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JP2019512990A - モバイル通信システムにおけるデバイスツーデバイス中継サービスに基づく通信を提供する装置 - Google Patents

モバイル通信システムにおけるデバイスツーデバイス中継サービスに基づく通信を提供する装置 Download PDF

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Abstract

ProSe中継UEが、遠隔UEが中継UEを介して基地局及びコアネットワークと接続することを可能にする通信システムが開示される。基地局は、ProSe中継UEをサポートすることが可能であることをブロードキャストする。悪いカバレッジエリアに存在するUEは、基地局がProSe中継をサポートすることを識別することができ、基地局と直接的な接続を確立することを試行する前に、接続する中継UEを探索することができる。中継UE及び基地局は、メッセージがネットワーク及び中継UEを介して適切にルーティングされるように、中継されたUEのためのコンテキスト情報を維持する。【選択図】図5

Description

本発明は、通信システム及びその部品及びその方法に関する。本発明は、3GPP規格、又はその等価物、又はその派生物に従って動作する無線通信システム及びその装置に特に関連するが、排他的ではない。
無線通信システムは、ユーザ装置(UE:User Equipment)のユーザが多数の基地局のうちの1つを介して、及び1又は複数のコアネットワークを介して、他のそのようなユーザと通信することを可能にする。典型的には、UEという用語は、ラップトップコンピュータ、ウェブブラウザ、マシンタイプ通信(MTC:Machine Type Communication)デバイス等の、一般に静止する通信デバイスも指すこともできるが、典型的には、UEは、携帯(セルラ)電話等のモバイル端末である。
ネットワークが、UEがどの基地局(又はそのセル)に属しているかを知り、UEとの間においてデータを送受信することが出来るように、アクティブ状態又は接続状態では、UEはネットワークに登録され、基地局との無線リソース制御(RRC:Radio Resource Control)コネクションを有する。エンハンストパケットコア(EPC:Enhanced Packet Core)ネットワーク又は略してコアネットワークでは、各UEはまた、UEから基地局をこえたエンドポイント、典型的には、(パケットデータネットワークゲートウェイ‘PDN−GW’又は‘P−GW’等の)ゲートウェイへのデフォルトエボルブドパケットシステム(EPS:Evolved Packet System)ベアラ(つまり、エンドツーエンド専用通信パス)を確立する。UEに固有のEPSベアラは、ネットワークを介した伝送パスを規定し、IPアドレスをUEに割り当て、他のUE等の他の通信デバイスにより到達することが出来る。データが、このようなEPSベアラ又は他の専用ベアラを介してモバイル通信デバイスに送信される場合、これはユニキャスト送信と呼ばれる。
E−UTRANとして呼ばれるUTRAN(UMTS地上無線アクセスネットワーク)のロングタームエボリューション(LTE:Long Term Evolution)の一部として、近接ベースのサービス(ProSe:proximity-based services)がリリース12で導入され、リリース13で強化された。3GPP文書TS 36.300 v13.2.0は、ProSeサービスの動作を定義する最新の技術仕様であり、その内容はここに参照として取り込まれる。この技術文書において説明されているように、これらのProSeサービスは、1つのUEから基地局及びコアネットワークを介して別のUEに提供される間接ベアラ(例えば、EPSベアラのペア、及び/又はブロードキャスト/マルチキャストベアラ)ではなく、互換性のあるUE間で直接のデバイスツーデバイス(D2D:device-to-device)通信ベアラを使用する。したがって、ProSe対応UEが別のProSe対応UEの伝送範囲内に存在する(又は同一基地局によってサービスされる)場合、それらはコアネットワークリソースを使用することを要すること無くユーザデータを通信することが出来る。そのようなサービスは、(他のタイプの通信に使用され得る)デフォルト又は他の従来のEPSベアラを使用する代わりに、直接通信するUE間に特別な‘D2D’ベアラを確立することによって達成することが出来る。これらの直接的又は局所的にルーティングされた通信は、利用可能なリソースのより良い利用をもたらすことが出来る。
ProSeサービスから利益を得るために、ProSe対応UEは、(ネットワークアシスタンス/カバレッジの有無に関わらず実行することが出来る)いわゆるディスカバリ手順を実行する。このディスカバリ手順の一部として、各ProSe対応UEは、その近傍にある他のそのようなUEに自身を知らせるためのビーコンを(例えば、周期的に)送信し、また、他のデバイスによるビーコン送信を待ち受ける。2つ(又はそれ以上)のUEがお互いを発見した後(例えば、それらが他のモバイル通信デバイスのビーコンを受信する等)、UEは、互いにProSe通信セッションを開始することが出来る。
より最近では、他のUEがネットワークカバレッジ内に位置していない場合であっても、1つのUE(中継UEとして称する)が別のUEのためのデータをネットワークに中継し、別のUEのためのデータをネットワークから中継することを可能にするために、ProSe機能を用いて、UEの中継機能を提供することが提案されている。この場合、中継されるUEは、中継UEを介してネットワークと通信することができ、したがって、中継されるUEがネットワークの基地局によりサービスされているかのように同一のサービスにアクセスすることが出来る。
この種のProSe中継は、(UEであってもよい)中継ノードが中継されるUEに関する限り、基地局として動作し、自身の中継セルを動作させる、従来の中継システムとは全く異なっている。
このProSe中継は、(建物内、及び地下等の)基地局からの信号強度が比較的弱いエリアに位置し得るマシンタイプ通信(MTC)UEに対してカバレッジを提供するのに有利であることが認識されている。これらのMTCデバイスの多くは、低コスト、低電力、及び低帯域幅のデバイス、及び物のインターネット(IoT:Internet of Things)の主要なイネーブラーを目的としている。そのようなMTCデバイスが基地局の信号強度が弱いエリアに位置している場合、MTCデバイスは、遠隔基地局との直接接続を確立及び維持しようとすると多くの電力を消費することになる。しかし、MTCデバイスがProSe対応であり、他のProSe対応UEが近くに位置する場合、MTCデバイスは、基地局と直接ではなく、ProSe対応UEを介して通信することにより、その電力消費をかなり低減することができる。
しかしながら、本発明者らは、ProSeの提案に対してさらなる強化をすることができ、既に行われた提案のいくつかは、いくつかの使用シナリオにおいて問題を引き起こし得ることを認識した。
1つの例示的な態様によれば、本発明は、他のユーザ装置に中継サービスを提供することができる中継ユーザ装置で動作するように構成される基地局を提供し、前記基地局は、複数の通信リソースを用いて通信リンクを介して通信するように構成されるトランシーバ回路と、サイドリンクを介して前記他のユーザ装置と中継通信するように前記中継ユーザ装置を構成し、前記基地局から前記中継ユーザ装置へのダウンリンク通信及び前記中継ユーザ装置から前記基地局へのアップリンク通信を前記中継ユーザ装置に提供する際に使用するための通信リソースをスケジューリングし、前記サイドリンクを介して前記他のユーザ装置と通信するために前記中継ユーザ装置により使用される通信リソースをスケジューリングし、前記他のユーザ装置により生成された通信制御メッセージを含むメッセージを前記中継ユーザ装置から受信し、前記中継ユーザ装置を介して前記基地局と通信する前記他のユーザ装置のための通信コンテキスト情報であって、前記基地局がコアネットワークを介して前記他のユーザ装置からの通信をルーティングすることを可能とし、前記他のユーザ装置のための前記コアネットワークを介して受信される通信が、前記サイドリンクを介し、前記中継ユーザ装置を介して前記他のユーザ装置に送信されることを可能とするための通信コンテキスト情報を維持するように構成されるコントローラと、を含む。
前記通信コンテキスト情報は、前記サイドリンクを介して前記他のユーザ装置を処理 するために、前記中継ユーザ装置により使用される識別子等の前記他のユーザ装置のための識別情報、又は前記他のユーザ装置を前記基地局及び前記コアネットワーク内のノードに識別させる一時的なモバイル加入者識別子を含んでもよい。
いくつかの例示的な実施形態では、前記コントローラは、前記中継ユーザ装置から受信されたメッセージが、前記中継ユーザ装置により送信された前記メッセージを運ぶために使用される前記通信リソース又は前記メッセージに含まれる情報のいずれかから、前記他のユーザ装置からのメッセージを含むと判定するように構成される。
前記コントローラはまた、復号化されたメッセージを生成するために、前記中継ユーザ装置に関連する鍵を用いて前記中継ユーザ装置から受信された前記メッセージの第1の復号化を実行し、前記他のユーザ装置に関連する鍵を用いて前記復号化されたメッセージのコンテンツに関する第2の復号化を実行してもよい。
本発明はまた、他のユーザ装置のために中継通信サービスを提供するように構成される中継ユーザ装置を提供し、前記中継ユーザ装置は、複数の通信リソースを用いて通信リンクを介して通信するように構成されるトランシーバ回路と、基地局からのダウンリンク通信の受信及び基地局へのアップリンク通信の送信を可能にし、サイドリンクを介して他のユーザ装置との通信を可能にするために、前記基地局から通信リソースの割り当てを受信し、前記サイドリンクを介して前記他のユーザ装置から、前記他のユーザ装置により生成された通信制御メッセージを含むメッセージを受信し、前記アップリンク通信のために前記中継ユーザ装置に割り当てられた通信リソースを用いて前記基地局への送信のために前記他のユーザ装置により生成された前記通信制御メッセージを含む新しいメッセージを生成するように構成されるコントローラと、を含み、前記新しいメッセージは、前記他のユーザ装置のための通信コンテキスト情報であって、前記基地局がコアネットワークを介して前記他のユーザ装置から通信をルーティングし、前記他のユーザ装置のためのメッセージを含む前記基地局からのダウンリンク通信を受信し、前記サイドリンクを介して前記他のユーザ装置に前記他のユーザ装置のための前記メッセージを送信することを可能にする通信コンテキスト情報を含む。
前記コントローラは、前記メッセージを送信するために、前記基地局が前記他のユーザ装置に関連する通信リソースを使用するか、又は前記送信されたメッセージの前記基地局に前記他のユーザ装置を識別させる情報を含むように構成されてもよい。
本発明はまた、中継ユーザ装置を介して遠隔基地局と通信するように構成されるユーザ装置を提供し、前記ユーザ装置は、複数の通信リソースを用いて通信サイドリンクを介して前記中継ユーザ装置と通信するように構成されるトランシーバ回路と、前記遠隔基地局に対する通信制御メッセージを生成し、前記通信サイドリンクを介して前記生成された通信制御メッセージを前記中継ユーザ装置に送信し、前記基地局からのメッセージを含み、前記中継ユーザ装置からの通信を受信するように構成されるコントローラと、を含む。
前記コントローラは、前記生成された通信制御メッセージを前記中継ユーザ装置に送信する前に、前記基地局及び前記ユーザ装置に固有の暗号化鍵を用いて前記通信制御メッセージを暗号化するように構成されてもよい。前記コントローラは、前記中継ユーザ装置に前記ユーザ装置を識別させる情報、及び前記中継ユーザ装置により前記基地局に送信される前記通信制御メッセージを識別する情報のうちの1つ又は両方を前記中継ユーザ装置に提供してもよい。典型的に、前記通信制御メッセージは、RRC Connection Requestメッセージ等の無線リソース制御(RRC:Radio Resource Control)メッセージを含む。
本発明はまた、中継ユーザ装置を介して遠隔基地局と通信するように構成されるユーザ装置を提供し、前記ユーザ装置は、複数の通信リソースを用いて通信するように構成されるトランシーバ回路と、前記基地局が前記中継ユーザ装置で動作することができることを示す情報を含むブロードキャスト情報を前記遠隔基地局から受信し、前記ブロードキャスト情報を受信することに応じて、前記ユーザ装置を直接的に前記遠隔基地局に接続するために使用されるランダムアクセス手順を実行する前に、前記中継ユーザ装置と接続を確立するために、前記ユーザ装置に中継ユーザ装置ディスカバリプロセスを実行させるように構成されるコントローラと、を備える。
前記コントローラは、前記遠隔基地局から受信された信号の強度を決定し、前記決定された強度が閾値を下回る場合、前記ユーザ装置に前記中継ユーザ装置ディスカバリプロセスを実行させてもよい。
前記コントローラは、前記ユーザ装置に、前記中継ユーザ装置を発見する第1のディスカバリプロセス、又は前記遠隔基地局によりブロードキャストされた前記ブロードキャスト情報のコンテンツに応じて前記中継ユーザ装置を発見する第2のディスカバリプロセスを実行させてもよい。
本発明はまた、他のユーザ装置に中継サービスを提供することができる中継ユーザ装置で動作するように構成される基地局を提供し、前記基地局は、複数の通信リソースを用いて通信リンクを介して通信するように構成されるトランシーバ回路と、前記基地局が前記他のユーザ装置に前記中継サービスを提供することができる前記中継ユーザ装置で動作可能であることをユーザ装置に通知する情報を、ブロードキャストチャネルを介してブロードキャストし、サイドリンクを介して前記他のユーザ装置と中継通信するように前記中継ユーザ装置を構成し、前記基地局から前記中継ユーザへのダウンリンク通信及び前記中継ユーザ装置から前記基地局へのアップリンク通信を前記中継ユーザ装置に提供する際に使用される通信リソースをスケジューリングし、前記サイドリンクを介して前記他のユーザ装置と通信するための前記中継ユーザ装置により使用される通信リソースをスケジューリングするように構成されるコントローラと、を含む。
前記コントローラは、システムインフォメーションブロック又はページングリクエストでケーパビリティ情報をブロードキャストしてもよい。
中継ユーザ装置が前記基地局に登録された場合、前記コントローラは、前記基地局に登録された既存の中継ユーザ装置が存在することのインジケーションをブロードキャストしてもよく、いくつかの場合、前記登録された既存の中継ユーザ装置のための識別情報をブロードキャストしてもよい。
本発明はまた、他のユーザ装置に中継サービスを提供することができる中継ユーザ装置で動作する基地局により実施される方法を提供し、前記方法は、サイドリンクを介して前記他のユーザ装置との中継通信するように前記中継ユーザ装置を構成することと、前記基地局から前記中継ユーザ装置へのダウンリンク通信及び前記中継ユーザ装置から前記基地局へのアップリンク通信を前記中継ユーザ装置に提供する際に使用され、前記サイドリンクを介して前記他のユーザ装置と通信するために前記中継ユーザ装置により使用される通信リソースをスケジューリングするための通信リソースをスケジューリングすることと、前記他のユーザ装置により生成される通信制御メッセージを含むメッセージを前記中継ユーザ装置から受信することと、前記中継ユーザ装置を介して前記基地局と通信する前記他のユーザ装置のための通信コンテキスト情報であって、前記基地局がコアネットワークを介して前記他のユーザ装置からの通信をルーティングすることを可能にし、前記他のユーザ装置のための前記コアネットワークを介して受信される通信が、前記サイドリンクを介し、前記中継ユーザ装置を介して前記他のユーザ装置に送信されることを可能とするための通信コンテキスト情報を維持することと、を含む。
本発明はまた、他のユーザ装置に対して中継通信サービスを提供する中継ユーザ装置により実行される方法を提供し、前記方法は、基地局からのダウンリンク通信の受信及び前記基地局へのアップリンク通信の送信を可能とし、サイドリンクを介して前記他のユーザ装置との通信を可能とするために前記基地局からの通信リソースの割り当てを受信することと、前記他のユーザ装置により生成された通信制御メッセージを含むメッセージを、前記サイドリンクを介して前記他のユーザ装置から受信することと、前記アップリンク通信のために前記中継ユーザ装置により割り当てられた通信リソースを用いて、前記基地局への送信のために前記他のユーザ装置により生成された前記通信制御メッセージを含む新しいメッセージを生成することと、を含み、前記新しいメッセージは前記他のユーザ装置のための通信コンテキスト情報であって、前記基地局がコアネットワークを介して前記他のユーザ装置からの通信をルーティングすること、前記他のユーザ装置のためのメッセージを含む前記基地局からのダウンリンク通信を受信し、前記サイドリンクを介して前記他のユーザ装置に前記他のユーザ装置のための前記メッセージを送信する通信コンテキスト情報を含む。
本発明はまた、中継ユーザ装置を介して遠隔基地局と通信するユーザ装置において実行される方法を提供し、前記方法は、前記遠隔基地局のための通信制御メッセージを生成することと、前記中継ユーザ装置にサイドリンクを介して前記生成された通信制御メッセージを送信することと、前記遠隔基地局からのメッセージを含む前記サイドリンクを介して前記中継ユーザ装置からの通信を受信することと、を含む。
本発明はまた、中継ユーザ装置を介して遠隔基地局と通信するユーザ装置において実行される方法を提供し、前記方法は、前記遠隔基地局が前記中継ユーザ装置で動作することが出来ることを示す情報を含むブロードキャスト情報を前記遠隔基地局から受信することと、前記ブロードキャスト情報を受信することに応じて、前記ユーザ装置を前記遠隔基地局と直接的に接続するために使用されるランダムアクセス手順を実行する前に、前記ユーザ装置に前記中継ユーザ装置との接続を確立するための中継ユーザ装置ディスカバリプロセスを実行させることと、を含む。
本発明はまた、他のユーザ装置に中継サービスを提供する中継ユーザ装置で動作する基地局において実行される方法を提供し、前記方法は、前記基地局が前記他のユーザ装置に前記中継サービスを提供することができる前記中継ユーザ装置で動作することが可能であることをユーザ装置に通知する情報を、ブロードキャストチャネルを介してブロードキャストすることと、サイドリンクを介して前記他のユーザ装置と中継通信するために前記中継ユーザ装置を構成することと、前記基地局から前記中継ユーザ装置へのダウンリンク通信及び前記中継ユーザ装置から前記基地局へのアップリンク通信を前記ユーザ装置に提供する際に使用し、前記サイドリンクを介して前記他のユーザ装置と通信するために前記中継ユーザ装置により使用される通信リソースをスケジューリングするための通信リソースをスケジューリングすることと、を含む。
本発明の態様は、上述した態様及び可能性において説明され、又は特許請求の範囲において記載された方法を実行するためにプログラム可能なプロセッサをプログラムするように、及び/又は、特許請求の範囲のいずれかに記載された装置を低虚数ルために、適切に適合された通信デバイスをプログラムするように動作可能であって、命令が記憶されたコンピュータ可読記憶媒体等のコンピュータプログラム製品にまで及ぶ。
(特許請求の範囲を含む)本明細書に開示された、及び/又は図面に示された各特徴は、任意の他の開示された、及び/又は図示された特徴と独立して(又は組み合わされて)本発明に組み込まれてもよい。特に限定されないが、特定の独立請求項に従属する請求項のいずれかの特徴は、任意の組み合わせにより、又は独立して、その独立請求項に導入することができる。
本発明の例示的な実施形態を、添付の図面を参照して例として以下に説明する。
図1は、本発明の例示的な実施形態が適用され得るセルラ通信システムを概略的に示す。 図2は、基地局により動作されるセル内でブロードキャストする情報を決定するために、図1に示す基地局内で実行されるステップを示すフローチャートである。 図3は、基地局によりブロードキャストされる情報の受信に応じて、図1に示すシステムの一部を形成するMTC UEにより実行されるステップを示すフローチャートである。 図4は、互いに発見し、互いの間でサイドリンクを確立するために使用される、図1に示すMTC UE及び中継UEにより実行されるディスカバリプロセスを示すフローチャートである。 図5は、メッセージがMTC UEから中継UEを解して基地局にルーティングされる方法を示し、サイドリンクを介して送信される通信を保護するための第1のオプションを示すタイミング図である。 図6は、図1に示すMTC UE及び中継UEとの間で確立されるサイドリンクを介して送信されるPC5メッセージを示す。 図7は、サイドリンクを介して送信されるメッセージを保護するための2つの代替オプションを示す。 図8は、図1に示すシステムの一部を形成するMTC UEの機能のいくつかを示す機能ブロック図である。 図9は、図1に示すシステムの一部を形成する中継UEの機能のいくつかを示す機能ブロック図である。 図10は、図1に示すシステムの一部を形成する基地局の機能のいくつかを示す機能ブロック図である。
概要
図1は、ユーザ装置(UE)3(この例ではモバイル通信デバイス3−1及びMTC UEデバイス3−2)が互いに通信することができ、E−UTRAN基地局5及びコアネットワーク7を介して他のユーザと通信することができる、通信ネットワーク1を概略的に示す。当業者であれば分かるように、説明を目的として図1には2つのUE3及び1つの基地局5が示されているが、追加のユーザ装置、及び/又は基地局が、配置されたシステムに存在してもよい。
基地局5は、コアネットワーク7に接続され、コアネットワーク7は、1又は複数のゲートウェイを介して他のネットワーク10(例えば、インターネット)に接続されている。基地局5とコアネットワーク7のエレメントとの間のインタフェースは、光ファイバリンク等の、例えば、高速で高帯域の通信リンクを利用してもよい。コアネットワーク7は、とりわけ、モビリティ管理エンティティ(MME:Mobility Management Entity)11、サービングゲートウェイ(S−GW:Serving Gateway)13、及びパケットデータネットワークゲートウェイ(P−GW: Packet Data Network(PDN)-Gateway)14を含む。
MME11は、モバイル通信デバイス3−1の一般的なモビリティの側面を管理し、通信システムによりカバーされる地理的なエリア内で移動するとき(及び/又は通信システムの基地局間でハンドオーバするとき)接続がモバイルUE3−1と維持されることを保証する。
S−GW13は、ユニキャストベアラ(例えば、EPSベアラ)がユーザデータを通信するために使用される場合、基地局5をコアネットワーク7に接続する。したがって、S−GW13は、UE3をコアネットワーク7に接続する。この場合、外部ベアラがP−GW14と、コアネットワーク7の外部の通信エンドポイント(例えば、インターネット)と、の間で提供され得るが、ユニキャストベアラは、通常、P−GW14で終端する。別個のエンティティとして示されているが、S−GW13及びP−GW14の機能は、単一のゲートウェイエレメントにより実装することも出来ることは理解されよう。
図1に示すUE3は、それぞれProSe機能を備えており、(UE3が互いの範囲内に存在し、お互いを見つけ、接続するために適切なディスカバリ/接続手順を実行すると仮定すると)互いの範囲内で、相互に、直接の通信ベアラ、又は略してD2Dベアラを互いに確立し、サイドリンク9を作成することが可能である。サイドリンク9は、無線リンクであり、LTE規格ではPC5インタフェースとして定義されている。完全性のために、図1はまた、中継UE3−1が基地局5にデータを送信する、中継UE3−1と基地局5との間のアップリンク、及び、中継UE3−1が基地局5からデータを受信する、中継UE3−1と基地局5との間のダウンリンクを示している。アップリンク及びダウンリンクも無線リンクであり、LTEではUuインタフェースを形成する。当業者により理解されるように、基地局5は、アップリンクデータ及びダウンリンクデータを運ぶために使用されるリソース(時間、及び/又は周波数リソース)を中継UE3−1に割り当てる。
この例示的な実施形態では、中継UE3−1は、(基地局5を介して)他のUEとネットワーク7との間でデータが中継されることを可能にする中継機能も提供される。サービング基地局5がProSe中継をサポートする場合にのみ、中継UE3−1は、ProSe中継を実行することができる。そして、基地局5がProSe中継をサポートしていない場合、これを決定すると、中継UE3−1は、中継UEになることを要求する基地局5に要求を送信することが出来る。これは、基地局5が、サイドリンク9のために中継UE3−1及びMTC UE3−2により使用される、(ダウンリンクリソースがアップリンクリソースの代わりに使用されてもよく、アップリンクリソースに加えて使用されてもよいが)通常アップリンクのために使用されるリソースを割り当てることを可能にする。基地局5はまた、リソースがサイドリンク9を介した通信のために割り当てられたのと同時に、中継UE3−1がアップリンクでデータを送信するようにスケジューリングされないことを確認する。
この例では、MTC UE3−2は、基地局5の(図1の6で示される)セル内に位置するが、受信される信号強度は比較的弱く、MTCデバイス3−2は、(サイドリンク9を用いて)中継UE3−1及び基地局5を介してコアネットワーク7に接続される。
以下でより詳細に説明するように、この例示的な実施形態では、セル6内のUEがProSe中継UE3−1と動作できることを知るために、基地局5は、ProSe中継UE3−1をサポートする能力をブロードキャストする。この例示的な実施形態では、MTC UE3−2が基地局5に接続したい場合、MTC UE3−2が、基地局5がProSe中継UE3−1をサポートする能力を有すると判定することに応じて、MTC UE3−2は、基地局5と直接接続を開始するために使用される通常の“Random Access(ランダムアクセス)”手順を開始するのではなく、(中継UE3−1等の)中継UEを見つけようとするために、まずProSeディスカバリ手順を実行する。このディスカバリプロセスが中継UE3−1を識別しない場合、次に、MTC UE3−2は、基地局5と直接接続を確立しようと試みるために、Random Access手順を開始する。ディスカバリプロセスが中継UE3−1を識別する場合、基地局5が、MTC UE3−2のためのデータを他のUE又は外部ネットワーク10における任意のアプリケーションサーバであり得る所望の宛先に配信することができる、コアネットワーク7を介したEPSベアラを確立することができるように、次に、MTC UE3−2は、RRCシグナリングメッセージを、中継UE3−1を介して基地局5に送信する。
基地局ブロードキャスト
図2は、セル6内のUEに能力を知らせるために、どのProSe関連情報をセル6内にブロードキャストすべきかを決定する際の基地局5の動作を示すフローチャートである。図2に示すように、ステップs1において、基地局5は、(UE3−1等の)中継UEがProSe中継を実行するために基地局に既に登録されているかを確認する。UEがProSe中継UEとして登録されていない場合、ステップs3において、基地局5は、基地局5がProSe中継をサポートすることを示す情報をブロードキャストする。しかし、1又は複数のUE3がProSe中継UEのために登録されている場合、次に、ステップs5において、基地局5はまた、セル6において現在動作している動作中の中継UEが存在することを示す情報をブロードキャストする。いくつかの例示的な実施形態では、基地局5はまた、その(又は各)登録された中継UE3−1を識別する情報をブロードキャストしてもよい。いくつかの例示的な実施形態では、基地局5は、ステップs1において、上記チェックを実行しなくてもよい。その代わりに、基地局5は、ケーパビリティ情報を単純にブロードキャストしてもよい。いずれの場合でも、基地局5は、システム情報ブロック(SIB:System Information Block)内で、又は基地局5がブロードキャストチャネルにおいてブロードキャストするページングメッセージ内で、関連情報をブロードキャストしてもよい。
MTC UE
図3は、MTC UE3−2の動作を示すフローチャートである。MTC UE3−2がブロードキャスト情報を受信すると、ステップs11において、MTC UE3−2は、基地局5がProSe中継UEで動作することが可能であるかをチェック又は確認し、もしそうである場合、処理はステップs13に進む。示しているように、ステップs13において、MTC UE3−2は、基地局5から受信した信号の強度が閾値の値(Th)を下回っているかを確認する。そうではない場合、ステップs15において、MTC UE3−2は、(Random Access手順を用いて)通常の方法により基地局5と直接的に接続を確立しようと試みる。しかし、受信した信号レベルが閾値を下回っている場合、MTC UE3−2は、ステップs17において、基地局5から受信したProSe情報が、基地局5に既に登録された動作中の(中継UE3−1等の)ProSe中継UEが存在しているかを示しているかを確認する。存在しない場合、ステップs19において、MTC UE3−2は、ProSe中継を実行することが出来る近接するUEを識別しようとするために、数回(例えば、3又は4回)、一般的なディスカバリプロセスを実行する。図4は、この一般的なディスカバリプロセスを示す。ステップs27において示す様に、MTC UE3−2は、この場合に、ステップs25に続いて、基地局5と既にRRC接続(RRC connected)状態にある中継UE3−1により受信されるSidelink Discoveryメッセージを送信する。このDiscoveryメッセージを受信するのに応答して、中継UE3−1は、ステップs29において、中継UE3−1がProSe中継UEとして機能することを基地局5に通知するSidelink UE informationメッセージを基地局5に送信する。ステップs31において、基地局5及び中継UE3−1は、サイドリンク9のために、使用されるリソースを確立するための情報及び設定等を交換する。そして、ステップs33において、中継UE3−1及びMTC UE3−2は、サイドリンク9を介して通信のために必要なパラメータを確立する。
図3に戻り、ステップs17において、MTC UE3−2が、基地局のセル6において動作する既に動作中の中継UE3−1が存在すると判定した場合、ステップs21において、MTC UE3−2は、動作中の中継UE3−1とサイドリンク9を確立しようと試みるために、数回、簡略化されたディスカバリプロセスを実行する。本ディスカバリプロセスは、ステップs33においてMTC UE3−2とのサイドリンク9の確立を完了する前に、発見された中継UE3−1が自身を基地局5に登録する必要が無いので、つまり、この登録は既に完了しているので、簡略化される。基地局5が登録された中継UE3−1の識別情報をブロードキャストする場合、次に、ステップs27において、MTC UE3−2は、この識別情報を使用して、特定の中継UE3−1を探索することが出来る。
ステップs23において、MTC UE3−2が、ステップs19又はs21のディスカバリプロセスが失敗したと判定する場合、MTC UE3−2が通常のRandom Access手順を使用して基地局5と直接的な接続を確立しようと試みるステップs15に処理は戻る。そうではなく、ステップs19又はs21のディスカバリプロセスが成功した場合、処理は終了する。以下でより詳細を説明するように、MTC UE3−2が中継UE3−1と接続する方が良い理由の1つは、MTC UE3−2が(受信信号レベルがとても弱い)“ディープカバレッジ(deep coverage)”モードで基地局5と接続しない場合、基地局5及びMTC UE3−2は、通信が成功する(successful communication)可能性を高めるために、送信信号の繰り返し(反復)を使用して復号利得を提供するようにプログラムされることである。しかしながら、送信されるメッセージのこのような繰り返しは、システムの容量及びMTC UEのバッテリ寿命に重大な影響を及ぼし得る。
より具体的には、LTEでは、MTC UEに対して定義された4つのカバレッジレベルがあり、それぞれは、適用されるカバレッジエンハンスメント(coverage enhancement)の量により定義される。例えば、レベル0は最大6dBのエンハンスメント、レベル1は最大9dBのエンハンスメント、レベル2は最大12dBのエンハンスメント、及びレベル3は最大16dBのエンハンスメントである。(もちろん、各レベルのエンハンスメントに対するこれらのdB値は、一例としてのみ与えられており、変更されてもよい。)例えば、レベル0からレベル1等の、あるレベルから他のレベルに移動するために、繰り返し数は、例えば、16から32等に増加させなければならない。LTE規格はまた、カバレッジエンハンスメントモードA及びBを定義し、モードAはレベル0及び1をカバーし、モードBはレベル2及び3をカバーする。これは、いくつかのUEは、モードAのエンハンスメントのみが可能であり、他のいくつかはモードA及びモードBの両方のエンハンスメントを可能とすることを意味する。MTC UE3−2は、受信した基地局信号の強度に基づいて、どのカバレッジレベルを自身に対して設定するかを決定し、そこから基地局との信頼できる通信を達成するために必要なエンハンスメントを決定することができる。
上記のプロセスにより、低電力のMTC UE3−2が(建物内、又は地下等の)弱い信号エリアにいる場合、低電力のMTC UE3−2は、通常のRandom Access接続手順を介することなく、最初に、より近いProSe中継UE3−1を介して基地局5と接続することを試みることが出来る。ディープカバレッジにいるMTC UEのためのRandom Access手順は、MTC UE3−2が指定された試行回数(カバレッジに基づく試行回数)が失敗するまで最大送信電力で基地局5への接続を繰り返し試みるべきであることを指定するので、これは、MTC UE3−2の電力要件を大幅に低減することができる。MTC UE3−2が(建物の地下等の)難しい位置にある場合、MTC UE3−2は、データを送信するために起動する毎に、ネットワーク7と直接的なRRC接続を確立しようとして、かなりの量のその蓄積されたバッテリ電力を使い切る可能性がある。
本発明者は、カバレッジモードB(つまり、カバレッジレベル3及び4)にいるMTC UEがステップs13からステップs17に進み、したがって、中継UE3−1との接続を確立しようとし、一方、カバレッジレベル1又はカバレッジレベル2にいるMTC UEが、基地局5との直接接続を確立しようとする、ステップs15に直接的に進むようなレベルに、ステップs13で使用される閾値を設定することを提案する。
代替案として、MTC UE3−2が、基地局信号及び中継UEの受信信号強度を計算するように構成されてもよく、2つの受信信号強度をそれぞれの閾値と比較した結果に基づいて、最初にどちらと接続しようとすべきかを決定する(MTC UE3−2は、まず中継UEと接続することを推奨するため、基地局の閾値は、中継UEの閾値よりも高く設定されてもよい)。
中継UEの存在下におけるRandom Access(ランダムアクセス)
もちろん、この好ましい方法でプログラムされていない、いくつかのレガシーMTC UEが存在してもよく、そのため、それらが実際よりも高いカバレッジレベルにあると決定した場合、それらのMTC UEは、依然として、動作中の中継UE3−1が近くに位置していたとしても、通常のRandom Access手順を使用して基地局5と直接的に接続しようと試みる。そのようなMTC UE3−2がRandom Access手順を開始する場合、誤って決定されたカバレッジレベルに基づいて決定された送信電力レベルを使用する。そのため、当該MTC UE3−2は、基地局5が検出することができる電力レベルよりも十分に低い電力レベルで送信し、基地局5が検出することができる電力レベルでMTC UE3−2が送信する前に、Random Access手順の多くの繰り返しが必要となり得る。これは、MTC UE3−2内で非常に無駄な電力である。
この問題を軽減するために、本発明者らは、中継UE3−1が、Random Access手順を実行する際にMTC UE3−2を支援することを提案する。これは、以下を含む多くの方法で行うことができる。
1)中継UE3−1がMTC UEのRandom Accessシグナリングを繰り返す。正しく動作するために、基地局5は、Random Accessシグナリングが中継UE3−1により繰り返されたことを知る必要がある。これは、中継UE3−1がRandom Accessプリアンブルを繰り返すことを識別するために、Random Accessプリアンブルに新しい識別子を追加することにより達成されてもよい。又は、中継UE3−1が、その中継UE3−1からのRandom Accessシグナリングの再送信のために、基地局5により予め予約されたリソースのセットにおいてRandom Accessシグナリングを再送信することにより達成されてもよい。
2)中継UE3−1が(適切にフォーマットされた新しいMAC PDUを使用して)コントロールプレーンシグナリング又はユーザプレーンシグナリングを介して、基地局5にRandom Accessプリアンブルを送信し、基地局5がアップリンク通信のために中継UE3−1に割り当てたリソースを使用して送信される。
3)中継UE3−1がMTC UE3−2のRandom Access手順を助けることができるさらなる方法は、MTC UE3−1がサイドリンク9を確立することであり、そして、基地局5への後続送信(onward transmission)のために、MTC UE3−2により送信されたRandom Accessプリアンブルを中継UE3−1にサイドリンク9を介して送信することである。この場合、中継UE3−1は、中継UE3−1がアップリンクを介して基地局5に送信する、適切にフォーマットされたメッセージで受信されたRandom Accessプリアンブルをカプセル化する。中継UE3−1はまた、サイドリンク9を介して、基地局のRandom Access Response(RAR)をMTC UE3−2に転送する。
第1のオプションでは、中継UE3−1は、パッシブリピータとして動作し、基地局ランダムアクセスリソースが送信のために利用可能であるサブフレームでRandom Accessシグナリングを繰り返す。一方、第2のオプションは、MTC UE3−2からのRAプリアンブルを含むメッセージを識別するために処理される、基地局5に送信される新しいメッセージを、中継UE3−1が受信し、生成することを要求する。
通常、MTC UE3−2は、必要な回数(例えば、100回)、Random Access Preambleを送信し、そして、MTC UE3−2は、応答として、基地局により送信されるRARを待ち受ける。しかし、中継UE3−1の介入により、基地局5は、MTC UE3−2がRAプリアンブルの必要な回数の繰り返しの送信が完了する前に、Random Accessプリアンブルメッセージを正常に受信し得る。例えば、MTC UE3−2がRandom Accessプリアンブルを100回の繰り返しを実行することが要求され、中継UE3−1が5番目の送信後に、送信されたRAプリアンブルをピックアップし、次のTTIにおいて基地局5にそれを送信する場合、基地局5は、RAプリアンブルが6番目のRAプリアンブル送信時間で正常に受信したとみなし、その時点からRARを送信し始める。したがって、MTC UE3−2がRAプリアンブルを繰り返し送信する時間の間に少なくとも1度RARウィンドウを開始するように構成される場合、MTC UE3−2は、基地局のRARを正常に受信することができ、そのため、RAプリアンブルの送信を止めることが出来る。例えば、上記の例では、基地局がRARメッセージを送信し、これが中継UE3−1により拾われ(ピックアップされ)、10番目のTTIでMTC UE3−2に繰り返された場合、MTC UE3−2は、RAプリアンブルメッセージの送信を止めることができ、例えば90回の送信を節約することが出来る。
中継UE3−1がプリアンブルを復号してメッセージを基地局5に送信する時間と、基地局5がメッセージ自体を処理する時間と、を考慮するために、基地局5は同期タイミングを評価する必要があるが、基地局5により送信されるRandom Access Response(RAR)メッセージは、MTC UE3−2が(通常の様に)基地局5と同期することを要求してもよい。あるいは、基地局5は、RAR内でMTC UE3−2に、基地局5への直接アクセスすることを停止すべきこと、及び中継UE3−1とPC5サイドリンク9を確立し、そのように通信することを求めるべきことを通知してもよい。
MTC UEデータ通信
(TS 36.300で定義されている様に)現在定義されているProSe状態では、ProSe対応UEは、コアネットワーク7に接続された予めプログラムされたProSeサーバの制御下において、ProSe対応UE間にサイドリンク9を確立するように構成される。そして、基地局5は、遠隔UEに関するコンテキスト情報を有しない。このProSeサーバは、PC5インタフェースを用いてサイドリンクのセキュリティパラメータを定義した。ProSeサーバはまた、PC5インタフェースを介して、UE間に送信される通信を処理するために使用されるL2アドレス情報を定義した。しかし、本出願では、異なるMTC UEは、コアネットワーク7に接続される異なるアプリケーションサーバに接続することを望んでもよい。そのため、本出願では、これらのセキュリティパラメータを定義するための、又はPC5インタフェースを用いてサイドリンク9のために使用されるL2アドレスを定義するためのProSeサーバは存在しない。
したがって、本発明者らは、中継UE3−1がサイドリンク9を介して送信されたパケットを処理するために使用されるL2アドレスを割り当てるように構成されることを提案する。これらは、中継UE3−1により維持される、そのようなアドレスのプールから割り当てられてもよいし、又は中継UE3−1として基地局と登録している場合、基地局5により中継UE3−1に提供されてもよい。このL2アドレス情報は、サイドリンク9を確立するディスカバリプロセスの間に、MTC UE3−2と交換されてもよい。サイドリンク9を介して送信されるパケットヘッダのサイズを最小化するために、これらのL2アドレスはグローバルに一意ではないが、他の隣接UE間で確立されたサイドリンク間の競合の可能性を最小限にするように設定することができる。
PC5サイドリンク9を介した送信のセキュリティに関して、これを達成するためにいくつかのオプションがある:
1)基地局5とMTC UE3−2との間で提供されるLTEセキュリティに依存する代わりに、PC5通信に特定のセキュリティを適用しない。
2)基地局5とMTC UE3−2との間にPC5セキュリティ及びLTEセキュリティの両方を提供する。
3)基地局5と中継UE3−1との間にPC5セキュリティ及びLTEセキュリティの両方を提供する。
データルーティング及びセキュリティ
第1のセキュリティオプションでは、サイドリンク9を介して送信される通信に提供される特定の(追加の)セキュリティはない。代わりに、システムは、送信側により既に暗号化されたデータに依存する。そのため、基地局5がMTC UE3−2にメッセージを送信する場合、又はMTC UE3−2が基地局5にメッセージを送信する場合、メッセージは、PC5サイドリンク9を介して送信される前に、送信側によりLTE暗号化される。(これらの送信はMTC UE3−2に固有の暗号鍵を使用するため)中継UE3−1は、MTC UE3−2を目的とする、基地局5により送信されるメッセージを復号することも、基地局5への後続送信(onward transmission)を目的とする、MTC UE3−2により送信されるメッセージを復号することもできない。したがって、PC5サイドリンク9を介して、MTC UE3−2により中継UE3−1に送信されるメッセージは、中継UE3−1が受信したメッセージをどのように処理するのかを知ることを可能とする情報を含む必要がある。同様に、Uuリンクを介して、基地局5により中継UE3−1に送信され、遠隔MTC3−2を目的とするメッセージも、そのメッセージが遠隔MTC UE3−2のためのものであることを識別する必要がある。
共通制御チャネル(CCCH:common control channel)を介して通常送信される制御メッセージ(RRCメッセージ)の場合、メッセージ自体は、メッセージが関連するUEを識別するUE識別子を含む。したがって、基地局5及びMTC UE3−2は、追加の情報無しで、そのような制御メッセージを受信し、処理することが出来る。しかし、専用制御チャネル(DCCH:dedicated control channel)を介して通常送信されるRRCメッセージの場合、受信デバイスは、メッセージを送信するために使用された専用リソースから、メッセージが関係するUEを識別することが通常できるので、メッセージ自体はUE識別子を含まない。しかしながら、本中継シナリオでは、使用される専用リソースは、MTC UE3−2に対してではなく、中継UE3−1に対して専用である。そのため、再度、メッセージが、どのUEに関連するのかを受信デバイスに知らせるためのメカニズムが必要である。
ここで、このデータルーティング問題が、基地局5とRRC Connectionを確立するために、中継UE3−1とサイドリンク9を確立するMTC UE3−2の例示的なシナリオを対処することができる方法を説明する。他のRRCメッセージを処理するための同様のアプローチを取ることが出来る。
図5は、PC5サイドリンク9が確立され、遠隔MTC UE3−2が中継UE3−1を介して基地局5にRRC Connection Requestメッセージを送信することを可能にするために使用される方法を示すタイミング図であり、上記セキュリティオプション1を使用する。
図示するように、ステップs41において、MTC UE3−2及び中継UE3−1は、PC5サイドリンク9が確立できるように、お互いを発見する上述したディスカバリプロセスを実行する。2つのUEがお互いを発見すると、ステップs43において、MTC UE3−2は、PC5サイドリンク9を介して、Random Accessメッセージを中継UE3−1に送信する。そして、ステップs45において、中継UE3−1は、Random Access Response(RAR)メッセージを返す。このRandom Access手順は、MTC UE3−2が自装置と中継UE3−1と同期することを可能にし、中継UE3−1は、MTC UE3−2に一時的識別子(C−RNTI)を割り当てる。この一時的識別子は、中継UE3−1により生成された識別子であってもよく、又は中継目的のために基地局5に登録された時点で中継UE3−1に提供される、このような識別子のセットから選択された識別子であってもよい。
上述したように、MTC UE3−2がPC5サイドリンク9を中継UE3−1と確立する目的は、MTC UE3−2が基地局5にRRC Connection Requestを送信できるようにすることである。したがって、ステップs47において、MTC UE3−2は、データフィールド21及びヘッダフィールド23を有するPC5データメッセージ(図6に示す20)を生成する。MTC UE3−2は、PC5メッセージ20のデータフィールド21に通常のRRC Connection Requestメッセージを配置する。そして、ヘッダフィールド23において、MTC UE3−2は、PC5メッセージが基地局5に対するRRC Connection Requestメッセージと、MTC UE3−2を識別する一時的UE識別子(C−RNTI)とを含むことを識別するデータを含める。ステップs49において、MTC UE3−2は、生成されたPC5メッセージ20を中継UE3−1に暗号化せずに送信する。ステップs51において、中継UE3−1は、送信されたPC5メッセージ20を受信し、ヘッダフィールド23から、データフィールド21が、基地局5に対するRRC Connection Requestメッセージを含むことと、そのメッセージがMTC UE3−2から送信されたこととを判定する。もちろん、RRC Connection Requestメッセージが暗号化されていないので、中継UE3−1は、メッセージそれ自体から、それが(ユーザプレーンデータではなく)RRC Connection Requestメッセージであることと、MTC UE3−2から発信されたこととを判定することができる。しかし、LTE暗号化がMTC UE3−2と基地局5との間で確立された後に送信される他のメッセージに対して、これはできない。
ステップs53において、(既に基地局5とRRC接続状態にある)中継UE3−1は、MTC UE3−2に代わって基地局にRRC Connection Requestを送信する。中継UE3−1は、中継UE3−1と基地局5との間の通信のために確立された、データ無線ベアラ(Data Radio Bearer)又はシグナリング無線ベアラ(Signalling Radio Bearer)を介してこのメッセージを送信する。これらの無線ベアラ(Radio Bearers)を介して送信された通信は、中継UE3−1に固有の暗号鍵を使用して暗号化される。そのため、基地局5は通常、メッセージが中継UE3−1からのものであると仮定する。したがって、ステップs53において送信されたメッセージは、ステップs55において、基地局5が実際には遠隔MTC UE3−2からのものであることを判定できるように送信される。これは、いくつかの異なる方法で達成されてもよい。例えば、追加の情報要素(Information Element)が、(中継UE3−1ではなく)遠隔UEがRRC Connection Requestの発信元であることを示すメッセージに含まれてもよい。又は、好ましい実施形態において、中継UE3−1は、通常使用されるものとは異なる無線ベアラ(RB:Radio Bearer)においてRRC Connection Requestメッセージを送信することにより、他のUEが発信元であることを単に示してもよい。具体的には、現在の要件は、UEがSRB0においてRRC Connection Requestメッセージを基地局5に送信することである。したがって、中継UE3−1が異なる無線ベアラ(データ無線ベアラ(DRB)又は他のシグナリング無線ベアラ‐SRB1又はSRB2又はMTC UE3−2のシグナリングを運ぶ専用の他のSRB)においてRRC Connection Requestを送信する場合、基地局5は、これから、RRC Connection Requestが実際には中継UE3−1から来ているのではなく、他の遠隔UE(この例ではMTC UE3−2)から発信されていることを判定するようにプログラムすることが出来る。
さらに、当業者であれば分かるように、RRC Connection Requestメッセージは共通制御チャネル(Common Control Channel)を介して送信されるメッセージであり、そのため、本メッセージは、SAE一時的モバイル加入者識別子(S−TMSI:SAE Temporary Mobile Subscriber Identity)の形式でメッセージを送信したUEの識別子を含む。このメッセージは、ステップs45において、MTC UE3−2が中継UE3−1により割り当てられたC−RNTI IDも含む。しかし、中継UE3−1を介してMTC UE3−2により送信される他の制御メッセージについては、メッセージ自体は、MTC UE3−2のためのIDを含まないので、(通常、専用制御チャネル(DCCH:Dedicated Control Channel)を介して送信される)これらのメッセージについては、中継UE3−1は、基地局5が、メッセージを送信しているUEを認識することを補償するためのステップを踏まなければならない。
ステップs55において、RRC Connection Requestが他のUEから来ていることを検出することに応じて、基地局5は、コアネットワーク7を介して適切なシグナリング及びデータベアラを確立し、これらの無線ベアラが中継UE3−1を介してルーティングされることを示す情報を格納する。次に、ステップs57において、基地局5は、MTC UE3−2への後続送信(onward transmission)のためにRRC Connection Setupメッセージを返送する。このメッセージは、中継UE3−1に固有の暗号鍵を用いて再び暗号化される。基地局5は、中継UE3−1がステップs59において、メッセージがそれ自体ではなく、MTC UE3‐2に対してであると判定できるようにメッセージを送信する必要がある。前と同様に、これは、メッセージがMTC UE3−2のためのものであることを識別する新しい情報要素(Information Element)を含むことにより達成することが出来る。又は、基地局5は、RRC Connection Setup requestsを運ぶために通常使用されないデータ無線ベアラ又はシグナリング無線ベアラ(つまり、DRB、SRB1又はSRB2又はSRB0ではなくMTC UE3−2のためのメッセージを運ぶために専用である新しいSRB)を介してRRC Connection Setupメッセージを送信することにより、これを単に示すことが出来る。基地局5及び中継UE3−1の両方は、MTC UE3−2の一意のUE−IDを割り当て、認識しなければならない。上述したように、この例示的な実施形態では、中継UE3−1は、PC5サイドリンク9のためのC−RNTIをMTC UE3−2に割り当て、これをRRC Connection Requestメッセージに含める。そして、この例では、基地局5は同一のC−RNTI IDを通常使用し、RRC Connection Setupメッセージにこれを含めるだろう。再び、このRRC Connection Setupメッセージは暗号化されず、MTC UE3−2に固有の暗号化を伴わないので、中継UE3−1は、メッセージ自体から、どのメッセージに関連し、誰のためのものであるかを判定することが出来る。
ステップs61において、中継UE3−1は、RRC Connection Setupメッセージを含む適切なPC5メッセージを生成し、PC5サイドリンク9を介して、それをMTC UE3−2に送信する。
RRC Connection Setupメッセージ内に含まれるMTC UE3−2のC−RNTI IDは、通常、RRC Connection Requestメッセージに含まれるC−RNTI IDと同じであり、ステップs45において中継UEによりMTC UE3−2に割り当てられたものと同一である。しかし、基地局5がこのC−RNTI IDを変更する必要がある場合があってもよい。この場合、RRC Connection Setupメッセージは、MTC UE3−2のための新しいC−RNTI IDを含む。この場合、中継UE3−1は、中継UE3−1がPC5サイドリンク9を介してMTC UE3−2を識別するために使用するC−RNTI IDと、基地局5がMTC UE3−2を識別するために使用するC−RNTI IDとの間のマッピングを維持する必要があるか、又は、基地局5により使用される識別子と同じであるように、中継IDは、MTC UE3−2を識別するために使用されるC−RNTI IDを変更する必要がある。後者のオプションは、メッセージングの観点から見て最も簡単な形式である。
ステップs63において、中継UE3−1及びMTC UE3−2は、MTC UE3−2を識別するために、PC5サイドリンク9を介して使用されるUE IDを確認する。そして、ステップs64において、中継UE3−1及び基地局5は、メッセージのヘッダに識別子を追加することによるのか、又はMTC UE3−2のためのメッセージを運ぶのに専用の新しい無線ベアラを介してメッセージを送信することによるのか等、MTC UE3−2のためのメッセージがどのように処理されるのかをお互いに確認する。これにより、ステップs65及びs67において、MTC UE3−2及び中継UE3−1は、基地局5とのUuリンクを介し、PC5サイドリンク9を介して送信されるメッセージを正しく識別するために正しい識別子を使用することが出来る。
ステップs69において、MTC UE3−2及び基地局5は、既存のLTEセキュリティ手順に従って、それら自身の間の通信を保護するために使用される暗号鍵を導出する。したがって、この時点の後、MTC UE3−2が基地局5のためにメッセージを生成する場合、メッセージを暗号化し、ステップs71において中継UE3−1に送られるPC5メッセージ20のデータフィールド21に暗号化されたメッセージを含める。ステップs73において、中継UE3−1は、MTC UEの暗号化鍵にアクセスすることが出来ないので、データフィールド21においてメッセージを暗号化することが出来ない。したがって、中継UE3−1は、MTC UE3−2が送信したRRCメッセージをもはや開くことが出来ず、メッセージが何に関係するのか、そして誰から送信されたメッセージであるのかを知ることが出来ない。そのため、ステップs73において、中継UE3−1は、メッセージを送信した基地局に通知することが出来るように、PC5ヘッダフィールド23に含まれるMTC UE3−2のためのUE IDを検索する。ステップs75において、中継UE3−1は、MTC UE暗号化メッセージを含む新しいメッセージを生成する。新しいメッセージは、送信者として中継UE3−1を識別し、中継UEの暗号化鍵で暗号化され、ステップs77において基地局に送信される。このように、Uuインタフェースを介して基地局5に送信される内部メッセージは、2回暗号化される。中継UE3−1の暗号化鍵で1回、MTC UE3−2の暗号化鍵で1回暗号化される。次に、ステップs77において、メッセージは基地局5に送信される。したがって、ステップs79において、基地局5は、メッセージが中継UE3−1から送信されたことを判定し、中継UE3−1に関連する鍵を用いて第1の復号化を実行し、中継UE3−1からメッセージを運ぶために使用されたリソース、又は第1の復号化の後、メッセージのヘッダのいずれかからMTC UE3−2がメッセージの実際の送信者であることを判定する。次に、基地局5は、MTC UE3−2により送信されたメッセージを回復するために、MTC UE3−2に関連する鍵を用いて内部メッセージを復号化する。
同様に、基地局5がMTC UE3−2にメッセージを送信したい場合、基地局5はまずMTC UE3−2に関連する鍵を用いてメッセージを暗号化する。次に、宛先としてMTC UE3−2を識別するヘッダを追加する。そして、中継UE3−1に関連する鍵を用いて新しいヘッダを有するメッセージを暗号化し、次に、中継UE3−1に暗号化されたメッセージを送信する。そのため、中継UE3−1が自身の鍵を用いてメッセージを復号化する場合、MTC UE3−2のためのUE IDを有するヘッダを見つける。そして、中継UE3−1は、受信したメッセージを、PC5サイドリンク9を介してMTC UE3−2に送信することを知る。アップリンク送信と同様に、MTC UE3−2のためのUE IDを有するヘッダを伴うメッセージを送信する代わりに、基地局5は、MTC UE3−2を目的とするメッセージを運ぶ際に使用する、予め定義されたリソース又は無線ベアラを使用して中継UE3−1にメッセージを送信してもよい。
セキュリティオプション2及び3
図7は、セキュリティがオプション2及び3で確立される方法を示すタイミング図である。図示されているように、オプション2の場合、基地局5は、ステップs91において、PC5サイドリンク9を介して送信される通信を保護する際に使用するための暗号化鍵(SKeNB又は同様のもの)を生成する。ステップs93において、基地局5は、これらの鍵を中継UE3−1のためのメッセージで送信する。このメッセージにある鍵は、中継UE3−1に関連する暗号化鍵を用いて暗号化されるので、オープンな手法によりブロードキャスとされない。ステップs95において、基地局5は、中継UE3−1を介してMTC UE3−2に送信されるメッセージで同一の鍵を送信する。ステップs95において送信される鍵は、MTC UE3−2に関連する鍵で最初に暗号化され、次に中継UE3−1に関連する鍵で暗号化される。そのため、再度、それらはオープンに送信されない。メッセージを受信すると、中継UE3−1は、第2の暗号化を解除し(remove)、MTC UE鍵によってのみ暗号化された鍵がMTC UE3−2に送信される。ステップs97において、中継UE3−1及びMTC UE3−2は、受信された暗号化鍵を使用して、PC5サイドリンク9を介してその後に送信される全ての通信に対して、暗号化(ciphering)及び完全性保護(integrity protection)を実行する。最後に、上記オプション1の通り、ステップs99において、MTC UE3−2及び基地局5の間で送信される通信に対して、LTE暗号化及び完全性保護がMTC UE3−2及び基地局5の間で実行される。あるいは、暗号化鍵は、インターネットサーバを介して共有することが出来る。例えば、MTC UE3−2が中継UE3−1として動作するユーザの携帯電話により認証されるスマートウォッチである場合、両方のデバイスは、インターネットサーバに登録し、相互認証のための安全な鍵をダウンロードすることが出来る。これらの鍵は、PC5サイドリンク9を保護するために使用され、LTEセキュリティは、中継UE3−1及び基地局5の間で送信される通信を保護するために使用される。
オプション3はより簡単である−ステップs101において、中継UE3−1及びMTC UE3−2が、それらの間で、どの暗号鍵がPC5サイドリンク9を保護すべきかを決定する。このオプションでは、MTC UE3−2は、任意のLTEセキュリティを用いてメッセージを暗号化しない。代わりに、MTC UE3−2は、ステップs103において、中継UE3−1に関連するLTEセキュリティパラメータを使用して、Uuインタフェースを介して送信される送信を保護する、中継UE3−1及び基地局5に依存する。
PC5通信のためのリソース
上述したように、PC5サイドリンク9のために使用される通信リソース(時間及び周波数リソース)は、基地局5により要求されるように割り当てられてもよく、又はそれらは、サイドリンク9のために中継UE3−1が使用するための、基地局5により確保されたリソースのプールから、中継UE3−1により割り当てられてもよい。通常のように、サイドリンク9のために使用されるリソースは、サイドリンク9を介して送信されるデータの量が増加又は減少するにつれて変更される必要があり得る。基地局5がサイドリンク9に提供されるリソースを積極的に管理する場合、MTC UE3−2は、基地局5への後続送信(onward transmission)のために、中継UE3−1にStatus Reports及びbuffer Status Reportsを送信する必要がある。そして、基地局5は、サイドリンク9のために利用可能なリソースを変更することが出来る。同様に、中継UE3−1は、自身(中継されていないトラフィック)及びサイドリンクトラフィックのために、基地局5にStatus Reports及びBuffer Status Reportsを提供しなければならない。そして、基地局5は、サイドリンク9のために割り当てられたリソース、及びUuリンクを介して自身の通信のために中継UE3−1により必要とされるリソースを変更することが出来る。
中継UE3−1がサイドリンク9に割り当てられたリソースのプールからリソースを使用する場合、中継UE3−1は、任意の時点でサイドリンク9のために必要なリソースを管理する。したがって、中継UE3−1が利用可能なリソースのプールからサイドリンクに使用されるリソースの選択を管理することが出来るように、MTC UE3−2は、依然として、中継UE3−1にStatus reports及びBuffer Status Reportsを送信する必要がある。中継UE3−1がサイドリンク9に関するStatus Report又はBuffer Status Reportを基地局5に送信する必要がある唯一の時間は、サイドリンク9の通信要件がリソースの利用可能なプールを超えて拡大する場合である。
中継UEのカバレッジエンハンスメント
現在のLTE規格は、基地局5と、悪いカバレッジエリア(レベル1又はレベル2)にあるMTC UE3−2との間で送信されるメッセージの繰り返しを可能にする。送信されるメッセージの繰り返しは、復号利得の向上を可能にし、したがって、低いカバレッジレベルにあるときに送信されたメッセージを回復する改善された能力を可能にする。MTC UEが中継UE3−1を介して送信される場合、同じカバレッジエンハンスメントをサイドリンク9に提供することが出来る。したがって、中継UE3−1は、上述した複合利得を提供するために、利用可能なリソースのプールを使用して、送信されるメッセージの繰り返しを提供してもよい。
このようなカバレッジエンハンスメントの提供は、当初のバッテリで長時間動作するように設計された狭帯域MTC UEに対して最も重要である。このようなUEは、使用することができる各コンポーネントキャリアに対して20MHzの帯域幅を有し得る標準UEとは対照的に、わずか1.4MHzの動作帯域(operating band)である可能性がある。MTC UEの帯域幅は、PC5サイドリンク9が確立される場合に実行されるセットアップ手順の一部として確立され、中継UE3−1は、サイドリンクのために割り当てられるリソースがMTC UE3−2の動作帯域幅内でリソースのプールから割り当てられることを保証しなければならない。
MTC UE
図8は、上述したMTC UE3−2の機能のいくつかを示す機能ブロック図である。図示のように、MTC UE3−2は、1又は複数のアンテナ33を介して基地局5及び/又は他のUE3に信号を送信し、基地局5及び/又は他のUE3から信号を受信するように動作可能なトランシーバ回路31を有する。MTC UE3−2は、MTC UE3−2の動作を制御するコントローラ37を有する。図示のように、コントローラ37は、メモリ39と関連し、トランシーバ回路31に結合される。図8に必ずしも示されていないが、MTC UE3−2は、(ユーザインタフェース35等の)従来のUEの全ての通常の機能を備えてもよく、必要に応じて、ハードウェア、ソフトウェア及びファームウェアのいずれか1つ又は任意の組み合わせにより提供されてもよい。ソフトウェアは、メモリ39に予めインストールされていてもよく、及び/又は通信ネットワークを介して又は例えばリムーバルデータストレージデバイス(RMD:removable data storage device)からダウンロードされてもよい。
コントローラ37は、この例では、メモリ39内に格納されたプログラム命令又はソフトウェア命令によりMTC UE3−2の全体的な動作を制御するように構成される。図示するように、これらのソフトウェア命令は、とりわけ、オペレーティングシステム41、通信制御モジュール43、アプリケーションモジュール45及びPC5通信モジュール48を含む。
通信制御モジュール43は、モバイル通信デバイス3及び基地局5、又はコアネットワークエンティティとの間の通信を制御するための制御信号を処理(例えば、生成、送信及び受信)する。通信制御モジュール43はまた、基地局5、及びコアネットワークエンティティに送信される/基地局5、及びコアネットワークエンティティから送信されるアップリンク/ダウンリンクデータ及びシグナリングの別々のフローを制御する。
アプリケーションモジュール45は、アプリケーションレイヤシグナリングを用いて、遠隔アプリケーションサーバと通信する。アプリケーションモジュール45は、MTC UE3−2により行われる通信の理由を効率的に定義する。例えば、MTC UE3−2は、温度センサから間欠的な読み取りを行い、これらの読み取り値を遠隔監視ステーションに送信するように設計されてもよい。この場合、アプリケーションモジュール45は、関連するセンサ(不図示)からの読み取り値を取得し、それらを遠隔監視ステーションに送信する役割を果たす。アプリケーションモジュール45はまた、例えば、報告された読み取り値の間の期間を変更する等、遠隔監視ステーションから受信する要求に応答してもよい。
PC5通信モジュール48は、中継UE3−1とのPC5サイドリンク9の確立及びセットアップを制御するためのものである。また、上記で説明したProSeディスカバリプロセスを実行し、PC5サイドリンク9を介して通信(メッセージの送受信)を実行することも担当する。PC5通信モジュール48はまた、PC5サイドリンク9を介して送信されるメッセージの繰り返しを制御し、カバレッジエンハンスメントが実行される必要がある場合、中継UE3−1により繰り返された受信メッセージの組み合わせを制御することも担当する。
中継UE
図9は、本例示的な実施例において使用される中継UE3−1の機能のいくつかを示す機能ブロック図である。図示するように、中継UE3−1は、1又は複数のアンテナ33を介して、基地局5及び/又は他のProSe対応UEに信号を送信し、基地局5及び/又は他のProSe対応UEから信号を受信するように動作可能なトランシーバ回路51を有する。中継UE3−1はまた、中継UE3−1の動作を制御するコントローラ57を有する。コントローラ57はメモリ59と関連し、トランシーバ回路51に結合される。図9に必ずしも示されていないが、中継UE3−1は、(ユーザインタフェース55等の)従来のモバイル通信デバイス3の全ての通常の機能を有し、必要に応じて、ハードウェア、ソフトウェア及びファームウェアのいずれか1つ又は任意の組み合わせにより提供されてもよい。ソフトウェアは、メモリ59に予めインストールされていてもよく、及び/又は通信ネットワークを介して、又は例えばリムーバルデータストレージデバイス(RMD)からダウンロードされてもよい。
コントローラ57は、例えば、メモリ59内に格納されたプログラム命令及びソフトウェア命令により中継UE3−1の全体的な動作を制御するように構成される。図示するように、これらのソフトウェア命令は、とりわけ、オペレーティングシステム61、通信制御モジュール63、PC5通信モジュール68、マッピングモジュール69、及びサイドリンク9を介して使用されるリソースを管理するリソース管理モジュール71を含む。
通信制御モジュール63は、中継UE3−1及び基地局5、又はコアネットワークエンティティとの間の通信を制御する制御信号を処理(例えば、生成、送信及び受信)する。通信制御モジュール43はまた、この目的のために基地局5によりスケジューリングされた通信リソースを用いて、基地局5及びコアネットワークエンティティから送信される/基地局5及びコアネットワークエンティティに送信されるアップリンク/ダウンリンクデータ及びシグナリングの別々のフローを制御する。
PC5通信モジュール68は、MTC UE3−2とのPC5サイドリンク9の確立及びセットアップを制御するためのものである。また、上記で説明したProSeディスカバリプロセスを実行し、PC5サイドリンク9を介して通信(メッセージの送受信)を実行することも担当する。PC5通信モジュール68はまた、PC5サイドリンク9を介して送信されるメッセージの繰り返しを制御し、カバレッジエンハンスメントが実行される必要がある場合、MTC UE3−2により繰り返された受信メッセージの組み合わせを制御することも担当する。
マッピングモジュール69は、PC5サイドリンク9を介して使用されるUE識別子を、基地局5とUuリンクを介して使用される対応する識別子にマッピングすることを担当する。
リソース管理モジュール71は、PC5サイドリンク9のための利用可能なリソースのプールから使用されるリソースを管理することを担当する。リソース管理モジュール71は、MTC UE3−2からStatus Reportsを受信し、それに従って使用される時間及び周波数リソースを制御する。リソース管理モジュール71はまた、リソースの利用可能なプールがPC5サイドリンク9を介してバッファされたデータを通信するのに不十分である場合、基地局5にステータス情報を報告する。
基地局
図10は、図1に示すシステム1の一部を形成する基地局5の機能のいくつかを示す機能ブロック図である。図示するように、基地局5は、1又は複数のアンテナ83を介して遠隔UE3に信号を送信し、遠隔UE3から信号を受信するように動作可能であり、ネットワークインタフェース85を介してコアネットワーク7に信号を送信し、コアネットワーク7から信号を受信するように動作可能なトランシーバ回路81を有する。基地局5は、基地局5の動作を制御するコントローラ87を有する。コントローラ87は、メモリ89に関連し、トランシーバ回路81に結合される。ソフトウェアは、メモリ89に予めインストールされていてもよく、及び/又は通信ネットワークを介して、又は例えばリムーバルデータストレージデバイス(RMD)からダウンロードされてもよい。
コントローラ87は、この例では、メモリ89内に格納されたプログラム命令又はソフトウェア命令により基地局5の全体的な動作を制御するように構成される。図示するように、これらのソフトウェア命令は、とりわけ、オペレーティングシステム91、通信制御モジュール93、中継されるMTC UEコンテキスト制御モジュール97、中継UE構成モジュール99及びスケジューラ101を含む。
通信制御モジュール93は、遠隔UEに送信される通信、及び遠隔UEから送信される通信、及びコアネットワーク7への信号の送信を制御する。
中継されるMTC UEコンテキスト制御モジュール97は、中継UE3−1を介して中継されるMTC UE3−2のためのコンテキスト情報を維持する。このモジュールは、MTC UEが通信しようとする適切な遠隔サーバにコアネットワーク7を介してEPSベアラを確立することを担当する。それはまた、MTC UE3−2を識別し、基地局と接続している中継UE3−1を識別する情報を維持することを担当する。そして、MTC UE3−2に送信されるメッセージが正しい識別子で中継UE3−1に送信され、メッセージが中継UE3−1により正しいMTC UE3−2に確実に転送されるようにする。
中継UE構成モジュール99は、中継UE3−1の構成をProSe中継UEとして支援する。このモジュール99は、中継UE3−1がPC5サイドリンク9に使用できる通信リソースのプールを割り当て、必要であれば、中継UE3−1により中継されるMTC UE3−2に使用するC−RNTI番号のプールを割り当てる。
スケジューラ101は、中継UE3−1がアップリンクにおいてデータを基地局5に送信し、ダウンリンクにおいて基地局5からデータを受信し、サイドリンク9を介してMTC UE3−2と通信することを可能とする通信リソースを有する中継UE3−1をスケジューリングすることを担当する。
変更及び代替
詳細な例示的な実施形態を上記で説明した。当業者であれば理解するように、上述した実施形態は、多くの変更及び代替がされてもよく、そこに具体化される発明についても同様の利点がある。説明のために、多くの代替及び変更を説明する。
中継UEは、任意の数の他のUEと同時に複数の接続を有してもよいことは理解される。1つの中継UE3−1と1つの中継されるUE3−2が存在する上記状況は単に一例である。
上記の例では、中継される経路は、LTE技術を用いて説明された(つまり、基地局と中継移動通信デバイスとの間で使用される通信技術が同じである)。しかしながら、例えば、(基地局と中継UEとの間で使用される通信技術に関係無く)WLAN、Wi−Fi、FlashLinQ、WiMAX、Bluetooth(登録商標)、BLE、ZigBee等の任意の通信技術を用いて中継されてもよいことは理解される。
上記例では、UEは、互いにPC5サイドリンクを確立するために、ディスカバリ手順を実行する。UEは、例えば、システムインフォメーションブロードキャスト(SIB:system information broadcast)メッセージ、マスターインフォメーションブロック(MIB:master information block)メッセージ、情報交換メッセージ、要求/応答ベースのメカニズムの一部を形成するメッセージ等を通信することによる等、互いに任意の適切なメッセージを通信することにより、そのようなディスカバリ手順を実現してもよいことは理解される。
上記の例では、2つのUEは、お互いに直接的なPC5サイドリンクを確立することを可能とした。当業者であれば分かるように、例えば、UEのユーザは、会議通話設定で共に接続されてもよい等、このような接続は3つ又は複数のUE間で確立されてもよい。
さらに、(例えば、MTC UE3−2がカバレッジ外に移動したか、もしくは他の中継UE又は他の基地局にハンドオーバが実施された等)中継UEが中継されたUEがもはや接続されていないと判断した場合、中継UEは、中継UEにもはや接続していない中継されたUEのためのマッピングモジュールを更新するようにしてもよいことは理解される。
上記の例示的な実施形態では、いくつかのソフトウェアモジュールが説明された。当業者であれば理解するように、ソフトウェアモジュールは、コンパイルされた形態又はコンパイルされていない形態で提供されてもよく、コンピュータネットワークを介した信号として、又は記録媒体として中継UE、MTC UE及び基地局に供給されてもよい。さらに、このソフトウェアの一部又は全部により実行される機能は、1又は複数の専用のハードウェア回路を用いて実行されてもよい。しかし、これらの装置の更新を容易にするため、ソフトウェアモジュールの使用が好ましい。
様々な他の修正が当業者には明らかであり、ここではさらに詳細には説明しない。
3GPP用語の用語集:
Figure 2019512990
Figure 2019512990
本発明を例示的な実施形態を参照して具体的に示し説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。 当業者であれば、特許請求の範囲によって規定される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、形態及び詳細の様々な変更を行うことができることを理解するであろう。
本出願は、2016年3月16日に提出された英国特許出願第1604445.5号に基づく優先権を主張し、その開示はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (29)

  1. 他のユーザ装置に中継サービスを提供することができる中継ユーザ装置で動作するように構成される基地局であって、前記基地局は、
    複数の通信リソースを用いて通信リンクを介して通信するように構成されるトランシーバ回路と、
    サイドリンクを介して前記他のユーザ装置と中継通信するように前記中継ユーザ装置を構成し、
    前記基地局から前記中継ユーザ装置へのダウンリンク通信及び前記中継ユーザ装置から前記基地局へのアップリンク通信を前記中継ユーザ装置に提供する際に使用するための通信リソースをスケジューリングし、前記サイドリンクを介して前記他のユーザ装置と通信するために前記中継ユーザ装置により使用される通信リソースをスケジューリングし、
    前記他のユーザ装置により生成された通信制御メッセージを含むメッセージを前記中継ユーザ装置から受信し、
    前記中継ユーザ装置を介して前記基地局と通信する前記他のユーザ装置のための通信コンテキスト情報であって、前記基地局がコアネットワークを介して前記他のユーザ装置からの通信をルーティングすることを可能とし、前記他のユーザ装置のための前記コアネットワークを介して受信される通信が、前記サイドリンクを介し、前記中継ユーザ装置を介して前記他のユーザ装置に送信されることを可能とするための通信コンテキスト情報を維持するように構成されるコントローラと、を含む基地局。
  2. 前記通信コンテキスト情報は、前記他のユーザ装置のための識別情報を含む、請求項1に記載の基地局。
  3. 前記通信コンテキスト情報は、前記サイドリンクを介して前記他のユーザ装置を処理するために前記中継ユーザ装置により使用される識別子を含む、請求項2に記載の基地局。
  4. 前記通信コンテキスト情報は、前記基地局及び前記コアネットワーク内のノードに前記他のユーザ装置を識別させる一時的モバイル加入者識別子を含む、請求項2又は3に記載の基地局。
  5. 前記コントローラは、前記中継ユーザ装置から受信された前記メッセージが、前記中継ユーザ装置により送信される前記メッセージを運ぶために使用される前記通信リソース、又は前記メッセージに含まれる情報のいずれかから前記他のユーザ装置からのメッセージを含むことを判定するように構成される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の基地局。
  6. 前記コントローラは、復号化されたメッセージを生成するために、前記中継ユーザ装置に関連する鍵を用いて、前記中継ユーザ装置から受信されたメッセージに第1の復号化を実行し、前記他のユーザ装置に関連する鍵を用いて、前記復号化されたメッセージの内容に第2の復号化を実行するように構成される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の基地局。
  7. 他のユーザ装置に対して中継通信サービスを提供するように構成される中継ユーザ装置であって、前記中継ユーザ装置は、
    複数の通信リソースを用いて、通信リンクを介して通信するように構成されるトランシーバ回路と、
    基地局からのダウンリンク通信の受信及び前記基地局へのアップリンク通信の送信を可能とし、サイドリンクを介して前記他のユーザ装置と通信を可能にするために、前記基地局からの通信リソースの割り当てを受信し、
    前記サイドリンクを介して、前記他のユーザ装置により生成された通信制御メッセージを含むメッセージを前記他のユーザ装置から受信し、
    前記アップリンク通信のために前記中継ユーザ装置に割り当てられた通信リソースを用いて、前記基地局への送信のために前記他のユーザ装置により生成された前記通信制御メッセージを含む新しいメッセージを生成するように構成されるコントローラと、を含み、
    前記新しいメッセージは、前記他のユーザ装置のための通信コンテキスト情報であって、前記基地局が、コアネットワークを介して前記他のユーザ装置からの通信をルーティングすること、前記他のユーザ装置のためのメッセージを含む前記基地局からのダウンリンク通信を受信すること、及び前記サイドリンクを介して前記他のユーザ装置へ前記他のユーザ装置のための前記メッセージを送信することを可能にする通信コンテキスト情報を含む、中継ユーザ装置。
  8. 前記通信コンテキスト情報は、前記他のユーザ装置のための識別情報を含む、請求項7に記載の中継ユーザ装置。
  9. 前記通信コンテキスト情報は、前記サイドリンクを介して前記他のユーザ装置を処理するために前記中継ユーザ装置により使用される識別子を含む、請求項8に記載の中継ユーザ装置。
  10. 前記通信コンテキスト情報は、前記基地局及び前記コアネットワーク内のノードに前記他のユーザ装置を識別させる一時的なモバイル加入者識別子を含む、請求項8又は9に記載の中継ユーザ装置。
  11. 前記コントローラは、前記メッセージを送信するために前記基地局が前記他のユーザ装置に関連する通信リソースを使用するか、又は前記送信されたメッセージにおいて前記基地局に前記他のユーザ装置を識別させる情報を含むように構成される、請求項7〜10のいずれか1項に記載の中継ユーザ装置。
  12. 中継ユーザ装置を介して遠隔基地局と通信するように構成されるユーザ装置であって、前記ユーザ装置は、
    複数の通信リソースを用いて、通信サイドリンクを介して前記中継ユーザ装置と通信するように構成されるトランシーバ回路と、
    前記遠隔基地局に対する通信制御メッセージを生成し、
    前記中継ユーザ装置に前記通信サイドリンクを介して前記生成された通信制御メッセージを送信し、
    前記基地局からのメッセージを含み、前記通信サイドリンクを介して前記中継ユーザ装置からの通信を受信するように構成されるコントローラと、を含むユーザ装置。
  13. 前記コントローラは、前記生成された通信制御メッセージを前記中継ユーザ装置に送信する前に、前記基地局及び前記ユーザ装置に固有の暗号化鍵を用いて、前記通信制御メッセージを暗号化するように構成される、請求項12に記載のユーザ装置。
  14. 前記コントローラは、前記中継ユーザ装置に前記ユーザ装置を識別させる情報、及び前記中継ユーザ装置により前記基地局に送信される前記通信制御メッセージを識別する情報のうちの1つ又は両方を前記中継ユーザ装置に提供するように構成される、請求項13に記載のユーザ装置。
  15. 前記通信制御メッセージは、無線リソース制御(RRC:Radio Resource Control)メッセージを含む、請求項12〜14のいずれか1項に記載のユーザ装置。
  16. 前記RRC制御メッセージは、RRC Connection Requestメッセージを含む、請求項15に記載のユーザ装置。
  17. 中継ユーザ装置を介して遠隔基地局と通信するように構成されるユーザ装置であって、前記ユーザ装置は、
    複数の通信リソースを用いて通信するように構成されるトランシーバ回路と、
    前記基地局が前記中継ユーザ装置で動作することができることを示す情報を含むブロードキャスト情報を前記遠隔基地局から受信し、
    前記ブロードキャスト情報を受信することに応じて、前記ユーザ装置を前記遠隔基地局に直接的に接続するために使用されるランダムアクセス手順を実行する前に、前記中継ユーザ装置と接続を確立するために中継ユーザ装置ディスカバリプロセスを前記ユーザ装置に実行させるように構成される、コントローラと、を含むユーザ装置。
  18. 前記コントローラは、前記遠隔基地局から受信された信号の強度を決定するように動作可能であり、前記決定された強度が閾値を下回る場合、前記ユーザ装置に前記中継ユーザ装置ディスカバリプロセスを実行させるように構成される、請求項17に記載のユーザ装置。
  19. 前記コントローラは、前記中継ユーザ装置を発見するために前記ユーザ装置に第1のディスカバリプロセスを実行させるように動作可能であるか、又は前記遠隔基地局によりブロードキャストされる前記ブロードキャスト情報の内容に応じて前記中継ユーザ装置を発見するために前記ユーザ装置に第2のディスカバリプロセスを実行させるように動作可能である、請求項17又は18に記載のユーザ装置。
  20. 他のユーザ装置に中継サービスを提供することができる中継ユーザ装置で動作するように構成される基地局であって、前記基地局は、
    複数の通信リソースを用いて通信リンクを介して通信するように構成されるトランシーバ回路と、
    前記基地局が、前記他のユーザ装置に中継サービスを提供することができる前記中継ユーザ装置で動作することが可能であることをユーザ装置に通知する、ブロードキャストチャネルを介した情報をブロードキャストし、
    サイドリンクを介して前記他のユーザ装置との中継通信するように前記中継ユーザ装置を構成し、
    前記基地局から前記中継ユーザ装置へのダウンリンク通信及び前記中継ユーザ装置から前記基地局へのアップリンク通信を前記中継ユーザ装置に提供する際に使用するための通信リソースをスケジューリングし、前記サイドリンクを介して前記他のユーザ装置と通信するために前記中継ユーザ装置により使用される通信リソースをスケジューリングするように構成されるコントローラと、を含む基地局。
  21. 前記コントローラは、システムインフォメーションブロック(System Information Block)又はページング要求においてケーパビリティ情報をブロードキャストするように構成される、請求項20に記載の基地局。
  22. 中継ユーザ装置が前記基地局に登録されている場合、前記コントローラは前記基地局に登録された既存の中継ユーザ装置が存在するインジケーションをブロードキャストするように構成される、請求項20又は21に記載の基地局。
  23. 前記コントローラは、前記既存の登録された中継ユーザ装置のための識別情報をブロードキャストするように構成される、請求項22に記載の基地局。
  24. 他のユーザ装置に中継サービスを提供することができる中継ユーザ装置で動作する基地局により実行される方法であって、前記方法は、
    サイドリンクを介して前記他のユーザ装置と中継通信するように前記中継ユーザ装置を構成することと、
    前記基地局から前記中継ユーザ装置へのダウンリンク通信及び前記中継ユーザ装置から前記基地局へのアップリンク通信を前記中継ユーザ装置に提供する際に使用され、前記サイドリンクを介して前記他のユーザ装置と通信するために前記中継ユーザ装置により使用される通信リソースをスケジューリングするための通信リソースをスケジューリングすることと、
    前記他のユーザ装置により生成される通信制御メッセージを含むメッセージを前記中継ユーザ装置から受信することと、
    前記中継ユーザ装置を介して前記基地局と通信する前記他のユーザ装置のための通信コンテキスト情報であって、前記基地局がコアネットワークを介して前記他のユーザ装置からの通信をルーティングすることを可能とし、前記他のユーザ装置のための前記コアネットワークを介して受信される通信が、前記サイドリンクを介し、前記中継ユーザ装置を介して前記他のユーザ装置に送信されることを可能とするための通信コンテキスト情報を維持することと、を含む方法。
  25. 他のユーザ装置のための中継通信サービスを提供する中継ユーザ装置により実行される方法であって、前記方法は、
    基地局からのダウンリンク通信の受信及び前記基地局へのアップリンク通信の送信を可能にし、サイドリンクを介して前記他のユーザ装置と通信を可能にするために前記基地局から通信リソースの割り当てを受信することと、
    前記他のユーザ装置により生成された通信制御メッセージを含むメッセージを、前記サイドリンクを介して前記他のユーザ装置から受信することと、
    前記アップリンク通信のために前記中継ユーザ装置により割り当てられた通信リソースを用いて前記基地局への送信のために前記他のユーザ装置により生成された前記通信制御メッセージを含む新しいメッセージを生成することと、を含み、
    前記新しいメッセージは、前記他のユーザ装置のための通信コンテキスト情報であって、前記基地局がコアネットワークを介して前記他のユーザ装置からの通信をルーティングすることを可能とし、前記他のユーザ装置のためのメッセージを含む前記基地局からのダウンリンク通信を受信し、前記サイドリンクを介して前記他のユーザ装置に、前記他のユーザ装置のためのメッセージを送信する通信コンテキスト情報を含む、方法。
  26. 中継ユーザ装置を介して遠隔基地局と通信するユーザ装置において実行される方法であって、前記方法は、
    前記遠隔基地局のための通信制御メッセージを生成することと、
    サイドリンクを介して、前記生成された通信制御メッセージを前記中継ユーザ装置に送信することと、
    前記遠隔基地局からのメッセージを含み、前記サイドリンクを介した前記中継ユーザ装置からの通信を受信することと、を含む方法。
  27. 中継ユーザ装置を介して遠隔基地局と通信するユーザ装置において実行される方法であって、前記方法は、
    前記遠隔基地局が前記中継ユーザ装置で動作することができることを示す情報を含むブロードキャスト情報を前記遠隔基地局から受信することと、
    前記ブロードキャスト情報を受信することに応じて、前記ユーザ装置に前記遠隔基地局と直接的に接続するために使用されるランダムアクセス手順を実行する前に、前記中継ユーザ装置との接続を確立するために前記ユーザ装置に中継ユーザ装置ディスカバリプロセスを実行させることと、を含む方法。
  28. 他のユーザ装置に中継サービスを提供することができる中継ユーザ装置で動作する基地局において実行される方法であって、前記方法は、
    前記基地局が前記他のユーザ装置に前記中継サービスを提供することができる前記中継ユーザ装置で動作することが可能であることをユーザ装置に通知する情報を、ブロードキャストチャネルを介してブロードキャストすることと、
    サイドリンクを介して前記他のユーザ装置と中継通信するように前記中継ユーザ装置を構成することと、
    前記基地局から前記中継ユーザ装置へのダウンリンク通信及び前記中継ユーザ装置から前記基地局へのアップリンク通信を前記中継ユーザ装置に提供する際に使用され、前記サイドリンクを介して前記他のユーザ装置と通信するために前記中継ユーザ装置により使用される通信リソースをスケジューリングする通信リソースをスケジューリングすることと、を含む方法。
  29. プログラム可能な通信デバイスに、請求項1〜6又は請求項20〜23のいずれか1項の基地局として構成されるようにするか、又は請求項7〜19のいずれか1項のユーザ装置として構成されるようにするコンピュータ実装可能命令を含むコンピュータ実装可能命令。
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