JP6636435B2 - 無線通信システムにおける端末間の直接通信のためのディスカバリ信号の検出方法及びこのための装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムに関し、より詳細には、無線通信システムにおける端末間の直接通信のためのディスカバリ信号の検出方法及び無線通信システムにおける端末間の直接通信のためのディスカバリ信号の検出装置に関する。

本発明が適用され得る無線通信システムの一例として、３ＧＰＰ ＬＴＥ（3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution；以下、「ＬＴＥ」という）通信システムについて概略的に説明する。

図１は、無線通信システムの一例として、Ｅ−ＵＭＴＳネットワーク（network）の構造を概略的に示した図である。Ｅ−ＵＭＴＳ（Evolved Universal Mobile Telecommunications System）は、既存のＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）から発展したシステムであって、現在、３ＧＰＰで基礎的な標準化作業を進めている。一般に、Ｅ−ＵＭＴＳは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）システムと称することもできる。ＵＭＴＳ及びＥ−ＵＭＴＳの技術規格（technical specification）の詳細な内容は、それぞれ「3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network」のＲｅｌｅａｓｅ ７及びＲｅｌｅａｓｅ ８を参照することができる。

図１を参照すると、Ｅ−ＵＭＴＳは、端末（User Equipment；ＵＥ）と、基地局（ｅNode B；ｅＮＢ）と、ネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）の終端に位置し、外部ネットワークと接続されるアクセス（接続）ゲートウェイ（Access Gateway；ＡＧ）と、を含む。基地局は、ブロードキャストサービス、マルチキャストサービス及び／又はユニキャストサービスのために多重データストリームを同時に伝送することができる。

一つの基地局には一つ又は複数のセルが存在する。セルは、１．４４Ｍｈｚ、３Ｍｈｚ、５Ｍｈｚ、１０Ｍｈｚ、１５Ｍｈｚ、２０Ｍｈｚなどの帯域幅のうち一つに設定され、多くの端末にダウンリンク又はアップリンク伝送サービスを提供する。互いに異なるセルは、互いに異なる帯域幅を提供するように設定することができる。基地局は、多数の端末に対するデータ送受信を制御する。ダウンリンク（DownLink；ＤＬ）データに関して、基地局は、ダウンリンクスケジューリング情報を伝送し、該当端末にデータが伝送される時間／周波数領域、符号化、データサイズ、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat and reQuest）関連情報などを知らせる。また、アップリンク（UpLink；ＵＬ）データに関して、基地局は、アップリンクスケジューリング情報を該当端末に伝送し、該当端末が使用可能な時間／周波数領域、符号化、データサイズ、ＨＡＲＱ関連情報などを知らせる。各基地局間では、ユーザトラフィック又は制御トラフィックの伝送のためのインターフェースを使用することができる。コアネットワーク（Core Network；ＣＮ）は、ＡＧ及び端末のユーザ登録などのためのネットワークノードなどで構成することができる。ＡＧは、複数のセルで構成されるＴＡ（Tracking Area）単位で端末の移動性（モビリティ）（mobility）を管理する。

無線通信技術は、ＷＣＤＭＡ（登録商標）に基づいてＬＴＥまで開発されてきたが、ユーザ及び事業者の要求及び期待は持続的に増加している。また、他の無線接続技術が継続して開発されているので、今後、競争力を有するためには新たな技術の発展が要求され、ビット当たりのコストの減少、サービス可用性の増大、融通性のある周波数バンドの使用、単純構造及び開放型インターフェース、端末の適切な電力消費（power consumption）などが要求される。

上述した論議に基づいて、以下では、無線通信システムにおける端末間の直接通信のためのディスカバリ信号の検出方法及び無線通信システムにおける端末間の直接通信のためのディスカバリーディスカバリ信号の検出装置を提案する。

本発明の実施例に係る無線通信システムにおいて端末（User Equipment；ＵＥ）が端末間の直接通信のためのディスカバリ（Discovery）信号を検出する方法は、予め知っている相手端末のディスカバリ信号に基づいて（を基準として）（based on）、既に設定された（predetermined）数のコードワードを有する（で構成される）（including）ディスカバリ信号グループを構成することと、所定の（predetermined）ディスカバリ信号を受信してデコーディングすることと、デコーディングされたディスカバリ信号がディスカバリ信号グループに属する場合、相手端末のディスカバリ信号の検出（ディスカバリ信号が検出された）（the discovery signal of the counterpart UE is detected）と判断することと、を有することを特徴とする。

ここで、相手端末のディスカバリ信号の検出と判断することは、所定のディスカバリ信号のエラー検査を行うことと、エラー検査に基づいて、第１の検出状態及び第２の検出状態のうち一つと判断することと、を有することができる。この場合、第１の検出状態及び第２の検出状態のうち一つと判断することは、デコーディングされたディスカバリ信号がディスカバリ信号グループに属しながら（かつ）（and）エラー検査を通過（に成功）した（error checking is successful）とき、第１の検出状態と判断することと、デコーディングされたディスカバリ信号がディスカバリ信号グループに属しながら（かつ）（and）エラー検査に失敗したとき、第２の検出状態と判断することと、を有することができる。また、この方法は、上位層に、検出状態に関する情報を伝達することをさらに有することができる。特に、検出状態に関する情報は、上位層の設定に従って、第１の検出状態及び第２の検出状態を全て（の両方を）（both of）有するか、又は、第１の検出状態のみを有することを特徴とする。

好ましくは、ディスカバリ信号グループを構成することは、予め知っている相手端末のディスカバリ信号の情報ビットに基づいてディスカバリ信号グループを構成することを特徴とする。

一方、本発明の他の実施例である無線通信システムにおいて端末間の直接通信を行う端末（User Equipment；ＵＥ）装置は、基地局又は端末間の直接通信の相手端末装置との間で信号を送受信する（ための）無線通信モジュールと、信号を処理する（ための）プロセッサと、を有し、プロセッサは、予め知っている相手端末のディスカバリ信号に基づいて（を基準として）（based on）、既に設定された数のコードワードを有する（で構成される）（including）ディスカバリ信号グループを構成し、所定のディスカバリ信号を受信してデコーディングし、デコーディングされたディスカバリ信号がディスカバリ信号グループに属する場合、相手端末のディスカバリ信号の検出（ディスカバリ信号が検出された）（the discovery signal of the counterpart UE is detected）と判断することを特徴とする。

ここで、プロセッサは、所定のディスカバリ信号のエラー検査を行い、エラー検査に基づいて第１の検出状態及び第２の検出状態のうち一つと判断することができる。この場合、プロセッサは、デコーディングされたディスカバリ信号がディスカバリ信号グループに属しながら（かつ）（and）エラー検査を通過（に成功）した（error checking is successful）とき、第１の検出状態と判断し、デコーディングされたディスカバリ信号がディスカバリ信号グループに属しながら（かつ）（and）エラー検査に失敗したとき、第２の検出状態と判断する。特に、プロセッサは、上位層に検出状態に関する情報を伝達し、検出状態に関する情報は、上位層の設定に従って第１の検出状態及び第２の検出状態を全て（の両方を）（both of）有するか、又は、第１の検出状態のみを有する。

本発明の実施例によると、無線通信システムにおいて端末間の直接通信のためにディスカバリ信号をより効率的に検出することができる。

本発明で得られる効果は、以上で言及した各効果に制限されず、言及していない更に他の効果は、下記の記載から本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解され得るだろう。

無線通信システムの一例として、Ｅ−ＵＭＴＳネットワークの構造を概略的に示した図である。 ３ＧＰＰ無線接続ネットワーク規格に基づいた端末とＥ−ＵＴＲＡＮとの間の無線インターフェースプロトコル（Radio Interface Protocol）の制御プレーン（Control Plane）及びユーザプレーン（User Plane）の構造を示す図である。 ３ＧＰＰシステムに用いられる各物理チャネルとこれらを用いた一般的な信号伝送方法とを説明するための図である。 ＬＴＥシステムで使用されるダウンリンク無線フレームの構造を例示する図である。 ＬＴＥシステムで使用されるアップリンクサブフレームの構造を示す図である。 端末間の直接通信の概念図である。 本発明の実施例に係るディスカバリ信号検出方法の概念図である。 コンボリューションコード（convolutional code）ベースのビタビ（Viterbi）デコーディングアルゴリズムを例示する図である。 本発明の実施例に係るディスカバリ信号検出方法の一例を示す図である。 本発明の実施例に係る通信装置のブロック構成を例示する図である。

以下で、添付の図面を参照して説明する本発明の各実施例により、本発明の構成、作用及び他の特徴が容易に理解され得るであろう。以下で説明する各実施例は、本発明の技術的特徴が３ＧＰＰシステムに適用された各例である。

本明細書は、ＬＴＥシステム及びＬＴＥ−Ａシステムを使用して本発明の実施例を説明するが、これは例示であって、本発明の実施例は、上記定義に該当するいずれの通信システムにも適用することができる。また、本明細書は、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式を基準として本発明の実施例について説明するが、これは例示であって、本発明の実施例は、Ｈ−ＦＤＤ（Hybrid-FDD）方式又はＴＤＤ（Time Division Duplex）方式にも容易に変形して適用することができる。

図２は、３ＧＰＰ無線接続ネットワーク規格に基づいた端末とＥ−ＵＴＲＡＮとの間の無線インターフェースプロトコルの制御プレーン及びユーザプレーンの構造を示す図である。制御プレーンは、端末（User Equipment；ＵＥ）及びネットワークが呼（コール）（call）を管理するために用いる各制御メッセージが伝送される通信路（path）を意味する。ユーザプレーンは、アプリケーション層で生成されたデータ、例えば、音声データ又はインターネットパケットデータなどが伝送される通信路を意味する。

第１の層である物理層は、物理チャネル（Physical Channel）を用いて上位層に情報伝送サービス（Information Transfer Service）を提供する。物理層は、上位にある媒体接続制御（Medium Access Control）層とはトランスポート（伝送）チャネル（Transport Channel）を介して接続されている。上記トランスポートチャネルを介して媒体接続制御層と物理層との間でデータが移動する。送信側と受信側との物理層間では、物理チャネルを介してデータが移動する。上記物理チャネルは、時間及び周波数を無線資源（リソース）（resource）として利用する。具体的には、物理チャネルは、ダウンリンクにおいてＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式で変調され、アップリンクにおいてＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）方式で変調される。

第２の層のメディアアクセス（媒体接続）制御（Medium Access Control；ＭＡＣ）層は、論理チャネル（Logical Channel）を介して上位層である無線リンク制御（Radio Link Control；ＲＬＣ）層にサービスを提供する。第２の層のＲＬＣ層は、信頼性のあるデータ伝送をサポートする。ＲＬＣ層の機能は、ＭＡＣ内部の機能ブロックで具現することもできる。第２の層のＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）層は、帯域幅の狭い無線インターフェースでＩＰｖ４やＩＰｖ６などのＩＰパケットを効率的に伝送するために不要な制御情報を減少させるヘッダ圧縮（Header Compression）機能を行う。

第３の層の最下部に位置した無線資源制御（Radio Resource Control；ＲＲＣ）層は、制御プレーンのみで定義される。ＲＲＣ層は、各無線ベアラ（Radio Bearer；ＲＢ）の設定（Configuration）、再設定（Re-configuration）及び解放（Release）に関して、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の制御を担当する。ＲＢは、端末とネットワークとの間のデータ伝達のために第２の層によって提供されるサービスを意味する。このために、端末とネットワークのＲＲＣ層とは、ＲＲＣメッセージを交換する。端末は、端末とネットワークのＲＲＣ層との間にＲＲＣ接続（RRC Connected）がある場合、ＲＲＣ接続状態（Connected Mode）に置かれ、そうでない場合、ＲＲＣ休止状態（Idle Mode）に置かれる。ＲＲＣ層の上位にあるＮＡＳ（Non-Access Stratum）層は、セッション管理（Session Management）及び移動性管理（Mobility Management）などの機能を行う。

基地局（ｅＮＢ）を構成する一つのセルは、１．４Ｍｈｚ、３Ｍｈｚ、５Ｍｈｚ、１０Ｍｈｚ、１５Ｍｈｚ及び２０Ｍｈｚなどの帯域幅のうち一つに設定され、多くの端末にダウンリンク又はアップリンク伝送サービスを提供する。互いに異なるセルは、互いに異なる帯域幅を提供するように設定することができる。

ネットワークから端末にデータを伝送するダウンリンクトランスポートチャネルとしては、システム情報を伝送するＢＣＨ（Broadcast CHannel）、ページングメッセージを伝送するＰＣＨ（Paging CHannel）、及びユーザトラフィックや制御メッセージを伝送するダウンリンクＳＣＨ（Shared CHannel）などがある。ダウンリンクマルチキャスト又は放送サービスのトラフィックや制御メッセージの場合、ダウンリンクＳＣＨを介して伝送されることもあり、又は、別個の（separate）ダウンリンクＭＣＨ（Multicast CHannel）を介して伝送されることもある。一方、端末からネットワークにデータを伝送するアップリンクトランスポートチャネルとしては、初期制御メッセージを伝送するＲＡＣＨ（Random Access CHannel）、及びユーザトラフィックや制御メッセージを伝送するアップリンクＳＣＨ（Shared CHannel）などがある。トランスポートチャネルの上位にあり、トランスポートチャネルにマッピングされる論理チャネル（Logical Channel）としては、ＢＣＣＨ（Broadcast Control CHannel）、ＰＣＣＨ（Paging Control CHannel）、ＣＣＣＨ（Common Control CHannel）、ＭＣＣＨ（Multicast Control CHannel）、及びＭＴＣＨ（Multicast Traffic CHannel）などがある。

図３は、３ＧＰＰシステムに用いられる各物理チャネル及びこれらを用いた一般的な信号伝送方法を説明するための図である。

端末は、電源がオンになったり、新たにセルに進入した場合、基地局と同期を合わせるなどの初期セル探索（Initial cell search）作業を行う（Ｓ３０１）。このために、端末は、基地局からプライマリ（主）同期チャネル（Primary Synchronization CHannel；Ｐ−ＳＣＨ）及びセカンダリ（副）同期チャネル（Secondary Synchronization CHannel；Ｓ−ＳＣＨ）を受信することによって基地局と同期を合わせ、セルＩＤなどの情報を獲得することができる。その後、端末は、基地局から物理放送チャネル（Physical Broadcast Channel）を受信し、セル内の放送情報を獲得することができる。一方、端末は、初期セル探索段階でダウンリンク参照信号（DownLink Reference Signal；ＤＬ ＲＳ）を受信し、ダウンリンクチャネル状態を確認することができる。

初期セル探索を終了した端末は、物理ダウンリンク制御チャネル（Physical Downlink Control CHannel；ＰＤＣＣＨ）及び上記ＰＤＣＣＨに載せられた情報によって物理ダウンリンク共有チャネル（Physical Downlink Control CHannel；ＰＤＳＣＨ）を受信することによって、より具体的なシステム情報を獲得することができる（Ｓ３０２）。

一方、基地局に最初に接続したり、信号伝送のための無線資源がない場合、端末は、基地局に対してランダムアクセス手順（Random Access Procedure；ＲＡＣＨ）を行うことができる（段階Ｓ３０３〜段階Ｓ３０６）。このために、端末は、物理ランダムアクセスチャネル（Physical Random Access CHannel；ＰＲＡＣＨ）を介して特定シーケンスをプリアンブルとして伝送し（Ｓ３０３及びＳ３０５）、ＰＤＣＣＨ及び対応するＰＤＳＣＨを介してプリアンブルに対する応答メッセージを受信することができる（Ｓ３０４及びＳ３０６）。コンテンション（contention）ベースのＲＡＣＨの場合、追加的に衝突解決手順（Contention Resolution Procedure）を行うことができる。

上述した手順を行った端末は、その後、一般的なアップリンク／ダウンリンク信号伝送手順として、ＰＤＣＣＨ／ＰＤＳＣＨ受信（Ｓ３０７）及び物理アップリンク共有チャネル（Physical Uplink Shared CHannel；ＰＵＳＣＨ）／物理アップリンク制御チャネル（Physical Uplink Control CHannel；ＰＵＣＣＨ）伝送（Ｓ３０８）を行うことができる。特に、端末は、ＰＤＣＣＨを介してダウンリンク制御情報（Downlink Control Information；ＤＣＩ）を受信する。ここで、ＤＣＩは、端末に対する資源割り当て情報などの制御情報を含み、その使用目的に応じてフォーマットが互いに異なる。

一方、端末がアップリンクを通じて基地局に伝送したり、又は端末が基地局から受信する制御情報は、ダウンリンク／アップリンクＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）、ＰＭＩ（Precoding Matrix Index）、ＲＩ（Rank Indicator）などを含む。３ＧＰＰ ＬＴＥシステムの場合、端末は、上述したＣＱＩ／ＰＭＩ／ＲＩなどの制御情報をＰＵＳＣＨ及び／又はＰＵＣＣＨを介して伝送することができる。

図４は、ダウンリンク無線フレームにおいて一つのサブフレームの制御領域に含まれる制御チャネルを例示する図である。

図４を参照すると、サブフレームは１４個のＯＦＤＭシンボルで構成されている。サブフレーム設定によって最初の１個〜３個のＯＦＤＭシンボルは制御領域として使用され、残りの１３個〜１１個のＯＦＤＭシンボルはデータ領域として使用される。図面において、Ｒ１〜Ｒ４は、アンテナ０〜３に対する参照信号（Reference Signal（ＲＳ）又はPilot Signal）を示す。ＲＳは、制御領域及びデータ領域とは関係なく、サブフレーム内に一定のパターンで割り当てられる（固定される）（allocated）。制御チャネルは、制御領域のうちＲＳが割り当てられていない資源に割り当てられ、トラフィックチャネルも、データ領域のうちＲＳが割り当てられていない資源に割り当てられる。制御領域に割り当てられる制御チャネルとしては、ＰＣＦＩＣＨ（Physical Control Format Indicator CHannel）、ＰＨＩＣＨ（Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel）、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control CHannel）などがある。

ＰＣＦＩＣＨは、物理制御フォーマット指示子チャネルであって、サブフレームごとにＰＤＣＣＨに使用されるＯＦＤＭシンボルの数を端末に知らせる。ＰＣＦＩＣＨは、１番目のＯＦＤＭシンボルに位置し、ＰＨＩＣＨ及びＰＤＣＣＨに優先して設定される。ＰＣＦＩＣＨは、４個のＲＥＧ（Resource Element Group）で構成され、それぞれのＲＥＧは、セルＩＤ（Cell IDentity）に基づいて制御領域内に分散される。一つのＲＥＧは、４個のＲＥ（Resource Element）で構成される。ＲＥは、一つの副搬送波×一つのＯＦＤＭシンボルで定義される最小物理資源を示す。ＰＣＦＩＣＨ値は、帯域幅によって１〜３又は２〜４の値を指示し、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）で変調される。

ＰＨＩＣＨは、物理ＨＡＲＱ（Hybrid-Automatic Repeat and request）指示子チャネルであって、アップリンク伝送に対するＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫを運ぶのに使用される。すなわち、ＰＨＩＣＨは、アップリンクＨＡＲＱのためのＤＬ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が伝送されるチャネルを示す。ＰＨＩＣＨは、１個のＲＥＧで構成され、セル固有（cell-specific）にスクランブル（scrambling）される。ＡＣＫ／ＮＡＣＫは１ビットで指示され、ＢＰＳＫ（Binary phase shift keying）で変調される。変調されたＡＣＫ／ＮＡＣＫは、拡散因子（Spreading Factor；ＳＦ）＝２又は４で拡散される。同一の資源にマッピングされる複数のＰＨＩＣＨは、ＰＨＩＣＨグループを構成する。ＰＨＩＣＨグループに多重化されるＰＨＩＣＨの数は、拡散コードの数によって決定される。ＰＨＩＣＨ（グループ）は、周波数領域及び／又は時間領域でダイバーシティ利得を得るために３回反復される。

ＰＤＣＣＨは、物理ダウンリンク制御チャネルであって、サブフレームの最初のｎ個のＯＦＤＭシンボルに割り当てられる。ここで、ｎは、１以上の整数であって、ＰＣＦＩＣＨによって指示される。ＰＤＣＣＨは、一つ又は複数のＣＣＥ（Control Channel Element）で構成される。ＰＤＣＣＨは、トランスポートチャネルであるＰＣＨ（Paging CHannel）及びＤＬ−ＳＣＨ（DownLink-Shared CHannel）の資源割り当てに関する情報、アップリンクスケジューリンググラント（Uplink Scheduling Grant）、ＨＡＲＱ情報などを各端末又は端末グループに知らせる。ＰＣＨ（Paging CHannel）及びＤＬ−ＳＣＨ（DownLink-Shared CHannel）はＰＤＳＣＨを介して伝送される。よって、基地局及び端末は、一般に、特定の制御情報又は特定のサービスデータを除いては、ＰＤＳＣＨを介してデータをそれぞれ伝送及び受信する。

ＰＤＳＣＨのデータがどの端末（一つ又は複数の端末）に伝送されるものであり、上記各端末がどのようにＰＤＳＣＨデータを受信してデコーディング（decoding）すべきであるのかに関する情報などはＰＤＣＣＨに含まれて伝送される。例えば、特定ＰＤＣＣＨが「Ａ」というＲＮＴＩ（Radio Network Temporary Identity）でＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）マスク（masking）されており、「Ｂ」という無線資源（例、周波数位置）及び「Ｃ」という伝送形式（トランスポートフォーマット）（transport format）情報（例、伝送ブロック（トランスポートブロック）（transport block）サイズ、変調方式、コーディング情報など）を用いて伝送されるデータに関する情報が特定サブフレームを介して伝送されると仮定する。この場合、セル内の端末は、自体が有しているＲＮＴＩ情報を用いてＰＤＣＣＨをモニタリングし、「Ａ」というＲＮＴＩを有している一つ又は複数の端末がある場合、上記各端末はＰＤＣＣＨを受信し、受信したＰＤＣＣＨの情報を通じて「Ｂ」及び「Ｃ」によって指示されるＰＤＳＣＨを受信する。

ダウンリンク制御チャネルの基本資源単位はＲＥＧ（Resource Element Group）である。ＲＥＧは、ＲＳを除いた状態で４個の隣接する資源要素（ＲＥ）で構成される。ＰＣＦＩＣＨ及びＰＨＩＣＨは、それぞれ４個のＲＥＧ及び３個のＲＥＧを含む。ＰＤＣＣＨはＣＣＥ（Control Channel Elements）単位で構成され、一つのＣＣＥは９個のＲＥＧを含む。

図５は、ＬＴＥシステムで使用されるアップリンクサブフレームの構造を示す図である。

図５を参照すると、アップリンクサブフレームは、制御情報を運ぶＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control CHannel）が割り当てられる領域と、ユーザデータを運ぶＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared CHannel）が割り当てられる領域とに分けることができる。サブフレームの中間部分がＰＵＳＣＨに割り当てられ、周波数領域でデータ領域の両側部分がＰＵＣＣＨに割り当てられる。ＰＵＣＣＨ上で伝送される制御情報としては、ＨＡＲＱに使用されるＡＣＫ／ＮＡＣＫ、ダウンリンクチャネル状態を示すＣＱＩ（Channel Quality Indicator）、ＭＩＭＯのためのＲI（Rank Indicator）、アップリンク資源割り当て要求（要請）であるＳＲ（Scheduling Request）などがある。一つの端末に対するＰＵＣＣＨは、サブフレーム内の各スロットで互いに異なる周波数を占める一つの資源ブロックを使用する。すなわち、ＰＵＣＣＨに割り当てられる２個の資源ブロックは、スロット境界で周波数ホッピング（frequency hopping）する。特に、図５は、ｍ＝０であるＰＵＣＣＨ、ｍ＝１であるＰＵＣＣＨ、ｍ＝２であるＰＵＣＣＨ、ｍ＝３であるＰＵＣＣＨがサブフレームに割り当てられることを例示する。

図６は、端末間の直接通信の概念図である。

図６を参照すると、ＵＥが他のＵＥと直接無線通信を行うＤ２Ｄ（Device-To-Device）通信、すなわち、端末間の直接通信では、ｅＮＢがＤ２Ｄ送受信を指示するためのスケジューリングメッセージを送信することができる。Ｄ２Ｄ通信に参加するＵＥは、ｅＮＢからＤ２Ｄスケジューリングメッセージを受信し、Ｄ２Ｄスケジューリングメッセージが指示する送受信動作を行う。ここで、ＵＥは、ユーザの端末を意味するが、ｅＮＢなどのネットワークエンティティが各ＵＥ間の通信方式に従って信号を送受信する場合も一種のＵＥと見なすことができる。以下では、各ＵＥ間で直接連結されたリンクをＤ２Ｄリンクと称し、ＵＥがｅＮＢと通信するリンクをＮＵリンクと称する。

Ｄ２Ｄ動作の遂行のために、ＵＥは、まず、自体がＤ２Ｄ通信を行おうとする相手ＵＥが、Ｄ２Ｄ通信が可能な近接領域に位置するか否かを把握するディスカバリ手順（discovery procedure）を行う。このディスカバリ手順は、各ＵＥが自体を識別できる固有のディスカバリ信号を送信し、隣接したＵＥがこれを検出する場合、ディスカバリ信号を送信したＵＥが隣接した位置にあることを把握する形態からなる。すなわち、各ＵＥは、自体がＤ２Ｄ通信を行おうとする相手ＵＥが隣接した位置に存在するか否かをディスカバリ手順を経て確認した後、実際にユーザデータを送受信するＤ２Ｄ通信を行う。

ＵＥ１が送信するディスカバリ信号には、受信ＵＥが、該当信号がＵＥ１から送信されたという事実を把握できる情報が含まれることが普通である。一例として、ＵＥ１のデバイスＩＤやサービスＩＤなどを含ませることができる。このとき、ＵＥ２が、ＵＥ１が送信するディスカバリ信号が何かを、例えば、ＵＥ１が使用するデバイスＩＤやサービスＩＤを予め知っている場合、その情報を利用してＵＥ１のディスカバリ信号の検出成功確率をさらに高めることができる。

より具体的には、特定の資源でＵＥ２がディスカバリ信号を受信するとき、該当資源で任意のディスカバリ信号が伝送されると仮定すると、ディスカバリ信号の全ての情報ビットを知らないビットと見なし、該当ディスカバリ信号をデコーディングした後、それから送信ＵＥの情報を抽出しなければならない。したがって、ＵＥ２のディスカバリ受信回路の最終結果は、Ａビットサイズのディスカバリ信号が伝送される場合、２Ａ種（ピース）の送信ＵＥ情報のうち何れが使用されるのかを示す指示子（an indicator indicating which of 2A pieces of transmission UE information is used）になる。その一方、特定の資源でＵＥ２がディスカバリ信号を受信するとき、該当資源で特定のＵＥ（図６のＵＥ１）のディスカバリ信号が伝送されると仮定すると、ディスカバリ信号の全ての情報ビットを既に知っているビットと見なし、該当ディスカバリ信号が伝送されたか否かのみを判別すればよい。

したがって、受信回路の最終結果は、Ａビットサイズのディスカバリ信号が伝送される場合にも、仮定した送信ＵＥのディスカバリ信号が伝送されたか否かに対する１ビット指示子になる。受信回路の最終結果のビット数が減少する効果により、後者の方法を取ることによってディスカバリ信号の検出成功確率を高めることができる。

このように受信ＵＥが送信ＵＥのディスカバリ信号を予め把握し、これを利用して検出する方法として、下記の各方式が提案されている。

− ディスカバリ信号の部分マッチング：この方法では、ディスカバリ信号をデコーディングし、その結果として出力されたビットが、検出しようとするディスカバリ信号と完全に一致しなくても一定数以内のビット誤差として表れる場合は、該当ディスカバリ信号が検出されたと仮定する。一例として、検出対象のディスカバリ信号との差がＢビット以内であるディスカバリ信号のデコーディング時には、検出対象ディスカバリ信号の発見と見なす。この方式によると、受信ディスカバリ信号の電力に関して考慮されないので、実際に何ら信号も伝送されていないが、低い水準の雑音に基づいて動作した結果、対象となるディスカバリ信号が検出されたと誤判断するという問題が発生し得る。

− ディスカバリ信号のコリレーション（相関）（correlation）：この方法では、受信ＵＥが仮定するディスカバリ信号を既に知られている一つのシーケンスと見なし、受信信号に該当シーケンスをコリレーションさせる（相関させる）（correlate）形態の検出動作を行う。したがって、そのコリレーションの結果を用いて仮定されるディスカバリ信号の受信電力（the receive power of the assumed discovery signal using the result of correlation）を把握する（detect）ことができ、この電力が一定水準以上になると、該当ディスカバリ信号の伝送を想定する。この方式によると、受信ＵＥが事前に把握できなかったディスカバリ信号を同時に検出すべき場合において、ディスカバリ信号のデコーディングと共に別個のコリレーション動作が行われるべきであるという点で、特に、信号検出対象ＵＥの数が増加するときは端末の具現を複雑にするという問題がある。

以下では、送信ＵＥのディスカバリ信号を事前に知って、これを利用する場合において、上記で言及した問題を解決できる方法を提案する。

図７は、本発明の実施例に係るディスカバリ信号検出方法の概念図である。

本発明のディスカバリ信号検出方法において、受信ＵＥは、送信ＵＥのディスカバリ信号を事前に把握した場合であっても、まず、ディスカバリ信号を通常通りデコーディングする。一般に、ディスカバリ信号デコーディングの最終結果の前に、ディスカバリ信号として伝送可能な各コードワードに対するメトリック（例えば、可能性（尤度）（likelihood）、確率（probability）、コリレーション（correlation）など）を算出することができ、通常のデコーディングでは、このメトリックが最大になるコードワードを選択する。本発明では、上記デコーディング手順でのメトリックを利用する。

具体的には、受信ＵＥが事前に把握した送信ＵＥのディスカバリ信号に対応するコードワード周辺のコードワードを、図７のように一つの仮想のコードワードグループに形成し、該当コードワードグループに属した各コードワードのメトリックから該当送信ＵＥのディスカバリ信号が伝送されたか否かを把握する。

ここで、コードワードグループに属するＧ個のコードワードのメトリックから最終メトリックを計算する関数が必要であり、これをｆ（ｍ₁，ｍ₂，…，ｍ_G）と表示する。ここで、ｍ_iは、コードワードグループ内のｉ番目のコードワードのメトリックに該当する。以下では、このような関数の各例示を示し、算出された最終メトリックが事前に定められた基準を超えると、該当ＵＥのディスカバリ信号が伝送されたと把握する。

１）ｆ（ｍ₁，ｍ₂，…，ｍ_G）＝ｍａｘ｛ｍ₁，ｍ₂，…，ｍ_G｝（最大のメトリックを代表メトリックとして選択）

２）ｆ（ｍ₁，ｍ₂，…，ｍ_G）＝（ｍ₁＋ｍ₂＋…＋ｍ_G）／Ｇ（平均メトリックを代表メトリックとして選択）

３）ｆ（ｍ₁，ｍ₂，…，ｍ_G）＝（ａ₁ｍ₁＋ａ₂ｍ₂＋…＋ａ_Gｍ_G）（メトリックの線形結合を代表メトリックとして選択）

特に、３）において、加重値ａ_iは、対象送信ＵＥのコードワードとの距離によって決定することができ、距離が遠いほどその値が小さくなるという特徴を有することができる。

特に、送信ＵＥのディスカバリ信号に隣接したコードワードとして、コードワードグループに属する各コードワードにおいては、エンコーディング技法によって最終ディスカバリ信号ビットで対象送信ＵＥのディスカバリ信号と多くの差を示す場合が発生し得る。これは、任意のチャネルコーディング方式において、少ない数の情報ビットの差が少ない数の符号化されたビットの差に直結し（cause）ないためである。一例として、情報ビットでは、１ビットのみの差を示す二つのコードワードであるとしても、ターボコーディングなどのチャネルコーディング後のコードワード上では非常に多くの数のビット差で表れることもある。これは、最終デコーディング後に情報ビットにおけるエラー数を判断する上記ディスカバリ信号の部分マッチングの原理と差別化されると見なすことができる（This may be regarded as being differentiated from partial discovery signal matching method for determining the number of errors in the information bits after final decoding）。

以下では、まず、コンボリューションコード（convolutional code）ベースのビタビ（Viterbi）デコーディングアルゴリズムが使用される場合を例に挙げて説明する。

図８は、コンボリューションコード（convolutional code）ベースのビタビ（Viterbi）デコーディングアルゴリズムを例示する図である。特に、図８では、レジスタのステージ数はＬで、各レジスタに入力されるビットの数はｋで、各ｋビット入力に対して出力される符号化されたビットの数はｎであると仮定する。よって、図８でのコーディングレート（coding rate）はｋ／ｎになる。

図８を参照すると、ｋ個の情報ビットが入力されると、既存のステージに位置した各ビットが一ステージずつ横に移動しながら、論理和の手順を通じてｎ個の符号化されたビットが出力される。このとき、Ｌ個のステート（stage）にいずれのビットが位置しているのかを該当コンボリューションコードのステートと称する。すなわち、コンボリューションコードが特定のステートにあるとき、ｋ個の情報ビットが入力されると、特定のｎ個の符号化されたビットを出力しながらステートを変化させる。ビタビデコーディングアルゴリズムは、このようなステートの変化を追跡しながら最適なデコーディングを行う。

具体的には、Ｌ個のステージを通じて表れ得る全体のステートの数がＰで、各ステート候補をＳ₁、Ｓ₂、…、Ｓ_Pと表記する場合、デコーダは、ｍ＊ｋ個の情報ビットを受信した状況でステート候補ｉのメトリックをＳ_i（ｍ）で計算する。その後、その次のｋ個の情報ビットを受信した状況では、各ステート候補のメトリックをＳ_i（ｍ＋１）で下記の手順を通じて更新する。

１）任意のｎビットの組み合わせのそれぞれに対して受信信号をコリレーションした結果を計算する。

２）時点ｍでコンボリューションエンコーダのステートがｘであるとき、上記コリレーションに適用した特定ｎビットの組み合わせが時点ｍ＋１ではステートをｙに変更させる場合、Ｓ_y（ｍ＋１）は、Ｓ_x（ｍ）と該当コリレーションとの和で表れる。

３）時点ｍ＋１で同一のステートに収束する（converging）経路が二つ以上存在する場合は、更新されたメトリックのうち最も大きい値を有効なものと見なす。このうち最も大きな値を有するステート遷移経路（パス）（transition path）を残存（生存）する（survived）経路として選択することができる。

以上の手順を通じて、デコーダは、最初のステートから特定時点の各ステートに進行する、受信符号化されたビットとのコリレーションの和が最大になる最適のステート遷移経路及び各経路のコリレーション値を把握できるので、上述した本発明の原理を適用できるようになる。すなわち、符号化されたビットの伝送が全て終了した時点で、各ステートのメトリックが、該当ステートを最後のステートとして有する残存遷移経路に対応するコードワードのメトリックになり得る。ここで、メトリックは、該当コードワードと受信信号とのコリレーション結果を示す。したがって、該当最終ステートのメトリックのうち上記コードワードグループに属するコードワードに対応するメトリックを探して最終メトリックを計算した後、対象となる送信ＵＥのディスカバリ信号の検出の有無を判断することができる。

図９は、本発明の実施例に係るディスカバリ信号検出方法の一例を示す。図９は、説明の便宜上、ステート１及びステート３からステート２に遷移する経路のみを示したものであり、ｎビットの組み合わせＣ₁及びＣ₂がそれぞれステート１及びステート３からステート２への遷移を作る場合に該当する。また、Ｃｏｒ（Ｃ_i）は、受信信号とｎビットの組み合わせＣ_xとのコリレーションを意味する。

以上で説明したビタビデコーディングアルゴリズムの変形として、特定時点で特定ステートに収束する複数の経路のうち一つのみを取るとき、コードワードグループに属するコードワードに対応する経路に優先権を付与し、最終メトリックの計算時、コードワードグループに属するコードワードがコードワードグループに属しないコードワードより多く残るように具現することができる。

一例として、時点ｍ＋１でステートがｙとなる遷移（the number of transitions to y）が二つ存在し、一つはステートｘ１から出発してｎビットサイズで符号化されたビット組み合わせ１を生成し、他の一つはステートｘ２から出発してｎビットサイズで符号化されたビット組み合わせ２を生成すると仮定する。前者のメトリック（すなわち、ステートｘ１でのメトリックとｎビットサイズで符号化されたビット組み合わせ１のコリレーションの和）が後者のメトリック（すなわち、ステートｘ２でのメトリックとｎビットサイズで符号化されたビット組み合わせ２のコリレーションの和）より大きいとしても、前者の遷移を導き出す（causing）コードワードがコードワードグループ内に存在しない一方、後者の遷移はコードワードグループ内に存在する場合、時点ｍ＋１でのステートｙは、後者の組み合わせから導出された（derived）と見なし、メトリック及びステート遷移を更新する。

図９を参照して説明すると、既存のビタビデコーディングアルゴリズムでは、ステート１からの遷移がステート３からの遷移に比べてより高いメトリックを有するとしても、ステート１からの遷移から現れる（appearing）遷移経路がコードワードグループ上に現れない場合、ステート３からの遷移を選択する。他の意味では、特定遷移経路を誘発するコードワードがコードワードグループ上に存在しない場合、該当経路のメトリックは常に最小値である（being a minimum value）と見なすこともできる。

一方、受信ＵＥは、特定の対象送信ＵＥの信号を検出したと判断する場合にも細部的に具現可能である。一例として、最大のメトリックを有するコードワードが対象となる送信ＵＥのディスカバリ信号と直ぐ（直に）一致する場合（以下、検出ケース１）と、最大のメトリックを有するコードワードは対象となる送信ＵＥのディスカバリ信号と一致しないが、コードワードグループから導出した最終メトリックによって対象送信ＵＥのディスカバリ信号が検出されたと判断される場合（以下、検出ケース２）とに区分することができる。この場合、端末は、該当ディスカバリ信号を処理するアプリケーション層（application layer）にこれら二つの場合を区別して（distinguishably）報告することができる。また、これを受信したアプリケーション層は、自体が対象とするディスカバリの信頼度によって、検出エラーによる問題が制限的である場合、検出ケース１及び２を全て端末検出と判断することもでき、或いは、より安全な検出のみを希望する場合は検出ケース１のみを端末検出と判断することができる。

二つの検出ケースは、それぞれ信頼度が高いディスカバリ信号検出の形態と、信頼度が低いディスカバリ信号検出の形態とに分ける（divided into）こともでき、或いは、ディスカバリ信号にＣＲＣが付く場合は、ＣＲＣを通過したディスカバリ信号検出（すなわち、検出ケース１）とＣＲＣを通過していないディスカバリ信号検出（すなわち、検出ケース２）とに分けることもできる。

図１０は、本発明の一実施例に係る通信装置のブロック構成を例示する図である。

図１０を参照すると、通信装置１０００は、プロセッサ１０１０、メモリ１０２０、ＲＦモジュール１０３０、ディスプレイモジュール１０４０及びユーザインターフェースモジュール１０５０を含む。

通信装置１０００は、説明の便宜のために示したものであって、一部のモジュールは省略可能である。また、通信装置１０００は、必要なモジュールをさらに含むことができる。また、通信装置１０００における一部のモジュールは、より細分化されたモジュールに区分することができる。プロセッサ１０１０は、図面を参照して例示した本発明の実施例に係る動作を行うように構成される。具体的には、プロセッサ１０１０の詳細な動作は、図１〜図９に記載した内容を参照することができる。

メモリ１０２０は、プロセッサ１０１０に接続され、オペレーティングシステム、アプリケーション、プログラムコード、データなどを格納する。ＲＦモジュール１０３０は、プロセッサ１０１０に接続され、ベースバンド（基底帯域）信号を無線信号に変換したり、無線信号をベースバンド信号に変換する機能をする。このために、ＲＦモジュール１０３０は、アナログ変換、増幅、フィルタリング及び周波数アップリンク変換又はこれらの逆の手順を行う。ディスプレイモジュール１０４０は、プロセッサ１０１０に接続され、多様な情報を表示する。ディスプレイモジュール１０４０としては、これに制限されることはないが、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）などのよく知られている要素を使用することができる。ユーザインターフェースモジュール１０５０は、プロセッサ１０１０と接続され、キーパッド、タッチスクリーンなどのよく知られているユーザインターフェースの組み合わせで構成することができる。

以上説明した各実施例は、本発明の各構成要素と各特徴が所定の形態で結合された（組み合わせた）ものである。各構成要素又は特徴は、別途の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮しなければならない。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合されない形態で実施することができる。また、一部の構成要素及び／又は特徴を結合して本発明の実施例を構成することも可能である。本発明の各実施例で説明する各動作の順序は変更可能である。いずれかの実施例の一部の構成や特徴は他の実施例に含ませることができ、又は、他の実施例の対応する構成又は特徴に取り替えることができる。特許請求の範囲で明示的な引用関係のない各請求項を結合して実施例を構成したり、出願後の補正によって新たな請求項として含ませ得ることは自明である。

本発明に係る実施例は、多様な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はこれらの結合などによって具現することができる。ハードウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、一つ又は複数のＡＳＩＣｓ（application specific integrated circuits）、ＤＳＰｓ（Digital Signal Processors）、ＤＳＰＤｓ（Digital Signal Processing Devices）、ＰＬＤｓ（Programmable Logic Devices）、ＦＰＧＡｓ（Field Programmable Gate Arrays）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現することができる。

ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、以上で説明した機能又は動作を行うモジュール、手順、関数などの形態で具現することができる。ソフトウェアコードは、メモリユニットに格納してプロセッサによって駆動することができる。上記メモリユニットは、上記プロセッサの内部又は外部に位置し、既に公知となった多様な手段によって上記プロセッサとデータをやり取りすることができる。

本発明は、本発明の特徴から逸脱しない範囲で他の特定の形態に具体化できることは当業者にとって自明である。したがって、上記の詳細な説明は、全ての面で制限的に解釈してはならなく、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付の請求項の合理的解釈によって決定されなければならなく、本発明の等価的範囲内での全ての変更は本発明の範囲に含まれる。

上述した無線通信システムにおける端末間の直接通信のためのディスカバリ信号の検出方法及びこのための装置は、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムに適用される例を中心に説明したが、３ＧＰＰ ＬＴＥシステム以外にも多様な無線通信システムに適用することが可能である。

Claims (10)

1. 無線通信システムにおいて端末が端末間の直接通信のためのディスカバリ信号を検出する方法であって、
   予め知っている相手端末のディスカバリ信号に基づいて、既に設定された数のコードワードを有するコードワードグループを構成することと、
   ディスカバリ信号を受信することと、
   前記コードワードグループが有するコードワードから最大のメトリックを有するコードワードのメトリックを代表メトリックとして決定することであって、前記コードワードのメトリックは、ｉ）前記コードワードグループが有するコードワードと、ｉｉ）前記受信したディスカバリ信号と、のコリレーション結果であることと、
   前記代表メトリックが閾値より大きい場合、前記相手端末のディスカバリ信号の検出と判断することと、を有する、ディスカバリ信号検出方法。
2. 前記相手端末のディスカバリ信号の検出と判断することは、
   前記検出したディスカバリ信号のエラー検査を行うことと、
   前記エラー検査に基づいて、第１の検出状態及び第２の検出状態のうち一つと判断することと、を有する、請求項１に記載のディスカバリ信号検出方法。
3. 前記第１の検出状態及び第２の検出状態のうち一つと判断することは、
   デコーディングされたディスカバリ信号が前記コードワードグループに属し前記エラー検査を通過したとき、前記第１の検出状態と判断することと、
   前記デコーディングされたディスカバリ信号が前記コードワードグループに属し前記エラー検査に失敗したとき、前記第２の検出状態と判断することと、を有する、請求項２に記載のディスカバリ信号検出方法。
4. 上位層に、検出状態に関する情報を伝達することをさらに有し、
   前記上位層の設定に従って、前記検出状態に関する情報は、前記第１の検出状態及び前記第２の検出状態を全て有するか、又は、前記第１の検出状態のみを有する、請求項２に記載のディスカバリ信号検出方法。
5. 前記コードワードグループは、前記予め知っている相手端末のディスカバリ信号の情報ビットに基づいて構成される、請求項１に記載のディスカバリ信号検出方法。
6. 無線通信システムにおいて端末間の直接通信を行う端末であって、
   基地局又は前記端末間の直接通信の相手端末との間で信号を送受信する無線通信モジュールと、
   前記信号を処理するプロセッサと、を有し、
   前記プロセッサは、
   予め知っている前記相手端末のディスカバリ信号に基づいて、既に設定された数のコードワードを有するコードワードグループを構成し、
   前記無線通信モジュールを介して、ディスカバリ信号を受信し、
   前記コードワードグループが有するコードワードから最大のメトリックを有するコードワードのメトリックを代表メトリックとして決定し、前記コードワードのメトリックは、ｉ）前記コードワードグループが有するコードワードと、ｉｉ）前記受信したディスカバリ信号と、のコリレーション結果であり、
   前記代表メトリックが閾値より大きい場合、前記相手端末のディスカバリ信号の検出と判断する、ように構成される、端末。
7. 前記プロセッサは、
   前記検出したディスカバリ信号のエラー検査を行い、
   前記エラー検査に基づいて第１の検出状態及び第２の検出状態のうち一つと判断する、ようにさらに構成される、請求項６に記載の端末。
8. 前記プロセッサは、
   デコーディングされたディスカバリ信号が前記コードワードグループに属し前記エラー検査を通過したとき、前記第１の検出状態と判断し、
   前記デコーディングされたディスカバリ信号が前記コードワードグループに属し前記エラー検査に失敗したとき、前記第２の検出状態と判断する、ようにさらに構成される、請求項７に記載の端末。
9. 前記プロセッサは、
   上位層に検出状態に関する情報を伝達し、
   前記上位層の設定に従って、前記検出状態に関する情報は、前記第１の検出状態及び前記第２の検出状態を全て有するか、又は、前記第１の検出状態のみを有する、ようにさらに構成される、請求項７に記載の端末。
10. 前記コードワードグループは、前記予め知っている相手端末のディスカバリ信号の情報ビットに基づいて構成される、請求項６に記載の端末。

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