特許 6840253 無線通信システムにおいて、Ｄ２Ｄ端末が通信装置と通信リンクを形成する方法及びそのための装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6840253

(24)【登録日】2021年2月18日

(45)【発行日】2021年3月10日

(54)【発明の名称】無線通信システムにおいて、Ｄ２Ｄ端末が通信装置と通信リンクを形成する方法及びそのための装置

(51)【国際特許分類】

   H04W 76/10 20180101AFI20210301BHJP

   H04W 16/28 20090101ALI20210301BHJP

   H04W 4/40 20180101ALI20210301BHJP

【ＦＩ】

   H04W76/10

   H04W16/28

   H04W4/40

【請求項の数】15

【全頁数】32

(21)【出願番号】特願2019-543290(P2019-543290)

(86)(22)【出願日】2018年2月12日

(65)【公表番号】特表2020-506637(P2020-506637A)

(43)【公表日】2020年2月27日

(86)【国際出願番号】KR2018001826

(87)【国際公開番号】WO2018147699

(87)【国際公開日】20180816

【審査請求日】2019年8月27日

(31)【優先権主張番号】62/457,189

(32)【優先日】2017年2月10日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】502032105

【氏名又は名称】エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド

(74)【代理人】

【識別番号】100109841

【弁理士】

【氏名又は名称】堅田 健史

(74)【代理人】

【識別番号】230112025

【弁護士】

【氏名又は名称】小林 英了

(74)【代理人】

【識別番号】230117802

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100131451

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 理

(74)【代理人】

【識別番号】100167933

【弁理士】

【氏名又は名称】松野 知紘

(74)【代理人】

【識別番号】100174137

【弁理士】

【氏名又は名称】酒谷 誠一

(74)【代理人】

【識別番号】100184181

【弁理士】

【氏名又は名称】野本 裕史

(72)【発明者】

【氏名】チェ，ヒュクジン

(72)【発明者】

【氏名】ソ，ハンビュル

【審査官】 田畑 利幸

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１４−５２７３６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１３６６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 Ericsson，"Details about CBR measurement"，3GPP TSG-RAN WG1 Meeting #87 R1-1612933，[online]，２０１６年１１月 ５日，pages 1-3，[検索日 2020.09.28]，ＵＲＬ，https://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG1_RL1/TSGR1_87/Docs/R1-1612933.zip

【文献】 NEC，"Load balancing via dynamic resource sharing for multiple carriers and pools"，3GPP TSG-RAN WG1 Meeting #87 R1-1611722，[online]，２０１６年１１月 ４日，pages 1-4，[検索日 2020.09.28]，ＵＲＬ，https://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG1_RL1/TSGR1_87/Docs/R1-1611722.zip

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｗ ４／００−９９／００

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１−４

ＳＡ ＷＧ１−４

ＣＴ ＷＧ１、４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線通信システムにおいて、Ｄ２Ｄ（ｄｅｖｉｃｅ−ｔｏ−ｄｅｖｉｃｅ）端末（ＵＥ）が通信リンクを形成する方法であって、
ビーム方向別に測定されたロード（ｌｏａｄ）に関するロード情報を取得するステップ；
前記ロード情報に基づいて、前記ビーム方向別に対応する少なくとも１つの通信装置のうちいずれか１つの通信装置を選択するステップ；及び
前記選択された通信装置と通信リンクを形成するステップ；を含んでなる、通信リンクを形成する方法。

【請求項2】

前記ロードは、ビーム方向において測定される端末の数、送受信するトラフィック及び干渉度のうち少なくとも１つに対応する値を含むことを特徴とする、請求項１に記載の通信リンクを形成する方法。

【請求項3】

前記端末は、ビーム方向に対応するチャネルの占有された比率であるＣＢＲ（ＣｈａｎｎｅｌＢｙｓｙＲａｔｉｏ）を測定して、
前記測定されたＣＢＲに基づいて、前記ロード情報を取得することを特徴とする、請求項１に記載の通信リンクを形成する方法。

【請求項4】

前記ＣＢＲは、前記チャネルに含まれた全体のリソース中から測定される受信エネルギーが予め設定された第１の閾値以上のリソースの比率に対する値であることを特徴とする、請求項３に記載の通信リンクを形成する方法。

【請求項5】

前記受信エネルギーは、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＲＳＲＱ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｑｕａｌｉｔｙ）及びＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｐｏｗｅｒ）のうち少なくとも１つ以上で算出される値であることを特徴とする、請求項４に記載の通信リンクを形成する方法。

【請求項6】

前記ビーム方向に対応するチャネルに含まれた参照信号（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ，ＲＳ）に対する受信エネルギーが予め設定された第２の閾値を越えた場合、
前記端末は、前記ビーム方向に対応して測定された前記ＣＢＲを有効値として考慮することを特徴とする、請求項３に記載の通信リンクを形成する方法。

【請求項7】

前記ビーム方向に対応するチャネルに含まれた参照信号（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ，ＲＳ）に対する受信エネルギーが予め設定された第２の閾値未満の場合、
前記端末は、前記ビーム方向に対応して測定されたＣＢＲ値に予め設定されたオフセット又は重み値を適用することを特徴とする、請求項３に記載の通信リンクを形成する方法。

【請求項8】

前記端末は、前記いずれか１つの通信装置を選択するとき、前記ビーム方向別の信号の強度をさらに考慮して、
前記ロード情報に基づいて、前記信号の強度に予め設定されたオフセット又は重み値を適用して、前記オフセット又は重み値が適用された前記信号の強度に基づいて、少なくとも１つの通信装置のうち、いずれか１つの通信装置を選択することを特徴とする、請求項１に記載の通信リンクを形成する方法。

【請求項9】

前記端末は、前記ロードが予め設定された制限値以上のビーム方向に対応する通信装置と通信リンクを形成しないことを特徴とする、請求項１に記載の通信リンクを形成する方法。

【請求項10】

前記予め設定された制限値は、前記端末が送信しようとするパケットの優先順位又はサービスの優先順位別に異なるように設定されることを特徴とする、請求項９に記載の通信リンクを形成する方法。

【請求項11】

前記測定されたＣＢＲに基づいて取得した前記ロード情報を含むディスカバリー信号を送信するステップ；をさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載の通信リンクを形成する方法。

【請求項12】

前記少なくとも１つの通信装置が少なくとも１つの基地局である場合、前記ロード情報は、前記少なくとも１つの基地局が送信するＰＢＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）及びＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）によって取得されることを特徴とする、請求項１に記載の通信リンクを形成する方法。

【請求項13】

前記少なくとも１つの通信装置が少なくとも１つのＤ２Ｄ端末である場合、前記ロード情報は、少なくとも１つの他のＤ２Ｄ端末のディスカバリー信号から取得されることを特徴とする、請求項１に記載の通信リンクを形成する方法。

【請求項14】

複数の基地局からＤ２Ｄ通信のために割り当てられた複数のリソースプールを取得するステップ；
前記複数のリソースプールごとに測定されたロードであるリソースロードに関する情報を取得するステップ；及び
前記リソースロードに基づいて、前記複数のリソースプールのうちいずれか１つのリソースプールを選択するステップ；をさらに含んでなることを特徴とする、請求項１３に記載の通信リンクを形成する方法。

【請求項15】

無線通信システムにおいて、通信装置と通信リンクを形成するＤ２Ｄ（ｄｅｖｉｃｅ−ｔｏ−ｄｅｖｉｃｅ）端末（ＵＥ）であって、
送受信器；及び
ビーム方向別に測定されたロード（ｌｏａｄ）に関するロード情報を取得して、前記ロード情報に基づいて、前記ビーム方向別に対応する少なくとも１つの通信装置のうちいずれか１つの通信装置を選択して、前記送受信器を制御して、前記選択された通信装置と通信リンクを形成するプロセッサ；を備えてなる、端末。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線通信システムに関し、詳細には、Ｄ２Ｄ（ｄｅｖｉｃｅ−ｔｏ−ｄｅｖｉｃｅ）端末（ＵＥ）が通信装置と通信リンクを形成する方法及びそのための装置に関する。

【背景技術】

【0002】

無線通信システムが音声やデータなどの多様な種類の通信サービスを提供するために広範囲に展開されている。一般に、無線通信システムは可用のシステムリソース（帯域幅、送信パワーなど）を共有して多重使用者との通信を支援することができる多重接続（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）システムである。多重接続システムの例としては、ＣＤＭＡ（ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）システム、ＦＤＭＡ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）システム、ＴＤＭＡ（ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）システム、ＯＦＤＭＡ（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）システム、ＳＣ−ＦＤＭＡ（ｓｉｎｇｌｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）システム、ＭＣ−ＦＤＭＡ（ｍｕｌｔｉ ｃａｒｒｉｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）システムなどがある。

【0003】

装置対装置（Ｄｅｖｉｃｅ−ｔｏ−Ｄｅｖｉｃｅ；Ｄ２Ｄ）通信とは、端末（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ＵＥ）間に直接的なリンクを設定し、基地局（ｅｖｏｌｖｅｄ ＮｏｄｅＢ；ｅＮＢ）の介入無しで端末間に音声、データなどを直接やり取りする通信方式のことをいう。Ｄ２Ｄ通信は、端末−対−端末（ＵＥ−ｔｏ−ＵＥ）通信、ピア−対−ピア（Ｐｅｅｒ−ｔｏ−Ｐｅｅｒ）通信などの方式を含むことができる。また、Ｄ２Ｄ通信方式は、Ｍ２Ｍ（Ｍａｃｈｉｎｅ−ｔｏ−Ｍａｃｈｉｎｅ）通信、ＭＴＣ（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｙｐｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）などに応用することができる。

【0004】

Ｄ２Ｄ通信は、急増しているデータトラフィックによる基地局の負担を解決可能な一つの方案として考慮されている。例えば、Ｄ２Ｄ通信によれば、既存の無線通信システムとは異なり、基地局の介入無しで装置間にデータをやり取りするので、ネットワークの過負荷が減少する。また、Ｄ２Ｄ通信を導入することによって、基地局における手順の減少、Ｄ２Ｄに参加する装置の消費電力の低減、データ送信速度の増加、ネットワークの収容能力の増大、負荷の分散、セルカバレッジの拡大などの効果を期待することができる。

【0005】

現在、Ｄ２Ｄ通信に連係された形態であって、Ｖ２Ｘ（Ｖｅｈｉｃｌｅ ｔｏ Ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ）通信に対する論議が進められている。Ｖ２Ｘは、車両端末間のＶ２Ｖ、車両とは異なる種類の端末間のＶ２Ｐ、車両とＲＳＵ（ｒｏａｄｓｉｄｅ ｕｎｉｔ）とのＶ２Ｉ通信を含む概念である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明では、Ｄ２Ｄ（ｄｅｖｉｃｅ−ｔｏ−ｄｅｖｉｃｅ）端末（ＵＥ）が通信装置と通信リンクを形成することにおいて、ビーム方向別に混雑度が測定されたロード情報に基づいて通信リンクを形成する通信装置を選択することを技術的課題とする。

【0007】

本発明が遂げようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及していない他の技術的課題は、以下の発明の詳細な説明から本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者には明確に理解されるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一側面による無線通信システムにおいて、Ｄ２Ｄ（ｄｅｖｉｃｅ−ｔｏ−ｄｅｖｉｃｅ）端末（ＵＥ）が通信リンクを形成する方法は、ビーム方向別に測定されたロード（ｌｏａｄ）に関するロード情報を取得するステップ、前記ロード情報に基づいて、前記ビーム方向別に対応する少なくとも１つの通信装置のうちいずれか１つの通信装置を選択するステップ、及び前記選択された通信装置と通信リンクを形成するステップを含む。

【0009】

一例による本発明は、前記ロードは、ビーム方向において測定される端末の数、送受信するトラフィック及び干渉度のうち少なくとも１つに対応する値を含むことを特徴とする。

【0010】

一例による本発明は、前記端末は、前記少なくとも１つの装置から受信されたビーム方向において、チャネルの占有された比率であるチャネル占有比率（ＣＢＲ）を測定して、前記測定されたＣＢＲに基づいて、前記ロード情報を取得することを特徴とする。

【0011】

一例による本発明は、前記ＣＢＲは、前記チャネルに含まれた全体のリソース中から測定される受信エネルギーが予め設定された第１の閾値以上のリソースの比率に対する値であることを特徴とする。

【0012】

一例による本発明は、前記受信エネルギーは、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＲＳＲＱ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｑｕａｌｉｔｙ）及びＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｐｏｗｅｒ）のうち少なくとも１つ以上で算出される値であることを特徴とする。

【0013】

一例による本発明は、前記ビーム方向に対応するチャネルに含まれた参照信号（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ，ＲＳ）に対する受信エネルギーが予め設定された第２の閾値を越えた場合、前記端末は、前記ビーム方向に対応して測定されたＣＢＲを有効値として考慮することを特徴とする。

【0014】

一例による本発明は、前記ビーム方向に対応するチャネルに含まれた参照信号に対する受信エネルギーが予め設定された第２の閾値未満の場合、前記端末は、前記ビーム方向に対応して測定されたＣＢＲ値に予め設定されたオフセット又は重み値を適用することを特徴とする。

【0015】

一例による本発明は、前記端末は、前記いずれか１つの通信装置を選択するとき、前記ビーム方向別の信号の強度をさらに考慮して、前記ロード情報に基づいて、前記信号の強度に予め設定されたオフセット又は重み値を適用して、前記重み値が適用された前記信号の強度に基づいて、少なくとも１つの通信装置のうちいずれか１つの通信装置を選択することを特徴とする。

【0016】

一例による本発明は、前記端末は、前記ロードが予め設定された制限値以上のビーム方向に対応する通信装置と通信リンクを形成しないことを特徴とする。

【0017】

一例による本発明は、前記予め設定された制限値は、前記端末が送信しようとするパケットの優先順位又はサービスの優先順位別に異なるように設定されることを特徴とする。

【0018】

一例による本発明は、前記測定されたＣＢＲに基づいて取得した前記ロード情報を含むディスカバリー信号を送信するステップ；をさらに含むことを特徴とする。

【0019】

一例による本発明は、前記少なくとも１つの通信装置は、アクセスが試みられる少なくとも１つの基地局であり、前記ロード情報は、前記少なくとも１つの基地局が送信するＰＢＣＨ及びＰＤＣＣＨによって取得されることを特徴とする。

【0020】

一例による本発明は、前記少なくとも１つの通信装置は、Ｄ２Ｄ通信リンクを形成する少なくとも１つの他のＤ２Ｄ端末であり、前記ロード情報は、前記少なくとも１つの他のＤ２Ｄ端末のディスカバリー信号から取得されることを特徴とする。

【0021】

一例による本発明は、Ｄ２Ｄ通信のために割り当てられた複数のリソースプールを取得するステップ、前記複数のリソースプールごとに測定されたロードであるリソースロードに関する情報を取得するステップ、及び前記リソースロードに基づいて、前記複数のリソースプールのうちいずれか１つのリソースプールを選択するステップをさらに含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0022】

本発明の実施例によるＤ２Ｄ（ｄｅｖｉｃｅ−ｔｏ−ｄｅｖｉｃｅ）端末（ＵＥ）が通信装置と通信リンクを形成する方法及びそのための装置は、ビーム方向別に混雑度が測定されたロード情報に基づいて、通信リンクを形成する通信装置を選択することで、不要なアクセス（ａｃｃｅｓｓ）、不要なリソース割り当て及びビームスキャン（ｂｅａｍ ｓｃａｎｎｉｎｇ）過程の発生を最小化することができる。

【0023】

本発明から得られる効果は、以上で言及した効果に制限されず、言及していない他の効果は、以下の記載から、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0024】

本明細書に添付された図面は、本発明に対する理解を提供するためのもので、本発明の様々な実施形態を示し、明細書の記載と共に本発明の原理を説明するためのものである。

【図1】無線フレームの構造を示す図である。

【図2】下りリンクスロットでのリソースグリッド（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｇｒｉｄ）を示す図である。

【図3】下りリンクサブフレームの構造を示す図である。

【図4】上りリンクサブフレームの構造を示す図である。

【図5】多重アンテナを有する無線通信システムの構成図である。

【図6】Ｄ２Ｄ同期信号が送信されるサブフレームを示す図である。

【図7】Ｄ２Ｄ信号のリレーを説明するための図である。

【図8】Ｄ２Ｄ通信のためのＤ２Ｄリソースプールの例を示す図である。

【図9】ＳＡ周期を説明するための図である。

【図10】ＬＴＥシステムにおいて用いられる上りリンクサブフレームの構造を示す図である。

【図11】ＴＸＲＵとアンテナ要素との接続方式の一例を示す。

【図12】本発明によるＤ２Ｄ通信を行う端末が基地局にアクセスを試みる方法を説明するための図である。

【図13】本発明によるＤ２Ｄ通信を行う端末が、他のＤ２Ｄ端末とのＤ２Ｄリンクを形成する方法を説明するための図である。

【図14】本発明の一実施例にＤ２Ｄ端末が通信装置と通信リンクを形成する方法を説明するためのフローチャートである。

【図15】本発明によるＤ２Ｄ通信を行う端末を簡単に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下の実施例は、本発明の構成要素及び特徴を所定の形態で結合したものである。各構成要素又は特徴は、別に明示しない限り、選択的なものとして考慮されてもよい。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施されてもよく、また、一部の構成要素及び／又は特徴は結合されて本発明の実施例を構成してもよい。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更されてもよい。ある実施例の一部の構成や特徴は、他の実施例に含まれてもよく、他の実施例の対応する構成又は特徴に代えてもよい。

【0026】

本明細書では、本発明の実施例を、基地局と端末間におけるデータ送受信の関係を中心に説明する。ここで、基地局は、端末と直接に通信を行うネットワークの終端ノード（ｔｅｒｍｉｎａｌｎｏｄｅ）としての意味を有する。本文書で、基地局により行われるとした特定動作は、場合によっては、基地局の上位ノード（ｕｐｐｅｒｎｏｄｅ）により行われてもよい。

【0027】

すなわち、基地局を含む複数のネットワークノード（ｎｅｔｗｏｒｋ ｎｏｄｅｓ）で構成されるネットワークにおいて、端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局、又は基地局以外の他のネットワークノードにより行われるということは明らかである。「基地局（ＢＳ：Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）」は、固定局（ｆｉｘｅｄ ｓｔａｔｉｏｎ）、ＮｏｄｅＢ、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、アクセスポイント（ＡＰ：Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）などの用語に代えてもよい。中継機は、Ｒｅｌａｙ Ｎｏｄｅ（ＲＮ）、Ｒｅｌａｙ Ｓｔａｔｉｏｎ（ＲＳ）などの用語に代えてもよい。また、「端末（Ｔｅｒｍｉｎａｌ）」は、ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、ＭＳ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）、ＭＳＳ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）、ＳＳ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）などの用語に代えてもよい。また、以下の説明において、「基地局」とは、スケジューリング実行ノード、クラスターヘッダー（ｃｌｕｓｔｅｒ ｈｅａｄｅｒ）などの装置を指す意味としても使用可能である。もし、基地局やリレーも、端末が送信する信号を送信すれば、一種の端末と見なすことができる。

【0028】

以下に記述されるセルの名称は、基地局（ｂａｓｅｓｔａｔｉｏｎ，ｅＮＢ）、セクタ（ｓｅｃｔｏｒ）、リモートラジオヘッド（ｒｅｍｏｔｅｒａｄｉｏｈｅａｄ，ＲＲＨ）、リレー（ｒｅｌａｙ）などの送受信ポイントに適用され、また、特定送受信ポイントで構成搬送波（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｃａｒｒｉｅｒ）を区分するための包括的な用語で使われてもよい。

【0029】

以下の説明で使われる特定用語は、本発明の理解を助けるために提供されたもので、これらの特定用語の使用は、本発明の技術的思想から逸脱することなく他の形態に変更されてもよい。

【0030】

場合によっては、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造及び装置を省略したり、各構造及び装置の核心機能を中心にしたブロック図の形式で示すこともできる。また、本明細書全体を通じて同一の構成要素には同一の図面符号を付して説明する。

【0031】

本発明の実施例は、無線接続システムであるＩＥＥＥ８０２システム、３ＧＰＰシステム、３ＧＰＰ ＬＴＥ及びＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）システム、及び３ＧＰＰ２システムの少なくとも一つに開示された標準文書でサポートすることができる。すなわち、本発明の実施例において本発明の技術的思想を明確にするために説明していない段階又は部分は、上記の標準文書でサポートすることができる。なお、本文書で開示している全ての用語は、上記の標準文書によって説明することができる。

【0032】

以下の技術は、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）などのような種々の無線接続システムに用いることができる。ＣＤＭＡは、ＵＴＲＡ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ）やＣＤＭＡ２０００のような無線技術（ｒａｄｉｏ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）によって具現することができる。ＴＤＭＡは、ＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）／ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）／ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ Ｒａｔｅｓ ｆｏｒ ＧＳＭ（登録商標）Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）のような無線技術によって具現することができる。ＯＦＤＭＡは、ＩＥＥＥ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ８０２−２０、Ｅ−ＵＴＲＡ（Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ）などのような無線技術によって具現することができる。ＵＴＲＡは、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）の一部である。３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）ＬＴＥ（ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）は、Ｅ−ＵＴＲＡを用いるＥ−ＵＭＴＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＭＴＳ）の一部であり、下りリンクでＯＦＤＭＡを採用し、上りリンクでＳＣ−ＦＤＭＡを採用する。ＬＴＥ−Ａ（Ａｄｖａｎｃｅｄ）は、３ＧＰＰ ＬＴＥの進展である。ＷｉＭＡＸは、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ規格（ＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ−ＯＦＤＭＡ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ）及び進展したＩＥＥＥ８０２．１６ｍ規格（ＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ−ＯＦＤＭＡ Ａｄｖａｎｃｅｄ ｓｙｓｔｅｍ）によって説明することができる。明確性のために、以下では、３ＧＰＰ ＬＴＥ及びＬＴＥ−Ａシステムを中心に説明するが、本発明の技術的思想はこれに制限されない。

【0033】

ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａリソース構造／チャネル

【0034】

図１を参照して無線フレームの構造について説明する。

【0035】

セルラーＯＦＤＭ無線パケット通信システムにおいて、上り／下りリンクデータパケット送信はサブフレーム（ｓｕｂｆｒａｍｅ）単位で行われ、１サブフレームは、複数のＯＦＤＭシンボルを含む一定の時間区間と定義される。３ＧＰＰ ＬＴＥ標準では、ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）に適用可能なタイプ１無線フレーム（ｒａｄｉｏ ｆｒａｍｅ）構造と、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）に適用可能なタイプ２無線フレーム構造を支援する。

【0036】

図１（ａ）は、タイプ１無線フレームの構造を例示する図である。下りリンク無線フレームは１０個のサブフレームで構成され、１個のサブフレームは時間領域（ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ）において２個のスロット（ｓｌｏｔ）で構成される。１個のサブフレームを送信するためにかかる時間をＴＴＩ（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｔｉｍｅ ｉｎｔｅｒｖａｌ）という。例えば、１サブフレームの長さは１ｍｓであり、１スロットの長さは０．５ｍｓである。１スロットは時間領域において複数のＯＦＤＭシンボルを含み、周波数領域において複数のリソースブロック（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ；ＲＢ）を含む。３ＧＰＰ ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムでは、下りリンクでＯＦＤＭＡを用いているため、ＯＦＤＭシンボルが１シンボル区間を表す。ＯＦＤＭシンボルは、ＳＣ−ＦＤＭＡシンボル又はシンボル区間と呼ぶこともできる。リソースブロック（ＲＢ）はリソース割り当て単位であり、１スロットにおいて複数個の連続した副搬送波（ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ）を含むことができる。

【0037】

１スロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は、ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）の構成（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）によって異なってもよい。ＣＰには、拡張ＣＰ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ ＣＰ）及び一般ＣＰ（ｎｏｒｍａｌ ＣＰ）がある。例えば、ＯＦＤＭシンボルが一般ＣＰによって構成された場合、１スロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は７個であってよい。ＯＦＤＭシンボルが拡張ＣＰによって構成された場合、１ＯＦＤＭシンボルの長さが増加するため、１スロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は、一般ＣＰの場合に比べて少ない。拡張ＣＰの場合に、例えば、１スロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は６個であってもよい。端末が速い速度で移動する場合などのようにチャネル状態が不安定な場合は、シンボル間干渉をより減らすために、拡張ＣＰを用いることができる。

【0038】

一般ＣＰが用いられる場合、１スロットは７個のＯＦＤＭシンボルを含み、１サブフレームは１４個のＯＦＤＭシンボルを含む。このとき、各サブフレームにおける先頭２個又は３個のＯＦＤＭシンボルはＰＤＣＣＨ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ）に割り当て、残りのＯＦＤＭシンボルはＰＤＳＣＨ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｓｈａｒｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ）に割り当てることができる。

【0039】

図１（ｂ）は、タイプ２無線フレームの構造を示す図である。タイプ２無線フレームは、２ハーフフレーム（ｈａｌｆ ｆｒａｍｅ）で構成される。各ハーフフレームは、５サブフレーム、ＤｗＰＴＳ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐｉｌｏｔ Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ）、保護区間（Ｇｕａｒｄ Ｐｅｒｉｏｄ；ＧＰ）、及びＵｐＰＴＳ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｐｉｌｏｔ Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ）で構成され、ここで、１サブフレームは２スロットで構成される。ＤｗＰＴＳは、端末での初期セル探索、同期化又はチャネル推定に用いられる。ＵｐＰＴＳは、基地局でのチャネル推定と端末の上り送信同期を取るために用いられる。保護区間は、上りリンク及び下りリンク間に下りリンク信号の多重経路遅延によって上りリンクで生じる干渉を除去するための区間である。一方、無線フレームのタイプにかかわらず、１個のサブフレームは２個のスロットで構成される。

【0040】

無線フレームの構造は例示に過ぎず、無線フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレームに含まれるスロットの数、又はスロットに含まれるシンボルの数は様々に変更されてもよい。

【0041】

図２は、下りリンクスロットにおけるリソースグリッド（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｇｒｉｄ）を示す図である。同図で、１下りリンクスロットは時間領域で７個のＯＦＤＭシンボルを含み、１リソースブロック（ＲＢ）は周波数領域で１２個の副搬送波を含むとしたが、本発明はこれに制限されない。例えば、一般ＣＰ（ｎｏｒｍａｌ−Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）では１スロットが７ＯＦＤＭシンボルを含むが、拡張ＣＰ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ−ＣＰ）では１スロットが６ＯＦＤＭシンボルを含んでもよい。リソースグリッド上のそれぞれの要素をリソース要素（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔ）と呼ぶ。１リソースブロックは１２×７個のリソース要素を含む。下りリンクスロットに含まれるリソースブロックの個数Ｎ^DLは、下り送信帯域幅による。上りリンクスロットは下りリンクスロットと同一の構造を有することができる。

【0042】

図３は、下りリンクサブフレームの構造を示す図である。１サブフレーム内で第１のスロットにおける先頭部の最大３個のＯＦＤＭシンボルは、制御チャネルが割り当てられる制御領域に該当する。残りのＯＦＤＭシンボルは、物理下り共有チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｃｅｌ；ＰＤＳＣＨ）が割り当てられるデータ領域に該当する。３ＧＰＰ ＬＴＥシステムで用いられる下り制御チャネルには、例えば、物理制御フォーマット指示子チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｏｒｍａｔ ＩｎｄｉｃａｔｏｒＣｈａｎｎｅｌ；ＰＣＦＩＣＨ）、物理下り制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＤＣＣＨ）、物理ＨＡＲＱ指示子チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｈｙｂｒｉｄ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｒｅｐｅａｔ ｒｅｑｕｅｓｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｃｈａｎｅｌ；ＰＨＩＣＨ）などがある。ＰＣＦＩＣＨは、サブフレームの最初のＯＦＤＭシンボルで送信され、サブフレーム内の制御チャネル送信に用いられるＯＦＤＭシンボルの個数に関する情報を含む。ＰＨＩＣＨは、上り送信の応答としてＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を含む。ＰＤＣＣＨで送信される制御情報を、下りリンク制御情報（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ＤＣＩ）という。ＤＣＩは、上りリンク又は下りリンクスケジューリング情報を含んだり、任意の端末グループに対する上り送信電力制御命令を含む。ＰＤＣＣＨは、下りリンク共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）のリソース割り当て及び送信フォーマット、上りリンク共有チャネル（ＵＬ−ＳＣＨ）のリソース割り当て情報、ページングチャネル（ＰＣＨ）のページング情報、ＤＬ−ＳＣＨ上のシステム情報、ＰＤＳＣＨ上で送信されるランダムアクセス応答（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）のような上位層制御メッセージのリソース割り当て、任意の端末グループ内の個別端末に対する送信電力制御命令のセット、送信電力制御情報、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ ＩＰ）の活性化などを含むことができる。複数のＰＤＣＣＨが制御領域内で送信されてもよく、端末は複数のＰＤＣＣＨをモニタすることができる。ＰＤＣＣＨは一つ以上の連続する制御チャネル要素（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ；ＣＣＥ）の組み合わせ（ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）で送信される。ＣＣＥは、無線チャネルの状態に基づくコーディングレートでＰＤＣＣＨを提供するために用いられる論理割り当て単位である。ＣＣＥは、複数個のリソース要素グループに対応する。ＰＤＣＣＨのために必要なＣＣＥの個数は、ＤＩＣのサイズとコーディングレートなどによって変更されてもよい。例えば、ＰＤＣＣＨ送信にはＣＣＥの個数１，２，４，８（それぞれＰＤＣＣＨフォーマット０，１，２，３に対応）個のうちいずれか１つが用いられてもよく、ＤＣＩのサイズが大きい場合及び／又はチャネル状態が良くないため低いコーディングレートが必要な場合、相対的に多い個数のＣＣＥが１つのＰＤＣＣＨ送信のために用いられてもよい。基地局は、端末に送信されるＤＣＩのサイズ、セル帯域幅、下りリンクアンテナポートの個数、ＰＨＩＣＨリソース量などを考慮してＰＤＣＣＨフォーマットを決定し、制御情報に巡回冗長検査（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ；ＣＲＣ）を付加する。ＣＲＣは、ＰＤＣＣＨの所有者又は用途によって無線ネットワーク臨時識別子（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ；ＲＮＴＩ）という識別子でマスクされる。ＰＤＣＣＨが特定端末に対するものであれば、端末のｃｅｌｌ−ＲＮＴＩ（Ｃ−ＲＮＴＩ）識別子をＣＲＣにマスクすることができる。又は、ＰＤＣＣＨがページングメッセージに対するものであれば、ページング指示子識別子（Ｐａｇｉｎｇ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ；Ｐ−ＲＮＴＩ）をＣＲＣにマスクすることができる。ＰＤＣＣＨがシステム情報（より具体的に、システム情報ブロック（ＳＩＢ））に対するものであれば、システム情報識別子及びシステム情報ＲＮＴＩ（ＳＩ−ＲＮＴＩ）をＣＲＣにマスクすることができる。端末のランダムアクセスプリアンブルの送信に対する応答であるランダムアクセス応答を示すために、ランダムアクセス−ＲＮＴＩ（ＲＡ−ＲＮＴＩ）をＣＲＣにマスクすることができる。

【0043】

図４は、上りリンクサブフレームの構造を示す図である。上りリンクサブフレームは、周波数領域で制御領域とデータ領域とに区別できる。制御領域には上りリンク制御情報を含む物理上りリンク制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＵＣＣＨ）が割り当てられる。データ領域には、ユーザーデータを含む物理上りリンク共有チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｕｐｌｉｎｋ ｓｈａｒｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＵＳＣＨ）が割り当てられる。単一搬送波特性を維持するために、一つの端末はＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨを同時に送信しない。一つの端末のＰＵＣＣＨは、サブフレームにおいてリソースブロック対（ＲＢ ｐａｉｒ）に割り当てられる。リソースブロック対に属するリソースブロックは、２スロットに対して互いに異なった副搬送波を占める。これを、ＰＵＣＣＨに割り当てられるリソースブロック対がスロット境界で周波数−ホップ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｈｏｐｐｅｄ）するという。

【0044】

参照信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ；ＲＳ）

【0045】

無線通信システムにおいてパケットを送信するとき、送信されるパケットは無線チャネルを介して送信されるため、送信過程で信号の歪みが発生し得る。歪んだ信号を受信側で正しく受信するためには、チャネル情報を用いて受信信号で歪みを補正しなければならない。チャネル情報を知るために、送信側と受信側の両方で知っている信号を送信し、前記信号がチャネルを介して受信されるときの歪みの程度によってチャネル情報を知る方法を主に用いる。前記信号をパイロット信号（Ｐｉｌｏｔ Ｓｉｇｎａｌ）又は参照信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）という。

【0046】

多重アンテナを用いてデータを送受信する場合には、正しい信号を受信するためには、各送信アンテナと受信アンテナとの間のチャネル状況を知らなければならない。したがって、各送信アンテナ別に、より詳細にはアンテナポート（ｐｏｒｔ）別に別途の参照信号が存在しなければならない。

【0047】

参照信号は、上りリンク参照信号と下りリンク参照信号とに区分することができる。現在、ＬＴＥシステムには上りリンク参照信号として、

【0048】

ｉ）ＰＵＳＣＨ及びＰＵＣＣＨを介して送信された情報のコヒーレント（ｃｏｈｅｒｅｎｔ）な復調のためのチャネル推定のための復調参照信号（ＤｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ−Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ；ＤＭ−ＲＳ）、

【0049】

ｉｉ）基地局が、ネットワークが異なる周波数での上りリンクのチャネル品質を測定するためのサウンディング参照信号（Ｓｏｕｎｄｉｎｇ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ；ＳＲＳ）がある。

【0050】

一方、下りリンク参照信号としては、

【0051】

ｉ）セル内の全ての端末が共有するセル−特定の参照信号（Ｃｅｌｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ；ＣＲＳ）、

【0052】

ｉｉ）特定の端末のみのための端末−特定の参照信号（ＵＥ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）、

【0053】

ｉｉｉ）ＰＤＳＣＨが送信される場合、コヒーレントな復調のために送信されるＤＭ−ＲＳ（ＤｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ−Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）、

【0054】

ｉｖ）下りリンクＤＭＲＳが送信される場合、チャネル状態情報（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ＣＳＩ）を伝達するためのチャネル状態情報参照信号（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ− Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ；ＣＳＩ−ＲＳ）、

【0055】

ｖ）ＭＢＳＦＮ（Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｓｉｎｇｌｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ）モードで送信される信号に対するコヒーレントな復調のために送信されるＭＢＳＦＮ参照信号（ＭＢＳＦＮ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）、

【0056】

ｖｉ）端末の地理的位置情報を推定するのに使用される位置参照信号（Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）がある。

【0057】

参照信号は、その目的によって２種類に大別することができる。チャネル情報の取得のための目的の参照信号、及びデータの復調のために使用される参照信号がある。前者は、ＵＥが下りリンクへのチャネル情報を取得するのにその目的があるため、広帯域で送信されなければならず、特定のサブフレームで下りリンクデータを受信しない端末であってもその参照信号を受信しなければならない。また、これは、ハンドオーバーなどの状況でも用いられる。後者は、基地局が下りリンクデータを送るとき、当該リソースに共に送る参照信号であって、端末は、当該参照信号を受信することによってチャネル測定をして、データを復調することができるようになる。この参照信号は、データが送信される領域に送信されなければならない。

【0058】

多重アンテナ（ＭＩＭＯ）システムのモデリング

【0059】

図５は、多重アンテナを有する無線通信システムの構成図である。

【0060】

図５（ａ）に示したように、送信アンテナの数をＮ_t個、受信アンテナの数をＮ_R個と増やすと、送信機又は受信機でのみ多数のアンテナを用いる場合とは異なり、アンテナの数に比例して理論的なチャネル送信容量が増加する。したがって、送信レートを向上させ、周波数効率を画期的に向上させることができる。チャネル送信容量が増加することによって、送信レートは、理論的に、単一のアンテナの利用時の最大送信レート（Ｒｏ）にレート増加率（Ｒｉ）を掛けた分だけ増加し得る。

【0061】

【数1】

【0062】

例えば、４個の送信アンテナ及び４個の受信アンテナを用いるＭＩＭＯ通信システムでは、単一のアンテナシステムに比べて、理論上、４倍の送信レートを取得することができる。多重アンテナシステムの理論的容量増加が９０年代半ばに証明されて以来、これを実質的なデータ送信率の向上へと導くための様々な技術が現在まで盛んに研究されている。また、いくつかの技術は、既に３世代移動通信と次世代無線ＬＡＮなどの様々な無線通信の標準に反映されている。

【0063】

現在までの多重アンテナ関連研究動向を見ると、様々なチャネル環境及び多重接続環境での多重アンテナ通信容量計算などに関連する情報理論面の研究、多重アンテナシステムの無線チャネル測定及び模型導出の研究、送信信頼度の向上及び送信率の向上のための時空間信号処理技術の研究など、様々な観点で盛んに研究が行われている。

【0064】

多重アンテナシステムでの通信方法を、数学的モデリングを用いてより具体的に説明する。前記システムには、Ｎ_t個の送信アンテナ及びＮ_t個の受信アンテナが存在すると仮定する。

【0065】

送信信号を説明すると、Ｎ_t個の送信アンテナがある場合、送信可能な最大情報はＮ_T個である。送信情報は、次のように表現することができる。

【0066】

【数2】

【0067】

それぞれの送信情報Ｓ₁,Ｓ₂,・・・,Ｓ_NTは、送信電力が異なってもよい。それぞれの送信電力をＰ₁,Ｐ₂,・・・,Ｐ_NTとすれば、送信電力が調整された送信情報は、次のように表現することができる。

【0068】

【数3】

【0069】

また、Ｓ（頭上にサーカムフレックス）は、送信電力の対角行列Ｐを用いて、次のように表現することができる。

【0070】

【数4】

【0071】

送信電力が調整された情報ベクトルＳ（頭上にサーカムフレックス）に重み行列Ｗ適用されて、実際に送信されるＮ_t個の送信信号ｘ₁,ｘ₂,・・・,ｘ_NTが構成される場合を考慮してみよう。重み行列Ｗ、送信情報を送信チャネルの状況などに応じて各アンテナに適切に分配する役割を果たす。ｘ₁,ｘ₂,・・・,ｘ_NTは、ベクトルＸを用いて、次のように表現することができる。

【0072】

【数5】

【0073】

ここで、Ｗ_ijは、ｉ番目の送信アンテナとｊ番目の情報との間の重み値を意味する。Ｗは、プリコーディング行列とも呼ばれる。

【0074】

受信信号は、Ｎ_r個の受信アンテナがある場合、各アンテナの受信信号ｙ₁,ｙ₂,・・・,ｙ_NRはベクトルで次のように表現することができる。

【0075】

【数6】

【0076】

多重アンテナ無線通信システムにおいてチャネルをモデリングする場合、チャネルは、送受信アンテナインデックスによって区分することができる。送信アンテナｊから受信アンテナｉを経るチャネルをｈ_ijと表示することにする。ｈ_ijにおいて、インデックスの順序は受信アンテナインデックスが先で、送信アンテナのインデックスが後であることに留意されたい。

【0077】

一方、図５（ｂ）は、Ｎ_R個の送信アンテナから受信アンテナｉへのチャネルを示した図である。前記チャネルをまとめてベクトル及び行列の形態で表示することができる。図５（ｂ）において、総Ｎ_T個の送信アンテナから受信アンテナｉに到着するチャネルは、次のように表すことができる。

【0078】

【数7】

【0079】

したがって、Ｎ_t個の送信アンテナからＮ_r個の受信アンテナに到着する全てのチャネルは、次のように表現することができる。

【0080】

【数8】

【0081】

実際のチャネルには、チャネル行列Ｈを経た後に白色雑音（ＡＷＧＮ；Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｗｈｉｔｅ Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｎｏｉｓｅ）が加えられる。Ｎ_R個の受信アンテナのそれぞれに加えられる白色雑音ｎ₁,ｎ₂,・・・,ｎ_NRは、次のように表現することができる。

【0082】

【数9】

【0083】

上述した数式モデリングを通じて、受信信号は、次のように表現することができる。

【0084】

【数10】

【0085】

一方、チャネル状態を示すチャネル行列Ｈの行及び列の数は、送受信アンテナの数によって決定される。チャネル行列Ｈおいて、行の数は受信アンテナの数Ｎ_Rと同一であり、列の数は送信アンテナの数Ｎ_tと同一である。すなわち、チャネル行列Ｈは、行列がＮ_R×Ｎ_tとなる。

【0086】

行列のランク（ｒａｎｋ）は、互いに独立した（ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ）行又は列の個数のうち最小の個数として定義される。したがって、行列のランクは、行又は列の個数よりも大きくなることはない。チャネル行列Ｈランク〔rank（Ｈ）〕は、次のように制限される。

【0087】

【数11】

【0088】

ランクの他の定義は、行列を固有値分解（Ｅｉｇｅｎ ｖａｌｕｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）したとき、０ではない固有値の個数として定義することができる。同様に、ランクの更に他の定義は、特異値分解（ｓｉｎｇｕｌａｒ ｖａｌｕｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）したとき、０ではない特異値の個数として定義することができる。したがって、チャネル行列におけるランクの物理的な意味は、与えられたチャネルで互いに異なる情報を送ることができる最大数といえる。

【0089】

本文書の説明において、ＭＩＭＯ送信に対する「ランク（Ｒａｎｋ）」は、特定の時点及び特定の周波数リソースで独立して信号を送信できる経路の数を示し、「レイヤ（ｌａｙｅｒ）の数」は、各経路を介して送信される信号ストリームの個数を示す。一般的に送信端は、信号送信に用いられるランク数に対応する個数のレイヤを送信するため、特に言及がない限り、ランクは、レイヤの個数と同じ意味を有する。

【0090】

Ｄ２Ｄ端末の同期取得

【0091】

以下では、上述した説明及び既存のＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムに基づいて、Ｄ２Ｄ通信において端末間の同期取得について説明する。ＯＦＤＭシステムでは、時間／周波数同期が取られていない場合、セル間干渉（Ｉｎｔｅｒ−Ｃｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）により、ＯＦＤＭ信号において互いに異なる端末間にマルチプレクシングが不可能となり得る。同期を取るためにＤ２Ｄ端末が同期信号を直接送受信し、全ての端末が個別的に同期を取ることは非効率的である。したがって、Ｄ２Ｄのような分散ノードシステムでは、特定のノードが代表同期信号を送信し、残りのＵＥがこれに同期を取ることができる。言い換えると、Ｄ２Ｄ信号送受信のために、一部のノード（このとき、ノードは、ｅＮＢ、ＵＥ、ＳＲＮ（ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｎｏｄｅ又はｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅと呼ぶこともできる）であってもよい。）がＤ２Ｄ同期信号（Ｄ２ＤＳＳ、Ｄ２Ｄ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｓｉｇｎａｌ）を送信し、残りの端末がこれに同期を取って信号を送受信する方式を用いることができる。

【0092】

Ｄ２Ｄ同期信号としては、プライマリ同期信号（ＰＤ２ＤＳＳ（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｄ２ＤＳＳ）又はＰＳＳＳ（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｉｄｅｌｉｎｋ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ））、セカンダリ同期信号（ＳＤ２ＤＳＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｄ２ＤＳＳ）又はＳＳＳＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｉｄｅｌｉｎｋ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ））があり得る。ＰＤ２ＤＳＳは、所定長さのザドフチューシーケンス（Ｚａｄｏｆｆ−ｃｈｕ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）又はＰＳＳと類似／変形／反復された構造などであってもよい。また、ＤＬ ＰＳＳとは異なり、他のザドフチュールートインデックス（例えば、２６，３７）を使用することができる。ＳＤ２ＤＳＳは、Ｍ−シーケンス又はＳＳＳと類似／変形／反復された構造などであってもよい。もし、端末がｅＮＢから同期を取る場合、ＳＲＮはｅＮＢとなり、Ｄ２ＤＳＳはＰＳＳ／ＳＳＳとなる。ＤＬのＰＳＳ／ＳＳＳとは異なり、ＰＤ２ＤＳＳ／ＳＤ２ＤＳＳはＵＬサブキャリアマッピング方式に従う。図６には、Ｄ２Ｄ同期信号が送信されるサブフレームが示されている。ＰＤ２ＤＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄ２Ｄ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｃｈａｎｎｅｌ）は、Ｄ２Ｄ信号送受信の前に端末が最も先に知らなければならない基本となる（システム）情報（例えば、Ｄ２ＤＳＳに関連する情報、デュプレックスモード（Ｄｕｐｌｅｘ Ｍｏｄｅ，ＤＭ）、ＴＤＤ ＵＬ／ＤＬ構成、リソースプール関連情報、Ｄ２ＤＳＳに関連するアプリケーションの種類、ｓｕｂｆｒａｍｅ ｏｆｆｓｅｔ、ブロードキャスト情報など）が送信される（放送）チャネルであってもよい。ＰＤ２ＤＳＣＨは、Ｄ２ＤＳＳと同じサブフレーム上で又は後行するサブフレーム上で送信されてもよい。ＤＭＲＳは、ＰＤ２ＤＳＣＨの復調のために使用することができる。

【0093】

ＳＲＮは、Ｄ２ＤＳＳ、ＰＤ２ＤＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄ２Ｄ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｃｈａｎｎｅｌ）を送信するノードであってもよい。Ｄ２ＤＳＳは、特定のシーケンスの形態であってもよく、ＰＤ２ＤＳＣＨは、特定の情報を示すシーケンスであるか、又は予め定められたチャネルコーディングを経た後のコードワードの形態であってもよい。ここで、ＳＲＮは、ｅＮＢ又は特定のＤ２Ｄ端末であってもよい。部分ネットワークカバレッジ（ｐａｒｔｉａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｖｅｒａｇｅ）又はカバレッジ外（ｏｕｔ ｏｆ ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｖｅｒａｇｅ）の場合には、端末がＳＲＮとなり得る。

【0094】

図７のような状況でカバレッジ外（ｏｕｔ ｏｆ ｃｏｖｅｒａｇｅ）の端末とのＤ２Ｄ通信のために、Ｄ２ＤＳＳはリレーされてもよい。また、Ｄ２ＤＳＳは、多重ホップを介してリレーされてもよい。以下の説明において、同期信号をリレーするということは、直接基地局の同期信号をＡＦリレーすることだけでなく、同期信号の受信時点に合わせて別途のフォーマットのＤ２Ｄ同期信号を送信することも含む概念である。このように、Ｄ２Ｄ同期信号がリレーされることによって、カバレッジ内の端末とカバレッジ外の端末とが直接通信を行うことができる。

【0095】

Ｄ２Ｄリソースプール

【0096】

図８には、Ｄ２Ｄ通信を行うＵＥ１、ＵＥ２、及びこれらが用いるＤ２Ｄリソースプールの例が示されている。図８（ａ）において、ＵＥは、端末又はＤ２Ｄ通信方式に従って信号を送受信する基地局などのネットワーク装備を意味する。端末は、一連のリソースの集合を意味するリソースプール内で特定のリソースに該当するリソースユニットを選択し、当該リソースユニットを用いてＤ２Ｄ信号を送信することができる。受信端末（ＵＥ２）は、ＵＥ１が信号を送信できるリソースプールの構成（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ）を受け、当該プール（ｐｏｏｌ）内でＵＥ１の信号を検出することができる。ここで、リソースプールは、ＵＥ１が基地局の接続範囲にある場合には、基地局が知らせることができ、基地局の接続範囲外にある場合には、他の端末が知らせたり、又は予め定められたリソースで決定されてもよい。一般に、リソースプールは、複数のリソースユニットで構成され、各端末は、一つ又は複数のリソースユニットを選定して自身のＤ２Ｄ信号送信に用いることができる。リソースユニットは、図８（ｂ）に例示した通りであってもよい。図８（ｂ）を参照すると、全体の周波数リソースがＮ_F個に分割され、全体の時間リソースがＮ_T個に分割されて、総Ｎ_F＊Ｎ_T個のリソースユニットが定義されることがわかる。ここでは、当該リソースプールがＮ_Tサブフレームを周期にして繰り返されるといえる。特に、一つのリソースユニットが、図示のように周期的に繰り返して現れてもよい。または、時間や周波数領域でのダイバーシティ効果を得るために、一つの論理的なリソースユニットがマッピングされる物理的リソースユニットのインデックスが、時間によって、予め定められたパターンで変化してもよい。このようなリソースユニットの構造において、リソースプールとは、Ｄ２Ｄ信号を送信しようとする端末が送信に使用できるリソースユニットの集合を意味し得る。

【0097】

リソースプールは、様々な種類に細分化することができる。まず、各リソースプールで送信されるＤ２Ｄ信号のコンテンツ（ｃｏｎｔｅｎｔｓ）によって区分することができる。例えば、Ｄ２Ｄ信号のコンテンツは区分されてもよく、それぞれに対して別途のリソースプールが構成されてもよい。Ｄ２Ｄ信号のコンテンツとして、ＳＡ（Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ又はＰｈｙｓｉｃａｌ ｓｉｄｅｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｌｅ（ＰＳＣＣＨ））、Ｄ２Ｄデータチャネル、ディスカバリチャネル（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ｃｈａｎｎｅｌ）があり得る。ＳＡは、送信端末が後行するＤ２Ｄデータチャネルの送信に使用するリソースの位置、その他のデータチャネルの復調のために必要なＭＣＳ（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｄｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ）やＭＩＭＯ送信方式、ＴＡ（ｔｉｍｉｎｇ ａｄｖａｎｃｅ）などの情報を含む信号であってもよい。この信号は、同一のリソースユニット上でＤ２Ｄデータと共にマルチプレクスされて送信されることも可能であり、この場合、ＳＡリソースプールとは、ＳＡがＤ２Ｄデータとマルチプレクスされて送信されるリソースのプールを意味し得る。他の名称として、Ｄ２Ｄ制御チャネル（ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ）又はＰＳＣＣＨ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｓｉｄｅｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ）と呼ぶこともできる。Ｄ２Ｄデータチャネル（又は、ＰＳＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｓｉｄｅｌｉｎｋ ｓｈａｒｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ））は、送信端末がユーザデータを送信するのに使用するリソースのプールであってもよい。同一のリソースユニット上でＤ２Ｄデータと共にＳＡがマルチプレクスされて送信される場合、Ｄ２Ｄデータチャネルのためのリソースプールでは、ＳＡ情報を除いた形態のＤ２Ｄデータチャネルのみが送信され得る。言い換えると、ＳＡリソースプール内の個別リソースユニット上でＳＡ情報を送信するのに使用されていたＲＥｓを、Ｄ２Ｄデータチャネルリソースプールでは、依然としてＤ２Ｄデータを送信するのに使用することができる。ディスカバリーチャネルは、送信端末が自身のＩＤなどの情報を送信して、隣接端末が自身を発見できるようにするメッセージのためのリソースプールであってもよい。

【0098】

Ｄ２Ｄ信号のコンテンツが同じ場合にも、Ｄ２Ｄ信号の送受信属性に応じて異なるリソースプールを使用することができる。例えば、同じＤ２Ｄデータチャネルやディスカバリメッセージであるとしても、Ｄ２Ｄ信号の送信タイミング決定方式（例えば、同期基準信号の受信時点で送信されるか、それとも一定のＴＡを適用して送信されるか）やリソース割り当て方式（例えば、個別信号の送信リソースをｅＮＢが個別送信ＵＥに指定するか、それとも個別送信ＵＥがプール内で独自で個別信号送信リソースを選択するか）、信号フォーマット（例えば、各Ｄ２Ｄ信号が１サブフレームで占めるシンボルの個数や、一つのＤ２Ｄ信号の送信に使用されるサブフレームの個数）、ｅＮＢからの信号の強度、Ｄ２Ｄ ＵＥの送信電力の強度などによって、再び互いに異なるリソースプールに区分されてもよい。説明の便宜上、Ｄ２ＤコミュニケーションにおいてｅＮＢがＤ２Ｄ送信ＵＥの送信リソースを直接指示する方法をＭｏｄｅ１、送信リソース領域が予め設定されていたり、ｅＮＢが送信リソース領域を指定し、ＵＥが送信リソースを直接選択したりする方法をＭｏｄｅ２と呼ぶことにする。Ｄ２Ｄ ｄｉｓｃｏｖｅｒｙの場合には、ｅＮＢがリソースを直接指示する場合にはＴｙｐｅ２、予め設定されたリソース領域又はｅＮＢが指示したリソース領域でＵＥが送信リソースを直接選択する場合はＴｙｐｅ１と呼ぶことにする。

【0099】

ＳＡの送受信

【0100】

モード１の端末は、基地局から構成されたリソースを介してＳＡ（又は、Ｄ２Ｄ制御信号、ＳＣＩ（Ｓｉｄｅｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ））を送信することができる。モード２の端末は、基地局からＤ２Ｄ送信に使用するリソースが構成される（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ）。そして、構成されたそのリソースから時間周波数リソースを選択してＳＡを送信することができる。

【0101】

ＳＡ周期は、図９に示したように定義されたものであってもよい。図９を参照すると、１番目のＳＡ周期は、特定のシステムフレームから上位層シグナリングによって指示された所定のオフセット（ＳＡＯｆｆｓｅｔＩｎｄｉｃａｔｏｒ）だけ離れたサブフレームから開始されてもよい。各ＳＡ周期は、ＳＡリソースプール及びＤ２Ｄデータの送信のためのサブフレームプールを含むことができる。ＳＡリソースプールは、ＳＡ周期の１番目のサブフレームから、サブフレームビットマップ（ｓａＳｕｂｆｒａｍｅＢｉｔｍａｐ）でＳＡが送信されるものと指示されたサブフレームのうち最後のサブフレームを含むことができる。Ｄ２Ｄデータの送信のためのリソースプールは、モード１の場合、Ｔ−ＲＰＴ（Ｔｉｍｅ−ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｐａｔｔｅｒｎ ｆｏｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ又はＴＲＰ（Ｔｉｍｅ−ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｐａｔｔｅｒｎ））が適用されることによって、実際にデータの送信に使用されるサブフレームが決定され得る。図示のように、ＳＡリソースプールを除いたＳＡ周期に含まれたサブフレームの個数がＴ−ＲＰＴビットの個数よりも多い場合、Ｔ−ＲＰＴは、繰り返して適用され得、最後に適用されるＴ−ＲＰＴは、残りのサブフレームの個数だけトランケートされて（ｔｒｕｎｃａｔｅｄ）適用され得る。送信端末は、指示したＴ−ＲＰＴにおいてＴ−ＲＰＴビットマップが１である位置で送信を行い、１つのＭＡＣ ＰＣＵは、４回ずつ送信することになる。

【0102】

一方、車両間の通信では、ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｍｅｓｓａｇｅタイプのＣＡＭ（Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ Ａｗａｒｅｎｅｓｓ Ｍｅｓｓａｇｅ）、ｅｖｅｎｔ ｔｒｉｇｇｅｒｅｄ ｍｅｓｓａｇｅタイプのＤＥＮＭ（Ｄｅｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｍｅｓｓａｇｅ）などが送信できる。ＣＡＭには、方向及び速度などの車両の動的状態情報、寸法などの車両の静的データ、外部照明状態、経路内訳などの車両の基本情報が含まれ得る。ＣＡＭのサイズは、５０−３００Ｂｙｔｅである。ＣＡＭは、ブロードキャストされ、遅延（ｌａｔｅｎｃｙ）は１００ｍｓより小さい必要がある。ＤＥＮＭは、車両の故障、事故などの突発的な状況から生成されるメッセージであってもよい。ＤＥＮＭのサイズは、３０００Ｂｙｔｅより小さくてもよく、送信範囲内にある全ての車両がメッセージを受信することができる。このとき、ＤＥＮＭは、ＣＡＭより高い優先順位（ｐｒｉｏｒｉｔｙ）を有することができ、ここで、高い優先順位を有するとは、一ＵＥ観点からは、同時に送信する場合が発生したとき、優先順位の高いものを優先して送信することを意味してもよく、又は複数のメッセージのうち優先順位の高いメッセージを時間的に優先して送信することを意味してもよい。複数のＵＥ観点からは、優先順位の高いメッセージは、優先順位の低いメッセージに比べて干渉を軽減させて、受信エラーの確率を下げることを意味してもよい。ＣＡＭにおいても、セキュリティーオーバーヘッドが含まれた場合は、それではない場合よりも大きいメッセージサイズを有する。

【0103】

図１０は、ＴＸＲＵとアンテナ要素との接続方式の一例を示す図である。

【0104】

図１０（ａ）は、ＴＸＲＵがサブアレイ（ｓｕｂ−ａｒｒａｙ）に接続された方式を示している。この場合、アンテナ要素は１つのＴＸＲＵにのみ接続される。これとは異なり、図１０（ｂ）は、 ＴＸＲＵが全てのアンテナ要素に接続された方式を示している。この場合、アンテナ要素は全てのＴＸＲＵに接続される。図１０において、Ｗはアナログ位相シフターにより乗じられる位相ベクトルを示す。即ち、Ｗによってアナログビームフォーミングの方向が決定される。ここで、ＣＳＩ−ＲＳアンテナポートとＴＸＲＵとのマッピングは１−ｔｏ−１又は１−ｔｏ−多である。

【0105】

より多い通信機器がより大きい通信容量を要求することにより、既存のＲＡＴ（ｒａｄｉｏ ａｃｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）に比べて向上した無線広帯域通信に対する必要性が台頭しつつある。また、複数の機器及びモノを連結していつでもどこでも様々なサービスを提供する大規模（ｍａｓｓｉｖｅ）ＭＴＣ（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｙｐｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）が次世代通信において考慮される主なイシューの１つである。のみならず、信頼度（ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ）及びレイテンシ（ｌａｔｅｎｃｙ）に敏感なサービス／ＵＥを考慮した通信システムデザインが提示されている。これを考慮した次世代ＲＡＴの導入が論議されており、本発明では、便宜のために、Ｎｅｗ ＲＡＴと称する。

【0106】

ＴＤＤシステムにおいてデータ送信レイテンシを最小化するために５世代ＮｅｗＲＡＴでは、図１１のような自己完備型サーブフレームの構造を考慮している。図１１は、自己完備型サーブフレームの構造の一例を示す図である。

【0107】

図１１において、斜線領域は下りリンク制御領域を示し、黒塗り領域は上りリンク制御領域を示す。表示のない領域は、下りリンクデータ送信のために用いられてよく、上りリンクデータ送信のために用いられてもよい。この構造の特徴は、１つのサーブフレームにおいて下りリンク送信と上りリンク送信とが順次に行われ、サーブフレーム内で下りリンクデータを送信したり、上りリンクＡＣＫ／ＮＡＣＫを受信したりすることもできる。結果として、データ送信エラーが発生したとき、データの再送信までかかる時間を減らすことになり、これによって最終データ伝達のレイテンシを最小化することができる。

【0108】

このような自己完備型スロット構造において、基地局とＵＥが送信モードから受信モードに切り替えられる過程、又は受信モードから送信モードに切り替えられる過程のためには、時間間隙（ｔｉｍｅ ｇａｐ）が必要である。そのために、自己完備型サブフレームスロット構造において、下りリンクから上りリンクに切り替えられる時点の一部のＯＦＤＭシンボル（ＯＦＤＭシンボル；ＯＳ）がＧＰ（ｇｕａｒｄ ｐｅｒｉｏｄ）として設定される。

【0109】

ＮｅｗＲＡＴをベースとして動作するシステムにおいて、構成／設定が可能な上述した自己完備型サーブフレームタイプの一例として、少なくとも以下のような４つのサーブフレームタイプが考えられる。

【0110】

− 下りリンク制御区間＋下りリンクデータ区間＋ＧＰ＋上りリンク制御区間

【0111】

− 下りリンク制御区間＋下りリンクデータ区間

【0112】

− 下りリンク制御区間＋ＧＰ＋上りリンクデータ区間＋上りリンク制御区間

【0113】

− 下りリンク制御区間＋ＧＰ＋上りリンクデータ区間

【0114】

５世代ＮｅｗＲＡＴでは、サービス又は要求事項に応じて、信号を送信する方式が異なってもよい。例えば、ｅＭＢＢ（ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｍｏｂｉｌｅ ＢｒｏａｄＢａｎｄ）の場合は、相対的に送信時間単位が長く、ＵＲＬＬＣ（Ｕｌｔｒａ−Ｒｅｌｉａｂｌｅ ａｎｄ Ｌｏｗ Ｌａｔｅｎｃｙ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）の場合は、相対的に送信時間単位が短い。

【0115】

また、ＵＲＬＬＣは、サービスの種類に応じて、特に、緊急サービスを提供する場合は、ｅＭＢＢが送信中であっても、該当リソース上でＵＬＲＲＣ信号が送信されることができ、よって、ネットワーク観点又は端末観点から、ＵＲＬＬＣ送信は、ｅＭＢＢの一部の送信リソースを先占（ｐｒｅｅｍｐｔｉｏｎ）することを考慮してもよい。

【0116】

このとき、この先占によって、相対的に送信時間単位の長いｅＭＢＢの送信リソースの一部がパックチャリングされることもあり、ＵＲＬＬＣのような、他の信号と重なり（ｓｕｐｅｒ−ｉｍｐｏｓｅｄ）、信号が変形されることもある。

【0117】

ＵＲＬＬＣ送信がｅＭＢＢ送信の一部のリソースを先占する場合、ｅＭＢＢ送信の特定コードブロック（ｃｏｄｅ ｂｌｏｃｋ；ＣＢ）に対するＵＥのデコーディングが失敗する可能性が高い。特に、この状況は、チャネルの状態が良い場合でも、特定のコードブロックに対するデコーディング失敗を発生させる可能性がある。ここで、５世代ＮｅｗＲＡＴでは、再送信を行うとき、送信ブロック（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｂｌｏｃｋ；ＴＢ）単位で行うことの代わりに、コードブロック単位で行うことが考えられる。

【0118】

ｍｍＷにおけるビームフォーミング

【0119】

Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ Ｗａｖｅ（ｍｍＷ）では波長が短くなるため、同一面積に多数のアンテナ要素の設置が可能である。具体的には、３０ＧＨｚ帯域において波長は１ｃｍであって、４ ｂｙ ４ｃｍのパネル（ｐａｎｅｌ）に０．５ｌａｍｂｄａ（波長）間隔で２Ｄ（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）配列である全６８（８×８）のアンテナ要素を設けることができる。これにより、ｍｍＷ分野における最近の動向では、多数のアンテナ要素を使用してＢＦ（ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）利得を上げてカバレッジを増加させたり、或いはスループット（ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）を増加させたりすることを試みている。

【0120】

このとき、アンテナ要素別に送信パワー及び位相の調節ができるように、ＴＸＲＵ（Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｕｎｉｔ）を備える場合、周波数リソース別に独立したビームフォーミングが可能である。しかし、１００余個の全てのアンテナ要素にＴＸＲＵを設けることは費用面で実効性に乏しいという問題がある。従って、１つのＴＸＲＵに多数のアンテナ要素をマッピングし、アナログ位相シフター（ａｎａｌｏｇ ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔｅｒ）でビーム方向を調節する方式が考えられている。かかるアナログビームフォーミング方式では全帯域において１つのビーム方向のみが形成できるので、周波数選択的なビームフォーミングができないというデメリットがある。

【0121】

デジタルＢＦとアナログＢＦの中間形態として、Ｑ個のアンテナ要素より少ない数のＢ個のＴＸＲＵを有するハイブリッドＢＦが考えられる。この場合、Ｂ個のＴＸＲＵとＱ個のアンテナ要素の連結方式によって差はあるが、同時に送信可能なビームの方向はＢ個以下に制限される。

【0122】

Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｌｏａｄ ｂａｓｅｄ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｍｍＷａｖｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ

【0123】

ｍｍＷａｖｅでは、方向別に端末の数、送受信するトラフィック（ｔｒａｆｆｉｃ）の量、干渉の量（又は、方向別の混雑度）が異なり得る。例えば、複数の方向のうち、特定の方向に多くの端末がデータの送受信を要請する場合、この特定の方向に更なる通信リンクが形成できないことが発生する可能性がある。この場合、該当地域の端末が、この特定の方向に更なるアクセス（ａｃｃｅｓｓ）を要請する場合、不要なアクセス（ａｃｃｅｓｓ）、不要なリソース割り当て及びビームスキャン（ｂｅａｍ ｓｃａｎｎｉｎｇ）過程が発生する可能性がある。この点から、ｍｍＷａｖｅでは、「方向別のロード（ｌｏａｄ）」を考慮したアクセス制御（ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ）を行うことが好ましい。これによって、不要なビームスキャン（ｂｅａｍ ｓｃａｎｎｉｎｇ）過程及びＲＡＣＨ送信、不要なハンドオーバー（ｈａｎｄ ｏｖｅｒ）動作が軽減又は防止できる。

【0124】

方向別のロード（ｌｏａｄ）を考慮したアクセス制御（ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ）を行うことで、方向別のロード（ｌｏａｄ）を考慮して、初期アクセス制御（ｉｎｉｔｉａｌ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ）及びターゲットセル（ｔａｒｇｅｔ ｃｅｌｌ）、ターゲット端末（ｔａｒｇｅｔ ＵＥ）の発見及びリレー（ｒｅｌａｙ）ノードを選択する方法を提案する。

【0125】

このために、基地局（ｇＮＢ）、通信を行おうとする機器（リレー又は端末）又はリンクセットアップ（ｌｉｎｋ ｓｅｔｕｐ）を行おうとする機器（リレー／端末／ｇＮＢ／ｅＮＢ）は、トラフィックロード情報を隣接端末にブロードキャスト（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）して、該当方向にある端末がアクセス（ａｃｃｅｓｓ）を行うとき、正しいアクセス（ａｃｃｅｓｓ）ができるようにする。ここで、ｇＮＢは、ｎｅｗ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｅＮＢを意味して、ＬＴＥ ｅＮＢも１つのｇＮＢである。

【0126】

方向別のロード情報をブロードキャスト（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）する方式として、ＰＢＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）のようなブロードキャストチャネル（ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｃｈａｎｎｅｌ）を介するか、ＳＩＢ（ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｂｌｏｃｋ）のフィールドのうち１つでシグナリングされる方式、端末共通下りリンク制御チャネル（ＵＥ ｃｏｍｍｏｎ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ，ＵＥ ｃｏｍｍｏｎ ＰＤＣＣＨ）を介してシグナリングされる方式、及び端末を発見するのに送信する信号（ｅ．ｇ．ディスカバリー信号）を介してシグナリングされる方式のうち、少なくとも１つの方式を用いることができる。

【0127】

図１２を参照すると、セルＡ（ｃｅｌｌ Ａ）が特定の方向に密集している端末（ＵＥ）にサービスを提供することができる。第４の端末（ＵＥ ４）が新しいアクセス（ａｃｃｅｓｓ）を試みるとき、第４の端末がセルＡ（ｃｅｌｌ Ａ）が近いという単純な理由（ＲＳＲＰ及び／又はＲＳＲＱが高いという理由）からアクセスを行う場合、第４の端末（ＵＥ ４）は、正常的なサービスが受けられない可能性（データを所望の速度で受信できない可能性）が高い。このとき、セルＢ（ｃｅｌｌ Ｂ）が、たとえセルＡ（ｃｅｌｌ Ａ）に比べて遠く離れているといっても、第４の端末（ＵＥ ４）に向かう方向におけるロード（ｌｏａｄ）が高くない場合、第４の端末（ＵＥ ４）は、セルＢ（ｃｅｌｌ Ｂ）にアクセス（ａｃｃｅｓｓ）を試みて、通信リンク（ｌｉｎｋ）をセットアップ（ｓｅｔｕｐ）した方がさらに有利であり得る。

【0128】

上述のように、方向別のロード（ｌｏａｄ）情報は、端末が送信しようとするパケット（ｐａｃｋｅｔ）の優先順位（ｐｒｉｏｒｉｔｙ）又はサービス（ｓｅｒｖｉｃｅ）のクラス（ｃｌａｓｓ） 及び優先順位（ｐｒｉｏｒｉｔｙ）に応じて異ならせて適用されてもよい。例えば、パケット（ｐａｃｋｅｔ）の優先順位（ｐｒｉｏｒｉｔｙ）の高いパケット又はサービスである場合、端末は、特定の方向に対するロード（ｌｏａｄ）が所定のロード値（Ｘ）以上であっても、アクセス（ａｃｃｅｓｓ）を行うことができる。これとは異なり、優先順位（ｐｒｉｏｒｉｔｙ）の低いパケット又はサービス（ｐａｃｋｅｔ／ｓｅｒｖｉｃｅ）の場合、端末は、特定の方向に対するロードが所定値以上であれば、アクセス（ａｃｃｅｓｓ）を行うことができない。このようなロードによるアクセス優先順位（ａｃｃｅｓｓ ｐｒｉｏｒｉｔｙ）は、パケット又はサービスに応じて異ならせて設定されてもよい。アクセス可能なロードのレベルに関する情報は、ネットワークによって物理層又は上位層信号でシグナリングされるか、予め定めれてもよい。

【0129】

具体的に、セル（Ｃｅｌｌ）は、ビーム方向別にロード情報を送信してもよいが、ロード状態に基づいて、追加のアクセス（ａｃｃｅｓｓ）が許容できるか否かに関するバーリング（ｂａｒｒｉｎｇ）情報を物理層又は上位層信号で端末にシグナリングしてもよい。例えば、ＳＩＢ、ＰＤＣＣＨ又はＰＢＣＨを介してビーム方向別のバーリング情報（又は、制限情報）を端末にシグナリングしてもよい。この場合、ビーム方向別のバーリング情報（又は、制限情報）は、アクセスクラス（ａｃｃｅｓｓ ｃｌａｓｓ）に応じて異なり得る。例えば、緊急サービス（ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｓｅｒｖｉｃｅ）に対しては、バーリング情報（又は、制限情報）の制限なく、いつでもアクセスが許容できる。公共安全サービス（ｐｕｂｌｉｃ ｓａｆｅｔｙ ｓｅｒｖｉｃｅ）に対しては、緊急サービス（ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｓｅｒｖｉｃｅ）のクラスよりは低いクラスが与えられ、緊急サービス（ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｓｅｒｖｉｃｅ）より低いアクセス（ａｃｃｅｓｓ）の頻度を有する。このために、各セル（ｃｅｌｌ）は、ビーム方向別にロード情報を把握して、ビーム方向別に異なるバーリング情報（又は、制限情報）をシグナリングすることができる。例えば、Ａビーム方向に対しては、第１のアクセスクラス（即ち、ａｃｃｅｓｓ ｃｌａｓｓ ｘ）までアクセスが制限（ｂａｒｒｉｎｇ）され、Ｂビーム方向に対しては、第２のアクセスクラス（ａｃｃｅｓｓ ｃｌａｓｓ ｙ）まで制限（ｂａｒｒｉｎｇ）される。これによって、セル（ｃｅｌｌ）は、方向別に独立したアクセス制御（ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ）を行うことができる。端末は、自身が送受信するサービス（ｓｅｒｖｉｃｅ）のクラス（ｃｌａｓｓ）とバーリング情報（又は、制限情報）を比較して、セルに対して特定の方向にアクセスできるか否かを判断することができ、判断結果に基づいて、セルへのアクセスを試みるか、他のセル又は他のビーム方向を選択することができる。

【0130】

一方、基地局、ＡＰ（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）、リレー（ｒｅｌａｙ）又は特定の端末のうち少なくとも１つが、方向別のロード（ｌｏａｄ）に対するロード情報をブロードキャスト（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）してもよいが、アクセスを行おうとする端末が、方向別のロードを直接に測定して、アクセス可否の決定に反映してもよい。

【0131】

例えば、端末は、一定時間の間に、特定のセル（ｃｅｌｌ）の特定のビーム（ｂｅａｍ）に対して、チャネル占有比率（ｃｈａｎｎｅｌ ｏｃｃｕｐａｎｃｙ ｒａｔｉｏ ｏｒ ｃｈａｎｎｅｌ ｂｕｓｙ ｒａｔｉｏ；ＣＢＲ ｏｒ ＣＯＲ）を測定することができる。この場合、ＣＢＲ（又は、ＣＯＲ）は、一定時間の間にチャネルが占有された比率であり、このとき、チャネル（ｃｈａｎｎｅｌ）は、時間単位で定義されるか、一定の時間周波数リソース単位で定義されてもよい。例えば、一定時間の間、各サブフレーム（ｓｕｂｆｒａｍｅ）別にＲＳＳＩを測定して、測定されたＲＳＳＩが一定の閾値を超える比率をＣＢＲで定義してもよい。或いは、特定の時間周波数リソース単位（例えば、サブフレーム当たりｘ ＲＢ）を１つのチャネル（ｃｈａｎｎｅｌ又はｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ）で定義して、このチャネル（ｃｈａｎｎｅｌ又はｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ）で測定される（特定）信号の受信エネルギー（ＲＳＳＩ、ＲＳＲＰ又はＲＳＲＱ）が一定の閾値を超えるリソースの比率でＣＢＲを定義してもよい。

【0132】

一方、特定のビームは、全く信号が到達せず（例えば、ビームの方向が対象端末の反対方向である場合など）、特定のビームに対するＣＢＲが低く測定されることもある。この場合、端末が単にＣＢＲを測定してロードを判断すると、端末は、全く違う方向のビームにアクセス（ａｃｃｅｓｓ）を試みる可能性がある。よって、ＣＢＲを測定するとき、有効な測定（ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）になるように、ＲＳＲＰ及びＲＳＲＱのうち少なくとも１つが一定の閾値以上の場合（即ち、特定のＲＳ信号が一定の閾値以上で受信されるとき）に限って、ロードが正しく測定された情報であると判断することができる。よって、アクセス（ａｃｃｅｓｓ）を試みるとき、端末は、ＲＳＲＰ及びＲＳＲＱのうち少なくとも１つが閾値以上であり、ロードが一定値未満である場合に限られてもよい。或いは、ＣＢＲを定義するとき、ＲＳＲＰ及び／又はＲＳＲＱが一定の閾値未満である場合、ＣＢＲにオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）やスケーリング（又は、重み値）の形態のパナルティー（ｐｅｎａｌｔｙ）を与え、該当ロードを変形させて、アクセス（ａｃｃｅｓｓ）制御を行うことができる。

【0133】

図１３は、端末が方向別にロードを測定する例示を示す。図１３を参照すると、各端末は、周期的に特定のリソース領域において、特定の形態の信号（例えば、ディスカバリー信号）を全方向（ｏｍｎｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）に送信することができる。この場合、第１の端末（ＵＥ １）は、ビーム方向別にＣＢＲを測定することができる。この場合、端末は、ＣＢＲの高い方向に対しては、送信機会を低く設定して、ＣＢＲの低い方向に対しては、送信機会を高く設定することができる。これとは異なり、端末が自身の発見される確立を高める必要がある場合、端末は、ＣＢＲの高い方向に対しては、送信機会を高く設定して、ＣＢＲの低い方向に対しては、送信機会を低く設定することができる。これは、ＣＢＲが高いほど該当方向に端末が多く存在すると仮定できるためである。

【0134】

ｍｍＷａｖｅにおいて、ディスカバリー（ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）信号の送受信は、上述したこととは異なる形態で動作してもよい。例えば、ビームフォーミング（ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）を行う主体が逆に動作することもある。上述では、受信端末が方向別にロードを直接に測定する方式を用いたが、他の方式として、送信端末がディスカバリー信号を方向別に送信して、受信端末が全方向（ｏｍｎｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）受信ビームを用いて受信ビームフォーミング（ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）を行ってもよい。これらの方式はいずれも、ディスカバリー信号を送信する端末は、ビームの方向を変更したり、単純繰り返し（ｏｍｎｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）したりして、数回の送信を行う必要がある。

【0135】

一方、アクセス（又は、Ｄ２Ｄリンク）を行おうとする端末が測定したロード情報でも、アクセスの対象となる機器（ｅＮＢ、ｇＮＢ、ｒｅｌａｙ ｎｏｄｅ、ＵＥ）がブロードキャスト（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）したロード情報でも、このようなロード情報は、アクセス（ａｃｃｅｓｓ）を行おうとする主なメトリック（例えば、ＲＳＲＰ及び／又はＲＳＲＱ）にオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）又はスケーリング（又は、重み値）の関数の形態として適用できる。例えば、特定のセルのＲＳＲＰ及び／又はＲＳＲＱを基準としてアクセス（ａｃｃｅｓｓ）を試みるとき、ロード情報を用いて対応するロードが一定の閾値より高い場合、ＲＳＲＰ及び／又はＲＳＲＱに一定のオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）が適用できる。この場合、判定のためのＲＳＲＰ及び／又はＲＳＲＱメトリック（ｍｅｔｒｉｃ）が低くなり、端末のアクセス（ａｃｃｅｓｓ）が起こりにくくする。これを数式で表現すれば、セルａのｉ番目のビームから受信した信号の強度をＰ（ａ，ｉ）というとき、端末にお
いてアクセス可否の判定に用いるメトリック（ｍｅｔｒｉｃ）は、Ｐ（ａ,ｉ）−ｃ＊Ｌ
（ａ,ｉ）＊１（Ｌ（ａ,ｉ）>Ｔ）と表現できる。ここで、ｃは、ロード情報を受信信
号強度に適用するオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）に換算するための係数であり、ネットワークによって設定されるか、予め定められてもよい。１（Ｌ（ａ,ｉ）>Ｔ）は、ロードが
一定の閾値（Ｔ）を超える場合に限ってこのバイアス（ｂｉａｓ）を適用するための条件関数（条件を満たすときに限って、１又は０）を意味する。最後に、Ｌ（ａ,ｉ）は、セ
ルａのｉ番目のビームに対するロードを意味して、基地局が測定したり端末が自分で測定
したものであってもよい。端末が自分で測定した場合は、ｉ ｉｎｄｅｘの代わりに、端
末が観測したビームの方向ｉｎｄｅｘに取り替えられることができる。

【0136】

このロード情報は、アクセス（ａｃｃｅｓｓ）の制御に用いることもできるが、ハンドオーバー（ｈａｎｄ ｏｖｅｒ）又はパケット（ｐａｃｋｅｔ）の送信周期の設定、送信電力の設定、ＭＣＳ設定、繰り返し送信回数の設定にも用いられる。或いは、ディスカバリー（ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）信号のように、他の端末を発見しようとする信号の送信にも用いられる。例えば、端末が特定のセルにアクセス（ａｃｃｅｓｓ）を行ったものの、場合によって、該当セルから離れて新しいセルにハンドオーバー（ｈａｎｄｏｖｅｒ）を行うことがある。この場合、バックホール（Ｂａｃｋ ｈａｕｌ）を介してセルのロード情報、セルのビーム方向別のロード情報が基地局間に共有されてもよく、端末が移動するセル、移動する方向に応じて、ビーム別にロードが異なってもよい。基地局は、端末が移動しようとする方向に位置したビームのロード（ｌｏａｄ）を考慮して、ハンドオーバー（ｈａｎｄｏｖｅｒ）を行うセルの情報をセルのビーム情報と共に端末又は該当基地局（バックホールインターフェース）に物理層又は上位層信号でシグナリングすることができる。

【0137】

一方、セルのロードによるロード制御（ｌｏａｄ ｃｏｎｔｒｏｌ）方式は、Ｄ２Ｄ又はサイドリンクリソースプール（ｓｉｄｅｌｉｎｋ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｐｏｏｌ）の使用を決定するときに用いることもできる。例えば、各セルごとにリソースプール（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｐｏｏｌ）を設定した場合、端末が実際に用いるリソースプール（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｐｏｏｌ）は、各セルのロード（ｌｏａｄ）を反映して決定する。例えば、セルＡ（ｃｅｌｌ Ａ）のリソースプール（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｐｏｏｌ）のロード（ｌｏａｄ）が過度に高い場合、端末は、セルＡ（ｃｅｌｌ Ａ）のカバレッジ（ｃｏｖｅｒａｇｅ）にあるといっても、セルＢ（ｃｅｌｌ Ｂ）のリソースプール（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｐｏｏｌ）を用いることである。

【0138】

具体的に、基地局は端末から各リソースプール（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｐｏｏｌ）ごとにＣＢＲ値及び／又は該当端末の位置情報の報告（ｒｅｐｏｒｔ）を受け、ＣＢＲ値の平均値、又は端末位置ごとにＣＢＲ値を物理層又は上位層信号によって端末にシグナリング（ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）又はブロードキャストすることができる。端末は、自身が属する位置又は自身が属するセル（ｃｅｌｌ）において混雑（ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ）が生じた場合、他のセルのリソース領域を用いることができる。即ち、従来では、端末がキャンプ（ｃａｍｐｉｎｇ）したセル（ｃｅｌｌ）のリソース領域を用いるが、提案する方式では、キャンプセル（ｃａｍｐｉｎｇ ｃｅｌｌ）ではないセルのリソース領域を用いることができる。この動作のために、リソースプール（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｐｏｏｌ）を決定するためのメトリック（ｍｅｔｒｉｃ）は、ｍ（ｉ）＝Ｐ（ｉ）−ｃ＊Ｌ（ｉ）の数式で表現で
きる。ここで、Ｐ（ｉ）は、ｉ番目のセルからの受信信号の強度、Ｌ（ｉ）は、ｉ番目の
セルのロード測定値、ｃは、ロード値を信号強度に換算する定数と定義できる。ｍ（ａ）がｍ（ｂ）よりも大きい場合、端末がセルＢ（ｃｅｌｌ Ｂ）にキャンプ（ｃａｍｐｉｎｇ）していても、セルＡのリソースプール（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｐｏｏｌ）を用いることができる。

【0139】

基地局は、互いのロード情報をバックホール（ｂａｃｋｈａｕｌ）を用いて共有することができ、各セルは、隣接セルのロード情報を物理層又は上位層信号で端末にシグナリングすることができる。

【0140】

或いは、上述した方式は、分散アンテナシステムにも適用できる。ここで、ビーム方向別にロードを考慮したアクセス（ａｃｃｅｓｓ）を制御する方式は、分散アンテナ別にロードを考慮してアクセス（ａｃｃｅｓｓ）を制御する方式に変更して適用できる。例えば、セル（ｃｅｌｌ）が複数の分散アンテナを有しているか、複数のＡＰ（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）又はＲＲＨ（ｒｅｍｏｔｅ ｒａｄｉｏ ｈｅａｄ）が理想的なバックホール（ｂａｃｋｈａｕｌ）で連結されている場合、端末が特定のＡＰ（又は、ＲＲＨ）にアクセスを行うとき、ＡＰごとにロードが別々に測定され、その値が端末に物理層又は上位層信号でシグナリングされることができる。端末は、自身に近いＡＰ又は受信信号品質の良いＡＰに単にアクセス（ａｃｃｅｓｓ）を行うのではなく、ＡＰごとにロードを考慮して、最適なＡＰを選択することができる。このために、基地局又は端末は、ＡＰごとに別々のロードを測定することができる。基地局が送受信するロードは、基地局が自然に測定することができるが、端末がＡＰごとにロードを測定するためには、ＡＰごとにチャネル（ｃｈａｎｎｅｌ）がどのくらいビジー（ｂｕｓｙ）なのか、ＣＢＲを測定することができる。このために、ＡＰごとに別々にＲＳを送信するか、ＡＰごとにチャネルがどのくらいビジーなのかを判断するための信号をＡＰごとに異ならせて送信することができる。

【0141】

一方、端末の場合も、分散アンテナシステムを取り付けることができる。例えば、車両は、車両間通信のために、分散アンテナを取り付けてもよい。この場合、車両は、分散アンテナごとに、別々にロードを測定して、ロードによるアクセス制御（ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ）、信号送信周期の設定、送信確立の設定などを行うことができる。

【0142】

一方、本発明の内容が端末間の直接通信に限られるのではなく、上りリンク、又は下りリンクにおいても用いられることができ、このとき、基地局又はリレーノード（ｒｅｌａｙ ｎｏｄｅ）などが上述した方法を用いることができる。一方、上述した方式は、ｍｍＷａｖｅといった高い周波数帯域に限られるのではなく、低い周波数帯域にも拡張適用することができる。例えば、ｍｍＷａｖｅにおいて、ビームは、低い周波数でＰＭＩ ｉｎｄｅｘに置き換えられて適用されてもよい。

【0143】

上述した方式に関する一例も本発明の具現方法のうち１つとして含まれてもよく、一種の提案方式として見なされるのは明白な事実である。また、上述した方式は、独立して具現されてもよいが、一部の方式の組み合わせ（又は、併合）の形態で具現されてもよい。上述した方式の適否情報（又は、上述した方式の規則に関する情報）は、基地局が端末に予め定義したシグナル（ｅ．ｇ．，物理層シグナル又は上位層シグナル）によって知らせるように規則が定義されてもよい。

【0144】

図１４は、本発明の一実施例にＤ２Ｄ端末が通信装置と通信リンクを形成する方法を説明するためのフローチャートである。

【0145】

図１４を参照すると、端末は、ビーム方向別に測定されたロードに関するロード情報を取得することができる。ここで、ビーム方向は、他の通信装置が送信する信号のビームフォーミング（ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）方向に対する方向であってもよい。また、ロードは、ビーム方向に対する端末の数、送受信するトラフィック及び干渉度のうち少なくとも１つに関する情報（又は、これに対応する値）を含んでいる。上述したビーム方向別にロードを測定する主体は、上述した端末であってもよく、他の端末又は基地局であってもよい。端末は、直接にビーム方向別にロードを測定してロード情報を取得したり、他の通信装置が測定したロード情報を受信して取得することができる（Ｓ９０１）。

【0146】

一例によれば、端末は、ロード情報を取得するために、ビーム方向別にロードを直接に測定することができる。端末は、ビーム方向ごとに受信されたチャネル（サブフレーム又は一定時間周波数リソース単位）のＣＢＲを測定することができる。ＣＢＲは、一定時間の間にチャネルが占有された比率である。例えば、端末は、一定時間の間にビーム方向別に各サブフレームごとに信号の強度を測定して、予め設定された第１の閾値以上のリソースの比率であるＣＢＲを測定することができる。ここで、信号の強度は、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＲＳＲＱ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｑｕａｌｉｔｙ）及びＲＳＲＰ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｐｏｗｅｒ）のうち少なくとも１つによって算出される値であってもよい。端末は、受信された信号のビーム方向別に一定時間の間のＣＢＲを測定して、ビーム方向別に測定されたＣＢＲに基づいて、各ビーム方向別にロードを測定することができ、これに基づいて、ロード情報を取得することができる。

【0147】

或いは、端末は、ＣＢＲの測定において、一定の制限を加えてもよい。具体的に、通信装置が端末との反対方向に送信するビーム方向などによって、ＣＢＲが低く測定された場合をロードの測定に反映しなくてもよい。端末は、各ビーム方向別にＣＢＲを測定するものの、ビーム方向に対応するチャネルに含まれた参照信号に対する受信エネルギーに基づいて測定されたＣＢＲが有効であるかを判断することができる。具体的に、端末は、特定のビーム方向に受信されたチャネルに含まれた参照信号に対するエネルギーが、予め設定された第２の閾値未満である場合、特定のビーム方向に対応して測定されたＣＢＲを有効ではない値と判定することができる。即ち、端末は、参照信号に対するエネルギーが、予め設定された第２の閾値以上であるビーム方向に対して測定されたＣＢＲのみを有効な値として判定して、ロードへ反映することができる。

【0148】

或いは、端末は、特定のビーム方向に受信されたチャネルに含まれた参照信号に対するエネルギーが、予め設定された第２の閾値未満である場合、特定のビーム方向に対応して測定されたＣＢＲに予め設定されたオフセット又はスケーリングを適用して、特定のビーム方向に対応するＣＢＲ値を変形してもよい。一方、上述した予め設定された第１の閾値及び予め設定された第２の閾値は、ネットワークによって物理層又は上位層信号でシグナリングされるか、予め定められる。

【0149】

次に、端末は、取得したロード情報に基づいて、ビーム方向別に対応する少なくとも１つの通信装置のうちいずれか１つを通信リンクを形成するための通信装置として選択（又は、決定）することができる。ここで、通信装置は、基地局（ｅＮＢ又はｇＮＢ）、リレーノード（ｒｅｌａｙ ｎｏｄｅ）又は他の端末（ＵＥ）を含むことができる。端末は、ロード情報に基づいて、ロードの低いビーム方向の通信装置を優先して選択することができる（Ｓ９０３）。

【0150】

例えば、通信装置が基地局である場合、端末は複数の基地局のそれぞれに対応するビーム方向に対するロードをロード情報から取得することができる。端末はアクセスの実行において、ビーム方向に対するロードが予め設定された制限値未満である基地局を優先して選択することができる。また、端末は、ロードが予め設定された制限値以上のビーム方向に位置する基地局を選択しない（即ち、アクセスを試みない）。

【0151】

端末は、ロードが予め設定された制限値未満である基地局が複数存在する場合には、各基地局から受信した信号の強度や品質に基づいて、いずれか１つの基地局とのアクセスを試みることができる。或いは、端末は、ロードに対する値を信号の強度や品質で測定された値にオフセット又は重み値（ｓｃａｌｉｎｇ）として適用することができる。具体的に、端末は、ロードに対する値を信号の強度や品質で測定された値を下げるペナルティー（ｐｅｎａｌｔｙ）値として適用することができる。この場合、端末は、各方向に対して、ロードによるペナルティー（ｐｅｎａｌｔｙ）が適用された信号の強度や品質に基づいて、アクセスを試みるいずれか１つの基地局を選択することができる。

【0152】

また、予め設定された制限値は、端末が送信しようとするパケットの優先順位又はサービスの優先順位に応じて異なるように設定されてもよい。パケットの優先順位又はサービスの優先順位に応じて予め設定された制限値は、ネットワークによって物理層又は上位層信号でシグナリングされるか、予め定められてもよい。端末は、送信しようとするパケット及びサービスの種類に対応する予め設定された制限値を基準として、少なくとも１つの通信装置のうち予め設定された制限値未満のロードを有するビーム方向に位置する通信装置を選択することができる。或いは、予め設定された制限値は、ビーム方向に応じて、許容されるパケットの優先順位及びサービスの優先順位が異なるように設定されてもよい。

【0153】

また、少なくとも１つの通信装置が基地局である場合、端末は、基地局が送信する放送チャネル（ＰＢＣＨ）又は物理層の制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）から基地局が直接に測定したビーム方向別に測定されたロードに関するロード情報を取得することができる。ここで、物理層の制御チャネルは、端末共通下りリンク制御チャネル（ＵＥ ｃｏｍｍｏｎ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ，ＵＥ ｃｏｍｍｏｎ ＰＤＣＣＨ）であってもよい。この場合、端末は、ロード情報に基づいて、少なくとも１つの基地局のうちいずれか１つの基地局を選択してアクセスを試みることができる。

【0154】

また、少なくとも１つの通信装置が他のＤ２Ｄ端末である場合、端末は、他のＤ２Ｄ端末が送信したディスカバリー信号から他のＤ２Ｄ端末が測定したロード情報を取得することができる。この場合、端末は、ディスカバリー信号から取得したロード情報に基づいて、Ｄ２Ｄリンクを形成するＤ２Ｄ端末を選択することができる。

【0155】

一方、端末は、直接にＣＢＲを測定して取得したロード情報をディスカバリー信号に含ませて他の端末に送信することができる。

【0156】

次に、端末は、少なくとも１つの端末のうち選択されたいずれか１つの通信装置と通信リンクを形成するための過程を行うことができる。端末は、この過程を行うことで、いずれか１つの通信装置とリンクを形成することができる（Ｓ９０５）。

【0157】

一実施例によれば、端末は、選択された通信装置と通信リンクが形成された後、Ｄ２Ｄ通信を行うとき、Ｄ２Ｄ通信のための複数のリソースプールのうちいずれか１つのリソースプールを選択することができる。このために、端末は、リソースプールごとにロードであるリソースロードを測定することができる。この場合、端末は、各リソースプールごとにＣＢＲを測定して、ロード情報を取得したり、基地局又は他の端末からロード情報を取得することができる。端末は、各リソースプールごとにロード情報に基づいて、複数のリソースプールのうちロードの低いリソースプールをＤ２Ｄ通信のためのリソースプールとして選択することができる。

【0158】

図１５は、本発明によるＤ２Ｄ通信を行う端末を簡単に示した図である。

【0159】

図１５を参照すると、本発明による端末装置２０は、受信装置２１、送信装置２２、プロセッサ２３、メモリ２４及び複数のアンテナ２５を含むことができる。複数のアンテナ２５は、ＭＩＭＯ送受信を支援する端末装置を意味する。送受信器は、受信装置２１及び送信装置２２を含む。受信装置２１は、基地局からの下りリンク上の各種の信号、データ及び情報を受信することができる。或いは、受信装置２１は、他の端末からのＤ２Ｄ信号（ｓｉｄｅｌｉｎｋ信号）を受信することができる。送信装置２２は、基地局への上りリンク上の各種の信号、データ及び情報を送信することができる。或いは、送信装置２２は、他の端末にＤ２Ｄ信号（ｓｉｄｅｌｉｎｋ信号）を送信することができる。プロセッサ２３は、端末装置２０の動作全般を制御することができる。

【0160】

本発明の一実施例による端末装置２０のプロセッサ２３は、上述した各実施例において必要な事項を処理することができる。

【0161】

端末装置２０のプロセッサ２３は、その他にも、端末装置２０が受信した情報、外部に送信する情報などを演算処理する機能を行い、メモリ２４は、演算処理された情報などを所定時間格納することができ、バッファ（図示せず）などの構成要素で代替されてもよい。

【0162】

以上のような送信ポイント装置及び端末装置の具体的な構成は、前述した本発明の様々な実施例で説明した事項が独立して適用されたり、又は２つ以上の実施例が同時に適用されるように具現することができ、重複する内容は明確性のために説明を省略する。

【0163】

また、図１３に対する説明において、送信ポイント装置１０についての説明は、下りリンク送信主体又は上りリンク受信主体としての中継機装置に対しても同一に適用することができ、端末装置２０についての説明は、下りリンク受信主体又は上りリンク送信主体としての中継機装置に対しても同一に適用することができる。

【0164】

上述した本発明の実施例は、様々な手段によって具現することができる。例えば、本発明の実施例は、ハードウェア、ファームウエア（ｆｉｒｍｗａｒｅ）、ソフトウェア又はそれらの結合などによって具現されてもよい。

【0165】

ハードウェアによる具現の場合、本発明の実施例に係る方法は、１つ又はそれ以上の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されてもよい。

【0166】

ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の実施例に係る方法は、以上で説明した機能又は動作を実行するモジュール、手順又は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され、プロセッサによって駆動されてもよい。前記メモリユニットは、前記プロセッサの内部又は外部に設けられ、公知の様々な手段によって前記プロセッサとデータを交換することができる。

【0167】

上述したように開示された本発明の好適な実施例に関する詳細な説明は、当業者が本発明を具現し、実施できるように提供されている。以上では、本発明の好適な実施例を参照して説明したが、当該技術分野における熟練した当業者は、本発明の領域から逸脱しない範囲内で本発明を様々に修正及び変更可能であることを理解できるであろう。例えば、当業者は、上述した実施例に記載された各構成を互いに組み合わせる方式で用いることができる。したがって、本発明は、ここに開示された実施形態に制限されるものではなく、ここに開示された原理及び新規な特徴と一致する最も広い範囲を付与するためのものである。

【0168】

本発明は、本発明の精神及び必須の特徴から逸脱しない範囲で、他の特定の形態に具体化することができる。よって、上記の詳細な説明はいずれの面においても制限的に解釈してはならず、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定められなければならず、本発明の等価的範囲内における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。本発明は、ここに開示されている実施形態に制限されるものではなく、ここに開示されている原理及び新規な特徴と一致する最も広い範囲を付与するためのものである。また、特許請求の範囲で明示的な引用関係を有しない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むことができる。

【産業上の利用可能性】

【0169】

上述したような本発明の実施形態は様々な移動通信システムに適用可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】