JP6673350B2 - リレー選択のための装置及び方法 - Google Patents

Description

本開示は、端末間直接通信（device-to-device（D2D）通信）に関し、特にリレー端末の選択に関する。

いくつかの実装において、無線端末は、他の無線端末と直接的に通信できるよう構成される。このような通信は、device-to-device（D2D）通信と呼ばれる。D2D通信は、ダイレクト通信およびダイレクト・ディスカバリの少なくとも一方を含む。いくつかの実装において、D2D通信をサポートする複数の無線端末は、自律的に又はネットワークの指示に従ってD2D通信グループを形成し、当該D2D通信グループ内の他の無線端末と通信を行う。

3GPP Release 12は、Proximity-based services（ProSe）について規定している（例えば、非特許文献１を参照）。ProSeは、ProSeディスカバリ（ProSe discovery）及びProSeダイレクト通信（ProSe direct communication）を含む。ProSeディスカバリは、無線端末が近接していること（in proximity）の検出を可能にする。ProSeディスカバリは、ダイレクト・ディスカバリ（ProSe Direct Discovery）及びネットワークレベル・ディスカバリ（EPC-level ProSe Discovery）を含む。

ProSeダイレクト・ディスカバリは、ProSeを実行可能な無線端末（ProSe-enabled User Equipment（UE））が他のProSe-enabled UEをこれら２つのUEが有する無線通信技術（例えば、Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) technology）の能力だけを用いて発見する手順により行われる。これに対して、EPC-level ProSe Discoveryでは、コアネットワーク（Evolved Packet Core (EPC)）が２つのProSe-enabled UEsの近接を判定し、これをこれらのUEsに知らせる。ProSeダイレクト・ディスカバリは、３つ以上のProSe-enabled UEsにより行われてもよい。

ProSeダイレクト通信は、ProSeディスカバリ手順の後に、ダイレクト通信レンジ内に存在する２以上のProSe-enabled UEsの間の通信パスの確立を可能にする。言い換えると、ProSeダイレクト通信は、ProSe-enabled UEが、基地局（eNodeB）を含む公衆地上移動通信ネットワーク（Public Land Mobile Network (PLMN)）を経由せずに、他のProSe-enabled UEと直接的に通信することを可能にする。ProSeダイレクト通信は、基地局（eNodeB）にアクセスする場合と同様の無線通信技術（E-UTRA technology）を用いて行われてもよいし、wireless radio access network (WLAN)の無線技術（つまり、IEEE 802.11 radio technology）を用いて行われてもよい。

ProSeダイレクト・ディスカバリ及びProSeダイレクト通信は、UE間のダイレクトインタフェースにおいて行われる。当該ダイレクトインタフェースは、PC5インタフェース又はサイドリンク（sidelink）と呼ばれる。すなわち、ProSeダイレクト・ディスカバリ及びProSeダイレクト通信は、D2D通信の一例である。なお、D2D通信は、サイドリンク通信と呼ぶこともでき、peer-to-peer通信と呼ぶこともできる。

3GPP Release 12では、ProSe functionが公衆地上移動通信ネットワーク（PLMN）を介してProSe-enabled UEと通信し、ProSeディスカバリ及びProSeダイレクト通信を支援（assist）する。ProSe functionは、ProSeのために必要なPLMNに関連した動作に用いられる論理的な機能（logical function）である。ProSe functionによって提供される機能（functionality）は、例えば、（ａ）third-party applications（ProSe Application Server）との通信、（ｂ）ProSeディスカバリ及びProSeダイレクト通信のためのUEの認証、（ｃ）ProSeディスカバリ及びProSeダイレクト通信のための設定情報（例えば、EPC-ProSe-User IDなど）のUEへの送信、並びに（ｄ）ネットワークレベル・ディスカバリ（i.e., EPC-level ProSe discovery）の提供、を含む。ProSe functionは、１又は複数のネットワークノード又はエンティティに実装されてもよい。本明細書では、ProSe functionを実行する１又は複数のネットワークノード又はエンティティを“ProSe function エンティティ”又は“ProSe functionサーバ”と呼ぶ。

さらに、3GPP Release 12は、一方のUEがネットワークカバレッジ外であり、他方のUEがネットワークカバレッジ内であるパーシャルカバレッジ・シナリオについて規定している（例えば、非特許文献１のセクション4.4.3、4.5.4および5.4.4を参照）。パーシャルカバレッジ・シナリオにおいて、カバレッジ外のUEはremote UEと呼ばれ、カバレッジ内かつremote UEとネットワークを中継するUEはProSe UE-to-Network Relayと呼ばれる。ProSe UE-to-Network Relayは、remote UEとネットワーク（E-UTRA network（E-UTRAN）及びEPC）との間でトラフィック（ダウンリンク及びアップリンク）を中継する。

より具体的に述べると、ProSe UE-to-Network Relayは、UEとしてネットワークにアタッチし、ProSe function エンティティ又はその他のPacket Data Network（PDN）と通信するためのPDN connectionを確立し、ProSeダイレクト通信を開始するためにProSe function エンティティと通信する。ProSe UE-to-Network Relayは、さらに、remote UEとの間でディスカバリ手順を実行し、UE間ダイレクトインタフェース（e.g., サイドリンク又はPC5インタフェース）においてremote UEと通信し、remote UEとネットワークとの間でトラフィック（ダウンリンク及びアップリンク）を中継する。Internet Protocol version 4（IPv4）が用いられる場合、ProSe UE-to-Network Relayは、Dynamic Host Configuration Protocol Version 4 (DHCPv4) Server及びNetwork Address Translation (NAT) として動作する。IPv6が用いられる場合、ProSe UE-to-Network Relayは、stateless DHCPv6 Relay Agentとして動作する。

さらに、3GPP Release 13ではProSeの拡張が議論されている（例えば、非特許文献２−８を参照）。当該議論は、ProSe UE-to-Network Relay 及びProSe UE-to-UE Relayを選択するためのリレー選択基準（relay selection criteria）に関する議論、及びリレー選択の配置を含むリレー選択手順に関する議論を含む。ここで、ProSe UE-to-UE Relayは、２つのremote UEの間でトラフィックを中継するUEである。

UE-to-Network Relayのリレー選択の配置に関しては、リモートUEがリレー選択を行う分散（distributed）リレー選択アーキテクチャ（例えば、非特許文献３−５、７、及び８を参照）と、基地局（eNodeB（eNB））等のネットワーク内の要素がリレー選択を行う集中（centralized）リレー選択アーキテクチャ（例えば、非特許文献６及び７を参照）が提案されている。UE-to-Network Relayのリレー選択基準に関しては、リモートUEとリレーUEの間のD2Dリンク品質を考慮すること、リレーUEとeNBの間のバックホールリンク品質を考慮すること、並びにD2Dリンク品質及びバックホールリンク品質の両方を考慮することが提案されている（例えば、非特許文献３−８を参照）。

例えば、非特許文献３−５は、分散（distributed）リレー選択においてD2Dリンク品質及びバックホールリンク品質の両方を考慮することを記載している。一例において、リモートUEは、w * D2D link quality + (1-w) * backhaul link qualityという評価式を用いてD2Dリンク品質及びバックホールリンク品質の両方を考慮する、ここでwは予め設定される定数である（非特許文献３を参照）。幾つかの実装において、リレーUEは、リモートUEによるリレー選択をアシストするために、バックホールリンク（リレーUEとeNBの間）の無線品質を示すディスカバリメッセージを送信する（非特許文献４を参照）。これに代えて、リレーUEは、リモートUEによるリレー選択をアシストするために、バックホールリンクの無線品質を暗示的に（implicitly）リモートUEに示してもよい。バックホールリンクの無線品質を暗示的に示すために、例えば、ディスカバリ信号内の優先度情報（priority information）が使用される（非特許文献５を参照）。

例えば、非特許文献６は、集中（centralized）リレー選択においてD2Dリンク品質及びバックホールリンク品質の両方を考慮することを記載している。一例において、リモートUEはD2Dリンク品質をeNBに報告し、eNBは報告されたD2Dリンク品質と（報告された）バックホールリンク品質を考慮してリモートUEのためのリレーを選択する。バックホールリンク品質は、既存のセルラーネットワークにおけるeNBによる測定又はリレーUEによる測定報告によって取得されてもよい。

例えば、非特許文献７及び８は、eNBが、バックホールリンク品質を考慮して１又は複数のリレー候補（candidate）UEを選択する。これらのリレー候補UEのみがリレーディスカバリ手順においてリモートUEにより発見されることができる。リモートUEは、D2Dリンク品質に基づいて１又は複数のリレー候補の中からリレーを選択する。バックホールリンク品質はeNBによるリレー候補の選択の際に考慮されているから、したがってリモートUEによるリレー選択にも間接的に考慮されている。

本明細書では、ProSe UE-to-Network Relay及びProSe UE-to-UE RelayのようなD2D通信能力およびリレー能力を持つ無線端末を「リレー無線端末」、又は「リレーUE」と呼ぶ。また、リレーUEによる中継サービスを受ける無線端末を「リモート無線端末」又は「リモートUE」と呼ぶ。

3GPP TS 23.303 V12.4.0 (2015-03), "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Proximity-based services (ProSe); Stage 2 (Release 12)", March 2015 3GPP TR 23.713 V1.4.0 (2015-06), "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Study on extended architecture support for proximity-based services (Release 13)", June 2015 3GPP R1-152778, "Support of UE-Network relays", Qualcomm Incorporated, May 2015 3GPP S2-150925, "UE-to-Network Relay conclusions", Qualcomm Incorporated, April 2015 3GPP R1-153087, "Discussion on UE-to-Network Relay measurement", Sony, May 2015 3GPP R2-152560, "Role of eNB when remote UE is in coverage", Qualcomm Incorporated, May 2015 3GPP R1-151965, "Views on UE-to-Network Relay Discovery", NTT DOCOMO, April 2015 3GPP R1-153188, "Discussion on Relay Selection" , NTT DOCOMO, May 2015

上述したように、リレー選択においてD2Dリンク品質及びバックホールリンク品質のいずれか又は両方を考慮することが提案されている。しかしながら、D2Dリンク及びバックホールリンク品質のレベル（大きさ）のみに依存してリレー選択を行うことはいくつかのケースにおいて適切でないかもしれない。例えば、瞬間的な（スナップショットの）D2Dリンク品質の大きさに基づいてD2Dリンク品質が良好なリレーUEを選ぶと、リモートUEと短時間ですれ違うだけのリレーUEを選んでしまうかもしれないし、又はリモートUEから遠ざかる傾向にあるリレーUEを選んでしまうかもしれない。これらの無線端末は、安定したリレー品質をリモートUEに提供できない可能性がある。

したがって、本明細書に開示される実施形態が達成しようとする目的の１つは、安定したリレー品質をもたらすためのリレー選択の改良に寄与する装置、方法、及びプログラムを提供することである。

第１の態様では、リレー選択装置は、メモリと、前記メモリに結合された少なくとも１つのプロセッサとを含む。前記少なくとも１つのプロセッサは、１又は複数のリレー端末の各々とリモート端末の間のデバイス・ツー・デバイス（Ｄ２Ｄ）リンク品質の時間変化を考慮する選択基準（selection criterion）に基づいて、前記１又は複数のリレー端末の中から前記リモート端末に適した少なくとも１つの特定のリレー端末を選択するよう構成されている。

第２の態様では、リレー選択方法は、１又は複数のリレー端末の各々とリモート端末の間のデバイス・ツー・デバイス（Ｄ２Ｄ）リンク品質の時間変化を考慮する選択基準（selection criterion）に基づいて、前記１又は複数のリレー端末の中から前記リモート端末に適した少なくとも１つの特定のリレー端末を選択することを含む。

第３の態様では、プログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、上述の第２の態様に係る方法をコンピュータに行わせるための命令群（ソフトウェアコード）を含む。

上述の態様によれば、安定したリレー品質をもたらすためのリレー選択の改良に寄与する装置、方法、及びプログラムを提供できる。

いくつかの実施形態に係る無線通信ネットワークの構成例を示す図である。 いくつかの実施形態に係る無線通信ネットワークの構成例を示す図である。 いくつかの実施形態に係るリレーを開始するための手順の一例を示すシーケンス図である。 いくつかの実施形態に係るリレーを開始するための手順の一例を示すシーケンス図である。 第１の実施形態に係るリレー選択手順の一例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係るリレー選択手順の一例を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係るリレー選択手順の一例を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係るリレー選択手順を説明するためのD2Dリンク品質とバックホールリンク品質の関係の一例を示すグラフである。 第４の実施形態に係るリレー選択手順の一例を示すフローチャートである。 第５の実施形態に係るリモートUEの動作の一例を示すフローチャートである。 いくつかの実施形態に係る無線端末の構成例を示すブロック図である。 いくつかの実施形態に係る基地局の構成例を示すブロック図である。 いくつかの実施形態に係るD2Dコントローラの構成例を示すブロック図である。

以下では、具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。

＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態を含むいくつかの実施形態に係る無線通信ネットワークの構成例を示している。具体的には、図１は、UE-to-Network Relayに関する例を示している。すなわち、リモートUE１は、少なくとも１つの無線トランシーバを有し、D2Dリンク１０２（e.g., PC5インタフェース又はサイドリンク）上で１又は複数のリレーUE２とD2D通信（e.g., ProSeダイレクト・ディスカバリ及びProSeダイレクト通信）を行うよう構成されている。また、図１には示されていないが、リモートUE１は、１又は複数の基地局３により提供されるセルラーカバレッジ３１内においてセルラー通信を行うよう構成されている。

リレーUE２は、少なくとも１つの無線トランシーバを有し、セルラーカバレッジ３１内において基地局３とのセルラーリンク１０１においてセルラー通信を行うとともに、D2Dリンク１０２上でリモートUE１とD2D通信（e.g., ProSeダイレクト・ディスカバリ及びProSeダイレクト通信）を行うよう構成されている。

基地局３は、無線アクセスネットワーク（i.e., E-UTRAN）内に配置されたエンティティであり、１又は複数のセルを含むセルラーカバレッジ３１を提供し、セルラー通信技術（e.g., E-UTRA technology）を用いてリレーUE２とセルラーリンク１０１において通信することができる。さらに、基地局３は、リモートUE１がセルラーカバレッジ３１内にいる場合に、リモートUE１とセルラー通信を行うよう構成されている。

コアネットワーク（i.e., Evolved Packet Core（EPC））４は、複数のユーザープレーン・エンティティ（e.g., Serving Gateway (S-GW)及びPacket Data Network Gateway (P-GW)）、及び複数のコントロールプレーン・エンティティ（e.g., Mobility Management Entity（MME）及びHome Subscriber Server（HSS））を含む。複数のユーザープレーン・エンティティは、基地局３を含む無線アクセスネットワークと外部ネットワークとの間でリモートUE１及びリレーUE２のユーザデータを中継する。複数のコントロールプレーン・エンティティは、リモートUE１及びリレーUE２のモビリティ管理、セッション管理（ベアラ管理）、加入者情報管理、及び課金管理を含む様々な制御を行う。

いくつかの実装において、近接サービス（e.g., 3GPP ProSe）を利用するために、リモートUE１及びリレーUE２は、基地局３及びコアネットワーク４を介してD2Dコントローラ５と通信するよう構成される。例えば、3GPP ProSeの場合、D2Dコントローラ５は、ProSe function エンティティに相当する。リモートUE１及びリレーUE２は、例えば、D2Dコントローラ５によって提供されるネットワークレベル・ディスカバリ（e.g., EPC-level ProSe Discovery）を利用してもよいし、D2D通信（e.g., ProSeダイレクト・ディスカバリ及びProSeダイレクト通信）のリモートUE１及びリレーUE２における起動（有効化、activation）を許可することを示すメッセージをD2Dコントローラ５から受信してもよいし、セルラーカバレッジ３１におけるD2D通信に関する設定情報をD2Dコントローラ５から受信してもよい。

図１の例では、リレーUE２は、UE-to-Network Relayとして動作し、リモートUE１とセルラーネットワーク（基地局３及びコアネットワーク４）の間でのリレー動作をリモートUE１に提供する。言い換えると、リレーUE２は、リモートUE１に関するデータフロー（トラフィック）をリモートUE１とセルラーネットワーク（基地局３及びコアネットワーク４）との間で中継する。これにより、リモートUE１は、リレーUE２及びセルラーネットワーク（基地局３及びコアネットワーク４）を経由して外部ネットワーク６内のノード７と通信することができる。

図１の例では、リモートUE１は、セルラーカバレッジ３１の外に位置している（アウト・オブ・カバレッジ）。しかしながら、リモートUE１は、セルラーカバレッジ３１内に位置してもよく、何らかの条件（例えば、ユーザーによる選択）に基づいてセルラーネットワーク（基地局３及びコアネットワーク４）に接続不能な状態であってもよい。リモートUE１は、セルラーネットワークに接続できない条件の場合に（e.g., カバレッジ外）、リレーUE２とのD2D通信（e.g., ダイレクト通信）を行う。

リモートUE１がセルラーネットワークに接続不能であることは、セルラーネットワーク内の１又は複数の基地局３から送信される無線信号の受信品質（e.g., Reference Signal Received Power（RSRP）又はReference Signal Received Quality（RSRQ））が所定の閾値以下であることにより判定されてもよい。言い換えると、リモートUE１は、セルラーネットワークの無線信号を正常に受信できないことにより、セルラーネットワークに接続不能であることを判定してもよい。これに代えて、リモートUE１は、いずれかの基地局３からの無線信号を受信できるものの、コアネットワーク４への接続（アタッチ）を拒絶された場合に、セルラーネットワークに接続不能であることを判定してもよい。これに代えて、リモートUE１は、ユーザの指示又はセルラーネットワーク内の制御装置（e.g., 基地局３、D2Dコントローラ５、又はOperation Administration and Maintenance（OAM）サーバ）の指示により強制的にセルラーネットワークとの接続を切断又は不活性化（deactivate）する場合に、セルラーネットワークに接続不能であることを判定してもよい。

図２は、本実施形態を含むいくつかの実施形態に係る無線通信ネットワークの構成の他の例を示している。具体的には、図２は、UE-to-UE Relayに関する例を示している。図２の例では、リレーUE２は、UE-to-UE Relayとして動作し、リモートUE１ＡとリモートUE１Ｂの間でトラフィックを中継する。言い換えると、リレーUE２は、one-to-one D2Dリンク２０１においてリモートUE１ＡとD2D通信（e.g., ProSeダイレクト・ディスカバリ及びProSeダイレクト通信）を行い、one-to-one D2Dリンク２０２においてリモートUE１ＢとD2D通信を行う。

リモートUE１Ａ及び１Ｂ並びにリレーUE２は、無線インフラストラクチャ・ネットワーク８と通信するよう構成されてもよい。無線インフラストラクチャ・ネットワーク８は、無線端末間のD2D通信に比べて継続的な通信を提供する。無線インフラストラクチャ・ネットワーク８は、図１に示された基地局３及びコアネットワーク４を含むセルラーネットワークを含んでもよい。セルラーネットワークは、例えば、Universal Mobile Telecommunications System（UMTS）、Long Term Evolution（LTE）、CDMA2000（1xRTT、High Rate Packet Data（HRPD））システム、Global System for Mobile communications（GSM（登録商標））/General packet radio service（GPRS）システム、WiMAX（IEEE 802.16-2004）、又はモバイルWiMAX（IEEE 802.16e-2005）であってもよい。さらに又はこれに代えて、無線インフラストラクチャ・ネットワーク８は、インフラストラクチャー・モードのWireless Local Area Network（WLAN）（IEEE 802.11）、例えば公衆WLAN、を含んでもよい。

なお、UE-to-UE Relayに関する図２のリモートUE１Ａに着目すると、リレーUE２と他のリモートUE１Ｂとの間のD2Dリンク２０２はバックホールリンクとみなすことができる。すなわち、本明細書におけるバックホールリンクは、着目するリモートUE１のトラフィックを中継するためにリレーUE２が使用するネクストホップ・ノード（e.g., 基地局３又は他のリモートUE１）との間の無線リンクを意味する。したがって、本明細書におけるバックホールリンクは、基地局３とリレーUE２の間のセルラーリンク（Wide Area Network（WAN）リンク）であってもよいし、着目するリモートUE１ではない他のリモートUE１とリレーUE２との間のD2Dリンクであってもよい。

続いて、以下では、本実施形態を含むいくつかの実施形態に係るリレーを開始するための手順について図３及び図４を用いて説明する。リレーを開始するためには、リモートUE１が利用できるリレーUE２を発見するための“リレーディスカバリ”と、発見された１又は複数のリレーUE２の中からリモートUE１に適した少なくとも１つの特定のリレーUEを選択する“リレー選択”が必要である。既に説明したように、リレー選択は、幾つかの実装においてリモートUE１により行われ（i.e., 分散（distributed）リレー選択）、他の実装において基地局３などのネットワーク要素により行われる（i.e., 集中（centralized）リレー選択）。

図３は、分散リレー選択を伴う手順の一例（処理３００）を示している。ブロック３０１では、リモートUE１及びリレーUE２は、リモートUE１がUE-to-Network Relay又はUE-to-UE RelayとしてのリレーUE２を発見するためのリレーディスカバリ手順を実行する。例えば、いわゆるアナウンスメント・モデル（モデルA）に従って、リレーUE２がディスカバリ信号を送信し、リモートUE１はリレーUE２からのディスカバリ信号を検出することによってリレーUE２を発見してもよい。これに代えて、いわゆる依頼（solicitation）／応答（response）モデル（モデルB）に従って、リモートUE１がリレーを希望すること示すディスカバリ信号を送信し、リレーUE２が当該ディスカバリ信号に対する応答メッセージをリモートUE１に送信し、リモートUE１はリレーUE２からの応答メッセージを受信することによってリレーUE２を発見してもよい。

リレーUE２から送信されるディスカバリ信号（モデルA）及び応答メッセージ（モデルB）は、リレーUE ID及びバックホールリンク品質を含んでもよい。バックホールリンク品質は、ネクストホップ・ノード（e.g., 基地局３又は他のリモートUE１）から送信される信号の各リレーUE２での受信品質（e.g., RSRP、RSRQ、又はsignal-to-interference plus noise ratio（SINR））；ネクストホップ・ノードと各リレーUE２の間のデータレート又はスループット；各リレーUE２とネクストホップ・ノードとの間の通信の遅延時間；及び、各リレーUE２とネクストホップ・ノードとの間の通信に適用される変調方式および符号化率（e.g., Modulation and Coding Scheme (MCS) index）；のうち少なくとも１つを含んでもよい。

ブロック３０２では、リモートUE１は、ブロック３０１で発見された１又は複数のリレーUE２の中から、適切な少なくとも１つの特定のリレーUE２を選択する。本実施形態に係るリレー選択基準（relay selection criterion）の詳細については後述する。

ブロック３０３では、リモートUE１は、選択された少なくとも１つの特定のリレーUEのいずれかとone-to-one D2D通信（ダイレクト通信）のためのコネクションを確立する。例えば、リモートUE１は、ダイレクト通信要求（又はリレー要求）をリレーUE２に送信してもよい。リレーUE２は、ダイレクト通信要求（又はリレー要求）の受信に応答して、相互認証（mutual authentication）のための手順を開始してもよい。

一方、図４は、集中リレー選択の一例（処理４００）を示している。ブロック４０１では、ブロック３０１と同様に、リモートUE１及びリレーUE２は、リモートUE１がUE-to-Network Relay又はUE-to-UE RelayとしてのリレーUE２を発見するためのリレーディスカバリ手順を実行する。

ブロック４０２では、リモートUE１は、測定報告を基地局３に送信する。測定報告は、ブロック４０１で発見された１又は複数のリレーUE２に関し、例えば、D2Dリンク品質（リモートUE１とリレーUE２の間）を含む。D2Dリンク品質は、例えば、受信電力、signal-to-interference plus noise ratio（SINR）、及びデータレート（又はスループット）のうち少なくとも１つを含んでもよい。さらに、測定報告は、既存の測定報告と同様に、リモートUE１と基地局３の間のセルラーリンク品質を含んでもよい。さらに、測定報告は、バックホールリンク品質（基地局３とリレーUE２の間）を含んでもよい。

ブロック４０２では、基地局３は、報告されたリモートUE１とリレーUE２の間のD2Dリンク品質、報告されたリモートUE１と基地局３の間のリンク品質、及び基地局３とリレーUE２の間のバックホールリンク品質に基づいて、リモートUE１により発見された１又は複数のリレーUE２の中から、適切な少なくとも１つの特定のリレーUE２を選択する。基地局３とリレーUE２の間のバックホールリンク品質は、リモートUE１からの測定報告に含まれてもよい。あるいは、特にUE-to-Network Relayの場合に、バックホールリンク品質は、基地局３が各リレーUE２からアップリンク信号を測定することで取得してもよい。言い換えると、バックホールリンク品質は、各リレーUE２から送信されるアップリンク信号の基地局３での受信品質であってもよい。本実施形態に係るリレー選択基準（relay selection criterion）の詳細については後述する。

ブロック４０４では、基地局３は、選択された特定のリレーUE２への接続をリモートUE１に指示する。ブロック４０５では、リモートUE１は、基地局３から指示に従って、特定のリレーUEとone-to-one D2D通信（ダイレクト通信）のためのコネクションを確立する。

なお、図４の例において、リレー選択（ブロック４０３）は、基地局３とは異なる他のネットワーク要素、例えばD2Dコントローラ５により行われてもよい。

続いて以下では、本実施形態に係るリレー選択基準の具体例について説明する。本実施形態に係るリレー選択基準では、D2Dリンク品質の時間変化が考慮される。すなわち、リレー選択エンティティは、１又は複数のリレーUE２の各々とリモートUE１の間のD2Dリンク品質の時間変化を表すパラメータを考慮する選択基準（selection criterion）に基づいて、これら１又は複数のリレーUE２の中からリモートUE１に適した少なくとも１つの特定のリレーUEを選択するよう構成されている。なお、上述の説明から理解されるように、本実施形態に係るリレー選択エンティティは、分散リレー選択アーキテクチャであればリモートUE１であってもよいし、集中リレー選択アーキテクチャであればネットワーク要素（e.g., 基地局３又はD2Dコントローラ５）であってもよい。

D2Dリンク品質は、例えば、受信電力（e.g., RSRP又はRSRQ）、signal-to-interference plus noise ratio（SINR）、及びデータレートのうち少なくとも１つを含んでもよい。

D2Dリンク品質の時間変化を表すパラメータは、例えば、D2Dリンク品質の時間変化の大きさ、D2Dリンク品質の時間変化の速さ、及びD2Dリンク品質の時間変化の傾向のうち少なくとも１つを示してもよい。いくつかの実装において、D2Dリンク品質の時間変化の大きさ、速さ、又は傾向を示すために、当該パラメータは、D2Dリンク品質の複数の計測値の差分（微分値（time derivative））から導かれてもよい。さらに又はこれに代えて、D2Dリンク品質の時間変化の大きさ又は傾向を示すために、当該パラメータは、D2Dリンク品質の統計的ばらつき（statistical variability、statistical dispersion）を表してもよい。統計的ばらつきを表すために、当該パラメータは、D2Dリンク品質の分散（variance）、標準偏差（standard deviation）、又は四分位範囲（interquartile range（IQR））を含んでもよい。

いくつかの実装において、リレー選択基準は、D2Dリンク品質（リモートUE１とリレーUE２の間）の時間変化の大きさが小さいリレーUE２ほどリモートUE１のための特定のリレーUEとして選択されやすくなるように定義されてもよい。D2Dリンク品質（リモートUE１とリレーUE２の間）の時間変化の大きさが小さいリレーUE２は、リモートUE１に安定したD2Dリンク品質を提供できると期待でき、したがってリレーUE２は安定した総体的な（overall）リレー品質を提供できると期待できる。

一例として、リレー選択基準は、例えば、以下の式（１）によって定義されてもよい：

ここで、DQ_ij(t)は、時刻tにおけるリレーUE２（UE i）とリモートUE１（UE j）の間のD２Dリンク品質であり、f_ijは、D2Dリンク品質の時間変化の大きさ（絶対値）を表すパラメータである。なお、式（１）のarg min演算子（operator）は、f_ijがその最小値となるUE iの集合を参照する。言い換えると、式（１）は、D2Dリンク品質の変化の大きさを表すパラメータf_ijがその最小値となる少なくとも１つのリレーUE２（UE i）がリモートUE１（UE j）のために選択されることを示す。

あるいは、いくつかの実装において、リレー選択基準は、D2Dリンク品質（リモートUE１とリレーUE２の間）の時間変化の速さが小さいリレーUE２ほどリモートUE１のための特定のリレーUEとして選択されやすくなるように定義されてもよい。D2Dリンク品質（リモートUE１とリレーUE２の間）の時間変化の速さが小さいリレーUE２は、リモートUE１に安定したD2Dリンク品質を提供できると期待でき、したがってリレーUE２は安定した総体的な（overall）リレー品質を提供できると期待できる。言い換えると、リレー選択の際にD2Dリンク品質の時間変化の速さを考慮することで、リモートUE１と短時間ですれ違うだけのリレーUE２を選んでしまう可能性を低減できる。

一例として、D2Dリンク品質の時間変化の速さを表すパラメータは、単位時間あたりのD2Dリンク品質の変化の大きさであってもよいし、D2Dリンク品質の時間微分値（time derivative）の絶対値であってもよい。

あるいは、いくつかの実装において、リレー選択基準は、D2Dリンク品質（リモートUE１とリレーUE２の間）が徐々に良くなっていく時間変化の傾向を持つリレーUE２が当該傾向を持たないリレーUE２よりもリモートUE１のための特定のリレーUEとして選択されやすくなるように定義されてもよい。D2Dリンク品質（リモートUE１とリレーUE２の間）が徐々に良くなっていくことは、リレーUE２とリモートUE１が互いに近づく傾向にあると判断でき、したがってリレーUE２は安定した総体的な（overall）リレー品質を提供できると期待できる。言い換えると、リレー選択の際にD2Dリンク品質の時間変化の傾向を考慮することで、リモートUE１から遠ざかる傾向にあるリレーUE２を選んでしまう可能性を低減できる。

一例として、D2Dリンク品質の時間変化の傾向を示すパラメータは、D2Dリンク品質の時間微分値の和（sum of time derivatives）であってもよい。D2Dリンク品質の時間微分値の和は、D2Dリンク品質が徐々に良くなる傾向が強いほど大きな正の値となり、D2Dリンク品質が徐々に悪くなる傾向が強いほど大きな負の値となる。一方、D2Dリンク品質に変動がない場合には、D2Dリンク品質の時間微分値の和はゼロに近づく。さらに、D2Dリンク品質が頻繁に増減する場合も、D2Dリンク品質の時間微分値の和はゼロに近づく。

上述したD2Dリンク品質の時間変化を考慮するリレー選択基準の幾つかの例は、適宜組合せて使用されてもよい。

図５は、本実施形態に係るリレー選択エンティティ（e.g., リモートUE１、基地局３、又はD2Dコントローラ５）によって行われるリレー選択手順の一例（処理５００）を示すフローチャートである。ブロック５０１では、リレー選択エンティティは、１又は複数のリレーUE２の各々とリモートUE１との間のD2Dリンク品質の測定結果を取得する。既に説明したように、当該測定結果は、リモートUE１によって取得され、リレー選択エンティティとしてのリモートUE１によって使用されてもよい。あるいは、当該測定結果は、リモートUE１又は各リレーUE２によって取得され、リレー選択エンティティとしての基地局３又はD2Dコントローラ５にリモートUE１又は各リレーUE２から報告されてもよい。

ブロック５０２では、リレー選択エンティティは、D2Dリンク品質の時間変化を表すパラメータを考慮するリレー選択基準に基づいて、１又は複数のリレーUE２の中からリモートUE１に適した少なくとも1つの特定のリレーUE２を選択する。

なお、リレー選択がネットワークノード（e.g.,基地局３、又はD2Dコントローラ５）で行われる場合、リモートUE１は、D2Dリンク品質の時間変化（e.g., 時間変化の大きさ、速さ、又は傾向）を表すパラメータを含む測定報告をブロック５０１において送信してもよい。

以上の説明から理解されるように、本実施形態では、リレー選択基準として、D2Dリンク品質の時間変化（例えば、時間変化の大きさ、速さ若しくは傾向又はこれらの任意の組合せ）が考慮される。これにより、例えば、D2Dリンク品質の変動が大きいリレーUE２を選択してしまう可能性を低減でき、リモートUE１と短時間ですれ違うだけのリレーUE２を選んでしまう可能性を低減でき、又はリモートUE１から遠ざかる傾向にあるリレーUE２を選択する可能性を低減することが期待できる。したがって、本実施形態に係るリレー選択基準及びリレー選択手順は、安定した総体的な（overall）リレー品質をもたらすためのリレー選択の改良に寄与できる。また、本実施形態に係るリレー選択基準及びリレー選択手順は、頻繁なリレー再選択を抑制できる。

＜第２の実施形態＞
本実施形態では、第１の実施形態で説明されたリレー選択基準及びリレー選択手順の変形が説明される。本実施形態に係る無線通信ネットワークの構成例およびリレー開始手順例は、図１〜図４と同様である。

本実施形態に係るリレー選択基準は、D2Dリンク品質（リモートUE１とリレーUE２の間）の時間変化に加えて、バックホールリンク品質（ネクストホップ・ノードとリレーUE２の間）の時間変化を考慮する。既に説明したように、ネクストホップ・ノードは、UE-to-Network Relayの場合では基地局３であり、UE-to-UE Relayの場合では着目するリモートUE１とは別の他のリモートUE１である。

本実施形態に係るリレー選択エンティティ（e.g., リモートUE１、基地局３又はD2Dコントローラ５）は、リレー選択の際に、各リレーUE２とネクストホップ・ノードとの間のバックホールリンク品質の時間変化の大きさ、時間変化の速さ、又は時間変化の傾向をさらに考慮するよう構成されている。バックホールリンク品質の時間変化を表すパラメータは、第１の実施形態で説明されたD2Dリンク品質の時間変化を表すパラメータと同様に定義されてもよい。すなわち、バックホールリンク品質の時間変化を表すパラメータは、バックホールリンク品質の複数の計測値の差分（微分値（time derivative））から導かれてもよい。さらに又はこれに代えて、バックホールリンク品質の時間変化の大きさ又は傾向を示すために、当該パラメータは、バックホールリンク品質の統計的ばらつき（statistical variability、statistical dispersion）を表してもよい。統計的ばらつきを表すために、当該パラメータは、バックホールリンク品質の分散（variance）、標準偏差（standard deviation）、又は四分位範囲（interquartile range（IQR））を含んでもよい。

バックホールリンク品質の時間変化は、例えば、第１の実施形態で説明されたD2Dリンク品質の時間変化と同様にリレー選択において考慮されてもよい。すなわち、いくつかの実装において、リレー選択基準は、バックホールリンク品質（ネクストホップ・ノードとリレーUE２の間）の時間変化の大きさが小さいリレーUE２ほどリモートUE１のための特定のリレーUEとして選択されやすくなるように定義されてもよい。バックホールリンク品質（ネクストホップ・ノードとリレーUE２の間）の時間変化の大きさが小さいリレーUE２は、リモートUE１に安定したバックホールリンク品質を提供できると期待でき、したがって安定した総体的な（overall）リレー品質を提供できると期待できる。

一例として、リレー選択基準は、例えば、以下の式（２）〜（４）によって定義されてもよい：

ここで、DQ_ij(t)は、時刻tにおけるリレーUE２（UE i）とリモートUE１（UE j）の間のD２Dリンク品質であり、RBQ_i(t)は、時刻tにおけるリレーUE２（UE i）とネクストホップ・ノードの間のバックホールリンク品質であり、重みw₁は予め設定される０以上１以下の定数であり、f_ijは、D2Dリンク品質の時間変化の大きさ（絶対値）及びバックホールリンク品質の時間変化の大きさ（絶対値）の両方を考慮するパラメータである。

あるいは、いくつかの実装において、リレー選択基準は、バックホールリンク品質（ネクストホップ・ノードとリレーUE２の間）の時間変化の速さが小さいリレーUE２ほどリモートUE１のための特定のリレーUEとして選択されやすくなるように定義されてもよい。バックホールリンク品質（ネクストホップ・ノードとリレーUE２の間）の時間変化の速さが小さいリレーUE２は、リモートUE１に安定したバックホールリンク品質を提供できると期待でき、したがってリレーUE２は安定した総体的な（overall）リレー品質を提供できると期待できる。言い換えると、リレー選択の際にバックホールリンク品質の時間変化の速さを考慮することで、セルラーカバレッジ３１（特に、セルラー電力の変化量が大きい領域）を高速で通過するリレーUE２を選んでしまう可能性を低減できる。

一例として、バックホールリンク品質の時間変化の速さを表すパラメータは、単位時間あたりのバックホールリンク品質の変化の大きさであってもよいし、バックホールリンク品質の時間微分値（time derivative）の絶対値であってもよい。

あるいは、いくつかの実装において、リレー選択基準は、バックホールリンク品質（ネクストホップ・ノードとリレーUE２の間）が徐々に良くなっていく時間変化の傾向を持つリレーUE２が当該傾向を持たないリレーUE２よりもリモートUE１のための特定のリレーUEとして選択されやすくなるように定義されてもよい。バックホールリンク品質（ネクストホップ・ノードとリレーUE２の間）が徐々に良くなっていくことは、リレーUE２がカバレッジホール又はカバレッジ外から遠ざかりつつあると判断でき、したがってリレーUE２は継続して良好なセルラー通信環境に留まることが期待できる。言い換えると、リレー選択の際にバックホールリンク品質の時間変化の傾向を考慮することで、セル中央から遠ざかる傾向又はセル端に近づく傾向にあるリレーUE２を選んでしまう可能性を低減できる。

一例として、バックホールリンク品質の時間変化の傾向を示すパラメータは、バックホールリンク品質の時間微分値の和（sum of time derivatives）であってもよい。

上述したバックホールリンク品質の時間変化を考慮するリレー選択基準の幾つかの例は、適宜組合せて使用されてもよい。

図６は、本実施形態に係るリレー選択エンティティ（e.g., リモートUE１、基地局３、又はD2Dコントローラ５）によって行われるリレー選択手順の一例（処理６００）を示すフローチャートである。ブロック６０１では、リレー選択エンティティは、１又は複数のリレーUE２の各々とリモートUE１との間のD2Dリンク品質の測定結果を取得する。既に説明したように、当該測定結果は、リモートUE１によって取得され、リレー選択エンティティとしてのリモートUE１によって使用されてもよい。あるいは、当該測定結果は、リモートUE１又は各リレーUE２によって取得され、リレー選択エンティティとしての基地局３又はD2Dコントローラ５にリモートUE１又は各リレーUE２から報告されてもよい。

ブロック６０２では、リレー選択エンティティは、各リレーUE２のバックホールリンク品質の測定結果を取得する。既に説明したように、各リレーUE２は、バックホールリンク品質を測定するとともに、バックホールリンク品質の測定結果をリレーディスカバリの際にリモートUE１にディスカバリ信号又は応答メッセージを用いて知らせてもよい。リレー選択エンティティとしてのリモートUE１は、各リレーUE２から受信したバックホールリンク品質をリレー選択のために使用してもよい。これに代えて、リモートUE１は、リレー選択エンティティとしてのネットワークノード（e.g., 基地局３又はD2Dコントローラ５）に各リレーUE２から受信したバックホールリンク品質を報告してもよい。これに代えて、リレー選択エンティティとしてのネットワークノード（e.g., 基地局３又はD2Dコントローラ５）は、基地局３によって測定された各リレーUE２からのアップリンク受信号の受信品質をバックホールリンク品質として使用してもよい。

ブロック６０３では、リレー選択エンティティは、D2Dリンク品質の時間変化及びバックホールリンク品質の時間変化の両方を考慮するリレー選択基準に基づいて、１又は複数のリレーUE２の中からリモートUE１に適した少なくとも１つの特定のリレーUE２を選択する。

なお、リレー選択がネットワークノード（e.g.,基地局３、又はD2Dコントローラ５）で行われる場合、リモートUE１は、D2Dリンク品質の時間変化（e.g., 時間変化の大きさ、速さ、又は傾向）を表すパラメータを含む測定報告をブロック６０１において送信してもよい。また、リモートUE１は、バックホールリンク品質の時間変化（e.g., 時間変化の大きさ、速さ、又は傾向）を表すパラメータを含む測定報告をブロック６０２において送信してもよい。

以上の説明から理解されるように、本実施形態では、リレー選択基準として、バックホールリンク品質の時間変化（例えば、時間変化の大きさ、速さ若しくは傾向又はこれらの任意の組合せ）が考慮される。これにより、例えば、バックホールリンク品質の変動が大きいリレーUE２を選択してしまう可能性を低減でき、セルラーカバレッジ３１（特に、セルラー電力の変化量が大きい領域）を高速で通過するリレーUE２を選んでしまう可能性を低減でき、又はセル中央から遠ざかる傾向（又はセル端に近づく傾向）にあるリレーUE２を選択する可能性を低減することが期待できる。したがって、本実施形態に係るリレー選択基準及びリレー選択手順は、安定した総体的な（overall）リレー品質をもたらすためのリレー選択の改良に寄与することができる。また、本実施形態に係るリレー選択基準及びリレー選択手順は、頻繁なリレー再選択を抑制できる。

＜第３の実施形態＞
本実施形態では、第１及び第２の実施形態で説明されたリレー選択基準及びリレー選択手順の変形が説明される。本実施形態に係る無線通信ネットワークの構成例およびリレー開始手順例は、図１〜図４と同様である。

本実施形態に係るリレー選択基準は、D2Dリンク品質（リモートUE１とリレーUE２の間）の時間変化に加えて、D2Dリンク品質それ自体（品質レベル）と、バックホールリンク品質それ自体（品質レベル）を考慮する。さらに、本実施形態に係るリレー選択基準は、第２の実施形態で説明されたように、バックホールリンク品質の時間変化を考慮してもよい。

図７は、本実施形態に係るリレー選択エンティティ（e.g., リモートUE１、基地局３、又はD2Dコントローラ５）によって行われるリレー選択手順の一例（処理７００）を示すフローチャートである。ブロック７０１及び７０２での処理は、図６に示されたブロック６０１及び６０２での処理と同様である。ブロック７０３では、リレー選択エンティティは、D2Dリンク品質及びその時間変化並びにバックホールリンク品質を考慮するリレー選択基準に基づいて、１又は複数のリレーUE２の中からリモートUE１に適した少なくとも1つの特定のリレーUE２を選択する。

D2Dリンク品質及びバックホールリンク品質は、例えば、リレー選択のために以下のように考慮されてもよい。一例として、D2Dリンク品質それ自体（品質レベル）が十分に高い場合、仮にD2Dリンク品質の時間変化が大きくても、あるいはD2Dリンク品質が徐々に悪くなる時間変化の傾向が存在しても、そのリレーUE２は、安定したリレー品質を提供できる可能性が高い。したがって、D2Dリンク品質（リモートUE１とリレーUE２の間）が第１の所定値以上であるリレーUE２が存在する場合、リレー選択エンティティは、D2Dリンク品質の時間変化の状態に関わらず、当該リレーUE２をリモートUE１のために選択してもよい。一方、リモートUE１によって発見された全てのリレーUE２のD2Dリンク品質が第１の所定値以下である場合、リレー選択エンティティは、第２の所定値（ただし第２の所定値は第１の所定値より低い）より大きいD2Dリンク品質が得られた１又は複数のリレーUE２の中からさらにD2Dリンク品質の時間変化に基づく選択基準に従って、リモートUE１のための特定のリレーUE２を選択してもよい。

同様に、バックホールリンク品質それ自体（品質レベル）が十分に高い場合、仮にバックホールリンク品質の時間変化が大きくても、あるいはバックホールリンク品質が徐々に悪くなる時間変化の傾向が存在しても、そのリレーUE２は、安定したリレー品質を提供できる可能性が高い。したがって、バックホールリンク品質が第１の所定値以上であるリレーUE２が存在する場合、リレー選択エンティティは、（リモートUE１とリレーUE２の間）リンク品質の時間変化の状態に関わらず、当該リレーUE２をリモートUE１のために選択してもよい。一方、リモートUE１によって発見された全てのリレーUE２のバックホールリンク品質が第１の所定値以下である場合、リレー選択エンティティは、第２の所定値（ただし第２の所定値は第１の所定値より低い）より大きいバックホールリンク品質を有する１又は複数のリレーUE２の中からさらにバックホールリンク品質の時間変化に基づく選択基準に従って、リモートUE１のための特定のリレーUE２を選択してもよい。

あるいは、いくつかの実装において、D2Dリンク品質及びその時間変化を考慮するリレー選択基準は、以下の式（５）及び（６）によって定義されてもよい：

ここで、DQ_ij(t)は、時刻tにおけるリレーUE２（UE i）とリモートUE１（UE j）の間のD２Dリンク品質であり、重みw₂は予め設定される定数であり、f_ijは、D2Dリンク品質及びその時間変化の大きさ（絶対値）を考慮するパラメータである。式（５）のarg max演算子（operator）は、f_ijがその最大値となるUE iの集合を参照する。言い換えると、式（５）は、D2Dリンク品質及びその時間変化の大きさ（絶対値）を考慮するパラメータf_ijがその最大値となる少なくとも１つのリレーUE２（UE i）がリモートUE１（UE j）のために選択されることを示す。

あるいは、いくつかの実装において、D2Dリンク品質及びその時間変化並びにバックホールリンク品質を考慮するリレー選択基準は、以下の式（７）及び（８）によって定義されてもよい：

ここで、DQ_ij(t)は、時刻tにおけるリレーUE２（UE i）とリモートUE１（UE j）の間のD２Dリンク品質であり、RBQ_i(t)は、時刻tにおけるリレーUE２（UE i）とネクストホップ・ノードの間のバックホールリンク品質であり、重みw₂及びw₃は予め設定される定数であり、f_ijは、D2Dリンク品質及びその時間変化の大きさ（絶対値）並びにバックホールリンク品質を考慮するパラメータである。

あるいは、いくつかの実装において、D2Dリンク品質及びその時間変化並びにバックホールリンク品質及びその時間変化を考慮するリレー選択基準は、以下の式（９）〜（１１）によって定義されてもよい：

ここで、DQ_ij(t)は、時刻tにおけるリレーUE２（UE i）とリモートUE１（UE j）の間のD２Dリンク品質であり、RBQ_i(t)は、時刻tにおけるリレーUE２（UE i）とネクストホップ・ノードの間のバックホールリンク品質であり、重みw₁は予め設定される０以上１以下の定数であり、重みw₂及びw₃は予め設定される定数であり、f_ijは、D2Dリンク品質及びその時間変化の大きさ（絶対値）並びにバックホールリンク品質及びその時間変化の大きさを考慮するパラメータである。

あるいは、いくつかの実装において、リレー選択基準は、D2Dリンク品質（リモートUE１とリレーUE２の間）とバックホールリンク品質（ネクストホップ・ノードとリレーUE２の間）のうちの小さい方によって制限される総体的なリレー品質が良好なリレーUE２ほどリモートUE１のための特定のリレー端末に選択されやすくなるように定義されてもよい。なぜなら、D2Dリンクとバックホールリンクのうち品質の悪い一方がリレー品質を制限するボトルネックとなる可能性が高いためである。

例えば、式（１２）又は（１３）により定義されるリレー選択基準が使用されてもよい：

ここで、DQ_ij(t)は、時刻tにおけるリレーUE２（UE i）とリモートUE１（UE j）の間のD２Dリンク品質であり、RBQ_i(t)は、時刻tにおけるリレーUE２（UE i）とネクストホップ・ノードの間のバックホールリンク品質である。式（１２）及び（１３）では、パラメータf_ijは、各時刻におけるD2Dリンク品質とバックホールリンク品質のうちの小さい方によって制限され、したがって総体的なリレー品質を表す。

式（１２）及び（１３）で表されるパラメータf_ijの意義は、図８に示された具体例によって理解することができる。図８は、ある時間範囲T1〜T2でのD2Dリンク品質の複数の測定値とバックホールリンク品質の複数の測定値の例を示している。式（１２）及び（１３）で表されるパラメータf_ijは、D2Dリンク品質とバックホールリンク品質のうち小さい方を使用するため、図８の斜線ハッチングが施された領域をリレー選択のために考慮する。したがって、図８の具体例から理解されるように、式（１２）及び（１３）で表されるパラメータf_ijは、D2Dリンクとバックホールリンクのうち各時刻においてボトルネックとなる一方の品質をリレー選択の際に効果的に考慮することができる。

＜第４の実施形態＞
本実施形態では、第１〜第３の実施形態で説明されたリレー選択基準及びリレー選択手順の変形が説明される。本実施形態に係る無線通信ネットワークの構成例およびリレー開始手順例は、図１〜図４と同様である。

本実施形態に係るリレー選択基準は、D2Dリンク品質（リモートUE１とリレーUE２の間）の時間変化に加えて、リレーUE２の負荷に関する他のパラメータを考慮する。リレーUE２の負荷に関するパラメータとして、例えば、各リレーUE２が既にリレーを務めているリモートUE１の数が考慮されてもよい。さらに又はこれに代えて、リレーUE２の負荷に関するパラメータとして、各リレーUE２それ自身の送信データ量（e.g., アップリンク送信データ量、又は送信されるべきアップリンクデータのバッファ量）が考慮されてもよい。これにより、各リレーUE２の負荷状況（又は通信状況）をリレー選択の際に考慮することで、特定のリレーUE２に負荷が集中することを回避でき、複数のリレーUE２の間で負荷を調整することができる。なお、本実施形態に係るリレー選択基準は、第２及び第３の実施形態と同様に、バックホールリンク品質の時間変化をさらに考慮してもよいし、D2Dリンク品質それ自体（品質レベル）及びバックホールリンク品質それ自体（品質レベル）をさらに考慮してもよい。

図９は、本実施形態に係るリレー選択エンティティ（e.g., リモートUE１、基地局３、又はD2Dコントローラ５）によって行われるリレー選択手順の一例（処理９００）を示すフローチャートである。ブロック９０１での処理は、図５のブロック５０１、図６のブロック６０１、又は図７のブロック７０１における処理と同様である。ブロック９０２では、リレー選択エンティティは、各リレーUE２の負荷（e.g., 接続済みのリモートUE数、又は送信データ量）を取得する。ブロック９０３では、リレー選択エンティティは、D2Dリンク品質の時間変化および各リレーUEの負荷を考慮するリレー選択基準に基づいて、１又は複数のリレーUE２の中からリモートUE１に適した少なくとも１つの特定のリレーUE２を選択する。

＜第５の実施形態＞
本実施形態では、第１〜第４の実施形態で説明されたリレー選択基準及びリレー選択手順の変形が説明される。本実施形態に係る無線通信ネットワークの構成例およびリレー開始手順例は、図１〜図４と同様である。

本実施形態では、リレー選択エンティティ（e.g., リモートUE１、基地局３、又はD2Dコントローラ５）は、リレー選択基準に基づいて、１つのリモートUE１のために２又はそれ以上のリレーUE２を選択する。リレー選択基準は、第１〜第４の実施形態で説明された複数のリレー選択基準のいずれかであってもよい。これにより、リレー選択エンティティは、リモートUE１のために予備のリレーUE２を予め指定することができる。例えば、リモートUE１は、２又はそれ以上のリレーUE２のうち第１優先度のリレーUE２と通信を開始し、第１優先度のリレーUE２のリレー品質が低下した場合に第１優先度のリレーUE２から第２優先度のリレーUE２に切り替えればよい。これにより、リレー再選択に起因する通信断の継続時間を低減できる。

なお、いくつかの実装において、リレー選択エンティティは、２又はそれ以上のリレーUE２を同一のリレー選択基準に従って選択してもよい。これにより、リレー選択エンティティは、第１優先度のリレーUE２と第２又はそれ以下の優先度のリレーUE(s)２を容易に決定できる。

これに代えて、リレー選択エンティティは、２又はそれ以上のリレーUE２を異なるリレー選択基準に従って選択してもよい。これにより、リレー選択エンティティは、属性の異なる複数のリレーUE２を選択できる。例えば、リレー選択エンティティは、高いD2Dリンク品質及び高いバックホールリンク品質を持つリレーUE２が優先的に選択される第１のリレー選択基準と、D2Dリンク品質及びバックホールリンク品質の時間変化が小さいリレーUE２が優先的に選択される第２のリレー選択基準を使用してもよい。これにより、リレー選択エンティティは、短時間であっても高いリレー品質（スループット）が期待できる第１のリレーUE２と、それほど高いリレー品質ではないかもしれないが長期間に渡り安定したリレー品質が期待できる第２のリレーUE２をリモートUE１のために選択することができる。

図１０は、本実施形態に係るリモートUE１の動作の一例（処理１０００）を示すフローチャートである。ブロック１００１では、リモートUE１は、リレー選択基準に基づいて複数のリレーUE２を選択する。なお、既に説明したように、ブロック１００１でのリレー選択は、リモートUE１の代わりにネットワークノード（e.g., 基地局３又はD2Dコントローラ５）により行われてもよい。

ブロック１００２では、リモートUE１は、第１優先度のリレーUE２とコネクションを確立する。ブロック１００３では、リモートUE１は、第１優先度のリレーUE２によるリレー品質が不安定であるか否かを判定する。第１優先度のリレーUE２によるリレー品質が不安定である場合（ブロック１００３でYES）、リモートUE１は、第１優先度のリレーUE２から第２優先度のリレーUE２への切り替えを判定し、ブロック１００１において予め決定されている第２優先度のリレーUE２とコネクションを確立する。

最後に、上述の複数の実施形態に係るリモートUE１、リレーUE２、基地局３、及びD2Dコントローラ５の構成例について説明する。図１１は、リモートUE１の構成例を示すブロック図である。リレーUE２も、図１１に示されているのと同様の構成を有してもよい。Radio Frequency（RF）トランシーバ１１０１は、基地局３と通信するためにアナログRF信号処理を行う。RFトランシーバ１１０１により行われるアナログRF信号処理は、周波数アップコンバージョン、周波数ダウンコンバージョン、及び増幅を含む。RFトランシーバ１１０１は、アンテナ１１０２及びベースバンドプロセッサ１１０３と結合される。すなわち、RFトランシーバ１１０１は、変調シンボルデータ（又はOFDMシンボルデータ）をベースバンドプロセッサ１１０３から受信し、送信RF信号を生成し、送信RF信号をアンテナ１１０２に供給する。また、RFトランシーバ１１０１は、アンテナ１１０２によって受信された受信ＲＦ信号に基づいてベースバンド受信信号を生成し、これをベースバンドプロセッサ１１０３に供給する。

ベースバンドプロセッサ１１０３は、無線通信のためのデジタルベースバンド信号処理（データプレーン処理）とコントロールプレーン処理を行う。デジタルベースバンド信号処理は、(a) データ圧縮／復元、(b) データのセグメンテーション／コンカテネーション、(c) 伝送フォーマット（伝送フレーム）の生成／分解、(d) 伝送路符号化／復号化、(e) 変調（シンボルマッピング）／復調、及び(f) Inverse Fast Fourier Transform（IFFT）によるOFDMシンボルデータ（ベースバンドOFDM信号）の生成などを含む。一方、コントロールプレーン処理は、レイヤ１（e.g., 送信電力制御）、レイヤ２（e.g., 無線リソース管理、及びhybrid automatic repeat request（HARQ）処理）、及びレイヤ３（e.g., アタッチ、モビリティ、及び通話管理に関するシグナリング）の通信管理を含む。

例えば、LTEおよびLTE-Advancedの場合、ベースバンドプロセッサ１１０３によるデジタルベースバンド信号処理は、Packet Data Convergence Protocol（PDCP）レイヤ、Radio Link Control（RLC）レイヤ、MACレイヤ、およびPHYレイヤの信号処理を含んでもよい。また、ベースバンドプロセッサ１１０３によるコントロールプレーン処理は、Non-Access Stratum（NAS）プロトコル、RRCプロトコル、及びMAC CEの処理を含んでもよい。

ベースバンドプロセッサ１１０３は、デジタルベースバンド信号処理を行うモデム・プロセッサ（e.g., Digital Signal Processor（DSP））とコントロールプレーン処理を行うプロトコルスタック・プロセッサ（e.g., Central Processing Unit（CPU）、又はMicro Processing Unit（MPU））を含んでもよい。この場合、コントロールプレーン処理を行うプロトコルスタック・プロセッサは、後述するアプリケーションプロセッサ１１０４と共通化されてもよい。

アプリケーションプロセッサ１１０４は、CPU、MPU、マイクロプロセッサ、又はプロセッサコアとも呼ばれる。アプリケーションプロセッサ１１０４は、複数のプロセッサ（複数のプロセッサコア）を含んでもよい。アプリケーションプロセッサ１１０４は、メモリ１１０６又は図示されていないメモリから読み出されたシステムソフトウェアプログラム（Operating System（OS））及び様々なアプリケーションプログラム（例えば、通話アプリケーション、WEBブラウザ、メーラ、カメラ操作アプリケーション、音楽再生アプリケーション）を実行することによって、リモートUE１の各種機能を実現する。

いくつかの実装において、図１１に破線（１１０５）で示されているように、ベースバンドプロセッサ１１０３及びアプリケーションプロセッサ１１０４は、１つのチップ上に集積されてもよい。言い換えると、ベースバンドプロセッサ１１０３及びアプリケーションプロセッサ１１０４は、１つのSystem on Chip（SoC）デバイス１１０５として実装されてもよい。SoCデバイスは、システムLarge Scale Integration（LSI）またはチップセットと呼ばれることもある。

メモリ１１０６は、揮発性メモリ若しくは不揮発性メモリ又はこれらの組合せである。メモリ１１０６は、物理的に独立した複数のメモリデバイスを含んでもよい。揮発性メモリは、例えば、Static Random Access Memory（SRAM）若しくはDynamic RAM（DRAM）又はこれらの組み合わせである。不揮発性メモリは、マスクRead Only Memory（MROM）、Electrically Erasable Programmable ROM（EEPROM）、フラッシュメモリ、若しくはハードディスクドライブ、又はこれらの任意の組合せである。例えば、メモリ１１０６は、ベースバンドプロセッサ１１０３、アプリケーションプロセッサ１１０４、及びSoC１１０５からアクセス可能な外部メモリデバイスを含んでもよい。メモリ１１０６は、ベースバンドプロセッサ１１０３内、アプリケーションプロセッサ１１０４内、又はSoC１１０５内に集積された内蔵メモリデバイスを含んでもよい。さらに、メモリ１１０６は、Universal Integrated Circuit Card（UICC）内のメモリを含んでもよい。

メモリ１１０６は、上述の複数の実施形態で説明されたリモートUE１による処理を行うための命令群およびデータを含むソフトウェアモジュール（コンピュータプログラム）を格納してもよい。いくつかの実装において、ベースバンドプロセッサ１１０３又はアプリケーションプロセッサ１１０４は、当該ソフトウェアモジュールをメモリ１１０６から読み出して実行することで、上述の実施形態でシーケンス図及びフローチャートを用いて説明されたリモートUE１の処理を行うよう構成されてもよい。

図１２は、上述の実施形態に係る基地局３の構成例を示すブロック図である。図１２を参照すると、基地局３は、RFトランシーバ１２０１、ネットワークインターフェース１２０３、プロセッサ１２０４、及びメモリ１２０５を含む。RFトランシーバ１２０１は、リモートUE１及びリレーUE２と通信するためにアナログRF信号処理を行う。RFトランシーバ１２０１は、複数のトランシーバを含んでもよい。RFトランシーバ１２０１は、アンテナ１２０２及びプロセッサ１２０４と結合される。RFトランシーバ１２０１は、変調シンボルデータ（又はOFDMシンボルデータ）をプロセッサ１２０４から受信し、送信RF信号を生成し、送信RF信号をアンテナ１２０２に供給する。また、RFトランシーバ１２０１は、アンテナ１２０２によって受信された受信ＲＦ信号に基づいてベースバンド受信信号を生成し、これをプロセッサ１２０４に供給する。

ネットワークインターフェース１２０３は、ネットワークノード（e.g., Mobility Management Entity (MME)およびServing Gateway (S-GW)）と通信するために使用される。ネットワークインターフェース１２０３は、例えば、IEEE 802.3 seriesに準拠したネットワークインターフェースカード（NIC）を含んでもよい。

プロセッサ１２０４は、無線通信のためのデジタルベースバンド信号処理（データプレーン処理）とコントロールプレーン処理を行う。例えば、LTEおよびLTE-Advancedの場合、プロセッサ１２０４によるデジタルベースバンド信号処理は、PDCPレイヤ、RLCレイヤ、MACレイヤ、およびPHYレイヤの信号処理を含んでもよい。また、プロセッサ１２０４によるコントロールプレーン処理は、S1プロトコル、RRCプロトコル、及びMAC CEの処理を含んでもよい。

プロセッサ１２０４は、複数のプロセッサを含んでもよい。例えば、プロセッサ１２０４は、デジタルベースバンド信号処理を行うモデム・プロセッサ（e.g., DSP）とコントロールプレーン処理を行うプロトコルスタック・プロセッサ（e.g., CPU又はMPU）を含んでもよい。

メモリ１２０５は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。揮発性メモリは、例えば、SRAM若しくはDRAM又はこれらの組み合わせである。不揮発性メモリは、例えば、MROM、PROM、フラッシュメモリ、若しくはハードディスクドライブ、又はこれらの組合せである。メモリ１２０５は、プロセッサ１２０４から離れて配置されたストレージを含んでもよい。この場合、プロセッサ１２０４は、ネットワークインターフェース１２０３又は図示されていないI/Oインタフェースを介してメモリ１２０５にアクセスしてもよい。

メモリ１２０５は、上述の複数の実施形態で説明された基地局３による処理を行うための命令群およびデータを含むソフトウェアモジュール（コンピュータプログラム）を格納してもよい。いくつかの実装において、プロセッサ１２０４は、当該ソフトウェアモジュールをメモリ１２０５から読み出して実行することで、上述の実施形態でシーケンス図及びフローチャートを用いて説明された基地局３の処理を行うよう構成されてもよい。

図１３は、上述の実施形態に係るD2Dコントローラ５の構成例を示すブロック図である。図１３を参照すると、D2Dコントローラ５は、ネットワークインターフェース１３０１、プロセッサ１３０２、及びメモリ１３０３を含む。ネットワークインターフェース１３０１は、リモートUE１及びリレーUE２と通信するために使用される。ネットワークインターフェース１３０１は、例えば、IEEE 802.3 seriesに準拠したネットワークインタフェースカード（NIC）を含んでもよい。

プロセッサ１３０２は、メモリ１３０３からソフトウェア（コンピュータプログラム）を読み出して実行することで、上述の実施形態においてシーケンス図及びフローチャートを用いて説明されたD2Dコントローラ５の処理を行う。プロセッサ１３０２は、例えば、マイクロプロセッサ、MPU、又はCPUであってもよい。プロセッサ１３０２は、複数のプロセッサを含んでもよい。

メモリ１３０３は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。メモリ１３０３は、プロセッサ１３０２から離れて配置されたストレージを含んでもよい。この場合、プロセッサ１３０２は、図示されていないI/Oインタフェースを介してメモリ１３０３にアクセスしてもよい。

図１３の例では、メモリ１３０３は、D2D通信のための制御モジュールを含むソフトウェアモジュール群を格納するために使用される。プロセッサ１３０２は、これらのソフトウェアモジュール群をメモリ１３０３から読み出して実行することで、上述の実施形態において説明されたD2Dコントローラ５の処理を行うことができる。

図１１〜図１３を用いて説明したように、上述の実施形態に係るリモートUE１、リレーUE２、基地局３、及びD2Dコントローラ５が有するプロセッサの各々は、図面を用いて説明されたアルゴリズムをコンピュータに行わせるための命令群を含む１又は複数のプログラムを実行する。このプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、Compact Disc Read Only Memory（CD-ROM）、CD-R、CD-R/W、半導体メモリ（例えば、マスクROM、Programmable ROM（PROM）、Erasable PROM（EPROM）、フラッシュROM、Random Access Memory（RAM））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

＜その他の実施形態＞
上述の実施形態は、各々独立に実施されてもよいし、適宜組み合わせて実施されてもよい。

第２の実施形態で説明されたバックホールリンク品質の時間変化を考慮するリレー選択基準は、D2Dリンク品質の時間変化を考慮するリレー選択基準とは独立に使用されてもよい。言い換えると、第２の実施形態で説明されたバックホールリンク品質の時間変化を考慮するリレー選択基準は、D2Dリンク品質の時間変化を考慮しない場合にも使用することができる。バックホールリンク品質の時間変化を考慮するリレー選択基準は、例えば、バックホールリンク品質の変動が大きいリレーUE２を選択してしまう可能性を低減でき、セルラーカバレッジ３１（特に、セルラー電力の変化量が大きい領域）を高速で通過するリレーUE２を選んでしまう可能性を低減でき、又はセル中央から遠ざかる傾向（又はセル端に近づく傾向）にあるリレーUE２を選択する可能性を低減することが期待できる。したがって、バックホールリンク品質の時間変化を考慮するリレー選択基準は、D2Dリンク品質の時間変化を考慮しない場合であっても、安定した総体的な（overall）リレー品質をもたらすためのリレー選択の改良に寄与することができる。

第４の実施形態で説明されたリレーUE２の負荷を考慮するリレー選択基準は、D2Dリンク品質の時間変化を考慮するリレー選択基準とは独立に使用されてもよい。言い換えると、第４の実施形態で説明されたリレーUE２の負荷を考慮するリレー選択基準は、D2Dリンク品質の時間変化を考慮しない場合にも使用することができる。リレーUE２の負荷を考慮するリレー選択基準は、D2Dリンク品質の時間変化を考慮しない場合であっても、特定のリレーUE２に負荷が集中することを回避でき、複数のリレーUE２の間で負荷を調整することができる。

第５の実施形態で説明された、１つのリモートUE１のために複数のリレーUE２を予め選択する処理は、D2Dリンク品質の時間変化を考慮するリレー選択基準とは独立に使用されてもよい。言い換えると、第５の実施形態で説明された１つのリモートUE１のために複数のリレーUE２を予め選択する処理は、D2Dリンク品質の時間変化をリレー選択において考慮しない場合にも使用することができる。１つのリモートUE１のために複数のリレーUE２を予め選択する処理は、D2Dリンク品質の時間変化を考慮しない場合であっても、リレー再選択に起因する通信断の継続時間の低減に寄与できる。

さらに、上述した実施形態は本件発明者により得られた技術思想の適用に関する例に過ぎない。すなわち、当該技術思想は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは勿論である。

この出願は、２０１５年６月２４日に出願された日本出願特願２０１５−１２６６７６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１ リモートUE
２ リレーUE
３ 基地局
４ コアネットワーク
５ device-to-device（D2D）コントローラ
６ 外部ネットワーク
７ ノード
１１０１ radio frequency（RF）トランシーバ
１１０３ ベースバンドプロセッサ
１１０４ アプリケーションプロセッサ
１１０６ メモリ
１２０４ プロセッサ
１２０５ メモリ
１３０２ プロセッサ
１３０３ メモリ

Claims (8)

1. メモリと、
   前記メモリに結合された少なくとも１つのプロセッサと、
   を備え、
   前記少なくとも１つのプロセッサは、１又は複数のリレー端末の各々とリモート端末の間のデバイス・ツー・デバイス（Ｄ２Ｄ）リンク品質の時間変化を考慮する選択基準（selection criterion）に基づいて、前記１又は複数のリレー端末の中から前記リモート端末に適した少なくとも１つの特定のリレー端末を選択するよう構成され、
   前記選択基準は、前記Ｄ２Ｄリンク品質が徐々に良くなっていく時間変化の傾向を持つリレー端末が当該傾向を持たないリレー端末よりも前記少なくとも１つの特定のリレー端末に選択されやすくなるように定義されている、
   リレー選択装置。
2. 前記選択基準は、前記１又は複数のリレー端末の各々とネクストホップ・ノードとの間のバックホールリンク品質の時間変化の傾向をさらに考慮するよう定義されており、
   前記選択基準は、前記バックホールリンク品質が徐々に良くなっていく時間変化の傾向を持つリレー端末が当該傾向を持たないリレー端末よりも前記少なくとも１つの特定のリレー端末に選択されやすくなるように定義されている、
   請求項１に記載のリレー選択装置。
3. １又は複数のリレー端末の各々とリモート端末の間のデバイス・ツー・デバイス（Ｄ２Ｄ）リンク品質の時間変化を考慮する選択基準（selection criterion）に基づいて、前記１又は複数のリレー端末の中から前記リモート端末に適した少なくとも１つの特定のリレー端末を選択すること、
   を備え、
   前記選択基準は、前記Ｄ２Ｄリンク品質が徐々に良くなっていく時間変化の傾向を持つリレー端末が当該傾向を持たないリレー端末よりも前記少なくとも１つの特定のリレー端末に選択されやすくなるように定義されている、
   リレー選択方法。
4. 前記選択基準は、前記１又は複数のリレー端末の各々とネクストホップ・ノードとの間のバックホールリンク品質の時間変化の傾向をさらに考慮するよう定義されており、
   前記選択基準は、前記バックホールリンク品質が徐々に良くなっていく時間変化の傾向を持つリレー端末が当該傾向を持たないリレー端末よりも前記少なくとも１つの特定のリレー端末に選択されやすくなるように定義されている、
   請求項３に記載のリレー選択方法。
5. リレー選択方法をコンピュータに行わせるためのプログラムであって、
   前記リレー選択方法は、１又は複数のリレー端末の各々とリモート端末の間のデバイス・ツー・デバイス（Ｄ２Ｄ）リンク品質の時間変化を考慮する選択基準（selection criterion）に基づいて、前記１又は複数のリレー端末の中から前記リモート端末に適した少なくとも１つの特定のリレー端末を選択することを含み、
   前記選択基準は、前記Ｄ２Ｄリンク品質が徐々に良くなっていく時間変化の傾向を持つリレー端末が当該傾向を持たないリレー端末よりも前記少なくとも１つの特定のリレー端末に選択されやすくなるように定義されている、
   プログラム。
6. メモリと、
   前記メモリに結合された少なくとも１つのプロセッサと、
   を備え、
   前記少なくとも１つのプロセッサは、１又は複数のリレー端末の各々とネクストホップ・ノードとの間のバックホールリンク品質の時間変化を考慮する選択基準（selection criterion）に基づいて、前記１又は複数のリレー端末の中からリモート端末に適した少なくとも１つの特定のリレー端末を選択するよう構成され、
   前記選択基準は、前記バックホールリンク品質が徐々に良くなっていく時間変化の傾向を持つリレー端末が当該傾向を持たないリレー端末よりも前記少なくとも１つの特定のリレー端末に選択されやすくなるように定義されている、
   リレー選択装置。
7. １又は複数のリレー端末の各々とネクストホップ・ノードとの間のバックホールリンク品質の時間変化を考慮する選択基準（selection criterion）に基づいて、前記１又は複数のリレー端末の中からリモート端末に適した少なくとも１つの特定のリレー端末を選択することを備え、
   前記選択基準は、前記バックホールリンク品質が徐々に良くなっていく時間変化の傾向を持つリレー端末が当該傾向を持たないリレー端末よりも前記少なくとも１つの特定のリレー端末に選択されやすくなるように定義されている、
   リレー選択方法。
8. リレー選択方法をコンピュータに行わせるためのプログラムであって、
   前記リレー選択方法は、１又は複数のリレー端末の各々とネクストホップ・ノードとの間のバックホールリンク品質の時間変化を考慮する選択基準（selection criterion）に基づいて、前記１又は複数のリレー端末の中からリモート端末に適した少なくとも１つの特定のリレー端末を選択することを含み、
   前記選択基準は、前記バックホールリンク品質が徐々に良くなっていく時間変化の傾向を持つリレー端末が当該傾向を持たないリレー端末よりも前記少なくとも１つの特定のリレー端末に選択されやすくなるように定義されている、
   プログラム。

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