JP2017514355A - 通信デバイスおよび方法 - Google Patents

Abstract

通信デバイスおよび通信デバイスを使用して通信する方法が、デバイスツーデバイス通信を行うために開示される。通信デバイスは、移動通信ネットワークのカバレッジエリア内にあるか否か、を所定の条件に応じて判定するように構成され、通信デバイスが移動通信ネットワークのカバレッジエリア内にあると判定された場合、移動通信ネットワークがリソースの割り当てを行う第１のモードに応じて割り当てられた無線アクセスインタフェースの通信リソースを用いるデバイスデバイスツーデバイス通信に応じて、無線アクセスインタフェースを介して１以上の他の通信デバイスに信号を送信または受信するように構成される。通信デバイスが移動通信ネットワークのカバレッジエリア内にないと判定された場合、通信デバイスは、通信デバイスがリソースの所定のセットからリソースを割り当てる第２のモードに応じて割り当てられた無線アクセスインタフェースの通信リソースを用いるデバイスデバイスツーデバイス通信に応じて、通無線アクセスインタフェースを介して１以上の他の通信デバイスに信号を送信または受信する。通信デバイスが移動通信ネットワークのカバレッジエリア内にあると判定された場合にリソース割り当ての第１のモードを使用して無線アクセスインタフェースを介して信号を送信または受信することは、無線アクセスインタフェースの通信リソースの割り当てを受信するために移動通信ネットワークにアクセスすることと、無線アクセスインタフェースの通信リソースにアクセスする際に失敗条件を検出することと、を含み、失敗条件が検出された場合、リソース割り当ての第２のモードを使用して無線アクセスインタフェースの通信リソースにアクセスすることによって、無線アクセスインタフェースを介して信号を送信または受信する。これによってデバイスツーデバイス通信は、移動通信ネットワークが無線アクセス通信ネットワークの通信リソースを割り当てることができないイベントでより迅速に実行される。【選択図】図１３

Description

本開示は、通信デバイスおよび通信デバイスを用いた通信方法に関連し、特にデバイスツーデバイス通信を行うように構成された通信デバイスに関する。

３ＧＰＰで規定されたＵＭＴＳおよびロングタームエボリューション（ＬＴＥ）に基づくようなモバイル通信システムは、前世代のモバイル通信システムによって供給される単純なボイスおよびメッセージングサービスよりも高性能なサービスをサポートできる。例えば、ＬＴＥシステムによって提供される改善された無線インタフェースおよび拡張されたデータレートを用いて、ユーザは、以前は固定回線データ接続のみを介して利用可能であった、モバイルビデオストリーミングおよびモバイル通信デバイスを用いたビデオ会議などの高データレートのアプリケーションを楽しむことができる。

したがって、第４世代ネットワークを展開することの需要は強く、そのネットワークのカバレッジエリア、すなわちネットワークにアクセスすることができる地理的位置を急速に拡張することが望まれている。しかしながら、第４世代ネットワークのカバレッジおよび容量は通信ネットワークの前世代のものを大幅に超えることが予想されるものの、そのようなネットワークによってサービスされるネットワーク容量と地理的位置の制限が依然としてある。例えば、これらの制限は、ネットワークが通信デバイス間の高負荷および高データレートの通信を経験している状況、または通信デバイスがネットワークのカバレッジエリア内ではないかもしれないが、通信デバイス間の高負荷および高データレートの通信が要求される場合に特に関連がある可能性がある。これらの制限に対処するために、ＬＴＥリリース１２において、デバイスツーデバイス（Ｄ２Ｄ）通信を実行するＬＴＥ通信デバイスの能力が導入される。

Ｄ２Ｄ通信は、カバレッジエリアの内側にある場合および外側にある場合の両方またはネットワークに障害が発生している場合に、近接する通信デバイスに互いに直接通信できるようにする。このＤ２Ｄの通信能力は、基地局のようなネットワークエンティティに関連するユーザデータの必要性を取り除くことにより、通信デバイス間のユーザデータをより効率的に通信できるようにすることができ、またそれらの通信デバイスがネットワークのカバレッジエリア内ではないかもしれないものの、近接する通信デバイスに互いに通信できるようにする。カバレッジエリアの内側および外側の両方で動作する通信デバイスのための能力は、例えば、公共安全通信のようなアプリケーションに適したＤ２Ｄ機能を組み込むＬＴＥシステムを構築する。公共安全通信は、デバイスが混雑したネットワークで、またカバレッジエリアの外側で互いに通信し続けることができる、高いレベルの堅牢性を必要とする。

従って第４世代ネットワークは、現在世界中で使用されているＴＥＴＲＡのような専用のシステムに比べて、公共安全通信に対して費用効果的な解決策として提案されている。しかし、単一のカバレッジエリアまたはネットワーク内での従来のＬＴＥ通信とＤ２Ｄ通信との共存の可能性は、ＬＴＥネットワーク内での協調通信リソース割り当ての複雑さを増大させる可能性がある。いくつかのアプリケーションにおいて、Ｄ２Ｄ通信が緊急に実行されなければならず、よって通信デバイスが迅速に通信リソースにアクセスすることができる構成を提供する必要があるかもしれない。

本技術の第１の実施形態によれば、無線アクセスインタフェースを介してデバイスツーデバイス通信を行うために通信デバイスを使用する通信方法が提供される。方法は、通信デバイスが移動通信ネットワークによって提供される無線アクセスインタフェースを使用して無線信号を送信または受信するためのカバレッジエリア内にあるか否か、を所定の条件に応じて判定することと、通信デバイスが移動通信ネットワークのカバレッジエリア内にあると判定された場合、移動通信ネットワークがリソースの割り当てを行う第１のモードに応じて割り当てられた無線アクセスインタフェースの通信リソースを用いるデバイスデバイスツーデバイス通信に応じて、無線アクセスインタフェースを介して１以上の他の通信デバイスに信号を送信または受信することと、を含む。別の方法として、通信デバイスが移動通信ネットワークのカバレッジエリア内にないと判定された場合、通信デバイスがリソースの所定のセットからリソースを割り当てる第２のモードに応じて割り当てられた無線アクセスインタフェースの通信リソースを用いるデバイスデバイスツーデバイス通信に応じて、無線アクセスインタフェースを介して１以上の他の通信デバイスに信号を送信または受信する。デバイスツーデバイス通信プロトコルは、例えば、通信リソースの競合アクセスであってもよく、競合解決手順であってもよい。通信デバイスが移動通信ネットワークのカバレッジエリア内にあると判定された場合にリソース割り当ての第１のモードを使用して無線アクセスインタフェースを介して信号を送信または受信することは、無線アクセスインタフェースの通信リソースの割り当てを受信するために移動通信ネットワークにアクセスすることと、無線アクセスインタフェースの通信リソースにアクセスする際に失敗条件を検出することと、を含み、失敗条件が検出された場合、リソース割り当ての第２のモードを使用して無線アクセスインタフェースの通信リソースにアクセスすることによって、無線アクセスインタフェースを介して信号を送信または受信する。

本技術の実施形態は、通信デバイスが移動通信ネットワークによって提供されるカバレッジエリア内であっても、デバイスツーデバイス通信を実行する通信デバイスが、デバイスツーデバイス手順またはプロトコルに応じて他の通信デバイスへのデータの送信または受信が行われる動作モードに切り替える、動作モードを切り替えるための構成を提供することができる。デバイスツーデバイス通信プロトコルは、通信デバイスが、移動通信ネットワークによって割り当てられるそれらのリソースを有する無線アクセスインタフェースの通信リソースを割り当てることを可能にする。

従来、以下に説明するように、通信デバイスが移動通信ネットワークの基地局またはｅＮｏｄｅＢによって提供される無線カバレッジエリア内にある場合、Ｄ２Ｄ通信は、基地局またはｅＮｏｄｅＢによって無線アクセスインタフェースのリソースを割り当てることによって行われる。しかしながら、いくつかの例において、通信デバイスは、緊急サービス等のために必要とされ得るような、緊急通信が要求される状況で動作してもよい。いくつかの状況で、ネットワークが混雑することにより、ネットワークは通信デバイスにＤ２Ｄ通信を提供することを止める可能性があることが想定される。通信デバイスが移動通信ネットワークによって提供されるカバレッジエリア内にあり、従来は移動通信ネットワークによって通信リソースを割り当てられるような状況においても、本技術に従って動作する通信デバイスは、Ｄ２Ｄ通信が移動通信ネットワークによるリソースの割り当てを必要としない手順に従って行われ、通信デバイスが自律的に動作する動作モードに切り替わる。何らかの理由で移動通信ネットワークが動作していない、または混雑していても、このようなＤ２Ｄ通信は行われることができる。

種々のさらなる態様および本発明の特徴は、添付の特許請求の範囲に定義され、通信デバイス、通信デバイスを使用して通信する方法を含む。

本開示の実施形態を、同様の部分に対応する参照番号が付された添付の図面を参照して、例示のためのみに説明する。
図１は、モバイル通信システムの概略図を提供する。 図２は、モバイル通信システムの無線アクセスインタフェースのダウンリンクの構造の概略図を提供する。 図３は、モバイル通信システムの無線アクセスインタフェースのアップリンクの概略図を提供する。 図４は、通信デバイスがデバイスツーデバイス通信を行うことができるモバイル通信システムの概略図を提供する。 図５ａは、デバイスツーデバイス通信のシナリオの例の概略図を提供する。 図５ｂは、デバイスツーデバイス通信のシナリオの例の概略図を提供する。 図５ｃは、デバイスツーデバイス通信のシナリオの例の概略図を提供する。 図５ｄは、デバイスツーデバイス通信のシナリオの例の概略図を提供する。 図６は、本開示でモード１と呼ばれる、移動通信ネットワークによって提供されるカバレッジエリア内でデバイスツーデバイス通信を行う複数の通信デバイスがグループを形成する構成を示す概略ブロック図を提供する。 図７は、図６で示されたように移動通信ネットワークによって提供されるカバレッジエリア内のときに、プレスツートーク（ＰＴＴ）アプリケーションでデバイスツーデバイス通信を行う通信デバイスの動作例を示すフロー図である。 図８は、移動通信ネットワークによって提供されるカバレッジエリア外でデバイスツーデバイス通信を行い、したがって本開示でモード２と呼ばれる、自律的に動作する複数の通信デバイスがグループを形成する構成を示す概略的なブロック図を提供する。 図９は、図８で示されたように移動通信ネットワークによって提供されるカバレッジエリア外のときに、プレスツートーク（ＰＴＴ）アプリケーションでデバイスツーデバイス通信を行う通信デバイスの動作例を示すフロー図である。 図１０は、移動通信ネットワークによって提供されるカバレッジエリア内の場合に、無線アクセスインタフェースによって提供される通信リソースにアクセスするために適切な動作モードを選択するときの、デバイスツーデバイス通信を行う通信デバイスの動作例を示すフロー図である。 図１１は、移動通信ネットワークによって提供されるカバレッジエリア内のときに、本技術に従ってモード１動作とモード２動作を切り替えてデバイスツーデバイス通信を行う通信デバイスの動作例を示すフロー図である。 図１２は、本技術に従って無線リソース制御接続確立手順が失敗したか否かを判定する通信デバイスの動作例を示すフロー図である。 図１３は、本技術の一例による通信システムの動作を示すメッセージフロー図である。 図１４は、スケジューリング割り当て領域と共有通信リソース領域を含む無線アクセスインタフェースの概略図であり、デバイスツーデバイス通信をサポートするための本発明の手法に従った動作を示す。

（従来の通信システム）
図１は、従来のモバイル通信システム１００の概略図を提供し、当該システムは、モバイル通信デバイス１０１、インフラ機器１０２およびコアネットワーク１０３を含む。インフラ機器はまた、例えば基地局、ネットワークエレメント、拡張ノードＢ（ｅＮｏｄｅＢ）または調整エンティティと呼ばれてもよく、カバレッジエリアまたはセル内の１つ以上の通信デバイスに対し無線アクセスインタフェースを提供する。１つ以上のモバイル通信デバイスは、無線アクセスインタフェースを使用してデータを表す信号の送受信を介してデータを通信してもよい。ネットワークエンティティ１０２は、コアネットワーク１０３に通信可能に接続されており、コアネットワークは、通信デバイス１０１およびインフラ機器１０２から形成されたものと同様の構造を有する、１つ以上の他の通信システムまたはネットワークに接続されてもよい。コアネットワークはまた、ネットワークエンティティによってサービスされる通信デバイスに対する認証、移動管理、課金などのような機能を提供してもよい。図１のモバイル通信デバイスはまた、通信端末、ユーザ機器（ＵＥ）、端末デバイスなどと呼ばれてもよく、ネットワークエンティティを介して、同じまたは異なるカバレッジエリアによってサービスされる１つ以上の他の通信デバイスと通信するように構成される。これらの通信は、１０４から１０９に線で表された双方向通信リンク上で無線アクセスインタフェースを使用してデータを表す信号を送受信することにより行われてもよく、１０４、１０６および１０８は、ネットワークエンティティから通信デバイスへのダウンリンク通信を表し、１０５、１０７および１０９は、通信デバイスからネットワークエンティティへのアップリンク通信を表す。通信システム１００は、任意の公知のプロトコルに従って動作してもよく、例えば、いくつかの例では、システム１００は、３ＧＰＰのロングタームエボリューション（ＬＴＥ）規格に従って動作してもよく、ネットワークエンティティと通信デバイスはそれぞれ、一般に、ｅＮｏｄｅＢおよびＵＥと呼ばれる。

図２は、通信システムがＬＴＥ規格に従って動作する場合に、図１のｅＮｏｄｅＢによってまたは関連して提供される、無線アクセスインタフェースのダウンリンクの構造の簡略図を提供する。ＬＴＥシステムにおいて、ｅＮｏｄｅＢからＵＥへのダウンリンクの無線アクセスインタフェースは直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）アクセス無線インタフェースに基づいている。ＯＦＤＭインタフェースにおいて、利用可能な帯域幅のリソースは周波数において複数の直交サブキャリアに分割されており、データは直交する複数のサブキャリア上で並列に送信され、例えば１．２５ＭＨｚから２０ＭＨｚの間の帯域幅は、１２８から２０４８の直交サブキャリアに分割されてもよい。各サブキャリアの帯域幅は任意の値をとってもよいが、ＬＴＥにおいては１５ｋＨｚで固定されている。図２に示されるように、無線アクセスインタフェースのリソースは時間的にフレームに分割され、フレーム２００は、１０ミリ秒持続し、それぞれ１ミリ秒の持続時間を有する１０のサブフレーム２０１に分割される。各サブフレームは１４のＯＦＤＭシンボルから形成され、標準または拡張サイクリックプレフィックスが、シンボル間干渉の低減のためにＯＦＤＭシンボル間で利用されているかどうかに応じて６または７のＯＦＤＭシンボルを含む、２つのスロットに分割される。スロット内のリソースは、１スロットの期間に対してそれぞれ１２のサブキャリアを含む、リソースブロック２０３に分割されてもよく、さらにリソースブロックは、１つのＯＦＤＭシンボルに対して１つのサブキャリアにわたる、リソースエレメント２０４に分割されてもよく、各長方形２０４はリソースエレメントを表す。

図２のＬＴＥ無線アクセスインタフェースのダウンリンクの簡略化された構造では、各サブフレーム２０１は、制御データの送信のために制御領域２０５、ユーザデータを送信するためのデータ領域２０６、所定のパターンに従って制御データ領域に散在しているリファレンス信号２０７および同期信号を有する。制御領域２０４は、制御データの送信のために、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）、物理制御フォーマットインジケータチャネル（ＰＣＦＩＣＨ）および物理ＨＡＲＱインディケータチャネル（ＰＨＩＣＨ）のような、多数の物理チャネルを含んでもよい。データ領域は、データの送信のために、物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）および物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ）のような、多数の物理チャネルを含んでもよい。これらの物理チャネルはＬＴＥシステムに広い範囲の機能性を提供するが、リソースの割り当ておよび本開示のＰＤＣＣＨとＰＤＳＣＨの点で最も関連する。ＬＴＥシステムの物理チャネルの構造と機能に関する詳しい情報は、［１１］で見つけることができる。

ＰＤＳＣＨ内のリソースは、ｅＮｏｄｅＢによってサービスされるＵＥに対してｅＮｏｄｅＢによって割り当てられてもよい。例えば、ＵＥが、ＵＥが以前に要求したデータまたは無線リソース制御（ＲＲＣ）シグナリングのようなｅＮｏｄｅＢによってＵＥに配信されるデータを受信できるようにするために、多数のＰＤＳＣＨのリソースブロックがＵＥに割り当てられてもよい。図２では、ＵＥ１は、データ領域２０６のリソース２０８、ＵＥ２リソース２０９およびＵＥリソース２１０を割り当てられる。ＬＴＥシステムにおけるＵＥは、ＰＤＳＣＨの利用可能なリソースの一部を割り当てられてもよく、したがってＵＥは、ＰＤＳＣＨ内の関連するデータのみを検出し推定できるように、ＰＤＣＳＨ内に割り当てられたリソースの場所を通知される必要がある。割り当てられた通信リソースの位置をＵＥに通知するために、ダウンリンクのリソース割り当てを特定するリソース制御情報は、ダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）と呼ばれるフォームでＰＤＣＣＨにわたって搬送され、ＰＤＳＣＨに対するリソース割り当ては、同じサブフレームの先行するＰＤＣＣＨインスタンスで搬送される。リソース割り当て手順中、このようにＵＥは、それらに向けられたＤＣＩのためのＰＤＣＣＨをモニタし、そのようなＤＣＩが検出されると、ＤＣＩを受信し、ＰＤＳＣＨの関連部分からデータを検出し、推定する。

図３は、図１のｅＮｏｄｅＢによってまたはｅＮｏｄｅＢに関連して提供されてもよい、ＬＴＥ無線アクセスインタフェースのアップリンクの構造の簡略図を提供する。ＬＴＥネットワークでは、アップリンクの無線アクセスインタフェースは、シングルキャリア周波数分割多重ＦＤＭ（ＳＣ−ＦＤＭ）インタフェースに基づき、ダウンリンクおよびアップリンク無線アクセスインタフェースは、周波数分割複信（ＦＤＤ）または時分割複信（ＴＤＤ）によって提供され、ＴＤＤにおける実装サブフレームは、予め定義されたパターンに応じて、アップリンクとダウンリンクのサブフレームを切り替える。しかし、使用される多重方式に関係なく、共通のアップリンクフレーム構造が使用される。図３の簡略化された構造は、ＦＤＤ実装におけるアップリンクフレームを示す。フレーム３００は、１０個の１ミリ秒の持続時間のサブフレーム３０１に分割され、各サブフレーム３０１は、０．５ミリ秒の持続時間の２つのスロット３０２を含む。そして各スロットは、ダウンリンクサブフレームの場合と同じ方法で、７個のＯＦＤＭシンボル３０３から形成され、サイクリックプレフィックス３０４は、各シンボルの間に挿入される。図３において、標準のサイクリックプレフィックスが使用されるため、サブフレーム内に７個のＯＦＤＭシンボルがあるが、拡張サイクリックプレフィックスが使用される場合、各スロットは６個のＯＦＤＭシンボルを含む。アップリンクサブフレームのリソースは、ダウンリンクサブフレームと同様に、リソースブロックとリソースエレメントに分割される。

各アップリンクサブフレームは、例えば、物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）３０５、物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）３０６、および物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）のような、異なる複数のチャネルを含んでもよい。物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）は、例えばダウンリンク送信のためのｅＮｏｄｅＢに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ、アップリンクリソースをスケジュールすることを望むＵＥに対するスケジューリング要求インジケータ（ＳＲＩ）およびダウンリンクのチャネル状態情報（ＣＳＩ）のフィードバックのような制御情報を搬送してもよい。ＰＵＳＣＨは、ＵＥのアップリンクデータまたは一部のアップリンク制御データを搬送してもよい。ＰＵＳＣＨのリソースは、通常、ＵＥにおけるバッファ内の送信可能なデータの量をネットワークと通信することによってトリガーされる許可のように、ＰＤＣＣＨを介して許可される。ＰＲＡＣＨは、システム情報ブロックのような、ダウンリンクシグナリングでＵＥにシグナリングされてもよく、複数のＰＲＡＣＨのパターンのうちの一つに応じてアップリンクフレームのリソースのいずれかでスケジュールされてもよい。物理アップリンクチャネルと同様に、アップリンクサブフレームは、リファレンス信号を含んでもよい。例えば、復号リファレンス信号（ＤＭＲＳ）３０７およびサウンディングリファレンス信号（ＳＲＳ）３０８が、アップリンクサブフレーム内に存在してもよく、ＤＭＲＳは、ＰＵＳＣＨが送信されるスロットの４番目のシンボルを占有し、ＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨのデータの復号化のために使用され、ＳＲＳは、ｅＮｏｄｅＢにおけるアップリンクチャネル推定のために使用される。ＬＴＥシステムの物理チャネルの構造と機能の詳細に関する情報は、［１］で見つけることができる。

ＰＤＳＣＨのリソースと類似の方法で、ＰＵＳＣＨのリソースは、サービングｅＮｏｄｅＢによってスケジュールまたは許可される必要があり、したがってデータがＵＥによって送信される場合、ＰＵＳＣＨのリソースは、ｅＮｏｄｅＢによってＵＥに許可される必要がある。ＰＵＳＣＨのリソース割り当ては、ＵＥにおいて、スケジューリング要求を送信することまたはＵＥのサービングｅＮｏｄｅＢにバッファ状態報告を送信することによって実現される。スケジューリング要求は、ＰＵＣＣＨ上のアップリンク制御情報（ＵＣＩ）の送信を介してバッファ状態報告を送信するためにＵＥに対して不十分なアップリンクリソースである場合、ＵＥに対する既存のＰＵＳＣＨの割り当てがない場合、またはＵＥに対する既存のＰＵＳＣＨの割り当てがある場合にＰＵＳＣＨでの直接の送信によって、行われてもよい。スケジューリング要求に応答して、ｅＮｏｄｅＢは、要求するＵＥにバッファ状態報告を転送するための十分なＰＵＳＣＨリソースの一部を割り当て、そして、ＰＤＣＣＨ上でＤＣＩを介してバッファ状態報告リソース割り当てをＵＥに通知するように構成される。ＵＥがバッファ状態報告を送信するのに十分なＰＵＳＣＨのリソースを有した場合、または有すると、バッファ状態報告はｅＮｏｄｅＢに送信され、バッファ状態報告はアップリンクバッファまたはＵＥにおけるバッファのデータ量に関する情報をｅＮｏｄｅＢに与える。バッファ状態報告を受信した後、ｅＮｏｄｅＢは、ＵＥのバッファされたアップリンクデータの一部を送信するために送信ＵＥにＰＵＳＣＨリソースの一部を割り当て、そしてＰＤＣＣＨでＤＣＩを介して、リソース割り当てをＵＥに通知することができる。例えば、利用するＵＥがｅＮｏｄｅＢとの接続を有し、そのＵＥは、ＵＣＩの形態でＰＵＣＣＨにおけるＰＵＳＣＨリソース要求を最初に送信する。その後、ＵＥは、適切なＤＣＩのためのＰＤＣＣＨをモニタし、ＰＵＳＣＨリソース割り当ての詳細を抽出し、割り当てられたリソースで、最初にバッファ状態報告を含むアップリンクデータを送信し、および／またはその後にバッファされたデータの一部を含むアップリンクデータを送信する。

ダウンリンクサブフレームの最初のシンボル以外、ダウンリンクサブフレームと同様の構造ではあるが、アップリンクサブフレームはダウンリンクサブフレームに対する異なる制御構造を有し、特に、アップリンクサブフレームのサブキャリア／周波数／リソースブロックの上部３０９および下部３１０は、制御シグナリングのために予約される。さらに、ダウンリンクおよびアップリンクのためのリソース割り当て手順は比較的類似しているが、割り当てられるリソースの実際の構造は、それぞれダウンリンクおよびアップリンクで使用されるＯＦＤＭおよびＳＣ−ＦＤＭインタフェースの異なる特性によって変化してもよい。ＯＦＤＭでは、各サブキャリアは個別に変調されるため、周波数／サブキャリアの割り当てが連続している必要はないが、ＳＣ−ＦＤＭにおいてサブキャリアは組み合わされて変調されているので、利用可能なリソースの効率的な使用が行われなければならない場合、各ＵＥに対する連続した周波数割り当てが好ましい。

上述の無線インタフェースの構造と動作の結果として、１つ以上のＵＥが調整ｅＮｏｄｅＢを介して相互にデータを通信でき、したがって従来のセルラー通信システムを形成する。以前にリリースされたＬＴＥ規格に基づくもののようなセルラー通信システムは商業的に成功しているが、多くの欠点がこのような集中システムに関連する。例えば、近接する２つのＵＥが互いに通信することを望む場合、データを搬送するのに十分なアップリンクおよびダウンリンクリソースが必要とされる。これにより、システムのリソースの２つの部分が、データの１つの部分を搬送するために使用される。第２の欠点は、ＵＥが互いに通信することを望む場合、近接している場合であっても、ｅＮｏｄｅＢが必要とされることである。システムに高負荷が発生している、または例えば、遠隔地またはｅＮｏｄｅＢが正しく機能していない場合のようにｅＮｏｄｅＢのカバレッジが利用できない場合、これらの制限は問題となる可能性がある。これらの制限を克服することは、ＬＴＥネットワークの能力と効率の両方を向上させるだけでなく、ＬＴＥのネットワーク事業者のための新たな収益の可能性の創造につながる。

（デバイスツーデバイス通信）
Ｄ２Ｄ通信は、ネットワーク容量およびＬＴＥデバイス間の通信のためのネットワークカバレッジの要件の前述の問題に対処する可能性を提供する。例えば、ユーザデータがＵＥ間で直接通信される場合、アップリンクおよびダウンリンクリソースの両方ではなく、リソースの１セットのみがデータを搬送するために必要とされる。また、ＵＥが直接通信することができる場合、たとえｅＮｏｄｅＢによって提供されるカバレッジエリアの外側であっても、互いの範囲内のＵＥは通信することができる。これらの潜在的な利点の結果として、ＬＴＥシステムにＤ２Ｄ機能の導入が提案されている。

図４は、図１を参照して説明したものと実質的に同様であるが、ＵＥ４０１、４０２、４０３は、直接互いにデバイスツーデバイス（Ｄ２Ｄ）通信を実行するように動作可能である、モバイル通信システム４００の概略図を提供する。Ｄ２Ｄ通信は、ユーザおよび／または制御データがｅＮｏｄｅＢのような専用の調整エンティティを介して通信されることなく、ＵＥが直接互いの間でデータを通信することを含む。例えば、図４においてＵＥ４０１、４０２、４０３、４１５とｅＮｏｄｅＢ４０４との間の通信は、既存のＬＴＥ規格に従っているが、ＵＥ４０１―４０３が互いの範囲内にある場合、アップリンクおよびダウンリンク４０５−４１０を介して通信するのと同様に、それらはまた、Ｄ２Ｄ通信リンク４１１−４１４を介して互いに直接通信してもよい。図４において、Ｄ２Ｄ通信リンクは破線で示され、４０１と４０２、および４０２と４０３の間に存在するが、４０１と４０３のＵＥは互いに直接信号を送信および互いから直接信号を受信するために十分に近接していないので、４０１と４０３の間には存在しないことが示されている。Ｄ２Ｄ通信リンクはまた、ＵＥ４１５はＤ２Ｄ通信が可能ではないので、４１５と他のＵＥとの間に存在しないことが示されている。図４に示されたような、ＵＥ４１５はＤ２Ｄ動作の仕様に準拠していないデバイスである状況が、ＬＴＥネットワーク内に存在してもよい。

ＵＥ４０２からＵＥ４０３への一方向Ｄ２Ｄ通信リンク４１４のような、Ｄ２Ｄ通信リンクを確立するために、多数のステップが実行される必要がある。最初に、範囲内の他のＤ２Ｄ可能なＵＥについての知識を有することは開始するＵＥにとって有益である。ＬＴＥシステムでは、例えばこれは、それぞれのＵＥが互いに定期的に、ＵＥを識別する固有の「ディスカバリ」識別子を含むディスカバリ信号を送信することによって実現されてもよい。代わりに、サービングｅＮｏｄｅＢまたは調整エンティティは、Ｄ２Ｄ通信を行うことが可能なそのカバレッジエリア内のＵＥのリストを集め、そのカバレッジエリア内の適切なＵＥにリストを配信してもよい。上記のプロセスのいずれかによって、ＵＥ４０１はＵＥ４０２を発見することができ、ＵＥ４０２はＵＥ４０１と４０３を発見することができ、およびＵＥ４０３はＵＥ４０２を発見することができる。一旦ＵＥ４０２がＵＥ４０３の存在を認識すると、その後ＵＥ４０２はＵＥ４０３とのＤ２Ｄ通信リンクの確立に進んでもよい。

（以前の提案されたＤ２Ｄシステム）
３ＧＰＰロングタームエボリューション（ＬＴＥ）と呼ばれることで管理される仕様に従う通信システムを定義する規格において、デバイスツーデバイス通信のためのいくつかの構成を提供することが以前に提案されている。ＬＴＥのＤ２Ｄ通信の実装に可能な多くのアプローチが存在する。例えば、ＵＥとｅＮｏｄｅＢの間の通信のために提供される無線アクセスインタフェースがＤ２Ｄ通信のために使用されてもよく、ｅＮｏｄｅＢは必要とされるリソースを割り当て、制御シグナリングはｅＮｏｄｅＢを介して伝達されるが、ユーザデータはＵＥとの間で直接送信される。

Ｄ２Ｄ通信に利用される無線アクセスインタフェースは、例えば、ＯＦＤＭＡ／ＳＣ−ＦＤＭＡの３ＧＰＰ ＬＴＥベースの無線アクセスインタフェースと同様、キャリアセンス多重アクセス（ＣＳＭＡ）、ＯＦＤＭまたはこれらの組み合わせのような、多くの技術のいずれかに従って提供され得る。例えば、ドキュメントＲ２−１３３８４０［１］において、ＵＥによる送信の調整、各ＵＥによる非調整／コンテンションベースのスケジューリングである、キャリアセンス多重アクセス、ＣＳＭＡ、を使用することが提案されている。各ＵＥは、最初にリッスンし、そして未使用のリソースで送信する。

別の例では、ＵＥは、直接無線アクセスインタフェースへのアクセスをネゴシエイトすることによって互いに通信してもよく、したがって調整ｅＮｏｄｅＢの必要性を解決する。以前に提案された構成の例は、グループのＵＥの１つが、グループの他のメンバーの送信を調整する制御エンティティとして機能するものを含む。そのような提案の例は、以下の開示において提供される。
［２］R2-133990，Network control for Public Safety D2D Communications；Orange，Huawei，Hisilicon，Telecom Italia
［３］R2-134246，The Synchronizing Central Node for Out of Coverage D2D Communication； General DynamicＳ Broadband UK
［４］R2-134426，Medium Access for D2D communication；LG Electronics Inc

他の構成において、最初にグループのＵＥの１つは、スケジューリング割り当てを送信し、そして中央スケジューリングＵＥまたは伝送を制御する制御エンティティなしにデータを送信する。以下の開示は、この分散型配置の例を示す。
［５］R2-134238，D2D Scheduling Procedure；Ericsson；
［６］R2-134248，Possible mechanisms for resource selection in connectionless D2D voice communication；General Dynamics Broadband UK；
［７］R2-134431，Simulation results for D2D voice services using connectionless approach；General Dynamics Broadband UK

特に、上記の最後の２つの寄書、Ｒ２-１３４２４８［６］，Ｒ２-１３４４３１［７］は、使用されるであろうリソースと共にデータをスケジュールするためにＵＥによって使用されるスケジューリングチャネルの使用を開示する。他の開示、Ｒ２-１３４２３８［５］は、そのようなスケジューリングチャネルを使用しないが、スケジューリング割り当てを送信するために、少なくともいくつかの事前定義されたリソースを配信する。

［８］および［９］で開示された他の例の構成は、通信デバイスの送信を制御するために、通信デバイスにフィードバックを提供する基地局を必要とする。ドキュメント［１０］は、干渉制御およびリソース調整のために、セルラーユーザ機器とデバイスツーデバイスユーザ機器との間に専用リソース交換チャネルが設けられる構成が開示する。

Ｄ２Ｄデバイスとネットワークの機関への可能なアプローチの結果として、多くのシナリオが生じるかもしれない。例えばシナリオの選択は、図５ａから図５ｄで提供され、従来のＬＴＥ通信と並行するＤ２Ｄ通信の動作およびｅＮｏｄｅＢによって提供されるカバレッジエリア間のＤ２Ｄ可能なデバイスの移動、のそれぞれがリソースの割り当てに関する別の問題を引き起こす可能性がある。

図５ａにおいて、ＵＥ５０１と５０２は、ｅＮｏｄｅＢのカバレッジエリア外にあり、したがって、Ｄ２Ｄデバイスは、隣接するＬＴＥネットワークに対するＤ２Ｄ通信によって引き起こされ得る干渉とほとんど、あるいはまったく関連せずに通信できる。このようなシナリオは、公共安全通信で生じてもよく、例えば、どちらかのＵＥがカバレッジエリアの外にある、またはモバイル通信ネットワークが現在正常に機能していない場合である。このようなシナリオで通信するＵＥは、リソースを割り当てるため、および通信を調整するために互いに直接ネゴシエイトしてもよく、またはＵＥまたは第３のＵＥの１つが調整エンティティとして動作してもよく、したがってリソースの割り当てを行ってもよい。

図５ｂにおいて、ＵＥ５０１は、ｅＮｏｄｅＢ５０３のカバレッジエリア５０４内にあり、カバレッジエリア５０３の外にあるＵＥ５０２とＤ２Ｄ通信を行っている。図５ａのシナリオとは対照的に、ｅＮｏｄｅＢ５０３のカバレッジエリア内にあるＵＥ５０１よって、Ｄ２Ｄ通信は、カバレッジエリア内の従来のＬＴＥ通信に干渉を引き起こす可能性がある。したがって、Ｄ２Ｄリソース割り当ておよび送信は、カバレッジエリア５０４内のものを避けて調整されなければならないかもしれず、よって、従来のＬＴＥ通信はＤ２Ｄ送信の影響を受けない。これは多くの方法で達成されてもよく、例えば、ｅＮｏｄｅＢは、Ｄ２Ｄリソースと従来のＬＴＥリソースがオーバーラップしないように、Ｄ２Ｄ通信のためのリソース割り当てを調整してもよい。そして、任意の割り当てが、ＵＥ５０１によってＵＥ５０２に中継されてもよい。あるいは、例えば、ＵＥ１またはＵＥ１を介するＵＥ２がリソースの割り当てを行ってもよく、そしてＤ２Ｄ通信のために利用されるリソースをｅＮｏｄｅＢに知らせてもよい。ｅＮｏｄｅＢは、これらのＤ２Ｄの通信のためのリソースを予約する。

図５ｃにおいて、ＵＥ５０１および５０２は共にｅＮｏｄｅＢ５０３のカバレッジエリア内にあり、したがってカバレッジエリア内の従来のＬＴＥ通信に対する干渉を生じさせることなくＤ２Ｄ通信が行われる場合、ｅＮｏｄｅＢとＵＥとの間の調整が必要となる。このような調整は、図５ｂを参照して説明したものと同様の方法で達成されてもよいが、図５ｃの場合、ＵＥ５０２はカバレッジエリア内にあり、したがってＵＥ１によるＵＥ２からｅＮｏｄｅＢに対するリソース割り当て信号の中継は、必要とされないかもしれない。

図５ｄに第４のより複雑なＤ２Ｄシナリオが図示されており、ＵＥ５０１とＵＥ５０２はそれぞれ、異なるｅＮｏｄｅＢ５０３と５０４のカバレッジエリア５０４、５０５内にある。図５ｂおよび５ｃのシナリオに関して、Ｄ２Ｄ通信と従来のＬＴＥ通信との干渉が避けられるべき場合は、Ｄ２Ｄ通信を行うＵＥ間の調整が必要となる。しかし、２つのｅＮｏｄｅＢの存在は、カバレッジエリア５０４および５０５内のｅＮｏｄｅＢによるリソース割り当てがＤ２Ｄリソースの割り当てを避けて調整される必要があることを必要とする。

図５ａから５ｄは単に可能性が高い４つのＤ２Ｄ使用のシナリオを示し、さらなるシナリオが図５ａから５ｄに示されたものの組み合わせから形成されてもよい。例えば、２つのｅＮｏｄｅＢのカバレッジエリア内にＤ２Ｄ通信を行うＵＥの２つのグループが存在するように、図５ａに示される通信を行っている２つのＵＥが、図５ｄの使用シナリオに移ってもよい。

Ｄ２Ｄ通信リンクが確立されると、無線アクセスインタフェースのリソースがＤ２Ｄリンクに割り当てられることが要求される。上記のように、Ｄ２Ｄ通信はＬＴＥネットワークに割り当てられたスペクトルで行われることが好ましく、したがってＬＴＥネットワークのカバレッジエリア内である場合、Ｄ２Ｄ送信は、ＳＣ−ＦＤＭが使用されるアップリンクスペクトルにおいて行われることが以前に提案されている。また、Ｄ２Ｄ通信を奨励する動機要因の一つは、もたらされる容量の増加であるので、Ｄ２Ｄ通信のためのダウンリンクスペクトルを利用することは適切ではない。

同時係属中の欧州特許出願ＥＰ１４１５３５１２．０は、Ｄ２Ｄ通信を行う通信デバイス構成を開示しており、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。通信デバイスは、スケジューリング割り当て領域と呼ばれる、リソースの所定のセクションでスケジューリング割り当てメッセージを送信することによって、競合アクセスを行うために割り当てられる、ＬＴＥアップリンクのＰＵＳＣＨのような、共有通信リソースを予約するように構成される。ＥＰ１４１５３５３０．２で開示されるように、その内容は参照により本明細書に組み込まれ、１以上の通信デバイスがスケジューリング割り当て領域の同じセクションで同時にスケジューリング割り当てメッセージを送信する場合に、通信デバイスが競合アクセスを検出し、別の時間に再試行できるように、競合解決手順が通信デバイスによって適用される。このＤ２Ｄ通信アクセス手順に応じる通信デバイスの動作は、網羅的に附属書１に要約される。

（デバイスツーデバイス通信の動作モード）
本技術の実施形態は、通信デバイスがＤ２Ｄ通信を行うための異なる動作モード間で切り替えを行うことができる構成を提供できる。図５ａ−５ｄに示された異なるシナリオを参照して上述したように、通信デバイスまたはＵＥは、ＵＥがモバイル通信ネットワークのｅＮｏｄｅＢが提供するカバレッジエリア内にあるか否かに応じて、異なる状況でＤ２Ｄ通信を行ってもよい。本開示によれば、上記のシナリオは、モード１と以下の記載で呼ばれるｅＮｏｄｅＢのカバレッジ内、またはモード２と呼ばれるｅＮｏｄｅＢのカバレッジ外のいずれかであるとして要約される。動作のこれら２つのモードは、Ｄ２Ｄ ＵＥのグループの間でのプレスツートークタイプの動作であるＤ２Ｄ通信のアプリケーションの説明のサポート共に図６と図８に示される。

図６は、基地局またはｅＮｏｄｅＢ６０２によって提供される破線境界線６０１によって表されるカバレッジエリア内で動作する通信デバイス６００の例の図を提供する。Ｄ２Ｄ通信が移動通信ネットワークによって提供されるカバレッジエリア内で行なわれているとき、無線アクセスインタフェースの通信リソースは移動通信ネットワークの制御下で提供される。

図６に示されるように、通信デバイスまたはＵＥ６００の各々は、コントローラ６１０の制御下で信号の送受信を行う送信機６０６および受信機６０８を含む。コントローラ６１０は、Ｄ２Ｄ通信を行うグループのメンバー間でデータを送受信するように送信機６０６および受信機６０８を制御する。しかし、モード１動作と呼ばれるこのモードの動作で理解されるように、無線アクセスインタフェースへのアクセスはｅＮｏｄｅＢ６０２によって決定され、制御される。

モード１の動作例による、参考文献（５）で提供される開示に基づく、Ｄ２Ｄ通信のためのプレスツートークタイプのアプリケーションに応じたＤ２Ｄ通信を行うための手順が図７に示される。図７は、ＵＥがｅＮｏｄｅＢ６０２のカバレッジエリア６０１内でＤ２Ｄ通信を行い、したがってｅＮｏｄｅＢ６０２からの通信リソースの割り当てを要求し、受信する処理を示すメッセージシーケンスフロー図を提供する。プロセスの最初の部分として図７に示されるように、ステップ７０１においてＵＥ６００は、暗号化キーおよび認証を提供されることによって、通信リソースを割り当て、通信リソースにアクセスするために事前に構成されるように構成される。ステップ７０２において、第１の通信デバイス７０１は、ＵＥ７０６のようなグループ内の他のＵＥに送信することを望み、よって処理ステップ７０８によって表されるようにプレスツートーク動作を行う。上記で示された構成のいずれかによれば、処理ステップ７１０で表されるようにＵＥ７０４は、ｅＮｏｄｅＢ６０２によって提供される無線アクセスインタフェースの通信リソースを要求し、無線アクセスインタフェースの通信リソースの許可をｅＮｏｄｅＢから受信する。第１のＵＥ７０４は、メッセージ７１２を使用して、グループ内の他のＵＥ７０６にスケジューリング割り当てメッセージを送信し、ステップ７１４、７１６で、グループ内の他のＵＥにユーザデータを送信する。他のＵＥにユーザデータを送信し続けるために（７２０）、さらなるスケジューリング割り当てメッセージが送信されてもよい（７１８）。したがって、メッセージ７１２から７２０は、他のＵＥにデータを送信する送信セッション７２２を表す。処理ステップ７３０によって実行されるように、ｅＮｏｄｅＢ６０２からのより大きな通信リソースを更新する、または受けるために、通信リソースのためのさらなる要求が、ステップ７３０で他のＵＥに対して行われてもよい。さらなるスケジューリング割り当てメッセージ７３２およびユーザデータの送信が、さらに送信セッション７３６において実行される。最後にＵＥ７０４は、ステップ７４０でＤ２Ｄ通信の送信のためにｅＮｏｄｅＢ６０２によって割り当てられた通信リソースを解放するためにプレスツートーク要求を解除する。

上述したように動作の別の例のモードは、モード１のカバレッジ動作に対応する図６に示した例に実質的に対応する図８に示されるように、通信デバイスまたはＵＥが基地局６０２のカバレッジエリア６０１の外側にある、Ｄ２Ｄ通信がカバレッジ外で行われるモード２と呼ばれる。したがって図８に示されるように、ＵＥ６００は境界６０１の外側にあり、したがってｅＮｏｄｅＢ６０２によって提供されるカバレッジエリア外にある。ＵＥ６１０がｅＮｏｄｅＢ６０２のカバレッジエリア内にあるか否かは、例えば、ダウンリンク受信信号強度指示が所定の閾値未満であってもよいというような、所定の条件に応じて判定される。したがって、送信機、受信機およびコントローラ６０６、６０８、６０９は、ｅＮｏｄｅＢからのダウンリンク送信が所定の閾値以下であることを受信信号強度に応じて判定してもよく、したがってＵＥはｅＮｏｄｅＢ６０２によって提供されるカバレッジエリア外で動作していると判定してもよい。したがって、図７に示されるようなプレスツートークの例のための、モード２動作におけるプレスツートーク動作に対応するメッセージフロー図が図９に示される。図９について以下のように説明される。

図９に示されるように、図７におけるステップ７０１に対応する第１ステップの間に、ＵＥは、ＵＥが無線アクセスインタフェースを介して通信できるように、認証および暗号化キーが交換される、または通信ネットワークによって提供される事前構成を行う。したがって第１のステップにおいてリソース構成が行われる（９０１）。そして第１のＵＥ９０２は、プレスツートーク有効化ステップ９０４によって表されるようなプレスツートーク動作を行う。Ｄ２Ｄ通信手順として一般的に示される処理ステップにおいて、第１のＵＥ９０２は、第２のＵＥ９０８とＤ２Ｄ通信を形成するために無線アクセスインタフェースの通信リソースを予約するための手順を実行する。第２のＵＥ９０８は１つのデバイスであってもよいが、第１のデバイス９０２から通信を受信してもよい有効なグループの他のデバイスがある。無線アクセスインタフェース上の通信リソースを予約すると、メッセージ送信矢印９１２、９１４、９１６で表されるように、第１のＵＥ９０２はグループ内の他のデバイス９０８にユーザデータを送信する。したがって、送信メッセージ９１２、９１４、９１６は送信セッション９１８として一般的に表される。

さらに動作において、第１のＵＥ９０２は、無線アクセスインタフェース９２０の通信リソースを予約するために、必要に応じて予約を更新する、またはさらなるリソースを予約するために必要とされ得る、さらなるＤ２Ｄ通信手順を実行してもよい。したがって、さらなる送信９２２、９２４が、さらなる通信セッション９２６で発生する。最後に、ステップ９３０においてプレスツートーク機能が解除された後に、予約されたリソースがＵＥ９０２によって解放される。

上記の取り決めによると、ＵＥは、ネットワークのカバレッジ内にあるとき、モード１を使用したほうがよい。モード１動作について、モード１が動作する前に、ＵＥは、ＲＲＣ接続されなければならない。理解されるように、ＵＥがカバレッジ内（現在の定義によると：セルがふさわしい）にあるときはいつでもＵＥはネットワークとＲＲＣ接続を確立することが好ましく、ネットワークは特定のリソースをＵＥのためにスケジュールするように構成するためのいくつかの利点がある。

いくつかの例によれば、移動通信ネットワークは、モード１またはモード２を許可することができるかを制御できる。例えば、システム情報を介してモード１または２を有効にし、
・カバレッジ内および／またはカバレッジ外でモード２が許可される
・例えばモード１が必要とされる（モード２は許可されない）またはモード２がカバレッジ内で許可されるための、１ビットの指示を有効にする。

ＵＥがモード１で動作することが必要とされる場合、ＵＥがアイドルモードからＲＲＣ接続を確立する必要があるため問題が認識される。適切なセル内にあり、アイドルモードであるＵＥは、ＲＲＣ接続を確立する、およびＤ２Ｄリソースを要求する、およびｅＮｏｄｅＢがリソースを割り当てるためにかかる時間による、いずれかの公共安全またはその他のＤ２Ｄ通信に遅延を生じさせる。通常の動作条件下で、通信を確立するための重大な遅延に相当しない、アイドルからＲＲＣ接続状態に移行するために要するＵＥによって引き起こされる通信の遅延は数百ミリ秒となる。しかし、いくつかの状況で、特に混雑したネットワークでは、この遅延は許容できないことがある、または公共安全デバイスを動作できないようにする可能性がある。

一例は、緊急サービスによって動作されるＤ２Ｄ通信デバイスが機能する必要がある、地震、爆発または任意の状況のような災害が発生した場合であり、多くの人々が友人や親戚に電話またはテキストしようとする可能性がある、移動通信ネットワークが輻輳状態になることがある例を提供する。これはＰＲＡＣＨ上の輻輳を引き起こす可能性があり、結果として、ネットワークはすべてのＵＥにサービスを提供できない可能性がある。このＰＲＡＣＨの障害は、一時的な干渉、またはコアネットワークまたはｅＮｏｄｅＢの障害によっても引き起こされる可能性がある。

移動通信ネットワークが混雑する例では、ネットワークは、セルにアクセスする通常のユーザを防ぐために制約するアクセスクラスを設定するように構成されることができる。公共安全デバイスは特殊なアクセスクラスを持っているだろうと仮定すると（アクセスクラス１１−１５は特別なデバイスのために予約される）、これらのデバイスはセルにアクセスすることができるかもしれない。しかし、アクセスクラス制約パラメータ（ｂａｒｒｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒ）を更新することは時間がかかる場合がある。さらに、システム情報の通信が妨げられるいくつかのネットワーク障害のシナリオがある。また、ＵＥが接続を確立できる場合であっても、リソースの割り当ては、不安定な状況では信頼性がない可能性がある。

緊急時にネットワークは、公共安全Ｄ２Ｄデバイスのためにリソースを予約でき、モード１の通信を無効にでき、カバレッジ内にあるＵＥに常にモード２を使用するようにできる。しかし、これはまた、オペレータに送信されるアラートおよびネットワークがシステム情報を更新するために所要する時間に依存する。また、すでにアップグレードされ、動作することがテストされた公共安全デバイスを用いる特定のオペレータのネットワークに依存する。しかしこれは、コストと時間がかかる可能性があり、移動通信ネットワークのオペレータによってサポートされているかどうかにかかわらず、公共安全の場合にＤ２Ｄ通信を可能にする必要があるかもしれない。

したがって、利用できない商用ネットワークのカバレッジ内にいる間にＵＥが通信できるようにすることが望ましい、いくつかのシナリオがある。ＵＥは、最優先としてモード２の動作を使用できることが好ましく、または少なくともネットワーク障害が検出された場合にこのモードにフォールバックできることが好ましい。

（Ｄ２Ｄ通信のためのモード切り替え）
本技術によれば、緊急または重要な通信のための通信の失敗の可能性を低減するために、ＵＥが移動通信ネットワークによって提供されるカバレッジエリア内にあっても、通信デバイスまたはＵＥは、他のＵＥへのデータの送受信がデバイスツーデバイス通信手順に従って行われる動作モードに切り替えるように構成される。従来説明されるように、ＵＥが移動通信ネットワークの基地局またはｅＮｏｄｅＢによって提供される無線カバレッジエリア内にある場合、Ｄ２Ｄ通信は、基地局またはｅＮｏｄｅＢによって無線アクセスインタフェースの通信リソースを割り当てるためのアクセスを制御することによって行われる。しかしながらいくつかの例において、ＵＥは、緊急サービスなどのために緊急通信が必要とされる状況で動作してもよい。いくつかの状況において、ネットワークが混雑する、またはＤ２Ｄの通信を提供するためにＵＥにサービスを提供することが妨げられることが想定される。この状況において、ＵＥが移動通信ネットワークによって提供されるカバレッジエリア内にあり、通常移動通信ネットワークによって通信リソースを割り当てられる場合でも、本技術に従って動作するＵＥは、Ｄ２Ｄ通信が移動通信ネットワークによるリソースの割り当てを必要としない手順に従って行われる動作モードに切り替わり、その場合ＵＥは自律的に動作する。このようなＤ２Ｄ通信は、移動通信ネットワークが動作していない、または何らかの理由で混雑しているいずれかの場合にも行うことができる。

本技術のいくつかの例示的な実施形態が、図１０、１１または１２に示される。第１のフロー図によれば、カバレッジモードにおける第１の動作またはカバレッジ外の第２の動作の間で切り替えるときの通信デバイスまたはＵＥの動作が図１０に示される。したがって図１０は、例えば、ネットワークオペレータによって指示されるように、優先的にＤ２Ｄ通信を実行するようにネットワークオペレータによって構成される通信デバイスの動作を表す。図１０は以下のように要約される。

Ｓ１００１：図１０における第１のステップとして、および図７および図９におけるステップ７０８と９０４に対応するように、ＵＥはプレスツートークのようなＤ２Ｄ通信を行う（１００１）。

Ｓ１００２：ＵＥは、最初に移動通信ネットワークのカバレッジエリア内にあるか否かを判定する。これは例えば、受信信号強度を判定することにより、またはブロードキャスト信号の存在を検出するような他の機能を実行することによって達成されてもよい。そしてＵＥがカバレッジエリア内にある場合には、処理はステップＳ１００４に進む。

Ｓ１００４：ＵＥがアイドルモードであり、移動通信ネットワークのカバレッジエリア内にあるとき、ＵＥはＲＲＣ接続を確立するためにアイドルモードから無線リソース接続手順（ＲＲＣ）モードに移行する。

Ｓ１００６：そしてＵＥは、ＲＲＣ接続が確立されたか否かを判定する。ＲＲＣ接続が確立されなかった場合、処理はステップＳ１００４に戻り、ＵＥはＲＲＣ接続を再確立するために従来の処理を行う。ＲＣ接続が確立された場合、処理はステップＳ１００８に進む。

Ｓ１００８：ＲＲＣ接続を確立すると、その後ＵＥはＲＲＣ接続状態にある。この状態およびモード１動作に対応する状態において、ＵＥはプレスツートーク動作に従うデータの送信を行うために、ｅＮｏｄｅＢからの無線アクセスインタフェースの通信リソースを要求する。

Ｓ１０１０：ＵＥは、ＵＥがプレスツートーク動作を行うための通信リソースの割り当てを受けたか否かを判定する。ＵＥがリソースの割り当てを受けなかった場合、移動通信ネットワークからのリソースを要求するプロセスを繰り返すために処理はステップＳ１００８に戻る。リソースが割り当てられた場合、処理はステップＳ１０１２に進む。

Ｓ１０１２：次にＵＥは、ｅＮｏｄｅＢから割り当てられた通信リソースを用いて、無線アクセスインタフェースを介して信号の送受信を始める。そして、処理は終了する、またはステップＳ１０１２または開始ステップＳ１００１に戻る。

Ｓ１０１６：ステップＳ１００２でＵＥが、ＵＥは移動通信ネットワークのカバレッジエリア内にないと判定した場合、その後のステップＳ１０１６でＵＥは、Ｄ２Ｄ通信プロトコルを使用してＵＥが自律的に無線アクセスインタフェースの通信リソースにアクセスしようとするモード２で動作する。そのようなプロトコルの例は、附属書１で提供され、また我々の同時係属中の特許出願番号ＥＰ１４１５３５３０．２にも開示され、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Ｓ１０１８：通信リソースまたは無線アクセスインタフェースへのアクセスを獲得すると、ＵＥは、移動通信ネットワークへの参照なしに、Ｄ２Ｄ通信プロトコルに従ってグループ内の他のＵＥとＤ２Ｄ送信を行う。

上述したように本技術は、ＵＥは、ＵＥがｅＮｏｄｅＢのカバレッジエリア内にあってもモード２動作に切り替え、そうでなければモード１で動作する構成を提供する。いくつかの例では、ＵＥが、例えばこのＵＥが、例えば緊急通信のために動作しているときのように、Ｄ２Ｄ通信がより重要であるＵＥのクラスとして構成されているときに、ＵＥはモード２動作に切り替える、つまり移動通信ネットワークの制御から自律的かつ独立して動作するように構成される。このようにカバレッジが移動通信ネットワークを介して提供されていても、ＵＥは自律的にモード２動作でＤ２Ｄ通信フォームで動作し、つまり移動通信ネットワークのカバレッジエリア外にあるかのように動作する。

動作例は、以下のように要約され、図１１で提供される。

Ｓ１１０１：処理Ｓ１００１に対応して、例えばグループ内の他のＵＥとのプレスツートークアプリケーションで動作するＵＥは、プレスツートーク伝送するために通信リソースを要求する。

Ｓ１１０２：一般的にいくつかの例によれば、ＵＥは、Ｄ２Ｄ通信を行うための別のキャリアを割り当てられてもよく、その場合ＵＥは、この別のキャリアに切り替える。他の例では、ＵＥはモード２動作に入ってもよく、つまりｅＮｏｄｅＢの制御がない競合アクセスのようなＤ２Ｄ通信手順を実行する。しかし、一般的にＵＥは、ＵＥが移動通信ネットワークによって提供されるカバレッジエリア内にある場合、モード１で動作するように構成される。

Ｓ１１０４：ＵＥは、ＵＥが移動通信ネットワークのカバレッジエリア内にあるか否かを判定する。このステップＳ１１０４は、ステップＳ１１０２と並行してまたは代わりに実行されてもよい。ＵＥの動作は、図１０に示すステップＳ１００２と同じである。

Ｓ１１０６：ＵＥが移動通信ネットワークによって提供されるカバレッジエリア内である場合、ＵＥは、ＲＲＣ接続手順を実行することにより、アイドルモードからＲＲＣ接続モードに移行する。

Ｓ１１０８：その後ＵＥは、従来の動作に従ってＲＲＣ接続が確立されたか否かを判定する。次にＲＲＣ接続が確立した場合、ＵＥはＲＲＣ接続状態に移行する。

Ｓ１１１０：ＵＥがＲＲＣ接続を確立することに成功した場合、その後ＵＥは、図１０に示されたようにモード１動作に応じて移動通信ネットワークからの無線アクセスインタフェースの通信リソースを要求する。

Ｓ１１１２：次にＵＥは、ｅＮｏｄｅＢからの要求に応じてリソースを割り当てるプロトコルに従って、ｅＮｏｄｅＢからリソースを割り当てられたか否かを判定する。しかしリソースが割り当てられなかった場合、Ｄ２Ｄ通信手順に従って、つまりｅＮｏｄｅＢからのリソースを要求することなくＤ２Ｄ通信を行うために、処理はＳ１１２０に進む。ある例では、通信リソースが割り当てられていないかどうか、およびＵＥがモード２動作を適応すべきかどうかに関する判定は、リソースを割り当てるための所定の時間に関連して判定される。したがってＵＥがリソースを要求するための所定時間、つまりリソースを要求するランダムアクセスメッセージを送信してからの時間、内に通信リソースの割り当てを受けられなかった場合、その後ＵＥは、モード２動作に切り替えるべきであると判定する。

Ｓ１１１４：ｅＮｏｄｅＢが無線アクセスインタフェースの通信リソースをＵＥに割り当てる場合、ＵＥはＤ２Ｄ通信を行うために無線アクセスインタフェースによる信号を送受信する。その後処理はステップＳ１１０１に戻る、またはステップＳ１１１９で終了する。

Ｓ１１２０：ＵＥがｅＮｏｄｅＢのからＲＲＣ接続の確立に失敗した場合、またはＲＲＣ接続を確立した後にＵＥがｅＮｏｄｅＢからの無線アクセスインタフェースのリソースを割り当てられない場合、処理は、ステップＳ１１０８またはＳ１１１２から、ＵＥがモード２動作に切り替えるＳ１１２０に進む。ＲＲＣ接続確立または通信リソースの割り当ての判定ポイントであるＳ１１０８およびＳ１１１２からの移行は、通信がプレスツートークタイプの動作のために進めることができるか否かの判定に応じて判定される。上述したように、これは、例えばタイマが満了した後、またはｅＮｏｄｅＢがＲＲＣ接続または通信リソースのいずれかの要求が失敗したことを通知する任意の時点で判定されてもよい。モード１動作における接続に対する失敗のためのより多くの例が、後に説明される。

Ｓ１１２０：ＵＥがｅＮｏｄｅＢによって提供されるカバレッジエリア内であってもＵＥがカバレッジエリア内でなくても、ＵＥは、無線アクセスインタフェースの通信リソースにアクセスするためにＤ２Ｄ通信プロトコルまたは手順を実行する。

Ｓ１１２２：次にＵＥは、例えばプレスツートークアプリケーションを使用するＤ２Ｄ通信に従ったデータを、ＵＥがステップＳ１１２０で取得した無線アクセスインタフェースのリソースを用いて送信する。図１０に示されたステップＳ１０１６およびＳ１０１８に対応するステップＳ１１２０およびＳ１１２２は、したがって従来の動作に主に対応する。しかし理解されるように、図１１に示される処理は、ＵＥが移動通信ネットワークによって提供されるカバレッジエリア内であっても、ＵＥがモード１動作に従って無線アクセスインタフェースの通信リソースの割り当てを受信しようとする処理における任意の時点で、ＵＥがモード２動作に切り替えることができることによって、図１０に示される処理と異なる。

ＵＥがＲＲＣ接続されるか否かの判定ポイントのフロー図の一例、つまり図１１に示されるステップＳ１１０６およびＳ１１０８が、図１２に示される。モード１で通信リソースにアクセスするための従来の手順から効果的に抜け出すためのＵＥの動作が、以下のように要約される。

Ｓ１２０１：ステップＳ１２０１においてＵＥは、従来の手順に従ってｅＮｏｄｅＢからのＲＲＣ接続を要求するＲＲＣ接続手順を実行する。

Ｓ１２０２：その後ＵＥは、ＲＲＣ接続の要求が成功したか否かを判定するためにタイマを起動する。タイマは、判定ポイントＳ１２０４およびステップＳ１２０６に関して並行してアクセスされる。

Ｓ１２０４：最初に従来の動作では、ＵＥは、ＲＲＣ接続を確立するためのタイマと、ＲＲＣ接続状態に移行するために従来の動作のために特定されるＴ３００と呼ばれる所定の時間の値とを比較する。時間が時間Ｔ３００よりも小さい場合、処理は判定ポイントＳ１２０４の開始に戻る。時間が満了した場合、処理はＳ１２０８に進む。

Ｓ１２０６：並行して、例えばＵＥが緊急アプリケーションを実行している場合に、タイマが判定ポイントＳ１２０６で緊急アクセス時間を超えた場合、処理はＳ１２１０に進み、ＵＥはＲＲＣ接続が失敗したと判定する。緊急アクセスのための所定時間は、無線リソース制御確立手順の一部として送信されるメッセージに対する１以上の応答が受信される無線リソース確立手順の失敗に関連する時間未満であると設定されてもよい。その後、処理はＳ１２１２へ進む。

Ｓ１２０８：タイマＴ３００が満了した場合、つまりＲＲＣ接続を確立するためのタイマ設定を超えた場合、ＵＥはＲＲＣ接続が失敗したと判定する。そして処理はステップＳ１２１２に進む。

ステップＳ１２１２：ＵＥは、Ｄ２Ｄ通信プロトコルを使用するモード２動作に応じて無線アクセスインタフェースのアクセスを実行するように進み、図１１に示されたステップＳ１１２２に相当するステップＳ１２１４においてアクセスリソースを使用して無線アクセスインタフェースを介して信号を送信する。

（動作のさらなる詳細）
上述した動作から理解されるように、Ｄ２Ｄ通信を提供するように動作するＵＥは、モード１の通信を行うための試みが失敗するときにモード２動作に切り替えるように構成される。Ｄ２Ｄ通信を達成するためにモード切り替えを実行するＵＥの動作を示すメッセージフロー図が図１３に示さる。

図１３に示されるように、ＵＥ１３００は、ｅＮｏｄｅＢ１３０２のカバレッジエリア内でＵＥのグループ内の１つ以上の他のＵＥ１３０４とＤ２Ｄ通信を行うように構成される。メッセージ１３０６によって表されるように、ｅＮｏｄｅＢはＤ２Ｄ通信のためのモード１またはモード２動作のいずれがセルに対して許可されているかをＵＥに指示するシステム情報を送信してもよい。処理ステップＳ１３０８においてＵＥ１３００はＤ２Ｄ送信を実行することを要求し、よって、モード選択基準に従ってＵＥは、モード１動作を試みることを要求される。メッセージ送信１３１０において、ＵＥ１３００は、モード１動作のためのＲＲＣ接続を確立するためにＲＲＣ接続要求を行う。処理ステップ１３１２において、ＵＥは、ＲＲＣ接続確立の失敗を検出し、よって本技術に従ってＵＥは、モード２に切り替える。これはまた、周波数レイヤの変更をトリガーすること、またはＤ２Ｄ通信のための無線リソースの事前構成されたプールを利用することを含んでもよい。メッセージ矢印１３１４によって表されるように、ＵＥは、モード２動作を用いてＤ２Ｄ通信を行うように進む。

本技術に係る、および図１３に示される動作を反映したＤ２Ｄ ＵＥの動作例のように、ＵＥは以下のように動作する。
（１）ＵＥは、公共安全動作を実行するＵＥのクラスとして構成されてもよい。いくつかの例において、ＵＥは、最初にモード２動作（ＵＥによってスケジュールされる）を優先するように試みてもよく、そしてモード２が利用できない場合にモード１（ｅＮｏｄｅＢによってスケジュールされる）を使用してもよい。商用ＵＥはモード１を使用する、または少なくとも優先的に使用するように構成される。
（ａ）Ｄ２Ｄ通信のための専用のキャリアがある場合において、ＵＥはすぐに専用のキャリアに周波数を切り替えることが好ましい。
（ｂ）カバレッジ内のモード２動作のために予約された任意のリソースがある場合において、ＵＥはこれを使用するように構成されてもよい。アイドルモードにある公共安全ＵＥはまた、「カバレッジの端」に対してシグナルされた、カバレッジエリアの端で提供されるリソースであるリソースを使用してもよい。
（ｃ）図１３に示されるように優先順位付けルールが移動通信ネットワークによって構成されてもよい。

（２）モード２ができない場合では、優先順位付けルールに従ってＵＥは、ネットワーク構成に応じてモード１動作を試みてもよい。しかし「失敗状態」が検出されると、ＵＥはネットワークの構成指示に関係なく、モード２動作を続行してもよい。失敗状態は以下である可能性がある。
（ａ）手順内の任意の時点における、ＲＲＣ接続確立の失敗、例えば、ＲＡＲが全く受信されない、所定時間内にＲＡＲが受信されない、Ｔ３００タイマの満了、ＲＲＣ接続拒否
（ｂ）デコードの失敗／接続モードのときの移動通信ネットワークからのスケジューリングの受信の失敗または無線リンク失敗検出
（ｃ）オーバーロードを指示する制約パラメータ（ｂａｒｒｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒ）の検出
（ｄ）ネットワークシステムの情報内でモード１またはモード２のどちらも利用できないことを検出

（３）モード２へのフォールバック
（ａ）ｅＮｏｄｅＢと同じキャリア上の専用キャリアまたはリソース空間上で、例えば専用キャリアは優先順位付けされたモードではないかもしれないが、障害の場合にのみ利用されてもよい。

以下は、本技術のさらなる実施例を提供する。
（１）優先順位付け
（ａ）公共安全通信またはＤ２Ｄのための専用キャリアがある場合において、一般的にはＵＥが最優先としてこれを使用することを必要とされる可能性が高い。それがより信頼性の高いＤ２Ｄ通信をできるようにする（ネットワーク障害の可能性を除去すること）だけでなく、商用ネットワークにおけるリソースの消費も回避できる。ＵＥに知られている専用の周波数レイヤがある場合において、ＵＥは直ちにＤ２Ｄを実行するためにこのレイヤに切り替えることが好ましい。この専用周波数はデバイスに事前設定されてもよく、または専用周波数は潜在的にｅＮｏｄｅＢのシステム情報から取得されてもよい。

これは、周波数レイヤ間でいくつかの調整を必要とするかもしれない。例えば、別のアップリンク周波数がＤ２Ｄ送信および／またはモニタするために使用されている間、ダウンリンク周波数上でｅＮｏｄｅＢからのページングをモニタする。これは、周波数切り替えできるように、いくつかのＤＲＸ／ＤＴＸを必要とするかもしれず、または優先度の高い通信の場合、ｅＮｏｄｅＢのダウンリンクをモニタすることを停止できてもよい。

（ｂ）専用の周波数が利用できない場合、ｅＮｏｄｅＢは、カバレッジ外またはカバレッジの端のモード２動作のために使用されるべきいくつかのリソースをシグナリングしてもよい（またはデバイスにおいて事前に構成される）。たとえモード１が商用Ｄ２Ｄユースケースのために好ましい可能性があっても、良好なカバレッジ状態において公共安全デバイスがこれらを使用できることが許可されてもよい（または少なくともアイドルモードに留まらせてもよい）。ｅＮｏｄｅＢはカバレッジの端の動作のためのリソースを提供できるようにすることを必要としてもよく、これらは通常のＬＴＥのＵＥとの干渉を避けるために予約されなければならない。

（ｃ）ネットワークからこれを構成する異なる可能性がある。最も高い可能性は、モード１が使用される必要があるかどうか、モード２がカバレッジ内で／カバレッジの端で許可されるかどうかを示す、いくつかのブロードキャストの構成であろう。これはまた、モード２送信のためのリソースプール、モード１および２受信のためのリソースプール、そして潜在的な専用の周波数情報を提供する。

ＲＲＣ接続である間にＵＥが、専用シグナリングを使用して、または事前構成された優先順位付けルールを用いてＵＥ特有の送信リソースプールを有するように構成され得ることもまた可能である（例えば、優先度の高いデバイスがアイドルモードであるとき、常にモード２を実行できるようにされてもよく、モード１は接続中に使用されてもよい）。

（２）モード１失敗検出
（ａ）ＵＥの優先順位付けがＵＥをモード１動作を実行するＲＲＣ接続であるようにする場合、アイドルモードのＵＥは、ＲＲＣ接続の確立をトリガーする必要がある。この手順それ自体は、ランダムアクセス応答の受信の失敗、Ｔ３００タイマの満了、ＲＲＣ接続拒否、競合解決失敗などのような、いくつかの理由で失敗するかもしれない。追加の基準は、モード１動作からモード２を使用する動作への切り替えをトリガーするＲＲＣ接続確立の失敗条件を使用することであろう。また、図１２を参照して上述されたように、公共安全のＲＲＣ接続確立のために使用される、通常許可された時間よりも短い場合に成功ではなく、接続の確立を中止する（短い）タイマ（Ｔ３００と同様）があってもよい。

（ｂ）ＲＲＣ接続確立が成功する、またはＵＥが既にＲＲＣ接続されている場合において、ＵＥは、ｅＮｏｄｅＢにＤ２Ｄスケジューリング要求を送信しなければならない。移動通信ネットワークがリソースをスケジューリングしない、または何らかの理由でＵＥがｅＮｏｄｅＢからこれらのスケジューリングコマンドを受信できない（例えば、タイマの間または複数の試行の後）場合、ＵＥは自動的に、潜在的にモードスイッチの一部としてアイドルモードに移行するモード２動作に切り替わってもよい。別の理由は、任意の理由による通信障害を起こす無線リンク失敗（ＲＬＦ）の検出であり、ハンドオーバー失敗もｅＮｏｄｅＢとの通信の中断を引き起こす可能性がある。ＲＲＣ接続の再確立を待つ遅延を避けるために、ＵＥは、重要な通信の達成のためにモード２に切り替えてもよい。

（ｃ）別の潜在的なトリガーが、ＲＲＣ接続確立がトリガーされる前に発生する可能性がある。優先順位付けルールがモード１がトリガーされるべきであることを検出する場合であっても、ＵＥは、ネットワークが既に混雑しているかを判別し、よってモード２動作を使用するためにシステム情報内のアクセスクラス制約情報を使用できる。

（ｄ）Ｄ２Ｄ通信が特定のネットワークで利用できない場合、例えば、オペレータが商用デバイスにＤ２Ｄ通信を実行させないことを好む場合、商用および公共安全デバイスに共通する一つの構成があり、例えば、ネットワークがまだこの動作をサポートするようにアップグレードされていないため、優先度の高い公共安全イベントはこの動作モードをオーバーライドし、いずれの場合もモード２を使用するＵＥを必要とするかもしれない。これは、潜在的にネットワークとの干渉を引き起こすかもしれない。

（モード２へのフォールバック）
（ａ）これは、任意のＲＲＣ接続またはＲＲＣ接続確立の試行を中止すること、およびモード２通信のためのものである、同じ周波数または別の周波数に事前構成されたまたは半静的に構成されたリソースのプールを使用する処理と同様にシンプルであることができる。これは、モード２のためのネットワーク構成を考慮に入れることができ、例えば、ＵＥは、カバレッジの端の動作のために構成されたリソースを使用して開始でき、またはネットワーク障害の場合に使用されるリソースの「デフォルト」のプールがあってもよい。

種々のさらなる態様および本発明の特徴は、添付の特許請求の範囲に定義される。本技術の実施形態は、任意のシナリオでＤ２Ｄ通信を行うことができる任意の通信デバイスを用いるアプリケーションを提供する。以下のような例が提供される。
・通信デバイスは、ネットワーク障害のイベントにおいて公共安全通信を提供するために使用される。
・重要なイベントにおいて、不十分なネットワーク構成を克服するために公共安全デバイスに対する優先順位を許可する構成が提供される。
・障害が発生した場合でも従来のデバイスがネットワーク構成に従うように構成される。

（添付１：自律Ｄ２Ｄ通信の例）
ＵＥからグループの他のＵＥへの信号の送信を制御するための中央エンティティを必要とせずに、ＵＥのグループを形成してもよい１つまたは複数のＵＥ間でＤ２Ｄ通信が行われる構成が、簡易的に図１４を参照して示される。この構成によれば、スケジューリング割り当てメッセージが通信リソースの複数のセクションで送信されてもよい、スケジューリング割り当て領域またはチャネルを含む無線アクセスインタフェースが提供される。複数の通信リソースの各々は、共有通信チャネルのリソースに対応するセクションを有する。スケジューリング割り当て領域のセクションの１つでのスケジューリング割り当てメッセージの送信は、グループ内の他のすべてのデバイスに、ＵＥが共有通信リソースの対応するセクションでデータを表す信号を送信することを望むことの指示を与えることができる。

図１４において、無線アクセスインタフェースは、通信リソースのセクションに分割される、複数のＯＦＤＭサブキャリア１４０１および複数のＯＦＤＭシンボル１４０２で形成される。図１４に示されるように、無線アクセスインタフェースは、通信リソースのサブフレーム１４０４、１４０６、１４０８、１４１０の時間分割ユニットに分割される。図１４に示されるように、他のすべてのサブフレームは、スケジューリング割り当て領域１４１２、１４１４を含む。スケジューリング割り当て領域は、図１４において１から８４で番号付けられる通信リソースの複数のセクションを含む。スケジューリング割り当て領域１４１２、１４１４が含まれるサブフレーム１４０４、１４０８の残りの部分は、共有通信リソースの複数のセクションに分割される。スケジューリング割り当て領域１４１２、１４１４が無いその他のサブフレームは、ＵＥによるグループ内の他のＵＥへのデータを表す信号の送信のための共用通信リソースのセクションに分割される。しかし、共有リソースの通信リソースの複数のセクションの組み合わせは、サブフレーム１４０４、１４０６、１４０８、１４１０のうちの２つおよびスケジューリング割り当て領域１４１２、１４１４のセクションの１つに対応する、共有リソースの各セクション内で提供される。したがって、スケジューリング割り当てメッセージのスケジューリング割り当て領域のセクションの１つにおけるＵＥによる送信は、スケジューリング割り当て領域のセクションでスケジューリング割り当てメッセージを送信したＵＥが、データが送信される共有通信リソースの対応するセクションでデータを送信しようとすることを、グループ内の他のＵＥに指示する。したがって、矢印１４２０によって表されるように、スケジューリング割り当て領域１４１２のセクション８１におけるスケジューリング割り当ての送信は、スケジューリング割り当てメッセージを送信した送信ＵＥが、スケジューリング割り当てリソースのセクション番号８１でデータを送信しようとしていることの指示を、グループ内の他のＵＥに提供する。

したがって図１４は、暗黙的なリソーススケジューリングのための潜在的な構成を示す。図１４に示される例では、スケジューリング割り当てリソースまたは領域１４１２は、従来のＬＴＥ無線アクセスインタフェースの１つのアップリンクリソースブロックとなるように選択され、１サブフレームおきに送信される。

いくつかの例において、スケジューリング割り当てメッセージは、これらに限定されるものではないが、用途に応じて、送信ＵＥの識別子、宛先デバイスの識別子、論理チャネル識別子、トランスポートチャネル識別子およびアプリケーション識別子、またはＵＥのグループの識別子、を含んでもよい、１以上の識別子を含んでもよい。例えば、ＵＥのグループがプッシュツートーク通信セッションに参加していた場合、その後、スケジューリング割り当てメッセージは、個々のデバイスを特定する必要はなく、ＵＥのグループだけ特定する必要がある。スケジューリング割り当て領域のセクションでスケジューリング割り当てメッセージの送信を検出するグループ内の他のデバイスは、データを送信するための共有通信リソースの対応するセクションで送信することを試みないことを理解し、ＵＥのグループの識別子を検出する。したがってグループのデバイスは、スケジューリング割り当てメッセージを送信した送信ＵＥによって送信された、グループ識別子が含まれるデータをリッスンし、受信することを理解する。

図１４に示されるように、リソース番号８１は、第３のサブフレーム７０８内にある、その番号の、後続の利用可能な通信リソース内の領域に対応する。したがって、共有通信リソースの特定のセクションが、ＵＥの１つによって送信のために予約されていることの通知をグループ内の他のＵＥに提供するために、スケジューリング割り当てメッセージの送信とデータの送信との間の対応する遅延が存在する。

競合アクセスを解決するために、２つのフェーズの競合解決プロセスが提案される。

フェーズ１：リソース予約のためのリスニング（および進行中のデータ送信または他のＵＥからの測定値のような他の情報のための潜在的なリスニング）の一定のシークエンス、またはオプションとしていくつかの例におけるスケジューリング領域のメッセージの送信。

ＵＥが、選択されたリソースが使用中である、または別のＵＥによって要求されていることを検出する場合、ＵＥは、共有通信リソースから別のリソースをランダムに選択する。通信リソースを変更する必要がある場合、フェーズ１が繰り返されてもよい。

このフェーズ１は、２つのＵＥがまったく同じサブフレームでリスニングを開始することを除いて、ほとんどの場合に衝突を解決する。

フェーズ２において、ＵＥは選択された通信リソースで送信する、またはスケジューリングチャネルが存在する場合、ＵＥは、ＵＥが共有チャネルの対応する通信リソースで送信しようとしていることを他のＵＥに通知するメッセージを送信する。ランダムな時間が経過した後、他のＵＥが同時に送信するので衝突が発生したか否かを判定するためにさらにリスニング処理が行われる。

衝突が検出される場合、ＵＥは、フェーズの１つまたは両方を再度開始してもよい。

ＵＥはまた、再開する前に、ランダムのバックオフ時間を実行してもよい。

このフェーズ２は、２つのＵＥがまさに同じ時刻に開始し、フェーズ１で衝突が検出されない場合に対処することを意図している。プリアンブルフレームの数がより大きくなれば、衝突の確率はより低くなるので、ランダムリスニングスロットは、衝突の全体の確率を減少させる。

ネットワークまたは調整ＵＥは、例えば近接するデバイスの数に基づいてプリアンブルフェーズの長さを設定してもよい。

いくつかの例において、この実施例が使用される場合、カウンターが各スケジューリングメッセージの送信後にインクリメントされてもよい。これは、衝突の場合に、例えば、他のＵＥからのスケジューリングメッセージがより多いカウンターで検出された場合、またはＵＥがフェーズ２で他のＵＥを検出した場合、ＵＥが別のリソースを選択したほうがよいかを判定することに役立ち、通信リソースの異なるセットが選択される。

更なるデータを送信する試みを行う前にＵＥが他のＵＥとの衝突を回避するために、ＵＥがデータを表す信号を送信した後に、ＵＥは所定の期間またはランダムな期間待ってもよい。

この構成によれば、互いに近接する異なる送信ＵＥ間の衝突の確率は、単純に送信する前にリスニングすることに比べて低減される。また、衝突検出のための比較的短い遅延（いくつかのサブフレームのオーダーで）が達成され、設定可能なプリアンブル長は、システム内の異なる数のＵＥに対処するための機能を提供することができる。例えば、衝突の可能性を低減するために、長いプリアンブル長（フェーズ１および２のサブフレームの合計の数）が、ＵＥの数が多い場合に必要とされてもよい。

本発明の種々のさらなる態様および特徴は、添付の特許請求の範囲に定義され、請求項の従属性について列挙されている特定の組み合わせ以外の従属項の特徴の種々の組み合わせは、独立請求項のものを用いて行われてもよい。改変はまた、本明細書において本発明の範囲から逸脱することなく記載された実施形態に対してなされ得る。例えば、特徴は特定の実施例に関連して説明されたように見えるかもしれないが、説明され実施形態の様々な特徴を認識するであろう当業者は、本開示に従って組み合わせてもよい。

以上の説明ではＤ２Ｄ通信はＬＴＥシステムを参照して説明されたが、ここで開示された技術は、Ｄ２Ｄ通信と互換性がある他のＬＴＥシステムの構造および他のシステムにも同様に適用できる。

＜参考＞
（１）R2-133840,“CSMA/CA based resource selection，” Samsung，published at 3GPP TSG-RAN WG2 #84，San Francisco，USA，11-15 November 2013.
（２）R2-133990，“Network control for Public safety D2D Communications”，Orange，Huawei，Hisilicon，Telecom Italia，published at 3GPP TSG-RAN WG2 #84，San Francisco, USA，11-15 November 2013.
（３）R2-134246，“The Synchronizing Central Node for Out of Coverage D2D Communication”，General Dynamics Broadband UK，published at 3GPP TSG-RAN WG2 #84，San Francisco，USA，11-15 November 2013.
（４）R2-134426，“Medium Access for D2D communication”， LG Electronics Inc, published at 3GPP TSG-RAN WG２ #84，San Francisco，USA，11-15 November 2013.
（５）R2-134238，“D2D Scheduling Procedure”，Ericsson, published at 3GPP TSG-RAN WG2 #84，San Francisco, USA，11-15 November 2013.
（６）R2-134248 , “Possible mechanisms for resource Selection in connectionless D2D voice communication”, General Dynamics Broadband UK, published at ３GPP TSG-RAN WG２ #８４, San Francisco, USA, 11-15 November 2013.
（７）R2-134431, “Simulation results for D2D voice Services using connectionless approach”, General Dynamics Broadband UK, published at ３GPP TSG-RAN WG２ #８４, San Francisco, USA, 11-15 November 2013.
（８）“D2D Resource Allocation under the Control of BS”, Xiaogang R. et al, University of Electronic Science and Technology of China, https://mentor.ieee.org/802.16/dcn/13/16-13-0123-02-000n-D2D-resource-allocation-under-the-control-of-bs.docx
（９）US20130170387
（１０）US20120300662
（１１）LTE for UMTS:OFDMA and SC-FDMA Based Radio Access, Harris Holma and Antti Toskala, Wiley 2009, ISBN 978-0-470-99401-6.
（１２）Study on LTE Device to Device Proximity Services, Qualcomm Incorporated, RP-122009.
（１３）EP14153512.0
（１４）EP14153530.2

Claims (19)

1. デバイスツーデバイス通信を行うために通信デバイスを使用して無線アクセスインタフェースを介して通信する方法であって、前記方法は、
   前記通信デバイスが、移動通信ネットワークによって提供される無線アクセスインタフェースを使用して無線信号を送信または受信するためのカバレッジエリア内にあるか否か、を所定の条件に応じて判定することと、
   前記通信デバイスが前記移動通信ネットワークの前記カバレッジエリア内にあると判定された場合、
   前記移動通信ネットワークがリソースの割り当てを行う第１のモードに応じて割り当てられた前記無線アクセスインタフェースの通信リソースを用いる前記デバイスデバイスツーデバイス通信に応じて、前記無線アクセスインタフェースを介して１以上の他の通信デバイスに信号を送信または受信することと、または前記通信デバイスが前記移動通信ネットワークの前記カバレッジエリア内にないと判定された場合、
   前記通信デバイスがリソースの所定のセットからリソースを割り当てる第２のモードに応じて割り当てられた前記無線アクセスインタフェースの通信リソースを用いる前記デバイスデバイスツーデバイス通信に応じて、前記無線アクセスインタフェースを介して１以上の他の通信デバイスに信号を送信または受信することと、を含み、
   前記通信デバイスが前記移動通信ネットワークの前記カバレッジエリア内にあると判定された場合にリソース割り当ての第１のモードを使用して前記無線アクセスインタフェースを介して信号を送信または受信することは、
   前記無線アクセスインタフェースの前記通信リソースの割り当てを受信するために前記移動通信ネットワークにアクセスすることと、
   前記無線アクセスインタフェースの前記通信リソースにアクセスする際に失敗条件を検出することと、を含み、前記失敗条件が検出された場合、リソース割り当ての前記第２のモードを使用して前記無線アクセスインタフェースの前記通信リソースにアクセスすることによって、前記無線アクセスインタフェースを介して信号を送信または受信する、方法。
2. 前記無線アクセスインタフェースの前記通信リソースの割り当てを受信するために前記移動通信ネットワークにアクセスすることは、
   無線リソース制御確立手順を実行すること、を含み、前記通信リソースにアクセスする際に失敗条件を検出することは、前記無線リソース制御確立手順が失敗したことを判定すること、を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記無線リソース制御確立手順が失敗することを判定することは、
   無線リソース制御要求メッセージを送信した後の時間が所定時間を超えたことを検出すること、を含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記所定時間は、前記無線リソース制御確立手順の一部として送信されるメッセージに対する１以上の応答が受信される、無線リソース確立手順の失敗に関連する時間よりも短い、請求項３に記載の方法。
5. 前記無線アクセスインタフェースの前記通信リソースにアクセスすることは、
   無線リソース接続状態でデバイスツーデバイス通信を行うために、前記移動通信ネットワークからの前記無線アクセスインタフェースの前記通信リソースの割り当てを要求すること、を含み、前記失敗条件を検出することは、
   前記要求された前記無線アクセスインタフェースの前記通信リソースへのアクセスが、前記移動通信ネットワークによって割り当てられていないことを判定すること、を含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記要求された前記無線アクセスインタフェースの前記通信リソースへのアクセスが前記移動通信ネットワークによって割り当てられていないことを判定することは、
   前記無線アクセスインタフェースの前記通信リソースが割り当てられることなしに、ランダムアクセス要求メッセージを送信した後の時間が所定時間を超えたことを検出すること、を含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記所定時間は、ランダムアクセスメッセージを送信した後に１以上の応答メッセージを受信するための、失敗に関連する時間よりも短い、請求項６に記載の方法。
8. 前記失敗条件は、前記移動通信ネットワークから受信された信号強度が所定の閾値未満であることを検出することによって判定される、請求項１に記載の方法。
9. 前記失敗条件は、無線リンク失敗条件を検出することによって判定される、請求項１に記載の方法。
10. 前記無線リンク失敗条件は、所定数の同期外れの指示を判定すること、または所定時間の同期外れを検出することにより検出される、請求項９に記載の方法。
11. リソース割り当ての前記第２のモードは、デバイスツーデバイス通信プロトコルに応じてリソースの所定のセットにアクセスすること、を含み、前記デバイスツーデバイス通信プロトコルは、デバイスツーデバイス通信を実行する１または複数の他の通信デバイスで通信リソースの前記所定のセットに対する競合アクセスを行うことを含む、請求項１に記載の方法。
12. 通信デバイスであって、
    デバイスツーデバイス通信を実行するために無線アクセスインタフェースを介して１以上の他の通信デバイスに信号を送信するように構成された送信機と、
    前記無線アクセスインタフェースを介して前記１以上の他の通信デバイスから信号を受信するように構成された受信機と、
    デバイスツーデバイス通信に応じて前記信号によって表されるデータを送信または受信するために、前記無線アクセスインタフェースを介して前記信号を送信または受信するように前記送信機と前記受信機を制御するためのコントローラと、を備え、前記コントローラは、
    前記通信デバイスが、移動通信ネットワークによって提供される無線アクセスインタフェースを使用して無線信号を送信または受信するためのカバレッジエリア内にあるか否か、を所定の条件に応じて判定し、
    前記通信デバイスが前記移動通信ネットワークの前記カバレッジエリア内にあると判定された場合、
    前記移動通信ネットワークがリソースの割り当てを行う第１のモードに応じて割り当てられた前記無線アクセスインタフェースの通信リソースを用いる前記デバイスデバイスツーデバイス通信に応じて、前記無線アクセスインタフェースを介して１以上の他の通信デバイスに信号を送信または受信し、または前記通信デバイスが前記移動通信ネットワークの前記カバレッジエリア内にないと判定された場合、
    前記通信デバイスがリソースの所定のセットからリソースを割り当てる第２のモードに応じて割り当てられた前記無線アクセスインタフェースの通信リソースを用いる前記デバイスデバイスツーデバイス通信に応じて、前記無線アクセスインタフェースを介して１以上の他の通信デバイスに信号を送信または受信するように、前記送信機と前記受信機と組み合わせて構成され、
    前記通信デバイスが前記移動通信ネットワークの前記カバレッジエリア内にあると判定された場合にリソース割り当ての第１のモードを使用して前記無線アクセスインタフェースを介して信号を送信または受信することは、
    前記無線アクセスインタフェースの前記通信リソースの割り当てを受信するために前記移動通信ネットワークにアクセスすることと、
    前記無線アクセスインタフェースの前記通信リソースにアクセスする際に失敗条件を検出することと、を含み、前記失敗条件が検出された場合、リソース割り当ての前記第２のモードを使用して前記無線アクセスインタフェースの前記通信リソースにアクセスすることによって、前記無線アクセスインタフェースを介して信号を送信または受信する、通信デバイス。
13. 前記コントローラは、
    無線リソース制御確立手順を実行することにより、前記無線アクセスインタフェースの前記通信リソースの割り当てを受信するために前記移動通信ネットワークにアクセスし、前記無線リソース制御確立手順が失敗したことを判定することによって、前記通信リソースにアクセスする際に前記失敗条件を検出するように、前記送信機と前記受信機と組み合わせて構成される、請求項１２に記載の通信デバイス。
14. 前記コントローラは、
    無線リソース制御要求メッセージを送信した後の時間が所定時間を超えたことを検出することによって、前記無線リソース接続確立手順が失敗することを判定するように、前記送信機と前記受信機と組み合わせて構成される、請求項１３に記載の通信デバイス。
15. 前記所定時間は、前記無線リソース制御確立手順の一部として送信されるメッセージに対する１以上の応答が受信される、無線リソース確立手順の失敗に関連する時間よりも短い、請求項１４に記載の通信デバイス。
16. 前記コントローラは、
    無線リソース接続状態でデバイスツーデバイス通信を行うために、前記移動通信ネットワークからの前記無線アクセスインタフェースの前記通信リソースの割り当てを要求することによって、前記無線アクセスインタフェースの前記通信リソースの割り当てを受信するために前記移動通信ネットワークにアクセスし、前記要求された前記無線アクセスインタフェースの前記通信リソースへのアクセスが、前記移動通信ネットワークによって割り当てられていないことを判定することによって、前記失敗条件を検出するように、前記送信機と前記受信機と組み合わせて構成される、請求項１２に記載の通信デバイス。
17. 前記コントローラは、
    前記無線アクセスインタフェースの前記通信リソースが割り当てられることなしに、ランダムアクセス要求メッセージを送信した後の時間が所定時間を超えたことを検出することによって、前記要求された前記無線アクセスインタフェースの前記通信リソースへのアクセスが前記移動通信ネットワークによって割り当てられていないことを判定するように、前記送信機と前記受信機と組み合わせて構成される、請求項１６に記載の通信デバイス。
18. 前記所定時間は、ランダムアクセスメッセージを送信した後に１以上の応答メッセージを受信するための、失敗に関連する時間よりも短い、請求項１７に記載の通信デバイス。
19. 通信デバイスであって、
    デバイスツーデバイス通信を実行するために無線アクセスインタフェースを介して１以上の他の通信デバイスに信号を送信するように構成された送信機回路と、
    前記無線アクセスインタフェースを介して前記１以上の他の通信デバイスから信号を受信するように構成された受信機回路と、
    デバイスツーデバイス通信に応じて前記信号によって表されるデータを送信または受信するために、前記無線アクセスインタフェースを介して前記信号を送信または受信するように前記送信機回路と前記受信機回路を制御するためのコントローラ回路と、を備え、前記コントローラ回路は、
    前記通信デバイスが、移動通信ネットワークによって提供される無線アクセスインタフェースを使用して無線信号を送信または受信するためのカバレッジエリア内にあるか否か、を所定の条件に応じて判定し、
    前記通信デバイスが前記移動通信ネットワークの前記カバレッジエリア内にあると判定された場合、
    前記移動通信ネットワークによって割り当てられた前記無線アクセスインタフェースの通信リソースを用いる前記デバイスデバイスツーデバイス通信に応じて、前記無線アクセスインタフェースを介して１以上の他の通信デバイスに信号を送信または受信し、または前記通信デバイスが前記移動通信ネットワークの前記カバレッジエリア内にないと判定された場合、
    デバイスツーデバイス通信プロトコルに応じる前記デバイスデバイスツーデバイス通信に応じて、前記無線アクセスの前記通信リソースにアクセスすることによって、前記無線アクセスインタフェースを介して１以上の他の通信デバイスに信号を送信または受信するように、前記送信機回路と前記受信機回路と組み合わせて構成され、
    前記通信デバイスが前記移動通信ネットワークの前記カバレッジエリア内にあると判定された場合に前記コントローラ回路は、
    前記無線アクセスインタフェースの前記通信リソースの割り当てを受信するために前記移動通信ネットワークにアクセスすることによって、
    前記移動通信ネットワークによって割り当てられた前記無線アクセスインタフェースの通信リソースを使用して前記無線アクセスインタフェースを介して前記信号を送信または受信し、
    前記無線アクセスインタフェースの前記通信リソースにアクセスする際に失敗条件を検出し、前記失敗条件が検出された場合、前記デバイスツーデバイス通信プロトコルに応じる前記無線アクセスの前記通信リソースにアクセスすることによって、前記無線アクセスインタフェースを介して前記信号を送信または受信するように、前記送信機回路と前記受信機回路と組み合わせて構成される、通信デバイス。
    

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