(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のソースノード、複数のリレーノード及び複数のデスティネイションノードを含み、前記ソースノードのうちの一つと前記デスティネイションノードのうちの一つとの間を仲裁するために前記リレーノードのうちの一つを使用するデュアルホップ通信をサポートするように構成される、ネットワークにおいて、ソースノード、リレーノード又はデスティネイションノードのうちの一つとして動作するように構成される、無線通信装置において、
前記無線通信装置は、
対象とするソースノードと各々のリレーノードとの間のチャネル特性及び各々のリレーノードと対象とするデスティネイションノードとの間のチャネル特性を収集するように動作可能なチャネル特性収集手段と、ここで、前記チャネル特性収集手段は、統計チャネル情報を得るために１又は複数の受信信号を処理するように動作可能な処理手段を含み、該統計チャネル情報は、前記収集されたチャネル特性であって、前記対象となるソースノードにより発せられる信号を中継するリレーノードを選択するためのオペレーションモードを判定するためのものであり及び前記収集されたチャネル特性が変化した場合に前記オペレーションモードを異なるモードに変更するためのものである、
前記対象とするソースノードにより発せられる信号を中継するリレーノードを選択するためのオペレーションモードを判定するように動作可能なモード判定手段と、ここで、前記モード判定手段は、前記チャネル特性収集手段からの前記収集されたチャネル特性に基づいて前記オペレーションモードを判定するように動作可能であり、前記チャネル特性は、統計チャネル情報を含み、前記モード判定手段は、前記チャネル特性が変化した場合に前記判定されたオペレーションモードを異なるモードに変更するように更に動作可能である、
前記対象とするソースノードにより発せられる信号を中継するリレーノードを選択するためのリレーノード選択手段と、ここで、前記リレーノード選択手段の前記オペレーションモードは、前記チャネル特性収集手段からの前記収集されたチャネル特性に基づいて前記モード判定手段により判定され、前記チャネル情報は、統計チャネル情報を含み、前記オペレーションモードは、前記収集されたチャネル特性が変化した場合に前記モード判定手段により異なるモードに変更されることができる、
のうちの、いずれか一つの手段、いずれか二つの手段又は全部の手段を含み、
前記リレーノードを選択するためのオペレーションモードは、第１のモードと第２のモードとのうちの一つであり、
前記第１のモードにおいて、前記リレーノードは、前記対象とするソースノードと各々のリレーノードとの間のチャネル特性に基づいて選択され、
前記第２のモードにおいて、前記リレーノードは、各々のリレーノードと前記対象とするデスティネイションノードとの間のチャネル特性に基づいて選択される、無線通信装置。
【請求項２】
前記装置は、少なくとも前記モード判定手段を含み、
前記モード判定手段は、判定基準が満たされるならば、前記オペレーションモードは前記第１のモードであると判定し、さもなければ前記オペレーションは前記第２のモードであると判定するように動作可能であり、さらに、前記判定基準がもはや満たされないならば、前記第１のモードから前記第２のモードへ切り替え、前記判定基準が満たされるならば、その逆に切り替えるように動作可能である、請求項１に従う無線通信装置。
【請求項３】
すべてのチャネルがＮａｋａｇａｍｉ−ｍフェージングを経験するとき、前記判定基準は、より大きなダイバーシティ利得を提供するオペレーションモードが実行されるように、以下により与えられる：
ｄ１＞ｄ２ならば、前記オペレーションモードは前記モード判定手段により前記第１のモードとして判定される、
さもなければ、前記オペレーションモードは前記第２のモードとして判定される；
ここで、ｄ１及びｄ２は、それぞれ、前記第１のモード及び前記第２のモードによるダイバーシティ次数であり、
【数１】
0005579303.tif 000004
により与えられ、ここで、Ｎは、選択可能なリレーノードの数であり、ｍ１ｎ，ｍ２ｎは、それぞれ、第ｎのリレーへの又は第ｎのリレーからのＮａｋａｇａｍｉ−ｍフェージング・チャネルの形状パラメータである、請求項２に従う無線通信装置。
【請求項４】
一部のチャネルがＮａｋａｇａｍｉ−ｍフェージングを経験し、他のチャネルがＲｉｃｉａｎフェージングを経験するとき、前記判定基準は、以下により与えられる：
ｄ１＞ｄ２ならば、前記モード判定手段により前記オペレーションモードが前記第１のモードとして決定され、さもなければ、前記オペレーションモードが前記第２のモードとして決定される；
ｄ１又はｄ２＞＝１ならば、前記リレーノードは、前記リレーノード選択手段により前記複数のリレーノードから選択される、ここでは、前記対象とするソースノードから前記リレーノードへの各チャネル及び前記リレーノードから前記対象とするデスティネイションノードへの各チャネルは、Ｎａｋａｇａｍｉ−Ｎａｋａｇａｍｉである、
ｄ１又はｄ２＜１ならば、前記リレーノードは、前記リレーノード選択手段により前記複数のリレーノードから選択される、ここでは、前記対象とするソースノードから前記リレーノードへの各チャネル及び前記リレーノードから前記対象とするデスティネイションノードへの各チャネルは、Ｒｉｃｉａｎ−Ｒｉｃｉａｎである；
ここで、ｄ１及びｄ２は、それぞれ、前記第１のモード及び前記第２のモードによるダイバーシティ次数であり、以下により与えられる：
【数２】
0005579303.tif 000005
ここで、Ｎは、選択可能なリレーノードの数であり、ｍ１ｎ，ｍ２ｎは、それぞれ、第ｎのリレーへの又は第ｎのリレーからのＮａｋａｇａｍｉ−ｍフェージング・チャネルの形状パラメータである、請求項２に従う無線通信装置。
【請求項５】
前記判定基準は、以下により与えられる：
Ｐｏｕｔ＿１＜Ｐｏｕｔ＿２ならば、前記オペレーションモードは、前記モード判定手段により前記第１のモードとして決定される、
さもなければ、前記オペレーションモードは、前記第２のモードとして決定される；
ここで、Ｐｏｕｔ＿１及びＰｏｕｔ＿２は、それぞれ、前記第１のモード及び前記第２のモードによるアウテージ確率である、請求項２に従う無線通信装置。
【請求項６】
前記判定基準は、以下により与えられる：
前記対象とするソースノードにおいて、低い複雑さ、低いエネルギー消費、低い遅延及び低いオーバーヘッドの要求条件のうちの一つ又は複数が要求される場合には、前記モード判定手段により前記オペレーションモードが前記第１のモードとして決定される、
前記対象とするデスティネイションノードにおいて、低い複雑さ、低いエネルギー消費、低い遅延及び低いオーバーヘッドの要求条件のうちの一つ又は複数が要求される場合には、前記モード判定手段により前記オペレーションモードが前記第２のモードとして決定される、
請求項２に従う無線通信装置。
【請求項７】
前記装置は、少なくとも前記モード判定手段を含み、
前記モード判定手段は、更なる条件が満たされるとの判定に応じて、前記オペレーションモードの任意の判定を、前記第１のモード、前記第２のモード又は更なるモードのうちの一つとして行うように、更に動作可能であり、
前記更なるモードにおいて、前記リレーノードは、前記対象とするソースノードと各々のリレーノードとの間のチャネル特性及び各々のリレーノードと前記対象とするデスティネイションノードとの間のチャネル特性に基づいて選択される、請求項１ないし６のいずれか１項に従う無線通信装置。
【請求項８】
前記更なる条件は、
Ｐｏｕｔ＜あらかじめ定義されたアウテージ閾値、
により与えられ、
ここで、Ｐｏｕｔは、前記第１のモード、第２のモード又は前記更なるモードによるアウテージ確率である、請求項７に従う無線通信装置。
【請求項９】
前記第１のオペレーションモードは、前記対象とするソースノードと前記リレーノードとの間のチャネルの信号対雑音比が最大にように、リレーノードを選択することによって実行され、
前記第２のオペレーションモードは、前記リレーノードと前記対象とするデスティネイションノードとの間のチャネルの信号対雑音比が最大になるようにリレーノードを選択することによって実行される、請求項１ないし８のいずれか１項に従う無線通信装置。
【請求項１０】
前記チャネル特性収集手段は、各々のチャネルを評価するために、パイロット信号又はサウンディング信号を送信することによって、前記チャネル特性を収集するように動作可能であり、
前記チャネル特性は、受信されるチャネル統計情報フィードバックにより又はチャネル可逆性により判定され、
前記対象とするソースノード、前記複数のリレーノード及び前記対象とするデスティネイションノードは、前記チャネル特性に関して情報を互いに交換するように構成される、請求項１ないし９のいずれか１項に従う無線通信装置。
【請求項１１】
前記複数のリレーノードは、前記対象とするソースノードにより発せられる信号を増幅し、それを前記対象とするデスティネイションノードにリレーするようにそれぞれ構成される、請求項１ないし１０のいずれか１項に従う無線通信装置。
【請求項１２】
前記装置は、ソースノード又はリレーノードであるように構成される場合、前記チャネル収集手段と前記モード判定手段と前記リレー選択手段とのうちの、いずれか一つの手段、いずれか二つの手段又は全部の手段を含む、請求項１ないし１１のいずれか１項に従う無線通信装置。
【請求項１３】
前記装置は、デスティネイションノードであるように構成される場合、前記チャネル収集手段と前記モード判定手段とのうちの、いずれか一つの手段又は全部の手段を含む、請求項１ないし１１のいずれか１項に従う無線通信装置。
【請求項１４】
複数のソースノード、複数のリレーノード及び複数のデスティネイションノードを含み、前記ソースノードのうちの一つと前記デスティネイションノードのうちの一つとの間を仲裁するために前記複数のリレーノードのうちの一つを使用してデュアルホップ通信をサポートするように構成された、ネットワークを含む、通信システムにおいて、
前記システムは、請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の無線通信装置を含み、
前記装置は、ソースノード、リレーノード又はデスティネイションノードのうちの一つとして動作するように構成される、通信システム。
【請求項１５】
複数のソースノード、複数のリレーノード及び複数のデスティネイションノードを含み、前記ソースノードのうちの一つと前記デスティネイションノードのうちの一つとの間を仲裁するために前記リレーノードのうちの一つを使用してデュアルホップ通信をサポートするように構成された、ネットワークにおいて、対象とするソースノードから対象とするデスティネイションノードへ発せられる１又は複数の信号をリレーするためのリレーノード選択を実行する方法において、
前記方法は、請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の無線通信装置により実行され、
前記方法は、
ａ）１又は複数の受信信号から統計チャネル情報を取得することによって、前記対象とするソースノードと各々のリレーノードとの間のチャネル特性及び前記対象とするデスティネイションノードと各々のリレーノードとの間のチャネル特性を収集するステップと、
ｂ）前記収集されたチャネル統計に基づいて、オペレーションモードを判定することによって、前記対象とするソースノードにより発せられる信号を中継するためのリレーノードを選択するステップと、ここで、前記第１のモードにおいて、前記リレーノードは、前記対象とするソースノードと各々のリレーノードとの間のチャネル統計に基づいて選択され、前記第２のモードにおいて、前記リレーノードは、各々のリレーノードと前記対象とするデスティネイションノードとの間のチャネル統計に基づいて選択される、
ｃ）前記対象とするソースノードと各々のリレーノードとの間のチャネル特性及び／又は前記対象とするデスティネイションノードと各々のリレーノードとの間のチャネル特性が変化した場合に、前記判定されたオペレーションモードを変更するステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）  
この出願は、２０１２年５月１１日付け提出の英国特許出願第１２０８２９５．４号に基づくものであり、また、その優先権の利益を主張する。そして、その内容の全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
（技術分野）  
本明細書で説明される実施形態は、一般に、リレーノード選択を実行するための無線通信装置、通信システム及び方法に関係する。
【背景技術】
【０００３】
多くの無線通信システムにおいて、ソースノードが、１又は複数のリレーノードの支援によりデスティネイションノードと通信するシステムモデルが存在する。複数の利用可能なリレーが存在する環境では、信号を送信するために、すべての利用可能なリレーから、一つのリレーを選択することができる。そのような技術（リレー選択を指す）は、すべての利用可能なリレーを用いることによって提供されるダイバーシティ次数（diversity order）を効率的に達成することが示された。いくつかの状況において、ソースからリレーへのチャネル特性とリレーからデスティネイションへのチャネル特性とが全く異なる可能性がある。
【０００４】
リレー選択をもつ実際的なデュアルホップ・システムにおいて、ソースからデスティネイションへの伝送を支援するためにリレーが従うことのできる種々のプロトコルが存在する。最もポピュラーなものは、増幅転送法（amplify-and-forward）と復号転送法（decode-and-forward）である。増幅転送法については、リレーノードは、ソースから信号を受信し、それを或る利得（固定値又は瞬時のチャネル利得に従う可変値）で増幅し、そして、該増幅された信号をデスティネイションに転送する。復号転送法については、リレーノードは、ソースからの受信信号を検出し、そして、該検出された信号をデスティネイションに転送する。両プロトコルは、それらの利点と欠点を有する。例えば、復号転送法は、増幅転送法と比較して、より高い複雑さをもつリレーノードをもたらすが、通常、より良いパフォーマンスを提供することができる。
【０００５】
ソースからデスティネイションに信号を伝送するためのリレーを選択するために、種々のオペレーションモードが存在する。現在のシステムの多くは、第１のモード（すなわち、フォワード選択）（ここでは、選択は、ソースとリレーとの間の瞬時のチャネル特性に基づいてなされる）、又は、第２のモード（すなわち、バックワード選択）（ここでは、選択は、リレーとデスティネイションとの間の瞬時のチャネル特性に基づいてなされる）を使用する。フォワード選択が使用されるか又はバックワード選択が使用されるかは、システム初期化の開始において、選択の時点のチャネル状態に基づいて、決定される。既存のシステムは、伝送の間に生じる可能性があるチャネル状態の変化を考慮に入れない。システム初期化において、一旦、選択スキームが決定されたならば、それは、変化するチャネル状態に関係なく、伝送を通してずっと固定される。言い換えると、現在のシステムの多くにおいて、フォワード選択の実行が決定された場合には、変化するチャネル特性を考慮することなく（チャネル状態が変化するときの伝送にもう一方のオペレーションモードが有利に働くときでさえ）、それを続けるであろう。
【０００６】
したがって、チャネル特性の変化に従ってリレー選択スキームを適応させることができる知的なシステムに対する要望が存在する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、ソースからデスティネイションへの伝送のために多数の存在するリレーのうちの一つを選択することができるデュアルホップ通信システムの一例を示す。
【図２ａ】図２ａは、すべてのチャネルがＮａｋａｇａｍｉ−ｍフェージングの影響下にある場合の実施形態において、第１のオペレーションモード（フォワード選択）を使用する選択が好ましい、異なるチャネル特性をもつデュアルホップ・リレー・ネットワークの例を示す。
【図２ｂ】図２ｂは、すべてのチャネルがＮａｋａｇａｍｉ−ｍフェージングの影響下にある場合の実施形態において、第２のオペレーションモード（バックワード選択）を使用するのが好ましい、異なるチャネル特性をもつデュアルホップ・リレー・ネットワークの例を示す。
【図３ａ】図３ａは、第１のモード及び第２のモードを使用する場合の図２ａに示されるネットワーク例のアウテージ確率を示す。
【図３ｂ】図３ｂは、第１のモード及び第２のモードを使用する場合の図２ｂに示されるネットワーク例のアウテージ確率を示す。
【図４】図４は、いくつかのチャネルがＮａｋａｇａｍｉ−ｍフェージングの影響下にあり、いくつかのチャネルがＲｉｃｉａｎフェージングの影響下にある場合の実施形態におけるリレー選択の例を示す。
【図５】図５は、ソースがチャネル特性をモニターしている場合に、第１のオペレーションモードから第２のモードへ切り替える実施形態を表すフローチャートである。
【図６】図６は、ソースがチャネル特性をモニターしている場合に、第２のモード・オペレーションから第１のモード選択へ切り替える実施形態を表すフローチャートである。
【図７】図７は、装置が収集ノードである場合の実施形態における無線通信装置の実装例である。
【図８】図８は、装置が収集ノードである場合の実施形態における無線通信装置の実装例である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
このアプリケーションにおいて説明される実施形態の一つの態様は、必要に応じて、リレーノード選択を実行するための一つのオペレーションモードから他のオペレーションモードに切り替えために、対象とするソースノード、リレーノード及び対象とするデスティネイションノードのためのメカニズムを提案することによって、リレーノード選択を実行するための無線通信装置、通信システム及び方法を提供する。
【０００９】
一実施形態によれば、複数のソースノード、複数のリレーノード及び複数のデスティネイションノードを含み、該ソースノードのうちの一つと該デスティネイションノードのうちの一つとの間を仲裁するために該リレーノードのうちの一つを使用するデュアルホップ通信をサポートするように構成される、ネットワークにおいて、ソースノード、リレーノード又はデスティネイションノードのうちの一つとして動作するように構成される、無線通信装置が提供される。  
該無線通信装置は、対象とするソースノードと各々のリレーノードとの間のチャネル特性及び各々のリレーノードと対象とするデスティネイションノードとの間のチャネル特性を収集するように動作可能なチャネル特性収集手段と、ここで、該チャネル特性収集手段は、統計チャネル情報を得るために１又は複数の受信信号を処理するように動作可能な処理手段を含み、該統計チャネル情報は、該収集されたチャネル特性であって、該対象となるソースノードにより発せられる信号を中継するリレーノードを選択するためのオペレーションモードを判定するためのものであり及び該収集されたチャネル特性が変化した場合に該オペレーションモードを異なるモードに変更するためのものである、  
該対象とするソースノードにより発せられる信号を中継するリレーノードを選択するためのオペレーションモードを判定するように動作可能なモード判定手段と、ここで、該モード判定手段は、該チャネル特性収集手段からの該収集されたチャネル特性に基づいて該オペレーションモードを判定するように動作可能であり、該チャネル特性は、統計チャネル情報を含み、該モード判定手段は、該チャネル特性が変化した場合に該判定されたオペレーションモードを異なるモードに変更するように更に動作可能である、  
該対象とするソースノードにより発せられる信号を中継するリレーノードを選択するためのリレーノード選択手段と、ここで、該リレーノード選択手段の該オペレーションモードは、該チャネル特性収集手段からの該収集されたチャネル特性に基づいて該モード判定手段により判定され、該チャネル情報は、統計チャネル情報を含み、該オペレーションモードは、該収集されたチャネル特性が変化した場合に該モード判定手段により変更される、  
のうちの、いずれか一つの手段、いずれか二つの手段又は全部の手段を含み、  
該リレーノードを選択するためのオペレーションモードは、第１のモードと第２のモードとのうちの一つであり、  
該第１のモードにおいて、該リレーノードは、該対象とするソースノードと各々のリレーノードとの間のチャネル特性に基づいて選択され、  
該第２のモードにおいて、該リレーノードは、各々のリレーノードと該対象とするデスティネイションノードとの間のチャネル特性に基づいて選択される。
【００１０】
更なる実施形態において、複数のソースノード、複数のリレーノード及び複数のデスティネイションノードを含み、該ソースノードのうちの一つと該デスティネイションノードのうちの一つとの間を仲裁するために該複数のリレーノードのうちの一つを使用してデュアルホップ通信をサポートするように構成された、ネットワークを含む、通信システムが提供される。該システムは、上で示された無線通信装置を含み、該装置は、ソースノード、リレーノード又はデスティネイションノードのうちの一つとして動作するように構成される。
【００１１】
更なる実施形態において、複数のソースノード、複数のリレーノード及び複数のデスティネイションノードを含み、該ソースノードのうちの一つと該デスティネイションノードのうちの一つとの間を仲裁するために該リレーノードのうちの一つを使用してデュアルホップ通信をサポートするように構成された、ネットワークにおいて、対象とするソースノードから対象とするデスティネイションノードへ発せられる１又は複数の信号をリレーするためのリレーノード選択を実行する方法が提供される。該方法は、上で示された無線通信装置により実行され、該装置は、ソースノード、リレーノード又はデスティネイションノードのうちの一つとして動作するように構成される。該方法は、  
ａ）１又は複数の受信信号から統計チャネル情報を取得することによって、該対象とするソースノードと各々のリレーノードとの間のチャネル特性及び該対象とするデスティネイションノードと各々のリレーノードとの間のチャネル特性を収集するステップと、  
ｂ）該収集されたチャネル統計に基づいて、オペレーションモードを判定することによって、該対象とするソースノードにより発せられる信号を中継するためのリレーノードを選択するステップと、ここで、該第１のモードにおいて、該リレーノードは、該対象とするソースノードと各々のリレーノードとの間のチャネル統計に基づいて選択され、該第２のモードにおいて、該リレーノードは、各々のリレーノードと該対象とするデスティネイションノードとの間のチャネル統計に基づいて選択される、  
ｃ）該対象とするソースノードと各々のリレーノードとの間のチャネル特性及び／又は該対象とするデスティネイションノードと各々のリレーノードとの間のチャネル特性が変化した場合に、該判定されたオペレーションモードを変更するステップとを含む。
【００１２】
リレー選択を使う実際的なデュアルホップ・システム（図１にその例が示されている）において、瞬時のエンドツーエンドのＳＮＲ（ソースからリレーへ、そして、デスティネイションへの信号対雑音比）が最大になるように、リレーを選択することができる。そのような選択方法（時々、デュアルホップ選択又はグローバル選択と呼ばれる）は、チャネル特性又はチャネル状態に関して瞬時の情報（例えば（ソースからリレーへの及びリレーからデスティネイションへの）両方のチャネル・ホップにおけるチャネル状態情報（ＣＳＩ）など）を要求する。これは、グローバルチャネル知識と呼ばれる。
【００１３】
ソースがチャネル特性又は状態についての知識（例えばソースから諸リレーへのチャネルのＣＳＩなど）を有する幾つかの他のケースにおいて、ソースは、そのソースとリレーとの間（第１のホップ）のＳＮＲが最大になるように、リレーを選択する。一旦、そのリレーが選択されたならば、そのリレーとデスティネイションとの間の第２のホップにおけるチャネル状態に関係なく、そのリレーからデスティネイションへデータを送信することが採用される。そのような選択方法は、フォワード選択又は第１のオペレーションモードと呼ばれる。ここでは、選択をするために、ソースとリレーとの間の瞬時のチャネル特性が用いられる。いくつかの他のケースにおいて、デスティネイションだけがチャネル特性又は状態についての知識（例えば、すべてのリレーからデスティネイションへのＣＳＩなど）を有し、したがって、それは、第１のホップにおけるチャネル状態に関係なく、そのリレーからデスティネイションへのＳＮＲが最大になるように、リレーを選択する。そのような選択方法は、バックワード選択又は第２のオペレーションモードと呼ばれる。ここでは、選択をするために、リレーとデスティネイションとの間の瞬時のチャネル特性が用いられる。デュアルホップ選択は上で説明された３つの選択技術の中で最も高いパフォーマンスを提供するが、ソース又はデスティネイションが両方のホップにおけるＣＳＩについての知識を有する必要があるので、それは、最も高い複雑さ及び信号の要求条件（signalling requirements）とオーバーヘッドを有する。第１の選択モード又は第２の選択モードを使用する複雑さは同様であり、ＭチャネルのＣＳＩの推定を要求する（ここで、Ｍは中間のリレーの数である）。用語「第１のオペレーションモード」及び用語「第２のオペレーションモード」は、それぞれ、上で説明されるフォワード選択技術及びバックワード選択技術を指し示すために、このアプリケーションで使用される。
【００１４】
実際的なシステムのパフォーマンスを評価するとき、アウテージ確率（outage probability）は重要なメトリックである。それは、伝送がどの程度失敗しそうであるかを教えるものであり、したがって、それは、信頼できる伝送をゴールと考えるときに、最小化されることが望まれる。異なる選択スキームの使用によるアウテージ確率のパフォーマンスは、異なるチャネル特性に従って、全く異なることがあり得る。
【００１５】
フォワード選択スキーム及びバックワード選択スキームは、文字通り広範囲に論じられた既存の技術である。異なる選択スキームの使用によるアウテージ確率のパフォーマンスは、異なるチャネル状態及び特性に従って、全く異なることがあり得ることを研究は示した。
【００１６】
本明細書で説明される実施形態は、アウテージ確率が最小になるように、両方のホップ又はステージにおけるチャネル特性に従って、第１のオペレーションモード又は第２のオペレーションモードを使用することを説明する。実施形態は、ソース又はデスティネイションが、変化するチャネル特性に従って、第１のモード又は第２のモードを選択することができる、自己組織化リレー・ネットワークを提案する。
【００１７】
本明細書で説明される実施形態は、その単純さ及び他の利点（例えば、例として分散空間時間ブロック符号（distributed space-time block codes）が考慮される場合の復号転送法に比べてより高いダイバーシティを提供することなど）の理由から、固定利得の増幅転送法のネットワーク（fixed-gain amplify-and-forward network）のためのテクニックを中心に取り上げる。しかし、クレームされた実施形態は、そのようなシステムに制限されるものではなく、また、同様に他のタイプのリレー・システムにおいて動作することができる。
【００１８】
ソースからデスティネイションへの伝送を支援するために一つのリレーが選択される固定利得デュアルホップ・リレー・システムについては、第１のオペレーションモード又は第２のオペレーションモードに従ってリレーを選択することが、アウテージ確率及びダイバーシティ次数に関して異なるパフォーマンスをもたらし得ることが知られている。
【００１９】
例えば、すべてのチャネルが、Ｎａｋａｇａｍｉ−ｍフェージングの影響下にあり、フェージング・パラメータ（Ｎａｋａｇａｍｉ−ｍフェージングの形状パラメータ（shape parameter）である、チャネルのトップの数値により示される）が様々である、図２ａで与えられるデュアルホップ・ネットワークにおいて、そのようなケースでは、第１のオペレーションモードを実行することが２．２のダイバーシティ次数を与え、一方、第２のオペレーションモードを実行することが０．９のダイバーシティ次数を与えることが知られている。さらに、第１のオペレーションモード又は第２のオペレーションモードによる、そのようなネットワークに対するアウテージ確率が、図３ａ中に説明される。ここでは、明らかに、第１のオペレーションモードは、アウテージ利得に関してかなりの利点を与える。Ｎａｋａｇａｍｉチャネルが図２ｂで与えられるように示される他の例において、第１のモード及び第２のモードによるダイバーシティ次数は、それぞれ、０．６及び１．９であり、そして、対応するアウテージ確率パフォーマンスが、図３ｂに示される。ここでは、明らかに、改善したアウテージ確率を達成するために第１のモードよりもむしろ第２のモードを使用することを選択するであろう。チャネル・フェージング・パラメータが、例えばノードのモビリティによって、図２ａ中で説明されるそれらから図２ｂ中で説明されるそれらに変化する場合には、アウテージ確率に関して重大なパフォーマンス・ドロップを避けるために、リレー・システムが、第１のモードから第２のモードへ切り替えることが要求される。
【００２０】
実施形態は、変化するチャネル特性に基づいて、オペレーションモードを、第１のモードから第２のモードへ及びその逆に変更するように構成される無線通信装置を提供する。該装置は、デュアルホップ通信をサポートし、複数のソース、リレー及びデスティネイションノードを有するネットワークにおける、ソースノード、リレーノード又はデスティネイションノードであり得る。ソースノード、リレーノード及びデスティネイションノードのうちの１つ又は複数は、この実施形態に従う無線通信装置として実装することができる。したがって、該装置がソースであるように構成される場合に、リレーノード及びデスティネイションノードは、現在の実施形態に従う無線通信装置として実装されても良いし、また、従来のリレーノード又はデスティネイションノードとして実装されることもできる。
【００２１】
本明細書で開示される実施形態に従う無線通信装置は、３つの有り得る役割（それは、収集ノード、決定ノード及びアクションノードの３つのタイプのノードをもたらす）のうちの１つ又は複数をもつことができる。ソースノード及びリレーノードは、これらのタイプのいずれであることもできるが、デスティネイションノードは、収集ノード及び／又は決定ノードとして動作できるだけである。
【００２２】
収集ノードは、一般的なチャネル状態に関して統計情報を収集することができるチャネル特性収集手段を含む。統計チャネル情報は、チャネルにおける固有のダイバーシティを定義する、平均チャネル利得、チャネル分布及び分布パラメータ（例えば形状パラメータなど）を含む。チャネル特性収集手段は、チャネル状態にアクセスするために受信ユニットを使用して１又は複数の信号を受信することができる。収集は、該ノードの中に位置している収集ユニットを用いてなされる。収集ノードは、（アナログ又はデジタルの）受信信号を、その収集ユニットに読み込む。信号は、メモリ・モジュールに保存されることができ、あるいは、収集ユニットにおいて統計チャネル情報を抽出するために処理されることができる。これは、瞬時のチャネル情報よりはむしろ収集された統計チャネル分布に関する長期にわたる統計知識を指し示す。前者の場合、データは、適当な時刻にメモリからリードされ、そして、統計チャネル情報を抽出するために処理される。後者の場合、抽出された情報は、将来における更なる使用のためにメモリ・モジュールに記憶される。これらの２つの収集ユニット・アーキテクチャーの説明図は、図７及び図８に表される。
【００２３】
決定ノードは、収集ノードの中の収集ユニットにより生成される統計チャネル情報をリードし、そして、候補であるフォワード選択及びバックワード選択（第１のモード及び第２のモードそれぞれ）から、どのリレー選択アプローチが実行されるべきかに関する決定をするモード判定手段を有する。この決定は、それから、アクションノードに伝えられても良い。収集ノード及び決定ノードが、異なる地理的な位置における異なるノードであるならば、収集ノードから決定ノードへ統計チャネル情報を伝達するために、制御チャネルが用いられる。同様に、決定ノード及びアクションノードが、異なる地理的な位置における異なるノードであるならば、決定ノードからアクションノードへリレー選択決定を伝達するために、制御チャネルが用いられる。
【００２４】
アクションノードは、決定ノードによりなされるリレー選択決定（すなわち、選択されるリレー選択モードを実行する最適な方法を使用して、リレーを選択するために、第１のモードが使用されるべきか又は第２のモードが使用されるべきかについての、モード判定手段の決定）を使用し、それから、瞬時のチャネル状態に基づいて、リレー選択を実行する、リレーノード選択手段を有する。
【００２５】
ソースノードがアクションノードである場合については、それは、上記リレーが調整されたことを論理チャネルの上で伝えることのみによって、該選択されたリレーに伝えることを選択することができる。そのような論理チャネルの例は、予め定められた周波数チャネル又は予め定められたタイムスロットを含むが、これらに限定されるものではない。
【００２６】
リレーノードがアクションノードである場合については、ソースは、そのメッセージを、すべてのリレーノードにブロードキャストしても良い。ここでは、選択されたリレー・アクション・ノードだけが、デスティネイションノードに上記メッセージを転送する。この場合、他のリレーノードが同様にアクションノードであっても良い。ここでは、それらのノードにより行われるアクション（それは決定ノードから伝えられるリレー選択決定に基づく）は、ソースにより送信されたメッセージの転送とを控えることであろう。
【００２７】
したがって、実施形態に従う無線通信装置は、以下のようなチャネル特性収集手段、モード判定手段、リレーノード選択手段のうちの一つを含んでも良い。
【００２８】
チャネル特性収集手段は、両方の（すなわち、対象とするソースノードから各リレーノードへの及び各リレーノードから対象とするデスティネイションノードへの）チャネル・ホップから、各チャネル特性を収集するように構成される。これは、それが収集ノードとして動作するのを可能にする。この手段は、チャネル特性を収集及び記憶するように構成される収集ユニット又は回路として実装されても良い。チャネルの統計的分布（すなわち、統計チャネル情報）は、第１のリレー選択モードが採用されるか又は第２のリレー選択モードが採用されるかについて選択するのに用いられる。
【００２９】
モード判定手段（それは制御回路として実装することができる）は、チャネル収集手段により収集されるチャネル特性に基づいて、第１のオペレーションモードを使用するべきか又は第２のオペレーションモードを使用するべきかについて判定するように動作可能である。さらにまた、モード判定手段は、チャネル特性が変化すると判定する場合に、オペレーションモードを変更するように構成される。これは、本装置が決定ノードとして動作することを可能にする。例えば、最初に、収集した統計チャネル情報が第１のオペレーションモードを支持するならば、モード選択手段は、第１のオペレーションモードが使用されるべきと、すなわち、フォワード選択が実行されるべきと判定し、そして、対象とするソースと各リレーノードとの間の瞬時のチャネル特性に基づいて、リレーノードが選択される。伝送の間、収集された統計チャネル情報が、第１のモードがもはや支持されないようなものに、変化するならば、モード判定手段は、これを識別し、そして、オペレーションモードをもう一方のモード（すなわち、第２のオペレーションモード）に切り替えるように構成される。したがって、チャネル特性の変化の後で、本装置は、最初に判定された第１のモードから、第２のモードへ、リレー選択テクニックを変更するように動作可能である。第２のモードでは、リレーノードの選択は、各リレーノードとデスティネイションノードとの間の瞬時のチャネル特性に基づく。
【００３０】
リレーノード選択手段は、リレー選択をするために瞬時のチャネル状態を使用してソースノードからデスティネイションノードへの信号を中継するためのリレーを選択するように構成される。リレーノード選択手段は、モード判定手段により統計チャネル情報に基づいて判定されるオペレーションモードを使用してリレー選択を実行するように構成される。これは、本装置がアクションノードとして動作することを可能にする。そして、瞬時のチャネル特性を使用し、判定されたモードを使用して、リレーが選択される。
【００３１】
モード判定手段は、望ましくは、判定基準（criterion）の結果に基づいて、リレーノード選択を実行するためのオペレーションモードを変更するように構成される。異なるオペレーションモード間の切り替えは、ソースノード、リレーノード及びデスティネイションノードの間の協調を介して行うことができる。そして、それらノードのうちの一つ又は複数は、現在の実施形態に従った無線通信装置であるように実装される。実施形態は、更に、一般化されたフェージング特性（例えば、混合されたＮａｋａｇａｍｉチャネル−ｍチャネル及びＲｉｃｉａｎチャネル）をもつ、変化するチャネル統計情報に従って、第１のモード又は第２のモードを実行するための判定基準を提供する。
【００３２】
第１のモード及び第２のモードの間で選択するための判定基準は、パフォーマンスの考慮、複雑さの考慮、又は、エネルギーの考慮に基づくことができる。判定基準は単一のものである必要はなく、切り替えは異なる複数の判定基準の組み合せの結果に基づくことができる。
【００３３】
オペレーションモードを判定するためにモード判定手段により使用し得るこれらの判定基準の例は、以下のように説明される。
【００３４】
［パフォーマンスの考慮］
（１）アウテージ確率の考慮を勘案するとき、以下のようである。  
第１のモードは、  
Ｐｏｕｔ＿１＜Ｐｏｕｔ＿２  
の場合に実行される。  
ここで、Ｐｏｕｔ＿１及びＰｏｕｔ＿２は、それぞれ、第１のモード及び第２のモードによるアウテージ確率である。アウテージ確率は、例えば「“Outage Probability of Fixed-Gain Amplify-and-Forward Dual-Hop Relay systems with  Relay Selection over Generalized fading Channels” submitted to the Annals of Telecommunications (Springer), 2012」において提供される方法などのような既知の方法を用いて計算し得る。  
同様に、第２のモードは、  
Ｐｏｕｔ＿２＜Ｐｏｕｔ＿１  
の場合に実行される。
【００３５】
（２）Ｎａｋａｇａｍｉ−ｍフェージング・チャネルにおけるダイバーシティ次数の考慮  
すべてのチャネルがＮａｋａｇａｍｉ−ｍフェージングを経験するデュアルホップ・ネットワークについて、第１のモードはｄ１＞ｄ２の場合に実行される。ここで、ｄ１及びｄ２は、それぞれ、第１のモード及び第２のモードによるダイバーシティ次数である。具体的には、  
【数１】
0005579303.tif 000002
【００３６】
である。  
ここで、Ｎは、選択可能なリレーノードの数であり、ｍ１ｎ，ｍ２ｎは、それぞれ、第ｎのリレーへの又は第ｎのリレーからの第１のホップ及び第２のホップにおけるＮａｋａｇａｍｉ−ｍフェージング・チャネルの形状パラメータである。  
図２ａ中の例をとると、対応するパラメータは、ｍ１１＝０．９，ｍ１２＝０．３，ｍ２１＝２．５，ｍ２２＝３．５である。
【００３７】
（３）Ｎａｋａｇａｍｉチャネル及びＲｉｃｉａｎチャネルにおけるダイバーシティ次数の考慮  
いくつかのリンクがＲｉｃｉａｎ−Ｒｉｃｉａｎフェージングを経験し、他のリンクがＮａｋａｇａｍｉ−Ｎａｋａｇａｍｉフェージングを経験するデュアルホップ・ネットワークにおいて、ソース−リレー−デスティネイションのチャネルが、上記の（２）で与えられる判定基準に従うＮａｋａｇａｍｉ−Ｎａｋａｇａｍｉフェージングである場合の複数のリレーの間での選択は、（第１のモード又は第２のモードを通じて）ｄのダイバーシティ次数を与える。  
ｄ＞１の場合に、リレー選択は、Ｎａｋａｇａｍｉ−Ｎａｋａｇａｍｉフェージング・チャネルを持つそれらの間で実行され、又は、ｄ＜１の場合に、リレー選択は、Ｒｉｃｉａｎ−Ｒｉｃｉａｎフェージング・チャネルを持つリレーの間で実行される。
【００３８】
（３）で説明したこのシナリオの説明図は、図４中に与えられる。
【００３９】
上で与えられる判定基準はただの例であり、どのオペレーションモードが支持されるかについて決定するために、他の条件が用いられても良い。アウテージ確率及びダイバーシティ次数は、両方のホップにおけるチャネル特性の異なる組み合せに従って変化し、該選択は異なるシナリオに従ってなされるべきである。
【００４０】
異なるチャネル・フェージング・モデルに遭遇するであろう場合の単純な例は、ソースから一つのリレーへのチャネルが見通し線成分（line of sight component）を有するが、ソースから他の各リレーへのチャネルがその見通し線成分を有しない場合であり、これは、一つのリンクに対するＲｉｃｉａｎチャネルと他の各リンクに対するＲａｙｌｅｉｇｈチャネルとをもたらす。
【００４１】
フェージング・チャネル・モデルとそれらの統計は、測定を通じて取得することができる。特に、無線チャネル・モデリング及びパラメータ推定のために、期待値最大化（ＥＭ）アルゴリズム及びカルマンフィルタリングを使用することができる。
【００４２】
［複雑さの考慮］
第１のモードを実行するために、例えばソースから各リレーへのＮチャネルのＣＳＩのような瞬時のチャネル特性又は状態が推定されることが要求され、一方、第２のモードを実行するために、各リレーからデスティネイションへのＣＳＩが推定されることが要求される。
【００４３】
異なるシステム設定に従って、ソース、リレー及びデスティネイションの間の信号交換の異なる方法が存在する。本無線通信装置は、ソースノード、デスティネイションノード及び／又はリレーノードの一つ又は複数として実装される。
【００４４】
信号交換のいくつかの例が下で説明される。
【００４５】
以下、第１のモードの場合の例である。  
（ａ）リレーが協力することを許されない場合には、ソースは、各リレーにサウンディング信号（sounding signals）を送信し、そして、周波数分割双方向（ＦＤＤ）が使用されるならば、各リレーは、チャネルを推定し、チャネル情報をフィードバックする。この場合、収集ノードは、リレーノードである。時分割双方向（ＴＤＤ）が使用されるならば、この推定の代わりにチャネル可逆性（channel reciprocity）が使用され、ソースノードが収集ノードとして動作する。ソースから各リレーへのチャネルが（時間、周波数又は空間領域で）直交であるならば、ソースは、どのリレーを選択するかの決定を行い、そのリレーがデスティネイションにメッセージを転送するように、そのリレーに信号を送信する。この状況において、ソースノードはまた、決定ノード及びアクションノードとして動作する。あるいは、ソースは、それが選択したリレーのインデックスを含む信号を、すべてのリレーにブロードキャストする；それから、選択されたリレーだけが、アクションノードとして動作し、直交チャネルを通して、増幅された信号をデスティネイションに転送する。これは、例えば、ＬＴＥアドバンスト（LTE-Advanced）において、異なるリレーに直交する（すなわち、異なる）資源ブロックを割り当てることによって、達成することができる。
【００４６】
（ｂ）リレーが協力することを許されるならば、ソースは、各リレーにサウンディング信号を送信し、各リレーは、チャネルを推定し、互いに通信し、どのリレーが選択されるべきか決定する。この選択されたリレーは、それから、ソースにリクエストを送信し、同時に、他の各リレーに、それらがサイレントにとどまるように、ブロードキャストし、ソースは、それから、そのリレーに信号を送信し、そして、該リレーは、信号を増幅して、それをデスティネイションに転送する。
【００４７】
以下、第２のモードの場合の例である。  
（ａ）ソースは、すべてのリレーに信号をブロードキャストし、それらリレーは、直交する（時間、周波数又は空間領域で直交する）チャネルを用いて、サウンディング信号をデスティネイションへ送信し、デスティネイションは、チャネルを推定し、そして、どのリレーを選択するべきかの決定を行い、このリレーから信号を受信するが、他の各リレーからは受信せず（チャネルが直交している場合）、又は、この情報を、各リレーがデータを送信しているべきか否か分かるように、各リレーにフィードバックし、それから、選択されたリレーは、該信号を送信し、また、他の各リレーは、この伝送についてはデアクティベートするであろう。
【００４８】
（ｂ）他のシナリオでは、デスティネイションが各チャネルを推定し、どのリレーを選択するべきかを決定し、そして、このリレーに信号を送信するように要求する。そのリレーは、それから、ソースに信号をそのリレーに送信するように要求し、該信号を受信し、それをデスティネイションに転送する。サウンディング信号がデスティネイションに送信された後、すべての他の各リレーはプロセスの間、サイレントにとどまる。
【００４９】
上で説明されたプロトコルは、ただの例のためである。異なるシステム設定に従って、ソース又はデスティネイションにおいて、リレーを選択する異なるプロトコルを使用することができる。
【００５０】
いくつかのシステムにおいて、ＦＤＤの場合は、第１のモードに必要なフィードバックは、ソースから各リレーへのＮチャネルのＣＳＩであるが、これは第２のモードには要求されない。
【００５１】
ソースノードにおいて低い複雑さを維持することが要求されるいくつかのケース（例えば、モバイル・ユーザ装置（ＵＥ）がソースノードである場合における、モバイルＵＥから、リレーへ、そして、セルラー基地局への伝送）では、第２のモードは、ＵＥにおける大規模な処理を必要とせず、（ＵＥには通常利用できないような）ＵＥへの更なるチャネル・フィードバックを回避するので、好ましい。
【００５２】
ＣＳＩがソースにおいて比較的簡単に得られるいくつかの他のケース（例えば、セルラー基地局がソースノードである場合における、セルラー基地局から、リレーへ、そして、モバイルＵＥへの伝送）では、セルラー基地局は、通常、スケジューリングなどのために、各リレーからのＣＳＩを有する必要があり、リレー選択に起因するチャネル情報のフィードバックの更なる取り組みは存在しないので、ＵＥにおけるＮチャネルのチャネル推定を回避するために第１のホップ選択が実行されても良い。
【００５３】
複雑さの考慮に従ってリレー選択のためにどのオペレーションモードを使用するべきか判定する一般的な判定基準は、したがって、デスティネイションにおいて低い複雑さのデバイスが要求される場合には、第１のモードを実行することであり、あるいは、ソースにおいて低い複雑さのデバイスが要求される場合には、第２のモードを実行することである。同様の考慮は、フィードバックのために要求されるエネルギー消費、遅延及びオーバーヘッドなどにあてはまる。例えば、リレーが協力しない場合には、第１のモードは、各リレーが、チャネルを推定し、ＣＳＩをソースにフィードバックすることを要求する。それは、低い複雑さのリレーが要求されるならば、避けられなければならない。
【００５４】
［複合した考慮］
上記の要因は、システムを最適化するために、同時に考慮することができる。例えば、いくつかのシステムにおいて、アウテージ確率が特定の値より小さいことが要求され、そして、一旦、そのゴールが達成されて、維持されるならば、アウテージ確率は一番の関心事ではない。その場合、説明される実施形態に従う装置のモード判定手段は、異なるアプリケーション・シナリオに従って、コストを最小にするために第１のモード又は第２のモードを使用することを選択することができる。例えば、以下の最適化問題に従って選択スキームを選択することができる。
【数２】
0005579303.tif 000003
【００５５】
したがって、上記の考慮は、この定義された閾値まで、第１と第２との間での切り替えを判定するのに用いることができる。そして、その後は、そのような切り替えがもはやシステムを最適化するために必要でない可能性がある。したがって、モード判定手段が、あらかじめ定義された更なる判定基準が満たされると判定するならば、それは、第１のモード、第２のモード又は異なる更なるモード（例えば、グローバルな選択又はデュアルホップ選択モード）の間でさえ任意の選択を行うように構成される。複合した考慮は、通常、異なるシステム及び異なるアプリケーション・シナリオに従って適用することができると想定されるであろう。それは、このアプリケーションに含まれる例だけに制限されるべきでない。
【００５６】
上記の議論においてＦＤＤが考慮されたことに留意されるべきである。時分割双方向（ＴＤＤ）の場合は、ソースにおいて情報を得るために、ＣＳＩフィードバックの代わりにチャネル可逆性を用いることができ、コストは、フィードバックの量の代わりに、遅延である。
【００５７】
以下は、上で説明されたシナリオのうちの一つに従って下記の例において第１のモードから第２のモードへの又は第２のモードから第１のモードへの切り替えの、説明される実施形態の、自己組織化のメカニズムの説明である。
【００５８】
［自己組織化のメカニズム］
無線通信装置の一つ又は複数がソースノード及び／又はリレーノード及び／又はデスティネイションノードであるとき、説明される実施形態に従って切り替えがどのようにして実装され得るかのいくつかの例は、下記のとおりである。
【００５９】
（１）ソースが、すべてのチャネルの統計情報をモニターし、第１のモードから第２のモードへ切り替える。
【００６０】
第１のモードから第２のモードへの切り替えのとき、ソースは、各リレーへのサウンディング信号の送信を停止し、選択スキームの切り替えについてリレーに通知し、それで、各リレーは、ソースからのチャネルの推定を停止し、推定されたチャネルのソースへのフィードバックを停止する。それどころか、各リレーは、選択スキームの切り替えについてデスティネイションに通知し、サウンディング信号をデスティネイションに送信し、それから、デスティネイションは、各リレーからのチャネルを推定し、どのリレーを選択するべきかの決定を行う。そして、デスティネイションは、この情報を各リレーにフィードバックして、それらリレーは該データを送信し又はインアクティブにとどまり、あるいは、デスティネイションは、各リレーからのチャネルが直交しているならば、単に、選択されたリレーからの信号を受信する。第１のモードから第２のモードへのハンドオーバを説明する図は、図５で与えられる。
【００６１】
（２）リレーが、すべてのチャネルの統計情報をモニターし、第１のモードから第２のモードへ切り替える。
【００６２】
それは、各リレーが、サウンディング信号の送信を停止するように、ソースに通知する必要があり、また、同時に、サウンディング信号をデスティネイションに送信することができ、さらに、チャネルを推定して、選択を実行することを、デスティネイションに要求することを除いて、ケース１の手続きと類似する手続きに従う。
【００６３】
（３）デスティネイションが、すべてのチャネルの統計情報をモニターし、第１のモードから第２のモードへ切り替える。
【００６４】
それは、デスティネイションが、切り替えについて、リレー又はソースに、それらがしかるべくアクションをとるように、通知する必要があることを除いて、ケース１及び２の手続きと類似する手続きに従う。
【００６５】
（４）ソースが、すべてのチャネルの統計情報をモニターし、第２のモードから第１のモードへ切り替える。
【００６６】
ソースは、選択スキームの切り替えについて各リレーに通知し、各リレーに対して、それらがチャネルを推定して、ＣＳＩを該ソースにフィードバックするように、サウンディング信号を送信する（リレーが協力することを許されるいくつかのシナリオにおいては、それらが、どのリレーが選択されるべきかを判定し、該選択されたリレーのＩＤをソースに返信することができる）。それから、ソースは、どのリレーを選択するべきかについて決定を行い、そして、直交チャネルを介してそのリレーに送信するか、あるいは、すべてのリレーにブロードキャストする（ただし、選択の結果について各リレーに通知する）。それから、信号を受信したリレー又は選択されたリレーが、信号をデスティネイションに転送する。切り替えプロセスを説明する図は、図６で与えられる。
【００６７】
（５）リレーが、すべてのチャネルの統計情報をモニターし、第２のモードから第１のモードへ切り替える。
【００６８】
それは、各リレーがチャネルを推定できるように、各リレーが、ソースにサウンディング信号を送信するように要求することが必要であることを除いて、ケース４の手続きと類似する手続きに従う。
【００６９】
（６）デスティネイションが、すべてのチャネルの統計情報をモニターし、第２のモードから第１のモードへ切り替える。
【００７０】
デスティネイションは、選択スキームの切り替えをリレーに通知し、残りの部分は、ケース５の場合のように続く。
【００７１】
説明された実施形態の無線通信装置、方法及びシステムの、有り得るアプリケーションは、Ｍ２Ｍ通信（スマートグリッド、無線センサー・ネットワーク、Ｅヘルス（e-Health））、ＬＴＥ及びＷｉＭａｘ（最下位のメーターリレー局（last meter relay stations））を含む。
【００７２】
上記の説明から、リレー選択は瞬時のチャネル状態情報に従って実行されるが、第１のモードを実行するか又は第２のモードを実行するかについての決定は、変化するチャネル特性（例えば、変化するチャネル統計情報）に従ってなされることが理解される。チャネル統計情報は瞬時のチャネル状態情報より非常にゆっくり変化するので、リレーは、一旦、選択されたならば（選択されなかったならば）、比較的より長い間、アクティブ（インアクティブ）のままでいることができる。
【００７３】
実施形態は、フォワード選択とバックワード選択との間での切り替えにフォーカスするが、無線通信装置はまた、例えばグローバル選択モード（ここでは、両方のホップにおけるチャネル特性を考慮してエンドツーエンドのＳＮＲを最小にするように、リレーが選択される）のような更なるモードであるオペレーションモードを選択するように構成され得ることが理解される。そのようなグローバル選択は、常に、最も高い複雑さ及びフィードバックの要求条件で、最も小さいアウテージ確率を与えることが知られている。したがって、モード判定手段は、すべてのＣＳＩが利用でき且つ信頼性が主なゴールである場合に、システム・コスト及び複雑さに関係なく、グローバル選択を使用すべきことを選択しても良い。しかし、第１及び第２が、要求されるアウテージ・パフォーマンスを満たすことができるとき、モード判定手段は、リーズナブルなシステム・コストで、要求されるアウテージ・パフォーマンスを達成するために、第１及び第２のモードの間で切り替えるように望ましくは構成される。
【図１】
0005579303.tif 000006
【図２ａ】
0005579303.tif 000007
【図２ｂ】
0005579303.tif 000008
【図３ａ】
0005579303.tif 000009
【図３ｂ】
0005579303.tif 000010
【図４】
0005579303.tif 000011
【図５】
0005579303.tif 000012
【図６】
0005579303.tif 000013
【図７】
0005579303.tif 000014
【図８】
0005579303.tif 000015