(57)【要約】      （修正有）【課題】無線通信システム内におけるデバイスツーデバイス（Ｄ２Ｄ）通信のための方法を提供する。【解決手段】Ｄ２Ｄ送信とセルラー送信をセルラーアップリンクタイムスロットに割り当てられたリソースブロックで同時に実行するかどうかを決定し、Ｄ２Ｄ送信レート（ＲD2D）に加えたセルラーアップリンク（ＵＬ）送信レート（ＲUL）が最大セルラーＵＬ送信レート（ＲC）に等しいかそれより大きい場合に、Ｄ２Ｄ送信とセルラー送信を同時に実行するとともに、Ｄ２Ｄ送信レートに加えたセルラーＵＬ送信レートである総合送信レートが最大になるようにＤ２Ｄ送信の電力（ＰD2D）及びセルラー送信の電力（ＰUL）を調整する。【選択図】図５
2016092839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システム内におけるデバイスツーデバイス（Ｄ２Ｄ）通信のための、ユーザ装置（ＵＥ）に適用可能な方法及び装置であって、前記方法は、
Ｄ２Ｄ送信とセルラー送信とをセルラーアップリンクタイムスロットに割り当てられたリソースブロックで同時に実行するかどうかを決定するステップ、
Ｄ２Ｄ送信レート（ＲD2D）に加えたセルラーアップリンク（ＵＬ）送信レート（ＲUL）が最大セルラーＵＬ送信レート（ＲC）以上である場合に、
前記Ｄ２Ｄ送信と前記セルラー送信とを同時に実行するステップ、及び
Ｄ２Ｄ送信レートに加えたセルラーＵＬ送信レートである総合送信レートが最大になるように前記Ｄ２Ｄ送信の電力（ＰD2D）及び前記セルラー送信の電力（ＰUL）を調整するステップ、及び
Ｄ２Ｄ送信レート（ＲD2D）に加えたセルラーＵＬ送信レート（ＲUL）が最大セルラーＵＬ送信レート（ＲC）より小さい場合に、前記Ｄ２Ｄ送信と前記セルラー送信とを異なるリソースブロックで実行するステップ、
を含む、方法。
【請求項２】
前記最大セルラーＵＬ送信レート（ＲＣ）は、少なくとも前記セルラーＵＬ送信の帯域（Ｂ）、前記ＵＥの最大送信電力制約（Ｐtotoal）、前記セルラー送信のチャネルの処理利得（ＧUE,BS）及び熱雑音電力（Ｎ）に従って決定される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記（ＲＣ）は、
【数１】
2016092839.tif 000024
に従って決定される、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記セルラーＵＬ送信レート（ＲUL）は、少なくとも前記セルラー送信の送信電力（ＰUL）、基地局により受信される干渉信号（ＩD2D）、前記Ｎ、前記Ｂ及び前記ＧUE,BSに従って決定される、請求項２記載の方法。
【請求項５】
ＲULは、
【数２】
2016092839.tif 000025
に従って決定される、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記Ｄ２Ｄ送信レート（ＲD2D）は、少なくとも前記Ｄ２Ｄ送信の送信電力（ＰD2D）、第２のＵＥにより受信される干渉信号（ＩＣ）、前記Ｄ２Ｄ送信のチャネルの処理利得（ＧDtx,Drx）、前記Ｂ及び前記Ｎに従って決定される、請求項４記載の方法。
【請求項７】
ＲD2Dは、
【数３】
2016092839.tif 000026
に従って決定され、ここで、ＰD2Dは前記Ｄ２Ｄ送信の送信電力、ＩＣは第２のＵＥにより受信される干渉信号、ＧDtx,Drxは前記Ｄ２Ｄ送信のチャネルの処理利得である、請求項６記載の方法。
【請求項８】
総合送信レートが最大になるように前記Ｄ２Ｄ送信の電力（ＰD2D）及び前記セルラー送信の電力（ＰUL）を調整するステップは、
前記セルラー送信のＵＬレートを、すべての電力が前記セルラー送信のために使用される際の前記セルラー送信のＵＬレートのＰ倍に設定するステップを含み、ここで、Ｐは０と１との間の数である、請求項６記載の方法。
【請求項９】
前記Ｄ２Ｄ送信の電力（ＰD2D）は、少なくとも前記Ｐtotal、前記ＧUE,BS、前記Ｎ、前記Ｐ、及び前記ＮのＰ乗に従って決定される、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記ＰD2Dは、
【数４】
2016092839.tif 000027
に従って決定される、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記セルラー送信の電力（ＰUL）は、
ＰUL＝Ｐtotal−ＰD2D
に従って決定される、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記Ｄ２Ｄ送信レート（ＲD2D）に加えた前記セルラーＵＬ送信レート（ＲUL）が前記最大セルラーＵＬ送信レート（ＲC）より小さい場合に、前記Ｐtotalのすべてが前記セルラー送信のために使用される、請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記Ｄ２Ｄ送信はインバンドアンダーレイＤ２Ｄ通信である、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記セルラー送信のセルラーチャネル情報を測定するステップ、
前記Ｄ２Ｄ送信のＤ２Ｄチャネル情報を測定するステップ、
受信Ｄ２Ｄユーザ装置におけるセルラー干渉を除去するために、前記セルラー送信及び前記Ｄ２Ｄ送信のそれぞれに対して前記セルラーチャネル情報及び前記Ｄ２Ｄチャネル情報に基づいてダーティー・ペーパー符号化を実行するステップ、
を更に含む、請求項１記載の方法。
【請求項１５】
無線通信システム内におけるデバイスツーデバイス（Ｄ２Ｄ）通信のための、選択プール内のユーザ装置（ＵＥ）をスケジューリングする基地局（ＢＳ）に適用可能な方法及び装置であって、前記方法は、
前記選択プールの各ＵＥから、前記選択プール内の各ＵＥに対応する送信の最大レート及び送信モードを受信するステップ、及び
前記選択プール内の各ＵＥを最大レートスケジューリング又はプロポーショナルフェアスケジューリングに基づいてスケジューリングするステップを含み、
前記各ＵＥをスケジューリングするステップは、
第１のＵＥがセルラーアップリンク（ＵＬ）送信とＤ２Ｄ送信とに同時にスケジューリングされるかどうかを決定するステップ、
前記第１のＵＥのＤ２Ｄ送信が第２のＵＥとであるかどうか及び前記Ｄ２Ｄ送信が前記セルラーＵＬ送信と同じ時間間隔であるかどうかを決定するステップ、
前記第１のＵＥがセルラーアップリンク（ＵＬ）送信とＤ２Ｄ送信とに同時にスケジューリングされ且つ前記第１のＵＥのＤ２Ｄ送信が第２のＵＥとである場合には、前記第２のＵＥのスケジュールを、前記第２のＵＥが前記第１のＵＥからのＤ２Ｄ送信を受信する時間間隔と同じ時間間隔でセルラーＵＬ送信を実行しないように調整するステップ、
を含む、方法。
【請求項１６】
前記選択プール内の各ＵＥを最大レートスケジューリングに基づいてスケジューリングするステップは、
ＵＥｉ＊を選択する、ここで
【数５】
2016092839.tif 000028
である、ステップ、
ＵＥｉ＊から最大送信レート及び送信モードを取り出すステップ、
ＵＥｉ＊を前記選択プールから除去するステップ、
ＵＥｉ＊がセルラーＵＬ送信のみにスケジューリングされ、また前記選択プール内のＵＥｋがＵＥｉ＊へのＤ２Ｄ送信を必要とする場合には、ＵＥｋの送信モード及びＵＥｋの最大送信レートをセルラーアップリンク（ＵＬ）送信のみとして修正するステップ、及び
前記選択プールが空になるまで請求項１２に記載のステップを繰り返すステップ、
を含む、方法。
【請求項１７】
前記最大送信レートは、セルラーＵＬのみの送信の達成可能レートと、セルラーＵＬとＤ２Ｄとの同時送信の達成可能レートとの間で大きい方である、請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
前記ＢＳは、前記第１のＵＥ及び前記第２のＵＥが前記セルラーＵＬ送信と同じ時間間隔においてＤ２Ｄ通信で通信している場合には、前記第１のＵＥ又は前記第２のＵＥのいずれかを同じ時間間隔で前記セルラーＵＬ送信にスケジューリングする、請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
前記最大送信レート及び前記送信モードは、少なくとも前記Ｄ２Ｄ送信の電力（ＰD2D）、前記セルラー送信の電力（ＰUL）、前記セルラー送信のチャネル情報ＧUE,BS、送信帯域（Ｂ）、第２のＵＥにより受信される干渉信号（ＩC）及び前記Ｄ２Ｄ送信のチャネル情報（ＧDtx,Drx）に従って決定される、請求項１６記載の方法。
【請求項２０】
前記最大送信レート及び前記送信モードは、
【数６】
2016092839.tif 000029
に従って決定される、請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
無線データを送受するトランシーバと、
前記トランシーバに結合されたプロセッサと、
を備え、前記プロセッサは、少なくとも、
Ｄ２Ｄ送信とセルラー送信とをセルラーアップリンクタイムスロットに割り当てられたリソースブロックで同時に実行するかどうかを決定するステップ、
Ｄ２Ｄ送信レート（ＲD2D）に加えたセルラーアップリンク（ＵＬ）送信レート（ＲUL）が最大セルラーＵＬ送信レート（ＲC）以上である場合に、前記Ｄ２Ｄ送信と前記セルラー送信とを同時に実行するステップ、及び
Ｄ２Ｄ送信レートに加えたセルラーＵＬ送信レートである総合送信レートが最大になるように前記Ｄ２Ｄ送信の電力（ＰD2D）及び前記セルラー送信の電力（ＰUL）を調整するステップ、及び
Ｄ２Ｄ送信レート（ＲD2D）に加えたセルラーＵＬ送信レート（ＲUL）が最大セルラーＵＬ送信レート（ＲC）より小さい場合に、前記Ｄ２Ｄ送信と前記セルラー送信とを異なるリソースブロックで実行するステップ、
を実行するように構成されている、ユニット装置（ＵＥ）。
【請求項２２】
前記最大セルラーＵＬ送信レート（ＲＣ）は、少なくとも前記セルラーＵＬ送信の帯域（Ｂ）、前記ＵＥの最大送信電力制約（Ｐtotoal）、前記セルラー送信のチャネルの処理利得（ＧUE,BS）及び熱雑音電力（Ｎ）に従って、前記プロセッサにより決定される、請求項２１記載のＵＥ。
【請求項２３】
前記（ＲＣ）は、
【数７】
2016092839.tif 000030
に従って決定される、請求項２１記載のＵＥ。
【請求項２４】
前記セルラーＵＬ送信レート（ＲUL）は、少なくとも前記セルラー送信の送信電力（ＰUL）、基地局により受信される干渉信号（ＩD2D）、前記Ｎ、前記Ｂ及び前記ＧUE,BSに従って、前記プロセッサにより決定される、請求項２２記載のＵＥ。
【請求項２５】
ＲULは、
【数８】
2016092839.tif 000031
に従って決定される、請求項２４記載のＵＥ。
【請求項２６】
前記Ｄ２Ｄ送信レート（ＲD2D）は、少なくとも前記Ｄ２Ｄ送信の送信電力（ＰD2D）、第２のＵＥにより受信される干渉信号（ＩＣ）、前記Ｄ２Ｄ送信のチャネルの処理利得（ＧDtx,Drx）、前記Ｂ及び前記Ｎに従って、前記プロセッサにより決定される、請求項２４記載のＵＥ。
【請求項２７】
ＲD2Dは、
【数９】
2016092839.tif 000032
に従って決定され、ここで、ＰD2Dは前記Ｄ２Ｄ送信の送信電力、ＩＣは第２のＵＥにより受信される干渉信号、ＧDtx,Drxは前記Ｄ２Ｄ送信のチャネルの処理利得である、請求項２６記載のＵＥ。
【請求項２８】
総合送信レートが最大になるように前記Ｄ２Ｄ送信の電力（ＰD2D）及び前記セルラー送信の電力（ＰUL）を調整するステップは、
前記セルラー送信のＵＬレートを、全電力が前記セルラー送信のために使用される際の前記セルラー送信のＵＬレートのＰ倍に設定するステップを含み、ここで、Ｐは０と１の間の数である、請求項２６記載のＵＥ。
【請求項２９】
前記Ｄ２Ｄ送信の電力（ＰD2D）は、少なくとも前記Ｐtotal、前記ＧUE,BS、前記Ｎ、前記Ｐ、及び前記ＮのＰ乗に従って決定される、請求項２８記載のＵＥ。
【請求項３０】
前記ＰD2Dは、
【数１０】
2016092839.tif 000033
に従って決定される、請求項２９記載のＵＥ。
【請求項３１】
前記セルラー送信の電力（ＰUL）は、
ＰUL＝Ｐtotal−ＰD2D
に従って決定される、請求項３０記載のＵＥ。
【請求項３２】
前記Ｄ２Ｄ送信レート（ＲD2D）に加えた前記セルラーＵＬ送信レート（ＲUL）が前記最大セルラーＵＬ送信レート（ＲC）より小さい場合に、前記Ｐtotalのすべてが前記セルラー送信のために使用される、請求項３１記載のＵＥ。
【請求項３３】
前記Ｄ２Ｄ送信はインバンドアンダーレイＤ２Ｄ通信である、請求項３２記載の方法。
【請求項３４】
前記セルラー送信のセルラーチャネル情報を測定するステップ、
前記Ｄ２Ｄ送信のＤ２Ｄチャネル情報を測定するステップ、
受信Ｄ２Ｄユーザ装置におけるセルラー干渉を除去するために、前記セルラー送信及び前記Ｄ２Ｄ送信のそれぞれに対して前記セルラーチャネル情報及び前記Ｄ２Ｄチャネル情報に基づいてダーティー・ペーパー符号化を実行するステップ、
を更に実行するように構成されている、請求項３１記載のＵＥ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１４年１１月４日に出願された米国仮特許出願第６２／０７４，６６３号、２０１４年１１月４日に出願された米国仮特許出願第６２／０７５，１６５号、２０１４年１１月４日に出願された米国仮特許出願第６２／０７４，６６４号の優先権の利益を主張するものである。上記の各特許出願の全内容は参照することにより本明細書に組みこまれ、本明細書の一部をなす。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、無線通信システム内におけるデバイスツーデバイス（Ｄ２Ｄ）通信のための方法及び装置とそれを利用する関連装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、デバイスツーデバイス（Ｄ２Ｄ）通信は、スペクトルの利用を向上させ、ローカルトラヒック負荷に対する需要の増加を満たし、より良いユーザエクスペリエンスを提供するための技術であった。Ｄ２Ｄ通信は、２つのピアデバイスがそれらの間でユーザデータを中継するセルラーネットワークによらずに互いに直接通信するものと定義することができる。Ｄ２Ｄ通信はスタンドアロンスペクトルで動作し、これはアウトバンドＤ２Ｄとして分類できる。Ｄ２Ｄ通信はセルラースペクトル内でセルラーネットワークと共存することもでき、これはインバンドＤ２Ｄとして分類できる。
【０００４】
インバンドＤ２Ｄを選択する動機は認可されたセルラースペクトルの無線リソースのより良い制御性にある。インバンドＤ２Ｄは更にアンダーレイ（ｕｎｄｅｒｌａｙ）動作とオーバーレイ（ｏｖｅｒｌａｙ）動作とに分類できる。アンダーレイシナリオでは、Ｄ２Ｄリンクは同じ無線リソースをセルラーリンクと共用する。オーバーレイシナリオでは、セルラーリンクで占有されない専用無線リソースがＤ２Ｄリンクに割り当てられる。インバンドＤ２Ｄ動作の利点は、Ｄ２Ｄリンクとセルラーリンクとの間の干渉が通常存在しないことにある。しかしながら、オーバーレイＤ２Ｄ動作は、例えば基地局による、Ｄ２Ｄユーザ又はセルラーユーザへの無線リソースブロック（ＲＢ）の集中割り当てに依存している。セルラーネットワーク内でのＤ２Ｄ通信及びセルラーネットワーク支援Ｄ２Ｄ通信に関する課題はたくさんあり、検討されている。
【０００５】
オーバーレイＤ２Ｄ通信はＤ２Ｄユーザとセルラーユーザが別々のＲＢを使用することができ、従ってスペクトル利用率の点でアンダーレイＤ２Ｄ通信ほど有効でない。より良いスペクトル利用率のために、アンダーレイＤ２Ｄ通信の方が通常好適であり、従ってセルラーネットワークからＤ２Ｄリンクへトラヒックをオフロードすることによりセルラーネットワークのスペクトル効率を向上させるアンダーレイＤ２Ｄ通信の可能性が研究されている。しかしながら、アンダーレイＤ２Ｄ通信はセルラーネットワークへ干渉を生じ、セルラーユーザの性能を大きく悪化し得る。従って、干渉の管理及び効率的なリソースの再利用方法が重要な課題になっている。その後、基地局においてセルラー端末とＤ２Ｄ端末との間の干渉のローカルアウェアネス（ａｗａｒｅｎｅｓｓ）を発生させ、セルラーネットワークに固有のマルチユーザダイバーシチを活用してその干渉を最小にする実用的で効率的な方法が提案されている。また、セルラーユーザのクオリティ・オブ・サービス（ＱｏＳ）を考慮しながら、単一のＤ２Ｄペアと単一のセルラーユーザとを有するネットワークに対してスループットを最大にすることもできる。
【０００６】
有効な干渉管理のために、無線リソースを割り当てる基地局等の中央装置は通常、ユーザの位置並びにＤ２Ｄ及びセルラーユーザ間のチャネルを知る必要がある。Ｄ２Ｄユーザ間のチャネルに関する情報は一般に取得困難である。加えて、相互干渉の存在下のネットワークの最適化は一般に計算集約的である。従って、オーバーレイＤ２Ｄと対照的に、アンダーレイＤ２Ｄ通信の有効な動作はより大きなシステムオーバヘッドを課され、一層困難になる。Ｄ２Ｄ及びセルラーユーザが直交するＲＢを使用するオーバーレイＤ２Ｄと、Ｄ２Ｄ及びセルラーユーザが直交しないＲＢを使用するアンダーレイＤ２Ｄとを含む動作が検討されている。
【０００７】
Ｄ２Ｄ及びセルラーユーザ間の低い干渉で、セルラーネットワーク内のインバンドＤ２Ｄを容易にするために、多くの既存の研究は、Ｄ２Ｄ通信はセルラーアップリンク（ＵＬ）バンド内で動作することを前提としている。これは３ＧＰＰ  Ｄ２Ｄ設計の基本前提としても採用されている。
【発明の概要】
【０００８】
本発明は無線通信システム内におけるデバイスツーデバイス（Ｄ２Ｄ）のための方法及び装置とそれを利用する関連装置を対象にする。
【０００９】
典型的な実施形態の一つでは、本発明は無線通信システム内におけるデバイスツーデバイス（Ｄ２Ｄ）通信のための、ユーザ装置（ＵＥ）に適用可能な方法及び装置を対象にする。本方法は、限定されないが、
Ｄ２Ｄ送信とセルラー送信とをセルラーアップリンクタイムスロットに割り当てられたリソースブロックで同時に実行するかどうかを決定するステップ、
Ｄ２Ｄ送信レート（ＲD2D）に加えたセルラーアップリンク（ＵＬ）送信レート（ＲUL）が最大セルラーＵＬ送信レート（ＲC）以上である場合に、Ｄ２Ｄ送信とセルラー送信を同時に実行するステップ、
Ｄ２Ｄ送信レートに加えたセルラーＵＬ送信レートである総合送信レートが最大になるようにＤ２Ｄ送信の電力（ＰD2D）及びセルラー送信の電力（ＰUL）を調整するステップ、及び
Ｄ２Ｄ送信レート（ＲD2D）に加えたセルラーＵＬ送信レート（ＲUL）が最大セルラーＵＬ送信レート（ＲC）より小さい場合に、Ｄ２Ｄ送信とセルラー送信とを異なるリソースブロックで実行するステップを含む。
【００１０】
典型的な実施形態の一つにおいては、本発明は無線通信システム内におけるデバイスツーデバイス（Ｄ２Ｄ）通信のための、選択プール内のユーザ装置（ＵＥ）をスケジューリングする基地局（ＢＳ）に適用可能な方法及び装置を対象にする。前記方法は、限定されないが、
前記選択プールの各ＵＥから、前記選択プール内の各ＵＥに対応する送信の最大レート及び送信モードを受信するステップ、及び
前記選択プール内の各ＵＥを最大レートスケジューリング又はプロポーショナルフェアスケジューリングに基づいてスケジューリングするステップを含み、
前記各ＵＥをスケジューリングするステップは、
第１のＵＥがセルラーアップリンク（ＵＬ）送信とＤ２Ｄ送信とに同時にスケジューリングされるかどうかを決定するステップ、
前記第１のＵＥのＤ２Ｄ送信が第２のＵＥとであるかどうか及び前記Ｄ２Ｄ送信が前記セルラーＵＬ送信と同じ時間間隔であるかどうかを決定するステップ、
前記第１のＵＥがセルラーアップリンク（ＵＬ）送信とＤ２Ｄ送信とに同時にスケジューリングされ且つ前記第１のＵＥのＤ２Ｄ送信が前記第２のＵＥとである場合には、前記第２のＵＥのスケジュールを、前記第２のＵＥが前記第１のＵＥからのＤ２Ｄ送信を受信し、同じ時間間隔で前記第２のＵＥがセルラーＵＬ送信で前記第１のＵＥからのＤ２Ｄ送信を受信しないように調整するステップを含む。
【００１１】
本発明の上記の特徴及び利点を理解可能にするために、図面に示された典型的な実施形態が以下に詳細に説明される。以上の一般的な説明及び以下の詳細な説明はいずれも例示であって、請求の範囲の記載内容の更なる説明を与えることを意図していると理解されたい。
【００１２】
しかしながら、この概要は本発明の特徴及び実施形態のすべてを網羅し得ず、よって制限や限定を意図してないと理解されたい。また、本開示は当業者に自明の改良及び変更も含んでいると理解されたい。
【００１３】
添付図面は本発明の更なる理解を与えるために本発明明細書に組み込まれ、本明細書の一部を成す。図面は本発明の実施形態を示し、明細書の記載とともに本発明の原理を説明する働きを成す。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態の一つによる多重アクセス無線通信システムを示す。
【図２】送信機システムおよび受信機システムの典型的な実施形態を示す簡略ブロック図である。
【図３】本発明の典型的な実施形態の一つによる通信装置の別の簡略機能ブロック図を示す。
【図４】本発明の典型的な実施形態の一つによる、図３に示すプログラムコード３１２の簡略ブロック図を示す。
【図５】本発明の典型的な実施形態の一つによる、無線通信システム内のデバイスツーデバイス（Ｄ２Ｄ）通信のための方法及び装置を示す。
【図６】本発明の典型的な実施形態の一つによる、無線通信システム内のデバイスツーデバイス（Ｄ２Ｄ）通信のための方法及び装置を示す。
【図７】セルラーネットワークが、アンダーレイ又はオーバーレイ動作モードの下で動作し得るＤ２Ｄネットワークと共存する典型的なネットワークを示す。
【図８】本発明の典型的な実施形態の一つによる、異なるタイムスロットにおけるＤ２Ｄ通信とセルラーＵＬ通信との間での直交リソースの共用を示す。
【図９】本発明の典型的な実施形態の一つによる、送信ＵＥにおけるダーティー・ペーパー符号化ベースのプリコーディングにより抑制できるセルラーＵＬ送信とＤ２Ｄ送信との間の干渉を示す。
【図１０】本発明の典型的な実施形態の一つによる、Ｄ２Ｄ送信機においてチャネル状態情報を含むダーティー・ペーパーチャネルを示す。
【図１１】本発明の典型的な実施形態の一つによる、Ｄ２Ｄモード、セルラーＵＬのみのモード、及びセルラーＵＬとＤ２Ｄとの同時送信モードの下でのネットワークの動作を示す。
【図１２】本発明の典型的な実施形態の一つによる、複数のＵＥを含む干渉のシナリオを示す。
【図１３】受信ＵＥがＤ２Ｄ送信ＵＥとして同じ時間にセルラーＵＬ送信にスケジューリングされる場合に、Ｄ２Ｄ通信が失敗するシナリオを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図面に示された本発明の模範的な実施形態につき説明する。図面及び明細書において、同一もしくは同等の部分は可能な限り同一の参照番号で示されている。
【００１６】
図１~図６及びそれらの対応する記述は本発明の全般的な概念を開示している。図７~図１３及びそれらの対応する記述は様々な模範的な実施形態を更なる詳細とともに開示している。
【００１７】
本開示において、３ＧＰＰ等のキーワード又は語句は本発明の概念を提示するために単に一例として使用されている。しかしながら、本開示に示される本発明の概念は当業者によってＩＥＥＥ８０２．１１，ＩＥＥＥ８０２．１６，ＷｉＭＡＸ等の他の通信システムに拡張可能である。
【００１８】
以下に記載する典型的な無線通信システム及び装置は放送サービスをサポートする無線通信システムを使用する。無線通信システムは音声、データ等の様々なタイプの通信を提供するために広く展開されている。これらのシステムは、符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）、時分割多重接続（ＴＤＭＡ）、直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ）、３ＧＰＰＬＴＥ（Long Term Evolution）無線接続、３ＧＰＰＬＴＥ−Ａ（long Term Evolution Advanced）無線接続、３ＧＰＰ２ＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）、ＷｉＭａｘ、又はいくつかの他の変調技術に基づいている。
【００１９】
図１は、本発明の典型的な実施形態の一つによる多重接続無線通信システムを示す。アクセスネットワーク１００（ＡＮ）は複数のアンテナグループを含むことができる。一つのアンテナグループはアンテナ１０４及び１０６を含むことができ、もう一つのアンテナグループはアクセス１０８及び１１０を含むことができる。図１では、各グループにつき２つのアンテナのみを示すが、各アンテナグループにもっと多数の又は少数のアンテナを使用することができる。アクセス端末１１６（ＡＴ）はアンテナ１１２及び１１４と通信する状態にあり、アンテナ１１２及び１１４は順方向リンク１２０を通じてアンテナ端末１１６へ情報を送信し、逆方向リンク１１８を通じてアクセス端末１１６からの情報を受信する。アクセス端末（ＡＴ）１２２はアンテナ１０６及び１０８と通信し得る状態にあり、アンテナ１０６及び１０８は順方向リンク１２６を通じてＡＴ１２２へ情報を送信し、逆方向リンク１２４を通じてＡＴ１２２からの情報を受信する。ＦＤＤシステムでは、通信リンク１１８，１２０，１２４，及び１２６は通信用に異なる周波数を使用することができる。例えば、順方向リンク１２０は逆方向リンク１１８で使用される周波数と異なる周波数を使用することができる。
【００２０】
一般に、アンテナの各グループ及び／又はそれらが通信するように設計されたエリアはアクセスネットワークのセクタと呼ばれることが多い。例えば、アンテナグループの各々は、アクセスネットワーク１００等のアクセスネットワークによりカバーされるエリアの一つのセクタ内のアクセス端末と通信するように設計することができる。
【００２１】
順方向リンク１２０及び１２６を通じた通信のためには、アクセスネットワーク１００の送信アンテナは、異なるアクセス端末１１６及び１２２に対する順方向リンクの信号対雑音比を向上させるためにビームフォーミング技術を利用することができる。また、そのカバレッジ中にランダムに散在するアクセス端子へ送信するためにビームフォーミング技術を利用するアクセスネットワークは通常、単一のアンテナでその全アクセス端末に送信するアクセスネットワークよりも隣接するセル内の端末への干渉を起こしにくい。
【００２２】
アクセスネットワーク（ＡＮ）は端末と通信する固定局又は基地局とすることができ、アクセスポイント、ノードＢ、基地局、エンハンスト基地局、ｅＮｏｄｅＢ等と称されている。アクセス端末（ＡＴ）はユーザ装置（ＵＥ）、無線通信装置、端末、アンテナ端末等と称されている。
【００２３】
図２は、ＭＩＭＯシステム２００内の、アクセスネットワークとしても知られる送信機システム２１０と、アクセス端末（ＡＴ）又はユーザ装置（ＵＥ）としても知られる受信機システム２５０の典型的な実施形態を示す簡略ブロック図である。送信機システム２１０において、複数のデータストリームのトラヒックデータがデータソース２１２から送信（ＴＸ）データプロセッサ２１４に供給される。
【００２４】
典型的な実施形態では、各データストリームはそれぞれの送信アンテナを通じて送信することができる。ＴＸデータプロセッサ２１４は、各データストリームのトラヒックデータを当該データストリームに対して選択された特定の符号化方式に基づいてフォーマット化し、符号化し、インターリーブして符号化データを提供し得る。
【００２５】
各データストリームの符号化データはＯＦＤＭ技術を用いてパイロットデータと多重化することができる。パイロットデータは典型的には周知の方法で処理された周知のデータパターンであり、受信システムでチャネル応答を推定するために使用することができる。多重化されたパイロットおよび各データストリームの符号データはその後当該データストリームに対して選択された特定の変調方式（例えば、ＢＰＳＫ，ＫＵＰＳＫ，Ｍ−ＰＳＫ又はＭ−ＱＡＭ）に基づいて変調されて変調シンボルを提供する。各データストリームのデータレート、符号化及び変調はプロセッサ２３０で実行される命令により決定することができる。
【００２６】
すべてのデータストリームの変調シンボルはその後ＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ２２０に送信され、このプロセッサは変調シンボルを更に処理することができる（例えばＯＦＤＭのため）。ＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ２２０はその後ＮＴ変調シンボルストリームをＮＴ送信機（ＴＭＴＲ）２２２ａ〜２２２ｔに供給する。典型的な実施形態によれば、ＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ２２０はデータストリームのシンボル及びそのシンボルを送信するアンテナにビームフォーミング重みを適用する。
【００２７】
各送信機２２２はそれぞれのシンボルストリームを受信し処理して１以上のアナログ信号を提供し、更にアナログ信号を調整、即ち増幅し、フィルタ処理し、又はアップコンバートしてＭＩＭＯチャネルを通じた送信に適した変調信号を提供する。送信機２２２ａ〜２２２ｔからのＮＴ変調信号はその後それぞれＮＴアンテナ２２４ａ〜２２４ｔから送信される。
【００２８】
受信機システム２５０において、送信されてきた変調信号はＮＲアンテナ２５２ａ〜２５２ｒにより受信され、各アンテナ２５２からの受信信号はそれぞれの受信機（ＲＣＶＲ）２５４ａ〜２５４ｒに供給される。各受信機２５４は、それぞれの受信信号を調整、即ちフィルタ処理し、増幅し、ダウンコンバートし、調整した信号をディジタル化してサンプルを提供し、更にサンプルを処理して対応する「受信」シンボルストリームを提供する。
【００２９】
ＲＸデータプロセッサ２６０は、ＮＲ受信機２５４からのＮＲ受信シンボルストリームを受信し、特定の受信処理技術に基づいて処理してＮＴ「検出」シンボルストリームを提供する。ＲＸデータプロセッサ２６０はその後各検出シンボルストリームを復調し、デインターリーブし、復号してデータストリームのトラヒックデータを復元する。ＲＸデータプロセッサ２６０による処理は送信機システム２１０内のＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ２２０及びＴＸデータプロセッサ２１４により実行される処理と相補的である。
【００３０】
プロセッサ２７０は、以下に述べるように、どのプリコーディング行列を使用するかを周期的に決定する。プロセッサ２７０は行列インデックス部分とランク値部分とを含むリバースリンクメッセージを形成することができる。
【００３１】
リバースリンクメッセージは通信リンク及び／又は受信データストリームに関する種々の情報を含むことができる。リバースリンクメッセージはその後ＴＸデータプロセッサ２３８により処理され、このプロセッサはデータソース２３６からの複数のデータストリームのトラヒックデータも受信し、変調器２８０により変調され、送信機２５４ａ〜２５４ｒにより調整され、送信機システム２１０に返送される。
【００３２】
送信機システム２１０において、受信機システム２５０からの変調信号もアンテナ２２４により受信され、受信機２２２により調整され、復調器２４０により復調され、ＲＸデータプロセッサ２４２により処理されて、受信機システム２５０により送信されたリバースリンクメッセージが抽出される。プロセッサ２３０はその後、ビームフォーミング重みの決定のためにどのプリコーディング行列を使用するかを決定し、その後抽出したメッセージを処理する。
【００３３】
メモリ２３２又は記憶媒体は２４０又は２４２からプロセッサ２３０を介して供給されるいくらかのバッファされた／計算データを一時的に記憶し、２１２からのいくらかのバッファされたデータを記憶し、或いはいくらかの特定のプログラムコードを格納するために使用することができる。メモリ２７２又は記憶媒体は２６０からプロセッサ２７０を介して供給されるいくらかのバッファされた／計算データを一時的に記憶し、２３６からのいくらかのバッファされたデータを記憶し、或いはいくらかの特定のプログラムコードを記憶するために使用することができる。
【００３４】
図３は、本発明の典型的な実施形態の一つによる通信装置の別の簡略機能ブロック図を示す。図３に示すように、無線通信システム内の通信装置３００は図１のＵＥ（またはＡＴ）１１６及び１２２を実現するために使用することができ、本無線通信システムはＬＴＥシステムとすることができる。本通信システム３００は入力装置３０２、出力装置３０４、制御回路３０６、中央処理装置（ＣＰＵ）３０８、メモリ３１０、プログラムコード３１２、及びトランシーバ３１４を含むことができる。制御回路３０６はメモリ３１０内のプログラムコードをＣＰＵ３０８を介して実行して、通信装置３００の動作を制御する。通信装置３００はキーボード又はキーパッド等の入力装置３０２を介してユーザにより入力される信号を受信し、モニタ又はスピーカ等の出力装置３０４を介して出力画像及び音声を出力し得る。トランシーバ３１４は無線信号を受信及び送信するために使用され、受信した信号を制御回路３０６に送り、制御回路３０６により発生された信号を送出する。
【００３５】
図４は、本発明の典型的な実施形態の一つによる、図３に示すプログラムコードの簡略ブロック図を示す。この実施形態では、プログラムコード３１２はアプリケーションレイヤ４００、レイヤ３部分４０２、及びレイヤ２部分４０４を含み、レイヤ１部分４０６に結合される。レイヤ３部分４０２は一般に無線リソース制御を実行する。レイヤ２部分４０４は一般にリンク制御を実行する。レイヤ１部分４０６は一般に物理的接続を実行する。
【００３６】
ＬＴＥ又はＬＴＥ−Ａシステムに対して、レイヤ２部分４０４は無線リンク制御（ＲＬＣ）レイヤ及び媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レイヤを含むことができる。レイヤ３部分４０２は無線リソース制御（ＲＲＣ）レイヤを含むことができる。
【００３７】
図５は、ユーザ装置（ＵＥ）に適用可能な、無線通信システム内におけるデバイスツーデータ（Ｄ２Ｄ）のための方法及び装置を示す。ステップＳ５０１において、ＵＥはセルラーアップリンクタイムスロットに割り当てられたリソースブロック内でＤ２Ｄ送信とセルラー送信とを同時に実行するかどうかを決定することができる。Ｄ２Ｄ送信レート（ＲD2D）に加えたセルラーアップリンク（ＵＬ）送信レート（ＲUL）が最大セルラーＵＬ送信レート（ＲC）以上である場合には、ステップＳ５０２において、ＵＥはＤ２Ｄ送信とセルラー送信とを同時に実行することができる。ステップＳ５０３において、ＵＥはＤ２Ｄ送信の電力（ＰD2D）及びセルラー送信の電力（ＰUL）を、Ｄ２Ｄ送信レートにセルラー送信レート加えた総合送信レートが最大になるように調整することができる。
【００３８】
典型的な実施形態の一つでは、ＲCは、
【数１】
2016092839.tif 000003
に従って決定され、ここで、ＢはセルラーＵＬ送信の帯域幅、ＰtotalはＵＥの最大送信電力制約、ＧUE,BSはセルラー送信のチャネルの処理利得、及びＮは熱雑音電力である。
【００３９】
典型的な実施形態の一つでは、ＲULは、
【数２】
2016092839.tif 000004
に従って決定され、ここで、ＰULはセルラー送信の送信電力であり、ＩD2Dは基地局により受信される干渉信号である。
【００４０】
典型的な実施形態の一つでは、ＲD2Dは、
【数３】
2016092839.tif 000005
に従って決定され、ここで、ＰD2DはＤ２Ｄ送信の送信電力、ＩＣは第２のＵＥにより受信される干渉信号、及びＧDtx,DrxはＤ２Ｄ送信のチャネルの処理利得である。
【００４１】
典型的な実施形態の一つでは、Ｄ２Ｄ送信の電力（ＰD2D）は、
【数４】
2016092839.tif 000006
に従って決定され、セルラー送信の電力（ＰUL）は、ＰUL＝Ｐtotal−ＰD2Dに従って決定される。
【００４２】
典型的な実施形態の一つでは、ＵＥは更に、セルラー送信のセルラーチャネル情報を測定し、Ｄ２Ｄ送信のＤ２Ｄチャネル情報を測定し、受信Ｄ２ＤＵＥにおけるセルラー干渉を除去するために、セルラー送信に対してセルラーチャネル送信及びＤ２Ｄチャネル送信それぞれに対するセルラーチャネル情報及びＤ２Ｄチャネル情報に基づいてダーティー・ペーパー符号化を実行する。
【００４３】
図６は、選択プール内のＵＥをスケジューリングする基地局（ＢＳ）に適用可能な、無線通信システム内におけるデバイスツーデバイス（Ｄ２Ｄ）通信のための方法及び装置を示す。ステップＳ６０１において、ＢＳは選択プール内の各ＵＥから、選択プール内の各ＵＥに対応する最大送信レート及び送信モードを受信する。ステップＳ６０２において、ＢＳは選択プール内の各ＵＥを最大レートスケジューリング又はプロポーショナルフェアスケジューリングに基づいてスケジューリングする。ここで、各ＵＥをスケジューリングするステップは、第１のＵＥがセルラーアップリンク（ＵＬ）送信とＤ２Ｄ送信とに同時にスケジューリングされているどうかを決定し、第１のＵＥのＤ２Ｄ送信が第２のＵＥとであるかどうか、及びＤ２Ｄ送信がセルラーアップリンク（ＵＬ）送信と同じ時間間隔であるかどうかを決定し、第１のＵＥがセルラーアップリンク（ＵＬ）送信とＤ２Ｄ送信とに同時にスケジューリングされ、第１のＵＥのＤ２Ｄ送信が第２のＵＥとである場合には、ＢＳは第２のＵＥのスケジュールを、第２のＵＥが第１のＵＥからのＤ２Ｄ送信を受信する同じ時間間隔でＵＬ送信を実行しないように調整する。
【００４４】
典型的な実施形態の一つでは、最大レートスケジューリングに基づく選択プール内の各ＵＥのスケジューリングは、ＵＥｉ＊を選択し、ここで
【数５】
2016092839.tif 000007
であり、ＵＥｉ＊から最大送信レート及び送信モードを取り出し、選択プールからＵＥｉ＊を除去し、ＵＥｉ＊がセルラーＵＬ送信のみにスケジューリングされている場合で、選択プール内のＵＥｋがＵＥｉ＊へのＤ２Ｄ送信を要求する場合には、ＵＥｋの送信モード及び最大送信レートはセルラーアップリンク（ＵＬ）送信のみとして修正され、選択プールが空になるまで前記ステップが繰り返される。
【００４５】
本発明の様々な特徴を以上に記載した。本明細書に開示された教示は様々な形態に具体化することができ、本明細書に開示された特定の構造及び／又は機能は単なる例示である。当業者は、本明細書に開示された教示に基づいて、本明細書に開示の様々な特徴の一つは任意の他の特徴と独立に実装することができ、またそれらの２つ以上の特徴を様々に組み合わせることもできることを認識されよう。例えば、本明細書に記載された様々な特徴のいくつかを用いて装置を実装することができ、また方法を実行することができる。更に、このような装置又は方法は本明細書に記載の特徴の一つ以上に加えて又は代わりに他の構造、機能、又は構造と機能を用いて実装又は実行することができる。上記概念のいくつかの一例として、ある意味では同時チャネルをパルス繰り返し周波数に基づいて確立することができる。ある意味では、同時チャネルはパルス繰り返し周波数、パルス位置又はオフセット、及び時間ホッピングシーケンスに基づいて確立することができる。
【００４６】
当業者は、方法及びシステムは種々の異なる技法及び技術のいずれかを用いて表すことができることは理解されよう。例えば、明細書中で言及されるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁界又は粒子、光学場又は粒子で表すことができる。
【００４７】
当業者は更に、本発明の特徴と関連して記載される種々の例示的な論理ブロック、モジュール、プロセッサ、手段、回路、及びアルゴリズムステップは、電子的ハードウェア（例えば、ディジタル実装、アナログ実装又はその組み合わせ）として、命令を内蔵する様々な形のプログラム又は設計コード（本明細書では、例えば「ソフトウェア、又は「ソフトウェアモジュール」と言う）として、又はそれらの組み合わせとして実装することができることは認識されよう。このハードウェアとソフトウェアの互換性を明確に示すために、種々の例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、及びステップは概してそれらの機能の観点から記載されている。このような機能がハードウェア又はソフトウェアとして実装されるかどうかはシステム全体に課される特定の用途及び設計の制約により決まる。当業者は記載の機能を各用途に対して異なる方法で実装することができるが、このような実装は本発明の範囲から逸脱するものではないと解釈すべきである。
【００４８】
更に、本明細書に開示の特徴と関連して記載される様々な例示的な論理ブロック、モジュール、及び回路は、集積回路（ＩＣ）、アクセス端末、又はアクセスポイント内に実装することができ、またそれらによって実行することができる。ＩＣは、本明細書に記載の機能を実行するように設計された汎用プロセッサ、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又は他のプログラマブル論理装置、ディスクリートゲート又はトランジスタロジック、ディスクリートハードウェアコンポーネント、電気コンポーネント、光コンポーネント、機械コンポーネント、又はそれらの組み合わせを備えることができ、そのＩＣ内に存在する又は外部に存在する又はその両方に存在するコード又は命令を実行することができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサとし得るが、任意の通常のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又はステートマシンとすることもできる。プロセッサはコンピュータ装置の組み合わせ、例えばＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサの組み合わせ、ＤＳＰと関連する１以上のマイクロプロセッサの組み合わせ、又は任意の他の同様の構成として実装することもできる。
【００４９】
開示の方法のステップの特定の順序又は階層はいずれも模範的なアプローチの一例であると理解されたい。設計の優先事項に基づいて、方法のステップの特定の順序又は階層は本発明の範囲内において再配置することができる。添付の方法請求項は、種々のステップの要素を模範的な順序で提示するが、提示の特定の順序又は階層に限定されることを意図しない。
【００５０】
本明細書に開示の特徴と関連して記載される方法又はアルゴリズムのステップは、ハードウェアで、プロセッサにより実行されるソフトウェアモジュールで、又は両者の組み合わせで直接具体化することができる。ソフトウェアモジュール（例えば実行可能な命令及び関連デバイスを含む）及び他のデータはデータメモリ、例えばＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ又は当該技術分野で知られている任意の他の形のコンピュータ可読記憶媒体等に存在させることができる。模範的な記憶媒体はマシン、例えばコンピュータ／プロセッサ（本明細書では便宜上「プロセッサ」という）などに結合され、そのプロセッサがその記憶媒体から及びへと情報を読出し、書き込むことができる。模範的な記憶媒体はプロセッサと一体にすることができる。プロセッサと記憶媒体はＡＳＩＣ内に存在させることができる。ＡＳＩＣはユーザ装置内に存在させることができる。代替例では、プロセッサと記憶媒体はユーザ装置内に任意選択で個別のコンポーネントとして存在させることもできる。更に、ある意味では、任意の適切なコンピュータプログラムプロダクトは、本開示の特徴の一以上に関連するコードを含むコンピュータ可読媒体を備えることができる。ある意味では、コンピュータプログラムプロダクトはパッケージ材を備えることができる。
【００５１】
Ｄ２Ｄ通信装置間の通信チャネル及びセルラー通信を用いる装置間の通信チャネルと関連するデータを得る際の高い計算複雑性及び高いオーバヘッド量のために、インバンドアンダーレイＤ２Ｄは最近まで実際のシステムにほとんど実装されていない。一例として、インバンドオーバレイＤ２Ｄ通信が現在ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムについて評価されている。しかしながら、インバンドオーバレイＤ２Ｄは、Ｄ２Ｄ通信とセルラー通信とに対して別々のＲＢを使用し、スペクトルの空間的再利用を利用しないために、通常低いスペクトル効率をもたらす。アンダーレイＤ２Ｄ通信を高い計算複雑性及びシステムオーバヘッドを招くことなく行うことができれば、既存のアンダーレイ及びオーバーレイＤ２Ｄ方式のそれぞれの欠点を回避することができる。
【００５２】
本発明では、リソースをセルラー通信とＤ２Ｄ通信とで共用することを提案する。セルラーユーザ装置（ＵＥ）は、第１のＵＥが第２のＵＥが近くにいることを発見し、第２のＵＥと通信したい場合には、Ｄ２Ｄ通信を実行することもできる。ＢＳスケジューラはそれらのＵＥの通信ニーズをそれらの通信要求に基づいて知ることができるものと仮定する。Ｄ２Ｄ発見プロセス中に互いに近くにいることが発見されたＵＥに対して、ＢＳはそれらが互いに通信する必要がある場合にそれらのためのＤ２Ｄ通信をスケジューリングすることができる。
【００５３】
図７〜図１０及びそれらの対応する説明は、同じＵＥによるアンダーレイ動作モードを含む同時送信モードを実行する、無線通信システム内におけるＤ２Ｄ通信の典型的な実施形態を開示する。提案の典型的な実施形態の概念を明瞭にするために、図７は典型的なネットワーク７００を示し、このネットワークはＤ２Ｄネットワーク７１２と共存するセルラーネットワーク７１１とを含むが、これに限定されない。説明のために、ネットワーク７００は基地局７０１（例えばｅＮＢ）と複数のＵＥ７０２〜７０５とを含むが、これに限定されない。セルラーネットワーク内において、ＵＥ７０２，７０３が基地局７０１とセルラーリンク７２１を確立することができ、またＤ２Ｄネットワーク内において、ＵＥ７０４，７０５が互いにＤ２Ｄリンクを確立することができる。
【００５４】
典型的なネットワーク７００において、Ｄ２ＤＵＥ７０４，７０５とセルラーＵＥ７０２，７０３とはアンダーレイ動作モードに従って同じ無線ＲＢを再利用することができる。Ｄ２Ｄリンク７２２はセルラーネットワーク７１１のＵＬスペクトルを利用することができ、Ｄ２Ｄ  ＵＥ７０４，７０５はセルラーＵＬ帯域内で送信及と受信モードを時分割二重（ＴＤＤ）方式で切り替えることができる。Ｄ２Ｄ  ＵＥ７０４，７０５は、周波数分割二重（ＦＤＤ）セルラー動作の場合にはセルラーＵＬスペクトルで動作し、またＴＤＤセルラー動作の場合にはセルラーＵＬサブフレームで動作することができる。Ｄ２Ｄネットワーク７１２は、セルラーリンク７２１とＤ２Ｄリンク７２２との通信に別々の専用ＲＢが割り当てられるオーバーレイＤ２Ｄ動作モードを利用することもできる。
【００５５】
図８は、本発明の典型的な実施形態の一つによる、Ｄ２Ｄ通信とセルラーＵＬ通信とで直交リソースを異なるタイムスロットで共用する方法を示す。システム設計の柔軟性のために、第１の部分８０１、α（ここで、αは０と１との間の調整可能な時間のシステムパラメータである）はＤ２Ｄ通信に割り当てられ、時間の残部１−αである第２の部分８０２はセルラーＵＬ動作のために確保される。ＢＳは制御チャネルを用いてセルラー及びＤ２Ｄ  ＵＥにスケジュール決定を通知する。
【００５６】
この典型的な実施形態は、セルラーＵＬ時間中にＤ２Ｄ通信とセルラー通信が同時に発生し得るシステムに関連する。セルラーＵＬ送信とＤ２Ｄ送信とが同時に発生する場合には、Ｄ２Ｄ受信機におけるセルラーＵＬ信号からの干渉を最小にするためにダーティー・ペーパー符号化（ＤＰＣ）又は類似の技術がＤ２Ｄ送信機に適用される。ＤＰＣはＤ２Ｄ受信機で見られる干渉を除去するのみで、基地局へのＤ２Ｄ信号からの干渉を除去しない。従って、セルラーＵＬ信号の性能が悪化し得る。しかしながら、Ｄ２Ｄ通信リンク（例えば、７２ｑ）の送信電力はセルラーＵＬ通信リンク（例えば、７２ｌ）の送信電力と比較して無視し得るとみなせるため、セルラーＵＬ通信（例えば、７２ｌ）の悪化は極めて僅かになり得る。しかしながら、場合によっては、依然として、セルラーＵＬの悪化を考慮してシステムを最適化するのが望ましい。
【００５７】
図９は、本発明の典型的な実施形態の一つに従ってダーティー・ペーパー符号化（ＤＰＣ）ベースのプリコーディング技術によって抑えることができるセルラー通信とＤ２Ｄ通信との干渉を説明する。図９の典型的なシナリオは、第２のＵＥ９０３とＤ２Ｄリンク９１２を確立する第１のＵＥ９０２とＵＥ−ＢＳセルラーリンク９１２を確立する基地局９０１を含む。セルラーリンク９１１は第２のＵＥ９０３の受信機における干渉信号９１１ａとなり、Ｄ２Ｄリンク９１２はＢＳ９０１の受信機における干渉信号９１２ａとなる。セルラーＵＬタイムスロットにおいてセルラーＵＬ９１１送信とＤ２Ｄ９１２送信とが同時に発生する場合、Ｄ２Ｄ受信ＵＥ（例えば、９０２）は受信モードに切り替わり、セルラーＵＬ送信にスケジューリングされない。第１のＵＥ９０２と第２のＵＥ９０３とが同時にセルラーＵＬ送信にスケジューリングされる場合には、第２のＵＥ９０３が受信モードでないため、Ｄ２Ｄ通信は失敗する。この問題のために、セルラーＵＬスケジューリングは影響を受け、再設計する必要がある。
【００５８】
本発明の実施形態の概念は、ＵＥがセルラーＵＬ送信（例えば、９１１）とＤ２Ｄ通信（例えば、９１２）とを同じ送信時間間隔で実行するために同じリソースを使用し得ることにある。もっと具体的に言うと、ＵＥ（例えば、９０２）は送信セルラーＵＬ信号及びＤ２Ｄ信号にプリコーディングを実行してリソース共用及びそれらの間の干渉を適切に管理できるようにする。プリコーディングはダーティー・ペーパー符号化（ＤＰＣ）に従って実行することができる。詳細は後記される。
【００５９】
セルラーＵＬ通信には一般にＤ２Ｄ通信より多くのリソースが割り当てられることを考えると、セルラー通信中のＵＥがＤ２Ｄ通信を同時に（即ち同じＲＢで）行うことができれば、Ｄ２Ｄデータレートが大幅に向上する。図９に示すように、セルラーＵＬ通信９１１とＤ２Ｄ通信９１２とは同じＲＢ９２１を共用するため、図９の典型的な実施形態はオーバーレイＤ２Ｄより高いスペクトル効率を有する一種のアンダーレイＤ２Ｄである。
【００６０】
セルラーＵＬ９１１送信とＤ２Ｄ９１２送信との同時送信の場合には、ＵＥ９０２から２つの異なる受信機、即ちＢＳ９０１の受信機及びＵＥ９０３のＤ２Ｄ受信機、に宛てられた２つの独立のデータ信号が発生されるため、両受信機に干渉が存在する。Ｄ２Ｄ通信は通信装置の物理的近接を利用するため、Ｄ２Ｄの送信電力は通常セルラーＵＬの送信電力よりはるかに小さい。従って、第２のＵＥ９０３のＤ２Ｄ受信機においてセルラー信号９１１ａにより生じする干渉の方がＢＳ９０１においてＤ２Ｄ信号９１２ａにより生じる干渉と比較してより問題となる。Ｄ２Ｄ受信機９０３におけるこの問題は送信ＵＥにおけるプリコーディングによって回避することができる。制御シグナリングによって、Ｄ２Ｄチャネル状態はセルラーＵＬ送信とＤ２Ｄ送信を同時に実行するＵＥ９０２において知ることができるものとする。干渉（即ち、セルラーＵＬ信号９１１ａ）をチャネル側情報として送信ＵＥ９０２で知ることができれば、ＤＰＣの理論を送信ＵＥで送信信号のプリコーディングに適用して第２のＵＥ９０３のＤ２Ｄ受信機での干渉を完全に又は略完全に除去することができる。現在、ＤＰＣの様々な実装例が知られており、従って詳細な分析は不要と思われる。
【００６１】
図１０は、本発明の典型的な実施形態の一つによる、Ｄ２Ｄ送信機でチャネル状態情報を知ることができるダーティー・ペーパーチャネルを示す。送信機（例えば９０２）におけるＤＰＣの適切なプロセスにより、このチャネルの通信品質は干渉のないチャネルの通信品質とほとんど同じになる。また、ＤＰＣは複数の独立の信号が同じ送信機により送信される放送チャネルにおける最適な容量達成ストラテジーであることが示されている。更に、格子ベースのＤＰＣ方式は細かいモザイク状格子が送信信号のコンステレーションを構成する場合に使用し得るが、粗い格子を用いて送信信号（送信機９０２）及び受信信号（受信機９０３）を量子化し、最終的な送信信号及び量子化された受信信号（その後の信号検出のため）が基本的なボロノイ（ｖｏｒｏｎｏｉ）領域（即ち、原点に最も近いボロノイ領域）に属するようにする。粗い格子に関する量子化によって、干渉の効果は基本ボロノイ領域内に制限され、追加の送信機及び受信機の処理で完全に除去することができる。また、一方が細かい格子の役割を果たし、他方が粗い格子の役割を果たす２つのチャネルコードの重畳に基づく方式を実装することもできる。しかし、格子ベース方式のネスト格子要件は緩和することができる。従って、重畳ベース方式の方が設計及び実装に対してより容易でフレキシブルである。
【００６２】
セルラーＵＬ送信とＤ２Ｄ送信の同時送信の場合には、セルラー信号９１１ａからＤ２Ｄ受信機９０３への強い干渉を除去するために、ＤＰＣ技術を送信機９０２に適用することができる。送信ＵＥ９０２はＤＰＣを実行するために自身のＤ２Ｄチャネルの知識を有する必要があるだけである。この要件は、干渉管理を実行するためにＢＳ９０１においてＤ２Ｄペア（例えば９０２，９０３）のチャネルのすべてを知る必要がある一般的なアンダーレイＤ２Ｄ方式に比較してはるかに容易に達成することができる。
【００６３】
上記の典型的な実施形態は、送信ＵＥ９０２及び／又は受信ＢＳ９０１及び／又はＵＥ９０３が複数のアンテナを備えているシナリオに容易に拡張することができる。このシナリオでは、設計コンセプトは変更なしである。ＤＰＣ方式をマルチアンテナベースの設計と置き換える必要があるだけである。
【００６４】
図１１〜図１２及びそれらの対応する説明は、無線通信システム内のＤ２Ｄ通信を送信モード選択と電力割り当てを最適化することによって行う典型的な実施形態を開示する。図１１のシナリオでは、図８に類似するＴＤＤ方式を利用すると仮定し、第１のＲＢ１０２１は第１のＵＥ１１０２と第２のＵＥ１１０３との間のＤ２Ｄ通信リンク１１１１に割り当てられる。第２のＲＢ１０２２はＢＳ１１０１と第１のＵＥ１１０２との間のセルラーリンク１１１２に割り当てられる。ＵＬセルラースペクトル内の第３のＲＢ１０２３は同時に発生するＤ２Ｄ通信１１１１とセルラー通信１１１２に割り当てられる。典型的な実施形態の概念は、セルラーＵＬ送信１１１２のみを実行するのか、セルラーＵＬ送信とＤ２Ｄ送信（即ち１１１１と１１１２の両方）を同時に実行するのかを決定するためにデータレートを考慮することにある。もっと具体的に言うと、この決定は、総合データレート、又は他の性能メトリクス（例えば公平性など）を採用する場合にはデータレートの関数を最適化する。更に、もっと具体的に言うと、セルラーＵＬ送信とＤ２Ｄ送信との同時送信は、セルラーＵＬ送信とＤ２Ｄ送信との合計レート、又はセルラーＵＬレートとＤ２Ｄレートとの関数がセルラーＵＬのみの送信（例えば１１１２）が達成可能なデータレート又はその関数より良い場合に、好適とすることができる。
【００６５】
一実施形態では、セルラーＵＬ送信のデータレート、又はその関数、例えば保証されたデータレート、又はセルラーＵＬ送信の他の性能メトリクスに、下限値が課される。更に、セルラーＵＬ送信のデータレート又はその関数に対する下限値は進行中のサービスに基づいて設定される。
【００６６】
上記の実施形態のいずれも、より具体的には、セルラーＵＬ送信とＤ２Ｄ送信とが同時に実行される場合には、セルラーＵＬ送信とＤ２Ｄ送信との間の電力割り当てが総合データレート又はそれらのレートの関数に基づいて実行される。更に、電力割り当ては総合データレート又は他の性能メトリクスを最適化する。スケジューリングされたセルラーＵＬ  ＵＥは同時Ｄ２Ｄ送信を実行するのが有利であるかどうかを決定する基準を決める一例が以下に示される。
【００６７】
この典型的な実施形態では、セルラーＵＬとＤ２Ｄとの総合通信レートを最大にするために、図１１に示すようなセルラーＵＬのみの送信モードとセルラーＵＬとＤ２Ｄとの同時送信モードとの間の提案されたモード選択と、電力割り当てとが実行される。実際には、送信ＵＥに対して最大送信電力制約Ｐtotalが存在する。例えば、Ｄ２Ｄ通信リンク１１１１の最大電力ＰD2D及びセルラー送信リンク１１１２の最大電力ＰULが１０ｄＢｍであるとすると、Ｐtotal＝ＰD2D＋ＰUL＝１０ｄＭｍである。
【００６８】
セルラーＵＬのみの送信モードでは、チャネル容量（最大通信レート）は、
【数６】
2016092839.tif 000008
(1)
である。ここで、Ｂはセルラー送信のために使用可能な帯域幅であり、ＧUE,BSはＵＥからＢＳへの処理利得であり、Ｎは熱雑音電力である。同時送信モードでは、ＲUL及びＲD2DはそれぞれセルラーＵＬ送信レート及びＤ２Ｄ送信レートである。
【００６９】
セルラーＵＬ信号からＤ２Ｄ受信機への干渉を除去するためにダーティー・ペーパー符号化（ＤＰＣ）ベースのプリコーディングが送信ＵＥに適用されるものと仮定すると、ＵＥにより送信される合計レートは、
【数７】
2016092839.tif 000009
(2)
である。ここで、ＰD2DはＤ２Ｄのための送信電力、ＰULはセルラーＵＬのための送信電力、ＧDtx,rxはＤ２Ｄチャネルの処理利得、ＩD2DはＢＳにおける干渉（Ｄ２Ｄからの干渉及び他のセクタ／セル内のＵＬ送信からの干渉を含む）、ＩCは他のＤ２Ｄ送信及び他のセクタ／セル内のセル送信によるＤ２Ｄ受信機における干渉である。
【００７０】
図１２は、複数のＵＥと通信する基地局を含む干渉のシナリオを示す。図１２のシナリオでは、ＵＥはＤ２Ｄ信号１２０１を送信することができ、その信号から干渉信号１２０１ａが基地局で受信され得るが、無視し得る。また、ＵＥはセルラー信号１２０２を送信することができ、その信号から干渉信号１２０２ａが他のＵＥへの干渉を生じ得る。ＤＰＣ技術を使用することによって、ＵＬ信号からＤ２Ｄ受信機への干渉は除去できるが、Ｄ２Ｄ受信機は依然として他のセクタ／セル内のＵＥによって干渉を受ける。ＵＬチャネル状態が悪い場合には、スケジューリングされたＵＬ  ＵＥはＤ２Ｄベースの近接サービス用により高い送信レートを達成するために同時Ｄ２Ｄ送信を実行することができる。しかしながら、Ｄ２Ｄ受信機が極めて近い場合には、合計レートの最大化は使用可能な送信電力のほとんどをＤ２Ｄ送信に使用することを意味する。それは、他のセルへのデータのような非近接サービスをサポートするために尚必要とされ得るセルラーＵＬレートを大きく低減する。従って、セルラーＵＬ送信とＤ２Ｄ送信との間の電力割り当てを実行しながら、得られるセルラーＵＬレートに下限値を設定することが重要であり得る。最低ＵＬレート制約は、すべての電力がセルラーＵＬ送信のために使用されるとき、ｐ倍に設定され、ここでｐは０と１の間の数で、ＵＥが受けているサービスの種類に従って調整することができる。
【００７１】
合計電力制約及び最低ＵＬレート制約が設定されている場合、同時送信モードが好ましいかどうかは、もっと大きな合計レートが達成できるかどうか、即ちＲUL＋ＲD2D≧ＲCであるかどうかによって決定される。モード選択基準は、ＵＬのみの送信モードのレート（１）と同時送信モードのレート（９）とを比較するために後に単純化される。（９）のレートが高い場合には、同時送信が好ましい。
【００７２】
同時送信モードに対する電力割り当て問題は（３）として定式化することができる。制約（３．３）が満足されない場合、合計電力がセルラーＵＬ通信のために使用されるので、同時送信は好ましくない。そうでなければ、電力はセルラーＵＬ送信とＤ２Ｄ送信とに割り当てられる。モード選択はＵＥのみで実行でき、ネットワークの支援を必要としないことに注意されたい。
【００７３】
【数８】
2016092839.tif 000010
【００７４】
ＵＬのみの送信モードと同時送信モードとの両方において、最大合計レートは合計送信電力の単調関数である。従って、制約（３．１）は、最大合計レートが達成されるときに等式で満たされる。同時Ｄ２Ｄ信号からセルラーＵＬへの干渉のみを考慮することによって（及び他のＤ２Ｄからの干渉及び他のセクタ／セルからのＵＬ送信を雑音項Ｎに吸収することによって）、制約（３．２）は次のように簡略化できる。
【００７５】
【数９】
2016092839.tif 000011
【００７６】
同様に、制約（３．３）は次のように簡略化できる。
【数１０】
2016092839.tif 000012
【００７７】
ＵＬのみの送信モードに対する電力割り当ては自明であるため、同時送信モードの電力割り当ては問題（３）を次のように書き換えられることになる。
【００７８】
【数１１】
2016092839.tif 000013
この式は更に次のように簡略化できる。
【数１２】
2016092839.tif 000014
【００７９】
なぜなら、
【数１３】
2016092839.tif 000015
であるためである。
【００８０】
ここで、（８．６）は、（８．５）において、
【数１４】
2016092839.tif 000016
であるという事実の結果であり、これは同時送信モード（６．３）のための条件を満足しなければならないためである。（７）を解くと、同時送信モードに対する最適電力割り当ては次のようになる。
【００８１】
【数１５】
2016092839.tif 000017
【００８２】
概して、送信モードの選択は、ＵＬのみの送信モードの達成可能なレート（１）と同時送信モードの達成可能なレート（９）とを比較することによって達成できる。（９）のレートの方が高い場合には、同時送信が好ましい。送信モードがＵＬのみに選択されると、全電力がセルラーＵＬ送信のために使用される。同時送信モードの場合には、（９）の電力割り当てが使用される。
【００８３】
代替実施形態では、（１）及び（２）のレート関数の代わりに他の性能メトリクスを採用することができる。それに応じて関連する目的関数（３）及び制約（３．２），（３．３）は修正される。例えば、（１）及び（２）のレート関数Ｒは一般化プロポーショナルフェア関数
（外１）
2016092839.tif 000018
と置換され、ここで、Ｒは（１）及び（２）のような同時に達成されるレート関数であり、
（外２）
2016092839.tif 000019
は現在時刻までの平均レート、ａ及びｂは達成されるレートの公平性を調整するために調整し得るパラメータである。例えば、ａ＝１及びｂ＝０の場合、上記の実施形態と同様の最大レート方式になる。ａ＝１及びｂ＝１の場合、目的関数（３）は同じＵＬからのＵＬ送信レートとＤ２Ｄ送信レートとの間の公平性を保証する。
【００８４】
無線通信システム内におけるＤ２Ｄ通信方法の典型的な実施形態の一つによれば、本発明はスケジューリング方法を提供する。図１３は、受信ＵＥがＤ２Ｄ送信ＵＥと同じ時間にセルラーＵＬ送信にスケジューリングされる場合にＤ２Ｄ通信が失敗するシナリオを示す。図１３のシナリオでは、ＢＳ１３０１が第１のＵＥ１３０２とセルラー通信リンク１３１２を通じて通信し、第１のＵＥ１３０２が第２のＵＥ１３０３とＤ２Ｄ通信リンク１３１１を通じて通信する。Ｄ２Ｄリンク１３１１がＬＴＥ  ＵＬセルラースペクトルで送信されるものと仮定すると、第２のＵＥ１３０３が第１のＵＥと同じ時間にＵＬ送信にスケジューリングされる場合に、Ｄ２Ｄ送信は失敗する（１３２１）。上記の問題を解決するために、スケジューリング方法が提供される。
【００８５】
図１３の典型的な実施形態によれば、第１のＵＥ１３０２がセルラーＵＬとＤ２Ｄの同時送信とにスケジューリングされるとき、第１のＵＥ１３０２からのＤ２Ｄ送信を受信している第２のＵＥ１３０３は同じ送信時間間隔においてセルラーＵＬ送信にスケジューリングされない。スケジューリングアルゴリズムの一例は最大レートスケジューリングに基づくものとし得る。代わりに、プロポーショナルフェア（ＰＦ）スケジューリングに基づく別のスケジューリングアルゴリズムとすることもできる。
【００８６】
図１３のシナリオでは、第１のＵＥ１３０２は最大達成可能レート及び最大レートを達成する送信モードをＢＳに報告することができる。より具体的には、第１のＵＥ１３０１は、最大データレートを報告する際に、セルラーＵＬのみの送信の達成可能なレートとセルラーＵＬとＤ２Ｄとの同時送信の達成可能なデータレートとを考慮することができる。更に、より具体的には、最大達成可能レートは、セルラーＵＬのみの送信の達成可能なレートとセルラーＵＬとＤ２Ｄとの同時送信の達成可能なデータレートとの間で大きい方である。
【００８７】
別の典型的な実施形態では、ＢＳ１３０１は、第１のＵＥ１３０２及び第２のＵＥ１３０３がスケジューリングされたＵＬ送信と同じ送信時間で互いにＤ２Ｄ通信している場合には、第１のＵＥ１３０２又は第２のＵＥのいずれかを同じ送信時間間隔においてセルラーＵＬ送信にスケジューリングすることができる。このスケジューリングアルゴリズムの一例は、最大レートスケジューリングに基づくものとし得る。更に、ＢＳ１３０１はスケジューリングを実行する際にＵＥ（例えば１３０２，１３０３）により報告される達成可能レートを考慮することができる。より具体的には、この最大達成可能レートは、セルラーＵＬのみの送信の達成可能なレートとセルラーＵＬとＤ２Ｄとの同時送信の達成可能なレートとの間で大きい方である。ＢＳ１３０１は最大達成可能レートを有するＵＥ（例えば１３０２，１３０３）をスケジューリングすることができる。あるいは、ＢＳ１３０１はＵＥ（例えば１３０２，１３０３）により報告される最大達成可能レートを用いてプロポーショナルフェアスケジューリングに基づいてＵＥ（例えば、１３０２，１３０３）をスケジューリングすることができる。
【００８８】
従って、一般に、Ｄ２Ｄ通信を受信する必要があるＵＥは、そのＤ２Ｄ送信ＵＥがスケジューリングされているため、同じ時間に送信にスケジューリングすることはできない。この設計は任意のスケジューリングアルゴリズムに適用され、それと組み合わせることができる。この設計制約は、Ｄ２Ｄ通信中の２つのＵＥが良好なＵＬチャネル状態を有するが他のＵＥはそうでないときに、最大レートスケジューリングの実行に影響を与える。しかしながら、この問題が起こる確率はＵＥの数が大きくなるにつれて減少する。ＰＦスケジューリングに対して、この制約の影響は殆ど無視し得る。
【００８９】
先に提案したモード選択によって、システム性能が向上するようにスケジューリングアルゴリズムを修正することができる。修正スケジューリングアルゴリズムの一例は以下の通りである。
【００９０】
最大レートスケジューリングにおいては、ＢＳは、個々のＵＥにより実行されＢＳに報告されるモード選択及び電力割り当てアルゴリズムを用いて、ＵＥの最大達成レートに基づいてスケジューリングを行うことができる。このとき、ＢＳはＵＬのみの送信モードと同時送信モードとの両方を考慮して、最高最大レートを有するＵＥをスケジューリングする。改良最大レートスケジューリングは次のように定式化され、この場合にはＵＬ通信要求とＤ２Ｄ通信要求との両方を有するＵＥに対して、最適な電力割り当てが（９）に記載の通りに行われる。
【００９１】
ステップ１（各ＵＥにより実行される）：
ＵＬスケジューリングプール内のすべてのＵＥ、即ちＵＬトラヒックを有するすべてのＵＥについて、ＢＳへ報告すべき最大レート及び送信モードを計算する。
【数１６】
2016092839.tif 000020
【００９２】
ステップ２（ＢＳで実行されるスケジューリング）：
各選択ラウンドにおいて、ＵＥｉ＊を選択し、ここで
【数１７】
2016092839.tif 000021
である。
【００９３】
ステップ３：ＵＥｉ＊を選択プールから除去する。
【００９４】
ステップ４：ＵＥｉ＊がセルラーＵＬとＤ２Ｄとの同時送信にスケジューリングされる場合には、そのＤ２Ｄ受信機ｊを選択プールから除去する。ＵＥｉ＊がセルラーＵＬのみの送信にスケジューリングされる場合で、選択プール内の別のＵＥｋがＵＥｉ＊へ送信すべきＤ２Ｄトラフィックを有することをＢＳに報告している場合には、ＵＥｋ＊の報告送信モード及び最大送信レートはＵＬのみの送信に修正する必要がある。
【００９５】
ステップ５：選択プールが空でなく、まだ利用可能なＲＢがある間はステップ２に進む。そうでなければ、スケジューリングプロセスは現在の送信時間間隔で終了する。
【００９６】
代替実施形態では、提案した性能メトリクスの代わりに、他の性能メトリクスを使用することができる。特に、ステップ１においてレート関数の代わりに、他の関数を採用でき、例えばステップ１におけるＵＬ及びＤ２Ｄ送信のレート関数を一般化プロポーショナルフェア関数
（外３）
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と置き換えることができ、ここでＲは同時に達成可能なレート関数であり、
（外４）
2016092839.tif 000023
は現在時間までの平均レートであり、ａ及びｂは達成可能なレートの公平性を調整するために調整することができるパラメータである。例えば、ａ＝１及びｂ＝０の場合には、上記と同様の最大レート方式が得られる。ａ＝１及びｂ＝１の場合には、ステップ１は同じＵＥからのＵＬ送信とＤ２Ｄ送信との間のプロポーショナルフェアネスを保証する。ＵＥからＢＳへのモード選択及び最適メトリックフィードバックは前述と同じである。ＵＥからＢＳへの性能メトリックフィードバックが変化されると、ステップ２からステップ５のＢＳスケジューリングが異なる意味で最適になる。例えば、ａ＝１及びｂ=１の場合には、ステップ２~ステップ５はプロポーショナルフェアスケジューリングになる。
【００９７】
以上の説明を考慮すると、本発明は無線通信システムで使用するのに好適であり、多数の利点を有する。同じＵＥからの同時のＵＬ及びＤ２Ｄ送信を可能にすることによって、従来のオーバーレイＤ２Ｄの計算複雑性及びオーバヘッドを回避しながら、スペクトル効率に優れたアンダーレイＤ２Ｄの利点を得ることができる。セルラーＵＬ信号からＤ２Ｄ通信への干渉を除去するためにＤＰＣプリコーディングが使用され、従ってＤ２Ｄ性能は損なわれない。他方、通常はるかに小さいＤ２Ｄ電力のために、Ｄ２Ｄ信号はＵＬ信号に大きな干渉を生じない。これはネットワークシミュレーションにより評価されている。提案の方式はＵＥに、自身のチャネルの知識に基づいてプリコードを行い、電力割り当てを行うことを要求するのみであり、従って、ＵＥが独立して実行することができる。この技術はオーバーレイＤ２ＤにおけるＵＬタイムスロットに直接適用することができる。また、この技術は従来のアンダーレイＤ２Ｄと組み合わせることもでき、他のＤ２ＤユーザはＵＬ及びＤ２Ｄの同時送信モードのＵＥと同じＲＢで送信することができる。提案の方式によりもたらされる利益は既存のオーバーレイ及びアンダーレイＤ２Ｄ通信に追加される。
【００９８】
同時のセルラーＵＬ及びＤ２Ｄ送信に特有の提案の送信モード選択及び電力割り当ては個々のＵＥの性能を最適化し高め、ひいては適切なスケジューリングアルゴリズムを備えたネットワーク全体の性能を高める。システムの最適化を実行するためにすべてのリンクのチャネル情報をＢＳで必要とする既存のアンダーレイＤ２Ｄシステムと比較して、提案の方法は個々のＵＥが自身のチャネルの知識のみに基づいて実行することができる。提案の方法の複雑性は既存のアンダーレイＤ２Ｄの複雑性より確実に低く、その上極めてよい性能を達成することができる。
【００９９】
制約を誘起するＤ２Ｄに対する提案のケジューリング方法はセルラーＵＬとＤ２Ｄの同時送信によく適応する。この方法は単純で、同時送信の潜在的な利益を発揮させるために任意の既存のスケジューリングアルゴリズムと組み合わせることができる。適切なモード選択、電力割り当てアルゴリズム及び対応するモード及び最大達成可能レートのフィードバックによって、スケジューラは常に最高の合計レートを有するＵＥを選択してシステム全体の（セルラーＵＥ及びＤ２Ｄ送信の）スループットを最大にすることができる。
【０１００】
本願の実施形態の詳細な説明で使用される要素、作用、又は命令は、特に断りのない限り、本発明に極めて重要で不可欠であると解釈されたい。また、本明細書において数を特定してない項目は１つ以上を含み得る。１つの項目のみを意図する場合は、「単一の」又はこれに類する言語が使用される。更に、複数の項目及び／又は複数の項目のカテゴリの列記に続く用語「のいずれか」は、複数の項目及び／又は複数の項目のカテゴリの、「任意の１つ」、「任意の組み合わせ」、「任意の複数個」、及び／又は「複数個の任意の組み合わせ」を他の項目及び／又は他の項目のカテゴリと個別に又は関連して含むことを意図している。更に、本発明明細書で使用される「セット」はゼロを含む任意の数の項目を含むことを意図している。更に、「数」はゼロを含む任意の数を含むことを意図している。
【０１０１】
本発明を様々な特徴と関連して説明したが、本発明は更に変更可能であることは理解されよう。本願は、後記の請求の範囲に記載の一般的な発明の原理の様々な変形例、使用例又は適応例をカバーすることが意図され、当該技術分野内の既知の通常の実施の範囲に入る、本発明の範囲からの逸脱事項も含むものである。
【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８】
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【図９】
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【図１３】
2016092839.tif 000041
【図１】
2016092839.tif 000042
【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【外国語明細書】
2016092839000001.pdf