(57)【要約】無線通信ネットワークにおいてＰ２Ｐ無線接続を確立する方法は以下を含む。リンク・プロービング発信側であるユーザ端末が、無線通信システムから供給される初期プロービング電力に従って、割り当てられた直接通信リンクを介して、リンク・プロービング応答側であるもう１つのユーザ端末にリンク・プロービング信号を送信する。前記もう１つのユーザ端末がリンク・プロービング信号を受信し、前記リンク・プロービング信号が直接通信の基本要件を満たす場合に、直接通信リンクを介してリンク・プロービング発信側にＡＣＫメッセージを送信する。リンク・プロービング発信側であるユーザ端末が、直接通信リンクを監視し、リンク・プロービング応答側からのＡＣＫメッセージを検出した後、直接通信リンクを介してリンク・プロービング応答側と直接通信する。この方法は、リンク・プロービング信号を送信するリンク・プロービング・プロセスを利用して、Ｐ２Ｐ通信コースにあるユーザ端末間のＰ２Ｐ通信を確立する手順を実質的に保証する。
2006520158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つのユーザ端末の間でＰ２Ｐ無線接続を確立する方法であって、ネットワーク・システムが直接通信リンクを前記ユーザ端末に既に割り当てた後に、リンク・プロービング発信側であるユーザ端末によって実行されるステップは、
リンク・プロービング応答側であるもう１つのユーザ端末に対し、接続プロービング信号を、前記割り当てられた直接通信リンクを介して、設定された初期プロービング電力で送信することと、
リンク・プロービング応答側である前記もう１つのユーザ端末からの肯定応答（ＡＣＫ）メッセージを検出するために前記直接通信リンクを監視することと、
リンク・プロービング応答側から前記ＡＣＫメッセージを受信した後、前記直接通信リンクを介して、リンク・プロービング応答側である前記もう１つのユーザ端末と直接通信することとを含む方法。
【請求項２】
リンク・プロービング応答側である前記ユーザ端末によって実行されるステップは、
リンク・プロービング発信側であるもう１つのユーザ端末からの接続プロービング信号を、直接通信リンクを介して受信することと、
前記接続プロービング信号を受信し、前記信号が直接通信の基本要件を満たす場合に、リンク・プロービング発信側である前記もう１つのユーザ端末に前記ＡＣＫメッセージを、前記直接通信リンクを介して送信することとを含む、請求項１に記載の、Ｐ２Ｐ無線接続を確立する方法。
【請求項３】
リンク・プロービング応答側である前記もう１つのユーザ端末からの前記ＡＣＫメッセージを特定時間内に受信できなかった場合に、前記ユーザ端末のプロービング電力を調整し、前記調整されたプロービング電力で接続プロービング信号を再送信することをさらに含む、請求項１または２に記載の、Ｐ２Ｐ無線接続を確立する方法。
【請求項４】
前記ユーザ端末が、調整されたプロービング電力で信号を送信しても、リンク・プロービング応答側である前記もう１つのユーザ端末からの前記ＡＣＫメッセージを前記特定時間内にやはり受信できない場合に、前記プロービング電力を再調整し、前記再調整されたプロービング電力で接続プロービング信号を再送信することをさらに含む、請求項３に記載の、Ｐ２Ｐ無線接続を確立する方法。
【請求項５】
最大許容プロービング電力を設定することと、
前記調整されたプロービング電力が前記最大許容プロービング電力を上回る場合に、従来通信モードへの切り替えの要求をネットワーク・システムに送信することとをさらに含む、請求項３または４に記載の、Ｐ２Ｐ無線接続を確立する方法。
【請求項６】
接続プロービング信号の再送信回数を設定することと、
接続プロービング信号の前記再送信回数を超えた場合に、従来通信モードへの切り替えの要求をネットワーク・システムに送信することとをさらに含む、請求項４に記載の、Ｐ２Ｐ無線接続を確立する方法。
【請求項７】
前記初期プロービング電力が、ダウンリンク制御チャネルを介してネットワーク・システムから送信される情報に従って設定される、請求項１から６のいずれかに記載の、Ｐ２Ｐ無線接続を確立する方法。
【請求項８】
前記ダウンリンク制御チャネルを介して前記ネットワーク・システムから送信される前記情報が、リンク・プロービング発信側とリンク・プロービング応答側との間のＰ２Ｐ通信の許容無線距離内の推定経路損失レベルを含む、請求項７に記載の、Ｐ２Ｐ無線接続を確立する方法。
【請求項９】
前記ダウンリンク制御チャネルを介して前記ネットワーク・システムから送信される前記情報が、リンク・プロービング応答側の受信感度を含む、請求項７に記載の、Ｐ２Ｐ無線接続を確立する方法。
【請求項１０】
前記ダウンリンク制御チャネルを介して前記ネットワーク・システムから送信される前記情報が、リンク・プロービング応答側の受信電力のオーダーを含む、請求項７に記載の、Ｐ２Ｐ無線接続を確立する方法。
【請求項１１】
制限時間を設定することと、
直接通信の基本要件を満たすリンク・プロービング信号を、前記制限時間を過ぎても、リンク・プロービング発信側である前記もう１つのユーザ端末からやはり受信できない場合に、従来通信モードへの切り替えの要求を前記ネットワーク・システムに送信することとをさらに含む、請求項２から１０のいずれか一項に記載の、Ｐ２Ｐ無線接続を確立する方法。
【請求項１２】
２つのユーザ端末の間でＰ２Ｐ無線接続を確立する方法であって、前記ネットワーク・システムが直接通信リンクを前記ユーザ端末に既に割り当てた後に、リンク・プロービング応答側であるユーザ端末によって実行されるステップは、
リンク・プロービング発信側であるもう１つのユーザ端末からの接続プロービング信号を、前記直接通信リンクを介して受信することと、
接続プロービング信号を受信し、前記接続プロービング信号が直接通信の基本要件を満たしている場合に、肯定応答（ＡＣＫ）メッセージを、前記直接通信リンクを介して前記リンク・プロービング発信側に送信することとを含む方法。
【請求項１３】
制限時間を設定することと、
直接通信の基本要件を満たす前記接続プロービング信号を、前記制限時間を過ぎても、前記リンク・プロービング発信側から受信できない場合に、従来通信モードへの切り替えの要求を前記ネットワーク・システムに送信することとをさらに含む、請求項１２に記載の、Ｐ２Ｐ無線接続を確立する方法。
【請求項１４】
ネットワーク・システムによって割り当てられた直接通信リンクを介して、設定された初期プロービング電力で、リンク・プロービング応答側であるもう１つのユーザ端末に接続プロービング信号を送信する接続プロービング信号送信ユニットと、
リンク・プロービング応答側からの肯定応答（ＡＣＫ）メッセージを検出するために前記直接通信リンクを監視する監視ユニットと、
リンク・プロービング応答側から前記ＡＣＫメッセージを受信した後、前記直接通信リンクを介して、リンク・プロービング応答側と直接通信する通信ユニットとを備えるユーザ端末。
【請求項１５】
リンク・プロービング発信側である前記もう１つのユーザ端末からの接続プロービング信号を、前記直接通信リンクを介して受信する接続プロービング信号受信手段と、
接続プロービング信号を受信し、前記接続プロービング信号が直接通信の基本要件を満たしている場合に、ＡＣＫメッセージを、前記直接通信リンクを介してリンク・プロービング発信側に送信するＡＣＫメッセージ送信手段とをさらに備える、請求項１４に記載のユーザ端末。
【請求項１６】
前記ユーザ端末が、リンク・プロービング応答側である前記もう１つのユーザ端末からの前記ＡＣＫメッセージを特定時間内に受信できない場合に、前記ユーザ端末のプロービング電力を調整して、前記調整されたプロービング電力で接続プロービング信号を送信できるようにする電力調整ユニットをさらに備える、請求項１４または１５に記載のユーザ端末。
【請求項１７】
前記調整されたプロービング電力が所定の最大プロービング電力を上回っている場合に、従来通信モードへの切り替えを前記ネットワーク・システムに要求する要求切り替えユニットをさらに備える、請求項１６に記載のユーザ端末。
【請求項１８】
前記ユーザ端末によって調整されたプロービング電力で接続プロービング信号を再送信した回数をカウントするカウンタと、
接続プロービング信号の再送信回数が前記カウンタのしきい値を超えたときに、従来通信モードへの切り替えの要求を前記ネットワーク・システムに送信する要求切り替え手段とをさらに備える、請求項１６に記載のユーザ端末。
【請求項１９】
前記初期プロービング電力が、前記ダウンリンク制御チャネルを介して前記ネットワーク・システムから送信される情報に従って設定される、請求項１４から１８のいずれかに記載のユーザ端末。
【請求項２０】
前記ダウンリンク制御チャネルを介して前記ネットワーク・システムから送信される前記情報が、リンク・プロービング発信側とリンク・プロービング応答側との間のＰ２Ｐ通信の許容無線距離内の推定経路損失レベルを含む、請求項１９に記載のユーザ端末。
【請求項２１】
前記ダウンリンク制御チャネルを介して前記ネットワーク・システムから送信される前記情報が、リンク・プロービング応答側の受信感度を含む、請求項１９に記載のユーザ端末。
【請求項２２】
前記ダウンリンク制御チャネルを介して前記ネットワーク・システムから送信される前記情報が、リンク・プロービング応答側の受信電力レベルを含む、請求項１９に記載のユーザ端末。
【請求項２３】
制限時間を設定するタイマと、
直接通信の基本要件を満たす前記接続プロービング信号を、前記制限時間を過ぎても、リンク・プロービング発信側である前記もう１つのユーザ端末からやはり受信できない場合に、従来通信モードへの切り替えの要求を前記ネットワーク・システムに送信する要求切り替えユニットとをさらに備える、請求項１５から２２のいずれか一項に記載のユーザ端末。
【請求項２４】
前記ネットワーク・システムによって前記ユーザ端末に割り当てられた前記直接通信リンクを介して、リンク・プロービング発信側から接続プロービング信号を受信する接続プロービング信号受信手段と、
接続プロービング信号を受信し、前記接続プロービング信号が直接通信の基本要件を満たしている場合に、ＡＣＫメッセージを、前記直接通信リンクを介してリンク・プロービング発信側に送信するＡＣＫメッセージ送信手段とを備えるユーザ端末。
【請求項２５】
制限時間を設定するタイマと、
直接通信の基本要件を満たす前記接続プロービング信号を、前記制限時間を過ぎても、リンク・プロービング発信側である前記もう１つのユーザ端末からやはり受信できない場合に、従来通信モードへの切り替えの要求を前記ネットワーク・システムに送信する要求切り替えユニットとをさらに備える、請求項２４に記載のユーザ端末。
【請求項２６】
無線通信システムにおいてＰ２Ｐ無線接続を確立する方法であって、
リンク・プロービング発信側から要求信号を受信し、リンク・プロービング応答側から応答信号を受信することと、
前記要求信号と前記応答信号とに従って、リンク・プロービング発信側のユーザ端末とリンク・プロービング応答側のユーザ端末とに直接通信リンクを割り当てた後、前記ダウンリンク制御チャネルを介して、初期プロービング電力の設定に関する情報をリンク・プロービング発信側に送信することとを含む方法。
【請求項２７】
前記ネットワーク・システムから送信される、初期プロービング電力の設定に関する前記情報が、リンク・プロービング発信側とリンク・プロービング応答側との間のＰ２Ｐ通信の許容無線距離内の推定経路損失レベルを含む、請求項２６に記載の、Ｐ２Ｐ無線接続を確立する方法。
【請求項２８】
前記ネットワーク・システムから送信される、初期プロービング電力の設定に関する前記情報が、リンク・プロービング応答側の受信感度を含む、請求項２６に記載の、Ｐ２Ｐ無線接続を確立する方法。
【請求項２９】
前記ネットワーク・システムから送信される、初期プロービング電力の設定に関する前記情報が、リンク・プロービング応答側の受信電力レベルを含む、請求項２６に記載の、Ｐ２Ｐ無線接続を確立する方法。
【請求項３０】
リンク・プロービング発信側から要求信号を受信し、リンク・プロービング応答側から応答信号を受信する受信ユニットと、
前記要求信号と前記応答信号とに従って、リンク・プロービング発信側のユーザ端末とリンク・プロービング応答側のユーザ端末とに直接通信リンクを割り当てた後、前記ダウンリンク制御チャネルを介して、初期プロービング電力の設定に関する情報をリンク・プロービング発信側に送信する送信ユニットとを備えるネットワーク・システム。
【請求項３１】
初期プロービング電力の設定に関する前記情報が、リンク・プロービング発信側とリンク・プロービング応答側との間のＰ２Ｐ通信の許容無線距離内の推定経路損失レベルを含む、請求項３０に記載のネットワーク・システム。
【請求項３２】
初期プロービング電力の設定に関する前記情報が、リンク・プロービング応答側の受信感度を含む、請求項３０に記載のネットワーク・システム。
【請求項３３】
初期プロービング電力の設定に関する前記情報が、リンク・プロービング応答側の受信電力レートを含む、請求項３０に記載のネットワーク・システム。
【請求項３４】
２つのユーザ端末の間でＰ２Ｐ無線接続を維持する方法であって、前記ネットワーク・システムが直接通信リンクを前記ユーザ端末に既に割り当てた後に、前記ユーザ端末の１つによって実行されることが、
前記直接通信リンクを介して、もう１つのユーザ端末に信号を送信することと、
前記直接通信リンクを介して、前記もう１つのユーザ端末から送信された信号を受信することと、
前記もう１つのユーザ端末からの信号が直接通信の基本Ｑｏｓ要件を満たすかどうかを検出することと、
直接通信の基本Ｑｏｓ要件が満たされる場合に、特定の規則に従って電力制御指示内容を決定することと、
前記もう１つのユーザ端末に送信される信号に前記電力制御指示内容を挿入することと、
前記もう１つのユーザ端末から前記直接通信リンクを介して送信された信号に含まれる電力制御指示内容に従って、前記ユーザ端末の送信電力を調整することとを含む方法。
【請求項３５】
制限時間を設定することと、
前記制限時間を過ぎても、前記直接通信リンクを介して、前記もう１つのユーザ端末から信号をやはり受信できない場合に、従来通信モードへの切り替えの要求を前記ネットワーク・システムに送信することとをさらに含む、請求項３４に記載の、Ｐ２Ｐ無線接続を維持する方法。
【請求項３６】
通信パフォーマンスが前記基本ＱｏＳ要件を満たさない場合に、前記ユーザ端末が従来通信モードへの切り替えを前記ネットワーク・システムに要求することをさらに含む、請求項３４または３５に記載の、Ｐ２Ｐ無線接続を維持する方法。
【請求項３７】
前記特定の規則がＳＩＲの要件である場合に、前記特定の規則に従って電力制御指示内容を決定する前記ステップが、
前記直接通信リンクを介して前記もう１つのユーザ端末から送信された受信信号のＳＩＲをターゲットＳＩＲと比較して電力制御指示内容を決定することをさらに含む、請求項３４、３５または３６に記載の、Ｐ２Ｐ無線接続を維持する方法。
【請求項３８】
前記特定の規則がＢＥＲの要件である場合に、前記特定の規則に従って電力制御指示内容を決定する前記ステップが、
前記直接通信リンクを介してもう１つのユーザ端末から送信された受信信号のＢＥＲを所定のＢＥＲと比較して電力制御指示内容を決定することをさらに含む、請求項３４、３５または３６に記載の、Ｐ２Ｐ無線接続を維持する方法。
【請求項３９】
前記ネットワーク・システムによってユーザ端末に割り当てられた前記直接通信リンクを介して、もう１つのユーザ端末に信号を送信する信号送信ユニットと、
前記直接通信リンクを介して、前記もう１つのユーザ端末から送信された信号を受信する信号受信ユニットと、
前記もう１つのユーザ端末からの信号が直接通信のＱｏＳ要件を満たすかどうかを検知する信号検知ユニットと、
直接通信のＱｏＳ要件が満たされる場合に、特定の規則に従って電力制御指示内容を決定する電力制御指示内容決定ユニットと、
前記もう１つのユーザ端末に送信される信号に前記電力制御指示内容を挿入する電力制御指示挿入ユニットと、
前記直接通信リンクを介して前記もう１つのユーザ端末から送信された信号に含まれる前記電力制御指示内容に従って、ユーザ端末の送信電力を調整する電力調整ユニットとを備えるユーザ端末。
【請求項４０】
制限時間を設定するタイマと、
前記制限時間を過ぎても、前記直接通信リンクを介して前記もう１つのユーザ端末から送信された信号をやはり受信していない場合に、従来通信モードへの切り替えを前記ネットワーク・システムに要求する要求切り替えユニットとをさらに備える、請求項３９に記載のユーザ端末。
【請求項４１】
直接通信がＱｏＳ要件を満たすことができない場合に、従来通信モードへの切り替えを前記ネットワーク・システムに要求する切り替えユニットをさらに備える、請求項３９または４０に記載のユーザ端末。
【請求項４２】
前記直接通信リンクを介して前記もう１つのユーザ端末から送信された受信信号のＳＩＲをターゲットＳＩＲと比較するか、あるいは前記直接通信リンクを介してもう１つのユーザ端末から送信された受信信号のＢＥＲを所定のＢＥＲと比較して、前記電力制御指示内容を決定する比較ユニットをさらに備える、請求項３９、４０または４１に記載のユーザ端末。
【請求項４３】
ユーザ端末においてＰ２Ｐ通信を従来通信に切り替える方法であって、
直接通信モードの前記ユーザ端末が、従来通信モードへの切り替えの要求を、アップリンク制御チャネルを介して前記ネットワーク・システムに送信することと、
前記ダウンリンク制御チャネルを介して前記ネットワーク・システムから送信された、前記切り替え要求のＡＣＫメッセージを受信し、従来通信モードで再割り当てされたトラフィック・チャネルを取得した後、直接通信と従来通信とのデュアルモード状態に入ることと、
前記デュアルモード状態に入った後、前記直接通信の無線リソースを解放する要求を、前記ネットワーク・システムに送信することと、
前記ダウンリンク制御チャネルを介して前記ネットワーク・システムから送信された、前記直接通信の無線リソースを解放する前記要求のＡＣＫメッセージを受信した後、直接通信と従来通信との前記デュアルモード状態を単独の従来通信モードに切り替えることとを含む方法。
【請求項４４】
前記ユーザ端末に再割り当てされた、従来通信モードの前記トラフィック・チャネルがダウンリンク／アップリンク・トラフィック・チャネルを含む、請求項４３に記載の、Ｐ２Ｐ通信を従来通信に切り替える方法。
【請求項４５】
直接通信リンクの前記トラフィック・チャネルを、従来通信モードのアップリンク・トラフィック・チャネルまたはダウンリンク・トラフィック・チャネルと見なすことができる、請求項４３または４４に記載の、Ｐ２Ｐ通信を従来通信に切り替える方法。
【請求項４６】
無線通信ネットワーク・システムにおいてＰ２Ｐ通信を従来通信に切り替える方法であって、
直接通信モードにあるユーザ端末から、前記アップリンク制御チャネルを介して送信された、従来通信モードへの切り替えの要求を受信することと、
前記切り替え要求のＡＣＫメッセージを、前記ダウンリンク制御チャネルを介して、直接通信モードにある前記２つのユーザ端末に送信し、前記２つのユーザ端末が直接通信と従来通信とのデュアルモード状態に入ることができるように、前記２つのユーザ端末に対し、従来通信モードのトラフィック・チャネルを再割り当てすることと、
前記２つのユーザ端末から送信された、直接通信の無線リソースを解放する要求を受信することと、
前記直接通信の無線リソースを回収することと、
前記２つのユーザ端末が直接通信と従来通信とのデュアルモード状態を単独の従来通信モードに切り替えることができるように、直接通信の無線リソースを解放する前記要求のＡＣＫメッセージを、前記ダウンリンク制御チャネルを介して前記２つのユーザ端末に送信することとを含む方法。
【請求項４７】
前記ネットワーク・システムによって前記２つのユーザ端末に再割り当てされた、従来通信モードの前記トラフィック・チャネルが、ダウンリンク・トラフィック・チャネルおよび／またはアップリンク・トラフィック・チャネルを含む、請求項４６に記載の、Ｐ２Ｐ通信を従来通信に切り替える方法。
【請求項４８】
直接通信の前記トラフィック・チャネルを、従来通信のアップリンク・トラフィック・チャネルまたはダウンリンク・トラフィック・チャネルと見なすことができる、請求項４６または４７に記載の、Ｐ２Ｐ通信を従来通信に切り替える方法。
【請求項４９】
従来通信モードへの切り替えの要求を、前記アップリンク制御チャネルを介して前記ネットワーク・システムに送信し、前記ネットワーク・システムから前記ダウンリンク制御チャネルを介して送信された、前記切り替え要求のＡＣＫメッセージを受信し、再割り当てされたトラフィック・チャネルを従来通信モードで取得して、直接通信と従来通信のデュアルモードに入った後、直接通信の無線リソースを解放する要求を前記ネットワーク・システムに送信する送信ユニットと、
前記ダウンリンク制御チャネルを介して前記ネットワーク・システムから送信された、直接通信の無線リソースを解放する前記要求のＡＣＫメッセージを受信した後、直接通信と従来通信とのデュアルモードを単独の従来通信モードに切り替えるモード切り替えユニットとを含むユーザ端末。
【請求項５０】
前記ユーザ端末に再割り当てされた、従来通信モードの前記トラフィック・チャネルが、ダウンリンク・トラフィック・チャネルおよび／またはアップリンク・トラフィック・チャネルを含む、請求項４９に記載のユーザ端末。
【請求項５１】
直接通信リンクの前記トラフィック・チャネルを、従来通信モードのアップリンク・トラフィック・チャネルまたはダウンリンク・トラフィック・チャネルと見なすことができる、請求項４９または５０に記載のユーザ端末。
【請求項５２】
アップリンク制御チャネルを介して直接通信モードのユーザ端末から送信された、従来通信モードへの切り替えの要求を受信し、前記２つのユーザ端末から送信された、直接通信の無線リソースを解放する要求を受信する受信ユニットと、
直接通信モードの前記２つのユーザ端末に対し、前記ダウンリンク制御チャネルを介して、切り替え要求のＡＣＫメッセージを送信して、従来通信モードのトラフィック・チャネルを前記２つのユーザ端末に再割り当てし、無線リソースを回収した後、前記２つのユーザ端末に対し、前記ダウンリンク制御チャネルを介して、直接通信の無線リソースを解放する要求のＡＣＫメッセージを送信する送信ユニットと、
直接通信の無線リソースを回収する直接通信無線リソース回収ユニットとを備えるネットワーク・システム。
【請求項５３】
前記ネットワーク・システムによって前記２つのユーザ端末に再割り当てされた、従来通信モードの前記トラフィック・チャネルが、ダウンリンク・トラフィック・チャネルおよび／またはアップリンク・トラフィック・チャネルを含む、請求項５２に記載のネットワーク・システム。
【請求項５４】
直接通信リンクの前記トラフィック・チャネルを、従来通信モードのアップリンク・トラフィック・チャネルまたはダウンリンク・トラフィック・チャネルと見なすことができる、請求項５２または５３に記載のネットワーク・システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に無線通信ネットワークにおけるＰ２Ｐ通信に関し、特に、無線通信ネットワークにおけるＰ２Ｐ通信での無線リンク確立と維持のための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のセルラ移動通信システムでは、通信している２つのＵＥ（ユーザ端末）の間の距離にかかわらず、ＵＥは、基地局の中継を介してのみ、もう１つのＵＥと通信しなくてはならない。図１は、ＵＥ１とＵＥ２とが、基地局送受信機（すなわち、ノードＢ）およびＲＮＣからなるＵＴＲＡＮを介して互いに対話する、従来の通信方式を示しており、この通信方式をＵＰ−ＵＴＲＡＮ−ＤＯＷＮ方式とも呼ぶ。しかし、同一セル内に存在する２つのＵＥが互いに非常に近接している場合は、基地局で中継／転送されるより、直接通信する方法がそれらにとって合理的である。このような直接通信する方法が、いわゆるピアツーピア（Ｐ２Ｐ）通信である。
【０００３】
図２は、Ｐ２Ｐ通信方式を示す。この図では、破線がシグナリング・リンクを表し、実線がデータ・リンクを表し、矢印が情報フローの方向を表している。ＵＴＲＡＮ（すなわち、基地局サブシステム）とＵＥとの間にはシグナリング・リンクだけが存在し、通信している２つのＵＥの間にはデータ・リンクだけが存在する。基本通信を維持するためのリソースだけが必要であるとし、かつ、直接リンクが（固定された周波数、タイムスロットおよび拡散符号を有する）無線リソースの１単位と見なされるとすると、Ｐ２Ｐ通信方式で必要なのは、基本通信を維持する２単位の無線リソースだけということが容易に推定される。追加のシグナリング・コストを無視すれば、Ｐ２Ｐ通信は、従来の通信方式に比べて、無線リソースを約５０％節約できる。同時に、ＵＴＲＡＮがやはりＰ２Ｐ通信（特に、無線リソースの使われ方）を制御するので、ネットワーク・オペレータは、Ｐ２Ｐ通信における課金の問題を容易に解決できる。
【０００４】
無線通信ネットワークにおいてＰ２Ｐ通信を確立する方法およびシステムについては、本件出願明細書とともに提出され、本発明の譲受人であるRoyal Philips Electronics（アーカイブＩＤはCN030003）に譲渡されている特許出願明細書「A Method and System for Establishing P2P Communication in Wireless Communication Networks」で説明されており、この書類は参照により本明細書に組み込まれている。
【０００５】
本出願明細書に記載の、無線通信ネットワークにおけるＰ２Ｐ通信のための方法およびシステムによれば、まず、Ｐ２Ｐ通信を要求する発呼側ＵＥが、Ｐ２Ｐ呼要求をアップリンク制御チャネルを介してＵＴＲＡＮに送信する。ＵＴＲＡＮは、発呼側ＵＥの呼要求に従ってページング・メッセージを被呼側ＵＥに送信する。被呼側ＵＥは、ＵＴＲＡＮからのページング・メッセージに従って、呼応答をＵＴＲＡＮに送信する。ＵＴＲＡＮは、発呼側ＵＥと被呼側ＵＥとのレジストリ情報および位置情報に従って、２つのＵＥが同一セル内にあるかどうかを判断し、それらの間の距離がＰ２Ｐ通信の要件を満たすかどうかを計算する。発呼側ＵＥと被呼側ＵＥとの間の距離がＰ２Ｐ通信の要件を満たし、２つのＵＥがともにＰ２Ｐ通信機能を有する場合は、ＵＴＲＡＮがその２つのＵＥに対して直接通信リンクを割り当て、それらがＰ２Ｐ通信を行うことを可能にする。２つのＵＥは、ＵＴＲＡＮから割り当てられたチャネル・リソースを取得した後、それぞれがＰ２Ｐ確立のＡＣＫメッセージをＵＴＲＡＮに送信して、Ｐ２Ｐ直接通信モードに入る。
【０００６】
２つのＵＥは、Ｐ２Ｐ直接通信モードに入った後、割り当てられたＰ２Ｐ−ＤＣＨ（Ｐ２Ｐ専用チャネル）を介して情報を交換できる。
【０００７】
しかし、ＵＥとＵＴＲＡＮのノードＢとでは、受信機の感度やアンテナの高さが大きく異なる場合があるので、２つのＵＥの間のＰ２Ｐ通信確立手順は、ＵＥとノードＢとの間の通信確立手順と多少異なる可能性がある。
【０００８】
さらに、Ｐ２Ｐ通信プロセスの間のＵＴＲＡＮにおける、２つのＵＥの間の無線チャネル条件が、ＵＥとノードＢとの間の無線チャネル条件と異なるので、２つのＵＥの間のＰ２Ｐ通信維持手順が、ＵＥとノードＢとの間の通信維持手順と多少異なる可能性がある。
【０００９】
また、Ｐ２Ｐ通信におけるＵＥは、何らかの環境要因のために、Ｐ２Ｐ通信を継続できなくなる場合がある。したがって、Ｐ２Ｐ通信モードを導入するにあたっては、通信中の加入者に気づかれることなく円滑にＰ２Ｐ通信モードを従来通信モードに切り替える方法が、重要な検討課題となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、無線通信ネットワークにおいてＰ２Ｐ通信による無線リンクを確立する方法およびシステムを提供することであって、ＵＥとノードＢとで受信機の感度やアンテナの高さが異なること、および交信距離、信号強度などのＰ２Ｐ通信リンクの特殊性に起因する、通信確立手順の実施中の変化に適応する方法およびシステムを提供することである。
【００１１】
本発明の別の目的は、無線通信ネットワークにおいてＰ２Ｐ通信による無線リンクを維持する方法およびシステムを提供することであって、ＵＥ間のチャネル条件と、ＵＥとノードＢとの間のチャネル条件との違いに起因する、通信維持手順の実施中の変化に適応する方法およびシステムを提供することである。
【００１２】
本発明の別の目的は、無線通信ネットワークにおいて、Ｐ２Ｐ通信を継続できなくなった場合に、通信中の加入者に気づかれることなく円滑に従来通信モードに切り替えることができるように、Ｐ２Ｐモードを従来モードに切り替える方法およびシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様によれば、無線通信ネットワークにおいてＰ２Ｐ無線リンクを確立する方法が提供され、この方法においては、ＵＥが、割り当てられた直接通信リンクを取得した後に、リンク・プロービング（ｌｉｎｋ  ｐｒｏｂｉｎｇ）発信側として、以下のことを実行する。
【００１４】
リンク・プロービング応答側として動作するもう１つのＵＥに対し、接続プロービング信号を、割り当てられた直接通信リンクを介して、事前設定された初期プロービング電力で送信する。
【００１５】
リンク・プロービング応答側からのＡＣＫ（肯定応答）メッセージを検出するために、直接通信リンクを監視する。
【００１６】
リンク・プロービング応答側からＡＣＫメッセージを受信した後、直接通信リンクを介して、リンク・プロービング応答側と直接通信する。
【００１７】
本発明の一態様によれば、無線通信ネットワークにおいてＰ２Ｐ無線リンクを確立する方法が提供され、この方法においては、ＵＥが、割り当てられた直接通信リンクを取得した後に、リンク・プロービング応答側として、以下のことを実行する。
【００１８】
リンク・プロービング発信側として動作する前記もう１つのＵＥから接続プロービング信号を、直接通信リンクを介して受信する。
【００１９】
接続プロービング信号を受信し、接続プロービング信号が直接通信の基本要件を満たしている場合は、ＡＣＫメッセージを、直接通信リンクを介してリンク・プロービング発信側に送信する。
【００２０】
本発明の一態様によれば、無線通信ネットワークにおいてＰ２Ｐ無線リンクを確立する方法が提供され、この方法においては、ＵＥが、割り当てられた直接通信リンクを取得した後に、リンク・プロービング発信側またはリンク・プロービング応答側として、それぞれ異なることを実行する。
【００２１】
ＵＥは、リンク・プロービング発信側として動作する場合には、以下を含むことを実行する。
【００２２】
リンク・プロービング応答側として動作するもう１つのＵＥに対し、接続プロービング信号を、割り当てられた直接通信リンクを介して、事前設定された初期プロービング電力で送信する。
【００２３】
リンク・プロービング応答側として動作する前記もう１つのＵＥからのＡＣＫメッセージを検出するために、直接通信リンクを監視する。
【００２４】
リンク・プロービング応答側として動作する前記もう１つのＵＥからＡＣＫメッセージを受信した後、直接通信リンクを介して、そのＵＥと直接通信する。
【００２５】
ＵＥは、リンク・プロービング応答側として動作する場合には、以下を含むことを実行する。
【００２６】
リンク・プロービング発信側として動作する前記もう１つのＵＥから接続プロービング信号を、直接通信リンクを介して受信する。
【００２７】
接続プロービング信号を受信し、接続プロービング信号が直接通信の基本要件を満たしている場合は、ＡＣＫメッセージを、直接通信リンクを介して、リンク・プロービング発信側として動作する前記もう１つのＵＥに送信する。
【００２８】
本発明では、無線通信ネットワークの基地局サブシステムにおいて用いられる、Ｐ２Ｐ無線リンクを確立する方法が提案され、この方法は以下のことを含む。
【００２９】
リンク・プロービング発信側から要求信号を受信し、リンク・プロービング応答側から応答信号を受信する。
【００３０】
ＵＥに直接通信リンクを割り当てた後、要求信号と応答信号とに従い、ダウンリンク制御チャネルを介して、初期プロービング電力を設定するメッセージをリンク・プロービング発信側に送信する。
【００３１】
本発明では、無線通信ネットワークにおいてＰ２Ｐ無線リンクを維持する方法が提案され、この方法では、基地局サブシステムがＵＥに対して直接通信リンクを既に割り当てた後、ＵＥが、以下を含むことを実行する。
【００３２】
直接通信リンクを介して、もう１つのＵＥに信号を送信する。
【００３３】
直接通信リンクを介して、前記もう１つのＵＥから送信された信号を受信する。
【００３４】
前記もう１つのＵＥからの信号が直接通信の基本Ｑｏｓ要件を満たすかどうかを検出する。
【００３５】
直接通信の基本Ｑｏｓ要件が満たされる場合には、特定の基準に従って電力制御指示内容を決定する。
【００３６】
前記もう１つのＵＥに送信される信号に電力制御指示内容を挿入する。
【００３７】
前記もう１つのＵＥから直接通信リンクを介して送信された信号に含まれる電力制御指示内容に従って、ＵＥの送信電力を調整する。
【００３８】
本発明では、無線通信ネットワークにおいてＵＥがＰ２Ｐ通信モードを従来通信モードに切り替える方法が提案され、この方法は以下のことを含む。
【００３９】
直接通信モードのＵＥが、従来通信モードへの切り替えの要求を、アップリンク制御チャネルを介して基地局サブシステムに送信する。
【００４０】
ダウンリンク制御チャネルを介して基地局サブシステムから送信された、切り替え要求のＡＣＫメッセージを受信し、従来通信モードで再割り当てされたトラフィック・チャネルを取得した後、直接通信と従来通信とのデュアルモード状態に入る。
【００４１】
デュアルモード状態に入った後、直接通信の無線リソースを解放する要求を、基地局サブシステムに送信する。
【００４２】
ダウンリンク制御チャネルを介して基地局サブシステムから送信された、直接通信の無線リソースを解放する要求のＡＣＫメッセージを受信した後、直接通信と従来通信とのデュアルモード状態を単純な従来通信モードに切り替える。
【００４３】
本発明では、無線通信ネットワークの基地局サブシステムにおいて用いられる、Ｐ２Ｐ通信を従来通信に切り替える方法が提案され、この方法は以下のことを含む。
【００４４】
直接通信モードにあるＵＥから、アップリンク制御チャネルを介して送信された、従来通信モードへの切り替えの要求を受信する。
【００４５】
切り替え要求のＡＣＫメッセージを、ダウンリンク制御チャネルを介して、直接通信モードにある２つのＵＥに送信し、２つのＵＥが直接通信と従来通信とのデュアルモード状態に入るようにするために、２つのＵＥに対し、従来通信モードのトラフィック・チャネルを再割り当てする。
【００４６】
２つのＵＥから送信された、直接通信の無線リソースを解放する要求を受信する。
【００４７】
直接通信の無線リソースを回収する。
【００４８】
直接通信の無線リソースを回収した後、直接通信の無線リソースを解放する要求のＡＣＫメッセージを、ダウンリンク制御チャネルを介して、２つのＵＥに送信する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
本発明で提案される、Ｐ２Ｐ通信リンクの確立、維持、および従来通信モードへの円滑な切り替えの手順についてより明快な理解を得るために、まず、Ｐ２Ｐ通信において行われる、Ｐ２Ｐ通信の要求、確立、維持、および従来通信モードへの切り替えの一般的な手順について、図３と併せて簡単に説明する。次に、本発明において行われる、リンクの確立、維持、および従来モードへの切り替えのそれぞれについて、詳細に説明する。
【００５０】
図３に示すように、一般的なＰ２Ｐ通信手順は以下を含む。
【００５１】
１．ＵＥが直接モードに入る
この手順は以下のことを含む。
【００５２】
（１）従来通信モードと同様に、ＵＥ１とＵＥ２とが電源投入後にアイドル・モードに入る。
【００５３】
（２）ＵＥ１は、ＵＥ２とのＰ２Ｐ通信を開始する場合には、Ｐ２Ｐ接続要求を、アップリンク制御チャネルを介してＵＴＲＡＮに送信する。
【００５４】
（３）ＵＴＲＡＮは、Ｐ２Ｐ接続要求を受信すると、すぐにページング・チャネルを介してＵＥ２にページング・メッセージを送信して、ＵＥ１がＵＥ２とのＰ２Ｐ通信を開始したい旨を通知する。
【００５５】
（４）ＵＥ１とＵＥ２とが同一セル内にあり、ＵＥ１とＵＥ２との間の距離がＰ２Ｐ通信の要件を満たし、ＵＥ１とＵＥ２とがともにＰ２Ｐ通信機能を有する場合には、ＵＴＲＡＮは、前記ページング・メッセージの応答をＵＥ２から受信した後、Ｐ２Ｐ通信に関連するチャネル・リソース（すなわち、Ｐ２Ｐ−ＤＣＨ）をＵＥ１とＵＥ２とに割り当てる。
【００５６】
ここで、Ｐ２Ｐ−ＤＣＨの物理チャネル構造（フレーム、バースト構造、拡散符号、スクランブル符号、ミッドアンブルなど）は、すべて従来のものと同じである。一方、このチャネルで搬送されるメッセージ、コンテンツおよびパラメータは、Ｐ２Ｐ通信モードに適応するように修正されなければならない。付録１は、既存のＰ２Ｐ  ＴＤＤ  ＣＤＭＡ用技術仕様にあって、修正を要する主要パラメータといくつかのオリジナル値のリストである（ここではあくまで参考用）。
【００５７】
（５）ＵＥ１とＵＥ２とは、割り当てられたチャネル・リソースを取得した後、それぞれがＵＴＲＡＮに対し、関連するＰ２Ｐリソースが取得されたことと、Ｐ２Ｐリソースが既にアクティブ化されていることに関するＡＣＫメッセージとを送信する。同時に、ＵＥ１とＵＥ２とは、Ｐ２Ｐダイアログの間に、それぞれの必要な機能メッセージ（受信機の感度、電力レベル、その他）を、Ｐ２Ｐ通信におけるもう１つの対応するＵＥに、ＵＴＲＡＮ内のノードＢを介して送信する。
【００５８】
（６）ＵＥ１とＵＥ２とが直接通信モードに入る。直接通信モードに入ったＵＥを、本明細書ではＰ２Ｐ−ＵＥとして示す。
【００５９】
２．接続プロービング手順
ＵＥ１とＵＥ２とは、直接通信モードに入った後、無線リンク・プロービング状態に入る。この状態では、ＵＥ１とＵＥ２とは、Ｐ２Ｐ通信におけるＵＥ１とＵＥ２との送信電力などのパラメータを決定するために、Ｐ２Ｐ−ＤＣＨを介して接続プロービング手順を実施する。
【００６０】
（１）接続プロービングが成功した場合、すなわち、Ｐ２Ｐ無線リンクが使用可能になった場合、ＵＥ１とＵＥ２とは、それぞれがＵＥ１とノードＢとの間およびＵＥ２とノードＢとの間の制御チャネルを介して、ＵＴＲＡＮ内のノードＢに対してＡＣＫメッセージを送信する。同時に、ＵＥ１とＵＥ２とは、Ｐ２Ｐ−ＤＣＨを介する通信を開始する。すなわち、ＵＥ１とＵＥ２とは、Ｐ２Ｐ接続状態に入る。
【００６１】
Ｐ２Ｐ接続状態においては、ＵＥ１とＵＥ２との間には専用トラフィック・チャネルだけが存在し、制御チャネルは、ＵＥ１とノードＢとの間およびＵＥ２とノードＢとの間にそれぞれ存在する。この状態においても、ＵＴＲＡＮ内のノードＢは、Ｐ２Ｐ−ＤＣＨ上においてＵＥ１とＵＥ２との間で交換される情報を取得できる。
【００６２】
（２）接続プロービングが失敗した場合、すなわち、Ｐ２Ｐ無線リンクが使用可能にならなかった場合、ＵＥ１とＵＥ２とは、従来通信モードに戻る。
【００６３】
３．リンク監視と維持手順
ＵＥ１とＵＥ２とは、接続プロービングが成功した後、Ｐ２Ｐ通信モードに入る。ただし、ＵＥ１とＵＥ２とは、Ｐ２Ｐ無線リンクを維持するために、Ｐ２Ｐ通信プロセスの間、引き続きＰ２Ｐリンク・パフォーマンスを常時監視する必要がある。
【００６４】
４．従来通信モードへの「ソフトな」切り替え
Ｐ２Ｐリンクが使用不能であると判明すると、ＵＴＲＡＮ内のノードＢか、ＵＥ自体がＰ２Ｐ接続を機能停止させ、その後、ＵＥ１とＵＥ２とが従来通信モードに戻る。
【００６５】
一般的なＰ２Ｐ通信手順において行われる、Ｐ２Ｐ通信の要求、確立、維持、およびＰ２Ｐモードから従来通信モードへの切り替えについて、図３と併せて簡単に説明した。図３に対して図４では、ＵＥ１とＵＥ２とが直接通信モードに入る前の手順を省略しており、その一方で、本発明において行われる、Ｐ２Ｐ接続の確立、維持、および従来通信モードへの円滑な切り替えの手順に特に注目している。以下では、本発明において行われる通信手順について、図４と併せて詳細に説明する。
【００６６】
１．接続プロービング手順について
（１）直接通信モードに入った後、ＵＴＲＡＮからリンク・プロービング発信側（つまり発呼側）として指定されたＵＥが、リンク・プロービング応答側として動作するもう１つのＵＥに対し、接続プロービング信号を、事前設定された初期プロービング電力で、取得した直接通信リンクＰ２Ｐ−ＤＣＨを介して送信する。
【００６７】
ここで、
（Ｉ）初期プロービング電力は、Ｐ２Ｐ通信の可能な電波距離内でのリンク・プロービング発信側とリンク・プロービング応答側との間の推定経路損失、リンク・プロービング応答側の受信機感度および送信電力レベル、その他に従って決定できる。
【００６８】
（ＩＩ）これらの必要なパラメータはすべて、ノードＢがＵＥのＰ２Ｐ要求に応答するときに送信するメッセージから取得できる。
【００６９】
（ＩＩＩ）Ｐ２Ｐ−ＤＣＨを利用して接続プロービング信号を送信することは、無線リソースを節約し、接続プロービング手順の信頼性を保証するだけでなく、Ｐ２Ｐシグナリング手順の複雑さを軽減する。
【００７０】
（２）リンク・プロービング応答側として動作するもう１つのＵＥは、このＰ２Ｐ−ＤＣＨチャネル上でリンク・プロービング発信側からの接続プロービング信号を待ち、接続プロービング信号の受信後にＡＣＫメッセージを、Ｐ２Ｐ−ＤＣＨチャネルを介してリンク・プロービング発信側に送信する準備をする。
【００７１】
（３）あらかじめ定義されたパラメータに基づいて、ステップ（１）とステップ（２）とを反復することができる。すなわち、
接続プロービング電力の変更のステップ・サイズを設定できる。リンク・プロービング応答側からのＡＣＫメッセージが特定時間内に受信されない場合は、このステップ・サイズに基づいて接続プロービング電力を調整でき、この調整された電力で接続プロービング信号を再送信できる。
【００７２】
接続プロービング信号の再送信回数を記録するカウンタを設定したり、あるいは接続プロービング電力の最大値を設定したりすることも可能である。接続プロービング信号の再送信回数がカウンタの設定された最大値を超えるか、あるいは調整された接続プロービング電力が接続プロービング電力の設定された最大値を超えると、接続プロービング信号がそれ以上送信されなくなる。
【００７３】
リンク・プロービング応答側に対してタイマを設定することもできる。タイマによってあらかじめ定義された時間を過ぎてもリンク・プロービング発信側からの接続プロービング信号がまだ受信されない場合、ＵＥは、それ以上待たずに従来通信モードに入る。
【００７４】
前述の接続プロービング手順は、双方向に実施できる（ＦＤＤシステムはそのようである必要がある）。ＴＤＤシステムでは、リンクが相互結合されているので、単方向プロービングだけが必要である。
【００７５】
２．リンク監視と維持手順
ＵＥ１とＵＥ２との間のダイアログの間、すなわち、Ｐ２Ｐ接続状態においては、ＵＥ１とＵＥ２とは、それぞれの受信信号の品質を連続的に検知する。ＵＥがＰ２Ｐ通信を自身で機能停止させるか、ＵＴＲＡＮがＰ２Ｐ接続を終了させるまで、正常なＰ２Ｐ通信を維持するために、ＵＥとノードＢとの間の標準的な電力制御方式と同様に、ＵＥ１とＵＥ２との間でクローズドループ電力制御方法が実行される。
【００７６】
ここで、ＵＥ１とＵＥ２とがそれぞれの受信信号を検出するときに、それぞれで定義した基準（たとえば、受信信号のＳＩＲが所定のしきい値を下回るかどうか、あるいはもう１つのＰ２Ｐ−ＵＥからの信号が特定時間内にまだ受信されないかどうか）を用いて、Ｐ２Ｐ通信を継続できるかどうかを決定できる。
【００７７】
３．従来通信モードへの「ソフトな」切り替え
Ｐ２Ｐ通信中に、Ｐ２Ｐ−ＵＥの通信パフォーマンスがＱｏＳ要件を満たすことができないためにＰ２Ｐ接続を従来通信モードに切り替える決定を行う場合は、以下を含むことを実行する。
【００７８】
（１）まず、ＵＥが、アップリンク制御チャネルを介して、ＵＴＲＡＮ内のノードＢにアクセス要求を送信する。これは、従来モードと同様の標準的なランダム・アクセス手続きである。
【００７９】
（２）ノードＢは、ＵＥからのアクセス要求を受信すると、すぐに、２つのＵＥに対してトラフィック・チャネルを再割り当てし、それぞれのＵＥにアクセス要求のＡＣＫメッセージを送信する。
【００８０】
ここで、ノードＢは、ＵＥに対してダウンリンク・トラフィック・チャネルだけを割り当て、アップリンク・トラフィック・チャネルを引き続きＰ２Ｐ−ＤＣＨにすることができる。これは、ノードＢが、Ｐ２Ｐ通信の間でもＰ２Ｐ−ＤＣＨにおいてＵＥ間で交換される情報を引き続き取得できるからである。したがって、Ｐ２Ｐ−ＤＣＨを、従来のＵＰ−ＵＴＲＡＮ−ＤＯＷＮモードにおけるアップリンク・トラフィック・チャネルと見なすこともできる。
【００８１】
（３）２つのＵＥは、アクセス要求のＡＣＫメッセージをノードＢから、ダウンリンク制御チャネルを介して受信し、再割り当てされたトラフィック・チャネルを取得すると、すぐに、ともに直接通信と従来通信とのデュアルモード状態に入る。
【００８２】
（４）２つのＵＥは、デュアルモード状態に入った後、それぞれが、従来モードへの切り替えのＡＣＫメッセージをＵＴＲＡＮに送信し、直接通信の無線リソースを解放する要求を送信する。
【００８３】
（５）ＵＴＲＡＮ内のノードＢは、２つのＵＥから送信された、従来モードへの切り替えのＡＣＫメッセージと、直接通信の無線リソースを解放する要求とを受信すると、すぐに直接通信の無線リソースの回収を開始する。直接通信の無線リソースが解放された後、ノードＢは、直接通信の無線リソースを解放することのＡＣＫメッセージを、ダウンリンク制御チャネルを介して２つのＵＥに送信する。
【００８４】
直接通信の無線リソースがすべて解放されるまで、ＵＥは、単純な従来のＵＰ−ＵＴＲＡＮ−ＤＯＷＮモードに完全に入ることができない。言い替えると、従来通信モードへの切り替えを「ソフトに」あるいは「透過的に」行うためには、２つのＵＥがノードＢ経由で通信できるようになってはじめて、Ｐ２Ｐリンクが機能停止される。
【００８５】
（６）２つのＵＥは、ダウンリンク制御チャネルを介してＵＴＲＡＮから送信された、直接通信の無線ソースを解放するＡＣＫメッセージを受信すると、すぐに、直接通信と従来通信とのデュアルモード状態を単純な従来通信モードに切り替える。
【００８６】
Ｐ２Ｐ通信の間の、リンクの確立、維持、および従来通信モードへの円滑な切り替えの手順が、本発明の本質的な部分である。それら３つの手順について、図４と併せて詳細に説明したが、リンクの確立および維持の手順におけるリンクのプロービング、監視と検出との具体的なことについて、以下、図５、６および７と併せて詳細に説明する。
【００８７】
図５に示すように、ＵＥ１をリンク・プロービング発信側とし、ＵＥ２をリンク・プロービング応答側とすると、実行されることは以下を含む。
【００８８】
ＵＥ１が実行することは以下のとおりである。
【００８９】
１．プロービング再送信カウンタＭ、初期プロービング電力、プロービング電力の変更のステップ・サイズ、および最大許容プロービング電力を設定する（ステップＳ１１）。
【００９０】
２．Ｐ２Ｐ接続プロービング信号を、Ｐ２Ｐ−ＤＣＨを介して、初期プロービング電力で、ＵＥ２に送信する（ステップＳ１２）。
【００９１】
３．Ｐ２Ｐ−ＤＣＨ上で、ＵＥ２からの応答を監視する（ステップＳ１３）。
【００９２】
４．ＵＥ２が応答を返したかどうかを判定する（ステップＳ１４）。ＵＥ２が応答を返した場合は、Ｐ２Ｐ−ＤＣＨを介してＵＥ２とのＰ２Ｐ通信を開始する（ステップＳ１８）。
【００９３】
５．ＵＥ２が応答しない場合は、ステップ・サイズに従ってプロービング電力を変更し、プロービング信号再送信カウンタＭを１減らしてから、接続プロービング信号を再送信する（ステップＳ１５）。
【００９４】
６．プロービング再送信カウンタが０になったかどうか、あるいはプロービング電力が最大許容プロービング電力に達したかどうかを判定する（ステップＳ１６）。プロービング再送信カウンタＭが０になったか、あるいはプロービング電力が最大許容プロービング電力に達しても、ＵＥ１がＵＥ２からの応答をまだ受信できない場合は、接続プロービングの失敗により、ＵＴＲＡＮへの再アクセスの要求をＵＴＲＡＮに送信する（ステップＳ１７）。
【００９５】
ＵＥ２が実行することは以下のとおりである。
【００９６】
１．通信要件を満たす最小ＳＩＲを設定し、プロービング・タイマＴを設定し、作動させる（ステップＳ２１）。
【００９７】
２．Ｐ２Ｐ−ＤＣＨ上で、ＵＥ１からの接続プロービング信号を待つ（ステップＳ２２）。
【００９８】
３．接続プロービング信号が受信されたかどうか、およびその信号のＳＩＲがＰ２Ｐ通信の基本要件を満たすかどうかを判定する（ステップＳ２３）。接続プロービング信号が受信され、その信号のＳＩＲがＰ２Ｐ通信の基本要件を満たす場合は、Ｐ２Ｐ接続プロービング応答を、Ｐ２Ｐ−ＤＣＨを介してＵＥ１に送信する（ステップＳ２４）。
【００９９】
４．そうでない場合は、タイマＴが時間切れになっていないかどうかを調べる（ステップＳ２５）。時間切れになっている場合は、接続プロービングの失敗により、ＵＴＲＡＮへの再アクセスの要求を送信する（ステップＳ２６）。時間切れになっていない場合は、ステップＳ２２に戻り、接続プロービング信号を待つ。
【０１００】
図６と７とは、それぞれ、ＵＥ１とＵＥ２とがＰ２Ｐ通信中の受信信号に従ってそれぞれの送信電力を調整することを示している。ここで、ＵＥ１は、ＵＴＲＡＮによって指定された発呼側すなわちＰ２Ｐ通信開始者であり、ＵＥ２は被呼側であるとしている。
【０１０１】
図６に示すように、ＵＥ１が実行することは以下を含む。
【０１０２】
まず、初期送信電力を、最後の接続プロービング手順で決定された電力値に設定する（ステップＳ１）。直接通信リンクのＰ２Ｐ−ＤＣＨを介してＵＥ２に信号を送信する（ステップＳ２）。次にＰ２Ｐ接続タイマＴを作動させ（ステップＳ３）、Ｐ２Ｐ−ＤＣＨを介してＵＥ２からの信号の受信を開始する（ステップＳ４）。ＵＥ２からの信号が受信されたかどうかを判定する（ステップＳ５）。ＵＥ２からの信号がＰ２Ｐ−ＤＣＨを介して受信されない場合は、タイマＴが時間切れになっていないかどうかを判定する（ステップＳ６）。タイマＴが時間切れになっている場合は、ノードＢへの再アクセスを要求する（ステップＳ１０）。ＵＥ２からの信号がＰ２Ｐ−ＤＣＨを介して受信された場合は、ＵＥ２からの信号が直接通信の基本ＱｏＳ要件（たとえば、ＳＩＲ）を満たすかどうかを検知する（ステップＳ７）。直接通信の基本ＱｏＳ要件が満たされない場合は、ノードＢへの再アクセスを要求する（ステップＳ１０）。直接通信の基本ＱｏＳ要件が満たされている場合は、受信信号のＳＩＲをターゲットＳＩＲと比較して電力制御指示内容を決定し、ＵＥ２に送信される信号に電力制御指示内容を挿入する（ステップＳ８）。直接通信リンクを介してのＵＥ２からの信号に含まれる電力制御指示内容に従って、送信電力を調整する（ステップＳ９）。
【０１０３】
図７に示すように、ＵＥ２が実行するステップは以下を含む。
【０１０４】
まず、送信電力を、最後の接続プロービング手順の間に決定された電力値に設定する（ステップＳ１００）。その後、直接通信リンクのＰ２Ｐ−ＤＣＨを介してＵＥ１に信号を送信する（ステップＳ２００）。次にＰ２Ｐ接続タイマＴを開始し（ステップＳ３００）、Ｐ２Ｐ−ＤＣＨを介してＵＥ１からの信号の受信を開始する（ステップＳ４００）。ＵＥ１からの信号が受信されたかどうかを判定する（ステップＳ５００）。ＵＥ２からの信号がＰ２Ｐ−ＤＣＨを介して受信されない場合は、タイマＴが時間切れになっていないかどうかを判定する（ステップＳ６００）。タイマＴが時間切れになっている場合は、ノードＢへの再アクセスを要求する（ステップＳ１０００）。ＵＥ１からの信号がＰ２Ｐ−ＤＣＨを介して受信されたらすぐに、ＵＥ１からの信号が直接通信の基本ＱｏＳ要件（たとえば、ＳＩＲ）を満たすかどうかを検知する（ステップＳ７００）。直接通信の基本ＱｏＳ要件が満たされない場合は、ノードＢへの再アクセスを要求する（ステップＳ１０００）。直接通信の基本ＱｏＳ要件が満たされている場合は、受信信号のＳＩＲをターゲットＳＩＲと比較して電力制御指示内容を決定し、ＵＥ１に送信される信号に電力制御指示内容を挿入する（ステップＳ８００）。直接通信リンクを介してのＵＥ１からの信号に含まれる電力制御指示内容に従って、送信電力を調整する（ステップＳ９００）。
【０１０５】
図６と７とに示したＰ２Ｐ通信監視手順では、電力制御指示の決定に用いるターゲットＳＩＲを、Ｐ２Ｐ通信の開始時にＵＴＲＡＮからダウンリンク制御チャネルを介して取得するか、あるいはＵＥ自身がＱｏＳ要件または測定データに従って直接調整することができる。さらに、ＵＴＲＡＮが、Ｐ２Ｐ−ＤＣＨから取得した情報に従ってターゲットＳＩＲを調整することもできる。
【０１０６】
また、3GPP TS 25.221「Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels (TDD)」では、トラフィック・バースト構造における電力制御指示の位置（たとえば、ＴＰＣ−送信電力制御シンボル）について詳細に説明されている。
【０１０７】
上記文献では、接続プロービング、Ｐ２Ｐ通信の維持、およびＰ２Ｐ通信から従来モードへの円滑な切り替えに必要な手順について、添付図面と併せて詳細な説明が行われている。前述の各手順において関連するパラメータはすべて、既存の通信システムの上位層ソフトウェアを修正することによって実装できるため、既存の通信システムのハードウェア・モジュールをかなり流用することが可能である。言い換えると、リンクのプロービング、維持および切り替えの手順は、リンクのプロービング、維持および従来通信モードへの切り替えに必要なメッセージを、ＵＴＲＡＮが制御チャネルを介してＵＥに送信できるように、既存の上位層プロトコル・ソフトウェアを修正し、同時に、既存のＵＥおよび基地局サブシステムのハードウェア設定を変更することなく、ＵＥで実行される当該ソフトウェアを修正することだけで達成できる。
【０１０８】
本発明は、ハードウェアでもソフトウェアでも、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせでも実施できる。ハードウェアで実施する場合、関係するコンポーネントは以下のとおりである。
【０１０９】
１．接続プロービング手順
１．ＵＥについて
（１）直接通信リンクに対して割り当てられたＵＥがリンク・プロービング発信側として動作する場合、無線通信システムにおけるこのＵＥの、Ｐ２Ｐ無線リンクを確立するためのシステムは、接続プロービング信号送信ユニットと監視ユニットと通信ユニットと電力調整ユニットとカウンタと要求切り替え手段とを含む。接続プロービング信号送信ユニットは、リンク・プロービング応答側として動作するもう１つのＵＥに対し、接続プロービング信号を、割り当てられた直接通信リンクを介して、事前設定された初期プロービング電力で送信する。この場合、初期プロービング電力は、ＵＥのＰ２Ｐ要求に応答してノードＢから送信されたメッセージより取得されるパラメータ（Ｐ２Ｐ通信の許容可能な電波距離内でのリンク・プロービング発信側とリンク・プロービング応答側の間の推定経路損失、リンク・プロービング応答側の受信機感度および電力レベルなど）によって決定できる。監視ユニットは、リンク・プロービング応答側からのＡＣＫメッセージを検出するために、直接通信リンクを監視する。通信ユニットは、リンク・プロービング応答側からＡＣＫメッセージを受信した後、直接通信リンクを介して、リンク・プロービング応答側と直接通信する。電力調整ユニットは、ＵＥが、リンク・プロービング応答側からのＡＣＫメッセージを受信できない場合に、調整されたプロービング電力で接続プロービング信号を送信できるように、ＵＥのプロービング電力を調整する。この場合、電力調整ユニットは、ＵＥが、調整されたプロービング電力で接続プロービング信号を何度でも再送信できるように、ＵＥのプロービング電力を何度でも調整できる。カウンタは、接続プロービング信号の再送信回数がカウンタのしきい値を超えたときに、従来通信モードへの切り替えの要求をトリガする。要求切り替え手段は、前記調整されたプロービング電力が所定の最大プロービング電力を上回ったとき、またはカウンタによってトリガされた切り替え要求を受信するとすぐに、従来通信モードへの切り替えを要求する。
【０１１０】
（２）直接通信リンクに対して割り当てられたＵＥがリンク・プロービング応答側として動作する場合、無線通信システムにおけるこのＵＥの、Ｐ２Ｐ無線リンクを確立するためのシステムは、接続プロービング信号受信手段とＡＣＫメッセージ送信手段とタイマと要求切り替えユニットとを含む。接続プロービング信号受信手段は、直接通信リンクを介して、リンク・プロービング発信側から接続プロービング信号を受信する。ＡＣＫメッセージ送信手段は、接続プロービング信号を受信し、この接続プロービング信号が直接通信の基本要件を満たしている場合に、ＡＣＫメッセージを、直接通信リンクを介してリンク・プロービング発信側に送信する。タイマは、制限時間を設定する。要求切り替えユニットは、直接通信の基本要件を満たす接続プロービング信号を、制限時間を過ぎてもリンク・プロービング発信側からやはり受信していない場合に、従来通信モードへの切り替えを要求する。
【０１１１】
（３）ＵＥがリンク・プロービング発信側としてもリンク・プロービング受信側としても動作可能な場合、無線通信システムにおけるこのＵＥの、Ｐ２Ｐ無線リンクを確立するためのシステムは、ＵＥがリンク・プロービング発信側およびリンク・プロービング受信側としてそれぞれ動作する場合に、前述のハードウェア・コンポーネントをすべて含んでいなければならない。
【０１１２】
２．基地局サブシステムについて
無線通信システムにおける基地局サブシステムの、Ｐ２Ｐ無線リンクを確立するためのシステムは、受信ユニットと初期プロービング電力メッセージ送信ユニットとを含む。受信ユニットは、リンク・プロービング発信側から要求信号を受信し、リンク・プロービング応答側から応答信号を受信する。初期プロービング電力メッセージ送信ユニットは、直接通信リンクをＵＥに割り当てた後、要求信号と応答信号とに従い、ダウンリンク制御チャネルを介して、初期プロービング電力の設定に関する情報をリンク・プロービング発信側に送信する。この場合、初期プロービング電力の設定に関する情報を、Ｐ２Ｐ要求への応答として基地局サブシステムからＵＥに送信されるメッセージに含めることができ、この情報は、Ｐ２Ｐ通信の許容可能な電波距離内でのリンク・プロービング発信側とリンク・プロービング応答側との間の推定経路損失、リンク・プロービング応答側の受信機感度および受信電力レベル、その他などのパラメータを含むこともできる。
【０１１３】
２．Ｐ２Ｐ直接通信リンク維持手順
Ｐ２Ｐ通信手順において、無線通信システムにおけるＵＥの、Ｐ２Ｐ無線リンクを維持するためのシステムは、信号送信ユニットと信号受信ユニットと信号検知ユニットと電力制御指示内容決定ユニットと電力制御指示挿入ユニットと電力調整ユニットとタイマと要求切り替えユニットとを含む。信号送信ユニットは、直接通信リンクを介してもう１つのＵＥに信号を送信する。信号受信ユニットは、直接通信リンクを介して、もう１つのＵＥから送信された信号を受信する。信号検知ユニットは、前記もう１つのＵＥからの信号が直接通信のＱｏＳ要件を満たすかどうかを検知する。電力制御指示内容決定ユニットは、直接通信のＱｏＳ要件が満たされている場合に、特定の基準（ＳＩＲ要件やＢＥＲ要件など）に従って電力制御指示内容を決定する。電力制御指示挿入ユニットは、前記もう１つのＵＥに送信される信号に電力制御指示内容を挿入する。電力調整ユニットは、直接通信リンクを介して前記もう１つのＵＥから送信された信号に含まれる電力制御指示内容に従って、ＵＥの送信電力を調整する。タイマは、制限時間を設定する。要求切り替えユニットは、ＵＥが、直接通信リンクを介して前記もう１つのＵＥから送信された信号を、制限時間を過ぎてもまだ受信していない場合に、従来通信モードへの切り替えを要求する。
【０１１４】
３．Ｐ２Ｐ直接モードから従来通信モードへの切り替え
無線通信システムにおいてＵＥがＰ２Ｐ通信を従来通信に切り替えるためのシステムは、要求送信ユニットと直接通信無線リソース解放要求送信ユニットとモード切り替えユニットとを含む。要求送信ユニットは、従来通信モードへの切り替えの要求を、アップリンク制御チャネルを介して基地局サブシステムに送信する。直接通信無線リソース解放要求送信ユニットは、従来モードへの切り替えのＡＣＫメッセージを基地局サブシステムに送信し、基地局サブシステムからダウンリンク制御チャネルを介して送信された、切り替え要求のＡＣＫメッセージを受信し、再割り当てされたトラフィック・チャネルを従来通信モードで取得して、直接通信と従来通信とのデュアルモードに入るとすぐに、直接通信の無線リソースを解放する要求を送信する。モード切り替えユニットは、ダウンリンク制御チャネルを介して基地局サブシステムから送信された、直接通信の無線リソースを解放する要求のＡＣＫメッセージを受信するとすぐに、直接通信と従来通信とのデュアルモードを単純な従来通信モードに切り替える。
【０１１５】
無線通信システムの基地局サブシステムで用いられる、Ｐ２Ｐ通信を従来通信モードに切り替えるシステムは、従来通信モード要求受信ユニットと切り替え要求ＡＣＫメッセージ送信ユニットと直接通信無線リソース解放要求受信ユニットと直接通信無線リソース回収ユニットと直接通信無線リソース解放ＡＣＫメッセージ送信ユニットとを含む。従来通信モード要求受信ユニットは、従来通信モードへの切り替えの要求を、アップリンク制御チャネルを介してＵＥから受信する。切り替え要求ＡＣＫメッセージ送信ユニットは、２つのＵＥが直接通信と従来通信とのデュアルモードに入ることができるように、切り替え要求のＡＣＫメッセージを直接通信モードで２つのＵＥに送信し、従来通信モードでトラフィック・チャネルを再割り当てする。直接通信無線リソース解放要求受信ユニットは、２つのＵＥから送信された、従来モードへの切り替えのＡＣＫメッセージと、直接通信の無線リソースを解放する要求とを受信する。直接通信無線リソース回収ユニットは、直接通信の無線リソースを回収する。直接通信無線リソース解放ＡＣＫメッセージ送信ユニットは、直接通信の無線リソースが回収された後、直接通信の無線リソースの解放のＡＣＫメッセージを、ダウンリンク制御チャネルを介して２つのＵＥに送信する。これにより、２つのＵＥは、直接通信と従来通信とのデュアルモードを単純な従来通信モードに切り替えることができる。
【０１１６】
この場合、基地局サブシステムは、ＵＥに関してはダウンリンク・トラフィック・チャネルだけを割り当てることができ、アップリンク・トラフィック・チャネルは引き続きＰ２Ｐ−ＤＣＨとすることができる。これは、基地局サブシステムのノードＢがＵＥ間で交換される情報をＰ２Ｐ−ＤＣＨでも取得できるためである。したがって、Ｐ２Ｐ−ＤＣＨを、従来のＵＰ−ＵＴＲＡＮ−ＤＯＷＮ通信モードにおけるアップリンク・トラフィック・チャネルと見なすこともできる。
【０１１７】
前述のように、本発明で提案される、無線通信システムにおいてＰ２Ｐ通信による無線リンクを確立する方法およびシステムにおいては、接続プロービング信号を送信するために接続プロービング手順を用いる。これにより、Ｐ２Ｐ通信手順の実行中にＵＥ間でＰ２Ｐ接続が確立されることが実質的に保証される。ＵＥは、Ｐ２Ｐ通信手順が実行される間、もう１つのＵＥからの受信信号を監視し続ける。基本ＱｏＳ要件が満たされる場合、ＵＥは、受信信号の測定値を、特定の基準によるターゲット値と比較することによって、ピアＵＥに送信する電力制御指示を生成し、受信信号に含まれる、ピアＵＥから送信された電力制御指示に従って自身の送信電力を調整する。これらによって、Ｐ２Ｐ通信の円滑な動作が保証される。さらに、ここでＰ２Ｐ直接通信と従来通信とのデュアルモード移行フェーズが加わる。これにより、ＵＥは、直接通信の無線リソースがすべて回収されてはじめて直接通信を機能停止させることができるので、Ｐ２Ｐ通信モードを従来通信モードに円滑に切り替えることができる。
【０１１８】
本明細書において強調しておきたいのは、本発明の技術的実現方法すべてが、既存の通信システムの上位層プロトコルのソフトウェア・モジュールを修正することで実施可能であり、したがって、ハードウェア・モジュールのかなりの流用が可能であることである。
【０１１９】
Ｐ２Ｐ通信による無線リンクを維持する記載の方法で用いられる電力制御方式は、主に音声サービスを対象としたものであるが、その動作原理はパケット・データ・サービスにも好適である。
【０１２０】
本発明で提案された、Ｐ２Ｐ無線リンクの確立および維持の方法が、無線Ａｄ  Ｈｏｃネットワーク、３ＧＰＰ  ＨＣＲ−ＴＤＤシステム、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ無線通信システム、およびその他の先進的な無線通信システムに対して適用可能であることは、当業者であれば理解されよう。
【０１２１】
また、本発明で開示された、Ｐ２Ｐ無線リンクの確立および維持の方法が、添付の特許請求項で定義された本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、かなり修正可能であることも、当業者であれば理解されよう。
【表１】
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【表２】
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【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】従来のセルラ通信方式の概略図である。
【図２】Ｐ２Ｐ通信方式の概略図である。
【図３】一般的なＰ２Ｐ通信手順の概略図である。
【図４】Ｐ２Ｐ無線リンクの確立手順および維持手順の概略図である。
【図５】Ｐ２Ｐ接続プロービング手順の概略図である。
【図６】ＵＥ１のＰ２Ｐリンク維持手順の概略図である。
【図７】ＵＥ２のＰ２Ｐリンク維持手順の概略図である。
【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６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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