WO2015115003A1 - ユーザ端末、無線通信システムおよび無線通信方法 - Google Patents

Abstract

　Ｔｙｐｅ１ディスカバリを行うユーザ端末の発見用信号を受信するユーザ端末が、当該発見用信号を合成受信することを可能とすること。端末間直接信号送受信を実行可能なユーザ端末は、１周期ごとに次周期での発見用信号送信用リソースを選択する選択部と、発見用信号と併せて次周期での発見用信号送信用リソース情報を送信する送信部と、を有する。

Description

ユーザ端末、無線通信システムおよび無線通信方法

　本発明は、次世代移動通信システムにおけるユーザ端末、無線通信システムおよび無線通信方法に関する。

　ＬＴＥ（Long　Term　Evolution）やＬＴＥの後継システム（たとえば、ＬＴＥアドバンスト、ＦＲＡ（Future　Radio　Access）、４Ｇなどともいう）では、ユーザ端末同士が無線基地局を介さないで直接信号送受信を行うＤ２Ｄ（Device　to　Device）技術が検討されている（たとえば、非特許文献１）。

　端末間直接信号送受信（Ｄ２Ｄ信号送受信）において、ユーザ端末は、通信可能な他のユーザ端末を見つけ出すＤ２Ｄディスカバリ（D2D　discovery）および端末間の通信（D2D　communication）を行う。Ｄ２Ｄディスカバリでは、発見用信号（discovery　signal）送信用のリソース指定方法に基づいて、Ｔｙｐｅ１（衝突型）ディスカバリおよびＴｙｐｅ２（非衝突型）ディスカバリが検討されている。

"Key　drivers　for　LTE　success:　Services　Evolution"、２０１１年９月、3GPP、インターネットURL：　http://www.3gpp.org/ftp/Information/presentations/presentations_2011/2011_09_LTE_Asia/2011_LTE-Asia_3GPP_Service_evolution.pdf

　Ｔｙｐｅ１ディスカバリにおいて、発見用信号を送信するユーザ端末は、１周期ごとに発見用信号送信用リソースを特定の判断基準に基づいて自律的に選択する。ある周期において発見用信号を受信したユーザ端末は、次周期で同一の発見用信号が割り当てられるリソース位置を知ることが困難なため、当該発見用信号を合成受信することができない。

　本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、Ｔｙｐｅ１ディスカバリを行うユーザ端末が送信する発見用信号を受信するユーザ端末が、当該発見用信号を合成受信することが可能となるユーザ端末、無線通信システムおよび無線通信方法を提供することを目的とする。

　本発明のユーザ端末は、端末間直接信号送受信を実行可能なユーザ端末であって、１周期ごとに次周期での発見用信号送信用リソースを選択する選択部と、発見用信号と併せて前記次周期での発見用信号送信用リソース情報を送信する送信部と、を有することを特徴とする。

　本発明によれば、Ｔｙｐｅ１ディスカバリを行うユーザ端末が送信する発見用信号を受信するユーザ端末が、当該発見用信号を合成受信することが可能となる。

Ｄ２Ｄディスカバリにおける発見用信号送信用リソース群であるＤ２Ｄディスカバリリソース群の概念図である。 ユーザ端末が発見用信号と併せて次周期での発見用信号送信用リソース情報を送信することを説明する図である。 ユーザ端末が発見用信号を送信する際に、併せて次の周期における発見用信号送信用リソース情報を通知する方法について説明する図である。 ユーザ端末が発見用信号と併せて次周期での発見用信号送信用リソース情報を通知する際の情報ビット数を減らす方法について説明する図である。 本実施の形態に係る無線通信システムの概略構成の一例を示す図である。 本実施の形態に係る無線基地局の全体構成の一例を示す図である。 本実施の形態に係る無線基地局の機能構成の一例を示す図である。 本実施の形態に係るユーザ端末の全体構成の一例を示す図である。 本実施の形態に係るユーザ端末の機能構成の一例を示す図である。

　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　図１は、Ｄ２Ｄディスカバリにおける発見用信号送信用リソース群であるＤ２Ｄディスカバリリソース群の概念図である。図１に示すように、周期的な上りリンク（ＵＬ：UpLink）リソース群が、Ｄ２Ｄディスカバリリソース群として準静的に割り当てられている。Ｄ２Ｄディスカバリリソース群は、時間－周波数リソースに分割されている。Ｄ２Ｄディスカバリリソース群は、Ｔｙｐｅ１リソース群と、Ｔｙｐｅ２リソース群とを含んで構成される。

　Ｔｙｐｅ１ディスカバリでは、発見用信号を送信可能なリソース群を、ネットワークがユーザ端末に通知する。各ユーザ端末は、通知されたリソース群の中から自律的、たとえばランダムに自端末の発見用信号送信用リソースを選択する。Ｔｙｐｅ１ディスカバリでは、各ユーザ端末が自律的に発見用信号送信用リソースを選択するため、ユーザ端末間で発見用信号送信用リソースが衝突するおそれがある。したがって、Ｔｙｐｅ１ディスカバリは衝突型とも呼ばれる。

　Ｔｙｐｅ２ディスカバリでは、発見用信号を送信するリソースを、ネットワークがユーザ端末ごとに通知する。各ユーザ端末は、指定された発見用信号送信用リソースを使用して発見用信号を送信する。Ｔｙｐｅ２ディスカバリでは、ネットワークが各ユーザ端末の使用する発見用信号送信用リソースを指定するため、ユーザ端末間で発見用信号送信用リソースが衝突することはない。したがって、Ｔｙｐｅ２ディスカバリは非衝突型とも呼ばれる。

　Ｔｙｐｅ２ディスカバリでは、ネットワークが各ユーザ端末に個別の発見用信号送信用リソースを通知する必要があるため、ネットワークとユーザ端末との間の接続状態はＲＲＣ（Radio　Resource　Control）接続状態を必要とする。一方、Ｔｙｐｅ１ディスカバリでは、Ｔｙｐｅ１リソース群を報知すれば、ネットワークとユーザ端末との間の接続状態はＲＲＣアイドル状態であってもよい。

　本明細書では、ユーザ端末がＴｙｐｅ１ディスカバリを実行することを前提とする。

　図１に示すように、Ｔｙｐｅ１ディスカバリでは、Ｄ２Ｄディスカバリを行うすべてのユーザ端末に対して通知されたＤ２Ｄディスカバリリソース群から、各ユーザ端末が自端末の発見用信号送信用リソースを自律的に選択する。すなわち、各ユーザ端末は、１周期ごとに、Ｄ２Ｄディスカバリリソース群から、発見用信号送信用の時間－周波数リソースを自律的、たとえばランダムに選択する。

　発見用信号を送信するユーザ端末は、各周期において、同一の発見用信号を送信する。発見用信号を受信するユーザ端末は、これらの発見用信号を合成受信することにより検出確率を向上することができる。

　発見用信号を合成受信するためには、ある周期で発見用信号を受信したユーザ端末が、次周期で同一の発見用信号が送信されるリソースの位置を知っている必要がある。しかし、Ｔｙｐｅ１ディスカバリにおいて、発見用信号を送信するユーザ端末は、１周期ごとに発見用信号送信用リソースを特定の判断基準に基づいて自律的に選択する。そのため、発見用信号を受信するユーザ端末がそのリソース位置を知ることは困難である。したがって、発見用信号を受信するユーザ端末が合成受信をすることは困難である。

　そこで本発明者らは、発見用信号を受信するユーザ端末が発見用信号を合成受信することを可能とするため、ユーザ端末が周期（ｎ）で発見用信号を送信する際に、周期（ｎ＋１）で同一の発見用信号を送信するリソース位置も併せて通知する技術を見出した。なお、ｎは任意の自然数とする。

　図２に示すように、ユーザ端末は、周期（ｎ）において、Ｄ２Ｄディスカバリリソース群から特定の判断基準に基づいて自律的に選択した発見用信号送信用リソース（ｎ）に発見用信号を割り当てて送信する。このとき、次周期（ｎ＋１）での発見用信号送信用リソース（ｎ＋１）の情報が、周期（ｎ）において発見用信号とともに送信される。すなわち、ユーザ端末は、周期（ｎ）において、次周期（ｎ＋１）での発見用信号送信用リソース（ｎ＋１）をあらかじめ選択および決定している。

　周期（ｎ）で、あるユーザ端末から送信された発見用信号を受信したユーザ端末は、同じユーザ端末の次周期（ｎ＋１）での発見用信号送信用リソース（ｎ＋１）を知ることができる。これにより、受信側のユーザ端末は、同一のユーザ端末が異なる周期で送信する複数の発見用信号の合成受信をすることが可能となり、発見用信号の検出確率が向上する。

　同様に、送信側のユーザ端末は、周期（ｎ＋１）において、次周期（ｎ＋２）での発見用信号送信用リソース（ｎ＋２）を選択および決定する。そして、送信側のユーザ端末は、発見用信号送信用リソース（ｎ＋１）に発見用信号および発見用信号送信用リソース（ｎ＋２）の情報を割り当てて送信する。受信側のユーザ端末は、あるユーザ端末から周期（ｎ＋１）で送信された発見用信号を受信するとともに、同一のユーザ端末の次周期（ｎ＋２）での発見用信号送信用リソース（ｎ＋２）の情報を受信する。

　さらに、送信側のユーザ端末は、周期（ｎ＋２）において、次周期（ｎ＋３）での発見用信号送信用リソース（ｎ＋３）を選択および決定する。そして、送信側のユーザ端末は、発見用信号送信用リソース（ｎ＋２）に発見用信号および発見用信号送信用リソース（ｎ＋３）の情報を割り当てて送信する。受信側のユーザ端末は、あるユーザ端末から周期（ｎ＋２）で送信された発見用信号を受信するとともに、同一のユーザ端末の次周期（ｎ＋３）での発見用信号送信用リソース（ｎ＋３）の情報を受信する。

　続いて、ユーザ端末が、ある周期で発見用信号を送信する際に、併せて次周期における発見用信号送信用リソース情報を通知する方法について説明する。次周期における発見用信号送信用リソース情報には、たとえば次周期における発見用信号送信用リソース位置の情報が含まれる。

　次周期における発見用信号送信用リソース情報を通知する第１の方法では、ユーザ端末は、発見用信号を送信するリソースと同一のリソースで次周期での発見用信号送信用リソース情報を通知する（図３Ａ参照）。図３Ａに示すように、ユーザ端末は、Ｄ２Ｄディスカバリリソース群から発見用信号送信用リソースを選択し、このリソースに発見用信号および次周期での発見用信号送信用リソース情報を割り当てて送信する。たとえば、ユーザ端末は、図３Ａに示す１４ＳＣ－ＦＤＭＡ（Single-Carrier　Frequency-Division　Multiple　Access）シンボルのうち、２シンボルで次周期での発見用信号送信用リソース情報を送信し、１２シンボルで発見用信号として自端末のＩＤなどを変調した情報信号を送信する。

　次周期における発見用信号送信用リソース情報を通知する第２の方法では、ユーザ端末は、発見用信号を送信するリソースとは異なるリソースで次周期での発見用信号送信用リソース情報を通知する（図３Ｂ参照）。図３Ｂに示すように、ユーザ端末は、Ｄ２Ｄディスカバリリソース群から発見用信号送信用リソースを選択して、このリソースに発見用信号を割り当てて送信する。さらにユーザ端末は、Ｄ２Ｄディスカバリリソース群とは独立のリソース群におけるリソースに次周期での発見用信号送信用リソース情報を割り当てて送信する。この独立のリソース群は、たとえばネットワークからユーザ端末に通知される。

　独立のリソース群において、ユーザ端末が、次周期での発見用信号送信用リソース情報を割り当てて送信するリソースは、暗黙的に示される。図３Ｂに示すように、Ｄ２Ｄディスカバリリソース群と独立のリソース群とを縦横における個々のリソースの数が同一となるように分割する。Ｄ２Ｄディスカバリリソース群は、縦がサブキャリア、横がサブフレームを示すリソースブロック単位で分割される。独立のリソース群は、Ｄ２Ｄディスカバリリソース群と同一の単位で分割されてもよいし、Ｄ２Ｄディスカバリリソース群より小さい単位で分割されてもよい。

　そして、ユーザ端末が、Ｄ２Ｄディスカバリリソース群において発見用信号を送信するリソースの位置と、独立のリソース群において次周期での発見用信号送信用リソース情報を送信するリソースの位置とを、両リソース群において対応する位置とする。これにより、発見用信号を受信したユーザ端末は、独立のリソース群において次周期での発見用信号送信用リソース情報が割り当てられているリソース位置を暗黙的に知ることができる。したがって、発見用信号を送信するユーザ端末は、発見用信号を通知する際に、併せて独立のリソース群における次周期での発見用信号送信用リソース情報を割り当てるリソース位置を通知する必要がない。そのため、発見用信号を送信する際の情報量が増えることはない。

　あるいは、周波数ダイバーシチを得るために、ユーザ端末が、Ｄ２Ｄディスカバリリソース群において発見用信号を割り当てて送信するリソース位置に対して、独立のリソース群において次周期での発見用信号送信用リソース情報を割り当てて送信するリソース位置を、あらかじめ通知されたルールに従って周波数方向にシフトしてもよい。

　上記第１の方法および第２の方法において、受信側のユーザ端末が、送信された発見用信号を合成受信するためには、ある周期で発見用信号が検出できない場合にも次周期での発見用信号送信用リソース情報については検出できている必要がある。そのため、発見用信号と比較して、次周期での発見用信号送信用リソース情報は検出しやすい信号であることが求められる。

　ユーザ端末は、次周期での発見用信号送信用リソース情報を送信する信号として、発見用信号を送信する通常の変調信号に比べて良好な検出性能を有する信号であるプリアンブル系列信号を用いることができる。たとえば、ユーザ端末は、ＤＭＲＳ（DeModulation　Reference　Signal）パターンなどの復調用参照信号の系列パターン、ＰＤ２ＤＳＳ（Physical　D2D　Syncronization　Signal）パターンなどの同期用信号の系列パターンまたは新しいプリアンブル系列パターンなどのプリアンブル系列信号を、次周期での発見用信号送信用リソース情報の通知のために使用することができる。

　また、ユーザ端末は、次周期での発見用信号送信用リソース情報を送信する信号として、発見用信号を送信する信号と同一の変調信号であるが、非常に低いコーディング率を有する信号を用いることができる。

　続いて、ユーザ端末が、発見用信号と併せて次周期での発見用信号送信用リソース情報を通知する際の情報ビット数を減らす方法について説明する。発見用信号送信用リソース情報を通知するための信号としては、前述のとおりプリアンブル系列信号や低コーディング率の変調信号を用いることが考えられるが、いずれの場合もこの信号を送信するために用いるリソース、たとえばＯＦＤＭシンボル数は少ないことが望ましく、そのためには発見用信号送信用リソース情報を通知するための情報ビット数を少なく抑える必要がある。発見用信号と併せて次周期での発見用信号送信用リソース情報を通知する際の情報ビット数を減らすためには、ユーザ端末が発見用信号送信用リソースを選択するリソース領域を小さく限定すればよい。

　たとえば、ユーザ端末に対してネットワークが通知する、周期的なＤ２Ｄディスカバリリソース群のサイズが４４×６４［ＲＢ］であると仮定する。この場合、ユーザ端末が全てのリソースを次周期の送信リソース候補として選択し得るとすると、次周期での発見用信号送信用リソース情報を通知するためには１２ビットが必要となる。

　次周期での発見用信号送信用リソース情報を通知する際の情報ビット数を減らす第１の方法では、Ｄ２Ｄディスカバリリソース群を任意の数のサブグループに分割し、ユーザ端末は、周期ごとに１つのサブグループ内で発見用信号送信用リソースを特定の判断基準に基づき自律的に選択する（図４Ａ参照）。なお、サブグループの分割方法は、図４Ａに示すように時間方向に分割する方法に限られず、たとえば周波数方向に分割してもよい。

　図４Ａに示す例では、１周期におけるＤ２Ｄディスカバリリソース群を４つのサブグループに分割している。ユーザ端末は、周期（ｎ）において発見用信号を送信する際に、周期（ｎ＋１）において同一の発見用信号を送信するグループ３内のリソース情報も併せて通知する。この場合、グループ３のサイズは４４×６４÷４［ＲＢ］であるから、ユーザ端末が次周期での発見用信号送信用リソース情報を通知するために必要な情報ビット数は１０ビットとなる。すなわち、サブグループに分割しない場合と比べて、ユーザ端末が次周期での発見用信号送信用リソース情報を通知するために必要な情報ビット数を２ビット減らすことができる。

　図示はしないが、１周期におけるリソース群を８つのサブグループに分割した場合には、サブグループあたりのサイズは４４×６４÷８［ＲＢ］であるから、ユーザ端末が次周期での発見用信号送信用リソース情報を通知するために必要な情報ビット数は９ビットとなる。すなわち、サブグループに分割しない場合と比べて、ユーザ端末が次周期での発見用信号送信用リソース情報を通知するために必要な情報ビット数を３ビット減らすことができる。

　図４Ａに示す例において、周期（ｎ）でグループ２から発見用信号送信用リソースを選択したユーザ端末が、その後の各周期でも同一のグループ、すなわちグループ２から発見用信号送信用リソースを選択し続けることとすると、同じようにグループ２から発見用信号送信用リソースを選択する他のユーザ端末が存在する場合に、双方の発見用信号送信用リソースが衝突する確率が高くなる。そこで、ユーザ端末ごとにサブグループの選び方を示すホッピングパターンをあらかじめ定義しておき、ユーザ端末が周期ごとに異なるサブグループから発見用信号送信用リソースを選択するようにしてもよい。

　次周期での発見用信号送信用リソース情報を通知する際の情報ビット数を減らす第２の方法では、ユーザ端末は、ある周期で選択した発見用信号送信用リソースの周囲の１６［ＲＢ］分のリソース群を、次周期の発見用信号送信用リソースを選択する候補とする（図４Ｂ参照）。次周期での発見用信号送信用リソース候補となる１６［ＲＢ］分のリソース位置は、ある周期で選択した発見用信号送信用リソース位置に対して、事前に定義された相対位置となる。なお、次周期での発見用信号送信用リソース候補となるリソースは、１６［ＲＢ］分に限られず、候補となるリソース数を増減することが可能である。

　ユーザ端末は、候補となる１６［ＲＢ］分のリソース群から次周期での発見用信号送信用リソースを特定の判断基準に基づき自律的に選択および決定する。したがって、ユーザ端末が次周期での発見用信号送信用リソース位置を通知するために必要な情報ビット数は４ビットである。

　図４Ｂに示すように、周波数ダイバーシチを考慮して、ある周期で選択した発見用信号送信用リソースと同一の周波数リソースまたはその周囲の周波数リソースは、次周期の発見用信号送信用リソースを選択する候補から外される。その周囲の周波数リソースとは、たとえば、ある周期で選択した発見用信号送信用リソースと同一の周波数を有するリソースおよび当該周波数と隣接する周波数を有するリソースを示す。

　図４Ｂに示す例では、周期（ｎ）において選択された発見用信号送信用リソースと同一の周波数リソースおよびその周囲の周波数リソースを候補から外して、周期（ｎ＋１）での発見用信号送信用リソース候補群が定義されている。周期（ｎ＋１）での発見用信号送信用リソースはこれらの候補の中から選択されている。周期（ｎ＋１）において、再び、選択された発見用信号送信用リソースと同一の周波数リソースおよびその周囲の周波数リソースを候補から外して、周期（ｎ＋２）での発見用信号送信用リソース候補群が定義されている。

　上述した、次周期における発見用信号送信用リソース情報を通知する方法および次周期での発見用信号送信用リソース情報を通知する際の情報ビット数を減らす方法は、組み合わせて使用することもできる。

　以上説明したように、ユーザ端末が周期（ｎ）で発見用信号を送信する際に、周期（ｎ＋１）で同一の発見用信号を送信するリソース位置も併せて通知することにより、周期（ｎ）で発見用信号を受信したユーザ端末が周期（ｎ＋１）で同一の発見用信号が割り当てられるリソース位置を知ることができるため、受信側のユーザ端末が発見用信号を合成受信することが可能となる。

（無線通信システムの構成）
　以下、本実施の形態に係る無線通信システムの構成について説明する。この無線通信システムでは、上述のＴｙｐｅ１ディスカバリを採用した無線通信方法が適用される。

　図５は、本実施の形態に係る無線通信システムの一例を示す概略構成図である。図５に示すように、無線通信システム１は、複数の無線基地局１０と、各無線基地局１０によって形成されるセル内にあり、各無線基地局１０と通信可能に構成された複数のユーザ端末２０と、を備えている。無線基地局１０は、それぞれ上位局装置３０に接続され、上位局装置３０を介してコアネットワーク４０に接続される。

　無線基地局１０は、所定のカバレッジを有する無線基地局である。なお、無線基地局１０は、相対的に広いカバレッジを有するマクロ基地局（ｅＮｏｄｅＢ、マクロ基地局、集約ノード、送信ポイント、送受信ポイント）であってもよいし、局所的なカバレッジを有するスモール基地局（スモール基地局、ピコ基地局、フェムト基地局、ＨｅＮＢ（Home　eNodeB）、ＲＲＨ（Remote　Radio　Head）、マイクロ基地局、送信ポイント、送受信ポイント）であってもよい。

　ユーザ端末２０は、ＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａなどの各種通信方式に対応した端末であり、移動通信端末だけでなく固定通信端末を含んでよい。ユーザ端末２０は、無線基地局１０を経由して他のユーザ端末２０と通信を実行することができる。また、ユーザ端末２０は、無線基地局１０を経由せずに、他のユーザ端末２０と端末間直接信号送受信（Ｄ２Ｄ信号送受信）を実行することができる。

　上位局装置３０には、たとえば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）等が含まれるが、これに限定されるものではない。

　無線通信システム１では、下りリンクのチャネルとして、各ユーザ端末２０で共有される下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ：Physical　Downlink　Shared　Channel）、下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Physical　Downlink　Control　Channel、ＥＰＤＣＣＨ：Enhanced　Physical　Downlink　Control　Channel）、報知チャネル（ＰＢＣＨ）などが用いられる。ＰＤＳＣＨにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報、所定のＳＩＢ（System　Information　Block）が伝送される。ＰＤＣＣＨ、ＥＰＤＣＣＨにより、下り制御情報（ＤＣＩ）が伝送される。

　無線通信システム１では、上りリンクのチャネルとして、各ユーザ端末２０で共有される上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ：Physical　Uplink　Shared　Channel）、上り制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Physical　Uplink　Control　Channel）などが用いられる。ＰＵＳＣＨにより、ユーザデータや上位レイヤ制御情報が伝送される。

　無線通信システム１では、上りリンクにおいて、ユーザ端末２０間で互いを検出するための発見用信号が送信される。

　図６は、本実施の形態に係る無線基地局１０の全体構成図である。図６に示すように、無線基地局１０は、ＭＩＭＯ伝送のための複数の送受信アンテナ１０１と、アンプ部１０２と、送受信部１０３と、ベースバンド信号処理部１０４と、呼処理部１０５と、インターフェース部１０６とを備えている。

　下りリンクにより無線基地局１０からユーザ端末２０に送信されるユーザデータは、上位局装置３０からインターフェース部１０６を介してベースバンド信号処理部１０４に入力される。

　ベースバンド信号処理部１０４では、ＰＤＣＰレイヤの処理、ユーザデータの分割・結合、ＲＬＣ（Radio　Link　Control）再送制御の送信処理などのＲＬＣレイヤの送信処理、ＭＡＣ（Medium　Access　Control）再送制御、たとえば、ＨＡＲＱの送信処理、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse　Fast　Fourier　Transform）処理、プリコーディング処理が行われて各送受信部１０３に転送される。また、下り制御信号に関しても、チャネル符号化や逆高速フーリエ変換等の送信処理が行われて、各送受信部１０３に転送される。

　各送受信部１０３は、ベースバンド信号処理部１０４からアンテナごとにプリコーディングして出力された下り信号を無線周波数帯に変換する。アンプ部１０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ１０１により送信する。各送受信部１０３は、各ユーザ端末２０に対して、Ｄ２Ｄディスカバリリソース群を通知する。

　一方、上り信号については、各送受信アンテナ１０１で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部１０２で増幅され、各送受信部１０３で周波数変換されてベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部１０４に入力される。

　ベースバンド信号処理部１０４では、入力された上り信号に含まれるユーザデータに対して、ＦＦＴ処理、ＩＤＦＴ処理、誤り訂正復号、ＭＡＣ再送制御の受信処理、ＲＬＣレイヤ、ＰＤＣＰレイヤの受信処理がなされ、インターフェース部１０６を介して上位局装置３０に転送される。呼処理部１０５は、通信チャネルの設定や解放などの呼処理や、無線基地局１０の状態管理や、無線リソースの管理を行う。

　インターフェース部１０６は、基地局間インターフェース（たとえば、光ファイバ、Ｘ２インターフェース）を介して隣接無線基地局と信号を送受信（バックホールシグナリング）する。あるいは、インターフェース部１０６は、所定のインターフェースを介して、上位局装置３０と信号を送受信する。

　図７は、本実施の形態に係る無線基地局１０が有するベースバンド信号処理部１０４の主な機能構成図である。図７に示すように、無線基地局１０が有するベースバンド信号処理部１０４は、制御部３０１と、下り制御信号生成部３０２と、下りデータ信号生成部３０３と、マッピング部３０４と、デマッピング部３０５と、チャネル推定部３０６と、上り制御信号復号部３０７と、上りデータ信号復号部３０８と、判定部３０９と、を少なくとも含んで構成されている。

　制御部３０１は、ＰＤＳＣＨで送信される下りユーザデータ、ＰＤＣＣＨと拡張ＰＤＣＣＨ（ＥＰＤＣＣＨ）の両方、またはいずれか一方で伝送される下り制御情報、下り参照信号などのスケジューリングを制御する。また、制御部３０１は、ＰＲＡＣＨで伝送されるＲＡプリアンブル、ＰＵＳＣＨで伝送される上りデータ、ＰＵＣＣＨまたはＰＵＳＣＨで伝送される上り制御情報、上り参照信号のスケジューリングの制御（割り当て制御）も行う。上りリンク信号（上り制御信号、上りユーザデータ）の割り当て制御に関する情報は、下り制御信号（ＤＣＩ）を用いてユーザ端末２０に通知される。

　制御部３０１は、上位局装置３０からの指示情報や各ユーザ端末２０からのフィードバック情報に基づいて、下りリンク信号および上りリンク信号に対する無線リソースの割り当てを制御する。つまり、制御部３０１は、スケジューラとしての機能を有している。

　下り制御信号生成部３０２は、制御部３０１により割り当てが決定された下り制御信号（ＰＤＣＣＨ信号とＥＰＤＣＣＨ信号の両方、またはいずれか一方）を生成する。具体的に、下り制御信号生成部３０２は、制御部３０１からの指示に基づいて、下りリンク信号の割り当て情報を通知するＤＬアサインメントと、上りリンク信号の割り当て情報を通知するＵＬグラントを生成する。

　下りデータ信号生成部３０３は、制御部３０１によりリソースへの割り当てが決定された下りデータ信号（ＰＤＳＣＨ信号）を生成する。下りデータ信号生成部３０３により生成されるデータ信号には、各ユーザ端末２０からのＣＳＩ等に基づいて決定された符号化率、変調方式に従って符号化処理、変調処理が行われる。

　マッピング部３０４は、制御部３０１からの指示に基づいて、下り制御信号生成部３０２で生成された下り制御信号と、下りデータ信号生成部３０３で生成された下りデータ信号の無線リソースへの割り当てを制御する。

　デマッピング部３０５は、ユーザ端末２０から送信された上りリンク信号をデマッピングして、上りリンク信号を分離する。チャネル推定部３０６は、デマッピング部３０５で分離された受信信号に含まれる参照信号からチャネル状態を推定し、推定したチャネル状態を上り制御信号復号部３０７、上りデータ信号復号部３０８に出力する。

　上り制御信号復号部３０７は、上り制御チャネル（ＰＲＡＣＨ，ＰＵＣＣＨ）でユーザ端末から送信されたフィードバック信号（送達確認信号等）を復号し、制御部３０１へ出力する。上りデータ信号復号部３０８は、上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）でユーザ端末から送信された上りデータ信号を復号し、判定部３０９へ出力する。判定部３０９は、上りデータ信号復号部３０８の復号結果に基づいて、再送制御判定（Ａ／Ｎ判定）を行うとともに結果を制御部３０１に出力する。

　図８は、本実施の形態に係るユーザ端末２０の全体構成図である。図８に示すように、ユーザ端末２０は、ＭＩＭＯ伝送のための複数の送受信アンテナ２０１と、アンプ部２０２と、送受信部（受信部）２０３と、ベースバンド信号処理部２０４と、アプリケーション部２０５と、を備えている。

　下りリンクのデータについては、複数の送受信アンテナ２０１で受信された無線周波数信号がそれぞれアンプ部２０２で増幅され、送受信部２０３で周波数変換されてベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部２０４でＦＦＴ処理や、誤り訂正復号、再送制御の受信処理などがなされる。この下りリンクのデータのうち、下りリンクのユーザデータは、アプリケーション部２０５に転送される。アプリケーション部２０５は、物理レイヤやＭＡＣレイヤより上位のレイヤに関する処理などを行う。また、下りリンクのデータのうち、報知情報もアプリケーション部２０５に転送される。

　一方、上りリンクのユーザデータについては、アプリケーション部２０５からベースバンド信号処理部２０４に入力される。ベースバンド信号処理部２０４では、再送制御（ＨＡＲＱ：Ｈｙｂｒｉｄ　ＡＲＱ）の送信処理や、チャネル符号化、プリコーディング、ＤＦＴ処理、ＩＦＦＴ処理などが行われて各送受信部２０３に転送される。送受信部２０３は、ベースバンド信号処理部２０４から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する。その後、アンプ部２０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ２０１により送信する。

　送受信部２０３は、無線基地局１０から、Ｄ２Ｄディスカバリリソース群の情報を受信する。送受信部２０３は、Ｄ２Ｄ信号送受信におけるＤ２Ｄディスカバリの発見用信号と併せて次周期での発見用信号送信用リソース情報を送信する送信部として機能する。送受信部２０３は、他のユーザ端末が送信する発見用信号を受信し、また端末間の通信における信号を送受信する。

　図９は、ユーザ端末２０が有するベースバンド信号処理部２０４の主な機能構成図である。図９に示すように、ユーザ端末２０が有するベースバンド信号処理部２０４は、制御部４０１と、上り制御信号生成部４０２と、上りデータ信号生成部４０３と、選択部４０４と、マッピング部４０５と、デマッピング部４０６と、チャネル推定部４０７と、下り制御信号復号部４０８と、下りデータ信号復号部４０９と、判定部４１０と、を少なくとも含んで構成されている。

　制御部４０１は、無線基地局から送信された下り制御信号（ＰＤＣＣＨ信号）や、受信したＰＤＳＣＨ信号に対する再送制御判定結果に基づいて、上り制御信号（Ａ／Ｎ信号等）や上りデータ信号の生成を制御する。無線基地局から受信した下り制御信号は下り制御信号復号部４０８から出力され、再送制御判定結果は、判定部４１０から出力される。

　上り制御信号生成部４０２は、制御部４０１からの指示に基づいて上り制御信号（送達確認信号やチャネル状態情報（ＣＳＩ）等のフィードバック信号）を生成する。上りデータ信号生成部４０３は、制御部４０１からの指示に基づいて上りデータ信号を生成する。なお、制御部４０１は、無線基地局から通知される下り制御信号にＵＬグラントが含まれている場合に、上りデータ信号生成部４０３に上りデータ信号の生成を指示する。

　選択部４０４は、Ｔｙｐｅ１ディスカバリを行う際に、１周期ごとに、Ｄ２Ｄディスカバリリソース群から次周期での発見用信号送信用リソースを選択する。選択部４０４は、次周期での発見用信号送信用リソースの選択結果を、制御部４０１に出力する。

　マッピング部４０５は、制御部４０１からの指示に基づいて、上り制御信号（送達確認信号等）と、上りデータ信号の無線リソース（ＰＵＣＣＨ、ＰＵＳＣＨ）への割り当てを制御する。マッピング部４０５は、制御部４０１からの指示に基づいて、Ｄ２Ｄディスカバリの発見用信号および次周期での発見用信号送信用リソース情報の、選択部４０４で選択されたリソースへの割り当てを制御する。

　デマッピング部４０６は、無線基地局１０から送信された下りリンク信号をデマッピングして、下りリンク信号を分離する。チャネル推定部４０７は、デマッピング部４０６で分離された受信信号に含まれる参照信号からチャネル状態を推定し、推定したチャネル状態を下り制御信号復号部４０８、下りデータ信号復号部４０９に出力する。

　下り制御信号復号部４０８は、下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）で送信された下り制御信号（ＰＤＣＣＨ信号）を復号し、スケジューリング情報（上りリソースへの割り当て情報）を制御部４０１へ出力する。また、下り制御信号に送達確認信号をフィードバックするセルに関する情報や、ＲＦ調整の適用有無に関する情報が含まれている場合も、制御部４０１へ出力する。

　下りデータ信号復号部４０９は、下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）で送信された下りデータ信号を復号し、判定部４１０へ出力する。判定部４１０は、下りデータ信号復号部４０９の復号結果に基づいて、再送制御判定（Ａ／Ｎ判定）を行うとともに、結果を制御部４０１に出力する。

　制御部４０１は、他のユーザ端末２０から送信されたＤ２Ｄディスカバリの発見用信号に基づいて、通信可能な他のユーザ端末２０を検出する。制御部４０１は、他のユーザ端末２０が発見用信号と併せて送信した次周期での発見用信号送信用リソース情報に基づいて、当該他のユーザ端末２０が送信する発見用信号の合成受信を制御する。

　なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。

　本出願は、２０１４年１月３０日出願の特願２０１４－０１５９７９に基づく。この内容は、すべてここに含めておく。

Claims (10)

1. 　端末間直接信号送受信を実行可能なユーザ端末であって、
   　１周期ごとに次周期での発見用信号送信用リソースを選択する選択部と、
   　発見用信号と併せて前記次周期での発見用信号送信用リソース情報を送信する送信部と、を有することを特徴とするユーザ端末。
2. 　前記送信部は、前記発見用信号および前記次周期での発見用信号送信用リソース情報を、ネットワークから通知された発見用信号送信用リソース群から自律的に選択した同一のリソースに割り当てて送信することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
3. 　前記送信部は、前記次周期での発見用信号送信用リソース情報を、ネットワークから通知された発見用信号送信用リソース群とは独立のリソース群におけるリソースに割り当てて送信することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
4. 　前記発見用信号送信用リソース群において前記発見用信号を割り当てるリソースの位置と、前記独立のリソース群において前記次周期での発見用信号送信用リソース情報を割り当てるリソースの位置とは、両リソース群において対応する位置であることを特徴とする請求項３に記載のユーザ端末。
5. 　前記送信部は、前記次周期での発見用信号送信用リソース情報を、前記発見用信号を送信する信号とは異なる信号であるプリアンブル系列信号を用いて送信することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
6. 　前記送信部は、前記次周期での発見用信号送信用リソース情報を、前記発見用信号を送信する信号と同一の信号であって、非常に低いコーディング率を有する信号を用いて送信することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
7. 　前記選択部は、ネットワークから通知された発見用信号送信用リソース群を任意の数のサブグループに分割し、１周期ごとに１つの前記サブグループ内から自律的に前記次周期での発見用信号送信用リソースを選択することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
8. 　前記選択部は、ある周期で選択した発見用信号送信用リソース位置に対して事前に定義された相対位置に位置するリソース候補群から自律的に前記次周期での発見用信号送信用リソースを選択することを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末。
9. 　端末間直接信号送受信を実行可能なユーザ端末と、前記ユーザ端末と通信可能な無線基地局とを含む無線通信システムであって、
   　前記無線基地局は、前記ユーザ端末に対して、発見用信号送信用リソース群を通知する送信部を備え、
   　前記ユーザ端末は、１周期ごとに前記発見用信号送信用リソース群から次周期での発見用信号送信用リソースを自律的に選択する選択部と、
   　発見用信号と併せて前記次周期での発見用信号送信用リソース情報を送信する送信部と、を有することを特徴とする無線通信システム。
10. 　端末間直接信号送受信を実行可能なユーザ端末の無線通信方法であって、
    　１周期ごとに次周期での発見用信号送信用リソースを選択する工程と、
    　発見用信号と併せて前記次周期での発見用信号送信用リソース情報を送信する工程と、を有することを特徴とする無線通信方法。

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