JP6437933B2

JP6437933B2 - 端末間直接通信のための同期情報受信方法およびそのための装置

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Publication number: JP6437933B2
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Description

本発明は、無線通信システムに関する。特に、無線通信システムにおいて端末間直接通信のために同期情報を受信する方法および無線通信システムにおいて端末間直接通信のために同期情報を受信する装置に関する。

本発明を適用できる無線通信システムの一例として、３ＧＰＰＬＴＥ（3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution；以下、「ＬＴＥ」という。）通信システムについて概略的に説明する。

図１は、無線通信システムの一例としてＥ−ＵＭＴＳネットワーク構造を概略的に示す図である。Ｅ−ＵＭＴＳ（Evolved Universal Mobile Telecommunications System）は、既存のＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）から発展したシステムであり、現在３ＧＰＰで基礎的な標準化作業が進行中である。一般に、Ｅ−ＵＭＴＳをＬＴＥ（Long Term Evolution）システムと呼ぶこともできる。ＵＭＴＳおよびＥ−ＵＭＴＳの技術規格（technical specification）の詳細な内容はそれぞれ、「3rd Generation Partnership Project；Technical Specification Group Radio Access Network」のＲｅｌｅａｓｅ７およびＲｅｌｅａｓｅ８を参照することができる。

図１を参照すると、Ｅ−ＵＭＴＳは、端末（User Equipment；ＵＥ）と、基地局（eNodeB；ｅＮＢ）と、ネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）の終端に位置して外部ネットワークに接続するアクセスゲートウェイ（Access Gateway；ＡＧ）と、を含んでいる。基地局は、ブロードキャストサービス、マルチキャストサービスおよび／もしくはユニキャストサービスのために多重データストリームを同時に送信することができる。

一つの基地局には一つもしくは複数のセルが存在する。セルは、１．４４、３、５、１０、１５、２０ＭＨｚなどの帯域幅のいずれか一つに設定され、複数の端末に下りもしくは上り送信サービスを提供する。異なったセルは、互いに異なった帯域幅を提供するように設定することができる。基地局は、複数の端末に関するデータ送受信を制御する。下りリンク（DownLink；ＤＬ）データについて、基地局は、下りリンクスケジューリング情報を送信し、該当の端末にデータが送信される時間／周波数領域、符号化、データサイズ、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat and reQuest）関連情報などを知らせる。また、上りリンク（UpLink；ＵＬ）データについて、基地局は、上りリンクスケジューリング情報を該当の端末に送信し、該当の端末が使用可能な時間／周波数領域、符号化、データサイズ、ＨＡＲＱ関連情報などを知らせる。基地局間では、ユーザトラフィックもしくは制御トラフィックの送信のためのインターフェースを用いることができる。コアネットワーク（Core Network；ＣＮ）は、ＡＧ、および端末のユーザ登録などのためのネットワークノードなどで構成可能である。ＡＧは、複数のセルで構成されるＴＡ（Tracking Area）単位で端末の移動性を管理する。

無線通信技術は、ＷＣＤＭＡ（登録商標）に基づいてＬＴＥまで開発されてきたが、ユーザおよび事業者の要求および期待は増す一方である。その上、他の無線接続技術の開発が続いており、将来、競争力を持つためには新しい技術の発展が要求される。ビット当たりのコストの削減、サービス可用性の増大、柔軟な周波数バンドの使用、単純（シンプル）（simple）構造、開放型インターフェース、端末の適切な電力消耗などが要求される。

上述したような議論に基づき、無線通信システムにおいて端末間直接通信のために同期情報を受信する方法および無線通信システムにおいて端末間直接通信のために同期情報を受信する装置を提案する。

上記の技術的課題を解決するために、本発明の一実施例に係る、無線通信システムにおいて第１端末が同期情報を取得する方法は、サービングセルから基準セルに関する情報を受信するステップと、基準セルから同期基準信号を受信するステップと、同期基準信号に基づいて端末間直接通信のための同期を獲得（確立）する（acquire）ステップと、を有し、基準セルは、セルクラスタが有するセルのうち少なくとも一つを有し、セルクラスタは、基準セルに隣接した複数の隣接セルおよびサービングセルのうち少なくとも一つを有することを特徴とする。好適には、獲得した同期に基づいて、端末間直接通信を用いて相手端末と信号を送信もしくは受信するステップをさらに有する。

好適には、基準セルは、複数のセルを有することを特徴とする。したがって、上記の同期情報受信方法は、端末間直接通信のためのリソースを複数の区分（グループ、パーティション）（partition）に分割するステップをさらに有することができ、複数の区分のうち第１リソース区分（resource partition）に対する同期は、基準セルのうち第１基準セルから獲得され、複数の区分のうち第２リソース区分に対する同期は、基準セルのうち第２基準セルから獲得されることを特徴とする。または、同期情報受信方法は、サービングセルからパラメータに関する情報を受信するステップをさらに有することができ、相手端末から端末間直接通信を用いて第１パラメータを有する信号を送信もしくは受信する場合、信号は、第１パラメータに連動して（operatively connected）いる第１基準セルから獲得した同期を用いて送信もしくは受信され、相手端末から端末間直接通信を用いて第２パラメータを有する信号を送信もしくは受信する場合、信号は、第２パラメータに連動している第２基準セルから獲得した同期を用いて送信もしくは受信されることを特徴とする。

好適には、基準セルに関する情報は、基準セルのセルＩＤ（IDentity）およびセルクラスタが有するセルのリストのうち少なくとも一つを有することを特徴とする。ここで、基準セルから同期基準信号を受信するステップは、サービングセルをセルのリストが有する場合に行われることを特徴とする。

さらに、上記の同期情報受信方法は、サービングセルから同期基準信号が送信されるリソース領域に関する情報を受信するステップをさらに有し、同期基準信号が送信されるリソース領域は、隣接セルのうち少なくとも一つの送信電力が減少する領域であることを特徴とする。

なお、上記の同期情報受信方法は、獲得した同期の結果をサービングセルに報告するステップをさらに有することができる。

上記の技術的課題を解決するために、本発明の他の実施例に係る無線通信システムにおける端末装置は、サービングセルから基準セルに関する情報を受信し、基準セルから同期基準信号を受信する送受信モジュールと、同期基準信号に基づいて端末間直接通信のための同期を獲得するプロセッサと、を備え、基準セルは、セルクラスタが有するセルのうち少なくとも一つを有し、セルクラスタは、基準セルに隣接した複数の隣接セルおよびサービングセルのうち少なくとも一つを有することを特徴とする。

好適には、基準セルは、複数のセルを有することを特徴とする。したがって、プロセッサは、端末間直接通信のためのリソースを複数の区分（グループ、パーティション）（partition）に分割することができ、複数の区分のうち第１リソース区分に対する同期は、基準セルのうち第１基準セルから獲得され、複数の区分のうち第２リソース区分に対する同期は、基準セルのうち第２基準セルから獲得されることを特徴とする。または、プロセッサは、サービングセルからパラメータに関する情報を受信することができ、相手端末から端末間直接通信を用いて第１パラメータを有する信号を送信もしくは受信する場合、信号は、第１パラメータに連動している第１基準セルから獲得した同期を用いて送信もしくは受信され、相手端末から端末間直接通信を用いて第２パラメータを有する信号を送信もしくは受信する場合、信号は、第２パラメータに連動している第２基準セルから獲得した同期を用いて送信もしくは受信されることを特徴とする。

好適には、基準セルに関する情報は、基準セルのセルＩＤ（IDentity）およびセルクラスタが有するセルのリストのうち少なくとも一つを有することを特徴とする。したがって、送受信モジュールは、サービングセルをセルのリストが有する場合に、基準セルから同期基準信号を受信することができる。

本発明に係る上記の実施例において以下の事項を共通に適用することができる。

第１リソース区分は、第１基準セルのセル識別情報（IDentity；ＩＤ）と連動し、第２リソース区分は、第２基準セルのセルＩＤと連動してもよい。

パラメータは、プリアンブルシーケンス（preamble sequence）および復調参照信号シーケンス（demodulation reference signal sequence）のうち少なくとも一つを有することができる。

同期基準信号は、一次同期信号（Primary synchronization signal）、二次同期信号（Secondary synchronization signal）、セル固有参照信号（Cell-specific Reference Signal；ＣＲＳ）、トラッキング（tracking）参照信号（Reference Signal；ＲＳ）およびチャネル状態情報参照信号（Channel State Information-Reference Signal；ＣＳＩ−ＲＳ）のうち少なくとも一つを有することができる。

本発明ついて上述した一般的な説明と後述する詳細な説明はいずれも例示的なものであり、請求項に記載の発明をさらに詳しく説明するためのものである。

本発明によれば、端末間直接通信を行う場合に、互いに異なる基地局に接続した端末間で同期を獲得することができる。

互いに異なる基地局に接続した端末間で同期を獲得してリソースを効果的に使用することができる。

本発明から得られる効果は、以上で言及した効果に制限されず、言及していない他の効果は、以下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には明確に理解されるであろう。

無線通信システム構造を概略的に示す図である。３ＧＰＰＬＴＥ無線フレームの構造を示す図である。下りリンクスロットにおけるリソースグリッド（resource grid）を示す図である。下りリンクサブフレームの構造を示す図である。上りリンクサブフレームの構造を示す図である。マルチ（複数の）（multiple）アンテナ（ＭＩＭＯ（多入力多出力））を有する無線通信システムの構成図である。下りリンク参照信号を説明する図である。ＬＴＥシステムにおいて送信アンテナポートが４個の場合における一般的なＣＲＳパターンを例示する図である。ＣＳＩ−ＲＳ（Channel State Information-Reference Signal）が周期的に送信される方式の一例を説明する図である。ＣＳＩ−ＲＳが非周期的に送信される方式の一例を説明する図である。端末間直接通信の概念図である。本発明の一実施例であり、端末が互いに異なる基地局に接続された場合に、端末間直接通信のために同期情報を受信する方法を説明する図である。代表セルとサービングセルとが同一である場合、時間領域におけるリソースを示す図である。代表セルとサービングセルとが異なる場合、時間領域におけるリソースを示す図である。代表セルとサービングセルとの間の誤差が大きい場合、時間領域におけるリソースを示す図である。同期化動作のために隣接セルが特定リソースで送信電力を制御する動作を説明する図である。本発明の一実施例であり、端末間直接通信のための同期情報受信方法を説明する図である。本発明の他の実施例であり、端末間直接通信のための同期情報受信方法を説明する図である。本発明の一実施例であり、同期基準セルが複数である場合、端末間直接通信のための同期情報受信方法を説明する図である。本発明の一実施例に係る通信装置のブロック構成図である。

本明細書に添付する図面は、本発明に関する理解を提供するためのものであり、本発明の様々な実施の形態を示し、明細書の記載と共に本発明の原理を説明する。

以下の実施例は、本発明の構成要素および特徴を所定の形態で組み合わせたものである。各構成要素もしくは特徴は、別の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮することができる。各構成要素もしくは特徴は、他の構成要素や特徴と組み合わせない形態で実施することができる。また、一部の構成要素および／もしくは特徴を組み合わせて本発明の実施例を構成することもできる。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更されてもよい。ある実施例の一部の構成や特徴は、他の実施例に含まれてもよく、他の実施例の対応する構成もしくは特徴に置き換えてもよい。

本明細書において、本発明の実施例を基地局と端末との間のデータ送信および受信の関係を中心に説明する。ここで、基地局は、端末と通信を直接行うネットワークの終端ノード（terminal node）としての意味を有する。本文書において基地局によって行われるとしている特定動作は、場合によっては、基地局の上位ノード（upper node）によって行われてもよい。

すなわち、基地局を含む複数のネットワークノード（network nodes）で構成されるネットワークにおいて端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局もしくは基地局以外の他のネットワークノードによって行われることは明らかである。「基地局（ＢＳ：Base Station）」は、固定局（fixed station）、ＮｏｄｅＢ、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、アクセスポイント（ＡＰ：Access Point）などの用語に置き換えてもよい。中継機は、ＲＮ（Relay Node）、ＲＳ（Relay Station）などの用語に置き換えてもよい。また、「端末（Terminal）」は、ＵＥ（User Equipment）、ＭＳ（Mobile Station）、ＭＳＳ（Mobile Subscriber Station）、ＳＳ（Subscriber Station）などの用語に置き換えてもよい。

以下の説明で使われる特定用語は本発明の理解を助けるために提供されたものであり、このような特定用語の使用は、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で別の形態に変更されてもよい。

いくつかの場合、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造および装置は省略されてもよく、各構造および装置の核心機能を中心にしたブロック図の形式で図示されてもよい。また、本明細書全体を通じて同一の構成要素については同一の図面符号を付して説明する。

本発明の実施例は、無線接続システムであるＩＥＥＥ８０２システム、３ＧＰＰシステム、３ＧＰＰＬＴＥおよびＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）システム、および３ＧＰＰ２システムのうち少なくとも一つに開示された標準文書によってサポートすることができる。すなわち、本発明の実施例において本発明の技術的思想を明確にするために説明を省略した段階（ステップ）（step）もしくは部分は、上記の文書によってサポートすることができる。また、本文書で開示している用語はいずれも上記の標準文書によって説明することができる。

以下の技術は、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）、ＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）などの様々な無線接続システムに用いることができる。ＣＤＭＡは、ＵＴＲＡ（Universal Terrestrial Radio Access）やＣＤＭＡ２０００などの無線技術（radio technology）によって具現することができる。ＴＤＭＡは、ＧＳＭ（登録商標）（Global System for Mobile communications）／ＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）／ＥＤＧＥ（Enhanced Data Rates for GSM（登録商標） Evolution）などの無線技術によって具現することができる。ＯＦＤＭＡは、ＩＥＥＥ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標））、ＩＥＥＥ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ８０２−２０、Ｅ−ＵＴＲＡ（Evolved UTRA）などの無線技術によって具現することができる。ＵＴＲＡは、ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）の一部である。３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）ＬＴＥ（Long Term Evolution）は、Ｅ−ＵＴＲＡを用いるＥ−ＵＭＴＳ（Evolved UMTS）の一部であり、下りリンクでＯＦＤＭＡを採用し、上りリンクでＳＣ−ＦＤＭＡを採用する。ＬＴＥ−Ａ（Advanced）は、３ＧＰＰＬＴＥの発展型である。ＷｉＭＡＸは、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ規格（Wireless MAN-OFDMA Reference System）および発展したＩＥＥＥ８０２．１６ｍ規格（Wireless MAN-OFDMA Advanced system）によって説明することができる。明確性のために、以下では３ＧＰＰＬＴＥおよび３ＧＰＰＬＴＥ−Ａシステムを中心に説明するが、本発明の技術的思想がこれに制限されることはない。

図２を参照して３ＧＰＰＬＴＥシステムの無線フレームの構造について説明する。

セルラＯＦＤＭ無線パケット通信システムにおいて、上りリンク／下りリンクデータパケット送信は、サブフレーム（subframe）単位で行われ、１サブフレームは、複数のＯＦＤＭシンボルを含む一定時間区間として定義される。３ＧＰＰＬＴＥ標準では、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）に適用可能なタイプ１の無線フレーム（radio frame）構造とＴＤＤ（Time Division Duplex）に適用可能なタイプ２の無線フレーム構造をサポートする。

図２（ａ）は、タイプ１無線フレームの構造を示す図である。１つの無線フレーム（radio frame）は１０個のサブフレーム（subframe）で構成され、１つのサブフレームは時間領域（time domain）において２個のスロット（slot）で構成される。１サブフレームの送信にかかる時間をＴＴＩ（Transmission Time Interval）といい、例えば、１サブフレームの長さは１ｍｓであり、１スロットの長さは０．５ｍｓである。１スロットは時間領域において複数のＯＦＤＭシンボルを含み、周波数領域において複数のリソースブロック（Resource Block；ＲＢ）を含む。３ＧＰＰＬＴＥシステムでは、下りリンクでＯＦＤＭＡを用いることから、ＯＦＤＭシンボルが１シンボル区間を表す。ＯＦＤＭシンボルは、ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルもしくはシンボル区間と呼ぶこともできる。リソースブロック（ＲＢ）は、リソース割り当て単位であり、１スロットにおいて複数の連続した副搬送波（subcarrier）を含むことができる。

１つのスロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は、ＣＰ（Cyclic Prefix）の構成（configuration）によって異なってもよい。ＣＰには、拡張ＣＰ（extended CP）および通常ＣＰ（normal CP）がある。例えば、ＯＦＤＭシンボルが通常ＣＰによって構成された場合、１つのスロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は７個であってもよい。ＯＦＤＭシンボルが拡張ＣＰによって構成された場合、１つのＯＦＤＭシンボルの長さが増加するため、１つのスロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は、通常ＣＰの場合に比べて少ない。拡張ＣＰの場合、例えば、１つのスロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は６個であってもよい。端末が高速で移動するなどの場合のようにチャネル状態が不安定な場合、シンボル間干渉をより減らすために拡張ＣＰを用いることができる。

図２（ｂ）は、タイプ２無線フレームの構造を示す図である。タイプ２無線フレームは、２個のハーフフレーム（half frame）で構成され、各ハーフフレームは、５個のサブフレームと、ＤｗＰＴＳ（Downlink Pilot Time Slot）、保護区間（Guard Period；ＧＰ）、ＵｐＰＴＳ（Uplink Pilot Time Slot）で構成され、ここで、１個のサブフレームは２個のスロットで構成される。ＤｗＰＴＳは、端末での初期セル探索、同期化もしくはチャネル推定に用いられる。ＵｐＰＴＳは、基地局でのチャネル推定および端末の上り送信同期の獲得に用いられる。保護区間は、上りリンクと下りリンクとの間で下りリンク信号のマルチパス（多重経路）遅延によって上りリンクで生じる干渉を除去するための区間である。一方、無線フレームのタイプを問わず、１個のサブフレームは２個のスロットで構成される。

一方、ＬＴＥＴＤＤシステムにおいて上りリンク／下りリンクサブフレーム設定（UL/DL configuration）は、下記の表１のとおりである。

上記の表１で、Ｄは下りリンクサブフレーム、Ｕは上りリンクサブフレームを表し、Ｓは上記のスペシャル（特別）サブフレームを意味する。また、上記の表１では、それぞれの上りリンク／下りリンクサブフレーム設定において下りリンク−上りリンクスイッチング周期（Downlink-to-Uplink Switch-point periodicity）も表している。

サポートされる上りリンク／下りリンクサブフレームは、表１に羅列されているとおりである。無線フレームの各サブフレームに対して“Ｄ”は、下りリンク送信のために予約されたサブフレームを表し、“Ｕ”は上りリンク送信のために予約されたサブフレームを表し、“Ｓ”は、ＤｗＰＴＳ（Downlink Pilot Time Slot）、保護区間（Guard Period；ＧＰ）およびＵｐＰＴＳ（Uplink Pilot Time Slot）で構成されるスペシャルサブフレームを表す。

上記のスペシャルサブフレームに関して、現在３ＧＰＰ標準文書では下記の表２のように設定を定義している。表２において、Ｔ_S＝１／（１５０００＊２０４８）の場合のＤｗＰＴＳおよびＵｐＰＴＳを表しており、残りの領域は保護区間として設定される。

無線フレームの構造は例示に過ぎず、無線フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレームに含まれるスロットの数、もしくはスロットに含まれるシンボルの数は、様々に変更されてもよい。

図３は、下りリンクスロットにおけるリソースグリッド（resource grid）を示す図である。ここでは、１つの下りリンクスロットは時間領域において７個のＯＦＤＭシンボルを含み、１つのリソースブロック（ＲＢ）は周波数領域において１２個の副搬送波を含むとしているが、本発明がこれに制限されるものではない。例えば、通常ＣＰ（Cyclic Prefix）では１スロットが７ＯＦＤＭシンボルを含むが、拡張ＣＰ（extended-CP）では１スロットが６ＯＦＤＭシンボルを含むこともできる。リソースグリッド上の各要素をリソース要素（resource element）と呼ぶ。１リソースブロックは１２×７個のリソース要素を含む。下りリンクスロットに含まれるリソースブロックの数Ｎ^DLは、下りリンク送信帯域幅による。上りリンクスロットの構造は下りリンクスロットの構造と同一であってもよい。

図４は、下りリンクサブフレームの構造を示す図である。１つのサブフレーム内で一番目のスロットの先頭における最大３個のＯＦＤＭシンボルは、制御チャネルが割り当てられる制御領域に該当する。残りのＯＦＤＭシンボルは、物理下りリンク共有チャネル（Physical Downlink Shared Chancel；ＰＤＳＣＨ）が割り当てられるデータ領域に該当する。３ＧＰＰＬＴＥシステムで用いられる下りリンク制御チャネルには、例えば、物理制御フォーマット指示子チャネル（Physical Control Format Indicator CHannel；ＰＣＦＩＣＨ）、物理下りリンク制御チャネル（Physical Downlink Control CHannel；ＰＤＣＣＨ）、物理ＨＡＲＱ指示子チャネル（Physical Hybrid automatic repeat request Indicator CHannel；ＰＨＩＣＨ）などがある。ＰＣＦＩＣＨは、サブフレームの最初のＯＦＤＭシンボルで送信され、サブフレーム内の制御チャネル送信に用いられるＯＦＤＭシンボルの数に関する情報を含む。ＰＨＩＣＨは、上りリンク送信の応答としてＨＡＲＱＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を含む。ＰＤＣＣＨを介して送信される制御情報を、下りリンク制御情報（Downlink Control Information；ＤＣＩ）という。ＤＣＩは、上りリンクもしくは下りリンクスケジューリング情報を含んだり、任意の端末グループに対する上りリンク送信電力制御命令を含む。ＰＤＣＣＨは、下りリンク共有チャネル（ＤＬ−ＳＣＨ）のリソース割り当ておよび送信フォーマット、上りリンク共有チャネル（ＵＬ−ＳＣＨ）のリソース割り当て情報、ページングチャネル（ＰＣＨ）のページング情報、ＤＬ−ＳＣＨ上のシステム情報、ＰＤＳＣＨ上に送信されるランダムアクセス応答（Random Access Response）などの上位層制御メッセージのリソース割り当て、任意の端末グループ内の個別端末に対する送信電力制御命令のセット、送信電力制御情報、ＶｏＩＰ（Voice over IP）の活性化などを含むことができる。複数のＰＤＣＣＨが制御領域内で送信され、端末が複数のＰＤＣＣＨをモニタすることもできる。ＰＤＣＣＨは、一つもしくは複数の連続する制御チャネル要素（Control Channel Element；ＣＣＥ）の組合せ（aggregation）で送信される。ＣＣＥは、無線チャネルの状態に基づくコーディングレートでＰＤＣＣＨを提供するために用いられる論理割り当て単位である。ＣＣＥは、複数のリソース要素グループに対応する。ＰＤＣＣＨのフォーマットおよび利用可能なビット数は、ＣＣＥの数とＣＣＥによって提供されるコーディングレートとの間の相関関係によって決定される。基地局は、端末に送信されるＤＣＩによってＰＤＣＣＨフォーマットを決定し、制御情報に巡回冗長検査（Cyclic Redundancy Check；ＣＲＣ）を付加する。ＣＲＣは、ＰＤＣＣＨのオーナ（owner）もしくは用途によって、無線ネットワーク一時識別子（Radio Network Temporary IDentifier；ＲＮＴＩ）と呼ばれる識別子でマスクされる。ＰＤＣＣＨが特定端末に対するものであれば、端末のｃｅｌｌ−ＲＮＴＩ（Ｃ−ＲＮＴＩ）識別子をＣＲＣにマスクすることができる。または、ＰＤＣＣＨがページングメッセージに対するものであれば、ページング指示子識別子（Paging Indicator IDentifier；Ｐ−ＲＮＴＩ）をＣＲＣにマスクすることができる。ＰＤＣＣＨがシステム情報（より具体的には、システム情報ブロック（ＳＩＢ））に対するものであれば、システム情報識別子およびシステム情報ＲＮＴＩ（ＳＩ−ＲＮＴＩ）をＣＲＣにマスクすることができる。端末のランダムアクセスプリアンブルの送信に対する応答であるランダムアクセス応答を示すために、ランダムアクセス−ＲＮＴＩ（ＲＡ−ＲＮＴＩ）をＣＲＣにマスクすることができる。

図５は、上りリンクサブフレームの構造を示す図である。上りリンクサブフレームは、周波数領域において制御領域とデータ領域とに区別することができる。制御領域には、上りリンク制御情報を含む物理上りリンク制御チャネル（Physical Uplink Control CHannel；ＰＵＣＣＨ）が割り当てられる。データ領域には、ユーザデータを含む物理上りリンク共有チャネル（Physical uplink shared CHannel；ＰＵＳＣＨ）が割り当てられる。単一搬送波特性を維持するために、１つの端末は、ＰＵＣＣＨおよびＰＵＳＣＨを同時に送信しない。１つの端末に対するＰＵＣＣＨは、サブフレームでリソースブロック対（RB pair）に割り当てられる。リソースブロック対に属するリソースブロックは、２つのスロットに対して互いに異なる副搬送波を占める。これを、ＰＵＣＣＨに割り当てられるリソースブロック対がスロット境界で周波数ホッピング（frequency-hopped）するという。

マルチアンテナ（ＭＩＭＯ）システムのモデル化
以下、ＭＩＭＯシステムについて説明する。ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output（多入力多出力））は、複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナを用いる方法であり、この方法によってデータの送受信効率を向上させることができる。すなわち、無線通信システムの送信端もしくは受信端で複数のアンテナを用いることによって、容量を増大させ、性能を向上させることができる。以下、本文献ではＭＩＭＯを‘マルチアンテナ（multi-antenna）’と呼ぶことができる。

マルチアンテナ技術では、一つのメッセージ全体を受信する上で単一アンテナ経路に依存しない。その代わりに、マルチアンテナ技術では複数のアンテナから受信したデータフラグメント（断片）（fragment）を一つにまとめてマージ（併合）することによってデータを完成する。マルチアンテナ技術を用いると、特定の大きさのセル領域内でデータ送信速度を向上させたり、もしくは特定のデータ送信速度を保証しながらシステムカバレッジ（coverage）を増大させることができる。また、この技術は、移動通信端末および中継機などに幅広く用いることができる。一方、従来では一般に単一送信アンテナおよび単一受信アンテナを使用してきた。マルチアンテナ技術によれば、単一アンテナを用いる従来技術による移動通信における送信量の限界を克服することができる。

同時にデータの送信効率を向上させることができる様々な技術の中でも、上記のＭＩＭＯ技術は、周波数を更に割り当てたり電力を更に増加させなくとも通信容量および送／受信性能を格段に向上させることができる。このような技術的な利点から、大部分の会社や開発者らはＭＩＭＯ技術に注目している。

図６は、マルチアンテナ（ＭＩＭＯ）を有する無線通信システムの構成図である。

図６に示すように、送信端にはＮ_T個の送信アンテナが設けられており、受信端にはＮ_R個の受信アンテナが設けられている。このように送信端および受信端の両方で複数のアンテナを用いる場合には、送信端もしくは受信端のいずれか一方でのみ複数のアンテナを用いる場合に比べて理論的なチャネル送信容量が増加する。チャネル送信容量の増加はアンテナの数に比例する。これによって、送信レートが向上し、周波数効率が向上する。１つのアンテナを用いる場合の最大送信レートをＲ_oとすれば、マルチアンテナを用いる場合の送信レートは、理論的に、下記の数式１のように、最大送信レートＲ_oにレート増加率Ｒ_iを掛けた分だけ増加し得る。ここで、Ｒ_iは、Ｎ_TおよびＮ_Rのうちの小さい値である。

例えば、４個の送信アンテナと４個の受信アンテナを用いるＭＩＭＯ通信システムでは、単一アンテナシステムに比べて、理論上、４倍の送信レートを得ることができる。このようなマルチアンテナシステムの理論的容量の増加が９０年代の半ばに証明されて以来、実質的にデータ送信レートを向上させるための様々な技術が現在まで活発に研究されており、それらのいくつかの技術は既に３世代移動通信や次世代無線ＬＡＮなどの様々な無線通信の標準に反映されている。

現在までのマルチアンテナ関連の研究動向を調べると、様々なチャネル環境および多重接続環境におけるマルチアンテナ通信容量計算などに関連した情報理論の側面の研究、マルチアンテナシステムの無線チャネル測定およびモデル化の研究、そして送信信頼度向上および送信レート向上のための時空間信号処理技術の研究など、様々な観点で活発な研究が行われている。

マルチアンテナシステムにおける通信方法をより具体的な方法で説明するためにそれを数学的にモデル化すると、次のとおりである。図６に示すように、Ｎ_T個の送信アンテナおよびＮ_R個の受信アンテナが存在すると仮定する。まず、送信信号について説明すると、Ｎ_T個の送信アンテナがある場合、送信可能な最多の情報はＮ_T個であるから、送信情報を下記の数式２のようなベクトルで示すことができる。

一方、図６（ｂ）は、Ｎ_T個の送信アンテナから受信アンテナｉへのチャネルを示す図である。これらのチャネルをまとめてベクトルおよび行列形態で表現することができる。図６（ｂ）で、合計Ｎ_T個の送信アンテナから受信アンテナｉに到達するチャネルを次のように示すことができる。

したがって、Ｎ_T個の送信アンテナからＮ_R個の受信アンテナに到達する全てのチャネルを次のように表現することができる。

上述の数式モデル化によって受信信号を次のように表現することができる。

或いは、ランクは、行列を固有値分解（Eigen value decomposition）したとき、０以外の固有値の数として定義することもできる。或いは、ランクは、特異値分解（singular value decomposition）したとき、０以外の特異値の数として定義することもできる。したがって、チャネル行列においてランクの物理的な意味は、与えられたチャネルで互いに異なる情報を送信できる最大数として定義することができる。

ＵＥによる測定（measurement）
場合によっては、端末が下りリンク測定を行う必要がある。例えば、基地局が端末のハンドオーバ動作もしくはセル間干渉調整などをサポートするためには、端末が下りリンク測定を行い、これを基地局に報告する必要がある。下りリンク測定には、ＲＬＭ（Radio Link Monitoring）のための測定、チャネル状態情報（Channel State Information；ＣＳＩ）報告のための測定、ＲＲＭ（Radio Resource Management）測定などの様々な測定方式および測定値がある。

ＲＬＭ測定は、例えば、無線リンク失敗（Radio Link Failure；ＲＬＦ）を検出し、新しい無線リンクを探す過程で用いられる下りリンク測定を含むことができる。ＣＳＩ報告のための測定は、例えば、端末が下りリンクチャネルの品質を測定し、適切なランク指示子、プリコーディング行列指示子、チャネル品質指示子を選択／計算して報告するための測定を含むことができる。ＲＲＭ測定は、例えば、端末がハンドオーバするか否かを決定するための測定を含むことができる。

ＲＲＭ測定は、参照信号受信電力（Reference Signal Received Power；ＲＳＲＰ）、参照信号受信品質（Reference Signal Received Quality；ＲＳＲＱ）、受信信号強度指示子（Received Signal Strength Indicator；ＲＳＳＩ）などの測定を含むことができる。

ＲＳＲＰは、測定される周波数帯域幅内のセル固有参照信号（Cell-specific RS；ＣＲＳ）を搬送する（carry）リソース要素の電力の線形平均として定義される。端末は、特定リソース要素上にマッピングされて送信されるセル固有参照信号（ＣＲＳ）を検出してＲＳＲＰを決定することができる。ＲＳＲＰ計算には、基本的に、アンテナポート０に対するセル固有参照信号（Ｒ０）を用いることができ、端末がアンテナポート１に対するセル固有参照信号（Ｒ１）を正確に検出できる場合には、Ｒ０に加えてＲ１も用いてＲＳＲＰを決定することができる。セル固有参照信号に対する具体的な内容は、後述する図７に関する説明および標準文書（例えば、３ＧＰＰＴＳ３６．２１１）を参照することができる。

ＲＳＲＱは、ＲＳＲＰに測定される周波数帯域幅内のリソースブロックの数（Ｎ）を乗算した値を‘Ｅ−ＵＴＲＡ搬送波ＲＳＳＩ（E-UTRA carrier RSSI）’で割った値として定義される（すなわち、ＲＳＲＱ＝Ｎ×ＲＳＲＰ／（Ｅ−ＵＴＲＡｃａｒｒｉｅｒＲＳＳＩ））。分子（Ｎ×ＲＳＲＰ）と分母（Ｅ−ＵＴＲＡｃａｒｒｉｅｒＲＳＳＩ）は同じリソースブロックセットに対して測定される。

‘Ｅ−ＵＴＲＡ搬送波ＲＳＳＩ’は、共通チャネルサービングおよび非サービングセル、隣接チャネル干渉、熱雑音などを含む全ソースからの受信信号に対して、Ｎ個のリソースブロックにわたって、測定帯域幅でアンテナポート０に対する参照シンボル（すなわち、アンテナポート０に対するＣＲＳ）を含むＯＦＤＭシンボルでのみ端末によって測定された総受信電力の線形平均を含む。

‘ＵＴＲＡＦＤＤ搬送波ＲＳＳＩ’は、受信器パルス形成フィルタによって定義される帯域幅内で、受信器で生成される雑音および熱雑音を含む、受信された広帯域電力として定義される。

‘ＵＴＲＡＴＤＤ搬送波ＲＳＳＩ’は、特定時間スロット内で受信器パルス形成フィルタによって定義される帯域幅内で、受信器で生成される雑音および熱雑音を含む、受信された広帯域電力として定義される。

前述した事項以外の下りリンクチャネル測定に関する説明は、標準文書（例えば、３ＧＰＰＴＳ３６．２１４）を参照すればよく、その具体的な内容は、説明の明確性のために省略する。ただし、下りリンクチャネル測定について上記の標準文書に開示された内容は、以下に説明する本発明の様々な実施の形態で用いられる下りリンクチャネル測定に適用可能であることは明らかである。

参照信号（Reference Signal；ＲＳ）
以下、参照信号について説明する。

無線通信システムにおいてパケットを送信するとき、送信されるパケットは無線チャネルを介して送信されるため、送信過程で信号の歪みが発生しうる。このように歪んだ信号を受信側で正しく受信するためには、チャネルの情報を把握し、受信信号においてそのチャネル情報分の送信信号の歪みを補正することによって、正しい信号を受信することができる。このようにチャネルの情報を把握するためには、送信側および受信側の両方が知っている信号を送信し、その信号がチャネルを介して受信されるときにその信号の歪みの程度でチャネル情報を把握する方法を主に用いるが、このとき、送信される送信側および受信側の両方が知っている信号をパイロット信号（Pilot Signal）もしくは参照信号（Reference Signal）と呼ぶ。

また、近年、大部分の移動通信システムでは、パケットを送信する際、１個の送信アンテナおよび１個の受信アンテナを使用することから脱却し、複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナを採択して送受信効率を向上させようとしている。送信側もしくは受信側でマルチアンテナを用いて容量増大もしくは性能改善を図る場合、各送信アンテナと各受信アンテナとの間のチャネル状況を知らないと正しい信号を受信することができず、よって、各送信アンテナ別に別個の参照信号が存在しなければならない。

無線通信システムにおいて、参照信号はその目的によって２種類に大別される。チャネル情報取得のための参照信号と、データ復調のために用いられる参照信号と、がある。前者は、ＵＥが下りリンクのチャネル情報を取得することが目的であるから、広帯域で送信されなければならず、特定サブフレームで下りリンクデータを受信しないＵＥであっても、当該参照信号を受信してチャネル測定を行わなければならない。また、これは、ハンドオーバなどの移動管理のための測定のためにも用いられる。

後者は、基地局が下りリンクデータを送信する場合に、併せて送信する参照信号であり、ＵＥは、当該参照信号を受信することによってチャネル推定ができ、これによってデータを復調できるようになる。この参照信号はデータが送信される領域で送信されなければならない。

ＬＴＥシステムでは、ユニキャスト（unicast）サービスのために２種類の下りリンク参照信号が定義されている。具体的には、チャネル状態に関する情報取得およびハンドオーバなどと関連した測定のための共通参照信号（Common RS；ＣＲＳ）と、データ復調のために用いられる専用参照信号（Dedicated RS；ＤＲＳ）とに区別できる。ここで、ＣＲＳはセル固有参照信号（Cell-specific RS）と呼び、専用参照信号は端末固有参照信号（UE-specific RS）と呼ぶことができる。

ＬＴＥシステムにおいて、ＤＲＳはデータ復調用にのみ用いられ、ＣＲＳはチャネル情報取得およびデータ復調の２つの目的で用いられる。

受信側（端末）は、ＣＲＳからチャネルの状態を推定し、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）、ＰＭＩ（Precoding Matrix Index）および／もしくはＲＩ（Rank Indicator）などのチャネル品質と関連した指示子（インジケータ）を送信側（基地局）にフィードバックすることができる。または、ＣＱＩ／ＰＭＩ／ＲＩなどのチャネル状態情報（Channel State Information；ＣＳＩ）のフィードバックと関連したＲＳを別途にＣＳＩ−ＲＳとして定義することもできる。ＣＲＳは、セル固有（cell-specific）参照信号と呼ぶこともできる。セル固有参照信号として、ＣＲＳは、広帯域にわたってサブフレームごとに送信される。また、ＣＲＳは、基地局の送信アンテナ数によって最大４個のアンテナポートに基づいて送信される。

一方、ＤＲＳは、ＰＤＳＣＨ上のデータの復調が必要なケースに当該ＲＥで送信されてもよい。端末は、上位層でＤＲＳの存在の有無についての指示を受けることができ、該当のＰＤＳＣＨがマッピングされた場合にのみＤＲＳが有効であるという指示を受けることができる。ＤＲＳは、端末固有（UE-specific）参照信号もしくは復調用参照信号（Demodulation Reference Signal；ＤＭＲＳ）と呼ぶこともできる。

図７は、既存の３ＧＰＰＬＴＥシステム（例えば、リリース−８）で定義するＣＲＳおよびＤＲＳが、下りリンクリソースブロック対（RB pair）上にマッピングされるパターンを示す図である。参照信号がマッピングされる単位としての下りリンクリソースブロック対は、時間上で１サブフレーム×周波数上で１２副搬送波の単位として表現することができる。すなわち、一つのリソースブロック対は、時間上で、通常ＣＰの場合（図７（ａ））には１４個のＯＦＤＭシンボル長、拡張されたＣＰの場合（図７（ｂ））には１２個のＯＦＤＭシンボル長を有する。

図７は、基地局が４個の送信アンテナをサポートするシステムにおける参照信号のリソースブロック対上の位置を示す。図７において、‘０’、‘１’、‘２’および‘３’で示されたリソース要素（ＲＥ）は、それぞれ、アンテナポートインデックス０、１、２および３に対するＣＲＳの位置を示す。一方、図７で‘Ｄ’で示されたリソース要素は、ＤＲＳの位置を示す。

以下、ＣＲＳについて具体的に説明する。

ＣＲＳは、物理アンテナ端のチャネルを推定するために用いられ、セル内にある全ての端末（ＵＥ）が共通に受信できる参照信号であり、全帯域にわたって分布する。ＣＲＳは、チャネル状態情報（ＣＳＩ）取得およびデータ復調の目的で用いることができる。

ＣＲＳは、送信側（基地局）のアンテナ構成によって様々な形態で定義される。３ＧＰＰＬＴＥ（例えば、リリース−８）システムは、様々なアンテナ構成（Antenna configuration）をサポートし、下りリンク信号送信側（基地局）は、単一アンテナ、２送信アンテナ、４送信アンテナなどの３種類のアンテナ構成を有する。基地局が単一アンテナ送信を行う場合には、単一アンテナポートのための参照信号が配置される。基地局が２アンテナ送信を行う場合には、２個のアンテナポートのための参照信号が時間分割多重化（Time Division Multiplexing）および／もしくは周波数分割多重化（Frequency Division Multiplexing）方式で配置される。すなわち、２個のアンテナポートのための参照信号が異なる時間リソースおよび／もしくは異なる周波数リソースに配置され、それぞれ区別されてもよい。また、基地局が４アンテナ送信を行う場合には、４個のアンテナポートのための参照信号がＴＤＭ／ＦＤＭ方式で配置される。ＣＲＳから下りリンク信号受信側（端末）によって推定されたチャネル情報は、単一アンテナ送信（Single Antenna Transmission）、送信ダイバーシティ（Transmit diversity）、閉ループ空間多重化（Closed-loop Spatial multiplexing）、開ループ空間多重化（Open-loop Spatial multiplexing）、マルチユーザ（Multi-User）ＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）などの送信技法で送信されたデータの復調のために用いられてもよい。

マルチアンテナをサポートする場合、あるアンテナポートで参照信号を送信するとき、参照信号パターンにしたがって指定されたリソース要素（ＲＥ）位置で参照信号を送信し、他のアンテナポートのために指定されたリソース要素（ＲＥ）位置ではいかなる信号も送信しない。

ＣＲＳがリソースブロック上にマッピングされる規則は、下記の数式１２に従う。

具体的には、ＣＲＳを用いるチャネル推定の性能を高めるために、セル別にＣＲＳの周波数領域上の位置をシフト（shift）させて異ならせてもよい。例えば、参照信号が３副搬送波ごとに位置する場合に、一つのセルは３ｋの副搬送波上に、他のセルは３ｋ＋１の副搬送波上に配置されるようにすることができる。一つのアンテナポートの観点では、参照信号は周波数領域において６ＲＥ間隔（すなわち、６副搬送波間隔）で配置され、他のアンテナポートのための参照信号が配置されるＲＥとは周波数領域で３ＲＥ間隔を保持する。

また、ＣＲＳに対して電力ブースティング（power boosting）が適用されてもよい。電力ブースティングとは、一つのＯＦＤＭシンボルのリソース要素（ＲＥ）のうち、参照信号のために割り当てられたＲＥ以外のＲＥから電力を取り込んで参照信号を一層高い電力で送信することを意味する。

時間領域において、参照信号の位置は、各スロットのシンボルインデックス（ｌ）０を開始点として一定の間隔で配置される。時間間隔は、ＣＰ長によって異なるように定義される。通常ＣＰの場合は、スロットのシンボルインデックス０および４に位置し、拡張されたＣＰ場合は、スロットのシンボルインデックス０および３に位置する。一つのＯＦＤＭシンボルには最大２個のアンテナポートのための参照信号のみが定義される。したがって、４送信アンテナ送信時に、アンテナポート０および１のための参照信号はスロットのシンボルインデックス０および４（拡張されたＣＰの場合は、シンボルインデックス０および３）に位置し、アンテナポート２および３のための参照信号はスロットのシンボルインデックス１に位置する。ただし、アンテナポート２および３のための参照信号の周波数位置は、２番目のスロットでは互いに置き換えられる。

一方、既存の３ＧＰＰＬＴＥ（例えば、リリース−８）システムに比べてより高いスペクトル効率性（Spectral Efficiency）をサポートするために、拡張されたアンテナ構成を有するシステム（例えば、ＬＴＥ−Ａシステム）を設計することができる。拡張されたアンテナ構成は、例えば、８個の送信アンテナ構成とすることができる。このような拡張されたアンテナ構成を有するシステムにおいて、既存のアンテナ構成で動作する端末をサポート、すなわち、後方互換性（backward compatibility）をサポートする必要がある。そのために、既存のアンテナ構成による参照信号パターンをサポートし、追加的なアンテナ構成に対する新しい参照信号パターンを設計する必要がある。ここで、既存のアンテナ構成を有するシステムに新しいアンテナポートのためのＣＲＳを追加すると、参照信号オーバーヘッドが急増し、データ送信レートを低下することにつながる。上記のような事項を考慮して、３ＧＰＰＬＴＥの発展型であるＬＴＥ−Ａ（Advanced）システムでは、新しいアンテナポートのためのチャネル状態情報（ＣＳＩ）測定のための別途の参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ）を導入することができる。この別途の参照信号であるＣＳＩ−ＲＳに関しては後述する。

以下、ＤＲＳについて具体的に説明する。

ＤＲＳ（もしくは、端末固有参照信号）は、データ復調のために用いられる参照信号であり、マルチアンテナ送信を行う際に特定端末に用いられるプリコーディング重み値を参照信号にもそのまま使用することによって、端末が参照信号を受信した時に、各送信アンテナで送信されるプリコーディング重み値と送信チャネルとが結合された均等チャネル（Equivalent channel）を推定できるようにする。

既存の３ＧＰＰＬＴＥシステム（例えば、リリース−８）は、最大４送信アンテナ送信をサポートし、ランク１ビームフォーミングのためのＤＲＳが定義されている。ランク１ビームフォーミングのためのＤＲＳは、アンテナポートインデックス５に対する参照信号として示されてもよい。ＤＲＳがリソースブロック上にマッピングされる規則は、下記の数式１３および数式１４に従う。数式１３は、通常ＣＰの場合に関するものであり、数式１４は、拡張されたＣＰの場合に関するものである。

一方、３ＧＰＰＬＴＥの進化であるＬＴＥ−Ａ（Advanced）システムでは、高い次数（order）のＭＩＭＯ、多重セル送信、発展したＭＵ−ＭＩＭＯなどが考慮されているが、効率的な参照信号の運用および発展した送信方式をサポートするために、ＤＲＳベースのデータ復調を考慮している。すなわち、既存の３ＧＰＰＬＴＥ（例えば、リリース−８）で定義しているランク１ビームフォーミングのためのＤＲＳ（アンテナポートインデックス５）とは別に、追加されたアンテナからのデータ送信をサポートするために、２以上のレイヤに対するＤＲＳを定義することができる。

一方、前述のとおり、ＬＴＥシステムにおいて、ＣＲＳは、基地局の送信アンテナ数によって最大４個のアンテナポートに基づいて送信される。例えば、基地局の送信アンテナの数が２個である場合、０番および１番のアンテナポートに対するＣＲＳが送信され、４個の場合、０〜３番のアンテナポートに対するＣＲＳがそれぞれ送信される。

図８は、ＬＴＥシステムにおいて送信アンテナポートが４個である場合に、一般的なＣＲＳパターンを例示する図である。

図８を参照すると、ＬＴＥシステムにおいてＣＲＳが時間−周波数リソースにマッピングされる場合、周波数軸において、１つのアンテナポートに対する参照信号は、６ＲＥ当たり１個のＲＥにマッピングして送信される。１つのＲＢが周波数上において１２個のＲＥで構成されているため、１つのアンテナポートに対するＲＥは、１つのＲＢ当たり２個のＲＥが用いられる。

一方、上記の図７に関する説明のとおり、ＬＴＥシステムの発展した形態のＬＴＥ−Ａシステムにおいて、基地局は、下りリンクで最大８個の送信アンテナをサポートし得るようにデザインされなければならない。したがって、最大８個送信アンテナに対する参照信号送信もサポートされなければならない。

具体的には、ＬＴＥシステムにおいて下りリンク参照信号は、最大４個のアンテナポートに対する参照信号しか定義されていないが、ＬＴＥ−Ａシステムで基地局が４個以上８個以下の下りリンク送信アンテナを有する場合には、これらのアンテナポートに対する参照信号がさらに定義されなければならない。また、最大８個の送信アンテナポートに対する参照信号は、上述したチャネル測定のための用途に関してもデータ復調のための用途に関しても定義される必要がある。

ＬＴＥ−Ａシステムをデザインするに当たって重要な考慮事項の一つは、後方互換性（backward compatibility）、すなわち、ＬＴＥ端末がＬＴＥ−Ａシステムでも何ら無理なく円滑に動作しなければならず、システムもそれをサポートしなければならないということである。参照信号送信の観点からは、ＬＴＥシステムで定義されているＣＲＳが送信される時間−周波数領域で、最大８個の送信アンテナポートに対するＲＳがさらに定義されなければならない。しかし、ＬＴＥ−Ａシステムにおいて既存ＬＴＥシステムのＣＲＳと同じ方式で最大８個の送信アンテナに対する参照信号パターンをサブフレームごとに全帯域に追加すると、オーバーヘッドが過度に増加することになる。

このため、ＬＴＥ−Ａシステムで新しくデザインされる参照信号は、２種類に分類される。すなわち、ＭＣＳ、ＰＭＩなどの選択のためのチャネル測定を目的とする参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ；Channel State Information-RS）と、８個の送信アンテナで送信されるデータの復調のための参照信号（ＤＭ−ＲＳ；Demodulation-RS）である。

チャネル測定を目的とする参照信号であるＣＳＩ−ＲＳは、既存のＣＲＳがチャネル推定のための測定、ハンドオーバなどの測定などの目的で用いられると同時に、データ復調のために用いられることとは違い、チャネル推定のための測定を目的としてデザインされる。ＣＳＩ−ＲＳは、チャネル状態に関する情報を得る目的のために送信されるので、ＣＲＳとは違い、サブフレームごとに送信されなくてもよい。現在ＬＴＥ−Ａ標準において、ＣＳＩ−ＲＳはアンテナポート１５から２２まで割り当てられ、ＣＳＩ−ＲＳ設定情報は上位層シグナリングによって受信されるものとして定義されている。

また、データ復調のためには、当該時間−周波数領域でスケジュールされたＵＥ専用の参照信号としてＤＭ−ＲＳが送信される。すなわち、特定ＵＥに送信されるＤＭ−ＲＳは、当該ＵＥに対してスケジュールされた領域、すなわち、当該ＵＥがデータを受信する時間−周波数領域でのみ送信される。

一方、下りリンクで最大８個の送信アンテナをサポートするＬＴＥ−Ａシステムにおいて、基地局は、全てのアンテナポートに対するＣＳＩ−ＲＳを送信しなければならない。最大８個の送信アンテナポートに対するＣＳＩ−ＲＳをサブフレームごとに送信することは、過度なオーバーヘッドにつながるという短所がある。このため、ＣＳＩ−ＲＳはサブフレームごとに送信されず、時間軸において間欠的に送信され、そのオーバーヘッドを減らす必要がある。そのために、ＣＳＩ−ＲＳは、１サブフレームの整数倍の周期で周期的に送信されてもよく、特定送信パターンで送信されてもよい。

このとき、ＣＳＩ−ＲＳが送信される周期やパターンは、基地局が設定（configuration）することができる。ＣＳＩ−ＲＳを測定するために、端末は必ず、自体の属したセルのそれぞれのＣＳＩ−ＲＳアンテナポートに対するＣＳＩ−ＲＳ設定（configuration）を知っていなければならない。ＣＳＩ−ＲＳ設定には、ＣＳＩ−ＲＳが送信される下りリンクサブフレームインデックス、送信サブフレームにおけるＣＳＩ−ＲＳリソース要素（ＲＥ）の時間−周波数位置、そしてＣＳＩ−ＲＳシーケンス（ＣＳＩ−ＲＳ用途に用いられるシーケンスであり、スロット番号、セルＩＤ、ＣＰ長などに基づいて所定の規則によって擬似ランダム（pseudo-random）に生成される。）などが含まれてもよい。すなわち、任意の（given）基地局で複数のＣＳＩ−ＲＳ設定（configuration）が用いられてもよく、基地局は、複数のＣＳＩ−ＲＳ設定のうち、セル内の端末に用いられるＣＳＩ−ＲＳ設定を知らせることができる。

また、それぞれのアンテナポートに対するＣＳＩ−ＲＳは区別される必要があるため、それぞれのアンテナポートに対するＣＳＩ−ＲＳが送信されるリソースは、互いに直交（orthogonal）しなければならない。図８と関連して説明するように、それぞれのアンテナポートに対するＣＳＩ−ＲＳは、直交する周波数リソース、直交する時間リソースおよび／もしくは直交するコードリソースを用いてＦＤＭ、ＴＤＭおよび／もしくはＣＤＭ方式で多重化することができる。

ＣＳＩ−ＲＳに関する情報（ＣＳＩ−ＲＳ設定（configuration））を基地局がセル内の端末に知らせる際、まず、各アンテナポートに対するＣＳＩ−ＲＳがマッピングされる時間−周波数に関する情報を知らせなければならない。具体的には、時間に関する情報は、ＣＳＩ−ＲＳが送信されるサブフレーム番号、ＣＳＩ−ＲＳが送信される周期、ＣＳＩ−ＲＳが送信されるサブフレームオフセット、特定アンテナのＣＳＩ−ＲＳリソース要素（ＲＥ）が送信されるＯＦＤＭシンボル番号などを含むことができる。周波数に関する情報には、特定アンテナのＣＳＩ−ＲＳリソース要素（ＲＥ）が送信される周波数間隔（spacing）、周波数軸におけるＲＥのオフセットもしくはシフト値などが含まれてもよい。

図９は、ＣＳＩ−ＲＳが周期的に送信される方式の一例を説明する図である。ＣＳＩ−ＲＳは、１サブフレームの整数倍の周期（例えば、５サブフレーム周期、１０サブフレーム周期、２０サブフレーム周期、４０サブフレーム周期、もしくは８０サブフレーム周期）で周期的に送信することができる。

図９では、１つの無線フレームが１０個のサブフレーム（サブフレーム番号０乃至９）で構成される例を示す。図９では、例えば、基地局のＣＳＩ−ＲＳの送信周期が１０ｍｓ（すなわち、１０サブフレーム）であり、ＣＳＩ−ＲＳ送信オフセット（Offset）は３である場合を示している。複数セルのＣＳＩ−ＲＳが時間上で均等に分布し得るように、上記オフセット値は基地局ごとにそれぞれ他の値を有してもよい。１０ｍｓの周期でＣＳＩ−ＲＳが送信される場合、オフセット値は０〜９のいずれか一つを有することができる。これと同様に、例えば、５ｍｓの周期でＣＳＩ−ＲＳが送信される場合にオフセット値は０〜４のいずれか一つの値を有することができ、２０ｍｓの周期でＣＳＩ−ＲＳが送信される場合には、オフセット値は０〜１９のいずれか一つの値を有することができ、４０ｍｓの周期でＣＳＩ−ＲＳが送信される場合、オフセット値は０〜３９のいずれか一つの値を有することができ、８０ｍｓの周期でＣＳＩ−ＲＳが送信される場合、オフセット値は０〜７９のいずれか一つの値を有することができる。このオフセット値は、所定の周期でＣＳＩ−ＲＳを送信する基地局がＣＳＩ−ＲＳ送信を始めるサブフレームの値を示す。基地局がＣＳＩ−ＲＳの送信周期およびオフセット値を知らせると、端末は、その値に基づいて当該サブフレーム位置で基地局のＣＳＩ−ＲＳを受信することができる。端末は、受信したＣＳＩ−ＲＳからチャネルを測定し、その結果として、ＣＱＩ、ＰＭＩおよび／もしくはＲＩ（Rank Indicator）などの情報を基地局に報告することができる。本文書で、ＣＱＩ、ＰＭＩおよびＲＩを区別して説明する場合以外は、これらを総称してＣＱＩ（もしくは、ＣＳＩ）という。また、ＣＳＩ−ＲＳに関する上記情報は、セル固有情報であり、セル内の端末に共通に適用されてもよい。また、ＣＳＩ−ＲＳ送信周期およびオフセットは、ＣＳＩ−ＲＳ設定（configuration）別に指定されてもよい。例えば、後述するように、０の送信電力で送信されるＣＳＩ−ＲＳを示すＣＳＩ−ＲＳ設定（configuration）および０以外の（non-zero）送信電力で送信されるＣＳＩ−ＲＳを示すＣＳＩ−ＲＳ設定（configuration）に対して個別のＣＳＩ−ＲＳ送信周期およびオフセットを設定することができる。

図１０は、ＣＳＩ−ＲＳが非周期的に送信される方式の一例を説明する図である。図１０では、１つの無線フレームが１０個のサブフレーム（サブフレーム番号０乃至９）で構成される例を示す。図１０に示すように、ＣＳＩ−ＲＳが送信されるサブフレームは、特定パターンで現れてもよい。例えば、ＣＳＩ−ＲＳ送信パターンが１０サブフレーム単位で構成されてもよく、それぞれのサブフレームでＣＳＩ−ＲＳ送信の有無を１ビット指示子で示すことができる。図１０の例示では、１０個のサブフレーム（サブフレームインデックス０乃至９）のうちサブフレームインデックス３および４で送信されるＣＳＩ−ＲＳパターンを示している。このような指示子は、上位層シグナリングで端末に提供することができる。

ＣＳＩ−ＲＳ送信に対する設定（configuration）は、前述したように様々に構成されてもよく、端末が正しくＣＳＩ−ＲＳを受信してチャネル測定を行うようにするためには、基地局がＣＳＩ−ＲＳ設定を端末に知らせる必要がある。以下、ＣＳＩ−ＲＳ設定を端末に知らせる本発明の実施例を説明する。

ＣＳＩ−ＲＳ設定を知らせる方式
基地局が端末にＣＳＩ−ＲＳ設定（configuration）を知らせる方式として、次の２方式を考慮することができる。

第一の方式は、動的ブロードキャストチャネル（Dynamic Broadcast CHannel；ＤＢＣＨ）シグナリングを用いて、ＣＳＩ−ＲＳ設定（configuration）に関する情報を基地局が端末にブロードキャストする方式である。

既存のＬＴＥシステムにおいて、システム情報に関する内容を基地局が端末に知らせる際、通常、ＢＣＨ（Broadcasting CHannel）を介して当該情報を送信することができる。端末に知らせるシステム情報の内容が多いため、ＢＣＨだけでは全て送信できない場合には、基地局は、一般の下りリンクデータと同様の方式でシステム情報を送信するが、当該データのＰＤＣＣＨＣＲＣを、特定端末識別子（例えば、Ｃ−ＲＮＴＩ）ではなくシステム情報識別子（ＳＩ−ＲＮＴＩ）を用いてマスクしてシステム情報を送信することができる。この場合、実際にシステム情報は一般ユニキャストデータと共にＰＤＳＣＨ領域上で送信される。これによって、セル内の全端末は、ＳＩ−ＲＮＴＩを用いてＰＤＣＣＨをデコードした後、当該ＰＤＣＣＨが示すＰＤＳＣＨをデコードしてシステム情報を取得することができる。このような方式のブロードキャスト方式を、一般的なブロードキャスト方式であるＰＢＣＨ（Physical BCH）と区別して、ＤＢＣＨ（Dynamic BCH）と呼ぶことができる。

一方、既存のＬＴＥシステムでブロードキャストされるシステム情報は、２種類に大別することができる。その一つは、ＰＢＣＨを介して送信されるＭＩＢ（Master Information Block）であり、もう一つは、ＰＤＳＣＨ領域上で一般ユニキャストデータと多重化して送信されるＳＩＢ（System Information Block）である。既存のＬＴＥシステムでは、ＳＩＢタイプ１乃至ＳＩＢタイプ８（ＳＩＢ１乃至ＳＩＢ８）で送信される情報を定義しているため、既存のＳＩＢタイプに定義されていない新しいシステム情報であるＣＳＩ−ＲＳ設定（configuration）に関する情報のために新しいＳＩＢタイプを定義することができる。例えば、ＳＩＢ９もしくはＳＩＢ１０を定義し、これを通じてＣＳＩ−ＲＳ設定（configuration）に関する情報を、基地局がＤＢＣＨ方式でセル内端末に知らせることができる。

第二の方式は、ＲＲＣ（Radio Resource Control）シグナリングを用いて、ＣＳＩ−ＲＳ設定（configuration）に関する情報を、基地局がそれぞれの端末に知らせる方式である。すなわち、専用（dedicated）ＲＲＣシグナリングを用いてＣＳＩ−ＲＳ設定に関する情報をセル内の端末のそれぞれに提供することができる。例えば、端末が初期アクセスもしくはハンドオーバによって基地局と接続（connection）を確立（establish）する過程で、基地局が当該端末にＲＲＣシグナリングを通じてＣＳＩ−ＲＳ設定（configuration）を知らせるようにすることができる。または、基地局が端末にＣＳＩ−ＲＳ測定に基づくチャネル状態フィードバックを要求するＲＲＣシグナリングメッセージを送信する際、当該ＲＲＣシグナリングメッセージを用いてＣＳＩ−ＲＳ設定（configuration）を当該端末に知らせるようにしてもよい。

前述したように、基地局がＣＳＩ−ＲＳ設定（configurations）および端末のチャネル状態情報フィードバックに用いられるＣＳＩ−ＲＳ設定（configuration）を端末に知らせる２つの方式を、本発明の様々な実施例に適用することができる。

以下、このように参照信号などを用いて特定端末が端末間直接通信のための同期情報を受信する方法に係る本発明の具体的な実施例について説明する。

本発明を説明するに先立ち、端末間直接通信に関して説明する。図１１は、端末間直接通信の概念図である。

図１１を参照すると、ＵＥ１（１１１１）とＵＥ２（１１１３）とが相互間で端末間直接通信を行っている。ここで、ＵＥとは、ユーザの端末を意味する。ただし、基地局などのネットワーク装置であっても、端末間通信方式によって信号を送受信する場合には一種のＵＥと見なすことができる。一方、ｅＮＢは、適切な制御信号を用いてＵＥ間の直接通信のための時間／周波数リソースの位置、送信電力などに対する制御を行うことができる。しかし、ｅＮＢのカバレッジ（coverage）の外部にＵＥが位置する場合、ＵＥ間の直接通信はｅＮＢの制御信号を用いなくても行われるように設定されてもよい。以下、端末間直接通信をＤ２Ｄ（device-to-device）通信と称する。また、端末間直接通信のために接続されたリンクをＤ２Ｄ（device-to-device）リンクと称し、ＵＥがｅＮＢと通信するリンクをＮＵ（ｅＮＢ−ＵＥ）リンクと称する。

一般的なＤ２Ｄ動作は、Ｄ２Ｄディスカバリ（発見）（discovery）動作とＤ２Ｄ通信（communication）動作とを含む。まず、各ＵＥ（１１１１，１１１３）は、Ｄ２Ｄ通信を行うＵＥである相手ＵＥが、Ｄ２Ｄ動作が可能な領域に位置するか否かを把握するためにＤ２Ｄディスカバリ過程を行う。各ＵＥ（１１１１，１１１３）は、それぞれの端末を識別できる固有のディスカバリ信号を送信する動作を行う。隣接したＵＥが上記ディスカバリ信号を検出した場合、隣接したＵＥは、当該ＵＥが隣接した位置にいるという事実を把握できる。各ＵＥ（１１１１，１１１３）は、ディスカバリ過程を通じて、Ｄ２Ｄ通信動作を行おうとする相手ＵＥが隣接した位置に存在するか否かを確認した後、データを送受信するためにＤ２Ｄ通信過程を行う。

Ｄ２Ｄディスカバリ過程およびＤ２Ｄ通信過程は、ｅＮＢのカバレッジ（coverage）の内部でｅＮＢに接続されて通信を行う端末間で行われてもよく、ｅＮＢのカバレッジの外部でｅＮＢに接続されていないＵＥ間で行われてもよい。また、１つのＤ２Ｄリンクに接続された２つのＵＥのうち少なくとも一つはｅＮＢカバレッジの内部に存在し、他のＵＥはｅＮＢカバレッジの外部に存在することもできる。ＵＥがカバレッジの内部に存在するか否かは、ｅＮＢが送信する参照信号（reference signal）の受信品質を用いて把握することができる。具体的には、ＵＥは、任意のｅＮＢの参照信号のＲＳＲＰもしくはＲＳＲＱを測定し、測定したＲＳＲＰもしくはＲＳＲＱが一定レベル以下になる場合、カバレッジの外部にあると判断できる。

ｅＮＢのカバレッジの内部に位置しているＵＥがディスカバリ信号を送信する場合、該ディスカバリ信号はｅＮＢの信号と同期している方が、様々な側面で有利である。カバレッジ内部の複数のＵＥが同じｅＮＢの信号とディスカバリ信号を同期化させた場合、ディスカバリ信号の送受信のために必要な同期化過程を省略してもよいからである。この場合、特定ＵＥが隣接セルに接続されているＵＥとディスカバリ過程を行うことができれば、ディスカバリ信号のカバレッジを広めることができる。また、特定ＵＥがサービングセルを変更するためにハンドオーバを行う過程で、ディスカバリ信号の同期がサービングセルと直接関連付けられない場合、ディスカバリ信号の同期を維持できるという長所がある。

図１２は、本発明の一実施例であり、端末が異なる基地局に接続された場合、端末間直接通信のために同期情報を受信する方法を説明する図である。図１２を参照して、特定ＵＥが隣接セルに接続されたＵＥとディスカバリ過程を行う技法に関して説明する。ＵＥ１（１１１１）およびＵＥ２（１１１３）はｅＮＢ１（１１１０）に接続しており、ＵＥ３（１１２１）およびＵＥ４（１１２３）はｅＮＢ２（１１２０）に接続していると仮定する。

ＵＥ３（１１２１）（もしくは、ＵＥ４）のｅＮＢとの信号送受信動作が、サービングセルであるｅＮＢ２（１１２０）の信号と同期している場合、隣接セルであるｅＮＢ１（１１１０）に接続されたＵＥ１（１１１１）（もしくは、ＵＥ２）からディスカバリ信号を受信もしくは送信するために、ＵＥ３は、隣接セルであるｅＮＢ１（１１１０）と同期を取る必要がある。

このとき、全セルの送信時点が完全に同期しているとしても、各セルのｅＮＢから特定ＵＥの位置までの電波遅延（propagation delay）はそれぞれ異なりうる。このため、ＵＥの立場では、観察された各セルの信号受信時点は同一でないことがある。さらに、ｅＮＢ間の同期誤差が大きいか、またはｅＮＢが同期していない場合、互いに異なるセルに同期しているＵＥ間ディスカバリ過程には更なる困難が発生しうる。

このような問題を解決するために、本発明では、複数のセルをまとめて一つのＤ２Ｄディスカバリクラスタ（cluster）を形成し、一つのクラスタ当たり一つの代表セルを選定する技法を提案する。また、一つのクラスタ内の全ＵＥが代表セルと同期を取ってディスカバリ過程を行う技法を提案する。

以下、ｅＮＢ１（１１１０）およびｅＮＢ２（１１２０）が一つのＤ２Ｄディスカバリクラスタを形成し、ｅＮＢ１が代表セルとして選ばれた場合を仮定する。ＵＥ１（１１１１）は、自体のサービングセルであるとともに、クラスタの代表セルであるｅＮＢ１（１１１０）と同期化してディスカバリ信号を送信する。ｅＮＢ２に接続されたＵＥ３（１１２１）およびＵＥ４（１１２３）は、当該ディスカバリ信号がｅＮＢ１と同期しているという事実を把握する。ＵＥ３（１１２１）およびＵＥ４（１１２３）はまず、ｅＮＢ１の同期を取った後、この同期に基づいて、ＵＥ１（１１１１）が送信したディスカバリ信号を検出する。

一つのＤ２Ｄディスカバリクラスタは、一つのみのセルを有してもよい。この場合、それぞれのセルがクラスタ内の代表セルとして設定される。このような設定は、セル間Ｄ２Ｄディスカバリ過程が不必要な場合に用いることができる。または、別に代表セルが設定されなくても、セル間Ｄ２Ｄディスカバリが可能な場合に用いることができる。例えば、セル間同期が非常に高精度に行われ、セル半径が小さいため、複数のセルの送信信号がほとんど同時に到達する場合に用いることができる。

上記Ｄ２Ｄクラスタ内代表セルに関する情報は、Ｄ２Ｄ動作に関する各種パラメータ（parameter）の一部としてｅＮＢからＵＥに伝達されてもよい。例えば、ｅＮＢは、同一クラスタに属するセルのリストと共に当該クラスタの代表セルＩＤ（IDentity）を指定することができる。特定ＵＥが上記セルのリストに含まれた一つのセルに接続される場合、当該セルの属するクラスタの代表セルの信号とディスカバリ信号とを同期化させることができる。

ディスカバリ信号は、代表セルが送信する同期信号（もしくは、同期基準信号）と同期化させることができる。この同期信号は、例えば、３ＧＰＰＬＴＥシステムのプライマリ（一次）同期信号（Primary synchronization signal）もしくはセカンダリ（二次）同期信号（Secondary synchronization signal）であってもよい。また、代表セルのＣＲＳ（Cell-Specific Reference Signal）であってもよい。代表セルのＣＲＳが同期信号として用いられる場合、高精度の同期化動作が行われてもよい。例えば、同期信号の位置に対する確認（verification）動作が行われてもよい。場合によって、上記同期信号は、一つのサブフレーム内でＣＲＳと同じ位置で送信されながら、当該セルに対する時間／周波数トラッキング（tracking）の用途に用いられるトラッキング参照信号（tracking reference signal）であってもよい。代表セルが既存のキャリアタイプ（carrier type）に比べてＣＲＳの送信頻度を非常に低減したＮＣＴ（New Carrier Type）を用いる場合には、同期信号としてトラッキング参照信号が用いられてもよい。これらの信号の他にも、ＣＳＩ−ＲＳ（Channel Status Information-Reference Signal）と同じ信号が用いられてもよい。または、ディスカバリ信号の同期化のために別の信号フォーマットを設計することもできる。

一方、アイドル（遊休）モード（Idle mode）状態にあるＵＥの場合は、下記のように動作することができる。サービングセルと通信するトラフィックがないＵＥは、特定のセルに接続しておらず、アイドルモードで動作する。アイドルモードにあるＵＥであっても、場合によってはＤ２Ｄディスカバリ動作を行わなければならず、本発明を適用するためにはＤ２Ｄクラスタの代表セルを決定する基準が必要である。まず、アイドルモードのＵＥは、基準となるセルを選定する。その後、ＵＥは、当該基準セルの属するＤ２Ｄクラスタの代表セルにＤ２Ｄディスカバリ信号を同期化させることができる。ここで、基準セルは、ＣＲＳの信号品質が最も高いセルであり、ＲＳＲＰもしくはＲＳＲＱが最大であるセルであってもよい。または、基準セルは、アイドルモード状態にあるＵＥがページング（paging）信号を受信するセルであってもよい。または、アイドルモードのＵＥがネットワークから一連のＤ２Ｄクラスタ代表セルのリストを受信し、これらの代表セルのうち、信号品質が最も高いセルであって、ＲＳＲＰもしくはＲＳＲＱが最大であるセルを選定し、ディスカバリ信号を同期化させることもできる。

一方、カバレッジ外部のＵＥとのＤ２Ｄディスカバリ動作を行うために、カバレッジ内部の特定ＵＥは、自体が取得したＤ２Ｄサブフレームの境界情報を、カバレッジ外部のＵＥに送信することができる。例えば、特定ＵＥは、取得したクラスタサブフレームの境界を基準に決定される特定の時点であらかじめ定められた信号を送信する。カバレッジ外部のＵＥは、上記信号を検出し、Ｄ２Ｄディスカバリ信号の同期を取ることができる。複数のＤ２Ｄディスカバリクラスタが重なっていると、サービングセルはどのクラスタの境界情報を送信すべきかをさらに指定することもできる。ここで、ＵＥがカバレッジの外部にあるということは、送信ＵＥがカバレッジの外部にあるという意味であってもよい。逆に、送信ＵＥはカバレッジの内部にあるが、受信ＵＥがカバレッジの外部にあるという意味であってもよい。もちろん、同一の原理を用いて、ＵＥが自体の同期基準セルのカバレッジの外部で他のセルに接続しているＵＥとＤ２Ｄ通信動作を行うこともできる。

図１３は、代表セルとサービングセルとが同一である場合、時間領域におけるリソースを示す図である。以下、図１３を用いて、特定端末で代表セルとサービングセルとが同一である場合に、Ｄ２Ｄディスカバリ動作のために用いられる時間領域におけるリソースに関して説明する。

図１３を参照すると、Ｄ２Ｄディスカバリクラスタの代表セルのサブフレーム境界が検出された時点で、あらかじめ定められた一定オフセット（offset）値が加えられた時点が、Ｄ２Ｄディスカバリ動作のために用いられるサブフレームが始まる時点である。以下、Ｄ２Ｄディスカバリクラスタの代表セルのサブフレーム境界は、クラスタサブフレーム１３０７と称する。図１３では、Ｄ２Ｄディスカバリサブフレーム１３０９の境界がクラスタサブフレーム１３０７の境界の前に位置するようにオフセット値が与えられたとしたが、Ｄ２Ｄディスカバリサブフレーム１３０９の境界がクラスタサブフレーム１３０７の境界以降に位置するようにオフセット値が与えられてもよい。または、オフセット値は０であってもよいが、この場合、クラスタサブフレーム１３０７の境界が検出された時点がＤ２Ｄディスカバリサブフレーム１３０９の境界となる。

ＵＥからの上りリンク無線フレームの送信は、該ＵＥで該当の下りリンク無線フレームの開始点よりも一定時間だけ先に始めることができる。この一定時間に該当する値を、タイミングアドバンス値と称する。一般に、ＵＥは、上りリンク送信信号に一定のタイミングアドバンス（Timing Advance）を付加して動作する。その結果、上りリンクサブフレームの境界が下りリンクサブフレームの境界よりも先となる。

一方、ＵＥは、上りリンクサブフレームｍ−１（１３０１）でサービングセルに信号を送信した後、サブフレームｍ（１３０９）におけるＤ２Ｄディスカバリ動作を行うために送受信回路の動作を切り替える。ＵＥは、前述した一連の過程によってサブフレームｍにおけるＤ２Ｄディスカバリサブフレーム１３０９の境界を決定し、Ｄ２Ｄディスカバリ動作を行う。その後、ＵＥは、サブフレームｍ＋１（１３０５）におけるｅＮＢへの信号送信のために送受信回路の動作を切り替える。ここで、送受信回路の動作切替に、１つのＯＦＤＭシンボルの半分に該当する時間が掛かると仮定する。

このように送受信回路の動作切替に掛かる時間およびサービングセルに信号を送信するタイミングアドバンスによって、サブフレームの一部のＯＦＤＭシンボルはＤ２Ｄディスカバリの用途に用いることができない。図１３によれば、サブフレームｍ（１３０９）の最後に位置するシンボルであるＯＦＤＭシンボル＃１３は、Ｄ２Ｄディスカバリの用途に用いることができない。

図１４は、代表セルとサービングセルとが異なる場合、時間領域におけるリソースを示す図である。図１４を参照すると、クラスタサブフレームの境界とサービングセルのサブフレームの境界とが異なっている。

この場合、ＵＥの動作および上りリンク送信信号に付加されたタイミングアドバンス値が図１４に関する説明と同一であっても、サブフレームｍ（１４０９）でＤ２Ｄディスカバリ動作のために使用可能なＯＦＤＭの数は減る。図１４によれば、サブフレームｍ（１４０９）のＯＦＤＭシンボル＃０から＃９までは、Ｄ２Ｄディスカバリ動作のために用いることができ、当該サブフレームの残りのシンボルであるＯＦＤＭシンボル＃１０から＃１３までは、クラスタ代表セルとサービングセルとのサブフレームの境界誤差を処理する用途に用いる。

このように代表セルとサービングセルとが異なる場合、代表セルに同期化する動作をサポートするために、Ｄ２Ｄディスカバリ信号が送受信されるサブフレームの使用可能ＯＦＤＭシンボル数の種類を複数に設定することができる。例えば、Ｄ２Ｄディスカバリサブフレームに対して複数の構成（configuration）を定義し、各構成においてＤ２Ｄディスカバリ信号が送受信される使用可能ＯＦＤＭシンボル数を異なるように設定することができる。ｅＮＢは、どのＤ２Ｄディスカバリサブフレーム構成が用いられるべきかをＵＥに知らせることができる。複数のＤ２Ｄクラスタが重なる形態で存在する場合、どの代表セル信号にどのＤ２Ｄディスカバリサブフレーム構成が同期しているかを知らせることができる。このＤ２Ｄディスカバリサブフレーム構成は、パラメータ構成情報の一部としてＵＥに送信することができる。また、それぞれのＤ２Ｄディスカバリサブフレームが現れる時間位置（例えば、周期もしくはオフセット値）もパラメータ構成情報の一部としてＵＥに伝達されてもよい。

図１５は、代表セルとサービングセルとの間の誤差が大きい場合、時間領域におけるリソースを示す図である。図１５を参照すると、クラスタサブフレームの境界とサービングセルのサブフレームの境界との誤差が、図１４の場合に比べて非常に大きい。サブフレームｍ＋１（１５０５）をサービングセルとの信号の送受信に用いるためには、サブフレームｍ（１５０９）でＤ２Ｄディスカバリ動作のために使用可能なＯＦＤＭの数はより一層減る。図１５によれば、サブフレームｍ（１５０９）におけるＯＦＤＭシンボル＃０から＃２までのみをＤ２Ｄディスカバリ動作のために用いることができ、当該サブフレームにおける残りのシンボルであるＯＦＤＭシンボル＃３から＃１３まではクラスタ代表セルとサービングセルとのサブフレームの境界誤差を処理する用途に用いることができる。

この場合、ＵＥは、サブフレームｍ＋１（１５０５）でサービングセルに信号を送信せず、Ｄ２Ｄディスカバリ動作を行うことが好ましい。これにより、Ｄ２Ｄディスカバリ動作のために使用可能なシンボルの数を増やすことができる。

前述したとおり、サブフレームのうち一部をＤ２Ｄ動作のために割り当てる場合、ＵＥとｅＮＢとの間の信号送受信の動作には制約が発生しうる。図１３および図１４で説明する実施例では、サブフレームｍの使用が制限され、図１５で説明する実施例では、サブフレームｍおよびサブフレームｍ＋１の使用が制限される。ｅＮＢが各ＵＥのサブフレーム間の時間関係を把握できれば、Ｄ２Ｄディスカバリ動作が行われるサブフレームおよび隣接したサブフレームを適切にスケジュールすることができる。しかし、特定サービングセルが特定ＵＥの立場で観察されたクラスタサブフレーム境界とサービングセルのサブフレーム境界との誤差をいちいち把握することは難しいだろう。したがって、より安全な動作のために、各セルは、Ｄ２Ｄディスカバリ動作が行われるサブフレームおよびそれに隣接したサブフレームをサービングセルとの通信のために使用しないように、Ｄ２Ｄディスカバリ動作を行うＵＥに指示することができる。特に、サービングセルとの通信のために用いられないサブフレームは、Ｄ２Ｄ通信が一般的に発生する上りリンクサブフレームに制限されてもよい。ここで、Ｄ２Ｄディスカバリ動作が行われるサブフレームに隣接したサブフレームとは、Ｄ２Ｄディスカバリ動作が行われるサブフレーム以前の一部のサブフレームもしくは以降の一部のサブフレームもしくは前後の一部のサブフレームのことを指すことができる。

各セルは、ＵＥに、特定Ｄ２Ｄディスカバリサブフレームに隣接したサブフレームでサービングセルとの通信に制約が発生するか否かを知らせることができ、制約が発生する場合、制約を受けるサブフレームを知らせることができる。また、ＵＥが、特定サブフレームがサービングセルとの通信に制約が発生するという事実を把握すると、このような制約を解消するために適切な動作を行うことができる。例えば、サービングセルが送信したＰＤＳＣＨに対するＨＡＲＱ−ＡＣＫ（Hybrid Automatic Repeat request-Acknowledge）を上記のような制約が発生したサブフレームで送信しなければならない場合、ＵＥは、当該ＨＡＲＱ−ＡＣＫを上記制約を受けない他のサブフレームに移動するように動作することができる。

一方、このような動作を行うサービングセルに役立つように、ＵＥは、現在Ｄ２Ｄディスカバリ信号の同期に対する状態を測定してサービングセルに報告することができる。例えば、ＵＥは、サービングセルの下りリンクサブフレームの境界とクラスタ下りリンクサブフレームの境界との差を測定して報告することができる。ここで、クラスタ下りリンクサブフレームは、クラスタ代表セルの下りリンクサブフレームを意味する。具体的には、無線フレーム、サブフレーム、もしくはＯＦＤＭシンボル単位でどれくらい差が出るかを測定して報告することができる。または、ＵＥは、サービングセルに送信する上りリンクサブフレームの境界とＤ２Ｄディスカバリサブフレームの境界との差を報告することができる。このような状態報告は、両サブフレーム境界の誤差が一定レベル以上である場合に報告するように規定することができる。例えば、両サブフレームの境界の誤差が一定レベル以上である場合、サービングセルに送信する上りリンクサブフレームの境界とＤ２Ｄディスカバリサブフレームの境界との差を、無線フレーム、サブフレームもしくはＯＦＤＭシンボル単位で報告することができる。場合によっては、単純に両サブフレーム境界の不一致が一定レベル以上であるか否かを報告することもできる。

一方、より正確な同期のために、サービングセルは、Ｄ２Ｄディスカバリクラスタの代表セルＩＤに関する付加情報を提供することができる。特に、ＣＲＳを用いてＤ２Ｄディスカバリ信号を同期化する場合には、代表セルのＣＲＳ情報を付加情報として提供することができる。上記付加情報は、代表セルＣＲＳのアンテナポートの数、代表セルＣＲＳが送信されるサブフレームの位置、代表セルがＣＲＳ送信が時間／周波数で減るＮＣＴを用いるか否か、もしくは、代表セルのＣＲＳが送信される帯域幅に関する情報を含むことができる。代表セルＣＲＳが送信されるサブフレームの位置に関する情報は、例えば、代表セルのＭＢＳＦＮ（Multicast Broadcast Single Frequency Network）サブフレーム設定情報であってもよい。上記付加情報のうち一部の情報は、シグナリングオーバーヘッドを減らすために省略されてもよい。一部の情報が省略された場合、当該情報は、サービングセルのパラメータと同じであると見なすことができる。ＣＳＩ−ＲＳのように間欠的に送信される信号を同期の基準信号として用いる場合には、サービングセルは、当該信号の送信周期や時間位置に関する情報を知らせることができる。

一方、Ｄ２Ｄクラスタの代表セルが隣接セルであり、サービングセルでない場合、信号品質はサービングセルに比べて劣るだろう。この場合、ＵＥがＤ２Ｄクラスタの代表セル信号をより正確に受信するように、隣接セルが特定リソースにおいて送信電力を低減することができる。上記特定リソースで送信電力を低減する動作は、当該リソースで送信電力を０に設定するミューティング（muting）動作を含む。これによって、隣接セルが上記特定リソースを占有するＤ２Ｄクラスタの代表セル信号に及ぼす干渉を減らすことができる。

図１６は、同期化動作のために隣接セルが特定リソースで送信電力を制御する動作を説明する図である。

図１６を参照すると、ＵＥ（１６３０）に対して、サービングセルｅＮＢはｅＮＢ２（１６２０）であり、代表セルｅＮＢはｅＮＢ１（１６１０）である。ＵＥ（１６３０）は、ｅＮＢ１（１６１０）から送信される信号に、ディスカバリ動作のために同期を合わせていると仮定する。ここで、２番目の時間区間におけるＤ２Ｄクラスタの代表セル信号を保護するために、ｅＮＢ２（１６２０）は、２番目の時間区間に該当するリソースで信号を送信しない。

そのために、代表セルは、セル間のバックホールリンク（backhaul link）を通じて、どの時間／周波数リソースをディスカバリ信号の同期基準信号送信に使用するかを知らせることができる。その他のセルは、どの時間／周波数領域でディスカバリ信号の同期基準信号を保護するために低電力送信を行うかを知らせることができる。図１６で説明する実施例において、ＵＥ（１６３０）は、ｅＮＢ２（１６２０）の信号非送信領域である２番目の時間区間でのみｅＮＢ１（１６１０）の信号を検出してディスカバリ信号を同期化させることが、ｅＮＢ２（１６２０）からの干渉を回避できるという側面で有利である。

各サービングセルは、特定リソースに関する情報をＵＥ（１６３０）に知らせることができる。特定リソースに関する情報は、どのリソースで同期基準信号が保護されるかを示す。この情報を取得したＵＥ（１６３０）は、該当のリソースでのみディスカバリ信号の同期基準となる信号を検出することができる。したがって、不要な干渉が多く加えられた信号成分をあらかじめ排除することができる。ＵＥが上記情報を受信しない場合には、ＵＥは、特定リソースの信号成分のみを用いてディスカバリ信号の同期基準となる信号を検出してもよい。これは、同期基準信号が間欠的に送信される場合に効果的である。例えば、Ｄ２Ｄディスカバリクラスタの代表セルの同期信号を基準信号として用いる場合、全時間領域で当該代表セルの同期信号を検出するのではなく、Ｄ２Ｄディスカバリ動作を行うサブフレーム以前の一部の時間領域でのみ当該代表セルの同期信号を検出することができる。この場合、他のセルは、当該一部の時間領域において代表セルの同期信号が送信される周波数領域の送信電力を低減することができる。

ＣＲＳがディスカバリ信号の同期基準信号となる場合にも、類似の動作を行うことができる。この場合、ＵＥは、特定周波数領域に関する情報をサービングセルから受信することができる。特定周波数領域に関する情報は、どの周波数領域で代表セルのＣＲＳが保護されるかを示す。このため、ＵＥは、どの周波数領域でのみ代表セルのＣＲＳの検出を試みることが好ましいかを把握することができる。

以下、周波数領域における同期化動作について説明する。

上述したＤ２Ｄクラスタの代表セルの信号は、時間同期の他、周波数同期の基準信号にも用いることができる。各ＵＥは、自体のオシレータ（oscillator）で生成された信号を基準にして変調／復調（modulation/demodulation）などの周波数領域プロセスを行う。この場合、各ＵＥのオシレータで生成された信号には一定の差がありうる。このため、各ＵＥが別途の周波数同期の基準を用いずにディスカバリ信号を送信すると、各ＵＥのオシレータ上における差によって周波数同期の乱れた信号がマルチプレクシング（multiplexed）され、送受信性能が低下する。これを克服するために、上述したＤ２Ｄクラスタの代表セルの信号をディスカバリ信号の周波数同期の基準として用いることができる。その結果、各ＵＥの送信したディスカバリ信号は周波数領域で同期化され、送受信性能を向上させることができる。すなわち、ディスカバリ信号を送信するＵＥは、まず、Ｄ２Ｄクラスタの代表セルの信号から基準となる周波数を把握し、これに基づいて上記送信するＵＥのディスカバリ信号を生成して送信する。

上記の生成されたディスカバリ信号は、当該ＵＥがサービングセルに送信する各種信号と周波数同期が一致しないことがある。特に、サービングセルがＤ２Ｄクラスタの代表セルでない場合に周波数同期が一致しないことがある。その結果、特定端末に対するサービングセルとＤ２Ｄクラスタの代表セルとが異なる場合、当該ＵＥは、同じ時点でＤ２Ｄ信号とサービングセルｅＮＢへの信号とを送信することができない場合がある。この場合、あらかじめ定められた規則によって両信号のうち一つの信号のみを送信するように動作することができる。例えば、ｅＮＢへの信号に重要な制御情報が含まれている場合、ｅＮＢに信号を優先的に送信することができる。または、Ｄ２Ｄ信号に対して受信動作を試みている複数のＵＥが、存在しない信号を検出することを防止するために、Ｄ２Ｄ信号をまず送信することもできる。ただし、サービングセルｅＮＢに送信する信号の周波数とＤ２Ｄ信号の周波数との間の差が一定レベル以下である場合、ＵＥは両信号を同時に送信することができる。

上記のような動作のために、ＵＥは、サービングセル信号の周波数とＤ２Ｄクラスタの代表セル信号の周波数との間の誤差を測定してサービングセルｅＮＢに報告することができる。ｅＮＢは、当該受信した報告を、スケジューリングを行うための参考資料として用いることができる。上記報告は、サービングセル信号およびＤ２Ｄクラスタの代表セル信号によって、それぞれｅＮＢへの信号およびＤ２Ｄ信号を送信する場合に、２種類の信号を同時に送信することが可能か否かを報告するものに単純化してもよい。例えば、１ビット（bit）の情報を送信するように単純化してもよい。

一方、ディスカバリ信号を受信するＵＥの立場では、それぞれのＵＥが送信するディスカバリ信号は、上記周波数同期の基準となるＤ２Ｄクラスタ代表セルの特定信号と一定の誤差以内に周波数オフセット（frequency offset）が合せられていると仮定して、ディスカバリ信号を受信することができる。これは、ドップラシフト（Doppler shift）および／もしくはドップラ拡散（Doppler spread）の観点でＱＣＬ（quasi co-locate）していると見なすことができる。

一方、ＵＥがｅＮＢのカバレッジの外部でもＤ２Ｄ通信を行わなければならない場合、Ｄ２Ｄクラスタの代表セルの信号が正しく受信されないので、時間／周波数同期の基準が別途に設定されなければならない。この場合、ｅＮＢカバレッジの内部にあるＵＥがｅＮＢの指示を受信し、ｅＮＢカバレッジの外部にあるＵＥに所定の基準信号を送信してもよく、ｅＮＢカバレッジの外部にあるＵＥがあらかじめ定められた規則にしたがって所定の基準信号を送信してもよい。ｅＮＢカバレッジの内部もしくは外部にあるＵＥから基準信号を受信したカバレッジの外部のＵＥは、上記基準信号を時間／周波数同期の基準として用いることができる。もちろん、同様の原理を用いて、ＵＥは、自体のｅＮＢのカバレッジの外部で他のセルに接続しているＵＥとＤ２Ｄ通信動作を行うことができる。

上述したＤ２Ｄクラスタの代表セルの信号を時間および／もしくは周波数同期の基準として用いる動作は、ＵＥが直接データを送受信するＤ２Ｄ通信動作にも適用することができる。ただし、図１４もしくは１５に関する説明のように、タイミングアドバンスが大きい場合もしくはセル間の同期がずれている場合であるにもかかわらず、信号の受信時点をＤ２Ｄの基準時点として用いると、多数のＯＦＤＭシンボルを浪費し、Ｄ２Ｄ通信の性能が低下しうる。この場合、Ｄ２Ｄ通信動作を行うＵＥは、時間同期、すなわち、サブフレームの境界と、周波数同期とを分けて設定することができる。時間同期、すなわちサブフレームの境界は、ｅＮＢとの通信に用いる下りリンクサブフレームもしくは上りリンクサブフレームの同期から導出することによって、可能な限り多数のシンボルをＤ２Ｄ通信に用いることができる。ただし、ＵＥ間の周波数非同期による性能劣化を防止するために、周波数同期には、Ｄ２Ｄクラスタの代表セルの信号を基準として用いることができる。同様に、Ｄ２Ｄディスカバリ動作を行うＵＥは、時間同期にはサービングセルの信号を基準とするが、周波数同期にはＤ２Ｄクラスタの代表セルの信号を基準として用いることができる。これは、セル間同期が十分に取れず、多数のＯＦＤＭシンボルを用いることができない場合に有用である。これは、周波数と時間とに対してそれぞれ逆に動作することもできる。

特定ＵＥがＤ２Ｄ動作を行うために特定のセルを同期の基準として決定する際、複数のセルが同期の基準として用いられてもよい。この場合にも、上述した本発明の原理を適用することができる。

ＵＥは、Ｄ２Ｄ動作が行われる一連の時間／周波数リソースもしくはＵＥが送受信するＤ２Ｄ信号の属性を、複数のグループに分割する。ＵＥは、分割された各グループに対して、異なるセルを時間および／もしくは周波数同期の基準として用いることができる。特に、このような動作は、複数のセルに接続して信号を送受信できるＵＥが、状況に応じて適切なセルを同期の基準としてＤ２Ｄ動作を行うことができるという長所を有する。

図１７は、本発明の一実施例であり、端末間直接通信のための同期情報の受信方法を説明する図である。

図１７を参照して、全体の時間／周波数リソースを複数のグループに分割し、複数のセルを同期の基準として用いる方法を説明する。

まず、ＵＥは、Ｄ２Ｄ動作のために用いられる全体の時間／周波数リソースを複数のグループに分割する。その後、それぞれの区分（パーティション）（partition）において時間および／もしくは周波数同期の基準となるセルのＩＤを個別に指定することができる。このような動作は、各区分に対して最適化したセルを同期の基準として設定できるという長所がある。上記最適化されたセルは、例えば、当該区分において信号を送信する複数のＵＥに対してサービングセルであるセルであってもよい。

図１７を参照すると、ＵＥは、時間／周波数リソース区分（resource partition）１（１７１１）およびリソース区分２（１７１２）においてそれぞれ異なるセルを同期基準として用いる。ここで、特定リソース区分において特定セルが同期基準として用いられるということは、Ｄ２Ｄ信号を受信する受信ＵＥにとっては次のような状況を仮定できるということを意味する。該当のリソース領域でＤ２Ｄ信号を送信する送信ＵＥは、一定の誤差範囲以内で時間／周波数同期を当該セルに合わせているので、受信ＵＥは、当該セルから獲得した時間／周波数同期から一定の誤差範囲以内で、各送信ＵＥが送信するＤ２Ｄ信号が受信されると仮定することができる。

ｅＮＢは、事前に、構成情報の一環としてＤ２Ｄリソース区分に関する情報および各リソース区分と同期の基準となるセルＩＤとの間の連動関係（operative connection）に関する情報のうち少なくとも一つをＵＥに伝達することができる。

これと類似の動作として、全Ｄ２Ｄ信号を複数のグループに分ける場合を考慮することもできる。

図１８は、本発明の他の実施例であり、端末間直接通信のための同期情報受信方法を説明する図である。図１８を参照して、全Ｄ２Ｄ信号を複数のグループに分け、各グループ別に時間および／もしくは周波数同期の基準となるセルのＩＤを個別に指定する場合について説明する。

ＵＥは、Ｄ２Ｄ信号を受信するために事前に決定されるべきパラメータの設定によって、全Ｄ２Ｄ信号を複数のグループに分け、各グループ別に時間および／もしくは周波数同期の基準となるセルＩＤを個別に指定することができる。上記のＤ２Ｄ信号を受信するために事前に決定されるべきパラメータは、例えば、復調参照信号シーケンス（Demodulation reference signal sequence、DM-RS sequence）もしくはプリアンブルシーケンス（Preamble sequence）であってもよい。ここで、復調参照信号は、Ｄ２Ｄ信号を送信するＵＥのＩＤなどの情報を復調する基準となる信号であり、受信ＵＥが信号の位置および送信特性を事前に知っている信号を意味する。以下、復調参照信号はＤＭ−ＲＳと称し、復調参照信号シーケンスはＤＭ−ＲＳシーケンスと称する。プリアンブルは、各種情報を含むＤ２Ｄ信号が送信される前に、受信ＵＥにとってより正確な時間／周波数同期が取れるようにするために送信される信号であり、受信ＵＥが信号の位置と送信特性を事前に知っている信号を意味する。

ＵＥが特定パラメータを有するディスカバリ信号を受信する場合、当該パラメータと連動している同期基準セルから獲得した時間／周波数同期を用いるように動作しなければならない。または、Ｄ２Ｄディスカバリ信号およびＤ２Ｄ通信信号に別々の同期基準セルが与えられてもよい。Ｄ２Ｄディスカバリ信号を受信する場合、当該Ｄ２Ｄディスカバリ信号に連動しているセルから獲得した時間／周波数同期を用いることができる。または、Ｄ２Ｄ通信信号を受信する場合、当該Ｄ２Ｄディスカバリ信号に連動しているセルから獲得した時間／周波数同期を用いることができる。

図１８を参照すると、ＵＥ（１８０１）は、プリアンブルシーケンス＃１（１８１１）およびプリアンブルシーケンス＃２（１８１２）に対してそれぞれ異なるセルを同期基準として用いる。ここで、特定Ｄ２Ｄ信号に対して特定セルが同期基準として用いられるということは、Ｄ２Ｄ信号を受信する受信ＵＥにとっては次のような状況を仮定できるということをを意味する。該当のリソース領域でＤ２Ｄ信号を送信する送信ＵＥは、一定の誤差範囲以内で時間／周波数同期を該当のセルに合わせているので、受信ＵＥは、当該セルからおよび／もしくは連動しているプリアンブルから獲得した時間／周波数同期から一定の誤差範囲以内で、各送信ＵＥが送信するＤ２Ｄ信号が受信されると仮定することができる。

図１８で、Ｄ２Ｄ信号の開始部分に位置しているプリアンブルのシーケンスを生成するシード値によって、同期基準のセルが別々に設定される場合を仮定する。プリアンブルシーケンス＃１（１８１１）は、セルＩＤ＃１に連動しており、プリアンブルシーケンス＃２（１８１２）はセルＩＤ＃２に連動していると仮定する。

受信ＵＥがプリアンブルシーケンス＃１（１８１１）を使用するＤ２Ｄ信号を検出する場合、受信ＵＥは、セルＩＤ＃１から獲得した時間／周波数同期に基づいて信号検出を試みる。受信ＵＥがプリアンブルシーケンス＃２（１８１２）を使用するＤ２Ｄ信号を検出すると、受信ＵＥは、セルＩＤ＃２から獲得した時間／周波数同期に基づいて信号検出を試みる。

これと同様に、送信ＵＥがプリアンブルシーケンス＃１（１８１１）を使用するＤ２Ｄ信号を送信する場合、送信ＵＥは、セルＩＤ＃１から獲得した時間／周波数同期に基づいて信号を送信する。送信ＵＥがプリアンブルシーケンス＃２（１８１２）を使用するＤ２Ｄ信号を送信する場合、送信ＵＥは、セルＩＤ＃２から獲得した時間／周波数同期に基づいて信号を送信する。

受信ＵＥが直接プリアンブルを検出する動作を行うだけでも十分に同期が取れる場合には、各基準セルから同期を直接取る動作は省略してもよい。この場合、受信ＵＥがプリアンブルシーケンス＃１（１８１１）を使用するＤ２Ｄ信号を検出すると、受信ＵＥは、直ちにプリアンブルシーケンス＃１（１８１１）から獲得した時間／周波数同期に基づいて、連動している周波数／時間リソースにおける信号検出を試みる。受信ＵＥがプリアンブルシーケンス＃２（１８１２）を使用するＤ２Ｄ信号を検出する場合、受信ＵＥは、直ちにプリアンブルシーケンス＃２（１８１２）から獲得した時間／周波数同期に基づいて、連動している周波数／時間リソースにおける信号検出を試みる。

また、ＤＭ−ＲＳシーケンスと同期基準セルＩＤとの間の連動関係を用いて、上記のような動作を行うこともできる。受信ＵＥがＤＭ−ＲＳシーケンス＃１を使用するＤ２Ｄ信号を検出する場合、受信ＵＥは、セルＩＤ＃１から獲得した時間／周波数同期に基づいて信号検出を試みる。受信ＵＥがＤＭ−ＲＳシーケンス＃２を使用するＤ２Ｄ信号を検出する場合、受信ＵＥは、セルＩＤ＃２から獲得した時間／周波数同期に基づいて信号検出を試みる。これと同様に、送信ＵＥがＤＭ−ＲＳシーケンス＃１を使用するＤ２Ｄ信号を送信する場合、送信ＵＥは、セルＩＤ＃１から獲得した時間／周波数同期に基づいて信号を送信する。送信ＵＥがＤＭ−ＲＳシーケンス＃２を使用するＤ２Ｄ信号を送信する場合、送信ＵＥは、セルＩＤ＃２から獲得した時間／周波数同期に基づいて信号を送信する。

また、同じ同期基準のセルＩＤを用いてディスカバリメッセージのスクランブリング（ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ）を行うこともできる。

ｅＮＢは、事前に、Ｄ２Ｄ関連構成情報の一環として、Ｄ２Ｄ信号パラメータと同期の基準となる同期基準セルＩＤとの間の連動関係に関する明示的な情報をＵＥに伝達することができる。すなわち、あるパラメータを用いてＤ２Ｄ信号を送受信するときには、どのセルＩＤを同期の基準として用いるかを、ｅＮＢは知らせることができる。または、暗黙的な連動関係を用いることもできる。この場合、特定セルＩＤから生成された特定信号パラメータを使用するときには、同じＩＤを有するセルが時間／周波数同期の基準となってもよい。

一方、図１８に示したプリアンブルは、送受信端間の時間／周波数の同期化のためのものである。したがって、このようなプリアンブルの具体的な形態として、既存の基地局−端末間の同期化のために用いられたＰＳＳ（Primary Synchronization Signal）および／もしくはＳＳＳ（Secondary Synchronization Signal）が送信されてもよい。また、このＰＳＳおよび／もしくはＳＳＳは、Ｄ２Ｄの状況に応じてより好適な形態に変形されてもよい。例えば、端末の送信は基地局に比べて低い送信電力を使用すると予想されるため、十分なエネルギーを伝達するためにＰＳＳおよび／もしくはＳＳＳを数回反復して送信する形態としてもよい。

図１７および図１８で説明した実施例の組合せも可能である。特定のＤ２Ｄ時間／周波数領域では、特定セルＩＤが連動され、特定セルが時間／周波数同期の基準として用いられてもよい。同時に、上記特定セルＩＤと明示的にもしくは暗黙的に連動しているパラメータを用いて、Ｄ２Ｄ信号のＤＭ−ＲＳシーケンスもしくはプリアンブルシーケンスが生成されてもよい。

前述した原理は、ＵＥがカバレッジの外部でＤ２Ｄ動作を行う場合にも適用可能である。カバレッジの外部でＤ２Ｄ動作を行う場合、特定ＵＥは、時間／周波数同期基準信号を送信し、これを受信したＵＥは、上記同期基準信号に基づいて同期化を行うことができる。一部のＵＥは、同期基準信号を２つ以上検出してもよい。また、異なる時間／周波数リソースでＤ２Ｄ信号を送受信する場合、各リソースに連動している同期基準信号から獲得した時間／周波数同期を用いることができる。または、異なるパラメータのＤ２Ｄ信号を送受信する場合、各パラメータに連動している同期基準信号から獲得した時間／周波数同期を用いることもできる。特に、図１８に関する説明のように、Ｄ２Ｄ信号のＤＭ−ＲＳシーケンスもしくはプリアンブルシーケンスを生成するセルＩＤと特定ＵＥが送信した同期基準信号のシーケンスを生成するセルＩＤとの間に暗黙的な連動関係が存在し、特定ＩＤを用いてＤ２Ｄ信号を送受信する場合、ＵＥは、当該ＩＤに基づいて生成された同期基準信号から獲得した時間／周波数同期を用いることができる。この場合、異なるＵＥが送信した同期基準信号のシーケンスは区別される必要がある。各送信ＵＥは、同期基準信号を送信する際に用いるＩＤを、一定の領域内で確率的に選択するように動作することができる。

特定ＵＥが、カバレッジの内部のＵＥとＤ２Ｄ動作を行うと同時にカバレッジの外部のＵＥとＤ２Ｄ動作を行う場合を仮定することができる。この場合、時間／周波数同期の基準となるセルのＩＤは、Ｄ２Ｄリソースの区分もしくはＤ２Ｄ信号の属性によって決定することができる。または、特定ＵＥ送信基準信号の属性は、Ｄ２Ｄリソースの区分もしくはＤ２Ｄ信号の属性別に決定してもよい。例えば、特定ＵＥは、Ｄ２Ｄリソース区分１では特定セルを同期の基準として用い、カバレッジの内部のＵＥとＤ２Ｄ動作を行うことができる。また、リソース区分２では、特定ＵＥが送信した基準信号を同期の基準として用いてカバレッジの外部のＵＥとＤ２Ｄ動作を行うこともできる。

上記の動作を行う際、一つの時間／周波数リソース区分に対して時間および／もしくは周波数同期の基準となる同期基準セルは、一つもしくは複数であってもよい。すなわち、一連のセルが時間もしくは周波数領域でよく同期している場合、上記一連のセルのうちの任意のセルを同期基準として設定することができる。一連のセルが時間もしくは周波数領域でよく同期している場合、上記一連のセルのうちの任意のセルを同期基準として設定しても、Ｄ２Ｄ動作を行うための同期化に問題はないだろう。

図１９は、本発明の一実施例であり、同期基準セルが複数である場合、端末間直接通信のための同期情報受信方法を説明する図である。

ｅＮＢは、各時間／周波数リソース区分において同期基準セルの候補として、よく同期している一つもしくは複数のセルのリストを送信する。このセルリストを受信したＵＥは、リストに含まれたセルのうち最適な一つのセルを選択して同期化を行うことができる。上記の最適な一つのセルは、例えば、受信電力が最も大きいセルもしくは受信品質が最も高いセルであってもよい。または、セルリストを受信したＵＥは、リストに含まれたセルのそれぞれの同期を獲得した後、獲得した同期の平均値でＤ２Ｄ動作のための同期化を行うことができる。

上記のよく同期しているセルは、例えば、一つの基地局で異なる方向に複数の送信ビームが形成するセクター化（sectorization）によって複数のセクタを作り、各セクタで独自のセルを形成する場合、同じ基地局で生成されたセルであってもよい。この場合、同じ時間／周波数同期のソース（source）を有するからである。

図１９を参照すると、ｅＮＢ１（１９１０）はセル１、セル２、セル３を形成し、ｅＮＢ２（１９２０）はセル４、セル５、セル６を形成し、ｅＮＢ３（１９３０）はセル７、セル８、セル９を形成する。この場合、ネットワークは、一つの時間／周波数リソース区分に対する同期基準セルのリストをＵＥに送信する。この同期基準セルのリストには、同一ｅＮＢで形成された３個のセルが含まれる。

同期基準セルリストを受信したＵＥは、当該リストを用いてＤ２Ｄのための同期化を行うことができる。具体的には、同期基準セルリストを受信したＵＥは、リストに含まれたセルのうち最適な一つのセルを選択して同期化を行うことができる。または、セルリストを受信したＵＥは、リストに含まれたセルのそれぞれに同期を合わせた後、同期の平均値を獲得してＤ２Ｄ動作のための同期を取ることができる。

たとえ異なる基地局で生成されたセルであっても、セル間同期に基づくネットワーク動作を行う場合には、十分な程度に同期化が行われてもよい。この場合、異なる基地局で生成されたセルも、同じ時間／周波数リソース区分の同期基準セルのリストに含まれてもよい。セル間同期に基づくネットワーク動作は、例えば、時間同期を合わせることを基本とするＴＤＤ（Time Division Duplex）動作もしくは時間リソースにおける干渉を調節する干渉協調（interference coordination）動作であってもよい。

図１７もしくは図１８のようにＤ２Ｄ信号を送受信するリソース区分で時間／周波数の同期化のためのプリアンブルもしくはＤ２Ｄ信号の復調のためのＤＭ−ＲＳを送信する場合、前述したように、一つのリソース区分において複数の同期基準セルが適用されてもよい。この場合、暗黙的な連動関係を用いてプリアンブルもしくはＤＭ−ＲＳのシーケンスを決定すると、いずれのセルＩＤを使用するかが不明確でありうる。

この場合、あらかじめ定められた規則によって複数の同期基準セルのうち一つのセルを選択し、プリアンブルもしくはＤＭ−ＲＳのシーケンスを生成するためのセルＩＤとして用いることができる。上記一つのセルは、指定された同期基準セルのうち最初に指定されたセルか否か、もしくは同期基準セルに指定されたセルＩＤのうち最小もしくは最大であるか否か、を基準にして選択することができる。

明示的なｅＮＢ信号を使用する場合、ｅＮＢは、上述したように、特定リソース区分においてプリアンブルもしくはＤＭ−ＲＳの生成のために活用されるセルＩＤを指定することができる。または、ｅＮＢは、信号生成シード値を指定することもできる。

複数の同期基準セルが指定される場合、ｅＮＢは、追加のシグナリングを通じて、プリアンブルもしくはＤＭ−ＲＳの生成に用いられるように少なくとも一つのセルのＩＤをさらに指定することもできる。好ましくは、上記同期基準セルのうち少なくとも一つのセルＩＤをさらに指定することができる。同期基準セルが一つのみ指定される場合、プリアンブルもしくはＤＭ−ＲＳの生成に用いられるように、当該同期基準セルのＩＤを自動的に指定することもできる。すなわち、同期基準セルが一つのみ指定される場合、ｅＮＢがプリアンブルやＤＭ−ＲＳの生成のために指定するセルＩＤは、当該リソース区分の同期基準セルと見なされてもよい。

一方、図１８のように時間／周波数リソースにおけるＤ２Ｄ同期のためのプリアンブルが送信される場合にも、場合によっては、当該プリアンブルの検出過程を省略してもよい。特定ＵＥが当該プリアンブルの生成に用いられたセルＩＤを有する同期基準セルを直接測定して同期化を行うことができれば、ＵＥは、当該プリアンブルの検出過程を省略し、直ちにＤ２Ｄ信号送受信過程に参加することができる。例えば、当該同期基準セルからの信号品質が十分である場合、プリアンブルの検出過程を省略してもよい。その他の場合には、ＵＥは、指定されたセルＩＤで生成されたプリアンブルをまず検出し、プリアンブルを検出して獲得した同期を基準にしてＤ２Ｄ信号を受信することができる。

以下、上述した本発明の実施例を各ＵＥがサービングセルとの関係の観点で解釈して適用する場合について説明する。

図１７のように複数のＤ２Ｄクラスタが存在する場合、各Ｄ２Ｄクラスタに割り当てられた複数のディスカバリリソース区分が存在する。ここで、ディスカバリリソース区分とは、Ｄ２Ｄディスカバリ動作のために割り当てられたリソース区分を意味する。この場合、サービングセルはまず、所属しているＵＥに、各ディスカバリリソース区分を使用するＤ２Ｄクラスタの代表セルのＩＤを知らせるために、代表セルＩＤに関する情報を送信する。代表セルＩＤに関する情報を受信したＵＥは、該当のディスカバリリソース区分で送信されるＤ２Ｄ信号のパラメータを導出する。例えば、ＤＭ−ＲＳシーケンス、プリアンブルシーケンス、もしくはディスカバリメッセージのスクランブリング（拡散）シーケンスを生成するために用いられるパラメータを、当該代表セルＩＤから導出する。この意味で、各ディスカバリリソース区分における代表セルＩＤを、信号生成シード値（signal generation seed value）と呼ぶことができる。勿論、一つの代表セルＩＤ（もしくは、信号生成シード値）から関連の全パラメータが導出されてもよいが、それぞれのパラメータ生成に適用される代表セルＩＤ（もしくは、信号生成シード値）が個別に指定されてもよい。

一方、サービングセルは、各ディスカバリリソース区分において時間／周波数同期の基準となるセルのリストを知らせるために、セルのリストに関する情報をＵＥに送信することができる。この場合、上記リストにサービングセルが含まれていると、ＵＥは、当該リソース区分では、サービングセルの時間／周波数同期を基準にして、当該リソース区分の代表セルＩＤから生成されたＤ２Ｄ信号を送受信することができる。ここで、時間／周波数同期の基準となるセルのリストを単純化する場合も考慮することができる。サービングセルは、単純に、当該サービングセルが当該リソース区分において時間／周波数同期の基準となり得るか否かに関してＵＥに知らせてもよい。

サービングセルがセルのリストを送信する場合、サービングセルが送信する時間／周波数同期基準セルリストのシグナリングは、特定ディスカバリリソース区分に対して｛代表セルのＩＤ、時間／周波数同期基準セルリストにサービングセルが含まれるか否か、サービングセル以外のセルであって時間／周波数同期の基準となり得るセルのＩＤのリスト｝の形態を有することができる。上記の代表セルのＩＤは、各種信号を生成するシード値に取り替えられてもよい。上記の時間／周波数同期基準セルリストにサービングセルが含まれるか否かは、サービングセルとの同期が取れるか否かに取り替えられてもよい。ここで、最後に示されるセルＩＤのリストは、シグナリングオーバーヘッドを減らすために省略してもよい。

当該サービングセルが当該リソース区分において同期の基準でないと指定される場合、ＵＥは、別の信号から同期を獲得することができる。サービングセルが当該リソース区分において同期の基準となるセルのＩＤを知らせた場合、当該ＩＤを有するセルに同期を合わせることができる。サービングセルが当該リソース区分において同期の基準となるセルのＩＤを知らせなかった場合、代表セルＩＤを用いて直接ＤＭ−ＲＳシーケンスもしくはプリアンブルシーケンスを検出し、これを用いて同期を合わせることができる。

特定リソース区分において同期の基準となるセルにサービングセルが含まれない場合、これは、サービングセルが当該区分において同期の基準となるセルとは同期が合わないことを意味する。この場合、サービングセルは、ＵＥがサービングセルとの同期が合わない基準セルとの同期を合わせる過程を補助することができる。具体的には、サービングセルは、当該同期基準セルとサービングセルとの同期の誤差の程度に関する情報をさらにＵＥに送信することができる。これを受信したＵＥは、当該誤差の程度以内でサービングセルでない同期基準セルを検索し、同期検索に必要な時間やバッテリー消耗を減らすことができる。

前述した本発明の原理は、互いに異なるセルに位置している端末がユーザトラフィックを送受信するＤ２Ｄ通信動作を行う場合にも同一に適用することができる。

図２０は、本発明の一実施例に係る通信装置のブロック構成図である。

図２０を参照すると、無線通信システムは、基地局（ＢＳ）２０１０および端末（ＵＥ）２０２０を含む。

下りリンクで、送信器は基地局２０１０の一部であり、受信器は端末２０２０の一部であってもよい。上りリンクで、送信器は端末２０２０の一部であり、受信器は基地局２０１０の一部であってもよい。基地局２０１０は、プロセッサ２０１２、メモリ２０１４および無線周波数（Radio Frequency；ＲＦ）ユニット２０１６を含む。プロセッサ２０１２は、本発明で提案した手順および／もしくは方法を具現するように構成されてもよい。メモリ２０１４は、プロセッサ２０１２と接続し、プロセッサ２０１２の動作と関連した様々な情報を記憶する。ＲＦユニット２０１６は、プロセッサ２０１２と接続し、無線信号を送信および／もしくは受信する。端末２０２０は、プロセッサ２０２２、メモリ２０２４およびＲＦユニット２０２６を含む。プロセッサ２０２２は、本発明で提案した手順および／もしくは方法を具現するように構成されてもよい。メモリ２０２４は、プロセッサ２０２２と接続し、プロセッサ２０２２の動作と関連した様々な情報を記憶する。ＲＦユニット２０２６は、プロセッサ２０２２と接続し、無線信号を送信および／もしくは受信する。基地局２０１０および／もしくは端末２０２０は、単一のアンテナもしくは複数のアンテナ（マルチアンテナ）（multiple antennas）を有することができる。

以上説明してきた実施例は、本発明の構成要素および特徴を所定形態で組み合わせたものである。各構成要素もしくは特徴は、別の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮しなければならない。各構成要素もしくは特徴は、他の構成要素や特徴と組み合わせない形態で実施することもでき、一部の構成要素および／もしくは特徴を組み合わせて本発明の実施例を構成することもできる。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更されてもよい。ある実施例の一部構成や特徴は、他の実施例に含まれてもよく、他の実施例の対応する構成もしくは特徴に取り替わってもよい。特許請求の範囲において明示的な引用関係にない請求項を組み合わせて実施例を構成したり、出願後の補正により新しい請求項として含めたりできるということは明らかである。

本文書において、本発明の実施例は、主に、端末と基地局との間の信号送受信関係を中心に説明された。このような送受信関係は、端末とリレーとの間、もしくは基地局とリレーとの間の信号送受信にも同一／類似に拡張される。本文書で基地局によって行われるとした特定動作は、場合によっては、その上位ノード（upper node）によって行われてもよい。すなわち、基地局を含む複数のネットワークノード（network nodes）で構成されるネットワークにおいて端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局もしくは基地局以外の他のネットワークノードによって行われうることは明らかである。基地局は、固定局（fixed station）、ＮｏｄｅＢ、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、アクセスポイント（access point）などの用語に置き換えてもよい。また、端末は、ＵＥ（User Equipment）、ＭＳ（Mobile Station）、ＭＳＳ（Mobile Subscriber Station）などの用語に置き換えてもよい。

本発明に係る実施例は、様々な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア（firmware）、ソフトウェアもしくはそれらの組合せなどによって具現することができる。ハードウェアによる具現では、本発明の一実施例は、一つもしくは複数のＡＳＩＣｓ（Application Specific Integrated Circuits）、ＤＳＰｓ（Digital Signal Processors）、ＤＳＰＤｓ（digital signal processing devices）、ＰＬＤｓ（Programmable Logic Devices）、ＦＰＧＡｓ（Field Programmable Gate Arrays）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現することができる。

ファームウェアやソフトウェアによる具現では、本発明の一実施例は、以上で説明された機能もしくは動作を実行するモジュール、手順、関数などの形態として具現することができる。ソフトウェアコードは、メモリユニットに記憶され、プロセッサによって駆動可能である。メモリユニットは、プロセッサの内部もしくは外部に設けられ、公知の様々な手段によってプロセッサとデータを交換することができる。

本発明は、本発明の特徴から逸脱しない範囲で別の特定の形態で具体化できるということが当業者にとっては自明である。したがって、上記の詳細な説明は、いずれの面においても制限的に解釈してはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付の請求項の合理的な解釈によって決定すべきであり、本発明の等価的範囲内における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。

上述したような端末間通信でリソースを設定する方法およびそのための装置は、３ＧＰＰＬＴＥシステムに適用される例を中心に説明したが、３ＧＰＰＬＴＥシステムの他、様々な無線通信システムにも適用することが可能である。

Claims

無線通信システムにおいて動作する端末が端末間（Ｄ２Ｄ）リンクをサポートする方法であって、
サービングセルから基準セルの識別子を有するＤ２Ｄ同期設定情報を受信するステップであって、前記基準セルは隣接セルのうちの１つであるステップと、
前記Ｄ２Ｄ同期設定情報に基づいて、前記基準セルの同期リソースを取得するステップと、
前記基準セルの同期リソースに基づいて、前記Ｄ２Ｄリンクを介してＤ２Ｄ信号を受信するステップと、を有し、
前記Ｄ２Ｄ信号は、前記基準セルの同期リソースに対する所定の範囲内で受信される、方法。
前記Ｄ２Ｄ同期設定情報は、前記Ｄ２Ｄリンクに用いられるオフセット情報を有する、請求項１に記載の方法。
前記オフセット情報は、前記Ｄ２Ｄリンクのために用いられるサブフレームを示す、請求項２に記載の方法。
前記オフセット情報が示すサブフレームは、前記Ｄ２Ｄリンクのために用いられる開始サブフレームに該当する、請求項３に記載の方法。
無線通信システムにおいて端末間（Ｄ２Ｄ）リンクをサポートする端末であって、
サービングセルから基準セルの識別子を有するＤ２Ｄ同期設定情報を受信するＲＦモジュールであって、前記基準セルは隣接セルのうちの１つであるＲＦモジュールと、
前記ＲＦモジュールに接続され、
前記Ｄ２Ｄ同期設定情報に基づいて、前記基準セルの同期リソースを取得し、
前記基準セルの同期リソースに基づいて、前記Ｄ２Ｄリンクを介してＤ２Ｄ信号を受信するように構成されたプロセッサと、を備え、
前記Ｄ２Ｄ信号は、前記基準セルの同期リソースに対する所定の範囲内で受信される、端末。
前記Ｄ２Ｄ同期設定情報は、前記Ｄ２Ｄリンクに用いられるオフセット情報を有する、請求項５に記載の端末。
前記オフセット情報は、前記Ｄ２Ｄリンクのために用いられるサブフレームを示す、請求項６に記載の端末。
前記オフセット情報が示すサブフレームは、前記Ｄ２Ｄリンクのために用いられる開始サブフレームに該当する、請求項７に記載の端末。