JP6586422B2 - ユーザ端末、中継装置、及びプロセッサ - Google Patents
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Description
本発明は、WLAN通信及びWWAN通信をサポートするユーザ端末、中継装置、及びプロセッサに関する。
従来、無線狭域ネットワーク(WLAN)通信規格に従った端末間直接通信であるWLAN直接通信が実用化されている。WLAN通信規格は、主として米国電気電子学会(IEEE)802.11諸規格を指す。これらの規格はWi−Fi(登録商標。以下同じ)と称され、WLAN直接通信はWi−Fiダイレクトと称されることがある。WLAN直接通信は、免許不要な周波数帯(アンライセンスドバンド)で行われることが一般的である。
近年、無線広域ネットワーク(WWAN)通信規格に従った端末間直接通信であるWWAN直接通信の仕様化が進められており、近い将来実用化される予定である。WWAN通信規格は、移動体通信規格又はWWAN通信規格と称されることがある。第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)において、WWAN直接通信は、Device−to−Device近傍サービス(D2D ProSe)と称される(例えば、非特許文献1参照)。WWAN直接通信は、免許が必要な周波数帯(ライセンスドバンド)で行われることが想定されている。
3GPP技術報告書 「TR 36.843 V12.0.1」 2014年3月
第1の特徴に係るユーザ端末は、WLAN通信及びWWAN通信をサポートする。前記WWAN通信は、WWAN通信規格に従った端末間直接通信であるWWAN直接通信を含む。前記ユーザ端末は、ユーザプレーンに前記WLAN通信を適用するとともに、制御プレーンに前記WWAN直接通信を適用する制御部を備える。前記制御部は、前記WWAN直接通信により制御信号を送受信する。
第2の特徴に係る中継装置は、ユーザ端末との間で、無線狭域ネットワーク(WLAN)通信及び無線広域ネットワーク(WWAN)通信の接続を確立する制御部を備える。前記制御部は、基地局と前記WWAN通信の接続を確立する。前記制御部は、前記ユーザ端末との間で、前記WLAN通信によってユーザデータを送受信するとともに、前記WWAN直接通信によって前記制御信号を送受信する。前記制御部は、前記基地局との間で、前記WWAN通信によって前記ユーザデータ及び前記制御信号を送受信する。
第3の特徴に係るプロセッサは、WLAN通信及びWWAN通信をサポートするユーザ端末を制御する。前記WWAN通信は、WWAN通信規格に従った端末間直接通信であるWWAN直接通信を含む。前記プロセッサは、ユーザプレーンに前記WLAN通信を適用するとともに、制御プレーンに前記WWAN直接通信を適用し、前記WWAN直接通信により制御信号を送受信する。
[実施形態の概要]
WLAN直接通信及びWWAN直接通信は、何れも端末間直接通信の方式であり、別個独立に利用されることが想定されている。しかしながら、WWAN直接通信は様々な利点を有するため、WWAN直接通信を単独で利用するのみでは、当該利点を活かしきれないという問題がある。
WLAN直接通信及びWWAN直接通信は、何れも端末間直接通信の方式であり、別個独立に利用されることが想定されている。しかしながら、WWAN直接通信は様々な利点を有するため、WWAN直接通信を単独で利用するのみでは、当該利点を活かしきれないという問題がある。
実施形態において、より効果的にWWAN直接通信を利用可能とするユーザ端末、通信制御方法、及びプロセッサを開示する。
第1実施形態乃至第8実施形態に係るユーザ端末は、WLAN通信及びWWAN通信をサポートする。前記WWAN通信は、WWAN通信規格に従った端末間直接通信であるWWAN直接通信を含む。前記ユーザ端末は、ユーザプレーンに前記WLAN通信を適用するとともに、制御プレーンに前記WWAN直接通信を適用する制御部を備える。前記制御部は、前記WWAN直接通信により制御信号を送受信する。
第1実施形態乃至第6実施形態では、前記WLAN通信は、WLAN通信規格に従った端末間直接通信であるWLAN直接通信を含む。前記制御部は、前記WLAN直接通信によりユーザデータを送受信する。
第1実施形態乃至第6実施形態では、前記制御信号は、前記WLAN直接通信を制御するための情報を含む。
第1実施形態では、前記情報は、前記WLAN直接通信の接続の確立に必要な情報である。
第1実施形態では、前記制御部は、前記WLAN直接通信の接続を維持不能であると判断した場合に、前記情報に基づいて前記WLAN直接通信の新たな接続を確立する制御を行う。
第2実施形態では、前記情報は、前記ユーザデータの送信開始、前記ユーザデータの送信停止、前記ユーザデータの受信開始、前記ユーザデータの受信停止のうち、少なくとも1つを要求又は通知する情報である。
第3実施形態では、前記情報は、確認応答情報、チャネル状態情報、変調符号化方式情報のうち少なくとも1つである。
第4実施形態では、前記制御部は、前記WLAN直接通信の接続を維持不能であると判断した場合に、前記WLAN直接通信から前記WWAN通信に前記ユーザプレーンを切り替える制御を行う。
第5実施形態では、前記制御部は、他のユーザ端末から受信するWWAN無線信号に基づいて、前記WLAN直接通信の接続を前記他のユーザ端末と確立又は維持可能であるか否かを判断する。
第6実施形態では、前記WLAN直接通信において自ユーザ端末がアクセスポイントの働きをする場合、前記制御部は、アクセスポイントの働きをする他のユーザ端末と前記WWAN直接通信の接続を確立する。前記制御信号は、前記WLAN直接通信における無線リソースを予約するための情報を含む。
第7実施形態では、前記WLAN通信は、WLAN通信規格に従った端末間直接通信であるWLAN直接通信を含む。前記制御部は、前記ユーザデータの送信及び受信のうち、一方を前記WLAN直接通信により行うとともに、他方を前記WWAN直接通信により行う。
第8実施形態では、前記制御部は、前記WLAN通信の接続及び前記WWAN直接通信の接続を中継装置と確立する。前記中継装置は、バックホール回線に前記WWAN通信を適用し、且つアクセス回線に前記WLAN通信を適用する装置である。前記制御部は、前記WLAN通信の接続を介してユーザデータを送受信するとともに、前記WWAN直接通信の接続を介して制御信号を送受信する。
第1実施形態乃至第8実施形態に係る通信制御方法は、WLAN通信及びWWAN通信をサポートするユーザ端末における方法である。前記WWAN通信は、WWAN通信規格に従った端末間直接通信であるWWAN直接通信を含む。前記通信制御方法は、ユーザプレーンに前記WLAN通信を適用するとともに、制御プレーンに前記WWAN直接通信を適用するステップと、前記WWAN直接通信により制御信号を送受信するステップと、を有する。
第1実施形態乃至第8実施形態に係るプロセッサは、WLAN通信及びWWAN通信をサポートするユーザ端末に備えられる。前記WWAN通信は、WWAN通信規格に従った端末間直接通信であるWWAN直接通信を含む。前記プロセッサは、ユーザプレーンに前記WLAN通信を適用するとともに、制御プレーンに前記WWAN直接通信を適用し、前記WWAN直接通信により制御信号を送受信する。
[第1実施形態]
第1実施形態では、無線広域ネットワーク(WWAN)通信規格が3GPP LTE(Long Term Evolution)規格である一例を説明する。また、無線狭域ネットワーク(WLAN)通信規格がWi−Fi規格である一例を説明する。
第1実施形態では、無線広域ネットワーク(WWAN)通信規格が3GPP LTE(Long Term Evolution)規格である一例を説明する。また、無線狭域ネットワーク(WLAN)通信規格がWi−Fi規格である一例を説明する。
(システム構成)
以下において、第1実施形態に係るシステム構成について説明する。図1は、第1実施形態に係るシステム構成を示す図である。
以下において、第1実施形態に係るシステム構成について説明する。図1は、第1実施形態に係るシステム構成を示す図である。
図1に示すように、第1実施形態に係るシステムは、WWAN1、WLAN30、及びユーザ端末(UE:User Equipment)100を有する。
WWAN1は、E−UTRAN(Evolved−UMTS Terrestrial Radio Access Network)10及びEPC(Evolved Packet Core)20を含む。E−UTRAN10は無線アクセスネットワークに相当し、EPC20はコアネットワークに相当する。WWAN1には、免許が必要な周波数帯(ライセンスドバンド)が割り当てられている。
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、1又は複数のセルを管理しており、自セルに在圏するUE100とのWWAN通信を行う。eNB200は、無線リソース管理(RRM)機能、ユーザデータのルーティング機能、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等を有する。
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、EPC20に含まれるMME(Mobility Management Entity)/S−GW(Serving−Gateway)500と接続される。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。
WLAN30は、アクセスポイント(AP)300を含む。AP300は、例えばWWAN1のネットワークオペレータにより管理されるAP(Operator controlled AP)である。AP300は、免許不要な周波数帯(アンライセンスドバンド)でUE100とWLAN通信を行う。
UE100は、移動可能な無線通信装置である。UE100は、WWAN通信及びWLAN通信の両通信方式をサポートする端末(いわゆる、デュアル端末)である。
(ユーザ端末の構成)
以下において、第1実施形態に係るUE100の構成について説明する。図2は、UE100のブロック図である。
以下において、第1実施形態に係るUE100の構成について説明する。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101,102、WWAN通信部111、WLAN通信部112、ユーザインターフェイス120、バッテリ130、記憶部140、及び制御部150を含む。UE100がカード型端末等である場合、UE100は、ユーザインターフェイス120及びバッテリ130を有していなくてもよい。WWAN通信部111、WLAN通信部112、記憶部140、及び制御部150のうち、2以上のブロックを1チップ上に集積化してもよい。
アンテナ101及びWWAN通信部111は、WWAN無線信号の送受信に用いられる。WWAN通信部111は、制御部150が出力するベースバンド信号をWWAN無線信号に変換してアンテナ101から送信する。また、WWAN通信部111は、アンテナ101が受信するWWAN無線信号をベースバンド信号に変換して制御部150に出力する。
アンテナ102及びWLAN通信部112は、WLAN無線信号の送受信に用いられる。WLAN通信部112は、制御部150が出力するベースバンド信号をWLAN無線信号に変換してアンテナ102から送信する。また、WLAN通信部112は、アンテナ102が受信するWLAN無線信号をベースバンド信号に変換して制御部150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、ディスプレイ、マイク、スピーカ、及び各種のボタン等を含む。ユーザインターフェイス120は、ユーザからの入力を受け付けて、ユーザ入力の内容を示す信号を制御部150に出力する。バッテリ130は、UE100の各ブロックに供給すべき電力を蓄える。
記憶部140は、制御部150により実行されるプログラム及び制御部150による処理に使用される各種の情報を記憶するメモリを含む。制御部150は、後述する各種の処理・制御を実行する。制御部150は、記憶部140に記憶されているプログラムを実行して各種の処理を行うプロセッサを含む。制御部150は、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。
(ユーザ端末の動作概要)
以下において、第1実施形態に係るUE100の動作概要について説明する。
以下において、第1実施形態に係るUE100の動作概要について説明する。
UE100は、WLAN通信及びWWAN通信をサポートする。WLAN通信は、WLAN通信規格に従った端末間直接通信であるWLAN直接通信を含む。第1実施形態では、WLAN直接通信は、Wi−Fiダイレクトである。WWAN通信は、WWAN通信規格に従った端末間直接通信であるWWAN直接通信を含む。第1実施形態では、WWAN直接通信は、Device−to−Device近傍サービス(D2D ProSe)である。
アンライセンスドバンドを活用する観点からは、WWAN直接通信(D2D ProSe)よりもWLAN直接通信(Wi−Fiダイレクト)が有利である。しかしながら、WLAN直接通信は、WWAN直接通信に比べて通信距離の上限が短いという欠点がある。また、WLAN直接通信は、理論上の通信速度の上限は高いものの、輻輳に起因して通信速度の低下が生じ易いという欠点がある。
図3は、第1実施形態に係るUE100の動作概要を示す図である。
図3に示すように、UE100(UE100−1、UE100−2)は、ユーザプレーン(U−Plane)にWLAN直接通信を適用するとともに、制御プレーン(C−Plane)にWWAN直接通信を適用する。ユーザプレーンとは、ユーザデータの送受信処理をいう。制御プレーンとは、制御信号の送受信処理をいう。
UE100−1及びUE100−2は、WLAN直接通信の接続を確立している。UE100−1及びUE100−2は、WLAN直接通信によりユーザデータを送受信する。また、UE100−1及びUE100−2は、WWAN直接通信の接続を確立している。UE100−1及びUE100−2は、WWAN直接通信により制御信号を送受信する。UE100−1及びUE100−2は、WWAN直接通信を行う場合に、WWAN直接通信の接続を常に維持することが好ましい。
このように、ユーザプレーンにWLAN直接通信を適用することにより、アンライセンスドバンドを活用して高速なユーザデータ伝送を実現することができる。また、制御プレーンにWWAN直接通信を適用することにより、信頼性の高い制御信号伝送を実現することができる。よって、高速且つ信頼性の高い端末間直接通信を可能とすることができる。
なお、UE100−1及びUE100−2は、WWAN直接通信が確立されている又はWWAN直接通信により制御信号の送受信を行っている場合には、WLAN直接通信により制御信号の送受信を行わないように制御してもよい。
一方で、UE100−1及びUE100−2は、WWAN直接通信が確立されている又はWWAN直接通信により制御信号の送受信をしている場合には、特定の制御信号をWLAN直接通信により送受信してもよい。ここでいう特定の制御信号とは、WWAN直接通信により送受信される制御信号には含まれない情報を含む制御信号であってもよい。
また、UE100−1及びUE100−2は、WLAN直接通信が確立されている又はWLAN直接通信によりユーザデータの送受信を行っている場合には、WWAN直接通信によりユーザデータの送受信を行わないように制御してもよい。
一方で、UE100−1及びUE100−2は、WLAN直接通信が確立されている又はWLAN直接通信によりユーザデータの送受信を行っている場合には、WWAN直接通信により特定のユーザデータを送受信してもよい。ここでいう特定のユーザデータとは、WLAN直接通信により送受信されるユーザデータには含まれない情報を含むユーザデータであってもよい。
(第1実施形態に係る動作シーケンス)
以下において、第1実施形態に係る動作シーケンスについて説明する。第1実施形態では、制御信号は、WLAN直接通信を制御するための情報を含む。当該情報は、WLAN直接通信の接続の確立に必要な情報である。
以下において、第1実施形態に係る動作シーケンスについて説明する。第1実施形態では、制御信号は、WLAN直接通信を制御するための情報を含む。当該情報は、WLAN直接通信の接続の確立に必要な情報である。
図4は、第1実施形態に係る動作シーケンスを示す図である。なお、WLAN直接通信では、1つのUE100がアクセスポイントの働きをする。図4では、UE100−1がアクセスポイントの働きをするケースを例示している。
図4に示すように、ステップS101において、UE100−1及びUE100−2は、WWAN直接通信の接続を確立する。WWAN直接通信の接続を確立する手順は、UE100−1及びUE100−2が同期を確立する処理を含む。WWAN直接通信の接続を確立する手順は、発見用信号(Discovery信号)を送受信することにより互いを識別する処理を含んでもよい。
ステップS102において、UE100−1及びUE100−2は、WWAN直接通信の接続を介して、WLAN直接通信プロファイルを交換する。WLAN直接通信プロファイルは、WLAN直接通信の接続の確立に必要な情報である。WLAN直接通信プロファイルは、サポート周波数の情報、チャネル情報、BSSID(Basic Service Set Identifier)、互いを識別するセキュリティ情報等を含む。サポート周波数は、例えば2.4GHz/5GHz/60GHz等である。チャネル情報は、サポート周波数に含まれるチャネルに関する情報である。
また、ここで交換したWLAN直接通信プロファイルには、当該プロファイルを使用する優先順位も含まれていてもよい。例えば、初期接続時に最も優先順位の高いWLAN直接通信プロファイルを使用し、その後、WLAN直接通信が維持不能な状態になった場合に、次に優先順位の高いWLAN直接通信プロファイルを使用する。
ステップS103において、UE100−1は、ステップS102で交換したWLAN直接通信プロファイルの中から、WLAN直接通信の初期接続に使用するプロファイルを選択する。
ステップS104において、UE100−1は、ステップS103で選択したプロファイルに基づいて、WLAN直接通信の接続を確立する。WLAN直接通信の接続の確立後、UE100−1及びUE100−2は、WLAN直接通信によりユーザデータを送受信する。
ステップS105において、WLAN直接通信の接続の品質が劣化し、WLAN直接通信の接続を維持不能な状態になる。UE100−1は、受信するユーザデータの誤り率等に基づいて、WLAN直接通信の接続を維持不能な状態であるか否かを判断してもよい。例えば、UE100−1は、WLAN直接通信に用いるチャネルのSNRが所定の値を一定時間以上にわたって下回り続ける、又は連続してデータ送信に失敗する(Nackが返送される)といった基準に基づいて、WLAN直接通信の接続を維持不能な状態であると判断してもよい。或いは、UE100−1は、受信するWWAN無線信号に基づいて、WLAN直接通信の接続を維持不能な状態であるか否かを判断してもよい。このような動作については、第5実施形態で説明する。
ステップS106において、UE100−1は、ステップS102で交換したWLAN直接通信プロファイルの中から、WLAN直接通信の新たな接続に使用するプロファイルを再選択する。
ステップS107において、UE100−1は、ステップS106で再選択したプロファイルに基づいて、WLAN直接通信の新たな接続を確立する。WLAN直接通信の新たな接続の確立後、UE100−1及びUE100−2は、WLAN直接通信によりユーザデータの送受信を継続する。
第1実施形態によれば、UE100−1は、WLAN直接通信の接続を維持不能であると判断した場合に、制御信号に含まれる情報(WLAN直接通信プロファイル)に基づいて、WLAN直接通信の新たな接続を確立する制御を行う。これにより、WLAN直接通信の接続を維持不能な状態になっても、WLAN直接通信の新たな接続を速やかに確立して、ユーザデータの送受信を継続することができる。
[第2実施形態]
次に、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実施形態に係るシステム構成、ユーザ端末の構成及び動作概要は、第1実施形態と同様である。
次に、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実施形態に係るシステム構成、ユーザ端末の構成及び動作概要は、第1実施形態と同様である。
以下において、第2実施形態に係る動作シーケンスについて説明する。第2実施形態では、制御信号は、ユーザデータの送信開始、ユーザデータの送信停止、ユーザデータの受信開始、ユーザデータの受信停止のうち、少なくとも1つを要求又は通知する情報を含む。
図5は、第2実施形態に係る動作シーケンス1を示す図である。
図5に示すように、ステップS201において、UE100−1及びUE100−2は、WWAN直接通信の接続を確立する。
ステップS202において、UE100−1及びUE100−2は、WLAN直接通信の接続を確立する。
ステップS203において、UE100−1は、WWAN直接通信の接続を介して、ユーザデータの送信開始通知又はユーザデータの送信開始要求をUE100−2に送信する。ユーザデータの送信開始通知又はユーザデータの送信開始要求は、ユーザデータの送信タイミング、ユーザデータの送信データ量のうち、少なくとも1つの情報を含んでもよい。
ステップS204において、UE100−1及びUE100−2は、WLAN直接通信の接続を介して、ユーザデータを送受信する。具体的には、UE100−1は、WWAN直接通信によりユーザデータの送信開始通知の送信後、WLAN直接通信によりユーザデータをUE100−2に送信する。或いは、UE100−2は、WWAN直接通信によりユーザデータの送信開始要求の受信後、WLAN直接通信によりユーザデータをUE100−1に送信する。或いは、UE100−2は、WWAN直接通信によるユーザデータの送信開始要求の受信時にWLAN直接通信の接続を確立していない場合には、WWAN直接通信によるユーザデータの送信開始要求の受信後にWLAN接続を確立するように動作してもよい。
図6は、第2実施形態に係る動作シーケンス2を示す図である。
図6に示すように、ステップS211において、UE100−1及びUE100−2は、WWAN直接通信の接続を確立する。
ステップS212において、UE100−1及びUE100−2は、WLAN直接通信の接続を確立する。WLAN直接通信の接続の確立後、ステップS213において、UE100−1及びUE100−2は、WLAN直接通信によりユーザデータを送受信する。
ステップS214において、UE100−1は、WWAN直接通信の接続を介して、ユーザデータの送信終了通知又はユーザデータの送信終了要求をUE100−2に送信する。ユーザデータの送信終了通知又はユーザデータの送信終了要求は、ユーザデータの送信終了タイミングの情報を含んでもよい。
そして、UE100−1及びUE100−2は、ユーザデータの送受信を終了する。具体的には、UE100−1は、ユーザデータの送信終了通知の送信後、ユーザデータの送信を終了する。或いは、UE100−2は、ユーザデータの送信終了要求の受信後、ユーザデータの送信を終了する。
なお、ユーザデータの送受信を終了する際、WLAN直接通信の接続は維持される。或いは、ユーザデータの送受信を終了する際、WLAN直接通信の接続は切断されてもよい。
また、ユーザデータの送受信を終了する際、WWAN直接通信の接続は維持される。或いは、ユーザデータの送受信を終了する際、WWAN直接通信の接続は切断されてもよい。
第2実施形態によれば、WLAN直接通信によるユーザデータ伝送の開始及び終了をWWAN直接通信により制御することができる。
[第3実施形態]
次に、第3実施形態について、第1実施形態及び第2実施形態との相違点を主として説明する。第3実施形態に係るシステム構成、ユーザ端末の構成及び動作概要は、第1実施形態と同様である。
次に、第3実施形態について、第1実施形態及び第2実施形態との相違点を主として説明する。第3実施形態に係るシステム構成、ユーザ端末の構成及び動作概要は、第1実施形態と同様である。
(第3実施形態に係る動作)
以下において、第3実施形態に係る動作シーケンスについて説明する。第3実施形態では、制御信号は、確認応答情報、チャネル状態情報、変調符号化方式情報のうち少なくとも1つの情報(以下、「伝送制御情報」という)を含む。
以下において、第3実施形態に係る動作シーケンスについて説明する。第3実施形態では、制御信号は、確認応答情報、チャネル状態情報、変調符号化方式情報のうち少なくとも1つの情報(以下、「伝送制御情報」という)を含む。
確認応答情報は、ユーザデータの受信(復号)に成功したか否かを示す情報(Ack/Nack)である。
チャネル状態情報は、WLAN直接通信のチャネル状態を示す情報(CSI:Channel State Information)である。チャネル状態情報は、受信品質に対応するチャネル品質インジケータ(CQI)であってもよい。WLAN直接通信にMIMO(Multiple Input Multiple Output)が適用される場合、チャネル状態情報は、プリコーダ行列インジケータ(PMI)及びランクインジケータ(RI)であってもよい。或いは、チャネル状態情報は、WWAN直接通信のチャネル状態を示す情報であってもよい。
変調符号化方式情報は、ユーザデータの変調符号化方式(MCS)を示す情報である。
図7は、第3実施形態に係る動作シーケンスを示す図である。ここでは、UE100−2からUE100−1にフィードバックされる伝送制御情報を例示する。
図7に示すように、ステップS301において、UE100−1及びUE100−2は、WWAN直接通信の接続を確立する。
ステップS302において、UE100−1及びUE100−2は、WLAN直接通信の接続を確立する。
ステップS303において、UE100−1は、WLAN直接通信の接続を介して、ユーザデータをUE100−1に送信する。UE100−2は、ユーザデータを受信するとともに、受信品質の測定及びユーザデータの復号を行う。
ステップS304において、UE100−2は、WWAN直接通信の接続を介して、伝送制御情報をUE100−1に送信する。当該伝送制御情報は、確認応答情報及びチャネル状態情報を含む。UE100−1は、UE100−2から伝送制御情報を受信する。
ステップS305において、UE100−1は、UE100−2から受信した伝送制御情報(確認応答情報、チャネル状態情報)に基づいて、WLAN直接通信の接続を介してユーザデータをUE100−1に送信する。UE100−1は、確認応答情報に基づいてユーザデータの再送を行ってもよい。UE100−1は、チャネル状態情報に基づいて、ユーザデータの変調符号化方式及びMIMO伝送方式を変更してもよい。UE100−2は、ユーザデータを受信するとともに、受信品質の測定及びユーザデータの復号を行う。
ステップS306において、UE100−2は、WWAN直接通信の接続を介して、伝送制御情報(確認応答情報、チャネル状態情報)をUE100−1に送信する。UE100−1は、UE100−2から伝送制御情報を受信する。これ以降、ユーザデータ伝送が終了するまで同様の動作が繰り返される。
第3実施形態によれば、WLAN直接通信によるユーザデータ伝送をWWAN直接通信により動的に制御することができる。
[第4実施形態]
次に、第4実施形態について、第1実施形態乃至第3実施形態との相違点を主として説明する。第4実施形態に係るシステム構成、ユーザ端末の構成及び動作概要は、第1実施形態と同様である。
次に、第4実施形態について、第1実施形態乃至第3実施形態との相違点を主として説明する。第4実施形態に係るシステム構成、ユーザ端末の構成及び動作概要は、第1実施形態と同様である。
以下において、第4実施形態に係る動作シーケンスについて説明する。第4実施形態では、UE100は、WLAN直接通信の接続を維持不能であると判断した場合に、WLAN直接通信からWWAN通信にユーザプレーンを切り替える制御を行う。「WWAN通信にユーザプレーンを切り替える」とは、WWAN直接通信にユーザプレーンを切り替える場合に限らず、通常のWWAN通信にユーザプレーンを切り替える場合も含む。通常のWWAN通信とは、インフラネットワークであるWWAN1経由の通信である。
図8は、第4実施形態に係る動作シーケンスを示す図である。
図8に示すように、ステップS401において、UE100−1及びUE100−2は、WWAN直接通信の接続を確立する。
ステップS402において、UE100−1及びUE100−2は、WLAN直接通信の接続を確立する。
ステップS403において、UE100−1及びUE100−2は、WLAN直接通信の接続を介してユーザデータを送受信する。
ステップS404において、WLAN直接通信の接続の品質が劣化し、WLAN直接通信の接続を維持不能な状態になる。WLAN直接通信の接続を維持不能な状態の判断方法については、第1実施形態と同様である。
ステップS405において、UE100−1及びUE100−2は、WLAN直接通信からWWAN直接通信にユーザプレーンを切り替える。例えば、UE100−1は、WLAN直接通信からWWAN直接通信にユーザプレーンを切り替えることをUE100−2に要求し、UE100−2が応答することにより、切り替え処理が行われる。
ステップS406において、UE100−1及びUE100−2は、WWAN直接通信の接続を介してユーザデータを送受信する。この場合、WWAN直接通信によりユーザデータ及び制御信号の両方が送受信されることになる。
第4実施形態によれば、WLAN直接通信の接続を維持不能な状態になった際に、WWAN直接通信にユーザプレーンを切り替えることにより、ユーザデータの送受信を継続することができる。
なお、WWAN直接通信によりユーザデータの送受信を行っている際に、eNB200からWLANへのオフロード指示があった場合には、UE100は、WWAN直接通信からWLAN直接通信へ切り替えて、WLAN直接通信を行ってもよい。
[第5実施形態]
次に、第5実施形態について、第1実施形態乃至第4実施形態との相違点を主として説明する。第5実施形態に係るシステム構成、ユーザ端末の構成及び動作概要は、第1実施形態と同様である。
次に、第5実施形態について、第1実施形態乃至第4実施形態との相違点を主として説明する。第5実施形態に係るシステム構成、ユーザ端末の構成及び動作概要は、第1実施形態と同様である。
以下において、第5実施形態に係る動作シーケンスについて説明する。第5実施形態では、UE100は、他のUE100から受信するWWAN無線信号に基づいて、WLAN直接通信の接続を他のUE100と確立又は維持可能であるか否かを判断する。
図9は、第5実施形態に係る動作シーケンス1を示す図である。本シーケンスの初期状態において、UE100−1及びUE100−2は、WWAN直接通信の接続及びWLAN直接通信の接続を確立した状態であると仮定する。
図9に示すように、ステップS501において、UE100−2は、WWAN直接通信の参照信号を送信する。参照信号とは、信号系列、送信リソース、及び送信電力が既知のWWAN無線信号である。UE100−1は、WWAN直接通信の参照信号を受信する。
ステップS502において、UE100−1は、WWAN直接通信の参照信号の受信電力を測定する。UE100−1は、WWAN直接通信の参照信号の受信品質を測定してもよい。受信品質とは、例えばSINR(Signal−to−Interference plus Noise power Ratio)である。
ステップS503において、UE100−1は、ステップS502での測定結果に基づいて、WLAN直接通信の接続をUE100−2と維持可能であるか否かを判断する。例えば、UE100−1は、WWAN直接通信の参照信号の受信電力が閾値を下回ったことに応じて、WLAN直接通信の接続を維持不能であると判断する。或いは、UE100−1は、WWAN直接通信の参照信号の受信電力に基づいて伝搬損失(パスロス)を推定し、伝搬損失に対応する端末間距離が閾値を上回ったことに応じて、WLAN直接通信の接続を維持不能であると判断してもよい。伝搬損失は、WWAN直接通信の参照信号の送信電力から受信電力を減じて得た値とすることができる。或いは、UE100−1は、WWAN直接通信の参照信号の受信品質が閾値を下回ったことに応じて、WLAN直接通信の接続を維持不能であると判断してもよい。
図9のシーケンスでは、WWAN直接通信の接続を確立した状態を初期状態として仮定している。しかしながら、WWAN直接通信の接続を確立していない状態を初期状態とする場合、ステップS503において、UE100−1は、UE100−2から受信する参照信号に基づいて、WLAN直接通信の接続をUE100−2と確立可能であるか否かを判断する。
図10は、第5実施形態に係る動作シーケンス2を示す図である。本シーケンスの初期状態において、UE100−1及びUE100−2は、WLAN直接通信の接続を確立していない状態であると仮定する。また、UE100−1及びUE100−2は、WWAN直接通信の接続を確立していなくてもよい。
図10に示すように、ステップS511において、UE100−2は、Discovery信号を送信する。Discovery信号とは、WWAN直接通信の通信相手を発見するためのWWAN無線信号である。Discovery信号は、当該Discovery信号の送信元に関する識別情報を含む。UE100−2は、Discovery信号を定期的に送信することが好ましい。
UE100−1は、Discovery信号をモニタしており、UE100−2からのDiscovery信号を検出する(ステップS512)。
ステップS513において、UE100−1は、ステップS512でDiscovery信号を検出したことに応じて、WLAN直接通信の接続をUE100−2と確立可能であると判断する。UE100−1は、Discovery信号を所定期間にわたって検出しない場合には、WLAN直接通信の接続をUE100−2と確立不能であると判断してもよい。
図10のシーケンスでは、WLAN直接通信の接続を確立していない状態を初期状態として仮定している。しかしながら、WLAN直接通信の接続を確立した状態を初期状態とする場合、ステップS513において、UE100−1は、UE100−2から受信するDiscovery信号に基づいて、WLAN直接通信の接続をUE100−2と維持可能であるか否かを判断する。
第5実施形態によれば、WWAN直接通信の方がWLAN直接通信よりも通信可能距離が長いという特性を利用し、WLAN直接通信の接続を確立又は維持可能であるか否かの判断をWWAN直接通信に基づいて適切に行うことができる。
[第6実施形態]
次に、第6実施形態について、第1実施形態乃至第5実施形態との相違点を主として説明する。第6実施形態に係るシステム構成及びユーザ端末の構成は、第1実施形態と同様である。
次に、第6実施形態について、第1実施形態乃至第5実施形態との相違点を主として説明する。第6実施形態に係るシステム構成及びユーザ端末の構成は、第1実施形態と同様である。
以下において、第6実施形態に係るUE100の動作概要について説明する。第6実施形態では、WLAN直接通信において自UE100がアクセスポイントの働きをする場合、UE100は、アクセスポイントの働きをする他のUE100とWWAN直接通信の接続を確立する。制御信号は、WLAN直接通信における無線リソースを予約するための情報を含む。
図11は、第6実施形態に係るUE100の動作概要を示す図である。図11では、UE100−1及びUE100−2のそれぞれが、WLAN直接通信においてアクセスポイントの働きをするケースを例示する。
図11に示すように、UE100−1は、WLAN直接通信の接続をUE100−3及びUE100−4と確立している。UE100−1は、WLAN直接通信の接続を介してユーザデータをUE100−3及びUE100−4と送受信する。
また、UE100−2は、WLAN直接通信の接続をUE100−5と確立している。UE100−2は、WLAN直接通信の接続を介してユーザデータをUE100−5と送受信する。
さらに、UE100−1は、WWAN直接通信の接続をUE100−2と確立している。UE100−1は、WWAN直接通信の接続を介して制御信号をUE100−2と送受信する。制御信号は、WLAN直接通信における無線リソースを予約するための情報を含む。WLAN直接通信における無線リソースとは、例えば、周波数チャネル、又は、周波数チャネル内のサブチャネルである。
以下において、第6実施形態に係る動作シーケンスについて説明する。図12は、第6実施形態に係る動作シーケンスを示す図である。
図12に示すように、ステップS601において、UE100−1は、WWAN直接通信の接続をUE100−2と確立する。
ステップS602において、UE100−1は、WLAN直接通信の接続をUE100−3と確立する。
ステップS603において、UE100−1は、WWAN直接通信の接続を介して、WLAN直接通信における無線リソースの予約処理をUE100−2と行う。例えば、UE100−1は、自身が使用したい無線リソースをUE100−2に通知し、UE100−2が応答することにより、予約処理が行われる。UE100−1が予約した無線リソースについては、UE100−2による使用が禁止又は制限される。
ステップS604において、UE100−1は、予約した無線リソースを使用して、WLAN直接通信によりユーザデータをUE100−3と送受信する。
第6実施形態によれば、WWAN直接通信により、WLAN直接通信における無線リソースを予約することにより、WLAN直接通信を行うUE100が密集しているような場合でも、WLAN直接通信の通信速度の低下を回避することができる。
[第7実施形態]
次に、第7実施形態について、第1実施形態乃至第6実施形態との相違点を主として説明する。第7実施形態に係るシステム構成及びユーザ端末の構成は、第1実施形態と同様である。
次に、第7実施形態について、第1実施形態乃至第6実施形態との相違点を主として説明する。第7実施形態に係るシステム構成及びユーザ端末の構成は、第1実施形態と同様である。
以下において、第7実施形態に係る動作シーケンスについて説明する。第7実施形態では、UE100は、ユーザデータの送信及び受信のうち、一方をWLAN直接通信により行うとともに、他方をWWAN直接通信により行う。図13は、第7実施形態に係る動作シーケンスを示す図である。
図13に示すように、ステップS701において、UE100−1及びUE100−2は、WWAN直接通信の接続を確立する。
ステップS702において、UE100−1及びUE100−2は、WLAN直接通信の接続を確立する。
ステップS703において、UE100−1は、WWAN直接通信の接続を介して、ユーザデータをUE100−2に送信する。また、UE100−1は、WWAN直接通信の接続を介して、制御信号をUE100−2に送信する。
一方、UE100−2は、WLAN直接通信の接続を介して、ユーザデータをUE100−1に送信する。また、UE100−2は、制御信号については、WWAN直接通信の接続を介してUE100−1に送信することが好ましい。
ステップS704において、UE100−1は、WWAN直接通信の接続を介して、ユーザデータをUE100−2に送信する。また、UE100−1は、WWAN直接通信の接続を介して、制御信号をUE100−2に送信する。
一方、UE100−2は、WLAN直接通信の接続を介して、ユーザデータをUE100−1に送信する。UE100−2は、制御信号については、WWAN直接通信の接続を介してUE100−1に送信することが好ましい。これ以降、同様の動作が繰り返される。なお、ステップS703及びS704におけるUE100−1及びUE100−2の互いのユーザデータの送信タイミングは同時であってもよい。
第7実施形態によれば、WWAN直接通信及びWLAN直接通信を利用して、ユーザデータの全二重通信を行うことができるため、ユーザデータの通信速度の向上を図ることができる。
[第8実施形態]
次に、第8実施形態について、第1実施形態乃至第7実施形態との相違点を主として説明する。第8実施形態に係るシステム構成及びユーザ端末の構成は、第1実施形態と同様である。
次に、第8実施形態について、第1実施形態乃至第7実施形態との相違点を主として説明する。第8実施形態に係るシステム構成及びユーザ端末の構成は、第1実施形態と同様である。
以下において、第8実施形態に係るUE100の動作について説明する。図14は、第8実施形態に係るUE100の動作を示す図である。
図14に示すように、バス又は電車等の車両Vに中継装置400が設置されている。中継装置400は、バックホール回線にWWAN通信を適用し、且つアクセス回線にWLAN通信を適用する装置(リレーノード又はアクセスポイント)である。当該WLAN通信は、WLAN直接通信に限定されない。中継装置400は、車両Vの移動に伴ってハンドオーバを行う。
UE100は、車両V内に位置する。車両V内のUE100は、中継装置400との接続を確立する。具体的には、UE100は、WLAN通信の接続及びWWAN直接通信の接続を中継装置400と確立する。UE100は、WLAN通信の接続を介してユーザデータを送受信するとともに、WWAN直接通信の接続を介して制御信号を送受信する。
この結果、UE100とeNB200との間のユーザデータ経路は、eNB200と中継装置400との間のWWAN接続、及び、中継装置400とUE100との間のWLAN接続により構成される。これに対し、UE100とeNB200との間の制御信号経路は、eNB200と中継装置400との間のWWAN接続、及び、中継装置400とUE100との間のWWAN直接通信接続により構成される。
第8実施形態によれば、車両Vに多数のUE100が乗って移動する場合、各UE100は、ハンドオーバ(又はセル再選択)を行うことなく中継装置400に収容される。すなわち、多数のUE100が一斉にハンドオーバ処理(又はセル再選択に伴う位置登録処理)を行うことを防止することができる。これにより、ハンドオーバ処理(又はセル再選択に伴う位置登録処理)に起因するWWAN負荷の増大を抑制することができる。
[その他の実施形態]
上述した各実施形態を個別に実施する場合に限らず、2以上の実施形態を組み合わせて実施することが可能である。
上述した各実施形態を個別に実施する場合に限らず、2以上の実施形態を組み合わせて実施することが可能である。
上述した各実施形態では、WWANの制御信号について特に触れなかったが、WWANの制御信号をWLAN上でカプセル化して送受信してもよい。
上述した各実施形態では、WWAN通信規格が3GPP LTE規格である一例を説明した。しかしながら、3GPP LTE規格以外のWWAN通信規格であってもよい。
上述した各実施形態では、WLAN通信規格がWi−Fi規格である一例を説明した。しかしながら、Wi−Fi規格以外のWLAN通信規格であってもよい。
[相互参照]
日本国特許出願第2014−211946号(2014年10月16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。
日本国特許出願第2014−211946号(2014年10月16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。
本発明は、無線通信分野において有用である。
Claims (14)
- 無線狭域ネットワーク(WLAN)通信及び無線広域ネットワーク(WWAN)通信をサポートするユーザ端末であって、
前記WWAN通信は、WWAN通信規格に従った端末間直接通信であるWWAN直接通信を含み、
ユーザプレーンに前記WLAN通信を適用するとともに、制御プレーンに前記WWAN直接通信を適用する制御部を備え、
前記制御部は、前記WWAN直接通信により制御信号を送受信するユーザ端末。 - 前記WLAN通信は、WLAN通信規格に従った端末間直接通信であるWLAN直接通信を含み、
前記制御部は、前記WLAN直接通信によりユーザデータを送受信する請求項1に記載のユーザ端末。 - 前記制御信号は、前記WLAN通信を制御するための情報を含む請求項1に記載のユーザ端末。
- 前記情報は、前記WLAN通信の接続の確立に必要な情報である請求項3に記載のユーザ端末。
- 前記制御部は、前記WLAN通信の接続を維持不能であると判断した場合に、前記情報に基づいて前記WLAN通信の新たな接続を確立する制御を行う請求項4に記載のユーザ端末。
- 前記情報は、前記ユーザデータの送信開始、前記ユーザデータの送信停止、前記ユーザデータの受信開始、前記ユーザデータの受信停止のうち、少なくとも1つを要求又は通知する情報である請求項3に記載のユーザ端末。
- 前記情報は、確認応答情報、チャネル状態情報、変調符号化方式情報のうち少なくとも1つである請求項3に記載のユーザ端末。
- 前記制御部は、前記WLAN通信の接続を維持不能であると判断した場合に、前記WLAN通信から前記WWAN通信に前記ユーザプレーンを切り替える制御を行う請求項2に記載のユーザ端末。
- 前記制御部は、他のユーザ端末から受信するWWAN無線信号に基づいて、前記WLAN直接通信の接続を前記他のユーザ端末と確立又は維持可能であるか否かを判断することを特徴とする請求項2に記載のユーザ端末。
- 前記WLAN通信において自ユーザ端末がアクセスポイントの働きをする場合、前記制御部は、アクセスポイントの働きをする他のユーザ端末と前記WWAN直接通信の接続を確立し、
前記制御信号は、前記WLAN通信における無線リソースを予約するための情報を含むことを特徴とする請求項1に記載のユーザ端末。 - 前記WLAN通信は、WLAN通信規格に従った端末間直接通信であるWLAN直接通信を含み、
前記制御部は、前記ユーザデータの送信及び受信のうち、一方を前記WLAN直接通信により行うとともに、他方を前記WWAN直接通信により行う請求項1に記載のユーザ端末。 - 前記制御部は、前記WLAN通信の接続及び前記WWAN直接通信の接続を、ユーザデータ及び制御信号を中継する中継装置と確立し、
前記制御部は、前記WLAN通信によって前記ユーザデータを送受信するとともに、前記WWAN直接通信によって前記制御信号を送受信することを特徴とする請求項1に記載のユーザ端末。 - ユーザ端末との間で、無線狭域ネットワーク(WLAN)通信及び無線広域ネットワーク(WWAN)通信の接続を確立する制御部を備え、
前記制御部は、基地局と前記WWAN通信の接続を確立し、
前記制御部は、前記ユーザ端末との間で、前記WLAN通信によってユーザデータを送受信するとともに、前記WWAN直接通信によって前記制御信号を送受信し、
前記制御部は、前記基地局との間で、前記WWAN通信によって前記ユーザデータ及び前記制御信号を送受信する中継装置。 - 無線狭域ネットワーク(WLAN)通信及び無線広域ネットワーク(WWAN)通信をサポートするユーザ端末を制御するプロセッサであって、
前記WWAN通信は、WWAN通信規格に従った端末間直接通信であるWWAN直接通信を含み、
前記プロセッサは、
ユーザプレーンに前記WLAN通信を適用するとともに、制御プレーンに前記WWAN直接通信を適用し、
前記WWAN直接通信により制御信号を送受信するプロセッサ。
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