無線通信システム内の端末間でデータを送信する方法、ノード及び無線通信システム
無線通信システム内の第１の端末（ＵＥ１）から該無線通信システム内の第２の端末（ＵＥ２）にデータを送信する方法に関する。無線通信システムは、コアネットワーク（１０６、１０８）と、該コアネットワーク（１０６、１０８）に接続された少なくとも１つの無線アクセスネットワーク（１１４）とを有する。無線通信システムの第１の端末（ＵＥ１）から該無線通信システムの第２の端末（ＵＥ２）へとデータが送信され、ここで、第１の端末及び第２の端末（ＵＥ１、ＵＥ２）は、少なくとも１つの無線アクセスネットワーク（１１４）の共通のカバレッジエリアに位置する。データは、少なくとも１つの無線アクセスネットワーク（１１４）の外部に出ることなく、第１の端末（ＵＥ１）から少なくとも１つの無線アクセスネットワーク（１１４）内のエンティティ（１００、１０２ａ〜１０２ｃ、１０４ａ〜１０４ｃ）を通して第２の端末（ＵＥ２）へと送信される。データを送信するステップは、無線アクセスネットワーク（１１４）のノード（１００）において、第１の端末（ＵＥ１）と該ノード（１００）との間にあるアップリンクチャネルと、該ノード（１００）と第２の端末（ＵＥ２）との間にあるダウンリンクチャネルとを接続することを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、無線通信システム内の端末間でデータを送信する方法と、コンピュータプログラム製品と、無線通信システムの無線アクセスネットワーク内のノードと、無線通信システムとに関するものである。より具体的には、本発明の実施の形態は、端末同士の直接的な通信の手法に関するものである。これらの端末は、基地局ノードと、各端末に無線リンクを提供する複数の遠隔無線ヘッド（remote radio head）とを有する単一の無線アクセスネットワークによってカバーされるエリア内にある。本発明の実施の形態は、光通信に基づいた無線通信システムの分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、共通のカバレッジエリア（common coverage area）（例えば、ＲＡＮ（radio access network、無線アクセスネットワーク））内の端末間でデータを送信する場合には、全体のトラフィックすなわちデータトラフィック及び信号伝達トラフィックは、送信元端末からコアネットワークへと「上り」、そして宛先端末へと「下る」。より詳細には、既知の無線通信システムに伴う問題は、同じカバレッジエリア内に置かれている一対の端末又はユーザ機器（user equipment、ＵＥ）間のローカルな通信リンクにおいて、遠隔無線ヘッド（remote radio head, ＲＲＨ）、基地局（base station, ＢＳ）、パケットデータネットワークゲートウェイ（packet data network gateway, Ｐ−ＧＷ）、サービス提供ゲートウェイ（serving gateway, Ｓ−ＧＷ）、モビリティ管理エンティティ（mobility management entity, ＭＭＥ）といった多くのネットワークエンティティが必要以上に含まれるという点にある。データは本来、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）の外部に出る必要がないため、これらのネットワークエンティティは実際には冗長である。しかし、ＲＡＮの同じカバレッジエリア内に置かれたＵＥ間の通信を処理するための上記ネットワークエンティティが必要となる従来の手法では、大きなエリアにサービスを提供するために多くの遠隔無線ヘッドが接続される基地局（base station、ＢＳ）又は信号処理ノード（signal processing node、ＳＰＮ）において高い処理負荷が生じる。また、複数のネットワークエンティティ間での信号伝達のために、リンクのリソースを浪費することになる。
【０００３】
図１は、従来技術の解決策の制約を示す無線通信システムの概略図である。実際には、これまで遠隔無線ヘッドが商用システムに配備されてきているが、ローカルなＵＥ−ＵＥ間の通信の特定の態様は未だ考慮されていない。図１は、複数の遠隔無線ヘッド１０２ａ〜１０２ｃを介してカバレッジエリアにサービスを提供する基地局１００を有する無線通信システムの一部を示している。遠隔無線ヘッド１０２ａ〜１０２ｃの各々は、各リンク１０４ａ〜１０４ｃ、例えば光リンクを介して基地局１００と接続している。図１に示した基地局１００の共通のカバレッジエリアにより、複数のユーザ機器ＵＥ１〜ＵＥ７に対してサービスを提供することができる。より詳細には、基地局１００は、遠隔無線ヘッド１０２ａを介してユーザ機器ＵＥ１及びＵＥ２にサービスを提供する。ユーザ機器ＵＥ３〜ＵＥ５は、遠隔無線ヘッド１０２ｂを介して基地局１００からサービスの提供を受ける。ユーザ機器ＵＥ６及びＵＥ７は、遠隔無線ヘッド１０２ｃを介して基地局１００からサービスの提供を受ける。基地局１００は、バックボーンネットワーク又はバックホールネットワーク１０６を介してパケットネットワーク、例えばパケットデータネットワークＰＤＮ１０８に接続されている。基地局１００をパケットデータネットワーク１０８に接続するバックホールネットワーク１０６は、サービス提供ゲートウェイＳ−ＧＷ１１０と、パケットデータネットワークゲートウェイＰ−ＧＷ１１２とを有している。基地局１００と、接続１０４ａ〜１０４ｃと、遠隔無線ヘッド１０２ａ〜１０２ｃとが、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１１４を形成している。
【０００４】
異なったカバレッジエリア内にあるユーザ機器間で通信する場合には、データパスは、ユーザ機器から基地局１００と各ゲートウェイ１１０及び１１２とを通じてネットワーク１０８へと向かうことになる。そして、このネットワーク１０８は、通信を確立すべき所望のユーザ機器が位置している、図１と同様の構造を有する別の基地局と接続することになる。また、モバイルユニット又はユーザ機器から固定ユーザ機器への通信も、各ゲートウェイ及びネットワーク１０８を介して同じように行われる。例えば、ユーザ機器ＵＥ５を前提とすると、ユーザ機器ＵＥ５はカバレッジエリア１１４の一部ではない遠隔装置と通信する。データパスは、ユーザ機器ＵＥ５から始まり、無線ヘッド１０２ｂを介して基地局１００へと向かう。信号は、ドットで描かれたデータパス「４」として示しているように、基地局１００からサービス提供ゲートウェイ１１０へと送信される。データパス「４」は、サービス提供ゲートウェイ１１０からパケットデータネットワークゲートウェイ１１２へと向かい、さらにこのゲートウェイからネットワーク１０８へと向かう。同一のカバレッジエリア１１４内のユーザ機器間の通信の場合には、ユーザ機器と、基地局と、各ゲートウェイとの間で通信が必要となる。例えば、ユーザ機器ＵＥ１とユーザ機器ＵＥ６とが通信するものとする。同一のカバレッジエリア１１４内にあるこれら２つのユーザ機器間の通信を確立するために、ユーザ機器ＵＥ１は、遠隔無線ヘッド１０２ａと光リンク１０４ａと基地局１００とを介して、所望の通信に関して各ゲートウェイ１１０及び１１２に信号による伝達を行う。このことを、基地局１００からパケットデータネットワークゲートウェイ１１２へと向かうデータパス「１」として概略的に示している。パケットデータネットワークゲートウェイ１１２は、ネットワーク１０８を介して各ネットワークエンティティと通信し、ユーザ機器ＵＥ６の位置を求める。ユーザ機器ＵＥ６が基地局１００からサービスの提供を受けており、そのため、それぞれのパス「１」がパケットデータネットワークゲートウェイ１１２からサービス提供ゲートウェイ１１０を介して基地局１００へと向かい（基地局の右側にあるデータパスを参照）、基地局１００から光リンク１０４ｃ及び遠隔無線ヘッド１０２ｃを介してユーザ機器ＵＥ６に向けてデータあるいは信号が送信されるという情報が得られる。同じ手法が、例えばユーザ機器ＵＥ２とＵＥ４との通信の場合にも必要となる。図１では、データパスは、ゲートウェイ１１２まで上り、カバレッジエリア１１４内にあるというユーザ機器ＵＥ４の位置を求めた後に、ゲートウェイ１１２から基地局１００まで、そして光リンク１０４ｂ及び遠隔無線ヘッド１０２ｂを介してユーザ機器ＵＥ４へと下るようにして向かうパス「２」である。ユーザ機器ＵＥ３とＵＥ７との通信であれば、そのデータパスは図１に示しているデータパス「３」である。
【０００５】
図から分かるように、同一のカバレッジエリア１１４内にあるユーザ機器間の通信が求められる状況では、従来の手法によれば、ユーザ機器間に直接的な接続がないため、準最適なデータパスしか提供されない。実際には、上述したように、データパスはゲートウェイ１１２まで「上り」、そして基地局１００へと「下るようにして」存在する。これは、基地局１００に必要以上の処理負荷を生じさせる。基地局が大規模なエリアをカバーする無線通信ネットワークを考慮すると、同一エリア内のＵＥ−ＵＥ間通信の割合は大幅に増加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、同一エリア内にあるユーザ機器間の通信の改善をもたらす改良された手法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、請求項１に記載の方法、請求項１４に記載のノード、請求項１５に記載の無線通信システムにより達成される。
【０００８】
本発明の実施形態によれば、無線通信システムの端末間でデータを送信する方法が提供される。前記無線通信システムは、コアネットワークと、該コアネットワークに接続された少なくとも１つの無線アクセスネットワークとを有する。本方法は、少なくとも１つの前記無線アクセスネットワークの共通のカバレッジエリアにともに位置する無線通信システムの少なくとも２つの端末間でデータを送信するステップを含む。前記データは、少なくとも１つの前記無線アクセスネットワークの外部に出ることなく、少なくとも１つの前記無線アクセスネットワーク内のエンティティを通して少なくとも２つの端末間で送信される。
【０００９】
本発明の実施形態によれば、無線通信システムの無線アクセスネットワークのノードが提供される。このノードは、前記無線通信システムのコアネットワークと、複数の遠隔無線ユニット（remote radio unit）とに接続し、本発明の実施形態に記載の方法に従って、共通のカバレッジエリアにともに位置する前記無線通信システム内の端末間でデータを送信する。
【００１０】
本発明の実施形態によれば、コアネットワークと、前記コアネットワークに接続される少なくとも１つのノードと、前記ノードに接続される複数の遠隔無線ユニットと、前記遠隔無線ユニットに接続される複数の端末とを有する無線通信システムが提供される。この無線通信システムは、本発明の実施形態に記載の方法に従って、共通のカバレッジエリアにともに位置する端末間でデータを送信するように構成されている。
【００１１】
さらに、本発明の実施形態によれば、本発明の実施形態に記載の方法をコンピュータに実行させる命令を含むコンピュータプログラムを有するコンピュータプログラム製品が提供される。
【００１２】
実施形態によれば、少なくとも１つの無線アクセスネットワークのエンティティには、コアネットワークに接続されたノードと、複数の遠隔無線ユニットとが含まれる。各遠隔無線ユニットはノードに接続され、少なくとも２つの端末は遠隔無線ユニットに接続される。データは、ノード及び遠隔無線ユニットを含むデータパスに沿って少なくとも２つの端末間で送信される。このような実施形態では、ノードは、共通した一組のパラメータをデータ送信のために割り当てて、端末に対して信号により伝達することができる。端末は、ノードから信号伝達されたパラメータに基づいてデータを送受信することができる。この実施形態によれば、本方法は、少なくとも１つの無線アクセスネットワークの共通のカバレッジエリアにある送信元端末及び宛先端末を特定するステップを更に含むことができ、データを送信するステップは、データを送信元端末から宛先端末へと転送するステップを含み、データパスは、送信元端末とノードとの間にあるアップリンクと、ノードと宛先端末との間にあるダウンリンクとを含む。本方法は、送信元端末及び宛先端末のアップリンクリソース及びダウンリンクリソースに基づいて、リソースを一括してデータパスに割り当てるか、又は変調及び符号化方法を選択するかの少なくとも一方を行うステップを更に含むことができる。
【００１３】
リソースを一括して割り当てるか、又は変調及び符号化方法を選択するかの少なくとも一方を行うステップには、リソースをアップリンク及びダウンリンクに割り当てるか、又は共通した変調及び符号化方法をアップリンク及びダウンリンクのために選択するかの少なくとも一方を行うことが含まれうる。
【００１４】
リソースを割り当てるステップは、送信元端末とノードとの間のアップリンクチャネルと、ノードと宛先端末との間のダウンリンクチャネルとを含む、送信元端末と宛先端末との間の効率的なチャネル（effective channel）が所定の基準を満たすように、アップリンク及びダウンリンクに関連付けられたリソースを再マッピングすることを含むことができる。所定の基準は、アップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルのチャネル品質を示すチャネル係数の積に基づくものとすることができる。再マッピングには、積の値が最大となるようにアップリンク及びダウンリンクのための再マッピングを行うことが含まれうる。
【００１５】
更なる実施形態によれば、本方法は、ある基準信号を送信元端末から宛先端末へと転送するステップと、宛先端末において効率的なチャネルを推定するステップとを含んでいてもよい。
【００１６】
各端末は、当該端末とコアネットワーク内のエンティティとに記憶される、自己に関連付けられた一意のＩＤを有することができる。本方法は、一意のＩＤに基づいて、無線アクセスネットワークの共通のカバレッジエリアにある送信元端末及び宛先端末を特定するステップを含む。送信元端末が、宛先端末とのセッションを確立しようとする場合に、本方法は、宛先端末の一意のＩＤをコアネットワーク内のエンティティに転送するステップと、送信元端末の存在する無線アクセスネットワークのカバレッジエリアと同一のカバレッジエリアに宛先端末が存在するか否かを、コアネットワーク内のエンティティがチェックするステップと、送信元端末及び宛先端末が共通のカバレッジエリアに存在する場合には、コアネットワーク内のエンティティがノードに対してデータの転送を実行するよう命令するステップとを含んでいてもよい。
【００１７】
一意のＩＤには、一意の識別番号、ＩＰアドレス、又はＳＩＰアドレスが含まれうる。コアネットワーク内のエンティティには、ホーム加入者サーバ又はモビリティ管理エンティティが含まれる。
【００１８】
本発明の実施形態によれば、無線アクセスネットワーク内のエンティティのみを用いる「直接的なデータパス」、すなわち、送信元端末と、その送信元端末が接続される遠隔無線ユニットと、ノード（例えば基地局）と、宛先端末が接続される別の遠隔無線ユニットと、宛先端末とのみを含むデータパスが提案される。少量の信号伝達情報のみが、例えば、所望の宛先端末が実際に送信元端末と同一のエリアにあるか否かを判断するためにコアネットワークへと送信される。
【００１９】
したがって、本発明の実施形態によれば、エリア内の端末間（ＵＥ間）通信の新しいデータ転送方法と、複雑度、エネルギー消費、リンクリソース消費の低減を目的とした無線セルラネットワークに必要な信号伝達メカニズムとが提供される。本発明の実施形態によれば、同一のカバレッジエリアにあるローカルなＵＥ間通信のデータは、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）の外部に出ることなく基地局又は信号処理ノードにおいて転送される。本発明の態様は、ネットワーク層のみならず、Ｌ１層、Ｌ２層にも関係する。ネットワーク層では、対象のＵＥに信号伝達される必要な情報を効率的に交換あるいは収集するための信号伝達の態様が対象となる。そのような情報を用いて、複雑度、エネルギー消費、リンクリソース消費の所望の低減を達成することができる。実施形態によれば、信号伝達の方法は以下のとおりである。ホーム加入者サーバ（home subscriber server、ＨＳＳ）及びモビリティ管理エンティティ（mobility management entity、ＭＭＥ）といったエンティティは、ＵＥのＩＰ（インターネットプロトコル）アドレスと、セッション開始プロトコル（session initiation protocol、ＳＩＰ）アドレスと、ＵＥを一意に特定する新たな識別情報（ＩＤ）とのうちの少なくとも一つを把握しているとする。ＵＥは、本実施形態によれば、自己のＩＰアドレス、ＳＩＰ識別情報、又は上述した新たなＩＤを把握する。ＭＭＥといったネットワークエンティティに対して、別のＵＥとのセッション（データ及び／又は音声）の確立を要求する場合に、要求側ＵＥは、ＩＰアドレス、ＳＩＰのＩＤ、又はＵＥのＩＤをモビリティ管理エンティティに対して明示的に提示する。モビリティ管理エンティティはその内部のデータベースをチェックする。宛先ＵＥのＩＰアドレス又はＳＩＰのＩＤが同一の基地局にあることが判明した場合には、モビリティ管理エンティティは基地局に対し、送信元ＵＥから宛先ＵＥに向けたデータの内部的な転送を実行するよう命令する。ＭＭＥは、送信元ＵＥ及び宛先ＵＥのＩＰアドレスを基地局に通知することができ、それにより、基地局は、内部的な転送を実行する必要のあるユーザ機器を認識する。
【００２０】
他の実施形態によれば、ＵＥは事前に割り当てられるＩＰアドレスを有していなくてもよい。このような状況では、ＵＥは、ＩＰ割当てモジュール、例えば、ＬＴＥあるいはＥＰＣに基づいて提供されるパケットデータネットワークゲートウェイからＩＰアドレスを受信するとすぐに、担当のＭＭＥを更新する。ＭＭＥがＵＥの有するＳＩＰのＩＤを既に知っている（ＭＭＥは、接続手続き中、又は新しいセッションの確立中にこれについて通知を受ける）ものとすると、ＭＭＥは、ＩＰアドレスを任意のＵＥの識別子（ＳＩＰのＩＤ、ＩＭＳＩ等）と対応させて記憶する。このようにして、ＭＭＥは、送信元ＵＥ及び宛先ＵＥのＩＰアドレスを知り、それに基づいて各基地局に通知する。これにより、基地局はＩＰアドレス（又は任意の別のＩＤ）を使用して、どのセッションを内部で転送すべきか、すなわちどのセッションが、無線アクセスネットワーク内のユーザ機器間のみでのデータ転送を提供するのかを判断することができる。
【００２１】
本発明の実施形態はさらに、Ｌ１層、Ｌ２層と、信号処理の負荷をいかに低減できるかとに関係する。本発明の実施形態は、ローカルなＵＥ間通信リンクにおける送信元ＵＥ及び宛先ＵＥのそれぞれのアップリンクリソース及びダウンリンクリソースを考慮して、一括したリソース割当て並びに変調及び符号化方法（modulation encoding scheme、ＭＣＳ）の選択を行うことを教示するものである。本発明の実施形態では、アップリンク及びダウンリンクのリソースを一括して割り当てるとともに、共通したＭＣＳを選択することにより、送信元から宛先への確実な端末間通信が可能となる。これにより、本発明の実施形態によれば、アップリンクとダウンリンクの双方における変調及び符号化等の共通した手順を回避することにより複雑度を低減できる。また、本発明の実施形態によれば、従来のような、アップリンクとダウンリンクとで個別に行われるリソース割当て及びＭＣＳの選択と比較して、良好なスペクトル効率が得られる。
【００２２】
本発明の実施形態は光ネットワークを考慮して、一対のユーザ機器（ＵＥ）間の通信リンクに焦点を当てたものである。一対のＵＥは、ある基地局（base station）又は信号処理ノード（ＳＰＮ）と、光ネットワークを通してＢＳ又はＳＰＮに接続された一組の遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）とによりサービスが提供される共通したカバレッジエリアに位置する。このようなネットワーク構成は有用であり、通常、トラフィックの多い都市圏で見受けられる。大半の通信が、多くの忙しい都市圏内の特定の時間帯に同一エリア内のＵＥ間で行われることがわかる。本発明の実施形態は、３ＧＰＰロングタームエボリューション（ＬＴＥ）及びＬＴＥアドバンスト等の従来のシステムの問題を解決するものである。従来のシステムでは、ＵＥ間通信が、ＲＲＨ、ＢＳ、サービス提供ゲートウェイ、パケットデータネットワークゲートウェイ、モビリティ管理エンティティといった多くのネットワークエンティティを必要以上に含むが、データは本来、少なくとも概念的には、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）の外部に出る必要がないため、これらのネットワークエンティティは冗長である。したがって、本発明の実施形態は、同一のカバレッジエリア内のローカルなＵＥ間通信に際してこのような概念的に見て不要な信号伝達と処理を最小限にする。したがって、本発明の実施形態によれば、複雑度及びリンクリソースの消費を低減し、その結果、必要なエネルギーを低減することができる。
【００２３】
本発明の実施形態は特に、ユーザ機器、遠隔無線ヘッド、基地局、サービス提供ゲートウェイ、パケットデータネットワークゲートウェイ、モビリティ管理エンティティ等を備えた３ＧＰＰ ＬＴＥあるいはＬＴＥアドバンスト以降又は次期モバイルネットワーク（next mobile network、ＮＭＮ）の将来の商用システム等の無線セルラネットワーク向けのものである。
【００２４】
本発明の実施形態は、基地局又は信号処理ノード並びに光ネットワークを通して基地局又は信号処理ノードに接続された一組の無線遠隔ヘッドからサービスの提供を受ける同一のカバレッジエリアにあるＵＥ間の通信を効率的にサポートするため、有利である。本発明の実施形態は、同一のカバレッジエリア内のこのようなローカルなＵＥ間通信を実現するために関係する信号伝達及び通信量を最小限にする手段を提供する。これにより、Ｌ１、Ｌ２における処理及び全ての上位層機能の処理において特に基地局における複雑度及び対応するエネルギー消費を大幅に低減することができる。基地局、サービス提供ゲートウェイ、及びパケットデータネットワークゲートウェイ、並びにモビリティ管理エンティティの間のリンクリソースの消費を大幅に節減することができる。さらに、本発明の実施形態は、Ｌ１、Ｌ２の処理に新しい方式を提供し、この方式は、ネットワークにおける限られた同じ帯域幅を使用して同時により多くの顧客をサポートする可能性に繋がるより良いスペクトル利用をもたらす。これにより、高度なサービスを提供するとともに、将来の商用システムにおける顧客満足度を向上させる可能性に貢献するものである。
【００２５】
本発明の実施形態について添付図面を参照して以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来技術の解決策が持つ制約を示す無線通信システムの概略図である。
【図２ａ】本発明の実施形態を説明する基となる、図１に示した無線通信システムと同様の無線通信システムの部分的な概略図である。
【図２ｂ】従来の中継システムと本発明の実施形態による中継システムとの基本的な違いを説明する概略図である。
【図３】基地局内にあるＬ１層、Ｌ２層の信号処理要素の詳細と結び付けた基地局及び遠隔無線ヘッドの概略図である。
【図４】図３の基地局内のリソース割当て又はリソースマッピングを表す説明図である。図４（ａ）は無線アクセスネットワークの一例を示し、図４（ｂ）はモバイルユニットから基地局へのアップリンク接続に使用される周波数帯を示し、図４（ｃ）は、基地局から各モバイルユニットへの接続に使用されるダウンリンク周波数帯を示している。
【図５】図３に示した基地局内のデジタル信号プロセッサの更なる詳細図である。図５（ａ）はダウンリンクデジタル信号プロセッサの詳細を示し、図５（ｂ）はアップリンクデジタル信号プロセッサの詳細を示している。
【図６】同一の無線アクセスネットワーク内にあるユーザ機器の通信に対して本発明の実施形態を適用する場合の複雑度の低減の一例を示す説明図である。
【図７】本発明の実施形態による基地局でのリソース再マッピングを示す説明図である。
【図８】１人のユーザのリソース再マッピングの一例を示す説明図である。図８（ａ）はアップリンク接続に利用できるチャネルを示し、図８（ｂ）はダウンリンク接続に利用できるチャネルを示し、図８（ｃ）は、チャネル品質を表すチャネル係数の積を用いて効率的なチャネルを示すテーブルを示している。
【図９】一実施形態による基地局でのリソース再マッピングの一例を示す説明図である。
【図１０ａ】一実施形態による固定ＩＰを用いた信号伝達を示す説明図である。
【図１０ｂ】一実施形態による固定ＩＰを用いた信号伝達を示す説明図である。
【図１０ｃ】一実施形態による固定ＩＰを用いた信号伝達を示す説明図である。
【図１０ｄ】一実施形態による固定ＩＰを用いた信号伝達を示す説明図である。
【図１０ｅ】一実施形態による固定ＩＰを用いた信号伝達を示す説明図である。
【図１１ａ】一実施形態による動的ＩＰを用いた信号伝達を示す説明図である。
【図１１ｂ】一実施形態による動的ＩＰを用いた信号伝達を示す説明図である。
【図１１ｃ】一実施形態による動的ＩＰを用いた信号伝達を示す説明図である。
【図１１ｄ】一実施形態による動的ＩＰを用いた信号伝達を示す説明図である。
【図１１ｅ】一実施形態による動的ＩＰを用いた信号伝達を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施形態の以下の説明では、同一又は同様の要素を同じ参照符号で示す。
【００２８】
図２（ａ）は、図１に示した無線通信システムと同様の無線通信システムの部分的な概略図である。この図２（ａ）に基づいて、従来の手法と比較した場合の本発明の実施形態の違いについて説明する。図２（ａ）には、無線アクセスネットワークＲＡＮ１１４が示されている。この無線アクセスネットワークＲＡＮ１１４は、基地局１００と、遠隔無線ヘッド１０２ａ〜１０２ｃと、これら無線ヘッド１０２ａ〜１０２ｃと前記基地局１００との間の光接続１０４ａ〜１０４ｃとを有している。さらに、バックホールネットワーク１０６の要素、例えばサービス提供ゲートウェイ１１０とパケットデータネットワークゲートウェイ１１２とを示している。図２（ａ）では、遠隔無線ヘッド１０２ａからサービスの提供を受けるユーザ機器ＵＥ１と、遠隔無線ヘッド１０２ｃからサービスの提供を受けるユーザ機器ＵＥ２とが通信を行うものとする。本発明によれば、基地端末局又は信号処理ノード１００は、ユーザ機器ＵＥ１とＵＥ２との間の通信のアンカーポイントとしての役割を果たす。破線で概略的に示しているように、ユーザ機器ＵＥ１とＵＥ２との間のデータ転送は、直接的なデータパス１１８に沿って行われる。このデータパス１１８は、ユーザ機器ＵＥ１から遠隔無線ヘッド１０２ａ及び光リンク１０４ａを介して基地局１００に向かっているとともに、基地局１００から光リンク１０４ｃ及び遠隔無線ヘッド１０２ｃを介してユーザ機器ＵＥ２へと向かっている。したがって、本発明の実施形態によれば、直接的なデータパス１１８に沿ったデータのやり取りは、データストリームが無線アクセスネットワーク１１４の外部に出ないように、例えばデータの転送が基地局１００のＬ１層で行われるようになされる。このようにして、データが無線アクセスネットワーク１１４を出る必要がないため、本発明の実施形態によればリンクのリソースの消費と処理複雑度あるいは処理労力を抑えることができる。
【００２９】
図２（ｂ）は、従来の中継システムと本発明の実施形態による中継システムとの基本的な違いを説明するための概略図である。図２（ｂ）の上の図には、基地局ｅＮＢとユーザ機器ＵＥとの、中継局を介した接続（アップリンク及びダウンリンク）を確立する従来の中継システムを示している。図から分かるように、基地局ｅＮＢと中継局との間にダウンリンクチャネルがあり、さらに中継局とユーザ機器ＵＥとの間にダウンリンクチャネルがある。さらに、ユーザ機器ＵＥと中継局との間にアップリンクチャネルがあり、さらに中継局と基地局ｅＮＢとの間にアップリンクチャネルがある。これとは対照的に、本発明の実施形態によれば、（広義には、２つのＵＥ間の直接的な通信のためのある種の中継局と見なすことのできる）基地局ｅＮＢは、２つのユーザ機器ＵＥ１とＵＥ２との間に直接的なデータパスを提供する。しかし、基地局は、ＵＥと基地局ｅＮＢとの間にあるそれぞれのアップリンクチャネルとダウンリンクチャネルとを接続するように動作することができる。これを図２（ｂ）の下の部分に示している。第１のユーザ機器ＵＥ１と基地局ｅＮＢとの間にアップリングチャネルがあり、基地局ｅＮＢと第２のユーザ機器ＵＥ２との間にダウンリンクチャネルがある。さらに、第２のユーザ機器ＵＥ２と基地局ｅＮＢとの間にアップリングチャネルがあり、基地局ｅＮＢと第１のユーザ機器ＵＥ１との間にダウンリンクチャネルがある。
【００３０】
例えば、図１に関して述べた従来の手法と比較した場合、データパス１１８は基本的には物理層すなわちＬ１層に限定される。本発明により、ＢＴＳ又はＳＰＮノードとＳ−ＧＷとＰ−ＧＷとにおけるパケット処理をなくすことができる。これは、Ｐ−ＧＷまでのルートに沿った制御及びデータの帯域幅の消費を低減させるだけでなく、ＢＴＳ又はＳＰＮノードにおける処理負荷及びエネルギー消費も低減させる。
【００３１】
以下、図２（ａ）に示したシステムでのＬ１層、Ｌ２層における処理に関する本発明の実施形態の更なる詳細を説明する。図３は、光ネットワーク１０４を通して接続された基地局１００及び１つの遠隔無線ヘッド１０２の概略を示している。図３は、基地局１００内のＬ１層、Ｌ２層の要素を詳細に示しており、上位層処理機能についてはブロック１２０として概略的に示している。Ｌ１層、Ｌ２層に関してデジタル信号プロセッサ１２２が設けられており、このデジタル信号プロセッサ１２２は、ダウンリンクデジタル信号プロセッサ１２２ａとアップリンクデジタル信号プロセッサ１２２ｂとを有している。ダウンリンクデジタル信号プロセッサ１２２ａは、バックホールネットワークの要素からインターフェースＳ１を通して受信した信号を処理し、処理された信号をデジタルアナログコンバータＤＡＣに出力する。そして、ＤＡＣはアナログ信号を電気・光変換器Ｅ／Ｏに提供し、これは光接続１０４の第１の分岐１２４を通して送信される。遠隔無線ヘッド１０２は、光接続１０４の第１の分岐１２４に接続された光・電気変換器Ｏ／Ｅを備えている。電気信号は、コンバータ１２６によりアップコンバートされ、増幅器１２８により増幅され、デュプレクサへと転送されて、遠隔無線ヘッド１０２のアンテナ１３０から出力される。これにより、ユーザ機器との無線通信又は無線チャネルが確立される。アンテナ１３０を通して受信した信号は、デュプレクサにより処理され、ダウンコンバータ１３２へと転送される。ダウンコンバータ１３２の出力信号は、電気・光変換器Ｅ／Ｏに入力され、光接続１０４の第２の分岐１３４を通して基地局１００へと送信される光信号をもたらす。この信号は、光・電気変換器Ｏ／Ｅが受信し、電気信号がアナログデジタルコンバータＡＤＣへと転送される。ＡＤＣは、デジタル信号をデジタルアップリンク信号プロセッサ１２２ｂに向けて出力する。
【００３２】
図４は、基地局、例えば図３に示したような基地局におけるリソースの割り振りあるいはマッピングを表している。図４（ａ）には、無線アクセスネットワークの一例を示しており、この無線アクセスネットワークは、遠隔無線ヘッド１０２ａ〜１０２ｃを有している。このうち、無線ヘッド１０２ａは２つのユーザ機器に対してサービスを提供し、無線ヘッド１０２ｂも２つのユーザ機器にサービスを提供し、無線ヘッド１０２ｃは１つのユーザ機器にサービスを提供するものである。図４（ｂ）は、モバイルユニットから基地局までのアップリンク接続に用いられる周波数帯を示しており、図４（ｃ）は、基地局から各モバイルユニットまでの接続に用いられるダウンリンクの周波数帯を示している。図から分かるように、ダウンリンクとアップリンクとでは異なった周波数帯を割り当てることができ、広帯域の信号は周波数選択性チャネル（frequency selective channel）となる。これには、適切な変調及び符号化方法（modulation and coding scheme, ＭＣＳ）を割り当てることが必要である。図４に示す例では、遠隔無線ヘッド１０２ａからサービスの提供を受けるユーザ機器ｓｒｃ１と、遠隔無線ヘッド１０２ｃからサービスの提供を受けるユーザ機器ｓｉｎｋ１との間で無線アクセスネットワーク内の接続を確立することを前提としている。図４（ｂ）は、周波数帯及び広帯域信号を示している。広帯域信号は、ユーザ機器ｓｒｃ１から基地局までのアップリンク接続に使用される（周波数帯及び信号を番号「１」として示している）。図４（ｃ）は、基地局からユーザ機器ｓｉｎｋ１までのダウンリンク接続に使用される周波数帯及び信号を示している（周波数帯及び信号を番号「１」として示している）。図から分かるように、アップリンクとダウンリンクとで異なった周波数帯を使用することができる。図４（ｂ）及び図４（ｃ）において、「２」として示されている周波数帯は、第２の遠隔無線ヘッド１０２ｂからサービスの提供を受けるユーザ機器ｓｒｃ２から、第１の無線ヘッド１０２ａからサービスの提供を受けるユーザ機器ｓｉｎｋ２までのＵＥ−ＵＥ間の通信のアップリンク接続及びダウンリンク接続を指し示している。図４（ｂ）及び図４（ｃ）において、「３」として示されている周波数帯及び信号は、無線ヘッド１０２ｂからサービスの提供を受けるユーザ機器と、図４に示した無線アクセスネットワークの一部ではない別の装置との通信を指し示している。
【００３３】
図５は、図３に示した基地局内にあるデジタル信号プロセッサの更なる詳細を示している。図５（ａ）は、ダウンリンクデジタル信号プロセッサ１２２ａの詳細を示しており、図５（ｂ）は、アップリンクデジタル信号プロセッサ１２２ｂの詳細を示している。ダウンリンクデジタル信号プロセッサ１２２ａは、ブロック１４０〜１６０により処理されることになる信号を標準的な方法で受信する。処理ステップ１４０〜１６０は、全部でＫ人のユーザのために設けられており、処理された信号はリソースマッピングブロック１６２に入力され、このリソースマッピングブロック１６２はＯＦＤＭ変調ブロック１６４に向けて信号を出力する。ブロック１６４の出力信号は、図３に示したＤＡＣへと転送される。基地局内のアップリンクデジタル信号プロセッサは、図３に示したＤＡＣから信号を受信する。この信号は、ブロック１６６においてシングルキャリア周波数分割多重化（single carrier frequency division multiplexing）により復調され、このブロック１６６の出力信号はリソースデマッピングブロック１６８に転送される。リソースデマッピングブロック１６８は、Ｋ人のユーザ全てのためのデマッピングされた信号を生成する。リソースデマッピングブロック１６８からの信号は、ユーザごとに、ブロック１７０〜１８２により処理されて、デジタル信号プロセッサとしての出力を提供する。したがって、モバイルユニットとの通信をもたらす従来のシステムでは、その通信が、同一の無線アクセスネットワークからサービスの提供を受けていない遠隔ユニットとの間のものであるか否かに関わらず、ダウンリンクデジタル信号プロセッサ及びアップリンクデジタル信号プロセッサの両方で全てのブロックを用いる必要がある。これは、同一の無線アクセスネットワーク内にある２つのユーザ機器間の通信であっても、図５に示した全ての信号処理エンティティが使用されることを意味する。
【００３４】
本発明の実施形態によれば、少なくとも２つの端末間においてデータは、無線アクセスネットワークの外部に出ることなく送信され、これにより、Ｌ１層、Ｌ２層及び全ての上位層での処理の大半を回避することができる。実施形態によれば、直接的なデータパス（図２（ａ）のパス１１８を参照）を確立するために、基地局は、例えばより上位のネットワークエンティティ（例えばＭＭＥ）から信号により伝達された制御情報に基づいて、要求側ＵＥのアップリンクと被要求側ＵＥのダウンリンクとを直接的にリンクする（図２（ｂ）を参照）。図６は、本発明の実施形態による手法を、同一の無線アクセスネットワーク内にあるユーザ機器の通信に適用する場合の複雑度の低減の一例を示している。このような通信により受信した信号は、基地局内のアップリンクデジタル信号プロセッサ１２２ｂにより処理されるが、ブロック１６６〜１７０のみが必要であり、ブロック１７０から出力された信号は、ダウンリンクデジタルプロセッサ１２２ａのリソースマッピングブロック１６２へと直接的に入力される。これにより、同一の無線アクセスネットワーク内にあるユーザ機器間の通信のためのＬ１層内、Ｌ２層内ひいては全ての上位層での複雑度又はエネルギー要件及びリンクリソースが低減することが、図６と図７との比較から明らかとなる。図６は、同一の無線アクセスネットワーク内にあるユーザ機器間で直接的に通信するために使用されるリソースを示したものであるが、基地局はその基地局に関連付けられた無線アクセスネットワークにはない遠隔装置との通信を可能にする立場にある必要があるため、図５に示したような、他の全てのリソースも存在している。
【００３５】
実施形態によれば、基地局においてリソースの再マッピングが可能である。これが求められる場合には、図７に示すように基地局のアップリンクデジタル信号処理ブロックとダウンリンクデジタル信号処理ブロックとの間に追加のブロックが設けられることになる。図７は図６と実質的に対応しているものであり、本発明の実施形態に基づき、同一の無線アクセスネットワーク内にあるユーザ機器間で通信を行うために必要なデジタル信号プロセッサ及び基地局のブロックを示している。図７に加えて、リソース再マッピングブロック１８４がブロック１７０とブロック１６２との間に設けられている。これにより、送信側ユーザ機器におけるＭＣＳの選択に際して効率的なチャネルを考慮することができる。２つのユーザ機器間での効率的なチャネルは、アップリンクチャネルとダウンリンクチャネルとを接続したものであり、より具体的には、チャネル係数の積によって表される。効率的なチャネルは、基地局での再マッピングにより最適化することができ、ユーザが複数いる場合には、所定のパラメータ、例えば最大合計レート（maximum sum rate）を達成できるアップリンクチャネルとダウンリンクチャネルとの最良のペアを見つけるための高度なスケジューリングが提供される。
【００３６】
図８は、ある１人のユーザのためのリソースの再マッピングの一例を示している。図８（ａ）は、アップリンク接続に利用できるチャネルを示しており、図８（ｂ）は、ダウンリンク接続に利用できるチャネルを示しており、図８（ｃ）は、効率的なチャネル、より具体的にはチャネル品質を表すチャネル係数の積を示したテーブルを示している。図８（ａ）及び図８（ｂ）では、３つのアップリンクチャネルＵＬ１〜ＵＬ３及びダウンリンクチャネルＤＬ１〜ＤＬ３が、図８（ｃ）のテーブルに示したようなチャネル係数を有するものとする。基地局においては、アップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルのチャネル係数の積が最大の値になるようにリソースがマッピングされる。図８の例では、アップリンクチャネルＵＬ１が選択されて、異なった周波数帯のダウンリンクチャネルＤＬ２に再マッピングされる。これら２つのチャネルのチャネル係数が、チャネル係数の積として最も大きな値すなわち最大値をもたらすからである。
【００３７】
図９は、基地局におけるリソースの再マッピングの一例を示している。本実施形態によれば、ある基準信号（reference signal）がアップリンクからダウンリンクへと転送され、受信側又はエンドユーザ側の機器が、リソースの再マッピングに応じて「効率的なチャネル（effective channel）」を観測する。基地局又はｅＮＢは、必要に応じて、例えば基準信号の構造が異なっているという理由により、アップリンク用の基準信号をダウンリンク用の基準信号に変換するための必要な処理を行う。図９の左側に、同一の無線エリアネットワークにおいて関連のあるユーザ機器と通信しようとする２つのユーザ機器の各々のアップリンクのリソースを示している。関連のあるユーザ機器は、各ダウンリンクリソースを使用する。互いに通信しようとするユーザ機器を、同一の番号すなわち番号「１」又は番号「２」のいずれかにより示している。ユーザ機器ＵＥ１のアップリンクチャネルは、効率的なチャネルが図９の右下に示した式に基づいて計算されるとおり、ダウンリンクチャネル３へと再マッピングされる。第２のユーザ機器のアップリンクチャネルは、効率的なチャネルが図９の右上のように計算されるとおり、第１のダウンリンクチャネルへと再マッピングされる。
【００３８】
以下、信号伝達に関するネットワークの態様を更に詳細に説明する。より詳細には、送信元のユーザ機器及び宛先のユーザ機器が同じエリアにあるか否かの判断と、ネットワーク内の関連するノードが、本発明の実施形態に基づいてデータの転送を可能にする信号伝達を提供するやり方とに関して実施形態を説明する。従来のネットワークでの問題は、そのような状況に対する解決策が今のところ存在しないということである。
【００３９】
図１０を参照して、固定ＩＰを用いた信号伝達の一例を説明する。図１０（ａ）は、図１及び図２（ａ）に示した無線通信システムと同様の無線通信システムの一例を示しているものの、簡潔にするために、２つのユーザ機器ＵＥ１及びＵＥ２にサービスを提供する基地局１０２と２つの遠隔無線ヘッド１０２ａ及び１０２ｂとを有する無線アクセスネットワークを示している。ユーザ機器ＵＥ１とユーザ機器ＵＥ２との通信が求められていることを前提とする。さらに図１０（ａ）には、ｅ−ＭＭＥ２００（ＬＴＥ又はＥＰＣのアーキテクチャにおける既存のＭＭＥの拡張）と、ｅ−ＨＳＳ２０２（既存のセルラネットワークアーキテクチャにおけるＨＳＳの拡張）とを示している。モビリティ管理エンティティ２００は、ユーザ機器ＵＥ１及びＵＥ２の各々のＩＰを把握している。図１０（ｂ）に示しているように、ユーザ機器ＵＥ１にはアドレスＩＰｖ６−１が関連付けられており、ユーザ機器ＵＥ２にはアドレスＩＰｖ６−２が関連付けられている。図１０（ｂ）の右側部分では、図１０に示す各ユニット間の信号伝達を説明する。図１０（ｂ）には、ユーザ機器ＵＥ１及びＵＥ２の各アドレスがシステム内で既知であることを示している。より詳細には、アドレスＩＰｖ６−１及びＩＰｖ６−２が、モビリティ管理エンティティ２００において利用可能である。図１０（ｃ）に示すように、同一の無線アクセスネットワーク内にあるユーザ機器ＵＥ１とＵＥ２との接続を確立するために、ユーザ機器ＵＥ１は、宛先アドレスすなわちユーザ機器ＵＥ２のアドレス（ＩＰｖ６−２）を含んだ接続要求２０４を、遠隔無線ヘッド１０２ａ及び基地局１００を通してモビリティ管理エンティティ２００へと転送する。モビリティ管理エンティティ２００においては、要求されたＩＰすなわち宛先ＩＰが「同一のエリアに」あるか否かが判断される（符号２０５）。これは、モビリティ管理エンティティのデータベースを照会することにより行うことができる。宛先ＩＰが存在するため、ユーザ機器ＵＥ２がユーザ機器ＵＥ１と同一のエリアにあると判断することができ、それにより、本発明の実施形態に基づく仕組みを適用した直接的な通信が行われる。図１０（ｄ）に示すように、ユーザ機器ＵＥ２がユーザ機器ＵＥ１と同一エリアにあると判断された後、管理エンティティ２００は、基地局に信号伝達し（符号２０６）、Ｌ１層、Ｌ２層、Ｌ３層を使用してアップリンクをダウンリンクへと接続する。アップリンクとダウンリンクとが基地局１００において接続されると、無線アクセスネットワークの外部にあるネットワーク構成要素又はエンティティを通る必要はなく、基地局１００を通してユーザ機器ＵＥ１とユーザ機器ＵＥ２との間でデータをやり取りすることができる（図１０（ｅ）の符号２０８）。
【００４０】
図１１を参照して、動的ＩＰを用いた実施形態及びそのような状況で信号伝達をどのように実現するかについて説明する。ここでも、図１０（ａ）と同様の無線通信システムを示している。図１１の実施形態では、ユーザ機器はそれぞれ電話番号を有している。例えば、ユーザ機器ＵＥ１は電話番号２０３を有しており、ユーザ機器は電話番号２２７を有している。さらに、各ユーザ機器はＳＩＰのＩＤ（session IP identification、セッションＩＰ識別情報）を有している。ユーザ機器ＵＥ１は、関連付けられたＳＩＰのＩＤとして０１６２−−−２０３＠ｄｃｍ．ｄｅを有しており、ユーザ機器ＵＥ２は、関連付けられたＳＩＰのＩＤとして０１６２−−−２２７＠ｄｃｍ．ｄｅを有している。ユーザ機器は別のユーザ機器の１つ以上のＳＩＰアドレスを知っている。例えば、ユーザ機器ＵＥ１は、ユーザ機器ＵＥ２のＳＩＰアドレスを知っており、そのユーザ機器ＵＥ２のＳＩＰアドレスは、例えば、記憶されている任意の他の個人的な友人の番号と同様に、ユーザ機器ＵＥ１の電話帳内にある。同一の無線アクセスネットワーク１１４内にあるユーザ機器ＵＥ１とＵＥ２との間で通信を開始するために、ユーザ機器ＵＥ１はプロキシＣＳＣＦエンティティ２１２（ＣＳＣＦ：call session control function、呼セッション制御機能）に向けて呼２１０を発行する。呼２１０は、ユーザ機器ＵＥ２のＳＩＰアドレス、すなわち、ＳＩＰアドレス２２７＠ｄｃｍ．ｄｅを示すものである。ＳＩＰアドレス２２７のためのサービス提供ＣＳＣＦ２１４と、アドレス２２７に対するプロキシＣＳＣＦ２１６とを通して、アドレス２２７のプロキシ２１６とゲートウェイ１１２との間の通信２１８として示すように、２２７に対するセッションが確立される。図１１（ｂ）に示すように、ユーザ機器ＵＥ１は、宛先２２７すなわちユーザ機器ＵＥ２の電話番号及びそのＳＩＰのＩＤを示す呼２２０を、モビリティ管理エンティティ２００に向けて発行する。モビリティ管理エンティティ２００は、送信元の情報、すなわち、２０３というＵＥ１の電話番号及び関連付けられているＳＩＰのＩＤと、宛先の情報、すなわち電話番号２２７及びユーザ機器ＵＥ２に関連付けられているＳＩＰのＩＤとを把握する。モビリティ管理エンティティ２００は、ゲートウェイ１１２と通信し、ゲートウェイ１１２は、信号伝達メッセージ２２２及び２２４により、２つのユーザ機器ＵＥ１及びＵＥ２に対して、ＵＥ１及びＵＥ２に関連付けられた、生成されたＵＥのＩＰアドレスを提供する（図１１（ｃ）を参照）。図１１（ｄ）に示しているように、ＵＥのＩＰアドレスは、各ユーザ機器ＵＥ１及びＵＥ２からメッセージ２２６及び２２８のそれぞれによりモビリティ管理エンティティ２００へと信号伝達される。図１１（ｅ）に示しているように、ＭＭＥ２００は、符号２３２として示すようにユーザ機器ＵＥ１とＵＥ２との間でデータを交換すべくアップリンクとダウンリンクとを接続するために、メッセージ２３０により基地局１００に向けて信号伝達し、それにより、基地局１００を介したＵＥ間の直接的なデータパスを確立する。したがって、図１１では、ユーザ機器の各々に関連付けられたＳＩＰアドレスに基づいて動的に生成されるＩＰアドレスを用いて、同一の無線アクセスネットワーク内にあるユーザ機器間で直接的に通信を行うことができる。
【００４１】
上述した本発明の実施形態は、非常に負荷のかかる基地局のパケット処理負荷の低減をもたらすとともに、ネットワーク内での不必要なリンクリソースの消費を抑える最短パスのルーティングを可能にする。また、他のノード、例えば、サービス提供ゲートウェイ又はパケットデータネットワークゲートウェイにおける状況管理の必要性が少ない。さらに、従来の手法では、確認要求（acknowledge request）のたびに往復遅延が増加するが、これまでの実施形態による手法によれば、端末間で確認メッセージをやりとりすることに伴う全体的な遅延を低減できる。
【００４２】
さらに、本発明の実施形態によれば、基地局でのリソースの再マッピング及びＭＣＳの適応の両方が可能となり、リソースの再マッピング及びＭＣＳの選択は、メッセージの完全な復元（full recovery）により、２つのチャネルつまりアップリンクチャネルとダウンリンクチャネルとで個別に行うことができる。基地局が情報の復号化に成功した場合には、アップリンクチャネルの影響を無視することができ、それにより、より柔軟な手法が可能となる。
【００４３】
ＳＰＮ又はＢＴＳノードは、送信元のＵＥ及び宛先のＵＥのＬ２アドレス、必要に応じてＬ２．５又はＬ３のアドレスを互いに広めることを担当し、それによって、送信元のＵＥは宛先のＵＥとのデータセッションを確立することができる。この機能は、コアネットワーク、例えばｅ−ＭＭＥにより実行することもできる。
【００４４】
装置との関係でいくつかの態様を説明してきたが、これらの態様はそれに対応する方法の説明も表しており、ここでブロック又はデバイスは方法のステップ又は方法ステップの特徴に対応することが明らかである。同様に、方法ステップに関連して説明した態様も、それに対応する装置内の対応するブロック若しくはアイテム又は特徴の説明を表すものである。
【００４５】
ある実施態様要件に応じて、本発明の実施形態はハードウェア又はソフトウェアにより実施することができる。実施態様は、電子的に読取り可能な制御信号が保存されたデジタルストレージ媒体、例えばフロッピー（登録商標）ディスク、ＤＶＤ、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、又はフラッシュメモリを用いて実行することができ、それらは、それぞれの方法が実行されるようにプログラム可能なコンピュータシステムと連携する（又は連携可能である）。本発明によるいくつかの実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの１つが実行されるようにプログラム可能なコンピュータシステムと連携することができる電子的に読取り可能な制御信号を有するデータ担体を含む。概して、本発明の実施形態は、プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品として実装することができる。このプログラムコードは、コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で実行されると、方法のうちの１つを実行するように動作可能である。プログラムコードは、例えば機械可読担体上に保存することができる。他の実施形態は、機械可読担体上に格納された、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するコンピュータプログラムを含む。したがって、換言すれば、本発明の方法の一実施形態は、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるときに本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するプログラムコードを有するコンピュータプログラムである。
【００４６】
したがって、本発明の方法の更なる実施形態は、データ担体（又はデジタルストレージ媒体若しくはコンピュータ可読媒体）であって、そのデータ担体上に記録された、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するコンピュータプログラムを含むデータ担体である。
【００４７】
したがって、本発明の方法の更なる実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するコンピュータプログラムを表すデータストリーム又は信号シーケンスである。データストリーム又は信号シーケンスは、例えば、データ通信接続を介して、例えばインターネットを介して転送されるように構成することができる。
【００４８】
なお更なる実施形態は、本明細書に記載された方法のうちの１つを実行するように構成又は適合された処理手段、例えばコンピュータ又はプログラム可能な論理デバイスを含む。いくつかの実施形態では、プログラム可能な論理デバイス（例えばフィールドプログラマブルゲートアレイ）を用いて、本明細書に記載された方法の機能のうちのいくつか又は全てを実行することができる。いくつかの実施形態では、フィールドプログラマブルゲートアレイは、本明細書に記載された方法のうちの１つを実行するためにマイクロプロセッサと連携することができる。概して、本方法は好ましくは任意のハードウェア装置によって実行される。
【００４９】
更なる実施形態は、本明細書に記載された方法のうちの１つを実行するコンピュータプログラムがインストールされたコンピュータを含む。
【００５０】
上述した実施形態は、単に本発明の原理を例示したものである。本明細書に記載された構成及び詳細の変更及び変形は当業者には明らかであることを理解されたい。したがって、添付の特許請求の範囲によってのみ特定され、本明細書における実施形態の記述及び説明のために提示した特定の詳細によって限定されるものではない。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、無線通信システム内の端末間でデータを送信する方法と、コンピュータプログラム製品と、無線通信システムの無線アクセスネットワーク内のノードと、無線通信システムとに関するものである。より具体的には、本発明の実施の形態は、端末同士の直接的な通信の手法に関するものである。これらの端末は、基地局ノードと、各端末に無線リンクを提供する複数の遠隔無線ヘッド（remote radio head）とを有する単一の無線アクセスネットワークによってカバーされるエリア内にある。本発明の実施の形態は、光通信に基づいた無線通信システムの分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、共通のカバレッジエリア（common coverage area）（例えば、ＲＡＮ（radio access network、無線アクセスネットワーク））内の端末間でデータを送信する場合には、全体のトラフィックすなわちデータトラフィック及び信号伝達トラフィックは、送信元端末からコアネットワークへと「上り」、そして宛先端末へと「下る」。より詳細には、既知の無線通信システムに伴う問題は、同じカバレッジエリア内に置かれている一対の端末又はユーザ機器（user equipment、ＵＥ）間のローカルな通信リンクにおいて、遠隔無線ヘッド（remote radio head, ＲＲＨ）、基地局（base station, ＢＳ）、パケットデータネットワークゲートウェイ（packet data network gateway, Ｐ−ＧＷ）、サービス提供ゲートウェイ（serving gateway, Ｓ−ＧＷ）、モビリティ管理エンティティ（mobility management entity, ＭＭＥ）といった多くのネットワークエンティティが必要以上に含まれるという点にある。データは本来、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）の外部に出る必要がないため、これらのネットワークエンティティは実際には冗長である。しかし、ＲＡＮの同じカバレッジエリア内に置かれたＵＥ間の通信を処理するための上記ネットワークエンティティが必要となる従来の手法では、大きなエリアにサービスを提供するために多くの遠隔無線ヘッドが接続される基地局（base station、ＢＳ）又は信号処理ノード（signal processing node、ＳＰＮ）において高い処理負荷が生じる。また、複数のネットワークエンティティ間での信号伝達のために、リンクのリソースを浪費することになる。
【０００３】
図１は、従来技術の解決策の制約を示す無線通信システムの概略図である。実際には、これまで遠隔無線ヘッドが商用システムに配備されてきているが、ローカルなＵＥ−ＵＥ間の通信の特定の態様は未だ考慮されていない。図１は、複数の遠隔無線ヘッド１０２ａ〜１０２ｃを介してカバレッジエリアにサービスを提供する基地局１００を有する無線通信システムの一部を示している。遠隔無線ヘッド１０２ａ〜１０２ｃの各々は、各リンク１０４ａ〜１０４ｃ、例えば光リンクを介して基地局１００と接続している。図１に示した基地局１００の共通のカバレッジエリアにより、複数のユーザ機器ＵＥ１〜ＵＥ７に対してサービスを提供することができる。より詳細には、基地局１００は、遠隔無線ヘッド１０２ａを介してユーザ機器ＵＥ１及びＵＥ２にサービスを提供する。ユーザ機器ＵＥ３〜ＵＥ５は、遠隔無線ヘッド１０２ｂを介して基地局１００からサービスの提供を受ける。ユーザ機器ＵＥ６及びＵＥ７は、遠隔無線ヘッド１０２ｃを介して基地局１００からサービスの提供を受ける。基地局１００は、バックボーンネットワーク又はバックホールネットワーク１０６を介してパケットネットワーク、例えばパケットデータネットワークＰＤＮ１０８に接続されている。基地局１００をパケットデータネットワーク１０８に接続するバックホールネットワーク１０６は、サービス提供ゲートウェイＳ−ＧＷ１１０と、パケットデータネットワークゲートウェイＰ−ＧＷ１１２とを有している。基地局１００と、接続１０４ａ〜１０４ｃと、遠隔無線ヘッド１０２ａ〜１０２ｃとが、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１１４を形成している。
【０００４】
異なったカバレッジエリア内にあるユーザ機器間で通信する場合には、データパスは、ユーザ機器から基地局１００と各ゲートウェイ１１０及び１１２とを通じてネットワーク１０８へと向かうことになる。そして、このネットワーク１０８は、通信を確立すべき所望のユーザ機器が位置している、図１と同様の構造を有する別の基地局と接続することになる。また、モバイルユニット又はユーザ機器から固定ユーザ機器への通信も、各ゲートウェイ及びネットワーク１０８を介して同じように行われる。例えば、ユーザ機器ＵＥ５を前提とすると、ユーザ機器ＵＥ５はカバレッジエリア１１４の一部ではない遠隔装置と通信する。データパスは、ユーザ機器ＵＥ５から始まり、無線ヘッド１０２ｂを介して基地局１００へと向かう。信号は、ドットで描かれたデータパス「４」として示しているように、基地局１００からサービス提供ゲートウェイ１１０へと送信される。データパス「４」は、サービス提供ゲートウェイ１１０からパケットデータネットワークゲートウェイ１１２へと向かい、さらにこのゲートウェイからネットワーク１０８へと向かう。同一のカバレッジエリア１１４内のユーザ機器間の通信の場合には、ユーザ機器と、基地局と、各ゲートウェイとの間で通信が必要となる。例えば、ユーザ機器ＵＥ１とユーザ機器ＵＥ６とが通信するものとする。同一のカバレッジエリア１１４内にあるこれら２つのユーザ機器間の通信を確立するために、ユーザ機器ＵＥ１は、遠隔無線ヘッド１０２ａと光リンク１０４ａと基地局１００とを介して、所望の通信に関して各ゲートウェイ１１０及び１１２に信号による伝達を行う。このことを、基地局１００からパケットデータネットワークゲートウェイ１１２へと向かうデータパス「１」として概略的に示している。パケットデータネットワークゲートウェイ１１２は、ネットワーク１０８を介して各ネットワークエンティティと通信し、ユーザ機器ＵＥ６の位置を求める。ユーザ機器ＵＥ６が基地局１００からサービスの提供を受けており、そのため、それぞれのパス「１」がパケットデータネットワークゲートウェイ１１２からサービス提供ゲートウェイ１１０を介して基地局１００へと向かい（基地局の右側にあるデータパスを参照）、基地局１００から光リンク１０４ｃ及び遠隔無線ヘッド１０２ｃを介してユーザ機器ＵＥ６に向けてデータあるいは信号が送信されるという情報が得られる。同じ手法が、例えばユーザ機器ＵＥ２とＵＥ４との通信の場合にも必要となる。図１では、データパスは、ゲートウェイ１１２まで上り、カバレッジエリア１１４内にあるというユーザ機器ＵＥ４の位置を求めた後に、ゲートウェイ１１２から基地局１００まで、そして光リンク１０４ｂ及び遠隔無線ヘッド１０２ｂを介してユーザ機器ＵＥ４へと下るようにして向かうパス「２」である。ユーザ機器ＵＥ３とＵＥ７との通信であれば、そのデータパスは図１に示しているデータパス「３」である。
【０００５】
図から分かるように、同一のカバレッジエリア１１４内にあるユーザ機器間の通信が求められる状況では、従来の手法によれば、ユーザ機器間に直接的な接続がないため、準最適なデータパスしか提供されない。実際には、上述したように、データパスはゲートウェイ１１２まで「上り」、そして基地局１００へと「下るようにして」存在する。これは、基地局１００に必要以上の処理負荷を生じさせる。基地局が大規模なエリアをカバーする無線通信ネットワークを考慮すると、同一エリア内のＵＥ−ＵＥ間通信の割合は大幅に増加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、同一エリア内にあるユーザ機器間の通信の改善をもたらす改良された手法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、請求項１に記載の方法、請求項１４に記載のノード、請求項１５に記載の無線通信システムにより達成される。
【０００８】
本発明の実施形態によれば、無線通信システムの端末間でデータを送信する方法が提供される。前記無線通信システムは、コアネットワークと、該コアネットワークに接続された少なくとも１つの無線アクセスネットワークとを有する。本方法は、少なくとも１つの前記無線アクセスネットワークの共通のカバレッジエリアにともに位置する無線通信システムの少なくとも２つの端末間でデータを送信するステップを含む。前記データは、少なくとも１つの前記無線アクセスネットワークの外部に出ることなく、少なくとも１つの前記無線アクセスネットワーク内のエンティティを通して少なくとも２つの端末間で送信される。
【０００９】
本発明の実施形態によれば、無線通信システムの無線アクセスネットワークのノードが提供される。このノードは、前記無線通信システムのコアネットワークと、複数の遠隔無線ユニット（remote radio unit）とに接続し、本発明の実施形態に記載の方法に従って、共通のカバレッジエリアにともに位置する前記無線通信システム内の端末間でデータを送信する。
【００１０】
本発明の実施形態によれば、コアネットワークと、前記コアネットワークに接続される少なくとも１つのノードと、前記ノードに接続される複数の遠隔無線ユニットと、前記遠隔無線ユニットに接続される複数の端末とを有する無線通信システムが提供される。この無線通信システムは、本発明の実施形態に記載の方法に従って、共通のカバレッジエリアにともに位置する端末間でデータを送信するように構成されている。
【００１１】
さらに、本発明の実施形態によれば、本発明の実施形態に記載の方法をコンピュータに実行させる命令を含むコンピュータプログラムを有するコンピュータプログラム製品が提供される。
【００１２】
実施形態によれば、少なくとも１つの無線アクセスネットワークのエンティティには、コアネットワークに接続されたノードと、複数の遠隔無線ユニットとが含まれる。各遠隔無線ユニットはノードに接続され、少なくとも２つの端末は遠隔無線ユニットに接続される。データは、ノード及び遠隔無線ユニットを含むデータパスに沿って少なくとも２つの端末間で送信される。このような実施形態では、ノードは、共通した一組のパラメータをデータ送信のために割り当てて、端末に対して信号により伝達することができる。端末は、ノードから信号伝達されたパラメータに基づいてデータを送受信することができる。この実施形態によれば、本方法は、少なくとも１つの無線アクセスネットワークの共通のカバレッジエリアにある送信元端末及び宛先端末を特定するステップを更に含むことができ、データを送信するステップは、データを送信元端末から宛先端末へと転送するステップを含み、データパスは、送信元端末とノードとの間にあるアップリンクと、ノードと宛先端末との間にあるダウンリンクとを含む。本方法は、送信元端末及び宛先端末のアップリンクリソース及びダウンリンクリソースに基づいて、リソースを一括してデータパスに割り当てるか、又は変調及び符号化方法を選択するかの少なくとも一方を行うステップを更に含むことができる。
【００１３】
リソースを一括して割り当てるか、又は変調及び符号化方法を選択するかの少なくとも一方を行うステップには、リソースをアップリンク及びダウンリンクに割り当てるか、又は共通した変調及び符号化方法をアップリンク及びダウンリンクのために選択するかの少なくとも一方を行うことが含まれうる。
【００１４】
リソースを割り当てるステップは、送信元端末とノードとの間のアップリンクチャネルと、ノードと宛先端末との間のダウンリンクチャネルとを含む、送信元端末と宛先端末との間の効率的なチャネル（effective channel）が所定の基準を満たすように、アップリンク及びダウンリンクに関連付けられたリソースを再マッピングすることを含むことができる。所定の基準は、アップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルのチャネル品質を示すチャネル係数の積に基づくものとすることができる。再マッピングには、積の値が最大となるようにアップリンク及びダウンリンクのための再マッピングを行うことが含まれうる。
【００１５】
更なる実施形態によれば、本方法は、ある基準信号を送信元端末から宛先端末へと転送するステップと、宛先端末において効率的なチャネルを推定するステップとを含んでいてもよい。
【００１６】
各端末は、当該端末とコアネットワーク内のエンティティとに記憶される、自己に関連付けられた一意のＩＤを有することができる。本方法は、一意のＩＤに基づいて、無線アクセスネットワークの共通のカバレッジエリアにある送信元端末及び宛先端末を特定するステップを含む。送信元端末が、宛先端末とのセッションを確立しようとする場合に、本方法は、宛先端末の一意のＩＤをコアネットワーク内のエンティティに転送するステップと、送信元端末の存在する無線アクセスネットワークのカバレッジエリアと同一のカバレッジエリアに宛先端末が存在するか否かを、コアネットワーク内のエンティティがチェックするステップと、送信元端末及び宛先端末が共通のカバレッジエリアに存在する場合には、コアネットワーク内のエンティティがノードに対してデータの転送を実行するよう命令するステップとを含んでいてもよい。
【００１７】
一意のＩＤには、一意の識別番号、ＩＰアドレス、又はＳＩＰアドレスが含まれうる。コアネットワーク内のエンティティには、ホーム加入者サーバ又はモビリティ管理エンティティが含まれる。
【００１８】
本発明の実施形態によれば、無線アクセスネットワーク内のエンティティのみを用いる「直接的なデータパス」、すなわち、送信元端末と、その送信元端末が接続される遠隔無線ユニットと、ノード（例えば基地局）と、宛先端末が接続される別の遠隔無線ユニットと、宛先端末とのみを含むデータパスが提案される。少量の信号伝達情報のみが、例えば、所望の宛先端末が実際に送信元端末と同一のエリアにあるか否かを判断するためにコアネットワークへと送信される。
【００１９】
したがって、本発明の実施形態によれば、エリア内の端末間（ＵＥ間）通信の新しいデータ転送方法と、複雑度、エネルギー消費、リンクリソース消費の低減を目的とした無線セルラネットワークに必要な信号伝達メカニズムとが提供される。本発明の実施形態によれば、同一のカバレッジエリアにあるローカルなＵＥ間通信のデータは、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）の外部に出ることなく基地局又は信号処理ノードにおいて転送される。本発明の態様は、ネットワーク層のみならず、Ｌ１層、Ｌ２層にも関係する。ネットワーク層では、対象のＵＥに信号伝達される必要な情報を効率的に交換あるいは収集するための信号伝達の態様が対象となる。そのような情報を用いて、複雑度、エネルギー消費、リンクリソース消費の所望の低減を達成することができる。実施形態によれば、信号伝達の方法は以下のとおりである。ホーム加入者サーバ（home subscriber server、ＨＳＳ）及びモビリティ管理エンティティ（mobility management entity、ＭＭＥ）といったエンティティは、ＵＥのＩＰ（インターネットプロトコル）アドレスと、セッション開始プロトコル（session initiation protocol、ＳＩＰ）アドレスと、ＵＥを一意に特定する新たな識別情報（ＩＤ）とのうちの少なくとも一つを把握しているとする。ＵＥは、本実施形態によれば、自己のＩＰアドレス、ＳＩＰ識別情報、又は上述した新たなＩＤを把握する。ＭＭＥといったネットワークエンティティに対して、別のＵＥとのセッション（データ及び／又は音声）の確立を要求する場合に、要求側ＵＥは、ＩＰアドレス、ＳＩＰのＩＤ、又はＵＥのＩＤをモビリティ管理エンティティに対して明示的に提示する。モビリティ管理エンティティはその内部のデータベースをチェックする。宛先ＵＥのＩＰアドレス又はＳＩＰのＩＤが同一の基地局にあることが判明した場合には、モビリティ管理エンティティは基地局に対し、送信元ＵＥから宛先ＵＥに向けたデータの内部的な転送を実行するよう命令する。ＭＭＥは、送信元ＵＥ及び宛先ＵＥのＩＰアドレスを基地局に通知することができ、それにより、基地局は、内部的な転送を実行する必要のあるユーザ機器を認識する。
【００２０】
他の実施形態によれば、ＵＥは事前に割り当てられるＩＰアドレスを有していなくてもよい。このような状況では、ＵＥは、ＩＰ割当てモジュール、例えば、ＬＴＥあるいはＥＰＣに基づいて提供されるパケットデータネットワークゲートウェイからＩＰアドレスを受信するとすぐに、担当のＭＭＥを更新する。ＭＭＥがＵＥの有するＳＩＰのＩＤを既に知っている（ＭＭＥは、接続手続き中、又は新しいセッションの確立中にこれについて通知を受ける）ものとすると、ＭＭＥは、ＩＰアドレスを任意のＵＥの識別子（ＳＩＰのＩＤ、ＩＭＳＩ等）と対応させて記憶する。このようにして、ＭＭＥは、送信元ＵＥ及び宛先ＵＥのＩＰアドレスを知り、それに基づいて各基地局に通知する。これにより、基地局はＩＰアドレス（又は任意の別のＩＤ）を使用して、どのセッションを内部で転送すべきか、すなわちどのセッションが、無線アクセスネットワーク内のユーザ機器間のみでのデータ転送を提供するのかを判断することができる。
【００２１】
本発明の実施形態はさらに、Ｌ１層、Ｌ２層と、信号処理の負荷をいかに低減できるかとに関係する。本発明の実施形態は、ローカルなＵＥ間通信リンクにおける送信元ＵＥ及び宛先ＵＥのそれぞれのアップリンクリソース及びダウンリンクリソースを考慮して、一括したリソース割当て並びに変調及び符号化方法（modulation encoding scheme、ＭＣＳ）の選択を行うことを教示するものである。本発明の実施形態では、アップリンク及びダウンリンクのリソースを一括して割り当てるとともに、共通したＭＣＳを選択することにより、送信元から宛先への確実な端末間通信が可能となる。これにより、本発明の実施形態によれば、アップリンクとダウンリンクの双方における変調及び符号化等の共通した手順を回避することにより複雑度を低減できる。また、本発明の実施形態によれば、従来のような、アップリンクとダウンリンクとで個別に行われるリソース割当て及びＭＣＳの選択と比較して、良好なスペクトル効率が得られる。
【００２２】
本発明の実施形態は光ネットワークを考慮して、一対のユーザ機器（ＵＥ）間の通信リンクに焦点を当てたものである。一対のＵＥは、ある基地局（base station）又は信号処理ノード（ＳＰＮ）と、光ネットワークを通してＢＳ又はＳＰＮに接続された一組の遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）とによりサービスが提供される共通したカバレッジエリアに位置する。このようなネットワーク構成は有用であり、通常、トラフィックの多い都市圏で見受けられる。大半の通信が、多くの忙しい都市圏内の特定の時間帯に同一エリア内のＵＥ間で行われることがわかる。本発明の実施形態は、３ＧＰＰロングタームエボリューション（ＬＴＥ）及びＬＴＥアドバンスト等の従来のシステムの問題を解決するものである。従来のシステムでは、ＵＥ間通信が、ＲＲＨ、ＢＳ、サービス提供ゲートウェイ、パケットデータネットワークゲートウェイ、モビリティ管理エンティティといった多くのネットワークエンティティを必要以上に含むが、データは本来、少なくとも概念的には、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）の外部に出る必要がないため、これらのネットワークエンティティは冗長である。したがって、本発明の実施形態は、同一のカバレッジエリア内のローカルなＵＥ間通信に際してこのような概念的に見て不要な信号伝達と処理を最小限にする。したがって、本発明の実施形態によれば、複雑度及びリンクリソースの消費を低減し、その結果、必要なエネルギーを低減することができる。
【００２３】
本発明の実施形態は特に、ユーザ機器、遠隔無線ヘッド、基地局、サービス提供ゲートウェイ、パケットデータネットワークゲートウェイ、モビリティ管理エンティティ等を備えた３ＧＰＰ ＬＴＥあるいはＬＴＥアドバンスト以降又は次期モバイルネットワーク（next mobile network、ＮＭＮ）の将来の商用システム等の無線セルラネットワーク向けのものである。
【００２４】
本発明の実施形態は、基地局又は信号処理ノード並びに光ネットワークを通して基地局又は信号処理ノードに接続された一組の無線遠隔ヘッドからサービスの提供を受ける同一のカバレッジエリアにあるＵＥ間の通信を効率的にサポートするため、有利である。本発明の実施形態は、同一のカバレッジエリア内のこのようなローカルなＵＥ間通信を実現するために関係する信号伝達及び通信量を最小限にする手段を提供する。これにより、Ｌ１、Ｌ２における処理及び全ての上位層機能の処理において特に基地局における複雑度及び対応するエネルギー消費を大幅に低減することができる。基地局、サービス提供ゲートウェイ、及びパケットデータネットワークゲートウェイ、並びにモビリティ管理エンティティの間のリンクリソースの消費を大幅に節減することができる。さらに、本発明の実施形態は、Ｌ１、Ｌ２の処理に新しい方式を提供し、この方式は、ネットワークにおける限られた同じ帯域幅を使用して同時により多くの顧客をサポートする可能性に繋がるより良いスペクトル利用をもたらす。これにより、高度なサービスを提供するとともに、将来の商用システムにおける顧客満足度を向上させる可能性に貢献するものである。
【００２５】
本発明の実施形態について添付図面を参照して以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来技術の解決策が持つ制約を示す無線通信システムの概略図である。
【図２ａ】本発明の実施形態を説明する基となる、図１に示した無線通信システムと同様の無線通信システムの部分的な概略図である。
【図２ｂ】従来の中継システムと本発明の実施形態による中継システムとの基本的な違いを説明する概略図である。
【図３】基地局内にあるＬ１層、Ｌ２層の信号処理要素の詳細と結び付けた基地局及び遠隔無線ヘッドの概略図である。
【図４】図３の基地局内のリソース割当て又はリソースマッピングを表す説明図である。図４（ａ）は無線アクセスネットワークの一例を示し、図４（ｂ）はモバイルユニットから基地局へのアップリンク接続に使用される周波数帯を示し、図４（ｃ）は、基地局から各モバイルユニットへの接続に使用されるダウンリンク周波数帯を示している。
【図５】図３に示した基地局内のデジタル信号プロセッサの更なる詳細図である。図５（ａ）はダウンリンクデジタル信号プロセッサの詳細を示し、図５（ｂ）はアップリンクデジタル信号プロセッサの詳細を示している。
【図６】同一の無線アクセスネットワーク内にあるユーザ機器の通信に対して本発明の実施形態を適用する場合の複雑度の低減の一例を示す説明図である。
【図７】本発明の実施形態による基地局でのリソース再マッピングを示す説明図である。
【図８】１人のユーザのリソース再マッピングの一例を示す説明図である。図８（ａ）はアップリンク接続に利用できるチャネルを示し、図８（ｂ）はダウンリンク接続に利用できるチャネルを示し、図８（ｃ）は、チャネル品質を表すチャネル係数の積を用いて効率的なチャネルを示すテーブルを示している。
【図９】一実施形態による基地局でのリソース再マッピングの一例を示す説明図である。
【図１０ａ】一実施形態による固定ＩＰを用いた信号伝達を示す説明図である。
【図１０ｂ】一実施形態による固定ＩＰを用いた信号伝達を示す説明図である。
【図１０ｃ】一実施形態による固定ＩＰを用いた信号伝達を示す説明図である。
【図１０ｄ】一実施形態による固定ＩＰを用いた信号伝達を示す説明図である。
【図１０ｅ】一実施形態による固定ＩＰを用いた信号伝達を示す説明図である。
【図１１ａ】一実施形態による動的ＩＰを用いた信号伝達を示す説明図である。
【図１１ｂ】一実施形態による動的ＩＰを用いた信号伝達を示す説明図である。
【図１１ｃ】一実施形態による動的ＩＰを用いた信号伝達を示す説明図である。
【図１１ｄ】一実施形態による動的ＩＰを用いた信号伝達を示す説明図である。
【図１１ｅ】一実施形態による動的ＩＰを用いた信号伝達を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施形態の以下の説明では、同一又は同様の要素を同じ参照符号で示す。
【００２８】
図２（ａ）は、図１に示した無線通信システムと同様の無線通信システムの部分的な概略図である。この図２（ａ）に基づいて、従来の手法と比較した場合の本発明の実施形態の違いについて説明する。図２（ａ）には、無線アクセスネットワークＲＡＮ１１４が示されている。この無線アクセスネットワークＲＡＮ１１４は、基地局１００と、遠隔無線ヘッド１０２ａ〜１０２ｃと、これら無線ヘッド１０２ａ〜１０２ｃと前記基地局１００との間の光接続１０４ａ〜１０４ｃとを有している。さらに、バックホールネットワーク１０６の要素、例えばサービス提供ゲートウェイ１１０とパケットデータネットワークゲートウェイ１１２とを示している。図２（ａ）では、遠隔無線ヘッド１０２ａからサービスの提供を受けるユーザ機器ＵＥ１と、遠隔無線ヘッド１０２ｃからサービスの提供を受けるユーザ機器ＵＥ２とが通信を行うものとする。本発明によれば、基地端末局又は信号処理ノード１００は、ユーザ機器ＵＥ１とＵＥ２との間の通信のアンカーポイントとしての役割を果たす。破線で概略的に示しているように、ユーザ機器ＵＥ１とＵＥ２との間のデータ転送は、直接的なデータパス１１８に沿って行われる。このデータパス１１８は、ユーザ機器ＵＥ１から遠隔無線ヘッド１０２ａ及び光リンク１０４ａを介して基地局１００に向かっているとともに、基地局１００から光リンク１０４ｃ及び遠隔無線ヘッド１０２ｃを介してユーザ機器ＵＥ２へと向かっている。したがって、本発明の実施形態によれば、直接的なデータパス１１８に沿ったデータのやり取りは、データストリームが無線アクセスネットワーク１１４の外部に出ないように、例えばデータの転送が基地局１００のＬ１層で行われるようになされる。このようにして、データが無線アクセスネットワーク１１４を出る必要がないため、本発明の実施形態によればリンクのリソースの消費と処理複雑度あるいは処理労力を抑えることができる。
【００２９】
図２（ｂ）は、従来の中継システムと本発明の実施形態による中継システムとの基本的な違いを説明するための概略図である。図２（ｂ）の上の図には、基地局ｅＮＢとユーザ機器ＵＥとの、中継局を介した接続（アップリンク及びダウンリンク）を確立する従来の中継システムを示している。図から分かるように、基地局ｅＮＢと中継局との間にダウンリンクチャネルがあり、さらに中継局とユーザ機器ＵＥとの間にダウンリンクチャネルがある。さらに、ユーザ機器ＵＥと中継局との間にアップリンクチャネルがあり、さらに中継局と基地局ｅＮＢとの間にアップリンクチャネルがある。これとは対照的に、本発明の実施形態によれば、（広義には、２つのＵＥ間の直接的な通信のためのある種の中継局と見なすことのできる）基地局ｅＮＢは、２つのユーザ機器ＵＥ１とＵＥ２との間に直接的なデータパスを提供する。しかし、基地局は、ＵＥと基地局ｅＮＢとの間にあるそれぞれのアップリンクチャネルとダウンリンクチャネルとを接続するように動作することができる。これを図２（ｂ）の下の部分に示している。第１のユーザ機器ＵＥ１と基地局ｅＮＢとの間にアップリングチャネルがあり、基地局ｅＮＢと第２のユーザ機器ＵＥ２との間にダウンリンクチャネルがある。さらに、第２のユーザ機器ＵＥ２と基地局ｅＮＢとの間にアップリングチャネルがあり、基地局ｅＮＢと第１のユーザ機器ＵＥ１との間にダウンリンクチャネルがある。
【００３０】
例えば、図１に関して述べた従来の手法と比較した場合、データパス１１８は基本的には物理層すなわちＬ１層に限定される。本発明により、ＢＴＳ又はＳＰＮノードとＳ−ＧＷとＰ−ＧＷとにおけるパケット処理をなくすことができる。これは、Ｐ−ＧＷまでのルートに沿った制御及びデータの帯域幅の消費を低減させるだけでなく、ＢＴＳ又はＳＰＮノードにおける処理負荷及びエネルギー消費も低減させる。
【００３１】
以下、図２（ａ）に示したシステムでのＬ１層、Ｌ２層における処理に関する本発明の実施形態の更なる詳細を説明する。図３は、光ネットワーク１０４を通して接続された基地局１００及び１つの遠隔無線ヘッド１０２の概略を示している。図３は、基地局１００内のＬ１層、Ｌ２層の要素を詳細に示しており、上位層処理機能についてはブロック１２０として概略的に示している。Ｌ１層、Ｌ２層に関してデジタル信号プロセッサ１２２が設けられており、このデジタル信号プロセッサ１２２は、ダウンリンクデジタル信号プロセッサ１２２ａとアップリンクデジタル信号プロセッサ１２２ｂとを有している。ダウンリンクデジタル信号プロセッサ１２２ａは、バックホールネットワークの要素からインターフェースＳ１を通して受信した信号を処理し、処理された信号をデジタルアナログコンバータＤＡＣに出力する。そして、ＤＡＣはアナログ信号を電気・光変換器Ｅ／Ｏに提供し、これは光接続１０４の第１の分岐１２４を通して送信される。遠隔無線ヘッド１０２は、光接続１０４の第１の分岐１２４に接続された光・電気変換器Ｏ／Ｅを備えている。電気信号は、コンバータ１２６によりアップコンバートされ、増幅器１２８により増幅され、デュプレクサへと転送されて、遠隔無線ヘッド１０２のアンテナ１３０から出力される。これにより、ユーザ機器との無線通信又は無線チャネルが確立される。アンテナ１３０を通して受信した信号は、デュプレクサにより処理され、ダウンコンバータ１３２へと転送される。ダウンコンバータ１３２の出力信号は、電気・光変換器Ｅ／Ｏに入力され、光接続１０４の第２の分岐１３４を通して基地局１００へと送信される光信号をもたらす。この信号は、光・電気変換器Ｏ／Ｅが受信し、電気信号がアナログデジタルコンバータＡＤＣへと転送される。ＡＤＣは、デジタル信号をデジタルアップリンク信号プロセッサ１２２ｂに向けて出力する。
【００３２】
図４は、基地局、例えば図３に示したような基地局におけるリソースの割り振りあるいはマッピングを表している。図４（ａ）には、無線アクセスネットワークの一例を示しており、この無線アクセスネットワークは、遠隔無線ヘッド１０２ａ〜１０２ｃを有している。このうち、無線ヘッド１０２ａは２つのユーザ機器に対してサービスを提供し、無線ヘッド１０２ｂも２つのユーザ機器にサービスを提供し、無線ヘッド１０２ｃは１つのユーザ機器にサービスを提供するものである。図４（ｂ）は、モバイルユニットから基地局までのアップリンク接続に用いられる周波数帯を示しており、図４（ｃ）は、基地局から各モバイルユニットまでの接続に用いられるダウンリンクの周波数帯を示している。図から分かるように、ダウンリンクとアップリンクとでは異なった周波数帯を割り当てることができ、広帯域の信号は周波数選択性チャネル（frequency selective channel）となる。これには、適切な変調及び符号化方法（modulation and coding scheme, ＭＣＳ）を割り当てることが必要である。図４に示す例では、遠隔無線ヘッド１０２ａからサービスの提供を受けるユーザ機器ｓｒｃ１と、遠隔無線ヘッド１０２ｃからサービスの提供を受けるユーザ機器ｓｉｎｋ１との間で無線アクセスネットワーク内の接続を確立することを前提としている。図４（ｂ）は、周波数帯及び広帯域信号を示している。広帯域信号は、ユーザ機器ｓｒｃ１から基地局までのアップリンク接続に使用される（周波数帯及び信号を番号「１」として示している）。図４（ｃ）は、基地局からユーザ機器ｓｉｎｋ１までのダウンリンク接続に使用される周波数帯及び信号を示している（周波数帯及び信号を番号「１」として示している）。図から分かるように、アップリンクとダウンリンクとで異なった周波数帯を使用することができる。図４（ｂ）及び図４（ｃ）において、「２」として示されている周波数帯は、第２の遠隔無線ヘッド１０２ｂからサービスの提供を受けるユーザ機器ｓｒｃ２から、第１の無線ヘッド１０２ａからサービスの提供を受けるユーザ機器ｓｉｎｋ２までのＵＥ−ＵＥ間の通信のアップリンク接続及びダウンリンク接続を指し示している。図４（ｂ）及び図４（ｃ）において、「３」として示されている周波数帯及び信号は、無線ヘッド１０２ｂからサービスの提供を受けるユーザ機器と、図４に示した無線アクセスネットワークの一部ではない別の装置との通信を指し示している。
【００３３】
図５は、図３に示した基地局内にあるデジタル信号プロセッサの更なる詳細を示している。図５（ａ）は、ダウンリンクデジタル信号プロセッサ１２２ａの詳細を示しており、図５（ｂ）は、アップリンクデジタル信号プロセッサ１２２ｂの詳細を示している。ダウンリンクデジタル信号プロセッサ１２２ａは、ブロック１４０〜１６０により処理されることになる信号を標準的な方法で受信する。処理ステップ１４０〜１６０は、全部でＫ人のユーザのために設けられており、処理された信号はリソースマッピングブロック１６２に入力され、このリソースマッピングブロック１６２はＯＦＤＭ変調ブロック１６４に向けて信号を出力する。ブロック１６４の出力信号は、図３に示したＤＡＣへと転送される。基地局内のアップリンクデジタル信号プロセッサは、図３に示したＤＡＣから信号を受信する。この信号は、ブロック１６６においてシングルキャリア周波数分割多重化（single carrier frequency division multiplexing）により復調され、このブロック１６６の出力信号はリソースデマッピングブロック１６８に転送される。リソースデマッピングブロック１６８は、Ｋ人のユーザ全てのためのデマッピングされた信号を生成する。リソースデマッピングブロック１６８からの信号は、ユーザごとに、ブロック１７０〜１８２により処理されて、デジタル信号プロセッサとしての出力を提供する。したがって、モバイルユニットとの通信をもたらす従来のシステムでは、その通信が、同一の無線アクセスネットワークからサービスの提供を受けていない遠隔ユニットとの間のものであるか否かに関わらず、ダウンリンクデジタル信号プロセッサ及びアップリンクデジタル信号プロセッサの両方で全てのブロックを用いる必要がある。これは、同一の無線アクセスネットワーク内にある２つのユーザ機器間の通信であっても、図５に示した全ての信号処理エンティティが使用されることを意味する。
【００３４】
本発明の実施形態によれば、少なくとも２つの端末間においてデータは、無線アクセスネットワークの外部に出ることなく送信され、これにより、Ｌ１層、Ｌ２層及び全ての上位層での処理の大半を回避することができる。実施形態によれば、直接的なデータパス（図２（ａ）のパス１１８を参照）を確立するために、基地局は、例えばより上位のネットワークエンティティ（例えばＭＭＥ）から信号により伝達された制御情報に基づいて、要求側ＵＥのアップリンクと被要求側ＵＥのダウンリンクとを直接的にリンクする（図２（ｂ）を参照）。図６は、本発明の実施形態による手法を、同一の無線アクセスネットワーク内にあるユーザ機器の通信に適用する場合の複雑度の低減の一例を示している。このような通信により受信した信号は、基地局内のアップリンクデジタル信号プロセッサ１２２ｂにより処理されるが、ブロック１６６〜１７０のみが必要であり、ブロック１７０から出力された信号は、ダウンリンクデジタルプロセッサ１２２ａのリソースマッピングブロック１６２へと直接的に入力される。これにより、同一の無線アクセスネットワーク内にあるユーザ機器間の通信のためのＬ１層内、Ｌ２層内ひいては全ての上位層での複雑度又はエネルギー要件及びリンクリソースが低減することが、図６と図７との比較から明らかとなる。図６は、同一の無線アクセスネットワーク内にあるユーザ機器間で直接的に通信するために使用されるリソースを示したものであるが、基地局はその基地局に関連付けられた無線アクセスネットワークにはない遠隔装置との通信を可能にする立場にある必要があるため、図５に示したような、他の全てのリソースも存在している。
【００３５】
実施形態によれば、基地局においてリソースの再マッピングが可能である。これが求められる場合には、図７に示すように基地局のアップリンクデジタル信号処理ブロックとダウンリンクデジタル信号処理ブロックとの間に追加のブロックが設けられることになる。図７は図６と実質的に対応しているものであり、本発明の実施形態に基づき、同一の無線アクセスネットワーク内にあるユーザ機器間で通信を行うために必要なデジタル信号プロセッサ及び基地局のブロックを示している。図７に加えて、リソース再マッピングブロック１８４がブロック１７０とブロック１６２との間に設けられている。これにより、送信側ユーザ機器におけるＭＣＳの選択に際して効率的なチャネルを考慮することができる。２つのユーザ機器間での効率的なチャネルは、アップリンクチャネルとダウンリンクチャネルとを接続したものであり、より具体的には、チャネル係数の積によって表される。効率的なチャネルは、基地局での再マッピングにより最適化することができ、ユーザが複数いる場合には、所定のパラメータ、例えば最大合計レート（maximum sum rate）を達成できるアップリンクチャネルとダウンリンクチャネルとの最良のペアを見つけるための高度なスケジューリングが提供される。
【００３６】
図８は、ある１人のユーザのためのリソースの再マッピングの一例を示している。図８（ａ）は、アップリンク接続に利用できるチャネルを示しており、図８（ｂ）は、ダウンリンク接続に利用できるチャネルを示しており、図８（ｃ）は、効率的なチャネル、より具体的にはチャネル品質を表すチャネル係数の積を示したテーブルを示している。図８（ａ）及び図８（ｂ）では、３つのアップリンクチャネルＵＬ１〜ＵＬ３及びダウンリンクチャネルＤＬ１〜ＤＬ３が、図８（ｃ）のテーブルに示したようなチャネル係数を有するものとする。基地局においては、アップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルのチャネル係数の積が最大の値になるようにリソースがマッピングされる。図８の例では、アップリンクチャネルＵＬ１が選択されて、異なった周波数帯のダウンリンクチャネルＤＬ２に再マッピングされる。これら２つのチャネルのチャネル係数が、チャネル係数の積として最も大きな値すなわち最大値をもたらすからである。
【００３７】
図９は、基地局におけるリソースの再マッピングの一例を示している。本実施形態によれば、ある基準信号（reference signal）がアップリンクからダウンリンクへと転送され、受信側又はエンドユーザ側の機器が、リソースの再マッピングに応じて「効率的なチャネル（effective channel）」を観測する。基地局又はｅＮＢは、必要に応じて、例えば基準信号の構造が異なっているという理由により、アップリンク用の基準信号をダウンリンク用の基準信号に変換するための必要な処理を行う。図９の左側に、同一の無線エリアネットワークにおいて関連のあるユーザ機器と通信しようとする２つのユーザ機器の各々のアップリンクのリソースを示している。関連のあるユーザ機器は、各ダウンリンクリソースを使用する。互いに通信しようとするユーザ機器を、同一の番号すなわち番号「１」又は番号「２」のいずれかにより示している。ユーザ機器ＵＥ１のアップリンクチャネルは、効率的なチャネルが図９の右下に示した式に基づいて計算されるとおり、ダウンリンクチャネル３へと再マッピングされる。第２のユーザ機器のアップリンクチャネルは、効率的なチャネルが図９の右上のように計算されるとおり、第１のダウンリンクチャネルへと再マッピングされる。
【００３８】
以下、信号伝達に関するネットワークの態様を更に詳細に説明する。より詳細には、送信元のユーザ機器及び宛先のユーザ機器が同じエリアにあるか否かの判断と、ネットワーク内の関連するノードが、本発明の実施形態に基づいてデータの転送を可能にする信号伝達を提供するやり方とに関して実施形態を説明する。従来のネットワークでの問題は、そのような状況に対する解決策が今のところ存在しないということである。
【００３９】
図１０を参照して、固定ＩＰを用いた信号伝達の一例を説明する。図１０（ａ）は、図１及び図２（ａ）に示した無線通信システムと同様の無線通信システムの一例を示しているものの、簡潔にするために、２つのユーザ機器ＵＥ１及びＵＥ２にサービスを提供する基地局１０２と２つの遠隔無線ヘッド１０２ａ及び１０２ｂとを有する無線アクセスネットワークを示している。ユーザ機器ＵＥ１とユーザ機器ＵＥ２との通信が求められていることを前提とする。さらに図１０（ａ）には、ｅ−ＭＭＥ２００（ＬＴＥ又はＥＰＣのアーキテクチャにおける既存のＭＭＥの拡張）と、ｅ−ＨＳＳ２０２（既存のセルラネットワークアーキテクチャにおけるＨＳＳの拡張）とを示している。モビリティ管理エンティティ２００は、ユーザ機器ＵＥ１及びＵＥ２の各々のＩＰを把握している。図１０（ｂ）に示しているように、ユーザ機器ＵＥ１にはアドレスＩＰｖ６−１が関連付けられており、ユーザ機器ＵＥ２にはアドレスＩＰｖ６−２が関連付けられている。図１０（ｂ）の右側部分では、図１０に示す各ユニット間の信号伝達を説明する。図１０（ｂ）には、ユーザ機器ＵＥ１及びＵＥ２の各アドレスがシステム内で既知であることを示している。より詳細には、アドレスＩＰｖ６−１及びＩＰｖ６−２が、モビリティ管理エンティティ２００において利用可能である。図１０（ｃ）に示すように、同一の無線アクセスネットワーク内にあるユーザ機器ＵＥ１とＵＥ２との接続を確立するために、ユーザ機器ＵＥ１は、宛先アドレスすなわちユーザ機器ＵＥ２のアドレス（ＩＰｖ６−２）を含んだ接続要求２０４を、遠隔無線ヘッド１０２ａ及び基地局１００を通してモビリティ管理エンティティ２００へと転送する。モビリティ管理エンティティ２００においては、要求されたＩＰすなわち宛先ＩＰが「同一のエリアに」あるか否かが判断される（符号２０５）。これは、モビリティ管理エンティティのデータベースを照会することにより行うことができる。宛先ＩＰが存在するため、ユーザ機器ＵＥ２がユーザ機器ＵＥ１と同一のエリアにあると判断することができ、それにより、本発明の実施形態に基づく仕組みを適用した直接的な通信が行われる。図１０（ｄ）に示すように、ユーザ機器ＵＥ２がユーザ機器ＵＥ１と同一エリアにあると判断された後、管理エンティティ２００は、基地局に信号伝達し（符号２０６）、Ｌ１層、Ｌ２層、Ｌ３層を使用してアップリンクをダウンリンクへと接続する。アップリンクとダウンリンクとが基地局１００において接続されると、無線アクセスネットワークの外部にあるネットワーク構成要素又はエンティティを通る必要はなく、基地局１００を通してユーザ機器ＵＥ１とユーザ機器ＵＥ２との間でデータをやり取りすることができる（図１０（ｅ）の符号２０８）。
【００４０】
図１１を参照して、動的ＩＰを用いた実施形態及びそのような状況で信号伝達をどのように実現するかについて説明する。ここでも、図１０（ａ）と同様の無線通信システムを示している。図１１の実施形態では、ユーザ機器はそれぞれ電話番号を有している。例えば、ユーザ機器ＵＥ１は電話番号２０３を有しており、ユーザ機器は電話番号２２７を有している。さらに、各ユーザ機器はＳＩＰのＩＤ（session IP identification、セッションＩＰ識別情報）を有している。ユーザ機器ＵＥ１は、関連付けられたＳＩＰのＩＤとして０１６２−−−２０３＠ｄｃｍ．ｄｅを有しており、ユーザ機器ＵＥ２は、関連付けられたＳＩＰのＩＤとして０１６２−−−２２７＠ｄｃｍ．ｄｅを有している。ユーザ機器は別のユーザ機器の１つ以上のＳＩＰアドレスを知っている。例えば、ユーザ機器ＵＥ１は、ユーザ機器ＵＥ２のＳＩＰアドレスを知っており、そのユーザ機器ＵＥ２のＳＩＰアドレスは、例えば、記憶されている任意の他の個人的な友人の番号と同様に、ユーザ機器ＵＥ１の電話帳内にある。同一の無線アクセスネットワーク１１４内にあるユーザ機器ＵＥ１とＵＥ２との間で通信を開始するために、ユーザ機器ＵＥ１はプロキシＣＳＣＦエンティティ２１２（ＣＳＣＦ：call session control function、呼セッション制御機能）に向けて呼２１０を発行する。呼２１０は、ユーザ機器ＵＥ２のＳＩＰアドレス、すなわち、ＳＩＰアドレス２２７＠ｄｃｍ．ｄｅを示すものである。ＳＩＰアドレス２２７のためのサービス提供ＣＳＣＦ２１４と、アドレス２２７に対するプロキシＣＳＣＦ２１６とを通して、アドレス２２７のプロキシ２１６とゲートウェイ１１２との間の通信２１８として示すように、２２７に対するセッションが確立される。図１１（ｂ）に示すように、ユーザ機器ＵＥ１は、宛先２２７すなわちユーザ機器ＵＥ２の電話番号及びそのＳＩＰのＩＤを示す呼２２０を、モビリティ管理エンティティ２００に向けて発行する。モビリティ管理エンティティ２００は、送信元の情報、すなわち、２０３というＵＥ１の電話番号及び関連付けられているＳＩＰのＩＤと、宛先の情報、すなわち電話番号２２７及びユーザ機器ＵＥ２に関連付けられているＳＩＰのＩＤとを把握する。モビリティ管理エンティティ２００は、ゲートウェイ１１２と通信し、ゲートウェイ１１２は、信号伝達メッセージ２２２及び２２４により、２つのユーザ機器ＵＥ１及びＵＥ２に対して、ＵＥ１及びＵＥ２に関連付けられた、生成されたＵＥのＩＰアドレスを提供する（図１１（ｃ）を参照）。図１１（ｄ）に示しているように、ＵＥのＩＰアドレスは、各ユーザ機器ＵＥ１及びＵＥ２からメッセージ２２６及び２２８のそれぞれによりモビリティ管理エンティティ２００へと信号伝達される。図１１（ｅ）に示しているように、ＭＭＥ２００は、符号２３２として示すようにユーザ機器ＵＥ１とＵＥ２との間でデータを交換すべくアップリンクとダウンリンクとを接続するために、メッセージ２３０により基地局１００に向けて信号伝達し、それにより、基地局１００を介したＵＥ間の直接的なデータパスを確立する。したがって、図１１では、ユーザ機器の各々に関連付けられたＳＩＰアドレスに基づいて動的に生成されるＩＰアドレスを用いて、同一の無線アクセスネットワーク内にあるユーザ機器間で直接的に通信を行うことができる。
【００４１】
上述した本発明の実施形態は、非常に負荷のかかる基地局のパケット処理負荷の低減をもたらすとともに、ネットワーク内での不必要なリンクリソースの消費を抑える最短パスのルーティングを可能にする。また、他のノード、例えば、サービス提供ゲートウェイ又はパケットデータネットワークゲートウェイにおける状況管理の必要性が少ない。さらに、従来の手法では、確認要求（acknowledge request）のたびに往復遅延が増加するが、これまでの実施形態による手法によれば、端末間で確認メッセージをやりとりすることに伴う全体的な遅延を低減できる。
【００４２】
さらに、本発明の実施形態によれば、基地局でのリソースの再マッピング及びＭＣＳの適応の両方が可能となり、リソースの再マッピング及びＭＣＳの選択は、メッセージの完全な復元（full recovery）により、２つのチャネルつまりアップリンクチャネルとダウンリンクチャネルとで個別に行うことができる。基地局が情報の復号化に成功した場合には、アップリンクチャネルの影響を無視することができ、それにより、より柔軟な手法が可能となる。
【００４３】
ＳＰＮ又はＢＴＳノードは、送信元のＵＥ及び宛先のＵＥのＬ２アドレス、必要に応じてＬ２．５又はＬ３のアドレスを互いに広めることを担当し、それによって、送信元のＵＥは宛先のＵＥとのデータセッションを確立することができる。この機能は、コアネットワーク、例えばｅ−ＭＭＥにより実行することもできる。
【００４４】
装置との関係でいくつかの態様を説明してきたが、これらの態様はそれに対応する方法の説明も表しており、ここでブロック又はデバイスは方法のステップ又は方法ステップの特徴に対応することが明らかである。同様に、方法ステップに関連して説明した態様も、それに対応する装置内の対応するブロック若しくはアイテム又は特徴の説明を表すものである。
【００４５】
ある実施態様要件に応じて、本発明の実施形態はハードウェア又はソフトウェアにより実施することができる。実施態様は、電子的に読取り可能な制御信号が保存されたデジタルストレージ媒体、例えばフロッピー（登録商標）ディスク、ＤＶＤ、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、又はフラッシュメモリを用いて実行することができ、それらは、それぞれの方法が実行されるようにプログラム可能なコンピュータシステムと連携する（又は連携可能である）。本発明によるいくつかの実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの１つが実行されるようにプログラム可能なコンピュータシステムと連携することができる電子的に読取り可能な制御信号を有するデータ担体を含む。概して、本発明の実施形態は、プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品として実装することができる。このプログラムコードは、コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で実行されると、方法のうちの１つを実行するように動作可能である。プログラムコードは、例えば機械可読担体上に保存することができる。他の実施形態は、機械可読担体上に格納された、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するコンピュータプログラムを含む。したがって、換言すれば、本発明の方法の一実施形態は、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるときに本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するプログラムコードを有するコンピュータプログラムである。
【００４６】
したがって、本発明の方法の更なる実施形態は、データ担体（又はデジタルストレージ媒体若しくはコンピュータ可読媒体）であって、そのデータ担体上に記録された、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するコンピュータプログラムを含むデータ担体である。
【００４７】
したがって、本発明の方法の更なる実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するコンピュータプログラムを表すデータストリーム又は信号シーケンスである。データストリーム又は信号シーケンスは、例えば、データ通信接続を介して、例えばインターネットを介して転送されるように構成することができる。
【００４８】
なお更なる実施形態は、本明細書に記載された方法のうちの１つを実行するように構成又は適合された処理手段、例えばコンピュータ又はプログラム可能な論理デバイスを含む。いくつかの実施形態では、プログラム可能な論理デバイス（例えばフィールドプログラマブルゲートアレイ）を用いて、本明細書に記載された方法の機能のうちのいくつか又は全てを実行することができる。いくつかの実施形態では、フィールドプログラマブルゲートアレイは、本明細書に記載された方法のうちの１つを実行するためにマイクロプロセッサと連携することができる。概して、本方法は好ましくは任意のハードウェア装置によって実行される。
【００４９】
更なる実施形態は、本明細書に記載された方法のうちの１つを実行するコンピュータプログラムがインストールされたコンピュータを含む。
【００５０】
上述した実施形態は、単に本発明の原理を例示したものである。本明細書に記載された構成及び詳細の変更及び変形は当業者には明らかであることを理解されたい。したがって、添付の特許請求の範囲によってのみ特定され、本明細書における実施形態の記述及び説明のために提示した特定の詳細によって限定されるものではない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システム内の第１の端末（ＵＥ１）から該無線通信システム内の第２の端末（ＵＥ２）に向けてデータを送信する方法であって、前記無線通信システムが、コアネットワーク（１０６、１０８）と、該コアネットワーク（１０６、１０８）に接続された少なくとも１つの無線アクセスネットワーク（１１４）とを備えており、
前記無線通信システム内の第１の端末（ＵＥ１）から該無線通信システム内の第２の端末（ＵＥ２）に向けてデータを送信するステップを含み、ここで、前記第１の端末（ＵＥ１）と前記第２の端末（ＵＥ２）とが、少なくとも１つの前記無線アクセスネットワーク（１１４）の共通のカバレッジエリアにともに位置しており、
前記データは、少なくとも１つの前記無線アクセスネットワーク（１１４）の外部に出ることなく、前記第１の端末（ＵＥ１）から少なくとも１つの前記無線アクセスネットワーク（１１４）内のエンティティ（１００、１０２ａ〜１０２ｃ、１０４ａ〜１０４ｃ）を通して前記第２の端末（ＵＥ２）へと送信され、
前記データを送信するステップは、前記無線アクセスネットワーク（１１４）内のノード（１００）において、前記第１の端末（ＵＥ１）と当該ノード（１００）との間のアップリンクチャネルと、当該ノード（１００）と前記第２の端末（ＵＥ２）との間のダウンリンクチャネルとを接続することを含む、方法。
【請求項２】
少なくとも１つの前記無線アクセスネットワーク（１１４）内の前記エンティティ（１００、１０２ａ〜１０２ｃ、１０４ａ〜１０４ｃ）は、前記コアネットワーク（１０６、１０８）に接続された前記ノード（１００）と複数の遠隔無線ユニット（１０２ａ〜１０２ｃ）とを含み、遠隔無線ユニット（１０２ａ〜１０２ｃ）のそれぞれが前記ノード（１００）に接続されており、
少なくとも２つの前記端末（ＵＥ１、ＵＥ２）が前記遠隔無線ユニット（１０２ａ〜１０２ｃ）に接続されており、
前記ノード（１００）と前記遠隔無線ユニット（１０２ａ〜１０２ｃ）とを含むデータパス（１１８）に沿って前記第１の端末（ＵＥ１）から前記第２の端末（ＵＥ２）へとデータが送信される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ノード（１００）が、共通した一組のパラメータを前記データの送信のために割り当て、それらを前記端末（ＵＥ１、ＵＥ２）に対し信号により伝達し、
前記端末（ＵＥ１、ＵＥ２）が、前記ノード（１００）から信号により伝達された前記パラメータに基づいてデータの送受信を行う、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つの前記無線アクセスネットワーク（１１４）の共通のカバレッジエリアにある送信元端末（ＵＥ１）及び宛先端末（ＵＥ２）を特定するステップを含み、
ここで、前記データを送信するステップは、前記送信元端末（ＵＥ１）から前記宛先端末（ＵＥ２）へとデータを転送することを含み、前記データパス（１１８）は、前記送信元端末（ＵＥ１）と前記ノード（１００）との間のアップリンクと、前記ノード（１００）と前記宛先端末（ＵＥ２）との間のダウンリンクとを含み、
前記送信元端末及び前記宛先端末（ＵＥ１、ＵＥ２）のアップリンクリソース及びダウンリンクリソースに基づいて、リソースを一括して前記データパス（１１８）に割り当てるか、又は前記データパス（１１８）のための変調及び符号化方法を選択するかの少なくとも一方を行うステップをさらに含む請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
リソースを一括して割り当てるか、又は変調及び符号化方法を選択するかの少なくとも一方を行うステップには、前記アップリンク及び前記ダウンリンクにリソースを割り当てるか、前記アップリンク及び前記ダウンリンクのための共通した変調及び符号化方法を選択するかの少なくとも一方を行うことが含まれる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
リソースを割り当てるステップには、前記送信元端末（ＵＥ１）と前記ノード（１００）との間のアップリンクチャネルと、前記ノード（１００）と前記宛先端末（ＵＥ２）との間のダウンリンクチャネルとを含む、前記送信元端末（ＵＥ１）と前記宛先端末（ＵＥ２）との間にある効率的なチャネルが所定の基準を満たすものとなるように、前記アップリンク及び前記ダウンリンクに関連付けられたリソースを再マッピングすることが含まれる、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記所定の基準は、前記アップリンクチャネル及び前記ダウンリンクチャネルのチャネル品質を示すチャネル係数の積に基づくものである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
再マッピングするステップには、前記積の値が最大となるように前記アップリンク及び前記ダウンリンクの再マッピングを行うことが含まれる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記送信元端末（ＵＥ１）から前記宛先端末（ＵＥ２）に向けてある基準信号を転送するステップと、
前記宛先端末（ＵＥ２）が前記効率的なチャネルを推定するステップと
を含む請求項６〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記端末の各々（ＵＥ１、ＵＥ２）が、前記端末（ＵＥ１、ＵＥ２）と前記コアネットワーク（１０６、１０８）内のエンティティ（２００）とに記憶される、自己に関連付けられた一意のＩＤを有しており、
前記一意のＩＤに基づいて、無線アクセスネットワーク（１１４）の共通のカバレッジエリアにある前記送信元端末（ＵＥ１）及び前記宛先端末（ＵＥ２）を特定するステップを含む請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記送信元端末（ＵＥ１）が前記宛先端末（ＵＥ２）とのセッションを確立しようとする場合に、前記宛先端末（ＵＥ２）の一意なＩＤを前記コアネットワーク（１０６、１０８）内の前記エンティティ（２００）に向けて転送するステップと、
前記送信元端末（ＵＥ１）の存在する前記無線アクセスネットワーク（１１４）のカバレッジエリアと同一のカバレッジエリアに前記宛先端末（ＵＥ２）が存在するか否かを、前記コアネットワーク（１０６、１０８）内の前記エンティティ（２００）がチェックするステップと、
前記送信元端末（ＵＥ１）と前記宛先端末（ＵＥ２）とが共通のカバレッジエリア内に存在する場合には、前記コアネットワーク（１０６、１０８）内の前記エンティティ（２００）が、前記ノード（１００）に対して前記データの転送を行うよう命令するステップと
を含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記一意のＩＤは、一意の識別番号、ＩＰアドレス、又はＳＩＰアドレスを含むものであり、前記コアネットワーク（１０６、１０８）内の前記エンティティは、ホーム加入者サーバ又はモビリティ管理エンティティ（２００）を含むものである、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法をコンピュータに実行させる命令を含むコンピュータプログラムを有するコンピュータプログラム製品。
【請求項１４】
無線通信システムのコアネットワーク（１０６、１０８）と、複数の遠隔無線ユニット（１０２ａ〜１０２ｃ）とに接続し、
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法に従って、共通のカバレッジエリアにともに位置する前記無線通信システム内の端末（ＵＥ１、ＵＥ２）間でデータを送信する、無線通信システムの無線アクセスネットワーク（１１４）内のノード（１００）。
【請求項１５】
コアネットワーク（１０６、１０８）と、
前記コアネットワーク（１０６、１０８）に接続される少なくとも１つのノード（１００）と、
前記ノード（１００）に接続される複数の遠隔無線ユニット（１０２ａ〜１０２ｃ）と、
前記遠隔無線ユニット（１０２ａ〜１０２ｃ）に接続される複数の端末（ＵＥ１、ＵＥ２）と
を有しており、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法に従って、共通のカバレッジエリアにともに位置する前記端末（ＵＥ１、ＵＥ２）間でデータの送信を行う無線通信システム。
【請求項１】
無線通信システム内の第１の端末（ＵＥ１）から該無線通信システム内の第２の端末（ＵＥ２）に向けてデータを送信する方法であって、前記無線通信システムが、コアネットワーク（１０６、１０８）と、該コアネットワーク（１０６、１０８）に接続された少なくとも１つの無線アクセスネットワーク（１１４）とを備えており、
前記無線通信システム内の第１の端末（ＵＥ１）から該無線通信システム内の第２の端末（ＵＥ２）に向けてデータを送信するステップを含み、ここで、前記第１の端末（ＵＥ１）と前記第２の端末（ＵＥ２）とが、少なくとも１つの前記無線アクセスネットワーク（１１４）の共通のカバレッジエリアにともに位置しており、
前記データは、少なくとも１つの前記無線アクセスネットワーク（１１４）の外部に出ることなく、前記第１の端末（ＵＥ１）から少なくとも１つの前記無線アクセスネットワーク（１１４）内のエンティティ（１００、１０２ａ〜１０２ｃ、１０４ａ〜１０４ｃ）を通して前記第２の端末（ＵＥ２）へと送信され、
前記データを送信するステップは、前記無線アクセスネットワーク（１１４）内のノード（１００）において、前記第１の端末（ＵＥ１）と当該ノード（１００）との間のアップリンクチャネルと、当該ノード（１００）と前記第２の端末（ＵＥ２）との間のダウンリンクチャネルとを接続することを含む、方法。
【請求項２】
少なくとも１つの前記無線アクセスネットワーク（１１４）内の前記エンティティ（１００、１０２ａ〜１０２ｃ、１０４ａ〜１０４ｃ）は、前記コアネットワーク（１０６、１０８）に接続された前記ノード（１００）と複数の遠隔無線ユニット（１０２ａ〜１０２ｃ）とを含み、遠隔無線ユニット（１０２ａ〜１０２ｃ）のそれぞれが前記ノード（１００）に接続されており、
少なくとも２つの前記端末（ＵＥ１、ＵＥ２）が前記遠隔無線ユニット（１０２ａ〜１０２ｃ）に接続されており、
前記ノード（１００）と前記遠隔無線ユニット（１０２ａ〜１０２ｃ）とを含むデータパス（１１８）に沿って前記第１の端末（ＵＥ１）から前記第２の端末（ＵＥ２）へとデータが送信される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ノード（１００）が、共通した一組のパラメータを前記データの送信のために割り当て、それらを前記端末（ＵＥ１、ＵＥ２）に対し信号により伝達し、
前記端末（ＵＥ１、ＵＥ２）が、前記ノード（１００）から信号により伝達された前記パラメータに基づいてデータの送受信を行う、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つの前記無線アクセスネットワーク（１１４）の共通のカバレッジエリアにある送信元端末（ＵＥ１）及び宛先端末（ＵＥ２）を特定するステップを含み、
ここで、前記データを送信するステップは、前記送信元端末（ＵＥ１）から前記宛先端末（ＵＥ２）へとデータを転送することを含み、前記データパス（１１８）は、前記送信元端末（ＵＥ１）と前記ノード（１００）との間のアップリンクと、前記ノード（１００）と前記宛先端末（ＵＥ２）との間のダウンリンクとを含み、
前記送信元端末及び前記宛先端末（ＵＥ１、ＵＥ２）のアップリンクリソース及びダウンリンクリソースに基づいて、リソースを一括して前記データパス（１１８）に割り当てるか、又は前記データパス（１１８）のための変調及び符号化方法を選択するかの少なくとも一方を行うステップをさらに含む請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
リソースを一括して割り当てるか、又は変調及び符号化方法を選択するかの少なくとも一方を行うステップには、前記アップリンク及び前記ダウンリンクにリソースを割り当てるか、前記アップリンク及び前記ダウンリンクのための共通した変調及び符号化方法を選択するかの少なくとも一方を行うことが含まれる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
リソースを割り当てるステップには、前記送信元端末（ＵＥ１）と前記ノード（１００）との間のアップリンクチャネルと、前記ノード（１００）と前記宛先端末（ＵＥ２）との間のダウンリンクチャネルとを含む、前記送信元端末（ＵＥ１）と前記宛先端末（ＵＥ２）との間にある効率的なチャネルが所定の基準を満たすものとなるように、前記アップリンク及び前記ダウンリンクに関連付けられたリソースを再マッピングすることが含まれる、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記所定の基準は、前記アップリンクチャネル及び前記ダウンリンクチャネルのチャネル品質を示すチャネル係数の積に基づくものである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
再マッピングするステップには、前記積の値が最大となるように前記アップリンク及び前記ダウンリンクの再マッピングを行うことが含まれる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記送信元端末（ＵＥ１）から前記宛先端末（ＵＥ２）に向けてある基準信号を転送するステップと、
前記宛先端末（ＵＥ２）が前記効率的なチャネルを推定するステップと
を含む請求項６〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記端末の各々（ＵＥ１、ＵＥ２）が、前記端末（ＵＥ１、ＵＥ２）と前記コアネットワーク（１０６、１０８）内のエンティティ（２００）とに記憶される、自己に関連付けられた一意のＩＤを有しており、
前記一意のＩＤに基づいて、無線アクセスネットワーク（１１４）の共通のカバレッジエリアにある前記送信元端末（ＵＥ１）及び前記宛先端末（ＵＥ２）を特定するステップを含む請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記送信元端末（ＵＥ１）が前記宛先端末（ＵＥ２）とのセッションを確立しようとする場合に、前記宛先端末（ＵＥ２）の一意なＩＤを前記コアネットワーク（１０６、１０８）内の前記エンティティ（２００）に向けて転送するステップと、
前記送信元端末（ＵＥ１）の存在する前記無線アクセスネットワーク（１１４）のカバレッジエリアと同一のカバレッジエリアに前記宛先端末（ＵＥ２）が存在するか否かを、前記コアネットワーク（１０６、１０８）内の前記エンティティ（２００）がチェックするステップと、
前記送信元端末（ＵＥ１）と前記宛先端末（ＵＥ２）とが共通のカバレッジエリア内に存在する場合には、前記コアネットワーク（１０６、１０８）内の前記エンティティ（２００）が、前記ノード（１００）に対して前記データの転送を行うよう命令するステップと
を含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記一意のＩＤは、一意の識別番号、ＩＰアドレス、又はＳＩＰアドレスを含むものであり、前記コアネットワーク（１０６、１０８）内の前記エンティティは、ホーム加入者サーバ又はモビリティ管理エンティティ（２００）を含むものである、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法をコンピュータに実行させる命令を含むコンピュータプログラムを有するコンピュータプログラム製品。
【請求項１４】
無線通信システムのコアネットワーク（１０６、１０８）と、複数の遠隔無線ユニット（１０２ａ〜１０２ｃ）とに接続し、
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法に従って、共通のカバレッジエリアにともに位置する前記無線通信システム内の端末（ＵＥ１、ＵＥ２）間でデータを送信する、無線通信システムの無線アクセスネットワーク（１１４）内のノード（１００）。
【請求項１５】
コアネットワーク（１０６、１０８）と、
前記コアネットワーク（１０６、１０８）に接続される少なくとも１つのノード（１００）と、
前記ノード（１００）に接続される複数の遠隔無線ユニット（１０２ａ〜１０２ｃ）と、
前記遠隔無線ユニット（１０２ａ〜１０２ｃ）に接続される複数の端末（ＵＥ１、ＵＥ２）と
を有しており、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法に従って、共通のカバレッジエリアにともに位置する前記端末（ＵＥ１、ＵＥ２）間でデータの送信を行う無線通信システム。
【図１】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０ａ】
【図１０ｂ】
【図１０ｃ】
【図１０ｄ】
【図１０ｅ】
【図１１ａ】
【図１１ｂ】
【図１１ｃ】
【図１１ｄ】
【図１１ｅ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０ａ】
【図１０ｂ】
【図１０ｃ】
【図１０ｄ】
【図１０ｅ】
【図１１ａ】
【図１１ｂ】
【図１１ｃ】
【図１１ｄ】
【図１１ｅ】
【公表番号】特表２０１３−５１７７４９（Ｐ２０１３−５１７７４９Ａ）
【公表日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１３−５００５４２（Ｐ２０１３−５００５４２）
【出願日】平成２４年２月１７日（２０１２．２．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１２／０５２７８６
【国際公開番号】ＷＯ２０１２／１１３７２８
【国際公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月１７日（２０１２．２．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１２／０５２７８６
【国際公開番号】ＷＯ２０１２／１１３７２８
【国際公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
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