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特許7550231通信制御方法、中継ユーザ装置、及び遠隔ユーザ装置
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(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】
(24)【登録日】2024-09-04
(45)【発行日】2024-09-12
(54)【発明の名称】通信制御方法、中継ユーザ装置、及び遠隔ユーザ装置
(51)【国際特許分類】
   H04W 76/14 20180101AFI20240905BHJP
   H04W 4/46 20180101ALI20240905BHJP
   H04W 8/00 20090101ALI20240905BHJP
【FI】
H04W76/14
H04W4/46
H04W8/00 110
【請求項の数】 10
(21)【出願番号】P 2022554141
(86)(22)【出願日】2021-10-01
(86)【国際出願番号】 JP2021036404
(87)【国際公開番号】W WO2022071571
(87)【国際公開日】2022-04-07
【審査請求日】2023-04-03
【審判番号】
【審判請求日】2023-11-20
(31)【優先権主張番号】63/086146
(32)【優先日】2020-10-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000006633
【氏名又は名称】京セラ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001106
【氏名又は名称】弁理士法人キュリーズ
(72)【発明者】
【氏名】藤代 真人
(72)【発明者】
【氏名】カルハン アミット
(72)【発明者】
【氏名】チャン ヘンリー
【合議体】
【審判長】中木 努
【審判官】本郷 彰
【審判官】河合 弘明
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2018/0123682(US,A1)
【文献】特表2018-512817(JP,A)
【文献】国際公開第2018/105263(WO,A1)
【文献】米国特許出願公開第2016/0142897(US,A1)
【文献】米国特許出願公開第2020/0092784(US,A1)
【文献】特表2018-519722(JP,A)
【文献】特表2019-513309(JP,A)
【文献】中国特許出願公開第106888494(CN,A)
【文献】3GPP TS38.300 V16.2.0(5050-07)、3GPP、2020年7月
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H04B7/24-7/26
H04W4/00-99/00
3GPP TSG RAN WG1-4
3GPP TSG SA WG1-4
3GPP TSG CT WG1,4
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
セルラ通信システムで用いる通信制御方法であって、
遠隔ユーザ装置のデータを中継する能力を有する中継ユーザ装置が、前記中継ユーザ装置に関する情報を含むメッセージを送信することと、
前記遠隔ユーザ装置が、前記メッセージを受信することと、
前記遠隔ユーザ装置が、前記メッセージに基づいて、前記遠隔ユーザ装置と前記中継ユーザ装置とのサイドリンク接続を確立するための処理を行うことと、を有し、
前記メッセージは、前記中継ユーザ装置と前記中継ユーザ装置が接続しているセルとの間において使用されている周波数を示す情報要素を含む
通信制御方法。
【請求項2】
前記中継ユーザ装置が、前記中継ユーザ装置とットワークとの間の無線リンク障害(RLF)を検知することと、
前記中継ユーザ装置が、前記RLFを示す情報を含むPC5-RRCメッセージを前記遠隔ユーザ装置に送信することと、をさらに有する
請求項1に記載の通信制御方法。
【請求項3】
前記送信することは、複数の中継ユーザ装置のそれぞれが前記メッセージを送信することを含み、
前記処理を行うことは、前記複数の中継ユーザ装置のそれぞれの前記メッセージに基づいて、前記複数の中継ユーザ装置の中から前記サイドリンク接続を確立する1つの中継ユーザ装置を選択又は再選択することを含む
請求項1に記載の通信制御方法。
【請求項4】
前記メッセージは、PC5-RRC(Radio Resource Control)レイヤのPC5-RRCメッセージ又はPC5-Sレイヤのディスカバリーメッセージである
請求項1に記載の通信制御方法。
【請求項5】
前記メッセージは、前記中継ユーザ装置がセルラ通信ネットワークとのネットワーク接続を有する場合、前記中継ユーザ装置と前記セルラ通信ネットワークとの間のネットワーク通信状態を示す情報を含む
請求項1に記載の通信制御方法。
【請求項6】
前記メッセージは、前記中継ユーザ装置が他のユーザ装置とのサイドリンク接続を有する場合、前記中継ユーザ装置と前記他のユーザ装置との間のサイドリンク通信状態を示す情報を含む
請求項1に記載の通信制御方法。
【請求項7】
前記メッセージは、前記中継ユーザ装置の中継能力を示す情報を含む
請求項1に記載の通信制御方法。
【請求項8】
前記中継ユーザ装置の中継能力を示す情報は、前記中継ユーザ装置の負荷に関する情報を含む、請求項に記載の通信制御方法。
【請求項9】
セルラ通信システムにおいて、遠隔ユーザ装置のデータを中継する能力を有する中継ユーザ装置であって、
前記中継ユーザ装置に関する情報を含むメッセージを前記遠隔ユーザ装置に送信する送信部を備え、
前記メッセージは、前記遠隔ユーザ装置と前記中継ユーザ装置とのサイドリンク接続を確立するための処理に用いられ、
前記メッセージは、前記中継ユーザ装置と前記中継ユーザ装置が接続しているセルとの間において使用されている周波数を示す情報要素を含む
中継ユーザ装置。
【請求項10】
セルラ通信システムで用いる遠隔ユーザ装置であって、
遠隔ユーザ装置のデータを中継する能力を有する中継ユーザ装置から、前記中継ユーザ装置に関する情報を含むメッセージを受信する受信部と、
前記メッセージに基づいて、前記遠隔ユーザ装置と前記中継ユーザ装置とのサイドリンク接続を確立するための処理を行う制御部と、を備え、
前記メッセージは、前記中継ユーザ装置と前記中継ユーザ装置が接続しているセルとの間において使用されている周波数を示す情報要素を含む
遠隔ユーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、セルラ通信システムで用いる通信制御方法、中継ユーザ装置、及び遠隔ユーザ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、第5世代(5G)のセルラ通信システムが注目されている。5Gシステムの無線アクセス技術(RAT:Radio Access Technology)であるNR(New Radio)において、ユーザ装置間で直接的に無線通信を行うサイドリンク通信が導入されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【文献】3GPP技術仕様書「3GPP TS 38.300 V16.2.0 (2020-07)」
【発明の概要】
【0004】
第1の態様に係る通信制御方法は、セルラ通信システムで用いる通信制御方法であって、遠隔ユーザ装置のデータを中継する能力を有する中継ユーザ装置が、前記中継ユーザ装置に関する情報を含むメッセージを送信することと、前記遠隔ユーザ装置が、前記メッセージを受信することと、前記遠隔ユーザ装置が、前記メッセージに基づいて、前記遠隔ユーザ装置と前記中継ユーザ装置とのサイドリンク接続を確立するための処理を行うこととを有する。
【0005】
第2の態様に係る中継ユーザ装置は、セルラ通信システムにおいて、遠隔ユーザ装置のデータを中継する能力を有する中継ユーザ装置であって、前記中継ユーザ装置に関する情報を含むメッセージを前記遠隔ユーザ装置に送信する送信部を備える。前記メッセージは、前記遠隔ユーザ装置と前記中継ユーザ装置とのサイドリンク接続を確立するための処理に用いられる。
【0006】
第3の態様に係る遠隔ユーザ装置は、セルラ通信システムで用いる遠隔ユーザ装置であって、遠隔ユーザ装置のデータを中継する能力を有する中継ユーザ装置から、前記中継ユーザ装置に関する情報を含むメッセージを受信する受信部と、前記メッセージに基づいて、前記遠隔ユーザ装置と前記中継ユーザ装置とのサイドリンク接続を確立するための処理を行う制御部とを備える。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1】一実施形態に係るセルラ通信システムの構成を示す図である。
図2】一実施形態に係るUE(ユーザ装置)の構成を示す図である。
図3】一実施形態に係るgNB(基地局)の構成を示す図である。
図4】データを取り扱うユーザプレーンの無線インターフェイスのプロトコルスタックの構成を示す図である。
図5】シグナリング(制御信号)を取り扱う制御プレーンの無線インターフェイスのプロトコルスタックの構成を示す図である。
図6】一実施形態に係るサイドリンク中継を示す図である。
図7】一実施形態に係るサイドリンク中継に関する全体的なフローを示す図である。
図8】データを取り扱うユーザプレーンのサイドリンクのプロトコルスタックの構成を示す図である。
図9】シグナリング(制御信号)を取り扱う制御プレーンのサイドリンクのプロトコルスタックの構成を示す図である。
図10】一実施形態に係る中継UEメッセージを示す図である。
図11】一実施形態に係る中継UE選択手順のシーケンスを示す図である。
図12】一実施形態に係る中継UE再選択手順のシーケンスを示す図である。
図13】一実施形態に係る遠隔UEによるサイドリンク通信制御の動作パターン1を示す図である。
図14】一実施形態に係る遠隔UEによるサイドリンク通信制御の動作パターン2を示す図である。
図15】一実施形態に係る遠隔UEによるサイドリンク通信制御の動作パターン2の変更例を示す図である。
図16】一実施形態に係る中継UEによるサイドリンク通信制御を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
サイドリンク通信を用いて中継ユーザ装置が遠隔ユーザ装置のデータを中継するサイドリンク中継が検討されている。遠隔ユーザ装置は、中継ユーザ装置を選択してサイドリンク接続を確立することによりサイドリンク中継を利用可能になる。しかしながら、遠隔ユーザ装置が適切な中継ユーザ装置を選択できないと、サイドリンク通信を適切に行うことができない。
【0009】
そこで、本開示は、サイドリンク通信を適切に行うことを可能とすることを目的とする。
【0010】
図面を参照しながら、実施形態に係るセルラ通信システムについて説明する。図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
【0011】
(セルラ通信システムの構成)
まず、一実施形態に係るセルラ通信システムの構成について説明する。図1は、一実施形態に係るセルラ通信システムの構成を示す図である。このセルラ通信システムは、3GPP規格の第5世代システム(5GS:5th Generation System)に準拠する。以下において、5GSを例に挙げて説明するが、セルラ通信システムにはLTE(Long Term Evolution)システムが少なくとも部分的に適用されてもよい。
【0012】
図1に示すように、セルラ通信システムは、ユーザ装置(UE:User Equipment)100と、5Gの無線アクセスネットワーク(NG-RAN:Next Generation Radio Access Network)10と、5Gのコアネットワーク(5GC:5G Core Network)20とを有する。無線アクセスネットワーク及びコアネットワークを併せてセルラ通信ネットワークと呼ぶ。
【0013】
UE100は、移動可能な無線通信装置である。UE100は、ユーザにより利用される装置であればどのような装置であっても構わないが、例えば、UE100は、携帯電話端末(スマートフォンを含む)やタブレット端末、ノートPC、通信モジュール(通信カード又はチップセットを含む)、センサ若しくはセンサに設けられる装置、車両若しくは車両に設けられる装置(Vehicle UE)、飛行体若しくは飛行体に設けられる装置(Aerial UE)である。
【0014】
NG-RAN10は、基地局(5Gシステムにおいて「gNB」と呼ばれる)200を含む。gNB200は、基地局間インターフェイスであるXnインターフェイスを介して相互に接続される。gNB200は、1又は複数のセルを管理する。gNB200は、自セルとの接続を確立したUE100との無線通信を行う。gNB200は、無線リソース管理(RRM)機能、ユーザデータ(以下、単に「データ」という)のルーティング機能、モビリティ制御・スケジューリングのための測定制御機能等を有する。「セル」は、無線通信エリアの最小単位を示す用語として用いられる。「セル」は、UE100との無線通信を行う機能又はリソースを示す用語としても用いられる。1つのセルは1つのキャリア周波数に属する。
【0015】
なお、gNBがLTEのコアネットワークであるEPC(Evolved Packet Core)に接続することもできる。LTEの基地局が5GCに接続することもできる。LTEの基地局とgNBとが基地局間インターフェイスを介して接続されることもできる。
【0016】
5GC20は、AMF(Access and Mobility Management Function)及びUPF(User Plane Function)300を含む。AMFは、UE100に対する各種モビリティ制御等を行う。AMFは、NAS(Non-Access Stratum)シグナリングを用いてUE100と通信することにより、UE100のモビリティを管理する。UPFは、データの転送制御を行う。AMF及びUPFは、基地局-コアネットワーク間インターフェイスであるNGインターフェイスを介してgNB200と接続される。
【0017】
図2は、一実施形態に係るUE100(ユーザ装置)の構成を示す図である。
【0018】
図2に示すように、UE100は、受信部110、送信部120、及び制御部130を備える。
【0019】
受信部110は、制御部130の制御下で各種の受信を行う。受信部110は、アンテナ及び受信機を含む。受信機は、アンテナが受信する無線信号をベースバンド信号(受信信号)に変換して制御部130に出力する。
【0020】
送信部120は、制御部130の制御下で各種の送信を行う。送信部120は、アンテナ及び送信機を含む。送信機は、制御部130が出力するベースバンド信号(送信信号)を無線信号に変換してアンテナから送信する。
【0021】
制御部130は、UE100における各種の制御を行う。制御部130は、少なくとも1つのプロセッサ及び少なくとも1つのメモリを含む。メモリは、プロセッサにより実行されるプログラム、及びプロセッサによる処理に用いられる情報を記憶する。プロセッサは、ベースバンドプロセッサと、CPU(Central Processing Unit)とを含んでもよい。ベースバンドプロセッサは、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号等を行う。CPUは、メモリに記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行う。
【0022】
図3は、一実施形態に係るgNB200(基地局)の構成を示す図である。
【0023】
図3に示すように、gNB200は、送信部210、受信部220、制御部230、及びバックホール通信部240を備える。
【0024】
送信部210は、制御部230の制御下で各種の送信を行う。送信部210は、アンテナ及び送信機を含む。送信機は、制御部230が出力するベースバンド信号(送信信号)を無線信号に変換してアンテナから送信する。
【0025】
受信部220は、制御部230の制御下で各種の受信を行う。受信部220は、アンテナ及び受信機を含む。受信機は、アンテナが受信する無線信号をベースバンド信号(受信信号)に変換して制御部230に出力する。
【0026】
制御部230は、gNB200における各種の制御を行う。制御部230は、少なくとも1つのプロセッサ及び少なくとも1つのメモリを含む。メモリは、プロセッサにより実行されるプログラム、及びプロセッサによる処理に用いられる情報を記憶する。プロセッサは、ベースバンドプロセッサと、CPUとを含んでもよい。ベースバンドプロセッサは、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号等を行う。CPUは、メモリに記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行う。
【0027】
バックホール通信部240は、基地局間インターフェイスを介して隣接基地局と接続される。バックホール通信部240は、基地局-コアネットワーク間インターフェイスを介してAMF/UPF300と接続される。なお、gNBは、CU(Central Unit)とDU(Distributed Unit)とで構成され(すなわち、機能分割され)、両ユニット間はF1インターフェイスで接続されてもよい。
【0028】
図4は、データを取り扱うユーザプレーンの無線インターフェイスのプロトコルスタックの構成を示す図である。
【0029】
図4に示すように、ユーザプレーンの無線インターフェイスプロトコルは、物理(PHY)レイヤと、MAC(Medium Access Control)レイヤと、RLC(Radio Link Control)レイヤと、PDCP(Packet Data Convergence Protocol)レイヤと、SDAP(Service Data Adaptation Protocol)レイヤとを有する。
【0030】
PHYレイヤは、符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング、及びリソースマッピング・デマッピングを行う。UE100のPHYレイヤとgNB200のPHYレイヤとの間では、物理チャネルを介してデータ及び制御情報が伝送される。
【0031】
MACレイヤは、データの優先制御、ハイブリッドARQ(HARQ)による再送処理、及びランダムアクセスプロシージャ等を行う。UE100のMACレイヤとgNB200のMACレイヤとの間では、トランスポートチャネルを介してデータ及び制御情報が伝送される。gNB200のMACレイヤはスケジューラを含む。スケジューラは、上下リンクのトランスポートフォーマット(トランスポートブロックサイズ、変調・符号化方式(MCS))及びUE100への割当リソースブロックを決定する。
【0032】
RLCレイヤは、MACレイヤ及びPHYレイヤの機能を利用してデータを受信側のRLCレイヤに伝送する。UE100のRLCレイヤとgNB200のRLCレイヤとの間では、論理チャネルを介してデータ及び制御情報が伝送される。
【0033】
PDCPレイヤは、ヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行う。
【0034】
SDAPレイヤは、コアネットワークがQoS制御を行う単位であるIPフローとAS(Access Stratum)がQoS制御を行う単位である無線ベアラとのマッピングを行う。なお、RANがEPCに接続される場合は、SDAPが無くてもよい。
【0035】
図5は、シグナリング(制御信号)を取り扱う制御プレーンの無線インターフェイスのプロトコルスタックの構成を示す図である。
【0036】
図5に示すように、制御プレーンの無線インターフェイスのプロトコルスタックは、図4に示したSDAPレイヤに代えて、RRC(Radio Resource Control)レイヤ及びNAS(Non-Access Stratum)レイヤを有する。
【0037】
UE100のRRCレイヤとgNB200のRRCレイヤとの間では、各種設定のためのRRCシグナリングが伝送される。RRCレイヤは、無線ベアラの確立、再確立及び解放に応じて、論理チャネル、トランスポートチャネル、及び物理チャネルを制御する。UE100のRRCとgNB200のRRCとの間に接続(RRC接続)がある場合、UE100はRRCコネクティッド状態にある。UE100のRRCとgNB200のRRCとの間に接続(RRC接続)がない場合、UE100はRRCアイドル状態にある。UE100のRRCとgNB200のRRCとの間の接続がサスペンドされている場合、UE100はRRCインアクティブ状態にある。
【0038】
RRCレイヤの上位に位置するNASレイヤは、セッション管理及びモビリティ管理等を行う。UE100のNASレイヤとAMF300のNASレイヤとの間では、NASシグナリングが伝送される。
【0039】
なお、UE100は、無線インターフェイスのプロトコル以外にアプリケーションレイヤ等を有する。
【0040】
(サイドリンク中継の概要)
次に、一実施形態に係るサイドリンク中継の概要について説明する。図6は、一実施形態に係るサイドリンク中継を示す図である。
【0041】
図6に示すように、サイドリンク中継には、UE-to-NW中継(U2N中継)及びUE-to-UE中継(U2U中継)の2つのモードがある。
【0042】
U2N中継は、中継UE100Bが遠隔UE100AとgNB200(セル)との間で中継を行うモードである。ここで、中継UE100Bと遠隔UE100Aとの間にサイドリンク接続が確立され、中継UE100BとgNB200との間にネットワーク接続が確立される。なお、サイドリンクはUE100間の直接的なリンクであって、PC5インターフェイスと呼ばれることもある。サイドリンク接続は、PC5-S接続又はPC5-RRC接続と呼ばれることもある。ネットワーク接続とは、UE100とセルラ通信ネットワーク(gNB200)との間の接続をいい、NAS接続、RRC接続、又はUuインターフェイスと呼ばれることもある。
【0043】
中継UE100Bは、gNB200のセルのカバレッジ(以下、単に「カバレッジ」という)内に位置する。他方、遠隔UE100Aは、カバレッジ外に位置する。U2N中継によれば、カバレッジ外(いわゆる、圏外)の遠隔UE100Aが中継UE100Bを介してネットワーク通信を行うことができる。但し、遠隔UE100Aは、カバレッジ内に位置していてもよい。
【0044】
U2U中継は、中継UE100Bが遠隔UE100Aと他のUE100Cとの間で中継を行うモードである。ここで、中継UE100Bと遠隔UE100Aとの間、及び中継UE100Bと他のUE100Cとの間にサイドリンク接続が確立される。遠隔UE100A、中継UE100B、及び他のUE100Cのそれぞれは、カバレッジ内に位置していてもよいし、カバレッジ外に位置していてもよい。なお、遠隔UE100Aと他のUE100Cの間に、中継UE100Bを介して間接的にサイドリンク接続が確立されてもよい。
【0045】
U2U中継によれば、例えばカバレッジ外において、遠隔UE100Aと他のUE100Cとの直接的なサイドリンク通信が不可である場合であっても、遠隔UE100Aが中継UE100Bを介して間接的にサイドリンク通信を行うことができる。
【0046】
図7は、一実施形態に係るサイドリンク中継に関する全体的なフローを示す図である。以下において、遠隔UE100Aは、セルラ通信ネットワーク(gNB200)とのネットワーク接続又は他のUE100Cとのサイドリンク接続を確立済みであるものとする。
【0047】
図7に示すように、ステップS1において、遠隔UE100A及び中継UE100Bは、中継UEディスカバリー手順を行う。中継UEディスカバリー手順には、中継UE100Bが自身の存在をディスカバリーメッセージの送信により通知する方法と、遠隔UE100Aが中継UE100Bをディスカバリーメッセージの送信により探索する方法とがある。送信されるディスカバリーメッセージは、ディスカバリー専用のメッセージであってもよく、サイドリンク接続を確立するための既存のメッセージであってもよい。なお、遠隔UE100Aが自分の存在を示すディスカバリーメッセージを送信してもよく、中継UE100Bが遠隔UE100Aを探索するためのディスカバリーメッセージを送信してもよい。中継UEディスカバリー手順により、遠隔UE100Aは中継UE100Bを発見する。ここで、遠隔UE100Aは、候補となる複数の中継UE100Bを発見し得る。
【0048】
ステップS2において、遠隔UE100Aは、自身のデータを中継させる中継UE100Bを選択する中継UE選択手順を行う。遠隔UE100Aは、ステップS1において1つの中継UE100Bのみが発見された場合、中継UE選択手順において、発見された1つの中継UE100Bが所定条件を満たすか否かに応じて当該1つの中継UE100Bを選択してもよい。これに対し、ステップS1において複数の中継UE100Bが発見された場合、遠隔UE100Aは、中継UE選択手順において、発見された複数の中継UE100Bの中から1つの中継UE100Bを選択してもよい。中継UE選択手順の詳細については後述する。
【0049】
ステップS3において、遠隔UE100A及び中継UE100Bは、サイドリンク接続を確立するサイドリンク接続確立手順を行う。例えば、後述するPC5-RRCレイヤのメッセージ(例えば、RRCReconfigurationSidelink、RRCReconfigurationCompleteSidelink)を遠隔UE100A及び中継UE100Bが送受信することによりサイドリンク接続が確立される。当該サイドリンク接続確立手順には、後述するPC5-Sレイヤのメッセージ(例えば、DIRECT LINK ESTABLISHMENT REQUEST、DIRECT LINK ESTABLISHMENT ACCEPT)の送受信が含まれてもよい。
【0050】
ステップS4において、遠隔UE100Aは、中継UE100Bとのサイドリンク通信を行い、データを中継UE100Bと送受信する。中継UE100Bは、遠隔UE100Aが送受信するデータを中継する(サイドリンク中継)。
【0051】
ステップS5において、遠隔UE100Aは、中継UE選択手順を改めて行ってもよい。具体的には、遠隔UE100Aは、現在の中継UE100Bから他の中継UE100Bに切り替えるための中継UE再選択手順を行ってもよい。
【0052】
(サイドリンクのプロトコルスタック)
次に、一実施形態に係るサイドリンクのプロトコルスタックの構成について説明する。
【0053】
図8は、データを取り扱うユーザプレーンのサイドリンクのプロトコルスタックの構成を示す図である。図8に示すように、ユーザプレーンのサイドリンクプロトコルは、PHYレイヤと、MACレイヤと、RLCレイヤと、PDCPレイヤと、SDAPレイヤとを有する。
【0054】
PHYレイヤは、符号化・復号、変調・復調、アンテナマッピング・デマッピング、及びリソースマッピング・デマッピングを行う。遠隔UE100AのPHYレイヤと中継UE100BのPHYレイヤとの間では、物理チャネルを介してデータ及び制御情報が伝送される。
【0055】
MACレイヤは、データの優先制御及びHARQによる再送処理等を行う。遠隔UE100AのMACレイヤと中継UE100BのMACレイヤとの間では、トランスポートチャネルを介してデータ及び制御情報が伝送される。
【0056】
RLCレイヤは、MACレイヤ及びPHYレイヤの機能を利用してデータを受信側のRLCレイヤに伝送する。遠隔UE100AのRLCレイヤと中継UE100BのRLCレイヤとの間では、論理チャネルを介してデータ及び制御情報が伝送される。PDCPレイヤは、ヘッダ圧縮・伸張、及び暗号化・復号化を行う。SDAPレイヤは、コアネットワークがQoS制御を行う単位であるIPフローとASがQoS制御を行う単位である無線ベアラとのマッピングを行う。
【0057】
図9は、シグナリング(制御信号)を取り扱う制御プレーンのサイドリンクのプロトコルスタックの構成を示す図である。
【0058】
図9に示すように、制御プレーンのサイドリンクのプロトコルスタックは、図8に示したSDAPレイヤに代えて、PC5-RRCレイヤ及びPC5-Sレイヤを有する。
【0059】
遠隔UE100AのPC5-RRCレイヤと中継UE100BのPC5-RRCレイヤとの間では、各種設定のためのPC5-RRCメッセージが伝送される。遠隔UE100AのPC5-RRCと中継UE100BのPC5-RRCとの間に接続(PC5-RRC接続)がある場合、遠隔UE100AはPC5-RRCコネクティッド状態にあってもよい。なお、PC5-RRCレイヤは、ASレイヤに含まれる。
【0060】
PC5-Sレイヤは、PC5-RRCレイヤ(ASレイヤ)の上位レイヤに位置する。遠隔UE100AのPC5-Sレイヤと中継UE100BのPC5-Sレイヤとの間では、ディスカバリーメッセージ等のPC5-Sメッセージが伝送される。
【0061】
(中継UE選択手順)
次に、一実施形態に係る中継UE選択手順について説明する。
【0062】
遠隔UE100Aは、中継UE100Bを選択してサイドリンク接続を確立することによりサイドリンク中継を利用可能になるが、遠隔UE100Aが適切な中継UE100Bを選択できないと、サイドリンク通信を適切に行うことができない。一実施形態に係る中継UE選択手順は、中継UE選択手順において遠隔UE100Aが適切な中継UE100Bを選択することを可能とする。
【0063】
一実施形態に係る中継UE選択手順は、遠隔UE100Aのデータを中継する能力を有する中継UE100Bが、中継UE100Bに関する情報を含むメッセージ(以下、「中継UEメッセージ」と呼ぶ)を送信するステップと、遠隔UE100Aが、中継UEメッセージを受信するステップと、遠隔UE100Aが、中継UEメッセージに基づいて、遠隔UE100Aと中継UE100Bとのサイドリンク接続を確立するための処理を行うステップとを有する。例えば、中継UEメッセージは、PC5-RRCレイヤのPC5-RRCメッセージ又はPC5-Sレイヤのディスカバリーメッセージである。
【0064】
遠隔UE100Aは、1つの中継UE100Bのみが発見された場合、中継UE選択手順において、当該1つの中継UE100Bから受信した中継UEメッセージに基づいて当該1つの中継UE100Bを選択してもよい。これに対し、複数の中継UE100Bが発見された場合、遠隔UE100Aは、中継UE選択手順において、当該複数の中継UE100Bのそれぞれの中継UEメッセージに基づいて1つの中継UE100Bを選択してもよい。
【0065】
図10は、一実施形態に係る中継UEメッセージを示す図である。
【0066】
図10に示すように、中継UEメッセージは、中継UE100Bがセルラ通信ネットワークとのネットワーク接続を有する場合、中継UE100Bとセルラ通信ネットワークとの間のネットワーク通信状態を示す情報を含む。これにより、遠隔UE100Aは、中継UE100Bとセルラ通信ネットワークとの間のネットワーク通信状態を考慮して適切な中継UE100Bを選択又は再選択できる。
【0067】
中継UEメッセージは、中継UE100Bが他のUE100Cとのサイドリンク接続を有する場合、中継UE100Bと他のUE100Cとの間のサイドリンク通信状態を示す情報を含む。これにより、遠隔UE100Aは、中継UE100Bと他のUE100Cとの間のサイドリンク通信状態を考慮して適切な中継UE100Bを選択又は再選択できる。
【0068】
中継UEメッセージは、中継UE100Bの中継能力を示す情報を含む。これにより、遠隔UE100Aは、中継UE100Bの中継能力を考慮して適切な中継UE100Bを選択又は再選択できる。
【0069】
具体的には、中継UE100Bとセルラ通信ネットワークとの間のネットワーク通信状態を示す情報は、次の情報要素のうち少なくとも1つを含む:
・中継UE100Bとセルラ通信ネットワークとの間のRRC状態(RRCコネクティッド、RRCインアクティブ、RRCアイドルのいずれか)を示す情報要素;
・中継UE100Bのカバレッジ状態(カバレッジ内、カバレッジ外のいずれか)を示す情報要素;
・中継UE100Bとセルラ通信ネットワークとの間の無線状態(例えば、RSRP、RSRQ、SINRのいずれか)を示す情報要素;
・中継UE100Bとセルラ通信ネットワークとの間の使用周波数帯を示す情報要素;
例えば、当該情報要素は、免許が付与された周波数帯であるLicensed spectrum、免許が不要な周波数帯であるUnlicensed spectrum、複数システムが共用可能な周波数帯であるShared spectrumのいずれかを示してもよい。当該情報要素は、6GHz帯以下の周波数を含むFrequency Range 1(FR1)、FR1より通信可能範囲が狭いが周波数帯域の広い24.25GHzから52.6GHzまでのミリ波を含むFrequency Range 2(FR2)、その他のFrequency Range(FR3等)のいずれかを示してもよい。当該情報要素は、中継UE100Bとセルラ通信ネットワークとの間の使用周波数帯の帯域幅(例えば、100MHz)を示してもよい;
・中継UE100Bとセルラ通信ネットワークとの間のリンク状態(例えば、スループット(データレート)、レイテンシのいずれか)を示す情報要素;
・中継UE100Bとセルラ通信ネットワークとの間の負荷状況(例えば、リソース使用率など)を示す情報要素。
【0070】
他方、中継UE100Bと他のUE100Cとの間のサイドリンク通信状態を示す情報は、次の情報要素のうち少なくとも1つを含む:
・中継UE100Bと他のUE100Cとの間の使用周波数帯を示す情報要素;
・中継UE100Bと他のUE100Cとの間の無線状態を示す情報要素;
当該情報要素は、他のUE100Cごと(PC5-RRC接続ごと)のRSRP、RSRQ、SINRであってもよい。当該情報要素は、中継UE100Bと他のUE100Cとの間のチャネル混雑度を示すCBR(Channel Busy Ratio)の測定結果を示す情報要素であってもよい;
・中継UE100Bと他のUE100Cとの間のリンク状態を示す情報要素;
・中継UE100Bと他のUE100Cとの間の負荷状況を示す情報要素。
【0071】
他方、中継UE100Bの中継能力を示す情報は、次の情報要素のうち少なくとも1つを含む。これらの情報は上位レイヤ(PC5-Sレイヤ)が持っていると想定している:
・中継UE100Bの中継モード(U2N、U2U、両方のいずれか)を示す情報要素;
当該情報要素は、ネットワークにより認証されているモードに基づいてもよい;
・中継UE100Bの負荷状況(例えば、CPUやメモリの使用率など)を示す情報要素;
・中継UE100Bのバッテリ状態(例えば、電源に接続、バッテリ使用、バッテリ残量低下のいずれか)を示す情報要素。
【0072】
図11は、一実施形態に係る中継UE選択手順のシーケンスを示す図である。候補となる中継UE100Bが2つである一例を示しているが、候補となる中継UE100Bが3つ以上であってもよい。
【0073】
図11に示すように、ステップS101において、中継UE100B#1は、中継UEメッセージを遠隔UE100Aに送信する。
【0074】
中継UEメッセージがPC5-Sレイヤのディスカバリーメッセージである場合、中継UE100B#1において、ASレイヤは、上位レイヤ(PC5-Sレイヤ)に自身のネットワークリンク状態若しくは他サイド(他UE100Cとの)リンク状態を通知する。上位レイヤ(PC5-Sレイヤ)は、ASレイヤからの状態情報と自身が有している中継能力情報を用いてディスカバリーメッセージを生成し、当該ディスカバリーメッセージを中継UEメッセージとして送信する。
【0075】
他方、中継UEメッセージがPC5-RRCレイヤのPC5-RRCメッセージである場合、中継UE100B#1において、上位レイヤ(PC5-Sレイヤ)は、ASレイヤに自身の中継能力状態を通知する。ASレイヤは、上位レイヤ(PC5-Sレイヤ)からの中継能力情報と自身が有しているリンク状態情報を用いてPC5-RRCメッセージを生成し、当該PC5-RRCメッセージを中継UEメッセージとして送信する。
【0076】
当該PC5-RRCメッセージのメッセージ形式は、サイドリンクにおいてブロードキャストされるPC5-RRCメッセージ(例えば、既存のMasterInformationBlockSidelink又は新たなメッセージ)であってもよい。或いは、当該PC5-RRCメッセージのメッセージ形式は、サイドリンク接続確立に用いるPC5-RRCメッセージ(例えば、RRCReconfigurationSidelink、RRCReconfigurationCompleteSidelink)、サイドリンクにおける問い合わせ・応答に用いるPC5-RRCメッセージ(例えば、UECapabilityEnquirySidelink、UECapabilityInformationSidelink)、及び/又は中継専用の新たな問い合わせ・応答メッセージであってもよい。問い合わせ・応答メッセージに関して、中継UEメッセージは応答メッセージであり、遠隔UEからの問い合わせに応じて中継UEが中継UEメッセージ(応答メッセージ)を送信する。
【0077】
ステップS102において、中継UE100B#2は、中継UEメッセージを遠隔UE100Aに送信する。
【0078】
ステップS103において、遠隔UE100Aは、複数の中継UE100B(中継UE100B#1、中継UE100B#2)のそれぞれの中継UEメッセージに基づいて、当該複数の中継UE100Bの中からサイドリンク接続を確立する1つの中継UE100Bを選択する。
【0079】
このような中継UE選択処理において、遠隔UE100Aは、遠隔UE100Aと各中継UE100Bとの間の無線状態(例えばサイドリンクのRSRP)に基づいて選択候補を抽出してもよい。遠隔UE100Aは、サイドリンクの無線状態によって候補をランキングし、上位n個(例えば、上位5UE)の中継UE100Bを候補としてもよい。或いは、遠隔UE100Aは、無線状態が最良の中継UE100Bの無線状態を基準として一定の範囲内(例えば-10dB以内)の中継UE100Bを候補としてもよいし、無線状態が閾値以上(例えば-100dBm以上)である全ての中継UE100Bを候補としてもよい。
【0080】
中継UE選択処理において、遠隔UE100Aは、候補の複数の中継UE100Bのそれぞれの中継UEメッセージに含まれる情報要素を互いに比較することにより1つの中継UE100Bを選択する。なお、いずれの情報要素を中継UE選択に用いるか及びその選択基準(選択優先順位)については、gNB200から設定されてもよいし、予め規定されていてもよいし(pre-configuration)、ユーザ設定(userpreference)により設定されてもよい。
【0081】
例えば、遠隔UE100Aは、ネットワーク通信状態に含まれるRRC状態について、RRCコネクティッド状態にある中継UE100Bを、RRCコネクティッド状態にない中継UE100Bよりも優先して選択してもよい。遠隔UE100Aは、RRCコネクティッド状態>RRCインアクティブ状態>RRCアイドル状態という優先順位付けに従って中継UE選択を行ってもよい。
【0082】
遠隔UE100Aは、ネットワーク通信状態に含まれるカバレッジ状態について、U2N及びU2Uのそれぞれの用途に応じて、カバレッジ内の中継UE100B又はカバレッジ外の中継UE100Bを候補から除外してもよい。遠隔UE100Aは、カバレッジ外の中継UE100Bよりもカバレッジ内の中継UE100Bを優先して選択してもよい。
【0083】
遠隔UE100Aは、ネットワーク通信状態に含まれる無線状態(RSRP、RSRQ、SINR)について、無線状態が良好な中継UE100Bを、無線状態が劣悪な中継UE100Bよりも優先して選択してもよい。
【0084】
遠隔UE100Aは、ネットワーク通信状態に含まれる使用周波数帯について、Licensed spectrumを使用する中継UE100Bを、Licensed spectrumを使用しない中継UE100Bよりも優先して選択してもよい。遠隔UE100Aは、FR2を使用する中継UE100Bを、FR2を使用しない中継UE100Bよりも優先して選択してもよい。遠隔UE100Aは、広い帯域幅を使用する中継UE100Bを、狭い帯域幅を使用する中継UE100Bよりも優先して選択してもよい。なお、これらの優先基準はそれぞれ逆であってもよい。例えば、遠隔UE100Aは、Licensed spectrumを使用しない中継UE100Bを優先してもよいし、FR2を使用しない中継UE100Bを優先してもよい。
【0085】
遠隔UE100Aは、ネットワーク通信状態に含まれるリンク状態について、スループットが高い中継UE100Bを、スループットが低い中継UE100Bよりも優先して選択してもよい。遠隔UE100Aは、レイテンシが小さい中継UE100Bを、レイテンシが大きい中継UE100Bよりも優先して選択してもよい。
【0086】
遠隔UE100Aは、ネットワーク通信状態に含まれる負荷状況について、負荷が小さい中継UE100Bを、負荷が大きい中継UE100Bよりも優先して選択してもよい。
【0087】
また、遠隔UE100Aは、サイドリンク通信状態についても、ネットワーク通信状態と同様にして中継UE選択を行う。但し、サイドリンク通信状態に含まれる無線状態については、遠隔UE100Aは、自身の通信相手方(destination)に対する無線状況が良い中継UE100Bを優先して選択してもよい。また、遠隔UE100Aは、CBRの測定値が低い中継UE100Bを、CBRの測定値が高い中継UE100Bよりも優先して選択してもよい。
【0088】
さらに、遠隔UE100Aは、中継能力情報については、自身のU2N及びU2Uの用途に見合った中継モードの中継UE100Bを優先して選択してもよい。遠隔UE100Aは、負荷状況(CPUやメモリの使用率など)が小さい中継UE100Bを、負荷状況が大きい中継UE100Bよりも優先して選択してもよい。遠隔UE100Aは、バッテリ状態については、電源に接続されている中継UE100Bを優先して選択してもよい。
【0089】
遠隔UE100Aは、中継UE選択処理によって1つの中継UE100Bを選択すると、ステップS104において、選択した中継UE100B(ここでは、中継UE100B#1)に対してサイドリンクの接続確立処理を行う。
【0090】
図12は、一実施形態に係る中継UE再選択手順のシーケンスを示す図である。ここでは、上述の中継UE選択手順との相違点について説明する。
【0091】
図12に示すように、ステップS151において、遠隔UE100Aは、中継UE100B#1とのサイドリンク接続を確立した状態にある。遠隔UE100Aは、中継UE100B#1とのサイドリンク無線状態が劣化したことに応じて中継UE再選択をトリガしてもよい。
【0092】
ステップS152及びS153において、遠隔UE100Aは、中継UE100B#1及び中継UE100B#2のそれぞれから中継UEメッセージを受信する。
【0093】
ステップS154において、遠隔UE100Aは、中継UE100B#1及び中継UE100B#2のそれぞれの中継UEメッセージに基づいて、中継UE100B#2への切り替え(再選択)を行うか否かを判定する。このような中継UE再選択の基準は、上述の中継UE選択の基準と同様である。ここでは、遠隔UE100Aが、中継UE100B#2への再選択を行うと判定したと仮定して説明を進める。
【0094】
ステップS154において、遠隔UE100Aは、再選択した中継UE100B#2に対してサイドリンクの接続確立処理を行う。なお、遠隔UE100Aは、中継UE100B#1とのサイドリンク接続を解放する。
【0095】
(サイドリンク通信制御)
次に、一実施形態に係るサイドリンク中継手順におけるサイドリンク通信制御ついて説明する。
【0096】
中継UE100Bとのサイドリンク接続を有する遠隔UE100Aは、中継UE100Bを介してセルラ通信ネットワーク又は他のUE100Cとの通信を行うことが可能である。しかしながら、このようなサイドリンク通信が開始された後、UE100の移動等の状況変化が生じ得るため、サイドリンク通信を適切に行うことが困難になり得る。
【0097】
一実施形態に係るサイドリンク通信制御は、中継UE100Bとのサイドリンク接続を有する遠隔UE100Aが、遠隔UE100Aとセルラ通信ネットワーク(gNB200)との間のネットワーク通信状態を判定するステップと、遠隔UE100Aが、ネットワーク通信状態に基づいて、遠隔UE100Aと中継UE100Bとのサイドリンク通信に関する制御を行うステップとを有する。これにより、遠隔UE100Aと中継UE100Bとのサイドリンク通信を適切に制御できる。
【0098】
一実施形態に係るサイドリンク通信制御は、遠隔UE100Aとのサイドリンク接続を有する中継UE100Bが、中継UE100Bとセルラ通信ネットワーク(gNB200)との間の通信状態、又は中継UE100Bと他のUE100Cとの間の通信状態を判定するステップと、中継UE100Bが、判定された通信状態に基づいて、中継UE100Bと遠隔UE100Aとのサイドリンク通信に関する制御を行うステップとを有する。これにより、遠隔UE100Aと中継UE100Bとのサイドリンク通信を適切に制御できる。
【0099】
(1)遠隔UE100Aによるサイドリンク通信制御
【0100】
(1.1)動作パターン1
一実施形態に係る遠隔UE100Aによるサイドリンク通信制御の動作パターン1について説明する。
【0101】
遠隔UE100Aによるサイドリンク通信制御の動作パターン1において、中継UE100Bとのサイドリンク接続を有する遠隔UE100Aは、遠隔UE100Aとセルラ通信ネットワークとの間のネットワーク通信状態の改善を検知する。そして、遠隔UE100Aは、当該改善が検知されたことに応じて、遠隔UE100Aと中継UE100Bとのサイドリンク通信を中止するための処理を行う。
【0102】
これにより、遠隔UE100Aは、サイドリンク中継が開始された後、遠隔UE100Aとセルラ通信ネットワークとの間のネットワーク通信状態が改善した場合、サイドリンク中継による通信をセルラ通信ネットワークとの直接通信に切り替えることができる。
【0103】
図13は、一実施形態に係る遠隔UE100Aによるサイドリンク通信制御の動作パターン1を示す図である。図13において、中継UE100Bとのサイドリンク接続を有する遠隔UE100Aがカバレッジ外からカバレッジ内へ移動する場合を主として想定する。なお、図13において、必須ではないステップを破線で示している。
【0104】
図13に示すように、ステップS201において、遠隔UE100Aは、中継UE100Bとサイドリンク接続を確立した状態にある。中継UE100Bの中継モードは、U2N中継及びU2U中継のどちらであってもよい。
【0105】
ステップS202において、遠隔UE100Aは、データを中継UE100Bと送受信する。
【0106】
ステップS203において、中継UE100Bは、遠隔UE100Aが送受信するデータを中継する。図13において、中継UE100Bが中継データをgNB200と送受信する一例を示しているが、中継UE100Bが中継データを他のUE100Cと送受信してもよい。
【0107】
ステップS204において、遠隔UE100Aは、遠隔UE100Aとセルラ通信ネットワーク(gNB200)との間のネットワーク通信状態を判定し、ネットワーク通信状態の変化を検知する。
【0108】
例えば、遠隔UE100Aは、ステップS204において、自身がカバレッジ外からカバレッジ内へ移動したことを検知する。遠隔UE100Aは、セルラ通信ネットワークから受信する参照信号の受信電力(RSRP)が閾値を上回ったことに応じて、カバレッジ内へ移動したことを検知してもよい。遠隔UE100Aは、セルラ通信ネットワークから同期信号を受信したことに応じて、カバレッジ内へ移動したことを検知してもよい。或いは、遠隔UE100Aは、ステップS204において、遠隔UE100AがRRCアイドル状態又はRRCインアクティブ状態からRRCコネクティッド状態に遷移(後述のステップS205)したことを検知してもよい。
【0109】
ここで、RSRPと比較する閾値や、遠隔UE100Aが検知するべきネットワーク通信状態は、gNB200からシステム情報(SIB)等で設定されてもよいし、予め規定された閾値(例えばS-criteria)及び/又はSIM(Subscriber Identity Module)等に事前書き込みされた設定(Pre-configuration)であってもよい。
【0110】
ステップS205において、遠隔UE100Aは、gNB200とのネットワーク接続を確立し、RRCコネクティッド状態に遷移する。なお、ステップS205は、後述のステップS208以降、例えば、後述のステップS208とステップS209との間で行われてもよい。
【0111】
遠隔UE100Aは、ネットワーク通信状態の変化を検知したことに応じて、遠隔UE100Aと中継UE100Bとのサイドリンク通信を中止するための処理を行う。
【0112】
そのような処理として、遠隔UE100Aは、ネットワーク通信状態の変化(例えば、RRCコネクティッド状態に遷移したこと)について中継UE100Bに通知してもよい(ステップS206)。ここで、遠隔UE100Aは、セルラ通信ネットワークから受信する参照信号の受信電力(RSRP)を中継UE100Bに通知してもよい。このような通知は、PC5-RRCメッセージ又はPC5-Sメッセージにより行われてもよい。
【0113】
中継UE100Bは、遠隔UE100Aからの通知に基づき、遠隔UE100Aとのサイドリンク接続を解放する処理を行ってもよい。例えば、中継UE100Bは、PC5-RRCエンティティ及び/又はPC5-Sエンティティを破棄したり、遠隔UE100Aに対してPC-RRC解放指示を送信したりする。
【0114】
遠隔UE100Aは、ネットワーク通信状態の変化を検知したことに応じて、中継UE100Bとのサイドリンク通信を中止してもよい(ステップS207)。例えば、遠隔UE100Aは、中継UE100Bへの応答等を行わないことによって通信タイムアウトを発生させ、中継UE100Bに暗示的にサイドリンク接続の解放を通知する。遠隔UE100Aは、自身のPC5-RRCエンティティ及び/又はPC5-Sエンティティを破棄してもよい。
【0115】
ステップS208において、遠隔UE100Aは、中継UE100Bとのサイドリンク接続を解放する処理を行う。例えば、遠隔UE100Aは、サイドリンク接続の解放を示すPC5-RRCメッセージを用いて、中継UE100Bへ明示的に接続解放を通知してもよい。
【0116】
ステップS209において、遠隔UE100Aは、gNB200とのネットワーク通信によりデータを送受信する。
【0117】
本動作パターンではU2N中継について説明したが、U2U中継に適用してもよい。この場合、本動作パターンにおけるgNB200を他のUE(他の遠隔UE)100Cと読み替え、ネットワーク通信状態を、遠隔UE100Aと他の遠隔UE100Cとの間の通信状態と読み替えればよい。遠隔UE100Aは、例えばディスカバリー手順により、他の遠隔UE100Cが近傍(直接通信可能な範囲)に居ることを検知してもよい(ステップS204)。その後、本動作パターンと同様に遠隔UE100Aは中継UE100Bとのサイドリンク接続を解放する動作を行う。
【0118】
(1.2)動作パターン2
一実施形態に係る遠隔UE100Aによるサイドリンク通信制御の動作パターン2について説明する。
【0119】
遠隔UE100Aによるサイドリンク通信制御の動作パターン2において、U2N中継を行う中継UE100Bは、セルラ通信ネットワークの第1セルがブロードキャストする第1システム情報を遠隔UE100Aに転送する。遠隔UE100Aは、セルラ通信ネットワークの第2セルとのネットワーク通信状態の改善を検知する。そして、遠隔UE100Aは、当該改善が検知されたことに応じて、中継UE100Bから転送される第1システム情報ではなく、第2セルがブロードキャストする第2システム情報を取得する。これにより、遠隔UE100Aが接続する第1セルとは異なる第2セルのカバレッジに遠隔UE100Aが移動した場合、遠隔UE100Aが第2セルのシステム情報を取得できる。
【0120】
図14は、一実施形態に係る遠隔UE100Aによるサイドリンク通信制御の動作パターン2を示す図である。図14において、セル#1(第1セル)をgNB200#1が管理し、セル#2(第2セル)をgNB200#2が管理する一例を示しているが、セル#1及びセル#2を1つのgNB200が管理していてもよい。
【0121】
図14に示すように、ステップS301において、セル#1のカバレッジ内に位置する中継UE100Bは、セル#1のシステム情報であるSIB#1(第1システム情報)をセル#1から受信(取得)する。
【0122】
ステップS302において、中継UE100Bは、SIB#1を遠隔UE100Aに転送する。カバレッジ外に位置する遠隔UE100Aは、中継UE100BからSIB#1を受信及び適用する。
【0123】
ステップS303において、遠隔UE100Aは、遠隔UE100Aとセル#2との間のネットワーク通信状態を判定し、ネットワーク通信状態の変化を検知する。
【0124】
例えば、遠隔UE100Aは、ステップS303において、自身がカバレッジ外からセル#2のカバレッジ内へ移動したことを検知する。遠隔UE100Aは、セル#2から受信する参照信号の受信電力(RSRP)が閾値を上回ったことに応じて、セル#2のカバレッジ内へ移動したことを検知する。遠隔UE100Aは、セル#2から同期信号を受信したことに応じて、セル#2のカバレッジ内へ移動したことを検知してもよい。ここで、RSRPと比較する閾値や、遠隔UE100Aが検知するべきネットワーク通信状態は、gNB200からシステム情報(SIB)等で設定されてもよいし、予め規定された閾値(例えばS-criteria)及び/又はSIM等に事前書き込みされた設定(Pre-configuration)であってもよい。
【0125】
ステップS304において、セル#2のカバレッジ内へ移動した遠隔UE100Aは、セル#2のシステム情報であるSIB#2(第2システム情報)をセル#2から受信(取得)する。遠隔UE100Aは、中継UE100Bから転送されたSIB#1による設定を破棄してもよい。
【0126】
図15は、一実施形態に係る遠隔UE100Aによるサイドリンク通信制御の動作パターン2の変更例を示す図である。この変更例では、遠隔UE100Aがカバレッジ内からカバレッジ外へ移動する場合を想定する。
【0127】
図15に示すように、ステップS351において、セル#1のカバレッジ内に位置する遠隔UE100Aは、SIBをセル#1から受信(取得)する。
【0128】
ステップS352において、遠隔UE100Aは、遠隔UE100Aとセル#1との間のネットワーク通信状態を判定し、ネットワーク通信状態の変化を検知する。
【0129】
例えば、遠隔UE100Aは、ステップS352において、自身がセル#1のカバレッジ内からカバレッジ外へ移動したことを検知する。遠隔UE100Aは、セル#1から受信する参照信号の受信電力(RSRP)が閾値を下回ったことに応じて、カバレッジ外へ移動したことを検知してもよい。ここで、RSRPと比較する閾値は、gNB200からシステム情報(SIB)等で設定されてもよいし、予め規定された閾値(例えばS-criteria)及び/又はSIM等に事前書き込みされた設定(Pre-configuration)であってもよい。
【0130】
ここで、遠隔UE100Aは、中継UEディスカバリー手順や、上述の中継UE選択手順を行い、中継UE100Bとのサイドリンク接続を確立してもよい。
【0131】
ステップS353において、セル#1のカバレッジ内に位置する中継UE100Bは、SIBをセル#1から受信(取得)する。
【0132】
ステップS354において、中継UE100Bは、SIBを遠隔UE100Aに転送する。カバレッジ外に位置する遠隔UE100Aは、中継UE100BからSIBを受信及び適用する。
【0133】
なお、図15において、中継UE100Bがセル#1のカバレッジ内に位置する一例について説明したが、中継UE100Bが別のセル(セル#2)に位置していてもよい。この場合、中継UE100Bは、セル#2のSIBをカバレッジ外の遠隔UE100Aに転送する。遠隔UE100Aは、セル#1のSIBによる設定を破棄してもよい。
【0134】
(2)中継UE100Bによる通信制御
一実施形態に係る中継UE100Bによるサイドリンク通信制御について説明する。
【0135】
遠隔UE100Aとのサイドリンク接続を有する中継UE100Bは、中継UE100Bとセルラ通信ネットワーク(gNB200)との間の通信状態、又は中継UE100Bと他のUE100Cとの間の通信状態の劣化を検知する。そして、中継UE100Bは、当該劣化が検知されたことに応じて、遠隔UE100Aとのサイドリンク通信を中止するための所定の処理を行う。
【0136】
遠隔UE100Aは、中継UE100Bとセルラ通信ネットワーク(gNB200)との間の通信状態、又は中継UE100Bと他のUE100Cとの間の通信状態を把握できず、サイドリンク中継が継続可能か否かを判定することが難しい。そこで、中継UE100Bは、当該通信状態の劣化を検知した場合、遠隔UE100Aとのサイドリンク通信を中止するための所定の処理を行うことで、遠隔UE100Aが中継UE再選択処理等の処理を行うことを可能とする。
【0137】
中継UE100Bは、所定の処理において、中継UE100B以外の中継UE100Bを再選択させる再選択指示を遠隔UE100Aに送信してもよい。中継UE100Bは、中継UE100Bと他のUE100Cとの間の通信状態の劣化を検知した場合、当該他のUEを遠隔UE100Aに通知してもよい。
【0138】
図16は、一実施形態に係る中継UE100Bによるサイドリンク通信制御を示す図である。なお、図16において、必須ではないステップを破線で示している。
【0139】
図16に示すように、ステップS401において、遠隔UE100Aは、中継UE100Bとサイドリンク接続を確立した状態にある。中継UE100Bの中継モードは、U2N中継及びU2U中継のどちらであってもよい。
【0140】
ステップS402において、遠隔UE100Aは、データを中継UE100Bと送受信する。
【0141】
ステップS403において、中継UE100Bは、遠隔UE100Aが送受信するデータを中継する。具体的には、中継UE100Bは、中継データをgNB200又は他のUE100Cと送受信する。
【0142】
ステップS404において、中継UE100Bは、中継UE100Bとセルラ通信ネットワーク(gNB200)との間の通信状態、又は中継UE100Bと他のUE100Cとの間の通信状態を判定し、当該通信状態の劣化を検知する。
【0143】
例えば、中継UE100Bは、U2N中継の場合、gNB200とのネットワーク接続におけるRLF(Radio Link Failure)、RRC接続のリカバリ失敗、及びRRC接続解放のうち少なくとも1つを検知してもよい。中継UE100Bは、gNB200から受信する参照信号の受信電力(RSRP)又はgNB200とのネットワーク通信のスループットが閾値を下回ったこと、又は、gNB200とのネットワーク通信のリソース使用率(占有率)が閾値を上回ったことを検知してもよい。
【0144】
他方、U2U中継の場合、中継UE100Bは、他のUE100Cとのサイドリンク接続におけるRLF、PC5-RRC接続解放、PC5-S接続解放、PC5-RRC接続確立の失敗、及びPC5-S接続確立の失敗のうち少なくとも1つを検知してもよい。中継UE100Bは、他のUE100Cから受信する参照信号の受信電力(RSRP)又は他のUE100Cとのサイドリンク通信のスループットが閾値を下回ったこと、又は、他のUE100Cとのサイドリンク通信のリソース使用率(占有率)が閾値を上回ったことを検知してもよい。
【0145】
なお、閾値は、gNB200からシステム情報(SIB)等で設定されてもよいし、予め規定された閾値(例えばS-criteria)であってもよいし、SIM等に事前書き込みされた設定(Pre-configuration)であってもよい。
【0146】
ステップS405において、中継UE100Bは、中継UE100Bとセルラ通信ネットワーク(gNB200)との間の通信状態の劣化、又は中継UE100Bと他のUE100Cとの間の通信状態を判定し、当該通信状態の劣化を示すメッセージを遠隔UE100Aに送信する。メッセージは、ユニキャストで送信するPC5-RRCメッセージであってもよいし、ブロードキャストで送信するメッセージであってもよい。
【0147】
例えば、ステップS405のメッセージは、中継UE再選択処理を遠隔UE100Aに指示する再選択指示であってもよい。U2U中継の場合、メッセージは、サイドリンク通信状態が劣化した他のUE100Cを示す宛先IDを含んでもよい。メッセージは、通信状態の劣化がネットワーク通信状態の劣化であるか又はサイドリンク通信状態の劣化であるかを示す情報を含んでもよい。
【0148】
ステップS405のメッセージは、遠隔UE100Aとのサイドリンク通信の一時中断を示すサスペンド指示であってもよい。この場合、中継UE100Bは、中継UE100Bとセルラ通信ネットワーク(gNB200)との間の通信状態又は中継UE100Bと他のUE100Cとの間の通信状態が改善したときに、遠隔UE100Aとのサイドリンク通信の再開を示すレジューム指示を遠隔UE100Aに送信してもよい。これらの指示は、原因(Cause:上記検知結果に基づく)を示す情報を含んでもよい。
【0149】
ステップS405のメッセージは、ディスカバリーメッセージであってもよい。ディスカバリーメッセージは、中継UE100Bがサイドリンク接続を有する他のUE100Cの識別子のリストを含む。中継UE100Bは、リスト中のいずれかのUE100Cとの間の通信状態の劣化を検知した場合、当該UE100Cの識別子を削除するようにリストを更新し、更新したリストを含むディスカバリーメッセージを遠隔UE100Aに通知する。これにより、遠隔UE100Aは、サイドリンク中継により通信が可能な他のUE100Cを正しく把握できる。なお、当該リストにgNB200の識別子が含まれる場合(つまりU2N中継の場合)、当該識別子(セルIDもしくはネットワーク接続を示す識別子等)を当該リストから削除してもよい。
【0150】
ステップS405のメッセージは、上述の中継UEメッセージであってもよい。つまり、中継UE200Bは、gNB200もしくは他のUE100Cとの通信状態の変化(判定)に応じて、上述の中継UEメッセージの送信をトリガする。
【0151】
ステップS406において、中継UE100Bは、遠隔UE100Aとのサイドリンク通信を中止するための処理を行ってもよい。例えば、中継UE100Bは、遠隔UE100Aへの応答等を行わないことによって通信タイムアウトを発生させ、遠隔UE100Aに暗示的にサイドリンク接続の解放を通知してもよい。中継UE100Bは、サイドリンク接続の解放を示すPC5-RRCメッセージを用いて、遠隔UE100Aへ明示的に接続解放を通知してもよい。
【0152】
ステップS407において、遠隔UE100Aは、例えばステップS405で中継UE100Bから受信するメッセージに基づいて、中継UE再選択処理をトリガしてもよい。ここで、遠隔UE100Aは、メッセージを送信した中継UE100Bを再選択候補から除いたうえで中継UE再選択処理を行ってもよい。遠隔UE100A内において、ASレイヤは、メッセージを受信したこと(及び当該メッセージの内容)を上位レイヤ(PC5-S等)に通知してもよい。この場合、上位レイヤは、中継UEディスカバリー手順において、メッセージを送信した中継UE100Bを発見対象から除いてもよい。
【0153】
(その他の実施形態)
上述の各シーケンスは、別個独立に実施する場合に限らず、異なるシーケンスの2以上のステップを組み合わせて実施可能である。
【0154】
UE100又はgNB200が行う各処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供されてもよい。プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにプログラムをインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、CD-ROMやDVD-ROM等の記録媒体であってもよい。
【0155】
また、UE100又はgNB200が行う各処理を実行する回路を集積化し、UE100又はgNB200の少なくとも一部を半導体集積回路(チップセット、SoC)として構成してもよい。
【0156】
以上、図面を参照して実施形態について詳しく説明したが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【0157】
本願は、米国仮出願第63/086146号(2020年10月1日出願)の優先権を主張し、その内容の全てが本願明細書に組み込まれている。
図1
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図16