JP5918382B2 - 移動通信システム、プロセッサ及び基地局 - Google Patents
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Description
本発明は、D2D通信をサポートする移動通信システム、ユーザ端末、プロセッサ及び基地局に関する。
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通信は、近接する複数のユーザ端末が、移動通信システムに割り当てられた周波数帯域内で直接的な無線通信を行うものである。なお、D2D通信は、近傍サービス(Proximity Service)通信と称されることもある。
3GPP技術報告 「TR 22.803 V0.3.0」 2012年5月
現状の仕様においては、D2D通信を適切に制御するための仕組みが存在しないため、D2D通信を有効活用できないという問題がある。
そこで、本発明は、D2D通信を有効活用できる移動通信システム、ユーザ端末、プロセッサ、及び基地局を提供する。
一実施形態によれば、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は、前記D2D通信における通信相手端末の発見に使用される発見用信号を送信するユーザ端末を有する。前記ユーザ端末は、通信の開始を受け付けた場合で、かつ、前記ユーザ端末が基地局との接続を確立困難である場合に、前記発見用信号を送信する。
[実施形態の概要]
実施形態に係る移動通信システムは、前記D2D通信における通信相手端末の発見に使用される発見用信号(Discovery信号)を送信するユーザ端末(UE100−1)を有する。ここで、「通信相手端末の発見」とは、通信相手端末を発見すること(Discover)に限らず、通信相手端末から発見されること(Discoverable)も含む。
実施形態に係る移動通信システムは、前記D2D通信における通信相手端末の発見に使用される発見用信号(Discovery信号)を送信するユーザ端末(UE100−1)を有する。ここで、「通信相手端末の発見」とは、通信相手端末を発見すること(Discover)に限らず、通信相手端末から発見されること(Discoverable)も含む。
実施形態において、前記ユーザ端末(UE100−1)は、通信の開始を受け付けた場合で、かつ、前記ユーザ端末(UE100−1)が基地局(eNB200)との接続を確立困難である場合に、前記発見用信号(Discovery信号)を送信する。これにより、ユーザ端末(UE100−1)は、基地局(eNB200)との接続を確立困難である場合に、発見用信号を送信することで、D2D通信における通信相手端末の発見が可能となるため、通信不能な状態になることを回避できる。したがって、D2D通信を有効活用できる。
第1実施形態では、前記ユーザ端末(UE100−1)は、該ユーザ端末(UE100−1)が前記通信の開始を望むことを示す通信要望情報、又は、前記ユーザ端末(UE100−1)と前記基地局(eNB200)との間の通信を中継するよう要求する中継要求情報、を含む前記発見用信号(Discovery信号)を送信する。これにより、他のユーザ端末(UE100−2)は、通常のD2D通信ではなく、ユーザ端末(UE100−1)と基地局(eNB200)との間の通信を中継する通信を、発見用信号の送信元のユーザ端末(UE100−1)が求めていることを知ることができる。
第1実施形態では、前記発見用信号(Discovery信号)を受信した他のユーザ端末(UE100−2)は、前記通信要望情報又は前記中継要求情報を含む前記発見用信号(Discovery信号)を受信した場合に、前記他のユーザ端末(UE100−2)が前記ユーザ端末(UE100−1)と前記基地局(eNB200)との間の通信を中継することを示す中継通知信号を前記基地局(eNB200)に送信する。これにより、基地局(eNB200)は、他のユーザ端末(UE100−2)がユーザ端末(UE100−1)の通信を中継することを知ることができる。
第1実施形態では、前記基地局(eNB200)は、前記他のユーザ端末(UE100−2)から前記中継通知信号を受信した場合に、前記ユーザ端末(UE100−1)と前記他のユーザ端末(UE100−2)との間の前記D2D通信に割り当てた無線リソースを示す第1スケジューリング情報と、前記他のユーザ端末(UE100−2)と前記基地局(eNB200)との間のセルラ通信に割り当てた無線リソースを示す第2スケジューリング情報と、を前記他のユーザ端末(UE100−2)に送信する。これにより、基地局は(eNB200)、ユーザ端末(UE100−1)と他のユーザ端末(UE100−2)との間のD2D通信に無線リソースを割り当て、他のユーザ端末(UE100−2)と基地局(eNB200)との間のセルラ通信に無線リソースを割り当てることにより、他のユーザ端末(UE100−2)がユーザ端末(UE100−1)の通信を中継するための無線リソースを確保できる。
第2実施形態では、前記ユーザ端末(UE100−1)は、前記通信の開始として、特定のユーザ端末(UE100−2)との前記D2D通信の開始を受け付けた場合に、前記特定のユーザ端末(UE100−2)を識別するための識別情報を含む前記発見用信号(Discovery信号)を送信する。これにより、特定のユーザ端末(UE100−2)は、自分宛ての発見用信号(Discovery信号)を受信したかを判定できる。自分宛ての発見用信号(Discovery信号)であれば、ユーザ端末(UE100−1)と特定のユーザ端末(UE100−2)とがD2D通信を開始することにより、D2D通信を有効活用できる。
第2実施形態では、前記識別情報を含む前記発見用信号(Discovery信号)を前記特定のユーザ端末(UE100−2)が受信した場合で、かつ、前記特定のユーザ端末(UE100−2)が前記基地局(eNB200)との接続を確立可能である場合に、前記特定のユーザ端末(UE100−2)は、前記発見用信号(Discovery信号)を受信したことを示す受信通知信号(Discovery受信通知信号)を前記基地局(eNB200)に送信する。これにより、基地局(eNB200)は、特定のユーザ端末(UE100−2)がユーザ端末(UE100−1)とD2D通信を行うことを知ることができる。
第2実施形態では、前記識別情報を含む前記発見用信号(Discovery信号)を前記特定のユーザ端末(UE100−2)が受信した場合で、かつ、前記特定のユーザ端末(UE100−2)が前記基地局(eNB200)との接続を確立困難である場合に、前記ユーザ端末(UE100−1)又は前記特定のユーザ端末(UE100−2)は、前記ユーザ端末(UE100−1)と前記特定のユーザ端末(UE100−2)との間の前記D2D通信に用いられる無線リソースを割り当てる。ここで、ユーザ端末(UE100−1)及び特定のユーザ端末(UE100−2)の何れも基地局(eNB200)との接続を確立困難な状況(例えば、ユーザ端末(UE100−1)及び特定のユーザ端末(UE100−2)の何れも圏外である場合)であれば、D2D通信がセルラ通信に与える干渉の影響は小さい。この場合、ユーザ端末(UE100−1)又は他のユーザ端末(UE100−2)は、基地局(eNB200)から無線リソースの割り当てを受けることができなくても、端末主導で自律的に無線リソースの割り当てを行うことで、D2D通信を開始できる。
第1実施形態及び第2実施形態では、前記発見用信号(Discovery信号)を受信した他のユーザ端末(UE100−2)は、該他のユーザ端末(UE100−2)が前記基地局との接続を確立可能か否かを示す接続情報(接続可能情報又は接続不能情報)を含む応答信号を前記ユーザ端末(UE100−1)に送信する。これにより、ユーザ端末(UE100−1)は、発見用信号(Discovery信号)を受信した他のユーザ端末(UE100−2)が基地局(eNB200)との接続を確立可能か否かを知ることができ、他のユーザ端末(UE100−2)とは異なる別のユーザ端末を発見するために発見用信号の送信を継続するか否かを判断することができる。
第1実施形態及び第2実施形態において、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(UE100−1)であって、前記D2D通信における通信相手端末の発見に使用される発見用信号(Discovery信号)を送信する送信部(無線送受信機110)を有し、前記送信部(無線送受信機110)は、通信の開始を受け付けた場合で、かつ、前記ユーザ端末(UE100−1)が基地局との接続を確立困難である場合に、前記発見用信号(Discovery信号)を送信する。
第1実施形態及び第2実施形態において、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(UE100−1)に備えられるプロセッサ(プロセッサ160)であって、前記D2D通信における通信相手端末の発見に使用される発見用信号(Discovery信号)を送信する処理を実行し、通信の開始を受け付けた場合で、かつ、前記ユーザ端末(UE100−1)が基地局(eNB200)との接続を確立困難である場合に、前記発見用信号(Discovery信号)を送信する処理を実行する。
第1実施形態及び第2実施形態において、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(UE100−2)であって、前記D2D通信における通信相手端末の発見に使用される発見用信号(Discovery信号)を他のユーザ端末(UE100−1)から受信する受信部(無線送受信機110)と、前記受信部(無線送受信機110)が前記発見用信号(Discovery信号)を受信した場合に、前記ユーザ端末(UE100−2)が前記基地局(eNB200)との接続を確立可能か否かを示す接続情報(接続可能情報又は接続不能情報)を含む応答信号(Discovery応答信号)を前記他のユーザ端末(UE100−1)に送信する送信部(無線送受信機110)と、を有する。
第1実施形態において、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基地局(eNB200)であって、ユーザ端末(UE100−1)から送信された発見用信号(Discovery信号)を受信した他のユーザ端末(UE100−2)から、該他のユーザ端末(UE100−2)が前記ユーザ端末(UE100−1)と前記基地局(eNB200)との間の通信を中継することを示す中継通知信号を受信する受信部(無線送受信機210)と、前記受信部(無線送受信機210)が前記中継通知信号を受信した場合に、前記ユーザ端末(UE100−1)と前記他のユーザ端末(UE100−2)との間の前記D2D通信に割り当てた無線リソースを示す第1スケジューリング情報と、前記他のユーザ端末(UE100−2)と前記基地局(eNB200)との間のセルラ通信に割り当てた無線リソースを示す第2スケジューリング情報と、を前記他のユーザ端末(UE100−2)に送信する送信部(無線送受信機210)と、を有し、前記発見用信号(Discovery信号)は、前記D2D通信における通信相手端末の発見に使用される。
第1実施形態において、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基地局に備えられるプロセッサ(プロセッサ240)であって、ユーザ端末(UE100−1)から送信された発見用信号(Discovery信号)を受信した他のユーザ端末(UE100−2)から、該他のユーザ端末(UE100−2)が前記ユーザ端末(UE100−1)と前記基地局(eNB200)との間の通信を中継することを示す中継通知信号を受信する処理を実行し、前記中継通知信号を受信する処理を実行した場合に、前記ユーザ端末(UE100−1)と前記他のユーザ端末(UE100−2)との間の前記D2D通信に割り当てた無線リソースを示す第1スケジューリング情報と、前記他のユーザ端末(UE100−2)と前記基地局(eNB200)との間のセルラ通信に割り当てた無線リソースを示す第2スケジューリング情報と、を前記他のユーザ端末(UE100−2)に送信する処理を実行し、前記発見用信号(Discovery信号)は、前記D2D通信における通信相手端末の発見に使用される。
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。
[第1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。
(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。なお、本明細書において、UE100とセルとの接続と同様の意味として、UE100とeNB200との接続を適宜用いる。
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。
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。
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)をプロセッサとしてもよい。
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。
(D2D通信)
次に、LTEシステムの通常の通信(セルラ通信)とD2D通信とを比較して説明する。
次に、LTEシステムの通常の通信(セルラ通信)とD2D通信とを比較して説明する。
図4は、セルラ通信におけるデータパスを示す図である。ここでは、eNB200−1との接続を確立したUE100−1と、eNB200−2との接続を確立したUE100−2と、の間でセルラ通信を行う場合を例示している。なお、データパスとは、ユーザデータ(ユーザプレーン)の転送経路を意味する。
図4に示すように、セルラ通信のデータパスはネットワークを経由する。詳細には、eNB200−1、S−GW300、及びeNB200−2を経由するデータパスが設定される。
図5は、D2D通信におけるデータパスを示す図である。ここでは、eNB200−1との接続を確立したUE100−1と、eNB200−2との接続を確立したUE100−2と、の間でD2D通信を行う場合を例示している。
図5に示すように、D2D通信のデータパスはネットワークを経由しない。すなわち、UE間で直接的な無線通信を行う。このように、UE100−1の近傍にUE100−2が存在するのであれば、UE100−1とUE100−2との間でD2D通信を行うことによって、ネットワークのトラフィック負荷及びUE100のバッテリ消費量を削減するなどの効果が得られる。なお、Locally Routedというモードでは、データパスがS−GW300を経由せずにeNB200を経由する。
なお、D2D通信が開始されるケースとして、(a)相手端末を発見するための動作を行うことによって相手端末を発見した後に、D2D通信が開始されるケースと、(b)相手端末を発見するための動作を行わずにD2D通信が開始されるケースがある。
例えば、上記(a)のケースでは、UE100−1及びUE100−2のうち一方のUE100が、近傍に存在する他方のUE100を発見することで、D2D通信が開始される。
このケースの場合、UE100は、相手端末を発見するために、自身の近傍に存在する他のUE100を発見する(Discover)機能、及び/又は、UE100は、他のUE100から発見される(Discoverable)機能を有する。
なお、UE100は、相手端末を発見しても必ずしもD2D通信を行う必要はなく、例えば、UE100−1及びUE100−2は、互いに相手を発見した後に、ネゴシエーションを行って、D2D通信を行うか否かを判定してもよい。UE100−1及びUE100−2のそれぞれは、D2D通信を行うことに同意した場合に、D2D通信を開始する。
一方、上記(b)のケースでは、例えば、UE100は、ブロードキャストによってD2D通信用の信号の報知を開始する。これにより、UE100は、相手端末の発見の有無にかかわらず、D2D通信を開始できる。
(第1実施形態に係る移動通信システムの動作)
次に、第1実施形態に係る移動通信システムの動作について、(1A)全体動作、(2A)UE100−1の動作、(3A)UE100−2の動作、(4A)eNB200の動作、の順に説明する。
次に、第1実施形態に係る移動通信システムの動作について、(1A)全体動作、(2A)UE100−1の動作、(3A)UE100−2の動作、(4A)eNB200の動作、の順に説明する。
第1実施形態では、UE100−1のユーザがUE100−2を通信相手としない通信開始の操作を行った場合のシーケンスを説明する。例えば、UE100−1のユーザは、Web閲覧アプリケーションを用いてWebサイトを閲覧するための操作を行う。
(1A)全体動作
図6A、図6B及び図7を参照しながら、全体動作について説明する。図6A及び図6Bは、UE100とeNB200との位置関係を示す図である。
図6A、図6B及び図7を参照しながら、全体動作について説明する。図6A及び図6Bは、UE100とeNB200との位置関係を示す図である。
図6Aに示すように、UE100−1は、eNB200が管理するセル250から外れた位置に存在する。すなわち、UE100−1は、圏外であり、eNB200から受信する参照信号の受信レベルが所定の閾値未満である。したがって、UE100−1は、eNB200との接続を確立困難である。一方、UE100−2は、eNB200が管理するセル250内に存在する。すなわち、UE100−2は、圏内であり、eNB200から受信する参照信号の受信レベルが所定の閾値以上である。したがって、UE100−2は、eNB200との接続を確立可能である。
図6Bに示すように、UE100−1及びUE100−2は、図6AのUE100−1と同様に、eNB200が管理するセル250から外れた位置に存在し、eNB200との接続を確立困難である。
図7は、第1実施形態に係る全体動作のシーケンス図の一例である。
図7に示すように、ステップ101において、UE100−1のユーザは、通信を開始するための操作を行う。これにより、UE100−1は、eNB200との通信の開始を受け付ける。
ステップ102において、UE100−1は、eNB200との接続を確立可能か判定する。本実施形態では、図6A及び図6Bに示すように、UE100−1は、eNB200から受信する参照信号の受信レベルが所定の閾値未満であるため、eNB200との接続を確立困難であると判定する。
ステップ103において、UE100−1は、自身の近傍に存在する他のUE100を発見するためのDiscovery信号を送信する。Discovery信号は、D2D通信における通信相手端末の発見に使用される発見用信号に相当する。本実施形態において、Discovery信号は、UE100−1が通信の開始を望むことを示す通信要望情報、又は、UE100−1とeNB200との間の通信を中継するよう要求する中継要求情報を含む。なお、Discovery信号は、Discovery信号を送信したUE100−1を識別するための情報を含む。
UE100−1の近傍に存在するUE100−2は、UE100−1から送信されたDiscovery信号を受信する。UE100−2は、通信要望情報又は中継要求情報により、UE100−1とeNB200との間を中継する通信をUE100−1が求めていると判断する。
ステップ104において、UE100−2は、eNB200との接続を確立可能であるか判定する。具体的には、UE100−2は、eNB200から受信する参照信号の受信レベルが所定の閾値未満であるかを判定する。
図6Aに示すように、UE100−2が圏内である場合、すなわち、eNB200から受信する参照信号の受信レベルが所定の閾値以上であり、eNB200との接続を確立可能である場合(ステップ104:Yesの場合)、UE100−2は、ステップ105及びステップ106の処理を行う。
これに対し、図6Bに示すように、UE100−2が圏外である場合、すなわち、eNB200から受信する参照信号の受信レベルが所定の閾値未満であり、eNB200との接続を確立困難である場合(ステップ104:Noの場合)、UE100−2は、ステップ111の処理を行う。
なお、後述するように、UE100−2は、UE100−1とeNB200との間を中継する通信を了承するかを判定してもよい。
ステップ105において、UE100−2は、Discovery信号に対する応答信号(以下、Discovery応答信号)をUE100−1へ送信する。Discovery応答信号は、UE100−2がeNB200との接続を確立可能であることを示す接続可能情報を含んでいてもよい。
ステップ106において、UE100−2は、中継通知信号をeNB200へ送信する。中継通知信号は、UE100−2がUE100−1とeNB200との間の通信を中継することを示す信号である。
ステップ107において、中継通知信号を受信したeNB200は、無線リソース(例えば、PDSCH及びPUSCH中のリソースブロック)の割り当て(スケジューリング)を行う。具体的には、eNB200は、UE100−1とUE100−2との間の通信(D2D通信)に使用する無線リソースの割り当て、及びUE100−2とeNB200との間の通信(セルラ通信)に使用する無線リソースの割り当てを行う。これにより、ネットワーク(eNB200)の管理下でD2D通信が行われるため、LTEシステムの周波数帯域でD2D通信が行われても、例えばセルラ通信への干渉を回避できる。
ステップ108において、eNB200は、スケジューリング情報をUE100−2に送信する。スケジューリング情報は、第1スケジューリング情報と第2スケジューリング情報とを含む。具体的には、第1スケジューリング情報は、UE100−1とUE100−2との間のD2D通信に割り当てた無線リソースを示す情報である。また、第2スケジューリング情報は、UE100−2とeNB200との間のセルラ通信に割り当てた無線リソースを示す情報である。
ステップ109において、UE100−1とUE100−2とは、D2Dリンクを確立するために用いられる情報の交換(negotiation)を行う。D2Dリンクを確立するために用いられる情報とは、例えば、第1スケジューリング情報である。これにより、UE100−1とUE100−2との間に、D2Dリンクが確立される。
ステップ110において、UE100−1とeNB200とは、UE100−2を経由して、データを送受信する。
一方、UE100−2が、eNB200との接続を確立困難である場合(ステップ104:Noの場合)、ステップ111において、UE100−2は、Discovery応答信号をUE100−1へ送信する。Discovery応答信号は、UE100−2がeNB200との接続を確立不能であることを示す接続不能情報を含んでいてもよい。
(2A)UE100−1の動作
図8を参照しながら、UE100−1の動作を説明する。図8は、第1実施形態に係るUE100−1の動作を示すフローチャートである。
図8を参照しながら、UE100−1の動作を説明する。図8は、第1実施形態に係るUE100−1の動作を示すフローチャートである。
図8に示すように、ステップ201において、UE100−1は、通信の開始を受け付ける。本実施形態では、UE100−1のユーザは、UE100−1のユーザインターフェイス120に対して、通信開始の操作を行う。例えば、UE100−1のユーザは、接続先を示す情報(WebページのURL等)を、ユーザインターフェイス120に対して入力又は指定する。この操作により、UE100−1のプロセッサ160に、通信の開始を示す信号が入力される。
なお、UE100−1のメモリ150は、入力又は指定された接続先を示す情報を記憶してもよい。
ステップ202において、UE100−1のプロセッサ160は、無線送受信機110がeNB200から受信する参照信号の受信レベルが所定の閾値未満であるかを判定する。例えば、UE100−1のプロセッサ160は、RSRP(Reference Signal Received Power)又はRSSI(Received Signal Strength Indication)が所定の閾値未満であるか否かを判定する。UE100−1のプロセッサ160は、参照信号の受信レベルに代えて、無線送受信機110がeNB200から受信する参照信号の無線品質(例えば、SNR(Signal−Noise Ratio))が所定の閾値未満であるか否かを判定してもよい。UE100−1のプロセッサ160は、受信レベルが所定の閾値以上であれば、eNB200との接続を確立可能であると判定する。この場合(ステップ202:Noの場合)、UE100−1のプロセッサ160は、ステップ203の処理を行う。一方、UE100−1のプロセッサ160は、受信レベルが所定の閾値未満であれば、eNB200との接続を確立困難であると判定する。この場合(ステップ202:Yesの場合)、UE100−1のプロセッサ160は、ステップ204の処理を行う。
例えば、所定の閾値は、UE100−1の無線送受信機110がeNB200から参照信号を受信できず、eNB200との接続を確立することが不能であることを示す値である。或いは、所定の閾値は、UE100−1の無線送受信機110がeNB200から受信した参照信号が微弱であり、eNB200との接続を確立することが困難であることを示す値であってもよい。
ステップ203において、UE100−1のプロセッサ160は、通常の通信(セルラ通信)を行う。具体的には、UE100−1のプロセッサ160は、セルラ通信によってデータを送受信するよう無線送受信機110を制御する。
これに対し、ステップ204において、UE100−1のプロセッサ160は、Discovery信号を送信するよう無線送受信機110を制御する。
なお、Discovery信号は、UE100−1を識別するための識別情報を含む。識別情報として、例えば、電話番号、固定IPアドレスが挙げられる。識別情報は、電話番号に加えて、国番号又は/及び乱数を含んでいてもよい。
また、本実施形態において、Discovery信号は、UE100−1がeNB200との通信の開始を望むことを示す通信要望情報、又は、UE100−1とeNB200との間の通信を中継するよう要求する中継要求情報を含む。
ステップ205において、UE100−1のプロセッサ160は、Discovery信号を送信してから所定時間経過する前に、UE100−2が通信を了承したことを示す応答信号を受信したか判定する。所定時間経過する前に、UE100−1の無線送受信機110が応答信号を受信できなかった場合(ステップ205:Noの場合)、UE100−1のプロセッサ160は、ステップ206の処理を行う。所定時間経過する前に、UE100−1の無線送受信機110が応答信号を受信できた場合(ステップ205:Yesの場合)、UE100−1のプロセッサ160は、ステップ207の処理を行う。
なお、通信を了承したことを示す応答信号に代えて、Discovery信号をUE100−2が受信したことを示すDiscovery応答信号をUE100−1の無線送受信機110が受信した場合に、UE100−1のプロセッサ160は、応答信号を受信したと判定してもよい。
ステップ206において、UE100−1のプロセッサ160は、ユーザインターフェイス120に含まれるディスプレイにタイムアウト情報(Time Out情報)を表示し、処理を終了する。これにより、ユーザは、通信できなかったことを確認できる。
ステップ207において、UE100−1のプロセッサ160は、UE100−2とD2Dリンクを確立するために用いられる情報の交換(negotiation)を行い、D2Dリンクを確立する。具体的には、第1に、UE100−1のプロセッサ160は、UE100−2から通信を行うことを示す信号を受信するよう無線送受信機110を制御する。第2に、UE100−1のプロセッサ160は、D2Dリンクを確立するために必要なデータを送受信するよう無線送受信機110を制御する。第3に、UE100−1のプロセッサ160は、第1スケジューリング情報を用いて割り当てられた無線リソースに応じたD2Dリンクを確立する。
D2Dリンクが確立した後に、UE100−1のプロセッサ160は、メモリ150に記憶された接続先を示す情報に基づいて、接続先へ自動的にアクセスする。或いは、UE100−1のプロセッサ160は、UE100−1のユーザに接続先を示す情報を入力又は指定させるために、ユーザインターフェイス120に含まれるディスプレイに接続先の入力を指示する画面を表示してもよい。
ステップ208において、UE100−1のプロセッサ160は、UE100−2を経由して、eNB200とデータを送受信するよう無線送受信機110を制御する。
なお、UE100−1のプロセッサ160は、データの送受信が終了したら、通信を終了する。この場合、UE100−1のプロセッサ160は、通信を終了することを示す信号をUE100−2へ送信するよう無線送受信機110を制御してもよい。また、UE100−1のプロセッサ160は、UE100−2から通信を終了することを示す信号を無線送受信機110が受信した場合、通信を終了してもよい。
(3A)UE100−2の動作
図9を参照しながら、UE100−2の動作を説明する。図9は、第1実施形態に係るUE100−2の動作を示すフローチャートである。
図9を参照しながら、UE100−2の動作を説明する。図9は、第1実施形態に係るUE100−2の動作を示すフローチャートである。
図9に示すように、ステップ301において、UE100−2の無線送受信機110は、UE100−1からDiscovery信号を受信する。Discovery信号には、通信要望情報又は中継要求情報が含まれている。なお、UE100−2のプロセッサ160は、UE100−2の無線送受信機110がDiscovery信号の受信を定期的に試みるように制御してもよい。
UE100−2のプロセッサ160は、Discovery信号に含まれる通信要望情報又は中継要求情報に基づいて、通常のD2D通信ではなく、UE100−1とeNB200との間を中継する通信をUE100−1が求めていると判断する。
ステップ302において、UE100−2のプロセッサ160は、UE100−1とeNB200との間を中継する通信を了承するかをUE100−2のユーザに確認する。ユーザが当該通信を行うことを了承した場合(ステップ302:Yesの場合)、UE100−2のプロセッサ160は、ステップ303の処理を行う。ユーザが当該通信を行うことを了承しなかった場合(ステップ302:Noの場合)、UE100−2のプロセッサ160は、ステップ304の処理を行う。
ここで、UE100−2のユーザへの確認は、例えば、ユーザインターフェイス120に含まれるディスプレイにUE100−1とeNB200との間を中継する通信を行うかどうかを示す確認画面を表示することにより行われる。UE100−2のプロセッサ160は、ユーザの操作により当該通信を行うことを示す信号がUE100−2のプロセッサ160に入力された場合、ユーザが当該通信を行うことを了承したと判定する。一方、UE100−2のプロセッサ160は、ユーザの操作により当該通信を行わないことを示す信号がUE100−2のプロセッサ160に入力された場合、又は、UE100−2のプロセッサ160に信号が所定の時間入力されなかった場合、ユーザが当該通信を行うことを了承しなかったと判定する。
なお、UE100−2の無線送受信機110がUE100−1からDiscovery信号を受信した場合、UE100−2のプロセッサ160は、ユーザへ確認せずに、ステップ303の処理を行ってもよい。例えば、Discovery信号に中継要求情報を含む場合に、UE100−2のプロセッサ160は、UE100−2のユーザが予め設定した条件に従って、ユーザに確認せずに(すなわち、ステップ302の処理を行わずに、)ステップ303の処理を行ってもよい。
ステップ303において、UE100−2のプロセッサ160は、無線送受信機110がeNB200から受信した参照信号の受信レベルが所定の閾値未満であるかを判定する。判定方法は、UE100−1と同様である。
なお、所定の閾値は、UE100−1の閾値と同じ閾値であってもよいし、別の閾値であってもよい。受信レベルが所定の閾値未満である場合(ステップ303:Yesの場合)、UE100−2のプロセッサ160は、ステップ304の処理を行う。一方、受信レベルが所定の閾値以上である場合(ステップ303:Noの場合)、UE100−2のプロセッサ160は、ステップ305の処理を行う。
ステップ304において、UE100−2のプロセッサ160は、Discovery応答信号をUE100−1へ送信するよう無線送受信機110を制御する。
なお、Discovery応答信号は、UE100−2がUE100−1とeNB200との間を中継する通信を行わないことを示す情報を含んでいてもよいし、UE100−2がeNB200との接続を確立困難であることを示す接続不能情報を含んでいてもよい。
ステップ305において、UE100−2のプロセッサ160は、Discovery応答信号をUE100−1へ送信するよう無線送受信機110を制御する。
なお、Discovery応答信号は、UE100−2がUE100−1とeNB200との間を中継する通信を行うことを示す情報を含んでいてもよいし、UE100−2がeNB200との接続を確立可能であることを示す接続可能情報を含んでいてもよい。
ステップ306において、UE100−2のプロセッサ160は、中継通知信号をeNB200へ送信するよう無線送受信機110を制御する。ここで、中継通知信号は、UE100−2がUE100−1とeNB200との間の通信を中継することを示す信号である。なお、UE100−2のプロセッサ160は、Discovery応答信号を受信した時点において、UE100−2がアイドル状態であり、eNB200との接続が確立されていない場合(UE100−2のRRCとeNB200のRRCとの間にRRC接続がない場合)は、eNB200との接続を確立する。
ステップ307において、UE100−2の無線送受信機110は、スケジューリング情報をeNB200から受信する。ここで、スケジューリング情報は、第1スケジューリング情報と第2スケジューリング情報とを含む。
ステップ308において、UE100−2のプロセッサ160は、UE100−1とD2Dリンクを確立するために用いられる情報の交換(negotiation)を行い、D2Dリンクを確立する。具体的には、第1に、UE100−2のプロセッサ160は、D2D通信を行うことを示す信号を送信するよう無線送受信機110を制御する。第2に、UE100−2のプロセッサ160は、D2D通信を確立するために必要なデータを送受信するよう無線送受信機110を制御する。第3に、UE100−2のプロセッサ160は、第1スケジューリング情報を用いて割り当てられた無線リソースに応じたD2Dリンクを確立する。さらに、UE100−2のプロセッサ160は、第2スケジューリング情報を用いて割り当てられた無線リソースに応じてeNB200との接続を確立する。
ステップ309において、UE100−2のプロセッサ160は、UE100−1から受信したデータをeNB200へ送信し、eNB200から受信したデータをUE100−1へ送信するよう無線送受信機110を制御する。
なお、UE100−2のプロセッサ160は、UE100−1から通信を終了することを示す信号を無線送受信機110が受信すると、通信を終了する。また、UE100−2のプロセッサ160は、通信終了の入力があった場合に、UE100−1及びeNB200のデータの送受信が終了する前に、通信を終了してもよい。この場合、UE100−2のプロセッサ160は、通信を終了することを示す信号をUE100−1及びeNB200へ送信するよう無線送受信機110を制御してもよい。
(4A)eNB200の動作
図10を参照しながら、eNB200の動作を説明する。図10は、第1実施形態に係るeNB200の動作を示すフローチャートである。
図10を参照しながら、eNB200の動作を説明する。図10は、第1実施形態に係るeNB200の動作を示すフローチャートである。
図10に示すように、ステップ401において、eNB200の無線送受信機210は、UE100−2から中継通知信号を受信する。
ステップ402において、UE100−2から中継通知信号を受信したeNB200のプロセッサ240は、無線リソースのスケジューリングを行う。具体的には、eNB200のプロセッサ240は、UE100−1とUE100−2との間のD2D通信に無線リソースを割り当てる。また、eNB200のプロセッサ240は、UE100−2とeNB200との間のセルラ通信に無線リソースを割り当てる。eNB200のプロセッサ240は、UE100−1とUE100−2との間のD2D通信とUE100−2とeNB200との間のセルラ通信とを考慮して無線リソースを割り当てる。
ステップ403において、eNB200のプロセッサ240は、UE100−2へスケジューリング情報を送信するよう無線送受信機210を制御する。ここで、スケジューリング情報は、UE100−1とUE100−2との間のD2D通信に割り当てた無線リソースを示す第1スケジューリング情報と、UE100−2とeNB200との間のセルラ通信に割り当てた無線リソースを示す第2スケジューリング情報とを含む。なお、eNB200のプロセッサ240は、第1スケジューリング情報と第2スケジューリング情報とを別々に送信するよう無線送受信機210を制御してもよい。
ステップ404において、eNB200のプロセッサ240は、UE100−2を経由して、UE100−1とデータを送受信するよう無線送受信機210を制御する。
(第1実施形態のまとめ)
本実施形態に係るUE100−1は、通信の開始を受け付けた場合で、かつ、UE100−1がeNB200との接続を確立困難である場合に、Discovery信号を送信する。これにより、UE100−1は、eNB200との接続を確立困難である場合に、Discovery信号を送信することで、D2D通信における通信相手端末の発見が可能となるため、通信不能な状態になることを回避できる。したがって、D2D通信を有効活用できる。
本実施形態に係るUE100−1は、通信の開始を受け付けた場合で、かつ、UE100−1がeNB200との接続を確立困難である場合に、Discovery信号を送信する。これにより、UE100−1は、eNB200との接続を確立困難である場合に、Discovery信号を送信することで、D2D通信における通信相手端末の発見が可能となるため、通信不能な状態になることを回避できる。したがって、D2D通信を有効活用できる。
本実施形態では、UE100−1は、UE100−1が通信の開始を望むことを示す通信要望情報、又は、UE100−1とeNB200との間の通信を中継するよう要求する中継要求情報、を含むDiscovery信号を送信する。これにより、Discovery信号を受信したUE100−2は、通常のD2D通信ではなく、UE100−1とeNB200との間の通信を中継する通信を、Discovery信号の送信元のUE100−1が求めていることを知ることができる。
本実施形態では、Discovery信号を受信したUE100−2は、通信要望情報又は中継要求情報を含むDiscovery信号を受信した場合に、UE100−2がUE100−1とeNB200との間の通信を中継することを示す中継通知信号をeNB200に送信する。これにより、eNB200は、UE100−2がUE100−1の通信を中継することを知ることができる。
本実施形態では、eNB200は、UE100−2から中継通知信号を受信した場合に、UE100−1とUE100−2との間のD2D通信に割り当てた無線リソースを示す第1スケジューリング情報と、UE100−2とeNB200との間のセルラ通信に割り当てた無線リソースを示す第2スケジューリング情報と、をUE100−2に送信する。これにより、eNB200は、UE100−1とUE100−2との間のD2D通信に無線リソースを割り当て、UE100−2とeNB200との間のセルラ通信に無線リソースを割り当てることにより、UE100−2がUE100−1の通信を中継するための無線リソースを確保できる。
本実施形態では、Discovery信号を受信したUE100−2は、UE100−2がeNB200との接続を確立可能であることを示す接続可能情報を含むDiscovery応答信号をUE100−1に送信してもよい。これにより、接続可能情報を含むDiscovery応答信号を受信したUE100−1は、Discovery信号を受信したUE100−2がeNB200との接続を確立可能であることを知ることができ、UE100−2とは異なる別のUE100を発見するためにDiscovery信号の送信を継続しないと判断することができる。
また、本実施形態では、Discovery信号を受信したUE100−2は、UE100−2がeNB200との接続を確立不能であることを示す接続不能情報を含むDiscovery応答信号をUE100−1に送信してもよい。これにより、接続不能情報を含むDiscovery応答信号を受信したUE100−1は、Discovery信号を受信したUE100−2がeNB200との接続を確立不能であることを知ることができ、UE100−2とは異なる別のUE100を発見するためにDiscovery信号の送信を継続すると判断することができる。
[第2実施形態]
以下、第2実施形態について、第1実施形態との相違点を主として説明する。
以下、第2実施形態について、第1実施形態との相違点を主として説明する。
(第2実施形態に係る移動通信システムの動作)
第2実施形態に係る移動通信システムの動作について、(1B)全体動作、(2B)UE100−1の動作、(3B)UE100−2の動作、(4B)eNB200の動作の順に説明する。
第2実施形態に係る移動通信システムの動作について、(1B)全体動作、(2B)UE100−1の動作、(3B)UE100−2の動作、(4B)eNB200の動作の順に説明する。
第2実施形態では、UE100−1のユーザがUE100−2を通信相手とする通信開始の操作を行った場合のシーケンスを説明する。例えば、UE100−1のユーザは、通話アプリケーションを用いて特定の通信相手(UE100−2)のユーザとの通話を行うための操作を行う。或いは、UE100−1のユーザは、Eメールアプリケーションを用いて特定の通信相手(UE100−2)へのEメールを送信するための操作を行う。
(1B)全体動作
図6A、図6B及び図11を参照しながら、全体動作について説明する。図11は、第2実施形態に係る全体動作のシーケンス図の一例である。
図6A、図6B及び図11を参照しながら、全体動作について説明する。図11は、第2実施形態に係る全体動作のシーケンス図の一例である。
図11に示すように、ステップ501において、UE100−1のユーザは、特定の通信相手(UE100−2)へ向けた通信を開始するための操作を行う。
ステップ502において、UE100−1は、eNB200との接続を確立可能か判定する。本実施形態も第1実施形態と同様に、UE100−1は、eNB200との接続を確立困難であると判定する。
ステップ503において、UE100−1は、Discovery信号を送信する。Discovery信号は、UE100−2を識別するための識別情報を含む。
UE100−1の近傍に存在するUE100−2は、UE100−1から送信されたDiscovery信号を受信する。UE100−2は、識別情報により、UE100−1がUE100−2とのD2D通信を求めていると判断する。
ステップ504において、UE100−2は、eNB200との接続を確立可能であるか判定する。ステップ504は、ステップ104に対応するステップである。
図6Aに示すように、UE100−2が圏内である場合、すなわち、eNB200から受信する参照信号の受信レベルが所定の閾値以上であり、eNB200との接続を確立可能である場合(ステップ504:Yesの場合)、UE100−2は、ステップ505及びステップ506の処理を行う。
これに対し、図6Bに示すように、UE100−2が圏外である場合、すなわち、eNB200から受信する参照信号の受信レベルが所定の閾値未満であり、eNB200との接続を確立困難である場合(ステップ504:Noの場合)、UE100−2は、ステップ511の処理を行う。
なお、後述するように、UE100−2は、UE100−1とのD2D通信を了承するかを判定してもよい。
ステップ505において、UE100−2は、Discovery応答信号をUE100−1へ送信する。Discovery応答信号は、UE100−2がeNB200との接続を確立可能であることを示す接続可能情報を含んでいてもよい。
ステップ506において、UE100−2は、Discovery信号を受信したことを示す受信通知信号(以下、Discovery受信通知信号)をeNB200へ送信する。または、UE100−2は、Discovery受信通知信号に代えて、D2D通信を開始することを要求するD2D要求信号をeNB200へ送信してもよい。
ステップ507において、Discovery受信通知信号(又はD2D要求信号)を受信したeNB200は、無線リソースの割り当て(スケジューリング)を行う。
ステップ508において、eNB200は、スケジューリング情報をUE100−2に送信する。
ステップ509において、UE100−1とUE100−2とは、D2Dリンクを確立するために用いられる情報の交換(negotiation)を行う。これにより、UE100−1とUE100−2との間に、D2Dリンクが確立される。
ステップ510において、UE100−1とUE100−2とは、eNB200を介さずに、直接的にデータを送受信する。すなわち、UE100−1とUE100−2とは、D2D通信を行う。
一方、UE100−2が、eNB200との接続を確立困難である場合(ステップ504:Noの場合)、ステップ511において、UE100−2は、無線リソースの割り当て(スケジューリング)を行う。具体的には、UE100−2は、D2D通信に使用可能な無線リソースの中から、UE100−1とUE100−2との間のD2D通信に使用する無線リソースを自律的に選択する。
ステップ512は、ステップ509に対応し、ステップ513は、ステップ510に対応する。
(2B)UE100−1の動作
図12を参照しながら、UE100−1の動作を説明する。図12は、第2実施形態に係るUE100−1の動作を示すフローチャートである。
図12を参照しながら、UE100−1の動作を説明する。図12は、第2実施形態に係るUE100−1の動作を示すフローチャートである。
図12に示すように、ステップ601において、UE100−1は、特定の通信相手に向けた通信の開始を受け付ける。本実施形態では、UE100−1のユーザは、UE100−1のユーザインターフェイス120に対して特定の通信相手(UE100−2)へ向けた通信開始の操作を行う。この操作により、UE100−1のプロセッサ160に、UE100−2へ向けた通信の開始を示す信号が入力される。
ステップ602において、UE100−1のプロセッサ160は、無線送受信機110がeNB200から受信する参照信号の受信レベルが所定の閾値未満であるかを判定する。受信レベルが所定の閾値以上である場合(ステップ602:Noの場合)、UE100−1のプロセッサ160は、ステップ603の処理を行う。一方、受信レベルが所定の閾値未満の場合(ステップ602:Yesの場合)、UE100−1のプロセッサ160は、ステップ604の処理を行う。
ステップ603において、UE100−1のプロセッサ160は、通常の通信(セルラ通信)を行う。具体的には、UE100−1のプロセッサ160は、UE100−2とデータを送受信するよう無線送受信機110を制御する。
これに対し、ステップ604において、UE100−1のプロセッサ160は、UE100−2とのD2D通信を行うかどうかをUE100−1のユーザに確認する。
ユーザへの確認は、例えば、UE100−1のユーザインターフェイス120に含まれるディスプレイに、UE100−2とのD2D通信を行うかどうかを示す確認画面を表示することにより行われる。UE100−1のプロセッサ160は、ユーザの操作によりD2D通信を行うことを示す信号がUE100−1のプロセッサ160に入力された場合、ユーザがD2D通信を行うことを選択したと判定する。これにより、UE100−1のプロセッサ160は、UE100−2とのD2D通信の開始を受け付ける。
UE100−1のプロセッサ160は、ユーザの操作によりD2D通信を行わないことを示す信号がUE100−1のプロセッサ160に入力された場合、又は、UE100−1のプロセッサ160に信号が所定の時間入力されなかった場合、ユーザがD2D通信を行うことを選択しなかったと判定する。
ユーザがUE100−2とのD2D通信を行うことを選択しなかった場合(ステップ604:Noの場合)、UE100−1のプロセッサ160は、処理を終了する。ユーザがUE100−2とのD2D通信を行うことを選択した場合(ステップ604:Yesの場合)、UE100−1のプロセッサ160は、ステップ605の処理を行う。
ステップ605において、UE100−1のプロセッサ160は、Discovery信号を送信するよう無線送受信機110を制御する。ここで、Discovery信号は、特定の通信相手であるUE100−2を識別するための識別情報を含む。
ステップ606からステップ608はそれぞれ、第1実施形態のステップ205からステップ207に対応する。
ステップ609において、UE100−1のプロセッサ160は、D2D通信によってUE100−2とデータを送受信するよう無線送受信機110を制御する。
(3B)UE100−2の動作
図13を参照しながら、UE100−2の動作を説明する。図13は、第2実施形態に係るUE100−2の動作を示すフローチャートである。
図13を参照しながら、UE100−2の動作を説明する。図13は、第2実施形態に係るUE100−2の動作を示すフローチャートである。
図13に示すように、ステップ701において、UE100−2の無線送受信機110は、UE100−1からDiscovery信号を受信する。Discovery信号には、UE100−2を識別するための識別情報を含む。
UE100−2のプロセッサ160は、識別情報によって、UE100−1がUE100−2とのD2D通信を求めていると判断する。
ステップ702において、UE100−2のプロセッサ160は、UE100−1とのD2D通信を了承するかをUE100−2のユーザに確認する。ユーザが当該通信を行うことを了承した場合(ステップ702:Yesの場合)、UE100−2のプロセッサ160は、ステップ703の処理を行う。ユーザが当該通信を行うことを了承しなかった場合(ステップ702:Noの場合)、UE100−2のプロセッサ160は、ステップ704の処理を行う。
ここで、UE100−2のプロセッサ160のユーザへの確認方法は、第1実施形態のステップ302の確認方法と同様である。
ステップ703において、UE100−2のプロセッサ160は、無線送受信機110がeNB200から受信した参照信号の受信レベルが所定の閾値未満であるかを判定する。受信レベルが所定の閾値未満である場合(ステップ703:Yesの場合)、UE100−2のプロセッサ160は、ステップ705の処理を行う。一方、受信レベルが所定の閾値以上である場合(ステップ703:Noの場合)、UE100−2のプロセッサ160は、ステップ706の処理を行う。
ステップ704において、UE100−2のプロセッサ160は、Discovery応答信号をUE100−1へ送信するよう無線送受信機110を制御する。
なお、Discovery応答信号は、UE100−2がUE100−1とのD2D通信を行わないことを示す情報を含んでいてもよい。
ステップ705において、UE100−2のプロセッサ160は、D2D通信に使用する無線リソースの割り当て(スケジューリング)を行う。具体的には、UE100−2のプロセッサ160は、D2D通信に使用可能な無線リソースの中から、UE100−1とUE100−2との間のD2D通信に使用する無線リソースを自律的に選択する。UE100−2のプロセッサ160は、ステップ705の処理を行った後、ステップ709の処理を行う。
ステップ706において、UE100−2のプロセッサ160は、Discovery応答信号をUE100−1へ送信するよう無線送受信機110を制御する。
なお、Discovery応答信号は、UE100−2がUE100−1とのD2D通信を行うことを示す情報を含んでいてもよい。
ステップ707において、UE100−2のプロセッサ160は、Discovery信号を受信したことを示すDiscovery受信通知信号をeNB200へ送信するよう無線送受信機110を制御する。または、UE100−2は、Discovery受信通知信号に代えて、D2D通信を開始することを要求するD2D要求信号をeNB200へ送信するよう無線送受信機110を制御してもよい。
ステップ708において、UE100−2の無線送受信機110は、スケジューリング情報をeNB200から受信する。ここで、本実施形態におけるスケジューリング情報は、UE100−1とUE100−2との間のD2D通信に割り当てた無線リソースを示す情報(すなわち、第1実施形態の第1スケジューリング情報)である。
ステップ709において、UE100−2のプロセッサ160は、UE100−1とD2Dリンクを確立するために用いられる情報の交換(negotiation)を行い、D2Dリンクを確立する。具体的には、受信レベルが所定の閾値未満である場合(ステップ703:Yesの場合)、UE100−2のプロセッサ160は、UE100−2のプロセッサ160が割り当てた無線リソースに応じたD2Dリンクを確立する。一方、UE100−2のプロセッサ160は、eNB200との接続を確立しない。
これに対し、受信レベルが所定の閾値以上である場合(ステップ703:Noの場合)、UE100−2のプロセッサ160は、無線送受信機110がeNB200から受信したスケジューリング情報を用いて割り当てられた無線リソースに応じたD2Dリンクを確立する。
ステップ710において、UE100−2のプロセッサ160は、D2D通信によってUE100−1とデータを送受信するよう無線送受信機110を制御する。
(4B)eNB200の動作
eNB200の動作は、第1実施形態におけるステップ401において、eNB200の無線送受信機210がUE100−2から中継通知信号を受信していたが、第2実施形態ではeNB200の無線送受信機210がDiscovery受信通知信号又はD2D要求信号を受信する点が異なる。
eNB200の動作は、第1実施形態におけるステップ401において、eNB200の無線送受信機210がUE100−2から中継通知信号を受信していたが、第2実施形態ではeNB200の無線送受信機210がDiscovery受信通知信号又はD2D要求信号を受信する点が異なる。
eNB200のプロセッサ240は、Discovery受信通知信号又はD2D要求信号を受信した場合に、スケジューリング情報を送信する。上述したように、本実施形態におけるスケジューリング情報は、第1実施形態における第1スケジューリング情報である。
eNB200のその他の動作は、第1実施形態と同様の動作である。
(第2実施形態のまとめ)
本実施形態に係るUE100−1は、通信の開始として、UE100−2とのD2D通信の開始を受け付けた場合に、UE100−2を識別するための識別情報を含むDiscovery信号を送信する。これにより、UE100−2は、自分宛のDiscovery信号を受信したかを判定できる。自分宛てのDiscovery信号であれば、UE100−1とUE100−2とがD2D通信を開始することにより、D2D通信を有効活用できる。
本実施形態に係るUE100−1は、通信の開始として、UE100−2とのD2D通信の開始を受け付けた場合に、UE100−2を識別するための識別情報を含むDiscovery信号を送信する。これにより、UE100−2は、自分宛のDiscovery信号を受信したかを判定できる。自分宛てのDiscovery信号であれば、UE100−1とUE100−2とがD2D通信を開始することにより、D2D通信を有効活用できる。
本実施形態では、識別情報を含むDiscovery信号をUE100−2が受信した場合で、かつ、UE100−2がeNB200との接続を確立可能である場合に、UE100−2は、Discovery信号を受信したことを示す受信通知信号をeNB200に送信する。これにより、eNB200は、UE100−2がUE100−1とD2D通信を行うことを知ることができる。
本実施形態では、識別情報を含むDiscovery信号をUE100−2が受信した場合で、かつ、UE100−2がeNB200との接続を確立困難である場合に、UE100−2は、UE100−1とUE100−2との間のD2D通信に用いられる無線リソースを割り当てる。ここで、UE100−1及びUE100−2の何れもeNB200との接続を確立困難な状況(例えば、図6Bに示すように、UE100−1及びUE100−2の何れも圏外である場合)であれば、D2D通信がセルラ通信に与える干渉の影響は小さい。この場合、UE100−1又はUE100−2は、eNB200から無線リソースの割り当てを受けることができなくても、端末主導で自律的に無線リソースの割り当てを行うことで、D2D通信を開始できる。
[その他の実施形態]
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。
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、上述した実施形態では、UE100−1のユーザがUE100−1を直接操作することによって、UE100−1は、通信の開始を受け付けていたが、これに限られない。UE100−1のプロセッサ160に、通信の開始を示す信号が入力されればよく、例えば、PCに接続されたUE100−1がアプリケーションからUE100−1のプロセッサ160に通信開始の指示がなされていてもよい。
また、上述した実施形態では、UE100−1は、eNB200が管理するセル250から外れた位置に存在していたが、eNB200から受信する参照信号の受信レベルが所定の閾値未満であれば、UE100−1は、eNB200が管理するセル250内に位置してもよい。したがって、例えば、UE100−1の状態が圏内であっても、上述した実施形態のように、UE100−1がeNB200との接続を確立困難である場合は、UE100−1は、Discovery信号を送信してもよい。
また、上述した実施形態では、eNB200が1つ存在する場合であったが、eNB200が複数存在するのであれば、UE100−1は、通信の開始を受け付けた場合で、かつ、UE100−1が各eNB200それぞれとの接続を確立困難である場合に、Discovery信号を送信する。
また、UE100−1は、Discovery信号を定期的に送信してもよいし、Discovery応答信号に応じてDiscovery信号の送信回数及び送信間隔を適宜変更してもよい。
また、上述した実施形態では、UE100−2は、Discovery応答信号を送信していたが、Discovery応答信号の送信を省略してもよい。具体的には、第1実施形態のステップ111において、UE100−2は、Discovery応答信号を送信しなくてもよい。すなわち、第1実施形態のステップ304において、UE100−2のプロセッサ160は、Discovery応答信号を送信しないように無線送受信機110を制御してもよい。他にも、第2実施形態のステップ704において、UE100−2のプロセッサ160は、Discovery応答信号を送信しないように無線送受信機110を制御してもよい。
また、第2実施形態では、識別情報を含むDiscovery信号をUE100−2が受信した場合で、かつ、UE100−2がeNB200との接続を確立困難である場合に、UE100−2は、UE100−1とUE100−2との間のD2D通信に用いられる無線リソースを割り当てていたが、UE100−1が、UE100−1とUE100−2との間のD2D通信に用いられる無線リソースを割り当ててもよい。
また、第1実施形態と第2実施形態とを組み合わせて実施してもよい。例えば、UE100−1は、通信要望情報又は中継要求情報と特定の端末を識別するための識別情報とを含むDiscovery信号を送信してもよい。当該Discovery信号を受信したUE100−2は、当該Discovery信号に自分(UE100−2)宛の識別情報が含まれていた場合に、第2実施形態の動作を行い、当該Discovery信号に自分(UE100−2)宛の識別情報が含まれていなかった場合には、第1実施形態の動作を行ってもよい。
また、第2実施形態では、UE100−2は、自分(UE100−2)宛ての識別情報が含まれていたDiscovery信号を受信していたが、UE100−2は、自分(UE100−2)宛てでない識別情報を含むDiscovery信号を受信した場合に、第1実施形態の動作を行ってもよい。すなわち、UE100−2は、通信要望情報及び中継要求情報が含まれてなく、他の端末宛ての識別情報を含むDiscovery信号を受信した場合に、中継通知信号をeNB200へ送信してもよい。
また、上述した実施形態では、UE100−1は、圏外であったが、UE100−1は、圏内であっても、UE100−1がeNB200から受信する参照信号の受信レベルが所定の閾値未満であれば、通信の開始を受け付けた場合に、Discovery信号を送信してもよい。
また、上述した実施形態では、Discovery応答信号は、接続可能情報を含んでいたがこれに限られない。例えば、Discovery応答信号は、圏外に存在するUE100とeNB200との通信を中継可能であることを示す中継可能情報を含んでもよい。すなわち、UE100−2は、圏内に存在した場合で、且つ、圏外に存在するUE100−1からDiscovery信号を受信した場合に、中継可能情報をUE100−1に送信してもよい。
なお、UE100−1及びUE100−2は、eNB200からの信号が受信できない場合(又はeNB200から受信する信号の受信レベルが所定の閾値未満の場合)に、圏外(out of coverage)に存在すると判定し、eNB200からの信号が受信できた場合(又はeNB200から受信する信号の受信レベルが所定の閾値以上の場合)に、圏内(in coverage)に存在すると判定する。
また、上述した実施形態において、圏外に存在するUE100−1が送信するDiscovery信号は、UE100−1が圏外に存在することを識別可能な特定のDiscovery信号であってもよい。例えば、特定のDiscovery信号は、UE100−1が圏外に存在することを示す圏外情報を含む発見用信号であってもよい。具体的には、この特定のDiscovery信号には、当該特定のDiscovery信号の送信元のUE100−1が圏外に存在することを示す情報要素を格納するフィールド(Out of coverage indication field)が設けられている。或いは、特定のDiscovery信号は、UE100−1が圏外に存在することを示す発見用信号であってもよい。すなわち、圏外に存在するUE100が専用に用いる発見用新語の信号系列(Out of coverage UE専用 discovery信号フォーマット)が規定されてもよい。
また、上述した実施形態では、UE100−1がDiscovery信号を送信し、UE100−2がUE100−1からの発見用信号を受信していたが、これに限られない。例えば、UE100−2は、UE100−1からのDiscovery信号の送信に関係なく、圏外に存在するUE100のために所定の信号(例えば、Discovery信号)を周期的又は非周期的に送信してもよい。
具体的には、UE100−2は、圏外に存在するUE100とeNB200との通信を中継可能であることを示す中継可能情報を送信してもよい。UE100−2は、中継可能情報を含む発見用信号を送信してもよいし、中継可能情報を示す特定の発見用信号を送信してもよい。
UE100−2は、eNB200からの指示に基づいて、中継可能情報を送信してもよい。例えば、eNB200は、eNB200が管理する自セルに隣接する隣接セルが存在しない、或いは、自セルから隣接セルまでの距離が離れている場合に、自セルの端部にUE100−2が存在すると判定した場合、中継可能情報を送信させるための指示をUE100−2に送信してもよい。この指示は、中継可能情報の送信を要求するものであってもよい。UE100−2は、eNB200から指示を受信した場合に、指示に従って、中継可能情報を送信する。この指示は、中継可能情報を送信するための無線リソース情報及び/又はタイミング情報を含んでいてもよい。なお、eNB200は、例えば、UE100−2からの信号の受信レベルに基づいて、自セルの端部にUE100−2が存在するか否かを判定する。eNB200は、自セルと接続しているUE100−2からの信号の受信レベルが所定の閾値未満である場合、自セルの端部にUE100−2が存在すると判定する。または、eNB200は、UE100−2の位置情報に基づいて、自セルの端部にUE100−2が存在するか否かを判定してもよい。
或いは、UE100−2は、eNB200が管理するセルの端部にUE100−2が存在すると判定した場合に、中継可能情報を送信してもよい。なお、UE100−2は、例えば、UE100−2が接続を確立するセルからの信号の受信レベルが、当該セルとの接続の確立が困難であることを示す第1の閾値以上であり、且つ、UE100−2がセルの中心側に存在することを示す第2の閾値未満である場合に、セル端部にUE100−2が存在すると判定する。UE100−2は、UE100−2が接続を確立するセルからの信号の受信レベルに基づく上記の判定に加えて、上記セルと異なる他の全てのセルからの信号の受信レベルが、他の全てのセルとの接続の確立が困難であることを示す第3の閾値未満である場合に、セル端部にUE100−2が存在すると判定して、中継可能情報を送信してもよい。
圏外に存在するUE100−1は、発見用信号のスキャンを周期的又は非周期的に行い、UE100−2からの発見用信号を受信する。UE100−1は、UE100−2からの発見用信号の受信に基づいて、発見用信号(又は発見用信号の応答)を送信してもよい。
なお、UE100−2は、圏外に存在するUE100−1のために、D2D通信に用いられる同期信号を送信してもよい。例えば、UE100−2は、上述の発見用信号を圏外に存在するUE100−1が同期するための同期情報を含む同期信号として送信してもよいし、発見用信号とは異なる別の同期信号を送信してもよい。なお、UE100−1は、同期信号を受信した場合、同期信号に基づいて、D2D通信のための同期を行う。UE100−1は、同期信号の受信に応じて、発見用信号を送信してもよい。なお、UE100−2は、圏外にUE100−1が存在していることが分かる場合に、同期信号を送信してもよいし、圏外にUE100−1が存在していることが分からない場合であっても、同期信号を送信してもよい。
なお、UE100−1は、UE100−2からの発見用信号を受信した場合であっても、発見することのみを目的とした発見用信号(すなわち、通信を目的としない発見用信号)であった場合、相手端末(すなわち、UE100−2)が発見できていても発見用信号を送信しなくてもよい。また、UE100−1及びUE100−2は、D2Dリンクを確立するために用いられる情報の交換の段階で、例えば、互いの条件が合致しなかった場合に、D2Dリンクを確立することを終了してもよい。
なお、上述した実施形態において、発見用信号として、Discovery信号を例示していたが、これに限られない。発見用信号は、近傍のUE100に発見されるためのDiscoverable信号であってもよい。
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、米国仮出願第61/706365号(2012年9月27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、ユーザ端末、プロセッサ、及び基地局は、D2D通信を有効活用できるため、移動通信分野において有用である。
Claims (3)
- 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D2D通信における通信相手端末の発見に使用される発見用信号を送信するユーザ端末を有し、
前記ユーザ端末は、通信の開始を受け付けた場合で、かつ、前記ユーザ端末が基地局との接続を確立困難である場合に、前記発見用信号を送信し、
前記ユーザ端末は、該ユーザ端末が前記通信の開始を望むことを示す通信要望情報、又は、前記ユーザ端末と前記基地局との間の通信を中継するよう要求する中継要求情報、を含む前記発見用信号を送信し、
前記発見用信号を受信した他のユーザ端末は、前記通信要望情報又は前記中継要求情報を含む前記発見用信号を受信した場合に、前記他のユーザ端末が前記ユーザ端末と前記基地局との間の通信を中継することを示す中継通知信号を前記基地局に送信し、
前記基地局は、前記他のユーザ端末から前記中継通知信号を受信した場合に、前記ユーザ端末と前記他のユーザ端末との間の前記D2D通信に割り当てた無線リソースを示す第1スケジューリング情報と、前記他のユーザ端末と前記基地局との間のセルラ通信に割り当てた無線リソースを示す第2スケジューリング情報と、を前記他のユーザ端末に送信することを特徴とする移動通信システム。 - 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基地局であって、
ユーザ端末から送信された発見用信号を受信した他のユーザ端末から、該他のユーザ端末が前記ユーザ端末と前記基地局との間の通信を中継することを示す中継通知信号を受信する受信部と、
前記受信部が前記中継通知信号を受信した場合に、前記ユーザ端末と前記他のユーザ端末との間の前記D2D通信に割り当てた無線リソースを示す第1スケジューリング情報と、前記他のユーザ端末と前記基地局との間のセルラ通信に割り当てた無線リソースを示す第2スケジューリング情報と、を前記他のユーザ端末に送信する送信部と、を有し、
前記発見用信号は、前記D2D通信における通信相手端末の発見に使用されることを特徴とする基地局。 - 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基地局に備えられるプロセッサであって、
ユーザ端末から送信された発見用信号を受信した他のユーザ端末から、該他のユーザ端末が前記ユーザ端末と前記基地局との間の通信を中継することを示す中継通知信号を受信する処理を実行し、
前記中継通知信号を受信する処理を実行した場合に、前記ユーザ端末と前記他のユーザ端末との間の前記D2D通信に割り当てた無線リソースを示す第1スケジューリング情報と、前記他のユーザ端末と前記基地局との間のセルラ通信に割り当てた無線リソースを示す第2スケジューリング情報と、を前記他のユーザ端末に送信する処理を実行し、
前記発見用信号は、前記D2D通信における通信相手端末の発見に使用されることを特徴とするプロセッサ。
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