(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直接的なユーザ機器通信を制御する方法であって、
それぞれ第１のユーザ機器（ＵＥ）および第２のＵＥからレポートを受信するステップ（Ｓ２０５）であって、前記第１および第２のＵＥは、サービスを提供する基地局と通信し、各レポートは、前記第１または第２のＵＥそれぞれに対するバッファ状態レポート（ＢＳＲ）、バッファされた待ち時間レポート（ＢＷＴＲ）、共通参照信号レポート（ＣＲＳＲ）、およびサウンディング参照信号レポート（ＳＲＳＲ）を含むステップ（Ｓ２０５）と、
前記第１のＵＥと前記第２のＵＥとの間の直接通信のために少なくとも１つの制御チャネルおよび少なくとも１つのデータ・チャネルを決定するステップ（Ｓ２１０）と、
この決定に基づいて、前記第１のＵＥと前記第２のＵＥとの間の直接通信リンクのために少なくとも１つのリソース・ブロックを割り当てるステップ（Ｓ２１５）と、
前記受信されたレポートにおけるバッファ状態レポート（ＢＳＲ）、バッファされた待ち時間レポート（ＢＷＴＲ）、共通参照信号レポート（ＣＲＳＲ）、およびサウンディング参照信号レポート（ＳＲＳＲ）に基づいて、前記直接通信リンクのために時分割複信（ＴＤＤ）送信のデューティ・サイクルを決定するステップ（Ｓ２１５）であって、前記ＴＤＤデューティ・サイクルを決定するステップは前記第１および第２のＵＥの間の前記割り当てられた少なくとも１つのリソース・ブロックの分割であるステップと、
前記第１のＵＥおよび前記第２のＵＥに構成メッセージを送信するステップ（Ｓ２２０）であって、前記構成メッセージは、前記割り当てられたリソース・ブロックおよび前記決定されたＴＤＤ送信のデューティ・サイクルを示し、前記第１のＵＥおよび前記第２のＵＥの少なくとも一方が、前記直接通信リンクのパラメータを調整することを許可する、ステップ（Ｓ２２０）と
を含む直接的なユーザ機器通信を制御する方法。
【請求項２】
それぞれ前記第１および第２のＵＥから直接通信のための要求を受信するステップ（Ｓ２００）と、
前記第１のＵＥおよび前記第２のＵＥが直接通信のための候補であることを決定するステップ（Ｓ２００）と、
前記第１のＵＥおよび前記第２のＵＥが直接通信のための候補であるという決定に基づいて、前記第１のＵＥおよび前記第２のＵＥが直接通信のための候補であることを前記第１のＵＥおよび前記第２のＵＥに通知するステップ（Ｓ２００）であって、前記レポートを受信するステップがこの通知に基づいている、ステップ（Ｓ２００）と
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つリソース・ブロックを割り当てるステップは、前記直接通信リンクの物理ダウンリンク制御チャネルおよび物理ダウンリンク・データ・チャネルの少なくとも一方を割り当てる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記受信されたレポートに基づいて、前記直接通信リンクのためにバンドルされたハイブリッド自動再送要求構成を利用するか、または、バンドルされていないハイブリッド自動再送要求構成を利用するかを決定するステップ（Ｓ２１５）
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記受信されたレポートに基づいて、前記直接通信リンクの前記第１および第２のＵＥの少なくとも一方に対する初期送信電力を決定するステップ（Ｓ２１５）
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記受信されたレポートに基づいて、前記直接通信リンクの前記第１および第２のＵＥの少なくとも一方に対する最大送信電力を決定するステップ（Ｓ２１５）
をさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
第１のユーザ機器（ＵＥ）であって、
基地局に通信を送信するように構成されたアップリンク送信機であって、前記通信がレポートを含み、前記レポートが、バッファ状態レポート（ＢＳＲ）、バッファされた待ち時間レポート（ＢＷＴＲ）、共通参照信号レポート（ＣＲＳＲ）、およびサウンディング参照信号レポート（ＳＲＳＲ）を含む送信機と、
割り当てられたダウンリンク・ブロックを通じて、第２のＵＥと直接的に通信するように構成されたダウンリンク送信機と、
前記レポートに基づいて前記基地局から構成メッセージを受信するように構成されたダウンリンク受信機であって、前記構成メッセージはデバイス間の通信のための割り当てられたリソース・ブロック、前記デバイス間の通信のために決定された時分割複信（ＴＤＤ）送信のデューティ・サイクル、初期転送電力、および前記第２のＵＥと直接的に通信することを許可された期間を示し、前記ＴＤＤデューティ・サイクルは前記第１および第２のＵＥの間の前記割り当てられた少なくとも１つのリソース・ブロックの分割であるダウンリンク受信機と、
前記割り当てられたダウンリンク・ブロックに基づいて、前記初期転送電力を調整し、前記第２のＵＥとの直接的な通信の伝送速度を決定するように構成されたプロセッサとを含み
前記ダウンリンク送信機は、
前記第２のＵＥに受信制御情報を転送し、
前記少なくとも１つのリソース・ブロック、前記調整された初期転送電力、および前記決定された情報送信の速度を使用して前記受信制御情報に基づいて前記第２のＵＥにデータを転送するように構成されている、第１のユーザ機器。
【請求項８】
第１のユーザ機器（ＵＥ）がレポートを転送するステップであって、前記レポートが、バッファ状態レポート（ＢＳＲ）、バッファされた待ち時間レポート（ＢＷＴＲ）、共通参照信号レポート（ＣＲＳＲ）、およびサウンディング参照信号レポート（ＳＲＳＲ）を含むステップと、
前記第１のユーザ機器（ＵＥ）によって構成メッセージを受信するステップであって、前記構成メッセージは、前記第１のＵＥと第２のＵＥとの間の直接通信リンクのための少なくとも１つの割り当てられたリソース・ブロック、デバイス間の通信のための決定された時分割複信（ＴＤＤ）送信のデューティ・サイクル、および前記バッファ状態レポート（ＢＳＲ）、バッファされた待ち時間レポート（ＢＷＴＲ）、共通参照信号レポート（ＣＲＳＲ）、およびサウンディング参照信号レポート（ＳＲＳＲ）に基づく初期転送電力を示し、前記構成メッセージは、前記第１のＵＥおよび前記第２のＵＥの少なくとも一方が初期転送電力を調整し、前記直接通信リンクの伝送速度を決定することを許可し、前記ＴＤＤデューティ・サイクルは前記第１および第２のＵＥの間の前記割り当てられた少なくとも１つのリソース・ブロックの分割である、ステップと、
前記第２のＵＥに受信制御情報を転送するステップと、
前記少なくとも１つのリソース・ブロック、前記調整された初期転送電力、および前記決定された情報送信の速度を使用して前記受信制御情報に基づいて前記第２のＵＥにデータを転送するステップと
を含む、直接的なユーザ機器通信を制御する方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
デバイス間の通信では、ユーザ機器（ＵＥ：Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）は相互に通信する。従来のＵＥは、アップリンクで送信し、ダウンリンクで受信するように装備されている一方、基地局は、アップリンクで受信し、ダウンリンクで送信する。デバイス間の通信は、少なくとも公共安全およびソーシャル・ネットワーキングで使用することができる。
【０００２】
公共安全を改善するために、セル方式のインフラストラクチャが利用できないところで、デバイス間の通信が使用される。デバイス間の通信により、ユーザ機器（ＵＥ）は、緊急事態で相互に直接的に通信することができる。
【０００３】
デバイス間の通信は、また、商用アプリケーションのソーシャル・ネットワーキングでも使用される。より具体的には、デバイス間の通信により、近くにあるＵＥ同士が情報を共有することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願第１３／４８４，８６３号
【特許文献２】米国特許出願第１３／５２３，５２１号
【特許文献３】米国特許出願第１３／４８４，８６３号
【特許文献４】米国特許出願第１３／５２３，５２１号
【特許文献５】米国特許第７，５４８，７６０号
【特許文献６】米国特許第７，５１５，９２７号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
セルラー・ネットワークで制御されたデバイス間の通信では、直接的なデバイス間の通信は、サービスを提供する基地局（たとえば、エンハンスト・ノードＢ（ｅＮＢ））によって完全に制御されスケジュールされる。ネットワーク制御されたデバイス間のシステムは、ｅＮＢとＵＥとの間でシグナリング交換を使用し、デバイス間の通信は、ネットワークに依存している。これは、セルラー・ネットワークの関与なしでも機能することをデバイス間の通信に求める公共安全のための手法とは異なる。
【０００６】
発明者らは、デバイス間の通信において、制御機能がＵＥによって実行されることを可能にする、緩く（緩和された）制御されたデバイス間の通信システムを開発した。緩く（緩和された）制御されたデバイス間の通信システムは、サービスを提供する基地局とＵＥとの間でより少ないシグナリングを使用し、アップリンク干渉を上手に制御しながらＵＥに柔軟性を提供する。
【０００７】
少なくとも１つの例示的な実施形態は、直接的なユーザ機器通信を制御する方法を開示する。方法は、それぞれ第１のユーザ機器（ＵＥ）および第２のＵＥからレポートを受信するステップであって、第１および第２のＵＥは、サービスを提供する基地局と通信するステップと、第１のＵＥと第２のＵＥとの間の直接通信のために少なくとも１つの制御チャネルおよび少なくとも１つのデータ・チャネルを決定するステップと、この決定に基づいて、第１のＵＥと第２のＵＥとの間の直接通信リンクのために少なくとも１つのリソース・ブロックを割り当てるステップと、第１のＵＥおよび第２のＵＥに構成メッセージを送信するステップであって、構成メッセージは、割り当てられたリソース・ブロックを示し、第１のＵＥおよび第２のＵＥの少なくとも一方が、直接通信リンクのパラメータを決定することを許可するステップとを含む。
【０００８】
例示的な実施形態では、方法は、それぞれ第１および第２のＵＥからの直接通信のための要求を受信するステップと、第１のＵＥおよび第２のＵＥが直接通信のための候補であることを決定するステップと、第１のＵＥおよび第２のＵＥが直接通信のための候補であるという決定に基づいて、第１のＵＥおよび第２のＵＥが直接通信のための候補であることを第１のＵＥおよび第２のＵＥに通知するステップであって、受信するレポートは、通知に基づいているステップとをさらに含む。
【０００９】
例示的な実施形態では、少なくとも１つリソース・ブロックを割り当てるステップは、直接通信リンクのために、物理ダウンリンク制御チャネルの構造におけるデバイス間のリンク制御チャネルおよび物理ダウンリンク共有チャネルの構造におけるデバイス間のリンク・データ・チャネルの少なくとも一方を割り当てる。
【００１０】
例示的な実施形態では、各レポートは、バッファ状態レポート（ＢＳＲ：Ｂｕｆｆｅｒ  Ｓｔａｔｕｓ  Ｒｅｐｏｒｔ）、パワー・ヘッドルーム・レポート（ＰＨＲ：Ｐｏｗｅｒ  Ｈｅａｄｒｏｏｍ  Ｒｅｐｏｒｔ）、およびそれぞれの第１または第２のＵＥに対するサウンディング参照信号レポート（ＳＲＳＲ：Ｓｏｕｎｄｉｎｇ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ  ｒｅｐｏｒｔ）を含む。
【００１１】
例示的な実施形態では、方法は、受信されたレポートに基づいて、直接通信リンクのための時分割複信（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）送信のデューティ・サイクルを決定するステップをさらに含む。
【００１２】
例示的な実施形態では、方法は、受信されたレポートに基づいて、直接通信リンクのためのハイブリッド自動再送要求構成を決定するステップをさらに含む。
【００１３】
例示的な実施形態では、方法は、受信されたレポートに基づいて、直接通信リンクで第１および第２のＵＥの少なくとも一方に対する初期送信電力を決定するステップをさらに含む。
【００１４】
例示的な実施形態では、方法は、受信されたレポートに基づいて、直接通信リンクで第１および第２のＵＥの少なくとも一方に対する最大送信電力を決定するステップをさらに含む。
【００１５】
例示的な実施形態では、方法は、少なくとも１つのリソース・ブロックを使用して、第１のＵＥおよび第２のＵＥが通信する期間を決定するステップをさらに含む。
【００１６】
例示的な実施形態では、期間を決定するステップは、ＢＳＲに基づく期間、直接通信リンクを通じて使用可能な帯域幅、直接通信リンクを通じた送信電力および伝送速度を決定する。
【００１７】
例示的な実施形態では、割り当てるステップは、第１の基地局と通信する他のＵＥおよび他のＵＥの場所に基づいて、少なくとも１つのリソース・ブロックを割り当てる。
【００１８】
少なくとも１つの例示的な実施形態は、基地局に通信を送信するように構成されたアップリンク送信機、割り当てられたダウンリンク・ブロックを通じて第２のＵＥと通信するように構成されたダウンリンク送信機、および基地局から通信を受信するように構成されたダウンリンク受信機を含む第１のユーザ機器（ＵＥ）を開示する。
【００１９】
例示的な実施形態では、ダウンリンク受信機は、第２のＵＥから通信を受信するようにさらにさらに構成される。
【００２０】
例示的な実施形態では、第１のＵＥは、第２のＵＥと通信するための送信電力を決定するように構成される。
【００２１】
例示的な実施形態では、ダウンリンク受信機は、同期を維持するために、基地局から同期参照信号を受信するように構成される。
【００２２】
少なくとも１つの例示的な実施形態は、第１の基地局の通信の負荷を軽減するための方法を開示する。方法は、第１のユーザ機器（ＵＥ）によって構成メッセージを受信するステップであって、構成メッセージは、第１のＵＥと第２のＵＥとの間の直接通信リンクのための少なくとも１つの割り当てられたリソース・ブロックを示し、第１のＵＥおよび第２のＵＥの少なくとも一方が直接通信リンクのパラメータを決定することを許可するステップと、少なくとも１つのリソース・ブロックを使用して第２のＵＥと通信するステップとを含む。
【００２３】
例示的な実施形態では、通信するステップは、第２のＵＥに受信制御情報を送信するステップを含む。
【００２４】
例示的な実施形態では、方法は、受信制御情報と共に第２のＵＥにデータを送信するステップをさらに含む。
【００２５】
例示的な実施形態では、方法は、データが正しく送信されたかどうかを示す肯定応答を受信するステップをさらに含む。
【００２６】
例示的な実施形態では、通信するステップは、直接通信リンクを通じて送信電力を決定し、決定された送信電力で第２のＵＥにデータを送信するステップを含む。
【００２７】
例示的な実施形態では、通信するステップは、第２のＵＥから応答を受信する第２のＵＥにパイロット信号を送信するステップを含み、応答は、リンク状態を示し、送信電力を決定するステップは、リンク状態に基づく。
【００２８】
例示的な実施形態では、方法は、第２のＵＥおよび少なくとも他のＵＥに要求を送信するステップであって、要求は、それぞれ第２のＵＥおよび少なくとも他のＵＥの状態を要求するステップと、それぞれ第２のＵＥおよび少なくとも他のＵＥから状況レポートを受信するステップと、受信された状況レポートに基づいて、第２のＵＥおよび少なくとも他のＵＥとの通信のためにパラメータを決定するステップとをさらに含む。
【００２９】
例示的な実施形態では、状況レポートは、バッファ状態レポート（ＢＳＲ）、バッファされた待ち時間（ＢＷＴ：Ｂｕｆｆｅｒｅｄ  Ｗａｉｔｉｎｇ  Ｔｉｍｅ）、パワー・ヘッドルーム・レポート（ＰＨＲ）、およびそれぞれ第２のＵＥおよび少なくとも他のＵＥに対する共通参照信号レポート（ＣＲＳＲ：ｃｏｍｍｏｎ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｓｉｇｎａｌ  ｒｅｐｏｒｔ）を含む。
【００３０】
例示的な実施形態では、パラメータを決定するステップは、受信された状況レポートに基づいて、第２のＵＥおよび少なくとも他のＵＥのそれぞれについて送信タイム・スロットをスケジューリングする。
【００３１】
例示的な実施形態について、添付の図面と併せて以下の詳細な説明からより明白に理解されるであろう。図１〜図６Ｂは、本明細書に記述する限定を目的としない例示的な実施形態を表している。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】例示的な実施形態が実装されたネットワークを示す図である。
【図２】例示的な実施形態による第１の基地局の直接的なユーザ機器通信を制御する方法を示す図である。
【図３】例示的な実施形態による第１の基地局の直接的なユーザ機器通信を制御する方法を示す図である。
【図４】例示的な実施形態による図２〜図３に記述した方法のコール・フローを示す図である。
【図５】例示的な実施形態による緩く制御されたデバイス間の通信のシステムおよびチャネル構造を示す図である。
【図６Ａ】ダウンリンク送信機能を有するＵＥの例示的な実施形態を示す図である。
【図６Ｂ】基地局の例示的な実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
ここで、様々な例示的な実施形態について、一部の例示的な実施形態を示した添付図面に関してより完全に記述する。
【００３４】
したがって、例示的な実施形態は、様々な変更および代替形式が可能であり、その実施形態は、一例として図面に示され、本明細書に詳細に記述されるであろう。しかし、例示的な実施形態を開示された特定の形式に制限する意図はなく、それとは反対に、例示的な実施形態は、特許請求の範囲内に当てはまる変更、等価物、および代替案をすべて包含することを理解するべきである。同様の番号は、図の記述の全体にわたって同様の要素を指している。
【００３５】
第１、第２などの用語は、様々な要素を記述するために本明細書で使用することができるが、これらの要素は、これらの用語によって限定するべきでないことを理解されるであろう。これらの用語は、１つの要素を別の要素から区別するためにのみ使用される。たとえば、例示的な実施形態の範囲から逸脱することなく、第１の要素は第２の要素と呼ぶことができ、同様に、第２の要素は第１の要素と呼ぶことができる。本明細書で使用する場合、「および／または」という用語は、関連するリストに記載されたアイテムの１つまたは複数の一部またはすべての組み合わせを含む。要素が他の要素に「接続される（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」または「結合される（ｃｏｕｐｌｅｄ）」と言及された場合、他の要素に直接的に接続または結合することが可能であり、または介在する要素が存在する場合があることを理解されるであろう。これとは対照的に、要素が他の要素に「直接的に接続される（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」または「直接的に結合される（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ）」と言及された場合、介在する要素は存在しない。要素間の関係を記述するために使用される他の言葉は、同様に解釈されるべきである（たとえば、「の間（ｂｅｔｗｅｅｎ）」と「直接的に間に（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｂｅｔｗｅｅｎ）」、「隣接する（ａｄｊａｃｅｎｔ）」と「直接的に隣接する（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ａｄｊａｃｅｎｔ）」など）。
【００３６】
本明細書に使用する用語は、特定の実施形態について記述することのみを目的とするものであり、例示的実施形態に限定することを意図するものではない。本明細書に使用する場合に、単数形の「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、そうでないことが文脈に明白に示されていない限り、複数形も含むことが意図される。本明細書に使用する場合、「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（含む）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含んでいる）」、「ｉｎｃｌｕｄｅ（含む）」、および／または「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含んでいる）」という用語は、記述された機能、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を示すものであるが、１つまたは複数の他の機能、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらのグループの存在や追加を排除するものではないことをさらに理解されるであろう。
【００３７】
また、一部の代替実装では、示された機能／行為を図に示したのとは異なる順に実施できることに注意されたい。たとえば、関与する機能／行為に依存して、連続して示された２つの図は、実際には、実質的に同時に実行することができるし、または場合によっては逆順に実行することができる。
【００３８】
特に定義しない限り、本明細書に使用するすべての用語（技術用語および科学用語を含む）は、例示的な実施形態が属する当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を持っている。用語、たとえば一般に使用される辞書に規定されているものは、関連する技術分野の文脈における意味に一致する意味を持つものと解釈するべきであり、特に本明細書に規定されていない限り、理想化された、または過度に形式的な意味で解釈されるものではないことをさらに理解されるであろう。
【００３９】
例示的な実施形態および対応する詳細な記述の部分は、ソフトウェア、またはアルゴリズムおよびコンピュータ・メモリ内のデータ・ビットの動作を記号で表現したものに関して示したものである。これらの記述および表現は、当業者が他の当業者に仕事の本質を効果的に伝達するものである。本明細書で使用し、一般的に使用されるアルゴリズムという用語は、望ましい結果につながる首尾一貫した連続したステップであると考えられる。ステップは、物理量の物理的な操作を必要とするものである。通常、必須ではないが、これらの量は、格納、転送、組み合わせ、比較、または他の方法で操作可能な光学的、電気的、または磁気的な信号の形をとる。これらの信号は、主に一般的に使用する理由から、ビット、値、要素、記号、文字、用語、数値などと呼ぶことが時に便利であると分かっている。
【００４０】
以下の記述では、説明的な実施形態について、特定のタスクを実行するか、または特定の抽象データ型を実装し、既存のネットワーク要素または制御ノードで既存のハードウェアを使用して実装できる、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含むプログラム・モジュールまたは機能プロセスとして実装できる（たとえば流れ図の形式の）動作の行為および記号表現を参照して記述する。そのような既存のハードウェアは、１つまたは複数の中央制御装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、特定用途向け集積回路、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）コンピュータなどを含むことができる。
【００４１】
特に別記しない限り、または記述から明白でない限り、「処理」または「コンピューティング」または「計算」または「決定」または「表示」などの用語は、コンピュータ・システムのレジスタおよびメモリ内の物理的な電子量として表されたデータを操作し、コンピュータ・システムのメモリもしくはレジスタ、または他のそのような情報記憶装置、伝送デバイスもしくは表示デバイス内の物理量として同様に表される他のデータへと変形するコンピュータ・システム、または同様の電子計算デバイスの動作およびプロセスを指すものである。
【００４２】
本明細書に開示するように、「記憶媒体」、「記憶ユニット」、または「コンピュータ可読記憶媒体」という用語は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、磁気ＲＡＭ、コア・メモリ、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュ・メモリ装置、および／または情報を格納するための他の有形の機械可読媒体を含む、データを格納するための１つまたは複数の装置を表すことができる。「コンピュータ可読媒体」という用語は、限定しないが、携帯型または固定された記憶装置、光学記憶装置、ならびに命令および／またはデータを格納し、含み、または運ぶことができる様々な他の媒体を含むことができる。
【００４３】
さらに、例示的な実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、それらの任意の組み合わせによって実装することができる。ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、またはマイクロコードで実装された場合、必要なタスクを実行するためのプログラム・コードまたはコード・セグメントは、コンピュータ可読記憶媒体などマシンまたはコンピュータ可読媒体に格納することができる。ソフトウェアに実装された場合、プロセッサは、必要なタスクを実行する。
【００４４】
コード・セグメントは、手続き、関数、サブプログラム、プログラム、ルーチン、サブルーチン、モジュール、ソフトウェア・パッケージ、クラス、または命令、データ構造、もしくはプログラム文の任意の組み合わせを表すことができる。コード・セグメントは、情報、データ、引き数、パラメータ、またはメモリ内容を渡すかつ／または受信することにより、他のコード・セグメントまたはハードウェア回路に接続することができる。情報、引き数、パラメータ、データなどは、メモリ共有、メッセージ受け渡し、トークン・パッシング、ネットワーク伝送など、任意の適切な手段を解して、渡す、転送する、または伝送することができる。
【００４５】
本明細書で使用する場合、「ユーザ機器」または「ＵＥ」という用語は、ユーザ機器、移動局、モバイル・ユーザ、アクセス端末、モバイル端末、ユーザ、購読者、無線端末、端末、および／または遠隔局と同意語の場合があり、ワイヤレス通信ネットワークにおける無線リソースのリモート・ユーザを示す場合がある。したがって、ＵＥは、無線電話、ワイヤレス内蔵ラップトップ、ワイヤレス内蔵装置などの場合がある。
【００４６】
「基地局」という用語は、１つまたは複数のセル・サイト、基地局、ノードＢ、エンハンスト・ノードＢ、アクセス・ポイント、および／または無線周波数通信の終点として理解することができる。現在のネットワーク構造は、モバイル／ユーザ・デバイスとアクセス・ポイント／セル・サイトとの区別を考慮することができるが、以下に記述した例示的な実施形態は、また、たとえばアドホックおよび／または網目状ネットワーク構造など、その区別がそれほど明瞭でない構造に一般的に適用することができる。
【００４７】
基地局からＵＥへの通信は、典型的には、ダウンリンクまたは順方向リンク通信と呼ばれる。ＵＥから基地局への通信は、典型的には、アップリンクまたは逆方向リンク通信と呼ばれる。
【００４８】
サービスを提供する基地局が、現在ＵＥの通信ニーズを処理している基地局を指すこともある。
【００４９】
「チャネル」という用語は、周波数帯域の割り当て、時間の割り当て、およびコード割り当ての任意の組み合わせとして理解することができる。
【００５０】
例示的な実施形態は、直接通信リンクを通じて発生するデバイス間の通信を開示する。
【００５１】
デバイス間の通信を要求するＵＥは、直接通信リンクの実行可能性を判断する。直接通信リンクの実行可能性がリンク状況レポートを用いてＵＥによって確認された後、サービスを提供する基地局（たとえばｅＮＢ）は、最初のＴＤＤデューティ・サイクル、ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）構成、デバイス間の最大許容通信時間、初期転送電力、および最大許容リソース割り当て（ＰＲＢ）を含む、直接通信リンクの初期構成を実行する。初期ＴＤＤスロット割り当ておよびＨＡＲＱ構成は、トラフィック特性に基づいて、サービスを提供する基地局によって決定される。
【００５２】
緩和されたネットワーク制御およびスケジューリングは、ＵＥがより多くの制御機能を実行することを可能にする。直接通信リンクでは、専用の制御チャネルが用いられる。例示的な一実施形態では、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ：Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）ダウンリンク・チャネルの構造および形式が直接通信リンクで使用される。デバイス間の通信において送信するＵＥは、受信するＵＥで復調／復号を支援するために制御チャネルを介して、受信するＵＥに受信制御情報（ＲＣＩ：Ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を送る。ＵＥは、ＵＥがデータおよび参照信号測定を送信するＵＥに割り当てられた、送信するスロットで遅延の後にＡＣＫ／ＮＡＫを送信する。
【００５３】
図１は、例示的な実施形態が実装されたネットワークを示している。図１に示すように、ネットワーク１００は、基地局１１０ならびにＵＥ１２０ａ、１２０ｂ、および１２０ｃを含む。たとえば、基地局１１０は、エンハンスト・ノードＢ（ｅＮＢ：ｅｎｈａｎｃｅｄ  ＮｏｄｅＢ）の場合がある。基地局１１０は、セルとして知られている地理的な領域にサービスを提供することができる。
【００５４】
ＬＴＥシステムでは、送信および受信は、周波数二重化される。アップリンクは、物理リソース・ブロック（ＰＲＢ）として知られている時間周波数ブロックが割り当てられた異なるユーザと直交周波数分割多重化されている。図１に示した例示的な実施形態では、基地局１１０は、物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ）として知られているアップリンク・トラフィック・チャネルのこれらのＰＲＢでデータを送信するために、ＵＥ１２０ａ、１２０ｂ、および１２０ｃだけでなく、システムの他のＵＥ（図示せず）をスケジューリングする。ＵＥ１２０ａ、１２０ｂ、および１２０ｃ、ならびにシステムの他のＵＥは、物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）でフィードバックおよび制御情報を送信する。フィードバックおよび制御情報は、たとえば、ダウンリンク送信の肯定応答およびダウンリンク・チャネルの品質フィードバックを含むことができる。地理的に隣接するセル（図示せず）でＰＲＢを再利用できるように、セル間で完全なリソースの再利用がある場合がある。
【００５５】
各ＵＥ１２０ａ、１２０ｂ、および１２０ｃは、それぞれ双方向通信リンク１４０ａ／１４０ｂ、１６０ａ／１６０ｂ、および１７０ａ／１７０ｂの対を介して基地局１１０と通信する。双方向リンクのそれぞれは、アップリンク１４０ａ、１６０ａ、１７０ａ、ならびにダウンリンク１４０ｂ、１６０ｂ、および１７０ｂを含む。
【００５６】
ダウンリンク１４０ｂ、１６０ｂ、および１７０ｂは、それぞれ基地局１１０からＵＥ１２０ａ、１２０ｂ、および１２０ｃへのチャネルである。基地局１１０は、ダウンリンク１４０ｂ、１６０ｂ、および１７０ｂで送信し、ＵＥ１２０ａ、１２０ｂ、および１２０ｃは、ダウンリンク１４０ｂ、１６０ｂ、および１７０ｂでそれぞれ受信する。
【００５７】
アップリンク１４０ａ、１６０ａ、および１７０ｂは、ＵＥ１２０ａ、１２０ｂ、および１２０ｃから基地局１１０へのチャネルである。ＵＥ１２０ａ、１２０ｂ、および１２０ｃは、アップリンク１４０ａ、１６０ａ、および１７０ａでそれぞれ送信し、基地局１１０は、アップリンク１４０ａ、１６０ａ、および１７０ａで受信する。
【００５８】
少なくとも１つの例示的な実施形態では、ＵＥ１２０ａおよび１２０ｂは、デバイス間の通信でＵＥピアからデータを受信するために、（たとえばＬＴＥダウンリンク・チャネル構造において）デバイス間のチャネル１５０ａ／１５０ｂでさらに受信する。基地局１１０は、最初にデバイス間のチャネル１５０ａ／１５０ｂでのデバイス間の通信のためにＵＥを構成する。基地局１１０は、ダウンリンク・チャネルにおいて、基地局とＵＥ（デバイス間の通信のＵＥを含む）との間の通信のためにＰＲＢを割り当てることができる。デバイス間のチャネルについて、ダウンリンク・チャネル形式で記述しているが、ダウンリンク・チャネルの代わりに、アップリンク・チャネル構造を直接の通信（ｄｉｒｅｃｔ−ｔｏ−ｄｉｒｅｃｔ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）に用いることができることを理解されたい。したがって、例示的な実施形態は、直接から直接への通信のためにダウンリンク・チャネル形式を使用することに限定されない。
【００５９】
ＵＥ１２０ａおよび１２０ｂのそれぞれは、通信距離内のＵＥを検出するための検出方法を実行することができる。あるいは、基地局１１０は、どのＵＥが通信距離内にあるかを決定するための検出方法を開始することができる。ＵＥ１２０ａおよび１２０ｂの一方は、ＵＥ１２０ａおよび１２０ｂの他方が通信距離内にあることを検出した場合、直接通信を要求することができる。
【００６０】
図１において、ＵＥ１２０ａおよび１２０ｂは、互いの通信距離内にあると考えられる。
【００６１】
検出方法は、参照によりそれぞれの全体が本明細書に組み込まれている、米国特許出願第１３／４８４，８６３号「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ−ｔｏ−Ｄｅｖｉｃｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ」および米国特許出願第１３／５２３，５２１号「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｓｔｉｃ  Ｏｆｆｌｏａｄｉｎｇ  ｏｆ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｔｏ  Ｄｅｖｉｃｅ−ｔｏ−Ｄｅｖｉｃｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ」に従って実行することができる。
【００６２】
ＵＥ１２０ａおよび１２０ｂは通信距離内にあるため、ＵＥ１２０ａおよび１２０ｂの少なくとも一方は、それぞれのアップリンク１４０ａまたは１６０ａを通じて、基地局１１０への直接通信のために要求を送信する。要求に応じて、基地局１１０は、ＵＥ１２０ａと１２０ｂとの間の直接通信リンク１５０ａ／１５０ｂに対するリソースを割り当てる。デバイス間のリソースは、少なくとも以下に記述した図２〜図５に関して示す方法により割り当てることができる。
【００６３】
さらに、基地局１１０からのダウンリンクで追加の送信が発生するため、ピアであるＵＥ１２０ａおよび１２０ｂの近くにあるＵＥ１２０ｃは、基地局１１０と通信し続けることができる。
【００６４】
ネットワーク１００はＬＴＥネットワークである。しかし、本明細書に記述した例示的な実施形態は、グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（ＧＳＭ：Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、汎用パケット無線システム（ＧＰＲＳ：Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）、ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーションズ・システム（ＵＭＴＳ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）、高速ダウンリンク・パケット・アクセス（ＨＳＤＰＡ：Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ）、および／または高速アップリンク・パケット・アクセス（ＨＳＵＰＡ：Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ）のセル方式標準に従って実行できることを理解されたい。
【００６５】
図２〜図３は、直接的なユーザ機器通信を制御する方法を示している。図２に示すステップは、図１に示すｅＮＢ１１０など、サービスを提供する基地局によって実行される。図３に示すステップは、図１に示すＵＥ１２０ａ（第１のＵＥ）などのＵＥによって実行される。
【００６６】
Ｓ２００で、方法が開始される。直接通信リンクを開始する検出方法のプロセスは、参照によりそれぞれの全体が本明細書に組み込まれている、米国特許出願第１３／４８４，８６３号「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ−ｔｏ−Ｄｅｖｉｃｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ」および米国特許出願第１３／５２３，５２１号「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｓｔｉｃ  Ｏｆｆｌｏａｄｉｎｇ  ｏｆ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｔｏ  Ｄｅｖｉｃｅ−ｔｏ−Ｄｅｖｉｃｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ」に従って実行することができる。
【００６７】
より具体的には、Ｓ２００で、サービスを提供する基地局は、第１および第２のＵＥから直接通信のための要求をそれぞれ受信し、第１のＵＥおよび第２のＵＥ（たとえばＵＥ１２０ｂ）が直接通信の候補であることを決定し、第１のＵＥおよび第２のＵＥが方向通信の候補であることを第１のＵＥおよび第２のＵＥに通知する。
【００６８】
サービスを提供する基地局は、第１および第２のＵＥが、直接的なリンクを通じて転送することを期待するデータの量を報告するように直接通信リンクでＵＥに指図することによって、第１のＵＥおよび第２のＵＥに通知する。
【００６９】
ＵＥは、レポートを送信することによってこの要求に応答する。Ｓ２０５で、サービスを提供する基地局は、Ｓ２０５で第１および第２のＵＥからレポートを受信する。たとえば、図１において、ｅＮＢ１１０は、ＵＥ１２０ａおよび１２０ｂからレポートを受信する。
【００７０】
各初期のレポートは、第１または第２のＵＥのそれぞれに対するバッファ状態レポート（ＢＳＲ）、パワー・ヘッドルーム・レポート（ＰＨＲ）、およびサウンディング参照信号レポート（ＳＲＳＲ）を含む。ＢＳＲは、それぞれの第１または第２のＵＥが直接通信リンクを通じて転送するデータの量を識別する。ＵＥの直接通信が開始された後、デバイス間の通信の継続のために、レポートは、直接的なリンクを通じて収集される。パラメータは、ＢＳＲ、ＰＨＲ、ＵＥによって送信する参照信号（パイロット）から測定される共通参照信号レポート（ＣＲＳＲ）、および最も古いデータがバッファに到着してからのバッファされたデータの待ち時間であるバッファ待ち時間レポート（ＢＷＴＲ：Ｂｕｆｆｅｒ  Ｗａｉｔ  Ｔｉｍｅ  Ｒｅｐｏｒｔ）を含む。ＢＳＲ、ＰＨＲ、ＢＷＴＲ、ＣＲＳＲ、およびＳＲＳＲは、まとめて状態情報として認識することができる。ＰＨＲ、ＣＲＳＲ、およびＳＲＳＲは、まとめて電力測定情報として認識することができる。ＢＳＲ、ＰＨＲ、ならびにＣＲＳおよびＳＲＳの信号形式は、当技術分野で認識されており、ワイヤレス標準で規定されている。したがって、簡潔さのために、ＢＳＲ、ＰＨＲ、およびＳＲＳＲについて、詳細には記述しない。
【００７１】
受信されたレポートに基づいて、サービスを提供する基地局は、少なくとも１つの制御チャネル、およびＳ２１０で直接通信のために少なくとも１つの制御チャネルおよび少なくとも１つのデータ・チャネルを決定するステップを含む少なくとも１つのデータ・チャネルを構成する。たとえば、少なくとも１つの制御チャネルおよび少なくとも１つのデータ・チャネルは、経験的なデータに基づいて決定し、サービスを提供する基地局で設定することができる。
【００７２】
以下により詳細に記述するように、ダウンリンク制御およびデータ・チャネル構造、ならびに既存のＬＴＥセルラー・システムの形式は、緩く制御されたデバイス間のモードに使用することができる。
【００７３】
一般的に、既存のダウンリンク・チャネル構造またはアップリンク・チャネル構造のいずれかは、緩く制御されたデバイス間の通信のための直接通信リンクに使用することができる。近接する複数のデバイスの対によって使用される周波数多様なダウンリンク制御チャネル間の干渉問題は、これらの制御チャネルの集約レベルを適切に割り当てることを通じて解決される。さらに、時間オフセットを使用するこれらのチャネルの対の直交化、および複数のキャリアへの周波数リソースの区分化はこれを排除しない。
【００７４】
Ｓ２１５で、サービスを提供する基地局は、少なくとも１つの制御チャネルおよび少なくとも１つのデータ・チャネルに基づいて、第１のＵＥと第２のＵＥとの間の直接通信リンクについて、少なくとも１つの物理リソース・ブロック（ＰＲＢ）を最初に割り当てる。Ｓ２１５で、少なくとも１つのＰＲＢの割り当ては、初期転送電力、最大送信電力、周波数リソース（副搬送波）の最大許容範囲、ＴＤＤ送信のデューティ・サイクル、直接通信に対する転送時間、およびＨＡＲＱ構成を決定するステップを含む。
【００７５】
サービスを提供する基地局は、（ｉ）ＵＥトラフィックの相対優先度、および（ｉｉ）サービスを提供する基地局と通信しているＵＥに対するリソース利用可能性に基づいて、初期の直接的なリンク構成を決定する。デバイス間のトラフィックの優先順位が高い場合、より多くの許容されたリソースが配置される。そうでない場合、より少ないリソースが直接的なリンクに対して許容される。同様に、他のＵＥがない場合、より多くのリソースを直接通信に対して許容することができる。他方では、他のＵＥが多数ある場合、デバイス間の通信について、より少ないリソースを許可することができる。
【００７６】
特定のアプリケーションのトラフィック・パターン（トラフィックがどちらかの方向にバランスがとれているか、または一方のＵＥが他方より多くの情報を送信する予定か）およびＵＥからのバッファ状態レポートに基づいて、サービスを提供する基地局は、第１および第２のＵＥのデバイス間のＴＤＤ送信のデューティ・サイクルならびに関連するＨＡＲＱを決定および構成する。さらに、最大送信電力の上限が、各ＵＥに対するサービスを提供する基地局によって指定され、これにより直接通信を通じてＵＥが送信することを許可される電力に制限が設定される。アプリケーションの例は、音声、ファイル転送、および電子メールの交換を含む。
【００７７】
電力測定情報（ＰＨＲ、ＳＲＳＲ）を受信すると、サービスを提供する基地局は、初期転送電力を決定する。直接通信において送信するＵＥ（たとえば第１のＵＥ）の初期電力は、他方のＵＥによって測定／報告されたそのＳＲＳ、ＵＬ干渉レベル、およびＰＨＲに基づいている。受信するＵＥ（たとえば第２のＵＥ）の初期ＣＲＳ電力は、意図される送信するＵＥから報告されたＳＲＳＲのレベルおよび意図される受信するＵＥのＰＨＲに基づいている。ＳＲＳは、通常の動作の間にＵＥからｅＮＢに送信する参照信号である。ＣＲＳは、通常のＬＴＥ動作の間にｅＮＢからＵＥに送信する参照信号である。デバイス間の通信が有効化された後、ＵＥは、相互にパイロットを送信する。パイロットの信号形式は、ダウンリンクのＣＲＳから採用される。
【００７８】
ターゲットＳＲＳは、エラー率要件に基づいて、サービスを提供する基地局によって決定される。知られているターゲットＳＲＳおよびＰＨＲを用いて、ＣＲＳの初期電力は、以前のサービスを提供する基地局でスケジュールされた電力を拡大または縮小することによって決定される。最大送信電力の制限／上限は、サービスを提供する基地局によって決定され、それらの送信電力を制限するために送信するＵＥに送信される。
【００７９】
サービスを提供する基地局は、それぞれ、報告されたＰＨＲならびに第１および第２のＵＥの場所によって決定される受信されたＳＲＳレベルに基づいて、最大送信電力を最初に決定することができる。直接的なリンクが有効化された後、電力の上限は、ＵＥ自体でダウンリンクＣＲＳ測定のレベルによって調整される。第１および第２のＵＥがサービスを提供する基地局に近いほど、最大送信電力は低く設定される。
【００８０】
後述するように、初期電力がサービスを提供する基地局によって決定された後、参照によりそれぞれの全体が本明細書に組み込まれている、米国特許出願第７，５４８，７６０号および７，５１５，９２７号に記述されているように、ＡＣＫ／ＮＡＫベースの電力制御が、送信するＵＥに適用される。送信するデバイス間のＵＥは、サービスを提供する基地局からＣＲＳを測定する。デバイス間の通信からアップリンク干渉を制限するために、ダウンリンクＣＲＳ測定に基づいて開ループ調整を適用することができる。ＣＲＳ測定値が高ければ、サービスを提供する基地局による送信するＵＥの最大送信電力の低下につながり、これは、送信するＵＥの伝送速度の低下を意味する。
【００８１】
ＴＤＤは、ＵＥ間の直接通信のために採用される。サービスを提供する基地局は、緩く制御されたデバイス間のリンクに対してＴＤＤを構成する。デバイス間の通信を意図するＵＥから状態情報（ＢＳＲ、ＰＨＲ、ＳＲＳＲ）を最初に受信すると、サービスを提供する基地局は、直接通信リンクおよびＨＡＲＱ構成を通じて、デバイス間のＵＥのＴＤＤ送信のデューティ・サイクルを決定する。
【００８２】
第１および第２のＵＥは、サービスを提供する基地局からの参照信号を追跡し、参照信号と共とそれらのローカル参照が揃うことを維持する。第１および第２のＵＥが非常に接近しているため、その結果、それらのタイミングも揃う。
【００８３】
第１のＵＥと第２のＵＥとの間でバランスのとれたトラフィックを用いるデバイス間の通信について、１ｍｓのＴＤＤスロットで交互に送信する第１および第２のＵＥについて５０％のデューティ・サイクルが、第１および第２のＵＥについて構成される。デバイス間のリンクの５０％の代替ＴＤＤタイプでは、ＵＥに送信するべきデータがない場合でも、デバイス間のＵＥは、ＴＤＤ送信のために１スロットおきに割り当てられる。
【００８４】
デバイス間のＵＥの送信スロットでは、ＵＥは、データもしくは制御信号のいずれか（たとえば、他方のＵＥから以前に受信したデータに応じたＡＣＫ／ＮＡＫ、およびＣＲＳＲ）またはデータおよび制御信号の両方を送信する。一般的に、ＦＤＤ  ＬＴＥのアップリンクに対する同期されたＨＡＲＱの手順が採用される。唯一の違いは、ＡＣＫ／ＮＡＫ応答は、３送信時間間隔（ＴＴＩ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｔｉｍｅ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ）ではなく、４ＴＴＩだけ遅延するということである。これは、直接通信リンクのＴＤＤ動作によるものである。既存のダウンリンク制御情報のように、受信する制御情報は、関連するデータと同じスロットで送信される。
【００８５】
２つのＵＥ間でバランスがとられていないトラフィックを用いるデバイス間の通信について、より多くの送信スロットが、より多くの送信するべきデータを持つＵＥに割り当てられる。たとえば、スロットの８０％が、より多くの送信するべきデータを持つＵＥに割り当てられる。デバイス間のＵＥの送信スロットでは、ＵＥは、データもしくは制御信号（たとえば他方のＵＥからの以前に受信したデータに応じたＡＣＫ／ＮＡＫ、およびＣＲＳＲ）のいずれか、または両方を送信する。送信するべきデータが少ないまたはないＵＥは、ＣＲＳＲおよびＡＣＫ／ＮＡＫを送信するためにその送信スロットを使用する。バランスがとれていないＴＤＤスロット割り当てのために、バンドルされたＨＡＲＱ  ＡＣＫ／ＮＡＫは、より少ない送信するべきデータを持つＵＥの送信スロットが使用可能になったときに、より少ない送信するべきデータを持つＵＥから送信される。
【００８６】
両方のＵＥからの緩和された遅延要件およびバランスのとれたトラフィックを用いるアプリケーションについて、５０％のデューティ・サイクルおよびバンドルされていないＨＡＲＱを用いるモードは、サービスを提供する基地局によって選択することができる。厳しい遅延要件および一方のＵＥから他方のＵＥに送信される大きなデータのブロックを用いるアプリケーションについて、より大きなＴＤＤデューティ・サイクル（たとえば８０％）およびバンドルされたＨＡＲＱは、サービスを提供する基地局によって選択することができる。たとえば、ファイル転送および電子メールの交換など、ほとんどのデータ送信は遅延の影響をあまり受けやすくない。一方、音声通話などのアプリケーションは、より厳しい遅延要件を持っている。
【００８７】
リソース割り当ては、周波数スペクトル、時間、および電力など、通信リソースを参照することができる。ＰＲＢは、ＵＥに割り当てられた２次元の（周波数副搬送波および時間）ブロックである。電力レベルは、また、通信のためにＵＥ間で制御される。
【００８８】
デバイスの対およびサービスを提供する基地局によってサービスを提供されている他のＵＥの位置情報に基づいて、異なる周波数リソースをデバイスの対および他のＵＥ、または他のデバイスの対に割り当てることができる。他のＵＥがデバイスの対から遠くにある場合、サービスを提供する基地局は、他のＵＥからデバイス間のＵＥへの干渉を考慮に入れなくてもよい。他のＵＥへのリソース割り当てが、デバイスの対について許容されるリソース範囲を回避することができる場合、緩く制御されたデバイス間の干渉も減らすことができる。デバイス間のＵＥのデータ優先度が高い場合、サービスを提供する基地局によってより多くのリソースを許容することができる。これにより、送信するＵＥの送信時間が短縮される。
【００８９】
サービスを提供する基地局は、送信されるバッファされたデータのサイズおよび使用されているリソースの平均に基づいて、直接通信リンクでその送信を完了するために、送信するＵＥに対して許容される時間を決定する（最大許容リソースが必ず使用されるとは限らないと控えめに仮定している）。
【００９０】
サービスを提供する基地局は、ＰＲＢおよび初期転送電力に対応するために、許可された周波数範囲を使用して、データ転送速度を推定する。
【００９１】
推定されたデータ転送速度を使用して、サービスを提供する基地局は、帯域幅および電力の特定の割り当てで調整された未処理のデータに対するおよその転送時間を推定する。より具体的には、サービスを提供する基地局は、以下のように転送時間を決定する。
Ｔ＝Ｂ／Ｒ＝Ｂ／（Ｗ．ｌｏｇ（１＋ＳＮＲ））（１）
ここで、
ＳＮＲ＝Ｐ／Ｉ＋Ｎ（２）
ここで、Ｔは、転送時間であり、Ｂは、バッファされたデータ・サイズであり、Ｗは、使用可能な全帯域幅であり、Ｐは、送信された電力である。帯域幅Ｗは、割り当てるＰＲＢに対する副搬送波によって許容される帯域幅である（各副搬送波は１５ｋＨｚである）。
【００９２】
Ｓ２２０で、サービスを提供する基地局は、第１および第２のＵＥに構成メッセージをそれぞれ送信する。構成メッセージは、デバイス間の通信を開始し、少なくとも１つのデータ・チャネル、少なくとも１つの制御チャネル、初期転送電力を含む割り当てられた少なくとも１つのＰＲＢ、最大送信電力、最大周波数範囲、ＴＤＤ送信のデューティ・サイクル、直接通信に対する転送時間、および直接通信リンクに使用されるＨＡＲＱ構成を示す。
【００９３】
図３は、第１および第２のＵＥの一方の観点から通信の負荷を軽減する方法を示している。
【００９４】
Ｓ３００で、方法が開始される。Ｓ３０５で、第１および第２のＵＥは、サービスを提供する基地局によって送信された構成メッセージをそれぞれ受信する。緩く制御されたデバイス間の通信が第１および第２のＵＥに対して開始されると、第１および第２のＵＥは、ネットワークへのアイドル・モードに似たデバイス間のモードに移行する。第１および第２のＵＥは、定期的に、それらのサービスを提供する基地局だけでなく隣接する基地局からの参照信号およびオーバヘッド・メッセージを追跡し続ける。
【００９５】
Ｓ３１０で、第１および第２のＵＥは、構成メッセージに記述されたパラメータを使用して直接通信リンクを通じて通信する。第１および第２のＵＥは、サービスを提供する基地局からの参照信号を追跡し続けるため、それらは、サービスを提供する基地局と同期している。
【００９６】
第１および第２のＵＥは、ページング・チャネルを監視し続ける。サービスを提供する基地局が第１および第２のＵＥの一方に対するページ・メッセージを受信した場合、およびそれが低い優先度のページであることをページ・メッセージが示している場合、サービスを提供する基地局は、「デバイス間通信中（ｄｅｖｉｃｅ−ｔｏ−ｄｅｖｉｃｅ）」の理由コードを用いて「取り込み中（ｂｕｓｙ）」メッセージで応答する。それが優先度の高いページであることをページ・メッセージが示している場合、サービスを提供する基地局は、ＵＥにページングする。ページング・メッセージが受信されると、ＵＥは、直接通信を無効化し、サービスを提供する基地局との通常のリンクに切り換えるように準備する。
【００９７】
第１および第２のＵＥは、ＬＴＥなどのワイヤレス標準で指定されように、ＣＲＳを定期的に送信し続ける。
【００９８】
第１および第２のＵＥは、相互のＣＲＳを測定し、相互にＣＲＳＲを定期的に報告する。ＵＥのＣＲＳＲ測定がしきい値を下回る場合、ＵＥは、最初にその送信電力を高めることを試みる。送信電力が最大送信電力である場合、ＵＥは、直接通信リンクを終了し、ＵＥ接続のためにサービスを提供する基地局を回復するために、サービスを提供する基地局および他方のＵＥに要求を送信する。
【００９９】
電力および速度の制御は、受信するＵＥから送信するＵＥへのＡＣＫ／ＮＡＣＫフィードバックに基づいて、第１および第２のＵＥによって実施することができる。初期の速度および電力は、ＳＩＮＲを達成するために送信するＵＥで選択することができる。受信するＵＥがＮＡＣＫを送信する場合、可能な場合は、送信するＵＥはその送信電力を高める。パケットが繰り返し失敗する場合（たとえば、ＨＡＲＱ再送信目標を超える）、送信するＵＥは、次のパケット伝送に対してより低い速度を決定する。
【０１００】
受信するＵＥからのＡＣＫ／ＮＡＣＫの電力は、送信するＵＥによって報告されたデバイス間のＣＲＳ測定に基づいて、受信するＵＥによって決定される。
【０１０１】
Ｓ３１５で、方法は終了する。より具体的には、送信するＵＥが許容される送信時間内にその送信を完了した後、送信するＵＥは、サービスを提供する基地局にＴＸ＿Ｃｏｍｐｌｅｔｅｄメッセージを送信する。
【０１０２】
サービスを提供する基地局が両方のＵＥからＴＸ＿Ｃｏｍｐｌｅｔｅｄメッセージを受信した場合、デバイス間の通信に割り当てられた最大転送時間の期限が切れる前に、サービスを提供する基地局は、通常の基地局経由の通信へと、直接通信リンクに割り当てられたリソースをすべて解放する。
【０１０３】
デバイス間の通信に対して許容された最大時間の期限が切れ、第１および第２のＵＥのいずれも送信を終了していない場合、第１および第２のＵＥは、直接通信リンクでの送信を継続するために新たなラウンドのリソース配置を要求するために、サービスを提供する基地局にデバイス間の要求を再び送信する。
【０１０４】
最大許可時間の期限が切れていないデバイス間の通信の間に、アプリケーションの変更またはトラフィックの変更のために、現在のデバイス間の構成が、ＵＥの送信要件の少なくとも１つを満たさない場合、第１および／または第２のＵＥは、構成を変更するためにサービスを提供する基地局に要求を送信する（たとえば、ＴＤＤおよびＨＡＲＱだけでなく、最大許容時間およびリソース）。サービスを提供する基地局は、ＵＥの一方または両方の状況レポートに基づいて、現在進行中のデバイス間の通信を再構成するべきかどうかを決定する。
【０１０５】
図４は、例示的な実施形態による図２〜図３に記述した方法のコール・フローを示している。さらに、図５は、緩く制御されたデバイス間の通信のシステムおよびチャネル構造を示している。
【０１０６】
Ｓ４０５で、ＵＥは、相互のＳＲＳを測定し、それらの間のリンク状態と現在の送信電力を決定する。ＵＥは、物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）を介して、サービスを提供する基地局にデバイス間のスケジューリング要求を送信することによって、直接通信リンクを確認する。
【０１０７】
Ｓ４１０で、サービスを提供する基地局は、ＵＥからの状態情報を要求する。Ｓ４１５で、ＵＥは、物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）を介して、サービスを提供する基地局に、それらのＢＳＲ、ＰＨＲ、およびＳＲＳＲを報告する。ＵＥの状態に基づいて、サービスを提供する基地局は、ＴＤＤおよびＨＡＲＱの構成、初期転送電力、デバイス間の最大許容時間、およびデバイス間の通信のための最大許容リソースを含むデバイス間の通信のためにＵＥを構成する。サービスを提供する基地局は、Ｓ４２０で、ＵＥに構成メッセージを送信することによって、デバイス間の通信をそれぞれトリガーする。
【０１０８】
Ｓ４２５およびＳ４３０で、ＵＥは、アップリンク周波数およびダウンリンク・チャネル形式で直接通信を開始する。ＵＥは、ＬＴＥダウンリンクに使用されるように、ＣＲＳ形式で参照信号を送信し続ける。図５に示すように、ＵＥ１２０ａおよび１２０ｂのそれぞれは、ダウンリンク・チャネル形式で情報を送信するために、ダウンリンク送信機を含む。ＵＥ１２０ａおよび１２０ｂの構造について、以下により詳しく記述している。
【０１０９】
Ｓ４３５で、ＵＥ１２０ａは、受信制御情報（ＲＣＩ）を用いて受信するＵＥ１２０ｂに指示する。ＲＣＩは、関連するデータと同じＴＴＩにある。Ｓ４４０で、送信するＵＥ１２０ａは、デバイス間のデータに加えて、ＣＲＳ測定レポート（ＣＲＳＲ＿ａ）を受信するＵＥ１２０ｂに送信する。Ｓ４３５およびＳ４４０は、同じタイム・スロットで実行できることを理解されたい。
【０１１０】
受信するＵＥは、ＲＣＩを復号し、次に、ＡＣＫ／ＮＡＫが送信される時間より前にデータを復号する。上に記述したように、受信されたデータに対するその肯定応答のタイミングが決定される。データが受信されてから肯定応答までの全体として許容された解読期間は、５０％のデューティ・サイクルの場合で４ＴＴＩである。
【０１１１】
Ｓ４４５で、受信するＵＥ１２０ｂは、情報を受信するために送信するＵＥ１２０ａをスケジューリングする。Ｓ４４５で、ＵＥ１２０ｂは、ＵＥ１２０ｂによって送信されるデータのＲＣＩを送信する。Ｓ４５０で、ＵＥ１２０ｂは、デバイス間のデータに加えて、ＣＲＳ測定レポート（ＣＲＳＲ＿ｂ）をＵＥ１２０ａに送信する。Ｓ４４５およびＳ４５０は、同時に実行できることを理解されたい。
【０１１２】
Ｓ４５５で、ＵＥ１２０ｂは、直接的なリンクで物理ハイブリッドＡＲＱ指標チャネル（ＰＨＩＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｈｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ  Ｃｈａｎｎｅｌ）を通じてＡＣＫ／ＮＡＫを送り返すことによって、ＵＥ１２０ａからの受信されたデータの状態を承認する。Ｓ４６５で、ＵＥ１２０ａは、直接的なリンクでＰＨＩＣＨを通じてＡＣＫ／ＮＡＫを送り返すことによって、ＵＥ１２０ｂからの受信されたデータの状態を承認する。
【０１１３】
Ｓ４７０で、請求目的のために、サービスを提供する基地局１１０は、デバイス間の通信を介して送信されたデータ量を報告するように、ＵＥ１２０ａおよび１２０ｂに要求する。Ｓ４７５で、ＵＥ１２０ａおよび１２０ｂは、ログに記録されたデバイス間の情報を報告する。
【０１１４】
図６Ａは、ダウンリンク送信機能を用いるＵＥ１２０ａの例示的な実施形態を示している。ＵＥ１２０ａだけを示しているが、ＵＥ１２０ｂは同じ構造を持つことができることを理解されたい。ＵＥ１２０ａは、図６Ａに図示していない機能を含むことができ、図示している機能に限定するべきでないことも理解されたい。
【０１１５】
図６Ａに示すＵＥ１２０ａは、ネットワークのアップリンクまたはダウンリンクのチャネルを通じて、ピアＵＥ（たとえばＵＥ１２０ｂ）からデータを受信するように構成される。
【０１１６】
ＵＥ１２０ａは、たとえば、アップリンク送信ユニット６１０、ダウンリンク送信ユニット６２０、基地局受信ユニット６２５、メモリ・ユニット６３０、処理ユニット６４０、および、データ・バス６５０を含むことができる。アップリンク送信ユニット６１０、ダウンリンク送信ユニット６２０、基地局受信ユニット６２５、メモリ・ユニット６３０、および処理ユニット６４０は、データ・バス６５０を使用して相互にデータを送信および／またはデータを受信することができる。アップリンク送信ユニット６１０は、１つまたは複数の無線接続を介して、他のワイヤレス・デバイス（たとえば基地局）に、たとえばデータ信号、制御信号、および信号強度／品質情報を含むワイヤレス信号をアップリンク（逆方向リンク）で送信するためのハードウェアおよび必要なソフトウェアを含むデバイスである。
【０１１７】
ダウンリンク送信ユニット６２０は、１つまたは複数の無線接続を介して、他のワイヤレス・デバイス（たとえば基地局）から、たとえばデータ信号、制御信号、および信号強度／品質情報を含むワイヤレス信号をダウンリンク（順方向リンク）チャネルで送信するためのハードウェアおよび必要なソフトウェアを含むデバイスである。
【０１１８】
基地局受信ユニット６２５は、低雑音増幅器、ミキサー、フィルタ、およびアップリンク・チャネルで送信される信号を受信するように構成されたベースバンド・プロセッサを含む受信チェーン（ｒｅｃｅｉｖｅｒ  ｃｈａｉｎ）として実装される。基地局受信ユニット６２５は、直接通信リンクを通じて、ＵＥ１２０ｂからデバイス間の通信を受信し、同期を維持するために基地局から同期参照信号を受信するように構成される。
【０１１９】
メモリ・ユニット６３０は、磁気記憶装置、フラッシュ記憶装置などを含むデータを格納できる任意の記憶媒体の場合がある。
【０１２０】
処理ユニット６４０は、たとえば、入力データに基づいて特定の動作を実行するように構成されたマイクロプロセッサを含むデータを処理することができる、またはコンピュータ可読コードに含まれる命令を実行することができる任意のデバイスの場合がある。たとえば、処理ユニット６４０は、上に記述したように、第２のＵＥと通信するために送信電力を決定するように構成される。
【０１２１】
図６Ｂは、基地局１１０の例示的な実施形態を示している。また、基地局１１０は、図６Ｂに図示していない機能を含むことができ、図示した機能に限定するべきでないことを理解されたい。
【０１２２】
図６Ｂを参照すると、基地局１１０は、たとえば、データ・バス６５９、送信ユニット６５２、受信ユニット６５４、メモリ・ユニット６５６、および処理ユニット６５８を含むことができる。
【０１２３】
送信ユニット６５２、受信ユニット６５４、メモリ・ユニット６５６、および処理ユニット６５８は、データ・バス６５９を使用して、相互にデータを送信またはデータを受信することができる。送信ユニット６５２は、ワイヤレス通信ネットワーク１００の他のネットワーク要素に、１つまたは複数の無線接続を介して、たとえばデータ信号、制御信号、および信号強度／品質情報を含むワイヤレス信号を送信するためのハードウェアおよび任意の必要なソフトウェアを含むデバイスである。たとえば、送信ユニット６５２は、直接通信リンク１５０ａ〜１５０ｂに対する構成メッセージをＵＥ１２０ａ〜１２０ｂにそれぞれ送信する。
【０１２４】
受信ユニット６５４は、ネットワーク１００の他のネットワーク要素に、１つまたは複数の無線接続を介して、たとえばデータ信号、制御信号、および信号強度／品質情報を含むワイヤレス信号を受信するためのハードウェアおよび任意の必要なソフトウェアを含むデバイスである。
【０１２５】
メモリ・ユニット６５６は、磁気記憶装置、フラッシュ記憶装置などを含むデータを格納することができる任意のデバイスの場合がある。
【０１２６】
処理ユニット６５８は、たとえば、入力データに基づいて特定の動作を実行するように構成されたマイクロプロセッサを含むデータを処理することができる、またはコンピュータ可読コードに含まれる命令を実行することができる任意のデバイスの場合がある。
【０１２７】
たとえば、処理ユニット６５８は、図２のステップＳ２１０およびＳ２１５を少なくとも実行するように構成されている。
【０１２８】
特定のデータ・ポーリング・アプリケーションでは、マシン・ツー・マシンのコントローラ・デバイスは、コントローラ・デバイスに対してシステムにおけるデバイス間の干渉を最小限にするために、２つ以上のデバイスからデータをポーリングする。例として図１を使用すると、ｅＮＢ１１０は、コントローラＵＥとして第１のＵＥ１２０ａを割り当てる。第１のＵＥ１２０ａは、第２のＵＥ１２０ｂ、および第１のＵＥ１２０ａが直接通信にある他のＵＥからデータをポーリングすることができる。第１のＵＥ１２０ａは、ＡＣＫ／ＮＡＫスロットでそれぞれの状態を報告することをＵＥに要求する。状況レポートは、ＢＳＲ、ＰＨＲ、ＣＲＳＲ、ＢＷＴ（バッファされた待ち時間）を含む。
【０１２９】
第２のＵＥ１２０ｂおよび他のＵＥによって報告された状態に基づいて、第１のＵＥ１２０ａは、ＵＥの送信のデューティ・サイクルおよび初期のデバイス間のリソース配置を含むデバイス間の構成をいつ変更するかを決定する。第１のＵＥ１２０ａは、切り換えポイントとしてタイム・スロットをスケジューリングし、他のＵＥに事前に知らせることができる。
【０１３０】
上記のように、サービスを提供する基地局とＵＥとの間のアップリンクおよびダウンリンクの制御チャネルの両方が、デバイス間の構成に関係する。
【０１３１】
既存のＰＵＳＣＨは、バッファ状態レポート（ＢＳＲ）、他方のＵＥのサウンディング参照信号レポート（ＳＲＳＲ）または共通参照信号レポート（ＣＲＳＲ）、パワー・ヘッド・ルーム（ＰＨＲ）、およびバッファ待ち時間（ＢＷＴ）をサービスを提供する基地局に提出するためにＵＥによって使用される。デバイス間の構成および有効化メッセージは、既存のＰＤＣＣＨおよびＰＤＳＣＨを通じて送信される。サービスを提供する基地局は、初期ＴＸ電力、最大ＴＸ電力、周波数、および送信／受信するＵＥの両方に対する時間範囲に対するネットワーク・ガイダンスを送信する。
【０１３２】
例示的な実施形態では、デバイス間のＵＥが２つのセルの境界にあり、異なる基地局によってサービスを提供されている場合、第１のＵＥからの送信する要求／状態情報は、ＰＵＣＣＨ／ＰＵＳＣＨを介して、そのサービスを提供する基地局に最初に送られ、次にＸ２を介して他方のＵＥのサービスを提供する基地局に転送される。他方のＵＥは、第１のＵＥのサービスを提供する基地局に受け入れまたは拒否のメッセージを送り返す。受け入れまたは拒否のメッセージは、最後に、ＰＤＣＣＨを介して第１のＵＥに送られる。
【０１３３】
デバイス間のデータ送信は、ＰＤＳＣＨを通じて行うことができる。電力制御目的のために、デバイス間のＵＥは、相互のＣＲＳを測定および報告する。相互のＣＲＳＲは、ＰＤＳＣＨを通じて報告される。ＡＣＫ／ＮＡＫは、ＰＨＩＣＨを通じて受信するＵＥによって送り返される。送信するＵＥが複数のデバイス間のＴＤＭスロットを通じたデータ送信のためにＰＤＳＣＨを保持する場合、バンドルされたＨＡＲＱが使用される。
【０１３４】
既存のセルラー・システムのダウンリンク伝送機能がＵＥに追加される。
【０１３５】
例示的な実施形態についてこのように記述したが、これは多くの方法で変更できることは明白であろう。そのような変形形態は、例示的な実施形態の精神および範囲からの逸脱と見なされるものではなく、当業者にとって明白であろうすべてのそのような変更は、特許請求の範囲内に含まれることを意図するものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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