(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルラー移動体無線網、特に協調型高度道路交通システム用通信のためのセルラー移動体無線網における端末機器間の通信方法であって、
無線信号干渉マップ（１１０）を準備する工程（１０）であって、この無線信号干渉マップ（１１０）が、基地局（１００）のカバー領域内の場所に依存した無線信号干渉障害を示し、場所に依存したこの無線信号干渉障害が、端末機器間通信（１３０）の無線信号干渉障害を示し、端末機器は移動体無線通信端末機器であり、この無線信号干渉マップ（１１０）の準備が、地理的な無線信号干渉マップ用の学習アルゴリズムに基づき、端末機器によって検出された無線信号干渉障害の測定データを使用して行なわれ、無線信号干渉マップ（１１０）内の各座標に干渉値又は干渉障害値が割り当てられている工程と、
第一の移動体無線通信端末機器（２１０）と第二の移動体無線通信端末機器（２２０）の間の端末機器間通信（１３０）用の無線伝送のコンフィギュレーション設定に関するコンフィギュレーション情報（１２０）を準備する工程（２０）であって、コンフィギュレーション情報（１２０）の準備が、前記無線信号干渉マップ（１１０）の場所に依存した無線信号干渉障害に基づき行なわれ、コンフィギュレーション設定が、無線伝送の実施すべきコンフィギュレーションについて宣言できるようにする工程と、
このコンフィギュレーション設定に関する準備されたコンフィギュレーション情報を考慮して、第一の移動体無線通信端末機器（２１０）と第二の移動体無線通信端末機器（２２０）の間の端末機器間通信を構築する工程（３０）と、
を有する方法。
【請求項２】
無線信号干渉マップ（１１０）の準備（１０）が受信信号強度指標情報に基づき行なわれる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
無線信号干渉マップ（１１０）の準備（１０）が、少なくともロングタームエボリューション規格で測定情報が与えられているのに従って、基地局（１００）と接続された移動体無線通信装置（２００，２１０，２２０）の測定情報に基づき行なわれる請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
地理的な無線信号干渉マップ用の学習アルゴリズムが、適応射影劣勾配法に基づくアルゴリズムに基づいて実行される請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
コンフィギュレーション設定に関するコンフィギュレーション情報（１２０）は、端末機器間移動体無線通信端末機器（２１０，２２０）のための端末機器間通信（１３０）又は移動体無線通信端末機器（２１０，２２０）のユーザーの少なくともいずれかについて、伝送チャネルをコンフィギュレーションすること、サービス品質を向上すること、無線信号干渉障害を補正すること、プロアクティブなリソース割当を実施すること並びにリンク適応化を実施することの少なくともいずれかに適した情報である請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
コンフィギュレーション設定の決定が、
受信側の移動体無線通信端末機器での全受信電力を検出する工程（２１）と、
送信側移動体無線通信端末機器の送信電力を決定する工程（２２）と、
受信側移動体無線通信端末機器での全受信電力から場所に依存した無線信号干渉障害を減算した電力を、送信側移動体無線通信端末機器の送信電力により除算することに基づいてチャネル減衰を算出する工程（２３）であって、この送信側移動体無線通信端末機器が第一の移動体無線通信端末機器（２１０）に相当し、この受信側移動体無線通信端末機器が第二の移動体無線通信端末機器に相当する工程と、
を有する請求項１から５までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
コンフィギュレーション設定に関するコンフィギュレーション情報（１２０）であって、準備（２０）されたコンフィギュレーション情報（１２０）を考慮した第一の移動体無線通信端末機器（２１０）と第二の移動体無線通信端末機器（２２０）の間の端末機器間通信（１３０）の構築（３０）が、変調、チャネル符号化、信号伝送電力および／またはアンテナ伝送モードを、端末機器間通信（１３０）に参加する移動体無線通信端末機器（２１０，２２０）に合わせられるようにすることを含むものである請求項１から６までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
端末機器間通信が、第一の移動体無線通信端末機器（２１０）と第二の移動体無線通信端末機器（２２０）の間で排他的に行なわれるように構成される請求項１から７までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
セルラー移動体無線通信網における端末機器間通信（１３０）用のシステムであって、このシステムは、
移動体無線システムの基地局（１００）と、
第一の移動体無線通信端末機器（２１０）と、
第二の移動体無線通信端末機器（２２０）と、
を有し、
基地局（１００）は、当該基地局（１００）と接続されている端末機器間移動体無線通信端末機器（２００，２１０，２２０）に、端末機器間通信（１３０）用無線チャネルのコンフィギュレーション設定に関するコンフィギュレーション情報（１２０）についての相応の情報を提供するように構成されており、
このシステムが、請求項１から８までのいずれか一つに記載の方法を実施するように構成されている、
システム。
【請求項１０】
請求項９に記載のシステム用のコンピュータプログラムであって、このシステムが、当該コンピュータプログラムによって請求項１から８までのいずれか一つに記載の方法を実行可能であるコンピュータプログラム。  
【請求項１１】
請求項１０に記載のコンピュータプログラムを記録するデータ媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルラー移動体無線網における端末機器間の通信方法及びその関連システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
協調型高度道路交通システム（Ｃ−ＩＴＳ）は、車両間の情報交換、いわゆる車車間通信（Ｖ２Ｖ）及び／又は車両とインフラストラクチャユニットの間の情報交換、いわゆる路車間通信（Ｖ２Ｉ）に基づくものである。その目的は、交通の安全性と交通の効率を向上させることである。この情報交換ないしこの通信は、一般にワイヤレス通信によって実現されており、例えばワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）通信規格に基づく通信、例えば米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）により発行された規格ＩＥＥＥ８０２．１１ｐに基づくなどした通信によって実現されている。
【０００３】
セルラー網を用いた通信に関する多くの理論的な考察は、端末機器間通信用のセルラー網、いわゆる“Ｄ２Ｄ−ｅｎａｂｌｅｄ  ｃｅｌｌｕｌａｒ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ（Ｄ２Ｄを可能にするセルラー網）”に焦点を当てており、主に直接通信用の効率的なプロトコルの構築を扱っている。その中では、基地局は、多数の制御データを複数のＤ２Ｄピアと交換しなければならない。このとき、これらの制御データを交換するために、基地局と移動体無線通信端末機器の間の接続を維持することが常に前提となる。これは、ネットワークに支援された端末機器間通信として理解することができる。つまり、“ｎｅｔｗｏｒｋ−ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ−ｔｏ−ｄｅｖｉｃｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ（ａＤ２Ｄ通信）：ネットワーク支援型端末機器間通信”として理解することができる。このアプローチは、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｐによる通信などの従来の一時的な通信よりも高い性能及び信頼性を保証する。
【０００４】
しかし、これまでａＤ２Ｄ通信に関する完全な規格は、まだ公表ないし整備されていない。例えば、最も大きな未解決問題の一つとして、リソース割当が今に至るまでコンセプトレベルで存在している。解決を見出すための多くの考えは、そこでは基地局での全てのシステム内接続に関する“ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｎｇ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｓｔａｔｅ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ（蓄積チャネル状態情報）”の考えに基づいている。そこでは無線リソースの効率的な利用を保証するために、ネットワークにおける対応する伝送チャネルの状態について基地局がより精確な情報を必要とする。更に、重要なアプリケーションのときに十分な信頼性を担保するためには、Ｄ２Ｄ送信機も同じように伝送チャネルについてある程度知っていなければならない。この関係では、移動体通信システムにおけるａＤ２Ｄ通信を用いたＣ−ＩＴＳアプリケーションの要求事項と、基地局における伝送チャネルに関する精確な知見を得ることとは、互いに対立する。
【０００５】
チャネルの直接的な測定をすると、そのとき基地局と移動体無線通信端末機器の間で交換しなければならない信号情報（例えば、チャネル測定用基準信号及び測定プロトコルの伝送など）が膨大な数となるために難しくなる可能性がある。更に、Ｄ２Ｄ基準信号と隣接セルのセルラー基準信号の間の周波数競合を防止するために、適した設計が求められる。
【０００６】
一般に、別のセル内の移動体無線通信端末機器の数が将来的に増えると、セル内の全てのＤ２Ｄペアとセルラー移動体無線通信端末機器に関するチャネル測定及びそれに対応する測定プロトコルを十分に良好に実行することが非常に難しくなる可能性がある。移動体無線通信端末機器の場合、Ｄ２Ｄ通信ペアのための基地局での信頼できるチャネル推定の実現は、きわめて動的に伝播すべきチャネルの結果よりももっと挑戦的なものになる可能性がある。こういったことから、ネットワーク制御式Ｄ２Ｄ通信を用いたＣ−ＩＴＳアプリケーションのための制御は、技術面から未だ十分に明らかにされていないと結論付けることができる。
【０００７】
従って、セルラー移動体無線網に基づく信頼できるＤ２Ｄ通信を確実に可能とする手法を提供することが望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、従来技術で周知の欠点の少なくとも一部を回避するか、或いは少なくとも軽減する手法を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、本発明において、主請求項に基づく方法を用いて、並びに予備的請求項に基づくシステムを用いて解決される。
【００１０】
主請求項の対象は、特に、協調型高度道路交通システム用通信のためのセルラー移動体無線網における端末機器間の通信方法に関し、この方法は、
無線信号干渉マップを準備する工程であって、この無線信号干渉マップが、基地局のカバー領域内の場所依存の無線信号干渉障害を示し、この場所依存の無線信号干渉障害が、端末機器間通信の無線信号干渉障害を示し、無線信号干渉マップの準備が、地理的な無線信号干渉マップ用の学習アルゴリズムに基づき行なわれる工程と、
第一の移動体無線通信端末機器と第二の移動体無線通信端末機器の間の端末機器間通信用の無線伝送のコンフィギュレーション設定に関するコンフィギュレーション情報を準備する工程であって、このコンフィギュレーション情報の準備が、無線信号干渉マップの場所依存の無線信号干渉障害に基づき行なわれ、このコンフィギュレーション設定が、無線伝送の実施すべきコンフィギュレーションに関する宣言を可能にする工程と、
このコンフィギュレーション設定に関するコンフィギュレーション情報であって準備されたコンフィギュレーション情報を考慮して、第一の移動体無線通信端末機器と第二の移動体無線通信端末機器の間の端末機器間通信を構築する工程と、
を有する。
【００１１】
本方法のこれらの工程は、このとき自動的に実行することができる。
【００１２】
本発明の意味での場所依存の無線信号干渉障害は、このとき無線電波の干渉障害とすることができ、この干渉障害は場所に依存し、従って通常基地局のカバー領域内において一定ではない。
【００１３】
ここで、本発明の意味での端末機器間通信の無線信号干渉障害とは、無線信号の干渉障害が、特に端末機器間通信と関連するものでもよいことを意味する。
【００１４】
このとき、本発明の意味での地理的な無線信号干渉マップ用の学習アルゴリズムとは、常に先ず干渉障害を例えば推定値として学習又は決定するアルゴリズムを意味するものとすることができる。その後、先ずこれらの情報に基づき、例えば端末機器間通信、つまりはＤ２Ｄ通信に使用される通信チャネルのチャネル品質などのチャネル条件が推定される。
【００１５】
この学習アプローチは、場所依存の干渉障害の学習と、それに基づくＤ２Ｄ通信用のチャネル推定の二つの要素に分けることができる。この場合、干渉障害の学習が基地局で行なわれる一方、干渉障害を検出する測定は、Ｄ２Ｄ参加機器によって実施され、基地局に送られる。
【００１６】
この学習アプローチは、コンセプトレベルで以下のようにまとめることができる。
【００１７】
通信参加機器ペアが受けている干渉、つまり干渉障害を考慮する代わりに、地理的な無線信号干渉マップを作成する。そのマップ内の各座標には、このとき干渉値又は干渉障害値が割り当てられる。ここで、この値は、Ｄ２Ｄ通信参加機器がマップ上の地理的な場所に沿って動いているときにＤ２Ｄ通信参加機器が特徴的に、つまりは平均して受ける干渉又は干渉障害として解釈することができる。
【００１８】
第二の工程は、基地局によって学習された干渉マップの活用である。この工程は、Ｄ２Ｄ通信参加機器が使用するチャネルのチャネル条件の推定を算出することを含む。この推定に関しては、それを行なうにあたりシステム内のＤ２Ｄ通信参加機器の測定値を用いることができることを前提にしてよい。
【００１９】
ここで、本発明の意味での無線伝送のコンフィギュレーション設定に関するコンフィギュレーション情報とは、端末機器間通信用の所望の無線伝送をどのように設定すべきかについて通信端末機器に知らせるのに適した情報を意味するものとしてよい。これは、例えば、確率に結びついた予測であってしかも無線伝送に使用すべき無線チャネルの品質に関する記述ないし宣言（ステートメント）を可能にする予測を用いて行なうことができる。従って、コンフィギュレーション情報は、予測情報とすることができ、それに対応して、無線伝送用のコンフィギュレーション設定は、無線伝送に使用すべき無線チャネルに関するチャネル品質条件とすることができる。そして、このチャネル品質条件は、無線チャネルに関するチャネル減衰を宣言するものとすることができる。
【００２０】
ネットワーク支援型端末機器間通信の場合、基地局は、送信電力及び／又は変調を含めて、直接的な伝送をどのように環境設定（コンフィギュア）すべき（コンフィギュレーションすべき）かについての情報も送ることができる。このようにして、基地局は、チャネル品質の予測の代わりに、或いはチャネル品質の予測に加えて、この環境設定（コンフィギュレーション）を関係する通信端末機器に送ることができる。
【００２１】
ここで、本発明の意味での端末機器間通信とは、少なくとも二つの移動体無線通信装置が互いに直接通信するセルラー移動体無線通信網における通信を意味するものとしてよい。しかし、この場合の通信は、二つの参加機器だけに限定されるのではなく、第三の又は更に別の参加機器を含むものであってもよい。例えば、端末機器間通信は、一つの端末機器が別の端末機器に放送情報を直接送る放送型通信も含むことができる。
【００２２】
端末機器間通信とは、品質条件が最も悪い機器に合せて伝送を環境設定することにより放送型伝送を実施することが基本的にはできることを意味するものとすることができる。
【００２３】
ただしここで、本発明の意味での移動体無線通信端末機器とは、基地局と接続された任意の移動体無線通信装置以外にも、端末機器間通信のために構成された移動体無線通信装置としてもよい。
【００２４】
本発明の教唆によって、Ｃ−ＩＴＳ用途のためのＤ２Ｄに基づく通信に必要とされるような、セルラー移動体無線通信網における少なくとも二つの移動体無線通信端末機器用の端末機器間通信を提供できるとの利点が得られる。
【００２５】
さらなる長所は、それによりセル内の全てのＤ２Ｄペア及びセルラー移動体無線通信端末機器に関するチャネル測定及びそれに対応する測定プロトコルがもはや必要無いことである。
【００２６】
協調型高度道路交通システム用通信の場合、端末機器間通信は、直接的な車車間通信及び／又は直接的な車路間通信を可能にするように構成することができる。ここで、“直接的”とは、基地局のセルラー移動体無線通信網において、端末機器間通信を可能にするように通信チャネル及び／又は通信参加機器に関する宣言を行なうことだけが意味をなすことを意味する。そのような宣言は、このとき、チャネル品質情報であってもよいし、どのようにして送信、受信及び／又はチャネル選択を行うべきかの指示や、或いは参加機器情報、即ち、例えば、放送時にどの参加機器が該当する放送に参加したいかという情報であってもよい。しかし、その際に基地局は、参加機器間の個別の通信を行なうために通信データのルーティングを基地局が行なうことがもはや必要ない。
【００２７】
予備的請求項の対象は、セルラー移動体無線通信網における端末機器間通信用のシステムに関し、このシステムは、移動体無線システムの基地局と、第一の移動体無線通信端末機器と、第二の移動体無線通信端末機器とを有する。この場合、基地局は、その基地局と接続されている端末機器間移動体無線通信装置に、端末機器間通信用の無線伝送のコンフィギュレーション設定に関するコンフィギュレーション情報についての相応の情報を提供するように構成される。更に、このシステムは、本発明による方法を実施するように構成される。
【００２８】
ここで、Ｄ２Ｄ通信接続のコンフィギュレーション及び／又は構築は、セルの基地局によって実施できる一方、通信データは、直接、即ち基地局を介した迂回をせずに、Ｄ２Ｄ通信参加機器から当該Ｄ２Ｄ通信接続に参加するそれ以外の一つ又は複数の別の通信参加機器に伝送することができる。
【００２９】
本発明の教唆により、Ｃ−ＩＴＳ用途のためのＤ２Ｄに基づく通信に必要とされるような、セルラー移動体無線通信網における少なくとも二つの移動体無線通信端末機器用の端末機器間通信を提供できるという利点が得られる。
【００３０】
さらなる長所は、今あるセルラー移動体無線通信網において必要な既存の基地局を費用をかけて整備したり新設したりすることが不要なことである。
【００３１】
さらなる他の長所は、中央集中的な伝送の調整とコンフィギュレーションによって、より優れた性能を実現できることである。これは、そのような中央の調整ユニットとコンフィギュレーションユニットによって、より多くの情報が提供できるからである。
【００３２】
他の予備的請求項の対象は、システム用のコンピュータプログラムに関し、このシステムは、本発明による方法に基づき動作することが可能である。
【００３３】
本発明の教唆により、本方法を特に効率的かつ自動的に実施できるという利点が得られる。
【００３４】
他の予備的請求項の対象は、本発明によるコンピュータプログラムを記録するデータ媒体に関する。
【００３５】
本発明の教唆により、本方法を実施する装置及び／又はシステムに本方法を特に効率的に配分又は分担させることができるという利点が得られる。
【００３６】
以下において本発明の実施形態を詳しく述べる前に、先ずは、本発明が、ここで述べる構成要素又はここで述べる方法の工程に限定されないことに留意されたい。更に、ここで使用する技術も、限定するためのものではなく、例示する性質だけを有する。ここで、この明細書及び請求項において、単数形が用いられている場合、文脈が複数形を明示的に排除していない限り、それぞれ複数形も含まれる。場合によっては実施される方法の工程は、文脈がその工程を明示的に排除していない限り、自動的に実施することができる。
【００３７】
以下において、本発明による方法の更なる実施例を説明する。
【００３８】
第一の実施例では、本方法は、更に、無線信号干渉マップの準備が受信信号強度指標情報に基づき行なわれるとの特徴を有する。
【００３９】
ここで、本発明の意味での受信信号強度指標情報とは、ワイヤレス通信用途の受信電界強度に関する指標であり、ＲＳＳＩとも呼ばれる情報を意味するものとしてよい。このＲＳＳＩは決まった単位を持たないので、その値は、各用途に応じて解釈する必要がある。ＩＥＥＥとも呼ばれる米国電気電子学会（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）の８０２．１１規格においても、異なる定義があり、より高い値がより良好な受信に対応する。測定受信機では、ＲＳＳＩ値は、更なる処理のために、アナログ電圧として個別の端子に出力することもできる。機器に依存するスケール係数を用いて、ＲＳＳＩ値は、無次元の単位ｄＢｍによる電力レベルとして表すことができる。この指標は、移動体無線電話、高周波モジュール及びそれ以外の無線通信指向システムが通信で使用可能なチャネルを発見するために必要である。通信を成功させるのに必要な信号強度が、実際に使用するチャネルにおいて下回っている場合、ＲＳＳＩ値を用いて、より良好なチャネルに切り換えることができる。
【００４０】
ＲＳＳＩ情報は、このとき“ｒｅｃｅｉｖｅｄ  ｐｏｗｅｒ  ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ（受信電力寄与度）”とも呼ばれる、全受信電力分布の合計に関して重要であり、干渉全体の推定量として解釈することができる。この場合、干渉推定量は、使用する学習アルゴリズムを用いて生成することができる。これは、測定値を入手できない地理的な場所に対してさえ実行することができる。そういった場所の周りで十分な干渉測定値が得られ、学習アルゴリズムを十分良好といえるほどにトレーニングするのであれば、これらの干渉測定値は、十分同じように信頼できるものと見做すことができる。
【００４１】
この学習を可能にするために、即ち、Ｄ２Ｄ通信参加機器の干渉測定値から地理的な干渉マップを生成できるようにするために、“ｍａｃｈｉｎｅ  ｌｅａｒｎｉｎｇ  ｔｏｏｌｓ（機械学習ツール）”とも呼ばれる既に公に入手可能な機械学習プログラムを用いることができる。そのような方法の二つの例が、ＡＰＳＭアルゴリズムとも呼ばれる適応射影劣勾配法に基づくアルゴリズムとマルチカーネルアプローチである。
【００４２】
この実施形態は、測定データが（然るべきプロトコルに基づきセルラー移動体無線通信システムにおいて与えられているようにして）干渉マップの学習のために使用可能であるという長所を有する。そのため、追加測定が不要であり、それによってリソースを節約することができる。
【００４３】
他の実施例では、本方法は、更に、無線信号干渉マップの準備が、測定情報が少なくともロングタームエボリューション規格で、特に４Ｇ規格及び／又は３．９Ｇ規格で与えられているのに従って、基地局と接続されている移動体無線通信端末機器の測定情報に基づき行なわれるという特徴を有する。
【００４４】
ここで、本発明の意味におけるロングタームエボリューション規格は、短縮してＬＴＥ又は３．９Ｇとも呼ばれるセルラー移動体無線通信網のロングタームエボリューション規格とすることができる。それは、ＩＴＵ−Ｔとも呼ばれる“Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｅｃｔｏｒ（電気通信規格化部門）”の４Ｇの定義を完全には満たさない、３ＧＰＰの枠組みにおける３．９Ｇ規格に関する名称である。しかしながら、マーケティング上の理由から、この規格は、４Ｇとして喧伝されている。予定されているＬＴＥの後継規格は、規格化段階にあるＬＴＥアドバンストという名称のＩＭＴアドバンスト４Ｇ移動体無線規格であり、ＬＴＥに対して下位互換性がある。
【００４５】
測定情報は、このとき少なくともロングタームエボリューション規格又は３．９Ｇ規格で与えられているような測定情報及び／又はプロトコルに基づくものである。この場合、３．９Ｇ又は４Ｇよりも上位に定義された、セルラー移動体無線通信網用の移動体無線規格を設けることもできる。
【００４６】
そのため、基地局は、例えば、ＬＴＥ規格又はそれより上位に規定された規格で定められているような測定に限ることが可能な測定を得ることができる。そして、これらの情報は、例えば、地理的な場所での測定から一つの干渉マップを得るために使用することができる。対応の基地局は、そのとき例えば、対応の端末機器間通信のための平均的チャネル条件の推定を行なうことができる。
【００４７】
これらの測定値又はそれらから作成されるレポートは、例えば、ＳＩＮＲレポートとも呼ばれる“Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌｕｓ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ（信号対雑音を含む干渉比）”レポート、ＲＳＳＩレポート又はそれ以外のロングタームエボリューション規格以降で定められるレポートとすることができる。
【００４８】
この実施形態は、測定データを干渉マップの学習のために（相応のＬＴＥプロトコル及びその上に構築された規格に基づきセルラー移動体無線通信システムにおいて測定データが与えられているようにして）使用できるという長所を有する。そのため、追加測定が不要であり、それによってリソースを節約することができる。
【００４９】
他の実施例では、本方法は、更に、地理的な無線信号干渉マップのための学習アルゴリズムが適応射影劣勾配法に準拠するアルゴリズムに基づくものであるという特徴を有する。
【００５０】
そのようなアルゴリズムは、例えば、“Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ  ｖｉａ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ  Ｓｕｂｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｍｅｔｈｏｄｓ（適応射影劣勾配法によるセルラー網での干渉特定）”に基づくものであるとすることも、“ＭＭＳＥ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｉｎ  ＬＴＥ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＬＴＥ網でのＭＭＳＥ干渉推定）”に基づくものとしてもよい。ここで、これら二つの方法例は、それらに関する学習アルゴリズムに対して使用することができる。第一の方法は、このとき“Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ  Ｓｕｂｇｒａｄｉｅｎｔ  Ａｐｐｒｏａｃｈ  ｔｏ  Ｌｅａｒｎｉｎｇ  ｉｎ  Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（拡散ネットワークでの学習のための適応射影劣勾配法）”とも呼ばれる、拡散ネットワークでの学習法のための適用劣勾配設計アプローチを記述するものである。第二の方法例は、学習アルゴリズムに対して使用することができるものであり、この方法を用いることで“ＭＭＳＥ  ｅｓｔｉｍａｔｏｒ（ＭＭＳＥエスティメータ）”とも呼ばれる最適な線形“最小平均二乗誤差”（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ）推定器を使用して地理的な無線信号干渉マップを生成することによるものである。
【００５１】
この実施形態は、干渉マップを生成できるようにするために、セルラー移動体無線通信網に適合した効率的な学習アルゴリズムを使用できるという長所を有する。
【００５２】
他の実施例では、本方法は、更に、コンフィギュレーション設定に関するコンフィギュレーション情報が、端末機器間移動体無線通信端末機器のための端末機器間通信について又は移動体無線通信端末機器のユーザーについての少なくともいずれかについて、伝送チャネルをコンフィギュレーションすること、サービス品質を向上すること、無線信号干渉障害を補正すること、プロアクティブなリソース割当（ｐｒｏａｋｔｉｖｅ  Ｒｅｓｓｏｕｒｃｅｎａｌｌｏｋａｔｉｏｎ）を行なうこと並びにリンク適応化（Ｌｉｎｋａｄａｐｔｉｏｎ）を行うことの少なくともいずれかに適した情報であるという特徴を有する。
【００５３】
この実施形態は、より良好な通信品質を実現可能であるという利点を有する。
【００５４】
他の実施例では、本方法は、更に、コンフィギュレーション設定の決定が、受信側移動体無線通信端末機器の全受信電力の検出と、送信側移動体無線通信端末機器の送信電力の決定と、受信側移動体無線通信端末機器での全受信電力から場所依存の無線信号干渉障害を減算したものを、送信側移動体無線通信端末機器の送信電力により除算することに基づいたチャネル減衰の算出とを有するという特徴を有する。この場合、送信側移動体無線通信端末機器は第一の移動体無線通信端末機器に相当し、受信側移動体無線通信端末機器は第二の移動体無線通信端末機器に相当する。
【００５５】
この実施形態は、より一層優れた通信品質を実現可能であるという長所を有する。
【００５６】
他の実施例では、本方法は、更に、コンフィギュレーション設定に関するコンフィギュレーション情報であって準備されたコンフィギュレーションを考慮した第一の移動体無線通信端末機器と第二の移動体無線通信端末機器の間の端末機器間通信の構築が、変調、チャネル符号化、信号伝送電力及び／又はアンテナ伝送モードの中の一つ以上を、端末機器間通信に参加する移動体無線通信端末機器に適合させることができるようにすることを含むという特徴を有する。
【００５７】
この実施形態は、より一層優れた通信品質を実現可能であるという長所を有する。
【００５８】
他の実施例では、本方法は、更に、端末機器間通信が、第一の移動体無線通信端末機器と第二の移動体無線通信端末機器の間で排他的に行なわれるように構成されるという特徴を有する。
【００５９】
ここで、本発明の意味での端末機器間通信の排他的な実行とは、二つの参加機器の間の端末機器間通信がそれら以外を排除して実行される、即ち、基地局の参加無しに行なわれることを意味することができる。基地局は、このとき例えば、端末機器間通信時のチャネル品質条件に関する宣言を行なう役割だけを受け持つが、従来の通信のようにセルラー移動体無線通信網において参加機器間のルーティングを引き受けたり、それにより言わば中間者として動作、つまり参加機器にダイアローグデータ及びデータパケットを転送したりするということはしない。
【００６０】
二つの参加機器の間だけ、或いは複数の参加機器の間だけで端末機器間通信を行なうこともできる。そのため、各通信への基地局の直接的な参加無しに端末機器間通信をそれぞれ行なうことができる。
【００６１】
この実施形態は、端末機器間の独自の通信を基地局無しに行なえるという長所を有する。
【００６２】
従って、本発明は、参加機器間の互いの独自の通信のために基地局を必要としない、少なくとも二つの移動体無線通信端末機器のためのセルラー移動体無線通信網における端末機器間通信を提供することを可能にする。基地局は、このとき端末機器間通信用の無線信号の通信品質に関する宣言を可能にするために、無線信号干渉マップを提供する役割だけを果たす。それによって、リソースを節約することができるとともに、Ｃ−ＩＴＳ用途のためのＤ２Ｄ通信が可能になる。本発明の教唆により、セル内の全てのＤ２Ｄペア及びセルラー移動体無線通信端末機器に関する負担のかかる、場合によっては、難しいだけの、或いは全く実行不可能なチャネル測定及びそれに対応する測定プロトコルが不要になる。
【００６３】
以下において、図面に基づき本発明を詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施例による提案方法を概略的に示す図である。
【図２】本発明の他の実施例による提案方法を概略的に示す図である。
【図３】本発明の他の実施例による提案方法を概略的に示す図である。
【図４】本発明の他の実施例による提案システムを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
図１は、本発明の一実施例による提案方法の概略図を示している。
【００６６】
ここで、図１は、セルラー移動体無線網における端末機器間の通信方法の概略図を示しており、本方法は、無線信号干渉マップ１１０を準備する工程１０を有する。無線信号干渉マップ１１０は、ここでは基地局１００のカバー領域内の場所に依存する無線信号干渉障害を示す。場所に依存する無線信号干渉障害は、ここでは端末機器間通信１３０の無線信号干渉障害を示す。無線信号干渉マップ１１０の準備は、この場合、地理的な無線信号干渉マップ用の学習アルゴリズムに基づき行なわれる。本方法は、第一の移動体無線通信端末機器２１０と第二の移動体無線通信端末機器２２０の間の端末機器間通信１３０用の無線伝送のコンフィギュレーション設定に関するコンフィギュレーション情報１２０を準備する工程２０を有する。ここで、コンフィギュレーション情報１２０の準備は、無線信号干渉マップ１１０の場所に依存する無線信号干渉障害に基づき行なわれる。コンフィギュレーション設定は、このとき無線伝送の実施すべきコンフィギュレーションに関する宣言を可能にする。本方法は、この準備された、コンフィギュレーション設定に関するコンフィギュレーション情報１２０を考慮して、第一の移動体無線通信端末機器２１０と第二の移動体無線通信端末機器２２０の間の端末機器間通信１３０を構築する工程３０を有する。
【００６７】
これは、数学的には、以下のように考えることができる。
【００６８】
地理的な無線信号干渉マップの推定は、時刻ｎでの測定ｘｎ，ｙｎに基づくものであり、ここで、
【００６９】
【数１】
0006689388.tif 000002
【００７０】
は、報告する参加機器又はユーザーの地理的な位置座標である。ここで、
【００７１】
【数２】
0006689388.tif 000003
【００７２】
は、座標ｘｎにおいて測定された干渉全体を表す。そして、ｙｎとｘｎの関係は、
【００７３】
【数３】
0006689388.tif 000004
【００７４】
と記述され、ここで、
【００７５】
【数４】
0006689388.tif 000005
【００７６】
は、未知の関数であり、εは測定誤差を表す。
【００７７】
実用的な観点から考えると、離散的な地理的場所の集合の干渉を学習する点が主に重要である。これらの場所は、干渉マップのピクセルとして抽象化することができる。従って、地理的座標を干渉値全体に写像する干渉行列として、
【００７８】
【数５】
0006689388.tif 000006
【００７９】
を定義することができる。つまり、この行列の各要素は、対応する地理的場所における一つの凝集された干渉と看做すことができる。現時点での推定ｆに基づき、一つの近似として
【００８０】
【数６】
0006689388.tif 000007
【００８１】
を求めることができる。時刻ｔにおいて、セル内の通信参加機器又は通信ユーザーが、例えば、ＲＳＳＩ測定などの各自の測定を報告する。このとき、Ｄ２Ｄ通信ユーザーだけでなく、それ以外の移動体無線参加機器も報告することもできる。各自の実際の位置
【００８２】
【数７】
0006689388.tif 000008
【００８３】
に関する測定
【００８４】
【数８】
0006689388.tif 000009
【００８５】
は、セルの対応する基地局に伝送又は報告される。これらのデータが基地局に到着すると、これらのデータは、それまでに推定した
【００８６】
【数９】
0006689388.tif 000010
【００８７】
を用いて、真の干渉行列
【００８８】
【数１０】
0006689388.tif 000011
【００８９】
を更新するために用いることができる。
【００９０】
Ｄ２Ｄ参加機器又はＤ２Ｄ通信受信機ｒが、全受信電力を測定して、それに対応するレポートを作成できるものとして、時刻ｔにおけるＤ２Ｄ通信受信機のかかるレポートは、
【００９１】
【数１１】
0006689388.tif 000012
【００９２】
として考えることができる。
【００９３】
ここで、ｘｓはＤ２Ｄ通信送信機の地理的な場所であり、ｘｒはＤ２Ｄ通信受信機の地理的な場所であり、ｐｓはＤ２Ｄ通信送信機の伝送電力であり、ｈｓｒ（ｔ）は二つの通信参加機器の間のチャネルである。
【００９４】
この場合、一つの解法アプローチとして可能なのは、チャネルｈｓｒ（ｔ）の推定値を
【００９５】
【数１２】
0006689388.tif 000013
【００９６】
として、
【００９７】
【数１３】
0006689388.tif 000014
【００９８】
により得るために、基地局での
【００９９】
【数１４】
0006689388.tif 000015
【０１００】
及びｐｓについて分かっていることをそれに用いることである。
【０１０１】
図２は、本発明の他の実施例による提案方法の概略図を図示している。
【０１０２】
ここで、図２は、図１に対して更に発展させた方法の概略図を図示している。従って、図１に関して前に述べたことは、図２に対しても該当する。
【０１０３】
図２は、図１の方法が、さらにチャネル減衰の宣言に関するチャネル品質条件を決定する場合に、受信側移動体無線通信端末機器で全受信電力を検出する工程２１と、送信側移動体無線通信端末機器の送信電力を決定する工程２２と、送信側移動体無線通信端末機器の送信電力の決定と、受信側移動体無線通信端末機器での全受信電力から場所に依存する無線信号干渉障害を減算した電力を、送信側移動体無線通信端末機器の送信電力により除算することに基づいてチャネル減衰を算出する工程２３とを有することを示している。この場合、送信側移動体無線通信端末機器は第一の移動体無線通信端末機器２１０に相当し、受信側移動体無線通信端末機器は第二の移動体無線通信端末機器２２０に相当する。
【０１０４】
図３は、本発明の他の実施例による提案方法の概略図を図示している。
【０１０５】
ここで、図３は、図１に対して更に発展させた方法の概略図を図示している。従って、図１に関して前に述べたことは、図３に対しても該当する。
【０１０６】
図３は、図１の方法が、さらに基地局１００と接続された移動体無線通信装置２００，２１０，２２０からの測定情報に基づき無線信号干渉マップ１１０を準備する工程１０を実施することを図示している。測定情報は、このとき少なくともロングタームエボリューション規格又は３．９Ｇ規格で与えられているような測定情報及び／又はプロトコルに基づくものである。ここで、３．９Ｇ又は４Ｇよりも上位に定義されたセルラー移動体無線通信網用移動体無線規格を規定することもできる。
【０１０７】
普通に基地局と接続された移動体無線通信装置２００と、セルラー移動体無線通信網における端末機器間通信１３０に使用される移動体無線通信装置２１０，２２０とをより良好に区別するために、後者を移動体無線通信端末機器２１０，２２０と称することにする。
【０１０８】
図４は、本発明の他の実施例によるセルラー移動体無線網における端末機器間通信１３０用の提案システムの概略図を図示している。
【０１０９】
図４から分かる通り、このシステムは、移動体無線システムの基地局１００と、第一の移動体無線通信端末機器２１０と、第二の移動体無線通信端末機器２２０とを有する。基地局１００は、このとき当該基地局１００と接続された端末機器間移動体無線通信装置２００，２１０，２２０に、端末機器間通信１３０用の無線伝送のコンフィギュレーション設定に関するコンフィギュレーション情報１２０にあたる情報を提供するように構成されている。このシステムは、その際に本発明による方法を実施するように構成されている。
【０１１０】
図４では、例えば、二つの移動体無線通信端末機器２１０，２２０の外に、更に三つの他の移動体無線通信装置２００が図示されている。これらの装置は、端末機器間通信１３０自体には参加しないが、各自の測定結果を基地局１００に送信しており、それにより基地局は無線信号干渉マップ１１０を最新に保つことができ、このマップから、端末機器間通信１３０に必要な情報を図４に図示された二つの通信参加機器２１０，２２０に提供することができる。
【０１１１】
この種のＤ２Ｄ通信を用いたＣ−ＩＴＳ用途に関する利用シナリオは、例えば、乗用車（ＰＫＷとも呼ばれる。）が道路上でトラックの後を走行するトラック走行（ＬＫＷ走行とも呼ばれる。）というのがあり得る。トラックは、このとき例えば車線及び車間距離維持支援システム用の先方を見るビデオカメラが装備されていてもよい。このシナリオでは、このカメラのビデオ素材は、Ｄ２Ｄ通信を介して例えばトラックの後を走行する一つ又は複数の乗用車に伝送され、その結果、トラックの後の一つ又は複数の乗用車の運転者は、トラックのカメラから受信するビデオ素材により各自の内部ディスプレイにおいてトラックの前の交通状況が如何なる状況であるのかを見ることができる。それによって、乗用車の運転者は、トラックの追い越し操作を開始すべきか、或いは待つ方が良いのかをより良く決断することができる。このようにして、追い越しの決断に関して、これまで入手できなかった重要な情報が入手できるので、事故を防止することができる。
【０１１２】
本発明の考え方は、以下のようにまとめることができる。一つの方法とその方法に関連するシステムが提供され、それによれば、セルラー移動体無線通信網に対して端末機器間通信とも呼ばれるＤ２Ｄ通信を提供することが可能になる。セル内の担当基地局は、このとき当該セルの干渉マップを提供する。この干渉マップを作成するための測定データは、この場合、それに対応するセル内の移動体無線通信参加機器によって調達される。作成された干渉マップを用いて、Ｄ２Ｄ通信の使用チャネルに関するチャネル干渉推定をこのチャネルを使用するＤ２Ｄ通信参加機器のために提供することができ、その結果、Ｄ２Ｄ通信参加機器は、各自の通信を適切に調整することができるようになる。この場合、Ｄ２Ｄ通信を参加機器の間で排他的に行なうことができ、対応する基地局はその通信に参加しない。
【符号の説明】
【０１１３】
１０    無線信号干渉マップの準備
２０    端末機器間通信用の無線伝送のコンフィギュレーション設定に関するコンフィギュレーション情報の準備
２１    受信側移動体無線通信端末機器での全受信電力の検出
２２    送信側移動体無線通信端末機器の送信電力の決定
２３    チャネル減衰の算出
３０    端末機器間通信の構築
１００    基地局
１１０    無線信号干渉マップ
１２０    コンフィギュレーション設定に関するコンフィギュレーション情報
１３０    端末機器間通信
２００    移動体無線通信装置
２１０    第一の移動体無線通信端末機器
２２０    第二の移動体無線通信端末機器
【図１】
0006689388.tif 000016
【図２】
0006689388.tif 000017
【図３】
0006689388.tif 000018
【図４】
0006689388.tif 000019