求応答に対応する。ＵＥ１００−２は、ＵＥ１００−１と同様の処理を行う。
ステップＳ２１３において、ＵＥ１００−３は、Ｄ２Ｄグループ設定情報をＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれに送信する。
Ｄ２Ｄグループ設定情報は、ＵＥ１００−３を含むＤ２Ｄ接続グループでＤ２Ｄ通信を行うことを許諾したＵＥ１００を示す識別子（許諾ＵＥＩＤ）を含む。ステップＳ２１３では、許諾ＵＥＩＤは、ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２の識別子を含む。
ステップＳ２１４において、Ｄ２Ｄグループ設定情報を受信したＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれは、Ｄ２Ｄグループ通信を許諾したＵＥ１００（ＵＥ１００−１又はＵＥ１００−２）を示す情報をユーザインターフェイス１２０に表示する。ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれは、Ｄ２Ｄグループ通信を許諾したＵＥ１００だけでなく、ＵＥ１００−３も表示してもよい。すなわち、自身を除いたＤ２Ｄグループ通信を行う全てのＵＥ１００を示す情報がユーザインターフェイス１２０に表示されてもよい。
ステップＳ２１５において、ＵＥ１００−３は、ステップＳ１１３と同様に、ユーザインターフェイス１２０にＤ２Ｄ通信が許諾された旨を表示する。ＵＥ１００−３は、許諾したＵＥ１００（ＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２）を示す情報をユーザインターフェイス１２０に表示してもよい。
ステップＳ２１６において、ＵＥ１００−１、ＵＥ１００−２及びＵＥ１００−３は、ステップＳ２０６においてブロードキャストされた帯域割当を用いてグループ通信を行う。ＵＥ１００−１、ＵＥ１００−２及びＵＥ１００−３のそれぞれは、暗号化キーＫＡを用いて通信データを暗号化し、解読キーＫＢを用いて通信データを復号化する。また、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−２とは、グループ通信とは別に、個別のＤ２Ｄ通信を継続する。
ＵＥ１００−１とＵＥ１００−４とは、ステップＳ２０６においてブロードキャストされた帯域割当を用いてステップＳ２０１と同様に、個別にＤ２Ｄ通信を行う。
ステップＳ２１７において、ステップＳ１１５と同様に、ＵＥ１００−１は、スケジューリングを行う。ＵＥ１００−１は、グループ通信、ＵＥ１００−２とのＤ２Ｄ通信及びＵＥ１００−４とのＤ２Ｄ通信において、割り当てた無線リソースどうしが互いに重複しないように無線リソースを割り当てる。
ステップＳ２１８において、ステップＳ１１６と同様に、ＵＥ１００−１は、スケジューリングによって新たに割り当てた無線リソース（帯域割当）を各ＵＥ１００で共用の無線リソースを用いてブロードキャストする。
ステップＳ２１９において、ステップＳ２１６と同様に、各ＵＥ１００は、Ｄ２Ｄ通信を行う。
次に、ＵＥ１００−１のユーザがＵＥ１００−３とのＤ２Ｄ通信を許諾し、ＵＥ１００−２のユーザがＵＥ１００−３とのＤ２Ｄ通信を拒否した場合を説明する。
図１１に示すように、ステップＳ２５１において、ＵＥ１００−１は、ユーザからの操作によって入力された信号によって、ＵＥ１００−３とのＤ２Ｄ通信を許諾する設定を行う。
一方、ＵＥ１００−２は、ユーザからの操作によって入力された信号によって、ＵＥ１００−３とのＤ２Ｄ通信を拒否する設定を行う。この設定により、ＵＥ１００−１は、暗号化キーＫＡ及び解読キーＫＢを保持（記憶）しない。
ステップＳ２５２において、ステップＳ２５１の設定が行われたＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２のそれぞれは、Ｄ２Ｄグループ通信要求応答をＵＥ１００−３に送信する。
ＵＥ１００−１からのＤ２Ｄグループ通信要求応答は、ＵＥ１００−３とのＤ２Ｄ通信を許諾する旨を示す情報を含むのに対し、ＵＥ１００−２からのＤ２Ｄグループ通信要求応答は、ＵＥ１００−３とのＤ２Ｄ通信を拒否する旨を示す情報を含む。
ステップＳ２５３において、ＵＥ１００−３は、Ｄ２Ｄグループ設定情報をＵＥ１００−１に送信する。ＵＥ１００−３は、Ｄ２Ｄ通信を拒否されたＵＥ１００−２に対しては、Ｄ２Ｄグループ設定情報を送信しない。
ステップＳ２５４において、Ｄ２Ｄグループ設定情報を受信したＵＥ１００−１は、Ｄ２Ｄグループ通信を許諾したＵＥ１００を示す情報をユーザインターフェイス１２０に表示する。ＵＥ１００は、自身以外にＤ２Ｄ通信を許諾したＵＥ１００はないため、Ｕ１００−３とのみＤ２Ｄ通信を行うことを示す情報をユーザインターフェイス１２０に表示してもよい。
ステップＳ２５５において、Ｄ２Ｄ通信を許諾したＵＥ１００（ＵＥ１００−１）を示す情報及びＤ２Ｄ通信を拒否したＵＥ１００（ＵＥ１００−２）を示す情報をユーザインターフェイス１２０に表示する。
ステップＳ２５６において、ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−２、ＵＥ１００−３及びＵＥ１００−４と個別にＤ２Ｄ通信を行う。
なお、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−３とは、暗号化キーＫＡ及び解読キーＫＢを用いて通信データの送受信を行ってもよいが、ＵＥ１００−２は、暗号化キーＫＡ及解読キーＫＢを一度受信しているため、公開キーＫ１及び公開キーＫ２を用いて暗号化してもよい。また、３つ以上のＵＥ１００で、Ｄ２Ｄグループ通信を行う場合は、新たな暗号化キー及び解読キーを用いてグループ通信を行ってもよい。
ステップＳ２５７において、ステップＳ１１５と同様に、ＵＥ１００−１は、スケジューリングを行う。
ステップＳ２５８において、ステップＳ１１６と同様に、ＵＥ１００−１は、スケジューリングによって新たに割り当てた無線リソース（帯域割当）を各ＵＥ１００で共用の無線リソースを用いてブロードキャストする。
ステップＳ２５９は、ステップＳ２５６に対応する。ステップＳ２５８において新たに割り当てた無線リソースを用いて、ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−２、ＵＥ１００−３及びＵＥ１００−４と個別にＤ２Ｄ通信を行う。
（変形例２に係る移動通信システムの概略動作）
次に、本実施形態の変形例２に係る移動通信システムの概略動作について、図１２及び図１３を用いて説明する。図１２は、変形例２に係るＵＥ１００−２が、各ＵＥ１００に割り当てられた無線リソース（帯域割当）をブロードキャストしている状態を説明するための説明図である。図１３は、本実施形態の変形例２に係る移動通信システムの動作例を示すシーケンス図である。
上述した実施形態では、ＵＥ１００−１が各ＵＥ１００に帯域割当をブロードキャストしていたが、本変形例では、ＵＥ１００−２が帯域割当をブロードキャストする。
なお、上述した実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様の部分は、説明を適宜省略する。特に、ＵＥ１００−４の動作は、上述のＵＥ１００−４と同様の動作であるため、ＵＥ１００−４に関する説明を省略する。
本変形例において、ＵＥ１００−２が、Ｄ２Ｄ接続グループ群の無線リソースの割り当てを行う。ＵＥ１００−２は、ユーザデータの送信のために互いに異なる無線リソースを割り当てる。本実施形態において、ＵＥ１００−２は、スケジューリングＵＥ１００である。
図１２に示すように、ＵＥ１００−２は、割り当てた無線リソース（帯域割当）を各ＵＥ１００で共用の無線リソースを用いてブロードキャストする。Ｄ２Ｄ接続グループ群を構成するＵＥ１００−１、ＵＥ１００−３及びＵＥ１００−４は、帯域割当を受信する。
ＵＥ１００−２は、帯域割当をブロードキャストするため、ＵＥ１００−１との間で、ユーザデータ用の接続だけでなく、制御データ用の接続も確立する。さらに、ＵＥ１００−２は、ユーザデータの送受信を行わないＵＥ１００−３との間で、制御データ用の接続を確立する。ＵＥ１００−２は、同様に、ＵＥ１００−４との間で、制御データ用の接続を確立する。
次に、本実施形態に係る移動通信システムのシーケンスの一例を説明する。
図１３に示すように、ステップＳ３０１からＳ３０８は、ステップＳ１０１からＳ１０８に対応する。
また、ＵＥ１００−１がＵＥ１００−３とのＤ２Ｄ通信を許諾すると判定した場合におけるステップＳ３１１からＳ３１４は、ステップＳ１１１からＳ１１４に対応する。
ステップＳ３１５において、ＵＥ１００−１は、Ｄ２Ｄ接続グループ群におけるＤ２Ｄ通信のためにスケジューリングを行わせるためのスケジューリング指示をＵＥ１００−２に送信する。ＵＥ１００−２は、スケジューリング指示を受信する。
ＵＥ１００−１は、Ｄ２Ｄ接続グループ群を構成する複数のＵＥ１００の中からスケジューリングＵＥ１００を選択する。
ＵＥ１００−１は、所定の条件を満たした場合に、スケジューリングＵＥ１００を選択すると判定する。例えば、ＵＥ１００−１は、（ａ）ＵＥ１００−１のバッテリ残量が閾値未満になった場合、（ｂ）ＵＥ１００−１の処理負荷が閾値以上になった場合、（ｃ）スケジューリングＵＥ１００に選択されてから所定時間経過した場合、の少なくともいずれかに該当した場合に、スケジューリングＵＥ１００を選択する。
また、ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−１自身だけでなく、Ｄ２Ｄ接続グループ群を構成する複数のＵＥ１００の状況（例えば、処理負荷）に応じて、スケジューリングＵＥ１００を選択すると判定してもよい。
ＵＥ１００−１は、スケジューリングＵＥ１００を選択すると判定した場合、Ｄ２Ｄ接続グループ群を構成する複数のＵＥ１００の中からどのＵＥ１００を選択するか決めるための基準として、（ａ）スケジューリング能力の有無、（ｂ）バッテリ残量、（ｃ）処理負荷、（ｄ）他のＵＥ１００との無線環境、の少なくともいずれかによって、スケジューリングＵＥ１００を決定してもよい。
ＵＥ１００−１は、スケジューリングＵＥ１００を選択するために、Ｄ２Ｄ接続グループ群を構成する複数のＵＥ１００から、周期的又は非周期的に必要な情報（ＵＥ１００のケイパビリティ情報、トラフィック量、無線伝搬環境を示す情報など）の通知を受けてもよい。
ＵＥ１００−１は、スケジューリングＵＥ１００を選択した場合、選択したＵＥ１００（ＵＥ１００−２）にスケジューリング指示を通知する。
スケジューリング指示は、スケジューリングＵＥ１００であることを示す情報、Ｄ２Ｄ接続グループ群を構成する複数のＵＥ１００のそれぞれの識別子を含む。
ＵＥ１００−２は、スケジューリング指示を受信した場合、スケジューリングＵＥ１００になるか否かを示す応答を送信してもよい。ＵＥ１００−２は、例えば、スケジューリング能力を有しない場合、又は、Ｄ２Ｄ通信の終了する（又は予定している）場合、スケジューリングＵＥ１００にならないことを示す応答をＵＥ１００−１に送信する。この場合、ＵＥ１００−１は、新たにスケジューリングＵＥ１００を選択してもよい。
ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−３にスケジューリングＵＥ１００が新たに選択されたことを示す情報を、各ＵＥ１００で共用の無線リソースを用いてブロードキャストしてもよい。
ステップＳ３１６において、ステップＳ１１５と同様に、ＵＥ１００−２は、スケジューリングする。
ステップＳ３１７において、ステップＳ１１６と同様に、ＵＥ１００−２は、スケジューリングによって新たに割り当てた無線リソース（帯域割当）を各ＵＥ１００で共用の無線リソースを用いてブロードキャストする。
ＵＥ１００−２は、ブロードキャストする前に、ＵＥ１００−３との間で、制御データ用の接続を確立してもよい。
ステップＳ３１８は、ステップＳ３１４に対応する。ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−２が割り当てた無線リソースを用いて、個別にＤ２Ｄ通信を行う。
ステップＳ３２１からＳ３２４は、ステップＳ１２１からＳ１２４に対応する。なお、ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−３とのＤ２Ｄ通信を拒否すると判定した場合、上述したステップＳ３１５と同様に、ＵＥ１００−２にスケジューリング指示を送信してもよい。或いは、ＵＥ１００−３とのＤ２Ｄ通信が行われず、ＵＥ１００−１の処理負荷が増加しないため、ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−２にスケジューリング指示を送信しなくてもよい。
（実施形態のまとめ）
本実施形態において、ＵＥ１００−２は、ＵＥ１００−２とＵＥ１００−３との間及びＵＥ１００−２とＵＥ１００−４との間に、ユーザデータ用の接続を確立せずに、ＵＥ１００−１との間にユーザデータ用の接続を確立する。ＵＥ１００−３及びＵＥ１００−４も同様である。この場合に、Ｄ２Ｄ接続グループ群を構成する複数のＵＥ１００の中から、Ｄ２Ｄ接続グループ群を構成する複数のＵＥ１００のそれぞれに対して、ユーザデータを含むデータの送信のために互いに異なる無線リソースを割り当てるＵＥ１００−１がスケジューリングＵＥ１００として選択されている。ＵＥ１００−１は、Ｄ２Ｄ接続グループ群を構成する複数のＵＥ１００のそれぞれに対して割り当てられた無線リソースを示す帯域割当を、各ＵＥ１００で共用の無線リソースを用いてブロードキャストする。これにより、ＵＥ１００−１は、Ｄ２Ｄ接続グループが異なる複数のＵＥ１００に対して、まとめて帯域割当を知らせることができる。従って、帯域割当を通知するために多くの無線リソースを使用しなくてよいため、無線リソースを有効に活用できる。
また、変形例２において、スケジューリングＵＥ１００は、ＵＥ１００−１以外のＵＥ１００−２、ＵＥ１００−３及びＵＥ１００−４の中から選択される。選択されたＵＥ１００−２は、ＵＥ１００−１を除いたＵＥ１００−３との間及びＵＥ１００−４との間に帯域割当をブロードキャストするための制御用データの接続を確立する。これにより、ＵＥ１００−３及びＵＥ１００−４は、ＵＥ１００−１からの帯域割当タ接続を用いることによって確実に受信することができる。
また、変形例２において、ＵＥ１００−３は、スケジューリング能力に関するＵＥ能力（ＵＥ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）をＵＥ１００−１に通知し、スケジューリングＵＥ１００は、ＵＥ能力に基づいて、選択してもよい。これにより、スケジューリング能力を有さないＵＥ１００に、スケジューリング指示が送信されることを回避できるため、無線リソースを有効に活用できる。
また、変形例２において、所定の条件が満たされる場合に、スケジューリングＵＥ１００が、Ｄ２Ｄ接続グループ群を構成する複数のＵＥ１００の中から新たに選択される。これにより、１つのＵＥ１００にスケジューリングによる負荷が偏ることを回避することができる。
また、変形例２において、所定の条件は、スケジューリングＵＥ１００であるＵＥ１００−１のバッテリ残量が閾値未満になることである。これにより、スケジューリングＵＥ１００のバッテリ残量が切れて、無線リソースの割当が行われなくなることを回避することができる。
また、本実施形態において、ＵＥ１００−１、ＵＥ１００−２、ＵＥ１００−３及びＵＥ１００−４は、暗号化キー及び復号キー（秘密キー又は解読キー）を用いて、帯域割当に基づいて、ユーザデータを送受信するため、帯域割当が同一の無線リソースによってブロードキャストされても、他のＵＥ１００がユーザデータを把握できない。従って、Ｄ２Ｄ接続グループ群を構成する各ＵＥ１００は、安全にＤ２Ｄ通信を行うことができる。
［その他実施形態］
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
例えば、上述した実施形態及び変形例２において、ＵＥ１００−３は、Ｄ２Ｄ通信を要求するＵＥ１００の識別子（具体的には、ＵＥ１００−１）を含むＤ２Ｄ接続要求を送信してもよい。これにより、ＵＥ１００−２は、Ｄ２Ｄ通信を要求する相手が自局ではないことが分かるため、Ｄ２Ｄ接続応答をＵＥ１００−３に送信することを省略できる、すなわち、ＵＥ１００−２は、ステップＳ１０４及びＳ３０４の処理を省略できる。
また、上述した実施形態では、ＵＥ１００−１は、各ＵＥ１００で共用の無線リソースを用いて帯域割当をブロードキャストしたが、これに限られない。ＵＥ１００−１は、共用の無線リソースに加えて、各ＵＥ１００個別に割り当てた無線リソースを用いて、例えば、ブロードキャストされた帯域割当を受信できなかったＵＥ１００に送信してもよい。
また、上述した変形例１では、ステップＳ２１６及びＳ２１９において、ＵＥ１００−１とＵＥ１００−２とは、グループ通信とは別に、個別のＤ２Ｄ通信を継続していたが、個別のＤ２Ｄ通信を終了してもよい。この場合、ＵＥ１００−１は、ＵＥ１００−２及びＵＥ１００−３とのグループ通信と、ＵＥ１００−４とのＤ２Ｄ通信との関係で、ＵＥ１００−１は、個別のＤ２Ｄ通信を行っている。
また、上述した実施形態及び変形例では、ユーザデータを送受信するＵＥ１００−１及びＵＥ１００−２が、スケジューリングを行って、帯域割当をブロードキャストしていたが、これに限られない。他のＵＥ１００とユーザデータ用の接続を確立せずに、制御データ用の接続のみを確立したＵＥ１００が、スケジューリングしてもよい。スケジューリングした当該ＵＥ１００は、Ｄ２Ｄ接続グループ群を構成する各ＵＥ１００で共用の無線リソースを用いて、制御データ用の接続によって、帯域割当をブロードキャストしてもよい。
また、上述した実施形態及び変形例において、暗号化キー及び復号キーとして、コード符号化を用いて、Ｄ２Ｄ通信を行ってもよい。
上述した実施形態では、本発明をＬＴＥシステムに適用する一例を説明したが、ＬＴＥシステムに限定されるものではなく、ＬＴＥシステム以外のシステムに本発明を適用してもよい。
なお、日本国特許出願第２０１３−１４４０２３号（２０１３年７月９日出願）の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。
以上のように、本発明に係る移動通信システム及びユーザ端末は、ユーザ端末が、複数の他のユーザ端末のそれぞれと個別にＤ２Ｄ通信を行う場合において、干渉の発生を抑制できるため、移動通信分野において有用である。

Claims (8)

  1. ユーザ端末と、前記ユーザ端末と異なる複数の他のユーザ端末とを有し、ネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートする移動通信システムであって、
    前記複数の他のユーザ端末のそれぞれが、前記複数の他のユーザ端末のそれぞれの間に前記Ｄ２Ｄ通信によってユーザデータを送受信するためのユーザデータ用の接続を確立せずに、前記ユーザ端末との間に前記ユーザデータ用の接続を確立する場合に、前記ユーザ端末及び前記複数の他のユーザ端末の中から、前記ユーザ端末及び前記複数の他のユーザ端末のそれぞれに対して、前記ユーザデータを含むデータの送信のために互いに異なる無線リソースを割り当てるスケジューリング端末が選択され、
    前記スケジューリング端末は、前記ユーザ端末及び前記複数の他のユーザ端末のそれぞれに対して割り当てられた前記無線リソースを示すスケジューリング情報を、前記複数の他のユーザ端末で共用の無線リソースを用いてブロードキャストすることを特徴とする移動通信システム。
  2. 前記スケジューリング端末は、前記複数の他のユーザ端末の中から選択され、
    前記スケジューリング端末は、前記スケジューリング端末を除いた前記複数の他のユーザ端末のそれぞれとの間に前記スケジューリング情報をブロードキャストするための接続を確立することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
  3. 前記複数の他のユーザ端末のそれぞれは、前記Ｄ２Ｄ通信のための無線リソースを割り当てるスケジューリング能力に関するケイパビリティ情報を前記ユーザ端末に送信し、
    前記スケジューリング端末は、前記ケイパビリティ情報に基づいて、選択されることを特徴とする請求項２に記載の移動通信システム。
  4. 所定の条件が満たされる場合に、前記スケジューリング端末が、前記ユーザ端末及び前記複数の他のユーザ端末の中から新たに選択されることを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
  5. 前記所定の条件は、前記スケジューリング端末のバッテリ残量が閾値未満になることであることを特徴とする請求項４に記載の移動通信システム。
  6. 前記複数の他のユーザ端末のそれぞれは、前記ユーザデータを暗号化する暗号化キー及び前記暗号化キーを用いて暗号化された前記ユーザデータを復号する復号キーを用いて、前記スケジューリング情報に基づいて、前記ユーザデータを送受信することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
  7. ユーザ端末と、前記ユーザ端末と異なる複数の他のユーザ端末とを有し、ネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートする移動通信システムにおけるユーザ端末であって、
    前記複数の他のユーザ端末のそれぞれが、前記複数の他のユーザ端末のそれぞれの間に前記Ｄ２Ｄ通信によってユーザデータを送受信するためのユーザデータ用接続を確立せずに、前記ユーザ端末との間に前記ユーザデータ用の接続を確立する場合に、前記ユーザ端末及び前記複数の他のユーザ端末のそれぞれに対して、前記ユーザデータを含むデータの送信のために互いに異なる無線リソースを割り当てる制御部と、
    前記複数の他のユーザ端末のそれぞれに対して割り当てられた前記無線リソースを示すスケジューリング情報を、前記複数の他のユーザ端末で共用の無線リソースを用いてブロードキャストする送信部と、を有することを特徴とするユーザ端末。
  8. ユーザ端末と、前記通信相手である他のユーザ端末と、前記ユーザ端末及び前記他のユーザ端末と異なる複数の他のユーザ端末とを有し、ネットワークを経由しない直接的な端末間通信であるＤ２Ｄ通信をサポートする移動通信システムにおけるユーザ端末であって、
    前記ユーザ端末が前記複数の他のユーザ端末のそれぞれとの間に前記Ｄ２Ｄ通信によってユーザデータを送受信するためのユーザデータ用接続を確立せずに、前記他のユーザ端末との間に前記ユーザデータ用の接続を確立する場合に、前記ユーザ端末、前記他のユーザ端末及び前記複数の他のユーザ端末のそれぞれに対して、前記ユーザデータを含むデータの送信のために互いに異なる無線リソースを割り当てる制御部と、
    前記他のユーザ端末及び前記複数の他のユーザ端末のそれぞれに対して割り当てられた前記無線リソースを示すスケジューリング情報を、前記他のユーザ端末及び前記複数の他のユーザ端末で共用の無線リソースを用いてブロードキャストする送信部と、を有することを特徴とするユーザ端末。
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