WO2018139007A1

WO2018139007A1 - 制御装置、通信装置、制御方法、及びプログラム

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Publication number: WO2018139007A1
Application number: PCT/JP2017/040561
Authority: WO
Inventors: 幸一郎北川; 恭宏末柄; 寛明本間
Original assignee: 株式会社Ｋｄｄｉ総合研究所
Priority date: 2017-01-24
Filing date: 2017-11-10
Publication date: 2018-08-02
Also published as: JP6726628B2; JP2018121171A

Abstract

中継装置を介して１つ以上の端末装置との間の信号の送信と受信との少なくともいずれかを行うことができる制御装置は、中継装置として動作している装置と１つ以上の端末装置のうちの１つの端末装置との間の無線品質に関する情報を取得し、その情報に基づいて、制御装置と１つの端末装置との間での通信の中継を行う中継装置の候補である装置と、中継装置として動作している装置と、１つの端末装置とが送信する、無線品質の測定用の信号の送信周期をそれぞれ制御する。

Description

制御装置、通信装置、制御方法、及びプログラム

　本発明は、制御装置、通信装置、制御方法、及びプログラムに関するものであり、具体的には、端末間通信における無線品質の測定に関する。

　第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）では、基地局装置が割り当てたリソースを用いた端末間通信（Ｄｅｖｉｃｅ　ｔｏ　Ｄｅｖｉｃｅ（Ｄ２Ｄ）通信）が規定されている（非特許文献１参照）。

３ＧＰＰ、ＴＳ３６．３３１、Ｖ１４．０．０

　Ｄ２Ｄ通信は、例えば、基地局装置と所定の端末装置との間の通信を中継する際に用いることもできる。このような通信では、基地局装置は、基地局装置との間の無線品質が良好であり、かつ、基地局装置が中継を介して通信する端末装置との間の無線品質が良好であるような端末装置を、中継装置として選択しうる。基地局装置は、このような中継装置の選択のために、中継装置として動作しうる候補の端末装置における他の端末装置からの信号についての無線品質を取得する必要がある。端末装置間の無線品質の測定を行うには、参照信号等の所定の測定用の信号が送出されている必要がある。しかしながら、端末装置は多数存在し、このような多数の端末装置が高頻度で測定用の信号を送出すると、この信号が互いに干渉してしまいうる。一方、端末装置が測定用の信号を送出する周期を長期化し又は送出を停止すると、端末間通信が確立されるまでの期間が長期化してしまいうる。この結果、例えば中継装置と端末装置との間の無線品質が劣化しても、別の中継装置への切り替えが完了するまでの期間が長期化してしまい、制御装置と端末装置との間の通信が不安定となってしまいうるという課題があった。

　本発明は、端末装置が他の端末装置との間の無線品質の測定を行うために送出される信号による干渉が生じる確率を低減しながら、端末間通信を用いる通信の接続性を高く維持する。

　本発明の一態様による制御装置は、中継装置を介して１つ以上の端末装置との間の信号の送信と受信との少なくともいずれかを行うことができる制御装置であって、前記中継装置として動作している装置と前記１つ以上の端末装置のうちの１つの端末装置との間の無線品質に関する情報を取得する取得手段と、前記情報に基づいて、前記制御装置と前記１つの端末装置との間での通信の中継を行う前記中継装置の候補である装置と、前記中継装置として動作している装置と、前記１つの端末装置とが送信する、無線品質の測定用の信号の送信周期をそれぞれ制御する制御手段と、を有する。

　また、本発明の別の一態様による通信装置は、中継装置を介して１つ以上の端末装置との間の信号の送信と受信との少なくともいずれかを行うことができる制御装置を含んだシステムにおける前記中継装置または前記端末装置として動作する通信装置であって、前記通信装置と、前記中継装置または前記１つ以上の端末装置のうちの１つの端末装置との間の無線品質に関する値を測定する測定手段と、前記無線品質に関する値に基づく情報を、前記制御装置へ通知する通知手段と、無線品質の測定用の信号の送信周期を前記情報に基づいて制御する信号を前記制御装置から受信する受信手段と、前記信号に基づいて、前記送信周期を制御する制御手段と、を有する。

　本発明によれば、端末装置が他の端末装置との間の無線品質の測定を行うために送出される信号による干渉が生じる確率を低減しながら、端末間通信を用いる通信の接続性を高く維持することができる。

　本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。

　添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
無線通信システムの構成例を示す図である。制御装置及び端末装置のハードウェア構成例を示す図である。制御装置の機能構成例を示すブロック図である。端末装置の機能構成例を示すブロック図である。無線通信システムで実行される処理の流れの第１の例を示す図である。無線通信システムで実行される処理の流れの第２の例を示す図である。

　以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

　（ネットワーク構成）
　図１に、本実施形態に係る無線通信システムの構成例を示す。本無線通信システムは、例えば、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）で規格化されたセルラ通信規格に従って動作する、基地局装置（制御装置）１０１と端末装置１０２～１０５とを含んで構成される。端末装置１０２～１０５は、それぞれ、制御装置１０１と通信することができると共に、例えば制御装置１０１によって割り当てられた（例えば時間及び周波数によって指定される）無線リソースを用いて、端末間通信を行うことができる。端末装置１０２～１０５は、このような制御装置１０１との間の第１の通信と端末間の第２の通信とを用いて、制御装置１０１と他の端末装置との間の通信を中継する中継装置として機能することができる。例えば、図１では、端末装置１０２が、端末装置１０３と制御装置１０１との間の通信を中継する中継装置として動作している状態を示している。なお、制御装置１０１は、例えば端末装置の能力や端末装置と制御装置１０１との間の無線品質に応じて中継装置として適切であると予想される端末装置を、中継装置の候補として特定しうる。図１では、このような中継装置の候補である装置を、端末装置１０４として示している。なお、端末装置１０５は、制御装置１０１との間で通信を行っておらず、かつ、中継装置の候補でもない端末装置を示している。

　本実施形態では、制御装置１０１が、端末間通信を行う端末の選択等、より詳細な端末間通信の制御を行うことを想定している。例えば、制御装置１０１は、ある２つの端末装置の間での無線品質が十分である場合に、その端末装置間の直接通信を行わせるための制御を行う。このような制御は、例えば、制御装置１０１が、第１の端末装置（端末装置１０３）との間の通信を第２の端末装置（端末装置１０２）に中継させる際の、第２の端末装置の選択に適用されうる。すなわち、制御装置１０１は、第１の端末装置との間の無線品質が良好な第２の端末装置に、通信の中継を依頼しうる。

　このような制御を実現するには、制御装置１０１が、端末装置間の無線品質の情報を取得する仕組みが必要である。このとき、多数の端末装置が、端末装置間の無線品質の測定用の信号（例えば参照信号）を高頻度で送出すると、この信号が互いに干渉してしまいうる。一方、端末装置における無線品質の測定用の信号の送信周期を長期化し又は送信を停止すると、端末間通信が確立されるまでの期間が長期化してしまいうる。この結果、例えば中継装置と端末装置との間の無線品質が劣化しても、中継装置を切り替えることが容易ではなく、その完了までの期間が長期化してしまいうる。

　本実施形態に係る制御装置１０１は、このような課題に対して、端末装置ごとに無線品質の測定用の信号の送信周期を制御する。例えば、制御装置１０１は、端末間通信用の無線リンクを確立する場合には、その無線リンクの確立に関連すると考えられる端末装置における無線品質測定用の信号の送信周期を短縮する。一方、それ以外の端末装置における無線品質測定用の信号の送信周期については長期化する。

　制御装置１０１は、例えば、制御装置１０１と端末装置１０３との間の通信を中継している端末装置１０２が中継装置として動作するのに適しない状態となった場合に、端末装置１０３と、端末装置１０３の周囲に存在する中継装置の候補の端末装置１０４とにおける、無線品質測定用の信号の送信周期を短縮するように制御を行う。すなわち、端末装置１０３と、端末装置１０３の周囲に存在する中継装置の候補の端末装置１０４とが、高頻度で無線品質測定用の信号を送信するようにする。これにより、端末装置１０３は、無線品質が良好な周囲の中継装置の候補との間の無線品質を早期に測定することができ、また、中継装置の候補の端末装置１０４は、中継が必要な端末装置１０３との間の無線品質を早期に測定することができる。これらの端末装置１０３及び１０４は、無線品質の測定結果を制御装置１０１へと通知し、制御装置１０１は、この測定結果に基づいて、端末装置１０３との通信の中継を行う中継装置の切り替えを行うことができる。

　なお、端末装置１０２が中継装置として動作するのに適しない状態とは、端末装置１０２と端末装置１０３との間の無線品質が劣化した又は劣化する蓋然性が高い事象が発生した状態でありうる。制御装置１０１は、このような状態を認識するため、端末装置１０２又は端末装置１０３から、端末装置１０２と端末装置１０３との間の無線品質に関連する情報を取得する。ここで、この無線品質に関連する情報とは、例えば、端末装置１０２又は端末装置１０３（又はその両方）における、その無線品質の測定結果に関する情報でありうる。また、端末装置１０２又は端末装置１０３は、これらの端末間通信に関する無線品質が劣化したことを認識したことに応じて、中継装置の切り替えを行うべきと判定した場合の判定結果を、無線品質に関連する情報として、制御装置１０１へと通知してもよい。この場合、なお、端末装置１０２及び端末装置１０３は、これらの端末装置間の無線品質の測定結果の値が所定値を下回っている又はその測定結果の値が所定値を下回っている期間が所定期間を超えた場合に、中継装置の切り替えを行うべきと判定しうる。ここで、この判定結果に関する情報は、中継装置の切り替えのために、無線品質測定用の信号の送信周期を変更すべきことを示す情報であるとも言えることに留意されたい。

　また、無線品質に関連する情報は、例えば中継装置として動作している端末装置１０２が移動していることを示す情報であってもよい。すなわち、端末装置１０２が移動している場合、端末装置１０２と端末装置１０３との間の端末間通信の無線品質が劣化すること、そして、端末装置１０２がその後中継装置として動作し続けることが困難であることが予想される。このため、例えば、端末装置１０２は、中継装置の切り替えを行うためのトリガとして、端末装置１０２の移動に関する情報を制御装置１０１へと送信しうる。なお、端末装置１０２は、例えば、（１）セルラ通信における端末装置１０２自身の接続先のセルの切り替えが単位時間内に所定回数以上行われた場合、（２）制御装置１０１からの信号の受信品質（の移動平均値）の変動幅が所定期間内に所定値を超えた場合、（３）（例えば端末装置１０３との間の）端末間通信における信号の受信品質（の移動平均値）の変動幅が所定期間内に所定値を超えた場合、の少なくともいずれかである場合に、自身が移動していると判定しうる。なお、移動平均値は、一定長の期間についての単純平均値であってもよいし、例えば１サンプル前までの平均値に十分に小さい正数のαを乗じ、最新のサンプルに（１－α）を乗じて加算した値等の、加重平均値であってもよい。なお、端末装置１０２は、端末装置１０２内に備えられた加速度センサ等のセンサによって、自身の移動を検出してもよい。

　制御装置１０１は、例えば、端末装置１０２又は端末装置１０３から、これらの端末装置間の無線品質の測定結果に関する情報を取得した場合、その測定結果の値が所定値を下回っている又はその測定結果の値が所定値を下回っている期間が所定期間を超えたことをその情報が示す場合に、中継装置の切り替えが必要であると判定しうる。また、制御装置１０１は、例えば、端末装置１０２から、端末装置１０２自身が移動したことを示す情報を取得した場合に、中継装置の切り替えが必要であると判定しうる。さらに、制御装置１０１は、例えば、端末装置１０２又は端末装置１０３から、中継装置の切り替えを行うべきとする判定結果（無線品質測定用の信号の送信周期を変更すべきことを示す情報）を受信した場合に、中継装置の切り替えが必要であると判定しうる。なお、制御装置１０１は、その他の、端末装置１０２が中継装置として動作するのに適しない状態となったことを示す情報を取得したことに応じて、中継装置の切り替えが必要であると判定してもよい。例えば、制御装置１０１は、端末装置１０２の電池残量が所定値を下回ったことや、端末装置１０２のユーザが端末装置１０２の中継装置としての動作を許容しなくなったこと等を示す情報を取得すると、中継装置の切り替えが必要であると判定しうる。

　制御装置１０１は、端末装置１０２からの中継装置の切り替えが必要であると判定した場合、端末装置１０３と、端末装置１０３の周囲の中継装置の候補である端末装置１０４に対して、無線品質測定用の信号の送信周期を短縮することを指示しうる。なお、制御装置１０１は、各端末装置の他の端末装置との位置関係の情報を、例えば各端末装置から周期的に又は所定の契機で通知された、ＧＰＳ等による位置情報に基づいて把握しておくことができ、端末装置１０３の周囲に存在する他の端末装置を特定することができる。また、中継装置として動作する端末装置又は中継を受けている端末装置が、端末間通信を行っている最中に、周囲の中継装置の候補の端末装置から送出される無線品質の測定用の信号を受信し、その受信品質についての情報を制御装置１０１へと通知してもよい。この場合、制御装置１０１は、この通知で示される無線品質の良否に応じて、中継を受けている端末装置の周囲に存在する中継装置の候補の端末装置を認識することができる。これにより、制御装置１０１は、端末装置１０３との間の通信を中継する中継装置として動作可能で、かつ、端末装置１０２と異なる端末装置を、端末装置１０３に迅速に検出させる（又はそのような端末装置に端末装置１０３を検出させる）ことができる。そして、制御装置１０１は、このような迅速な検出処理によって、端末装置１０３との間の通信を中継する中継装置を、端末装置１０２から他の端末装置へと切り替えることが可能となる。

　なお、制御装置１０１は、中継装置の候補のうちのいずれかが中継装置として動作することとなったことに応じて、端末装置１０３及びその周囲の中継装置の候補である端末装置１０４の、無線品質の測定用の信号の送信周期を長期化させうる。すなわち、制御装置１０１は、中継装置の切り替えが完了した後は、不必要な干渉の発生や無線リソースの浪費を防ぐために、無線品質の測定用の信号の送信頻度を低下させうる。なお、制御装置１０１は、端末装置１０２からの中継装置の切り替えが必要であると判定した場合、端末装置１０２における無線品質の測定用の信号の送信周期を長期化させてもよい。すなわち、端末装置１０２が端末装置１０３と制御装置１０１との通信の中継を行うのに適しなくなった場合には、端末装置１０２の無線品質の測定用の信号の送信周期をより長くすることによって、端末装置１０２が端末装置１０３に検出されないようにしうる。ただし、中継装置として動作中に無線品質の測定用の信号の送信周期が十分に長くなっていた場合は、このような長期化が行われる必要はない。なお、制御装置１０１は、このような場合に、端末装置１０２に、無線品質の測定用の信号の送信を停止するように指示してもよい。

　なお、端末装置１０２が中継装置として動作するのに適しない状態とは、端末装置１０２と制御装置１０１との間の無線品質が第２の所定値を下回った場合や、その無線品質がその第２の所定値を下回った期間が所定期間を超えた場合も含まれうる。このため、制御装置１０１は、例えば、端末装置１０２との間の無線品質に関する情報を取得して、この情報に応じて、端末装置１０２が中継装置として適切であるかの判定を行ってもよい。この場合、制御装置１０１は、端末装置１０２から送信された信号の受信品質を測定して、その受信品質が第２の所定値を下回っているか否か、又はその受信品質が第２の所定値を下回っている期間の長さが所定期間を超えたか否か、等の判定を行いうる。なお、制御装置１０１は、制御装置１０１からの信号を受信する端末装置１０２における同様の判定の結果（又は、判定結果に基づいて、無線品質の測定用の信号の送信周期を変更すべきとの判定結果）を取得するようにしてもよい。制御装置１０１は、端末装置１０２が端末装置１０３との間の通信の中継を行う中継装置として適しなくなったと判定した場合は、上述のような、無線品質の測定用の信号の送信周期の制御処理を実行しうる。なお、この場合は、端末装置１０２を介して制御装置１０１と通信している端末装置１０３が複数存在する場合、その複数の端末装置１０３と、それらの端末装置のそれぞれの周囲に存在し、中継装置の候補である端末装置１０４との無線品質の測定用の信号の送信周期を短縮しうる。すなわち、制御装置１０１は、中継装置１０２において、１つの端末装置１０３との端末間通信に関する無線品質の劣化がある場合にはその１つの端末装置１０３とその周囲の端末装置１０４のみの無線品質測定用の信号の送信周期を短縮するが、制御装置１０１との間の無線品質の劣化がある場合は中継装置１０２が中継を行っているすべての端末装置１０３と、それらの周囲に存在する端末装置１０４の無線品質測定用の信号の送信周期を短縮する。

　このような処理により、端末装置が他の端末装置との間の無線品質の測定を行うために送出される無線品質の測定用の信号による干渉が生じる確率を低減しながら、中継装置を介した制御装置１０１と端末装置との間の通信の接続性を高く維持することができる。なお、制御装置１０１は、自装置が介在しない通信に関しても、同様の制御を行うことができる。例えば、第１の端末装置と第３の端末装置との間の通信を第２の端末装置が中継する場合に、制御装置１０１は、上述のようにして第２の端末装置が中継装置として適切であるか否かを判定する。そして、制御装置１０１は、第２の端末装置が中継装置として適しないと判定した場合には、新たな中継装置の探索のために第１の端末装置並びに第３の端末装置及びそれらの周囲の中継装置の候補の端末装置の無線品質測定用の信号の送信周期を短縮させる。これにより、第１の端末装置と第３の端末装置との間の通信を中継する装置を早期に発見させて、中継装置の切り替えを迅速に行わせることが可能となる。

　なお、上述の説明において、受信品質という用語を用いたが、本実施形態及び添付の特許請求の範囲において、これは、例えば受信電力や信号対干渉および／または雑音電力等の指標を含む概念であることに留意されたい。

　（装置構成）
　続いて、上述のような処理を行う制御装置１０１及び端末装置１０２～１０５の構成について説明する。

　図２に、制御装置１０１及び端末装置１０２～１０５のハードウェア構成例を示す。制御装置１０１及び端末装置１０２～１０５は、一例において、図２に示すようなハードウェア構成を有し、例えば、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、外部記憶装置２０４、及び通信装置２０５を有する。制御装置１０１及び端末装置１０２～１０５では、例えばＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３及び外部記憶装置２０４のいずれかに記録された、上述のような制御装置１０１及び端末装置１０２～１０５の各機能を実現するプログラムがＣＰＵ２０１により実行される。なお、ＣＰＵ２０１は、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）等の１つ以上のプロセッサによって置き換えられてもよい。

　そして、制御装置１０１及び端末装置１０２～１０５は、例えばＣＰＵ２０１により通信装置２０５を制御して、制御装置１０１及び端末装置１０２～１０５との間の通信又は端末装置１０２～１０５間の端末間通信を行う。なお、図２では、制御装置１０１及び端末装置１０２～１０５は、１つの通信装置２０５を有するような概略図を示しているが、これに限られない。例えば、制御装置１０１は、制御装置（基地局装置）間の通信用の通信装置及び端末装置との間の通信装置を有してもよい。

　なお、制御装置１０１及び端末装置１０２～１０５は、各機能を実行する専用のハードウェアを備えてもよいし、一部をハードウェアで実行し、プログラムを動作させるコンピュータでその他の部分を実行してもよい。また、全機能がコンピュータとプログラムにより実行されてもよい。

　図３は、制御装置１０１の機能構成例を示す図である。制御装置１０１は、一例において、その機能として、無線通信部３０１、情報取得部３０２、及び周期制御部３０３を有する。無線通信部３０１は、少なくとも端末装置１０２～１０５との間で、３ＧＰＰによって規定されたセルラ通信によって、無線信号を送信し、受信することができる。制御装置１０１は、無線通信部３０１を用いて中継装置との間で無線信号の送信と受信との少なくともいずれかを行うことで、中継装置と端末間通信を行っている端末装置との間で、間接的に無線信号の送信と受信との少なくともいずれかを行うことができる。

　情報取得部３０２は、例えば、中継装置として動作している端末装置１０２から、又は、端末装置１０２によって通信の中継を受けている端末装置１０３から、端末装置１０２と端末装置１０３との間の無線品質に関する情報を取得する。なお、端末装置１０３からの情報は、無線通信部３０１によって端末装置１０３が送信した信号を直接受信して取得してもよいし、中継装置１０２による中継を介して取得してもよい。

　ここで取得される情報は、上述のように、無線品質の測定結果に関する情報でありうる。測定結果に関する情報は、例えば１つ以上の時間において測定された無線品質を示す値又はその値を所定数のビット長で表現した量子化結果でありうる。なお、制御装置１０１は、例えば後述の周期制御部３０３において、このような情報に基づいて、測定結果に関する情報は、測定結果の無線品質の値が所定値を下回っていること又はその無線品質が所定値を下回っている期間が所定期間を超えたかを判定しうる。また、測定結果に関する情報は、測定結果の無線品質の値が所定値を下回っていること又はその無線品質が所定値を下回っている期間が所定期間を超えたことを示してもよい。

　また、ここで取得される情報は、上述のように、端末装置１０２が移動していることを示す情報を含んでもよい。すなわち、端末装置１０２が移動していることによって、端末装置１０２と端末装置１０３との間の無線品質が劣化する蓋然性が高いことを示す情報が、制御装置１０１へと送信されうる。この情報は、例えば端末装置１０２が自身の移動を判定したことに応じて、制御装置１０１へと送信されうる。なお、情報取得部３０２は、例えば端末装置１０２の位置情報を周期的に取得することにより、端末装置１０２が移動しているか否かを自律的に判定してもよい。また、情報取得部３０２は、端末装置１０２における接続先のセルの切り替え頻度に応じて、端末装置１０２が移動しているか否かを判定してもよい。また、情報取得部３０２は、端末装置１０２から受信した信号の受信品質（の移動平均値）の変動幅が所定期間内に所定値を超えたか否かによって、端末装置１０２が移動しているか否かを判定してもよい。

　また、ここで取得される情報は、無線品質の測定用の信号の送信周期を変更すべきと端末装置１０２又は端末装置１０３が判定した結果を示す情報であってもよい。この情報が取得された場合、後述の周期制御部３０３は、判定結果に応じて、無線品質の測定用の信号の送信周期を変更すべき無線端末に対して、その信号の送信周期を変更させるための指示を送信する。

　また、ここで取得される情報は、制御装置１０１と端末装置１０２との間の無線品質に関する情報であってもよい。この情報は、例えば、情報取得部３０２が、端末装置１０２から受信した信号の受信品質に基づいて取得されてもよいし、端末装置１０２において制御装置１０１から送信された信号の受信品質を測定した結果を報告する信号によって取得されてもよい。

　周期制御部３０３は、情報取得部３０２において取得された情報に基づいて、各端末装置において無線品質の測定用の信号の送信周期を変更すべきかを判定する。そして、周期制御部３０３は、この判定結果に応じて、無線品質の測定用の信号の送信周期を変更すべき無線端末に対して、その信号の送信周期を変更させるための指示を送信する。具体的な処理の流れは上述の通りである。すなわち、周期制御部３０３は、中継装置を変更すべき状態にある場合、中継を受けていた端末装置と、その端末装置の周囲の中継装置の候補である端末装置とに対して、無線品質の測定用の信号の送信周期を短縮化するための指示を送信する。一方、周期制御部３０３は、この場合に、その時点で中継装置として動作している端末装置に対して、無線品質の測定用の信号の送信周期を長期化すること又はそのような信号の送信を停止することを指示するための信号を送信しうる。さらに、周期制御部３０３は、中継装置の切り替えにより、中継装置の候補の装置のうちの１つが中継装置となったことに応じて、無線品質の測定用の信号の送信周期を短縮していた端末装置について、その送信周期を長期化させる（元に戻す）指示を送信しうる。なお、中継装置と制御装置１０１との間の無線品質が理由で中継装置を変更する場合は、その中継装置として動作している端末装置と端末間通信を行っている全ての端末装置とその周囲の中継装置の候補の装置に関して、上述の制御が行われうる。

　なお、無線品質の測定用の信号は、端末間通信を行う端末装置が送出する参照信号でありうる。

　図４は、端末装置１０２～１０５の機能構成例を示す図である。端末装置１０２～１０５は、一例において、その機能として、無線通信部４０１、無線品質取得部４０２、情報通知部４０３、及び参照信号送信制御部４０４を有する。無線通信部４０１は、少なくとも制御装置１０１との間で、３ＧＰＰによって規定されたセルラ通信によって、無線信号を送信し、受信することができる。なお、端末装置１０２～１０５の少なくとも一部は、無線通信部４０１を用いて制御装置１０１と他の端末装置との間の無線信号の中継を行うことができる。

　無線品質取得部４０２は、少なくとも、端末間通信を行っている相手装置との間の無線品質と、他の端末装置が送信した無線品質の測定用の信号（参照信号）に関する無線品質とを取得することができるように構成される。また、無線品質取得部４０２は、制御装置１０１との間の無線品質を取得することもできる。

　情報通知部４０３は、無線品質取得部４０２において取得された無線品質を示す値に基づいて、制御装置１０１へ通知する情報を生成し、無線通信部４０１を介して制御装置１０１へ送信する。例えば、情報通知部４０３は、１つ以上の時刻における端末装置間の無線品質をそれぞれ示す値そのもの又は量子化された値に対応するインデクスを含んだ情報を生成して、その生成した情報を制御装置１０１へと送信する。また、情報通知部４０３は、無線品質を示す値が所定値を下回った場合に、又は無線品質を示す値が所定値を下回った期間が所定期間に達した場合に、このことを示す情報を制御装置１０１へと送信してもよい。

　また、情報通知部４０３は、制御装置１０１との間の無線品質を示す値を無線品質取得部４０２から取得して、その値に関する情報を生成して制御装置１０１へと送信してもよい。このときの情報は、例えば上述のように、無線品質を示す値そのもの、量子化された値に対応するインデクス、所定値を下回ったことを示す情報、所定値を下回っている期間が所定期間を超えたことを示す情報等でありうる。

　情報通知部４０３は、これらの情報に加えて又はこれらの情報の代わりに、自端末装置が中継装置として動作中に移動している（移動した）ことを示す情報を制御装置１０１へと通知してもよい。ここで情報通知部４０３は、例えば無線品質取得部４０２で取得した無線品質の変動や、接続先のセルの履歴から、自端末装置が移動しているか否かを判定してもよい。なお、情報通知部４０３は、例えば不図示のセンサから取得した値に基づいて、自端末装置が移動しているか否かを判定してもよい。

　また、情報通知部４０３は、無線品質取得部４０２が取得した情報に基づいて、中継装置の変更が必要か否かを判定し、その判定結果を制御装置１０１へと通知してもよい。このとき、端末装置は、この判定を行う際の基準を、制御装置１０１から取得してもよい。

　なお、情報通知部４０３は、自端末装置が、他の端末装置による中継を介して制御装置１０１と接続している場合は、生成した情報を中継装置へ送信して、中継装置を介してこの情報を制御装置１０１へと通知してもよい。

　なお、無線品質取得部４０２は、端末間通信を実行中に、その端末間通信のスループット値や遅延値の情報を取得してもよい。この場合、情報通知部４０３は、例えば１つ以上の時刻におけるこれらの値そのもの、これらの値を量子化した値に対応するインデクス、スループットが所定値を下回る又は遅延値が所定値を上回ることを示す情報、スループットが所定値を下回っている又は遅延値が所定値を上回っている期間が所定期間を超えたことを示す情報、等を、制御装置１０１へ通知しうる。なお、情報通知部４０３は、スループットが所定値を下回ったこと又は遅延値が所定値を上回ったことに応じて、又は、スループットが所定値を下回っている又は遅延値が所定値を上回っている期間が所定期間を超えたことに応じて、中継装置の変更が必要であることを示す判定結果を制御装置１０１へと通知してもよい。

　参照信号送信制御部４０４は、制御装置１０１からの、無線品質の測定用の信号の送信周期の短縮又は長期化指示を受信すると、その指示に応じて、無線品質の測定用の信号（参照信号）の送信周期を制御する。なお、参照信号送信制御部４０４は、端末装置が端末間通信を行う状態になく、また、中継装置の候補でもない場合には、参照信号を送信しないようにしうる。

　（処理の流れ）
　続いて、図５及び図６を用いて、無線通信システムにおいて実行される処理の流れについて説明する。なお、図５は、無線品質測定用の信号の送信周期を変更すべきことを端末装置が判定する例を示しており、図６は、その判定を制御装置１０１が実行する例を示している。なお、以下では３台の端末装置と１台の制御装置が存在する場合の例について説明するが、端末装置や制御装置の台数は限定されず、それぞれが上述の端末装置又は制御装置の機能を有し、以下に説明するような処理を実行する。また、以下の処理では、初期的に、制御装置と端末装置Ｂとの通信を、端末装置Ａが中継装置として中継するものとする。なお、本例では、制御装置と端末装置Ｂとの通信は、上りリンク及び下りリンクの両方において端末装置Ａが中継するが、例えば上りリンクのみが中継されるなど、一方向のみで中継が行われてもよい。以下では、無線品質測定用の信号を参照信号と呼ぶが、これ以外の信号によって無線品質が測定されてもよい。例えば、端末間通信の無線品質は、端末間通信で送受信される信号によって特定されてもよい。

　図５の処理では、制御装置１０１が、端末間通信を行っている各端末装置（端末装置Ａ及び端末装置Ｂ）に対して、参照信号の送信周期を変更すべきと判定する基準の情報を通知する（Ｓ５０１）。この通知は、例えば端末間通信の開始時の制御メッセージによって行われる。なお、端末装置Ｂへの通知は、一例において制御装置から送信された信号が端末装置Ａによって中継されることによって行われうる。そして、端末装置Ａは、Ｓ５０１で通知された基準に照らして、自身の移動の程度が大きいか否かを判定する（Ｓ５０２）。また、端末間通信を行っている端末装置Ａ及び端末装置Ｂは、Ｓ５０１で通知された基準に照らして、端末間通信の無線品質が十分良好であるかの判定を行う（Ｓ５０３）。なお、ここでの判定は、例えば、端末間通信で受信した信号の無線品質が所定値を下回ったか否か、又は、端末間通信で受信した信号の無線品質が所定値を下回っている期間が所定期間を超えたか否かに基づいて行われうる。端末装置Ａ及び端末装置Ｂは、無線品質が所定値を下回った場合又は所定値を下回っている期間が所定期間に達した場合に、無線品質が良好でないと判定しうる。また、端末装置Ａ及び端末装置Ｂは、例えば、端末間通信のスループットが所定値を下回った場合又は所定値を下回っている期間が所定期間に達した場合に、無線品質が良好でないと判定してもよい。また、端末装置Ａ及び端末装置Ｂは、端末間通信の遅延値が所定値を超えた場合又は所定値を超えている期間が所定期間に達した場合に、無線品質が良好でないと判定してもよい。なお、端末装置Ａは、制御装置との間の無線品質に関して、同様の判定を行いうる。

　そして、端末装置Ａは、基準を超えて移動している場合や端末間通信又は制御装置との間の通信の無線品質が良好でない状態であると判定した場合に、参照信号の送信周期を変更すべきことを示す判定結果を制御装置１０１へと通知する（Ｓ５０４）。また、端末装置Ｂは、端末間通信の無線品質が良好でない状態であると判定した場合に、参照信号の送信周期を変更すべきことを示す判定結果を制御装置１０１へと通知する（Ｓ５０４）。なお、端末装置Ｂからの通知は、例えば端末装置Ａによる中継を介して制御装置へと送信される。なお、端末装置Ａと端末装置Ｂとの両方が判定結果を報告する必要はない。例えば、端末装置Ａが移動している際に、端末間通信の無線品質の劣化がまだ生じていない場合は、端末装置Ａのみが制御装置への判定結果の通知を行いうる。端末装置Ａは、自身と端末装置Ｂとの両方から判定結果を通知する際には、これらの判定結果をまとめて１つのメッセージとして制御装置へ送信するようにしてもよいし、別個のメッセージで送信してもよい。なお、ここでは、端末装置Ａ及び端末装置Ｂは、参照信号の送信周期を変更すべきことを示す判定結果が得られなかった場合には、判定結果を示す情報を制御装置へと通知しないものとする。なお、参照信号の送信周期を変更すべきことを示す判定結果の情報が通知される場合、そのような判定結果が得られた理由を示す情報が併せて通知されてもよい。例えば、端末装置Ａは、判定結果を送信する際に、その判定結果が得られた理由として、自身の移動、端末間通信の無線品質の劣化、制御装置との間の無線品質の劣化、等の情報を、併せて制御装置へと通知しうる。

　制御装置は、端末装置Ａ又は端末装置Ｂから、判定結果を受信すると、端末装置Ｂとの間の通信を中継可能な他の装置を検出するため、端末装置Ｂとその周囲の中継装置の候補の端末装置の参照信号の送信周期を短縮することを決定する（Ｓ５０５）。なお、制御装置は、端末装置Ａから端末装置Ａが移動していることや制御装置との間の無線品質が劣化したことを示す判定結果を受信した等の場合には、端末装置Ａと端末間通信を行っている全ての端末装置と、それらの端末装置の周囲の中継装置の候補の端末装置について、参照信号の送信周期を短縮することを決定しうる。一方、制御装置は、端末装置Ｂのみから判定結果を受信した場合等、１つの端末間通信の無線品質が劣化しただけの場合は、端末装置Ｂと、その周囲の中継装置の候補の端末装置のみについて、参照信号の送信周期を短縮することを決定しうる。なお、端末装置Ｂが、周囲の中継装置の候補の端末装置からの参照信号を迅速に検出することができれば足りる場合は、端末装置Ｂの参照信号の送信周期については短縮する必要はない。逆に、中継装置の候補の端末装置が、端末装置Ｂからの参照信号を迅速に検出することができれば足りる場合は、これらの中継装置の候補の端末装置の参照信号の送信周期については短縮する必要はない。すなわち、ここでは、端末装置Ｂと、その周囲の中継装置の候補の端末装置との少なくともいずれかにおいて、参照信号の送信周期が短縮されうる。

　制御装置は、端末装置Ｂと、端末装置Ｂの周囲の中継装置の候補である端末装置Ｃとに対して、参照信号の送信周期を変更すべきことを示す通知を送信する（Ｓ５０６）。なお、端末装置Ｂへの通知は、この時点ではまだ中継装置として動作している端末装置Ａを介して行われうる。端末装置Ｂ及び端末装置Ｃは、制御装置からの指示に従って、参照信号の送信周期を短縮する（Ｓ５０７）。なお、制御装置は、Ｓ５０６において、その時点において中継装置として動作しており、中継装置として適切でなくなったと考えられる端末装置Ａに対しては、参照信号の送信周期を長期化すべきことを示す通知を送信してもよい。この場合、端末装置Ａは、この通知に応じて、参照信号の送信周期を長期化（または、場合によっては送信を停止）しうる（Ｓ５０８）。

　その後、端末装置Ｂ及び端末装置Ｃは、それぞれ送出された参照信号を互いに測定し、その測定結果を制御装置へと通知する（Ｓ５０９）。このとき、端末装置Ｂから制御装置への通知は、端末装置Ａを介して行われうる。制御装置は、端末装置Ｂ及び端末装置Ｃからの測定結果の通知を受信すると、端末装置Ｃが端末装置Ｂとの通信を中継する装置として適切であるかを判定する。そして、制御装置は、端末装置Ｃが端末装置Ｂとの通信を中継するのに適していると判定した場合に、端末装置Ｂと端末装置Ｃとの間で端末間通信を行うように指示する（Ｓ５１０）。端末装置Ｂ及び端末装置Ｃは、この指示によって端末間通信を開始し（Ｓ５１１）、端末装置Ｃは、制御装置と端末装置Ｂとの間の通信の中継を開始する。なお、端末装置Ｃが中継装置として動作する際の処理の流れはこれに限られず、端末装置Ｃと端末装置Ｂとの間の端末間通信を開始させて、制御装置と端末装置Ｂとの間の通信を中継すべきことを端末装置Ｃへと通知可能な任意の方法が用いられうる。一方、端末装置Ａは、例えばＳ５１０の指示を端末装置Ｂへ通知する際の信号によって、自身が中継装置としての動作を終了すべきことを認識し、中継処理を停止しうる。なお、端末装置Ａは、制御装置からの個別のシグナリングによって、中継装置としての動作を終了してもよい。

　制御装置は、端末装置Ｃが中継装置としての動作を開始したことに応じて、端末装置Ｂとの通信を中継する装置を検出する必要がなくなったことを認識しうる。このため、制御装置は、端末装置Ｂと、端末装置Ｃを含む、端末装置Ｂの周囲の中継装置の候補の端末装置との、参照信号の送信周期を長期化することを決定しうる（Ｓ５１２）。制御装置は、このような決定を行った場合には、参照信号の送信周期を長期化すべきことを端末装置Ｂ及び端末装置Ｃ（及び端末装置Ｂの周囲の中継装置の候補の他の端末装置）へと通知する（Ｓ５１３）。そして、端末装置Ｂ及び端末装置Ｃ（及び端末装置Ｂの周囲の中継装置の候補の他の端末装置）は、参照信号の送信周期を長期化（場合によっては送信を停止）する。これにより、新たな中継装置を選択する必要のない状態において、各端末装置が不必要に高頻度で参照信号を送信することを防ぐことができる。なお、端末装置Ｂへの通知は、この時点で中継装置として動作することとなった端末装置Ｃを介して行われうる。なお、上述のいずれの処理においても、制御装置から端末装置Ｂへの通知は、中継を介さない形式で直接行われてもよい。

　図６の例では、制御装置１０１は、参照信号の送信周期を変更すべきと判定する基準に代えて、測定結果を報告する条件に関する情報を、端末間通信を行っている端末装置Ａ及び端末装置Ｂへと通知する（Ｓ６０１）。この条件は、例えば、前回の報告から一定期間が経過したこと、制御装置との間の無線品質や端末装置間の無線品質等に関する一定の基準等が含まれうる。端末装置Ａは、自身の移動の程度を測定し（Ｓ６０２）、また、端末装置Ａ及び端末装置Ｂは、端末装置間の無線品質を測定し（Ｓ６０３）、Ｓ６０１で通知された報告条件を満たす場合に、これらの測定結果を制御装置へ通知する（Ｓ６０４）。なお、端末装置Ａは、例えばＳ６０３において制御装置との間の無線品質を測定して制御装置へ通知してもよい。その後、制御装置は、通知された情報に基づいて、例えば中継装置の変更が必要であるか否かを判定し、変更が必要な場合に、端末装置Ｂと、端末装置Ｂの周囲の中継装置の候補の端末装置において、参照信号の送信周期を短縮させることを決定する（Ｓ６０５）。その後の処理は図５の例と同様であるため、同じ処理には同じ参照符号を付して説明を省略する。

　以上のように、本実施形態では、制御装置は、端末間通信によって通信の中継を行う中継装置の変更が必要か否かを、中継装置と端末装置との間の無線品質に少なくとも基づいて決定する。そして、制御装置は、端末間通信の無線品質が劣化する等、中継装置の変更が必要な状態となったと判定した場合に、その中継装置による中継の提供を受けていた端末装置と、その周囲の中継装置の候補の装置における参照信号の送信周期を短縮させる。これにより、中継装置の変更が必要となった場合に、中継装置の候補の装置と中継を受ける端末装置とを互いに迅速に認識させることができ、その結果、中継装置の切り替えを迅速に行うことができる。一方、制御装置は、中継装置の変更が必要ない状態における中継を受けている端末装置や、中継伝送を行わない装置については、参照信号の送信周期を長期化することによって、参照信号が干渉を引き起こすことを防ぐことができる。このように、本実施形態では、端末装置が他の端末装置との間の無線品質の測定を行うために送出される信号による干渉が生じる確率を低減しながら、端末間通信を用いた中継通信の接続性を高く維持することができる。

　以上、本実施形態に係る代表的な構成及び処理の流れについて説明したが、これらは一例にすぎず、請求の範囲に記載された範囲での、本明細書に記載された実施形態に対する様々な変形及び変更も、本発明の権利範囲内に当然に含まれるものである。

　本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

　本願は、２０１７年１月２４日提出の日本国特許出願特願２０１７－０１０５７５を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

Claims

　中継装置を介して１つ以上の端末装置との間の信号の送信と受信との少なくともいずれかを行うことができる制御装置であって、
　前記中継装置として動作している装置と前記１つ以上の端末装置のうちの１つの端末装置との間の無線品質に関する情報を取得する取得手段と、
　前記情報に基づいて、前記制御装置と前記１つの端末装置との間での通信の中継を行う前記中継装置の候補である装置と、前記中継装置として動作している装置と、前記１つの端末装置とが送信する、無線品質の測定用の信号の送信周期をそれぞれ制御する制御手段と、
　を有することを特徴とする制御装置。
　前記情報は、前記中継装置として動作している装置または前記１つの端末装置における前記無線品質の測定結果に関する情報を含み、
　前記制御手段は、前記無線品質が所定値を下回っていること又は前記無線品質が所定値を下回っている期間が所定期間を超えたことを前記情報が示している場合に、前記中継装置の候補である装置および前記１つの端末装置の前記送信周期を短縮する、
　ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
　前記情報は、前記中継装置として動作している装置が移動していることを示す情報を含み、
　前記制御手段は、前記中継装置として動作している装置が移動していることを前記情報が示す場合に、前記中継装置の候補である装置および前記１つの端末装置の前記送信周期を短縮する、
　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
　前記情報は、前記中継装置として動作している装置または前記１つの端末装置において前記無線品質に基づいて前記送信周期を変更すべきと判定されたことを示す情報を含み、
　前記制御手段は、当該情報が取得された場合に、前記中継装置の候補である装置および前記１つの端末装置の前記送信周期を短縮する、
　ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
　前記制御手段は、さらに、前記中継装置の候補である装置および前記１つの端末装置の前記送信周期を短縮した結果、前記中継装置の候補である装置のいずれかが前記中継装置として動作する装置となったことに応じて、前記中継装置の候補である装置および前記１つの端末装置の前記送信周期を長期化する、
　ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の制御装置。
　前記制御手段は、前記中継装置の候補である装置および前記１つの端末装置の前記送信周期を短縮する際に、前記中継装置として動作している装置の前記送信周期を長期化する、
　ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の制御装置。
　前記取得手段は、さらに、前記制御装置と前記中継装置として動作している装置との間の第２の無線品質に関する情報を取得し、
　前記制御手段は、当該第２の無線品質が第２の所定値を下回っていることに応じて、前記１つ以上の端末装置のうち、前記中継装置として動作している装置との間で接続を確立している端末装置と、当該端末装置と前記制御装置との通信の中継を行う前記中継装置の候補とについて、前記送信周期を短縮する、
　ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の制御装置。
　中継装置を介して１つ以上の端末装置との間の信号の送信と受信との少なくともいずれかを行うことができる制御装置を含んだシステムにおける前記中継装置または前記端末装置として動作する通信装置であって、
　前記通信装置と、前記中継装置または前記１つ以上の端末装置のうちの１つの端末装置との間の無線品質に関する値を測定する測定手段と、
　前記無線品質に関する値に基づく情報を、前記制御装置へ通知する通知手段と、
　無線品質の測定用の信号の送信周期を前記情報に基づいて制御する信号を前記制御装置から受信する受信手段と、
　前記信号に基づいて、前記送信周期を制御する制御手段と、
　を有することを特徴とする通信装置。
　前記情報は、前記無線品質の測定結果に関する情報を含む、
　ことを特徴とする請求項８に記載の通信装置。
　前記情報は、前記通信装置が前記中継装置として動作している場合に、当該通信装置が移動していることを示す情報を含む、
　ことを特徴とする請求項８又は９に記載の通信装置。
　前記無線品質に関する値に基づいて、前記送信周期を変更すべきか否かを判定する判定手段をさらに有し、
　前記判定手段が前記無線品質に基づいて前記送信周期を変更すべきと判定した場合に、前記情報は前記判定の結果を示す情報を含む、
　ことを特徴とする請求項８に記載の通信装置。
　前記測定手段は、前記通信装置が前記中継装置として動作している場合に、さらに、前記通信装置と前記制御装置との間の第２の無線品質を測定し、
　前記通知手段は、さらに、前記第２の無線品質に関する情報を前記制御装置へ通知し、
　前記制御装置は、前記無線品質に関する情報と前記第２の無線品質に関する情報とに基づいて、前記送信周期を決定する、
　ことを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の通信装置。
　中継装置を介して１つ以上の端末装置との間の信号の送信と受信との少なくともいずれかを行うことができる制御装置の制御方法であって、
　前記中継装置として動作している装置と前記１つ以上の端末装置のうちの１つの端末装置との間の無線品質に関する情報を取得することと、
　前記情報に基づいて、前記制御装置と前記１つの端末装置との間での通信の中継を行う前記中継装置の候補である装置と、前記中継装置として動作している装置と、前記１つの端末装置とが送信する、無線品質の測定用の信号の送信周期をそれぞれ制御することと、
　を有することを特徴とする制御方法。
　中継装置を介して１つ以上の端末装置との間の信号の送信と受信との少なくともいずれかを行うことができる制御装置を含んだシステムにおける前記中継装置または前記端末装置として動作する通信装置の制御方法であって、
　前記通信装置と、前記中継装置または前記１つ以上の端末装置のうちの１つの端末装置との間の無線品質に関する値を測定することと、
　前記無線品質に関する値に基づく情報を、前記制御装置へ通知することと、
　無線品質の測定用の信号の送信周期を前記情報に基づいて制御する信号を前記制御装置から受信することと、
　前記信号に基づいて、前記送信周期を制御することと、
　を有することを特徴とする制御方法。
　中継装置を介して１つ以上の端末装置との間の信号の送信と受信との少なくともいずれかを行うことができる制御装置に備えられたコンピュータに、
　前記中継装置として動作している装置と前記１つ以上の端末装置のうちの１つの端末装置との間の無線品質に関する情報を取得させ、
　前記情報に基づいて、前記制御装置と前記１つの端末装置との間での通信の中継を行う前記中継装置の候補である装置と、前記中継装置として動作している装置と、前記１つの端末装置とが送信する、無線品質の測定用の信号の送信周期をそれぞれ制御させる、
　ためのプログラム。
　中継装置を介して１つ以上の端末装置との間の信号の送信と受信との少なくともいずれかを行うことができる制御装置を含んだシステムにおける前記中継装置または前記端末装置として動作する通信装置に備えられたコンピュータに、
　前記通信装置と、前記中継装置または前記１つ以上の端末装置のうちの１つの端末装置との間の無線品質に関する値を測定させ、
　前記無線品質に関する値に基づく情報を、前記制御装置へ通知させ、
　無線品質の測定用の信号の送信周期を前記情報に基づいて制御する信号を前記制御装置から受信させ、
　前記信号に基づいて、前記送信周期を制御させる、
　ためのプログラム。