無線通信系統、下位站及中間站的製作方法

2023-05-05 18:48:41 1

專利名稱：無線通信系統、下位站及中間站的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種無線通信系統、以及構成該無線通信系統的下位站 和中間站，該無線通信系統構成為包括上位站、多個中間站和多個下位 站，使多個中間站和下位站共用通信信道。
背景技術：
最近，伴隨無線通信技術的發展，其需求增大，也要求頻率資源的 有效利用及靈活的頻率分配對策。作為實現靈活的頻率分配的手段之一， 可以考慮提供由多個移動站共用通信使用的頻帶的環境。開發了在這種 環境下考慮單位移動站的公平性來進行控制的方法，該方法例如在工業、
科研及醫療用無線頻帶所運用的無線LAN系統中被採用。
例如，非專利文獻1提出了一種方法，以這種多個移動站共用通信 信道的環境為對象，控制通信信道的使用概率使得各個移動站的利益達 到公平。
非專利文獻1: Y. Xing, R. Chandramouli， S. Mangold, S. Shankar， "Dynamic spectrum access in open spectrum wireless networks", IEEE Journal on selected areas in communications (JSAC)， Vol.24， No.3， pp.626-637, March 2006
非專禾U文獻2: H. Gintis, "Game theory evolving: A probrem-centered introduction to modeling strategic behavior", Prinston Univ. press, 2000
在多個移動站共用通信信道的通信環境下，各個移動站的利害對立， 所以需要公平地分配通信信道的合適的信道使用概率控制方法。在現有 技術中，只把各個移動站之間的利益達到均等作為控制方針。換言之， 沒有考慮全部移動站獲取的利益的絕對值，例如在某個移動站由於某種 事情主動停止發送等放棄獲取自己的利益時，為了確保公平性，其他移動站的利益也被限制。因此，作為最壞的結果，有可能陷入全部移動站
的利益均等為0的狀況。在這種環境下，即使能確保移動站之間的公平
的通信環境，從總體效率的觀點考慮，也很難說能夠確保良好的通信環 境。

發明內容
本發明就是為了解決上述問題而進行的，其目的在於，通過公平地 分配移動站等下位站之間的利益，同時防止下位站的不必要的利益下降， 使下位站整體的利益最大化。
為了達到上述目的，本發明涉及的無線通信系統構成為包括上位站、
中間站和多個下位站，各個下位站被分配了固有的下位站ID，在下位站 之間能夠發送接收包括該下位站ID信息的信號，所述無線通信系統的特 徵在於，所述上位站構成為將所述中間站的下屬可以使用的全部通信信 道信息通知給該中間站，所述中間站構成為將所述可以使用的全部通信
信道信息通知所述下位站，所述下位站具有解碼部，其接收從其他下 位站發送的信號並解碼，由此獲得接收信號；下位站ID檢測部，其從由 所述解碼部得到的接收信號中檢測所述其他下位站的下位站ID;指標生 成部，其生成表示應該作為測量對象的信道使用狀況的信道使用狀況指 標信息；測量部，其從所述接收信號中測量由所述指標生成部生成的信 道使用狀況指標信息所表示的信道使用狀況；記錄部，其相對應地記錄 由所述下位站ID檢測部檢測出的所述其他下位站的下位站ID和由所述 測量部測量出的該其他下位站的信道使用狀況，並且輸出表示在預定的 資料庫更新期間內進行了通信的下位站的數量的下位站數量信息和表示 進行了該通信的下位站的信道使用狀況的信道使用狀況記錄信息；更新 量計算部，其根據從所述記錄部輸出的下位站數量信息和信道使用狀況 記錄信息以及預定的反應係數信息，計算與表示本下位站可以使用信道 的概率的信道使用概率相關的更新量；使用概率更新部，其根據所述下 位站數量信息和信道使用狀況記錄信息、由所述中間站通知的所述可以 使用的全部通信信道信息以及由所述更新量計算部計算出的更新量，更
10新所述信道使用概率；信道確定部，其在與所述使用概率更新部更新後 的信道使用概率對應的定時，根據所述接收信號判別該時間點的信道狀 況，根據該信道狀況確定在本下位站的通信中使用的通信信道；發送信 號生成部，其根據本下位站的下位站ID信息、表示發送目的地的信號目 的地信息和應該發送的發送數據，生成發送信號；和發送部，其在由所 述信道確定部確定的通信信道中，發送由所述發送信號生成部生成的發 送信號，所述使用概率更新部構成為包括更新部，其根據由所述更新 量計算部計算出的更新量，更新上次更新後的信道使用概率；校正部， 其根據所述下位站數量信息、所述信道使用狀況記錄信息、所述可以使 用的全部通信信道信息，校正由所述更新部更新的信道使用概率；和調 整部，其調整該校正後的信道使用概率，使由所述校正部校正後的信道 使用概率收斂在預定的範圍內。
並且，本發明涉及的下位站被分配了固有的下位站ID，與其他下位 站之間能夠發送接收包括該下位站ID信息的信號，所述下位站的特徵在 於，所述下位站具有解碼部，其接收從其他下位站發送的信號並解碼， 由此獲得接收信號；下位站ID檢測部，其從由所述解碼部得到的接收信 號中檢測所述其他下位站的下位站ID;指標生成部，其生成表示應該作 為測量對象的信道使用狀況的信道使用狀況指標信息；測量部，其從所 述接收信號中測量由所述指標生成部生成的信道使用狀況指標信息所表 示的信道使用狀況；記錄部，其相對應地記錄由所述下位站ID檢測部檢 測出的所述其他下位站的下位站ID和由所述測量部測量出的該其他下位 站的信道使用狀況，並且輸出表示在預定的資料庫更新期間內進行了通 信的下位站的數量的下位站數量信息和表示進行了該通信的下位站的信 道使用狀況的信道使用狀況記錄信息；更新量計算部，其根據從所述記 錄部輸出的下位站數量信息和信道使用狀況記錄信息以及預定的反應系 數信息，計算與信道使用概率相關的更新量，該信道使用概率表示作為 確定本下位站是否起動信道確定動作的基礎的概率；使用概率更新部， 其根據所述下位站數量信息和信道使用狀況記錄信息、由外部通知的可 以使用的全部通信信道信息以及由所述更新量計算部計算出的更新量，更新所述信道使用概率；信道確定部，其在與所述使用概率更新部更新 後的信道使用概率對應的定時，根據所述接收信號判別該時間點的信道 狀況，根據該信道狀況確定在本下位站的通信中使用的通信信道；發送 信號生成部，其根據本下位站的下位站ID信息、表示發送目的地的信號 目的地信息和應該發送的發送數據，生成發送信號；和發送部，其在由 所述信道確定部確定的通信信道中，發送由所述發送信號生成部生成的 發送信號，所述使用概率更新部構成為包括更新部，其根據由所述更 新量計算部計算的更新量，更新上次更新後的信道使用概率；校正部， 其根據所述下位站數量信息、所述信道使用狀況記錄信息、所述可以使 用的全部通信信道信息，校正由所述更新部更新的信道使用概率；和調 整部，其調整該校正後的信道使用概率，使得由所述校正部校正後的信 道使用概率收斂在預定的範圍內。
根據上述的發明，利用在下位站中新設置的校正部，根據下位站數 量信息、信道使用狀況記錄信息及可以使用的全部通信信道信息，校正 信道使用概率，由此在不能最大限度地利用信道容量的狀況下，可以公 平地分配下位站之間的利益，與此同時，防止下位站的不必要的利益下 降，使多個下位站整體的利益最大化。
但是，校正部除了新設置在下位站中之外，也可以按照下面所述新 設置在中間站中。
這種方式的無線通信系統構成為包括上位站、中間站和多個下位站， 各個下位站被分配了固有的下位站ID，在下位站之間能夠發送接收包括 該下位站ID信息的信號，所述無線通信系統的特徵在於，所述上位站構 成為將所述中間站的下屬可以使用的全部通信信道信息通知給該中間 站，所述下位站具有信號發送請求部，其向所述中間站發送信號發送 請求信息，從該中間站獲取在本下位站的通信中使用的通信信道信息； 發送信號生成部，其根據本下位站的下位站ID信息、表示發送目的地的 信號目的地信息和應該發送的發送數據，生成發送信號；和發送部，其 在由所述信號發送請求部獲取的通信信道信息表示的通信信道中，發送 由所述發送信號生成部生成的發送信號，所述中間站具有解碼部，其接收從所述下位站發送的信號並解碼，由此獲得接收信號；下位站ID檢 測部，其從由所述解碼部得到的接收信號中檢測所述下位站的下位站ID; 指標生成部，其生成表示應該作為測量對象的信道使用狀況的信道使用 狀況指標信息；測量部，其從所述接收信號中測量由所述指標生成部生 成的信道使用狀況指標信息所表示的信道使用狀況；記錄部，其相對應 地記錄由所述下位站ID檢測部檢測出的所述下位站的下位站ID和由所 述測量部測量出的該下位站的信道使用狀況，並且輸出表示在預定的數 據庫更新期間內進行了通信的下位站的數量的下位站數量信息和表示進 行了該通信的下位站的信道使用狀況的信道使用狀況記錄信息；更新量 計算部，其根據從所述記錄部輸出的下位站數量信息和信道使用狀況記 錄信息以及預定的反應係數信息，計算與信道使用概率相關的更新量， 該信道使用概率表示作為確定本中間站是否起動信道確定動作的基礎的 概率；使用概率更新部，其根據所述下位站數量信息和信道使用狀況記 錄信息、由所述上位站通知的所述可以使用的全部通信信道信息以及由 所述更新量計算部計算出的更新量，更新所述信道使用概率；和信道確 定部，其在與所述使用概率更新部更新後的信道使用概率對應的定時， 根據所述接收信號判別該時間點的信道狀況，根據該信道狀況確定在所 述下位站的通信中使用的通信信道，將通信信道信息通知給該下位站， 所述使用概率更新部構成為包括更新部，其根據由所述更新量計算部 計算出的更新量，更新上次更新後的信道使用概率；校正部，其根據所 述下位站數量信息、所述信道使用狀況記錄信息、所述可以使用的全部 通信信道信息，校正由所述更新部更新的信道使用概率；和調整部，其 調整該校正後的信道使用概率，使得由所述校正部校正後的信道使用概 率收斂在預定的範圍內。
並且，上述方式的中間站在從下位站接收到信號發送請求信息時， 返回在該下位站的通信中使用的通信信道信息，該下位站被分配了固有 的下位站ID，並發送包括該下位站ID信息的信號，所述中間站的特徵在 於，所述中間站具有解碼部，其接收從所述下位站發送的信號並解碼， 由此獲得接收信號；下位站ID檢測部，其從由所述解碼部得到的接收信號中檢測所述下位站的下位站ID;指標生成部，其生成表示應該作為測 量對象的信道使用狀況的信道使用狀況指標信息；測量部，其從所述接 收信號中測量由所述指標生成部生成的信道使用狀況指標信息所表示的 信道使用狀況；記錄部，其相對應地記錄由所述下位站ID檢測部檢測出 的所述下位站的下位站ID和由所述測量部測量出的該下位站的信道使用 狀況，並且輸出表示在預定的資料庫更新期間內進行了通信的下位站的 數量的下位站數量信息和表示進行了該通信的下位站的信道使用狀況的 信道使用狀況記錄信息；更新量計算部，其根據從所述記錄部輸出的下 位站數量信息和信道使用狀況記錄信息以及預定的反應係數信息，計算 與信道使用概率相關的更新量，該信道使用概率表示作為確定本中間站 是否起動信道確定動作的基礎的概率；使用概率更新部，其根據所述下 位站數量信息和信道使用狀況記錄信息、由外部通知的可以使用的全部 通信信道信息以及由所述更新量計算部計算出的更新量，更新所述信道 使用概率；和信道確定部，其在與所述使用概率更新部更新後的信道使 用概率對應的定時，根據所述接收信號判別該時間點的信道狀況，根據 該信道狀況確定在所述下位站的通信中使用的通信信道，將通信信道信 息通知給該下位站，所述使用概率更新部構成為包括更新部，其根據 由所述更新量計算部計算出的更新量，更新上次更新後的信道使用概率； 校正部，其根據所述下位站數量信息、所述信道使用狀況記錄信息、所 述可以使用的全部通信信道信息，校正由所述更新部更新的信道使用概 率；和調整部，其調整該校正後的信道使用概率，使得由所述校正部校 正後的信道使用概率收斂在預定的範圍內。
根據這些發明，利用在中間站中新設置的校正部，根據下位站數量 信息、信道使用狀況記錄信息及可以使用的全部通信信道信息，校正信 道使用概率，由此在不能最大限度地利用信道容量的狀況下，可以公平 地分配下位站之間的利益，與此同時，防止下位站的不必要的利益下降， 使多個下位站整體的利益最大化。
另外，在本發明涉及的下位站中，優選所述測量部構成為還測量發 送信號的衝突狀況，把測量結果作為信道衝突狀況信息輸出，所述記錄部構成為還記錄並輸出所述信道衝突狀況信息，所述校正部構成為根據 所述下位站數量信息、所述信道使用狀況記錄信息、所述可以使用的全 部通信信道信息及所述信道衝突狀況信息，校正由所述更新部更新的信 道使用概率。
同樣，在本發明涉及的中間站中，優選所述測量部構成為還測量發 送信號的衝突狀況，把測量結果作為信道衝突狀況信息輸出，所述記錄 部構成為還記錄並輸出所述信道衝突狀況信息，所述校正部構成為根據 所述下位站數量信息、所述信道使用狀況記錄信息、所述可以使用的全 部通信信道信息及所述信道衝突狀況信息，校正由所述更新部更新的信 道使用概率。
根據這種下位站或中間站，可以進行考慮了信號的衝突狀況的信道 使用概率信息的控制，可以實現更合適的信道使用概率控制。
另外，本發明涉及的無線通信系統中的指標生成部也可以構成為， 生成表示下位站的信道使用時間的信道使用狀況指標信息，來作為所述 應該成為測量對象的信道使用狀況。
並且，作為上述的改良方式，指標生成部也可以構成為，生成表示 下位站的信道使用時間與使用帶寬之積的信道使用狀況指標信息，作為 所述應該成為測量對象的信道使用狀況。該情況時，根據各個下位站使 用的應用的性質，在必要的通信時間與使用帶寬的組合千差萬別的環境 下，也能夠確保各個下位站之間的公平性。
另外，作為上述的改良方式，指標生成部也可以構成為，生成表示 對應於信號到達距離的值與下位站的信道使用時間和使用帶寬之積的信 道使用狀況指標信息，來作為所述應該成為測量對象的信道使用狀況。 該情況時，在各個下位站之間，發送輸出功率因為各個下位站使用的通 信方式不同等而不同，結果，在發送輸出功率相對較高的下位站進行信 號發送的期間，在比較寬的範圍中，發送輸出功率相對較低的其他下位 站不能使用在該發送中使用的信道，在這種通信環境下，也能夠確保各 個下位站之間的公平性。
根據本發明，通過公平地分配下位站之間的利益，防止下位站的不必要的利益下降，可以使下位站整體的利益最大化。


圖1是各個實施方式中的無線通信系統的結構圖。
圖2是第1實施方式中的下位站的結構圖。
圖3是第1、第2實施方式中的校正部的結構圖。
圖4是表示第1實施方式的無線通信系統中的動作的流程圖。
圖5是第2實施方式中的中間站的結構圖。
圖6是第2實施方式中的下位站的結構圖。
圖7是表示第2實施方式的無線通信系統中的動作的流程圖。
圖8是第3實施方式中的下位站的結構圖。
圖9是第3實施方式中的校正部的結構圖。
圖10是第3實施方式的變形例中的中間站的結構圖。
圖11是下位站和中間站的硬體結構圖。
圖12是表示本發明的效果的圖。
標號說明
1:下位站；1S:信號發送請求部；2:中間站；3:上位站；4:無 線通信系統；10:解碼部；11:下位站ID檢測部；12:測量部；13指標 生成部；14:記錄部；15:更新量計算部；16:使用概率更新部；16A: 加法部；16B:校正部；16C:調整部；17:信道確定部；18、 18A:發 送部；19、 19A:發送信號生成部；20:解碼部；21:下位站ID檢測部; 22:測量部；23:指標生成部；24:記錄部；25:更新量計算部；26: 使用概率更新部；26A:加法部；26B:校正部；26C:調整部；27:信 道確定部；28:服務區登記部；51:校正係數生成部；52:乘法部；101: CPU; 102:主存儲部；103:輔助存儲部；104:通信控制部；105:顯 示部；106:操作部。
具體實施方式
(第1實施方式)
16如圖1所示，本實施方式涉及的無線通信系統4構成為包括多個下
位站1A、 1B、 ic (以下統稱為"下位站r)、管理位於服務區內的下位
站的服務區狀況的中間站2和管理可以使用的通信信道信息的上位站3。
另外，以下把通信信道簡稱為"信道"。
上位站3具有將可以使用的全部信道信息(即全部下位站可以使用 的信道容量信息)通知給中間站2的功能。下位站1被分配了固有的下 位站ID，可以向中間站2和其他下位站1發送包括了該下位站ID信息的 信號。中間站2具有以下功能，即接收從某個下位站1發送的數據信 號，使用該數據信號中包含的下位站ID信息進行該下位站1的服務區登 記，在登記完成後，進行針對該下位站1的登記完成通知和該下位站1 可以使用的全部信道信息的通知。
第1實施方式是這樣一種實施方式，即在下位站1中新設置校正 部16B，該校正部16B根據下位站數量信息、信道使用狀況記錄信息和 可以使用的全部通信信道信息來校正信道使用概率，由此在不能最大限 度地利用信道容量的狀況下，可以公平地分配下位站之間的利益，與此 同時，防止下位站的不必要的利益下降，使下位站整體的利益最大化。 另外，在本實施方式中，為了簡化說明，假設各個下位站1位於一個中 間站2的下屬服務區內，並共用一個通信信道進行通信的狀況。
以下使用圖2說明下位站1的結構。如圖2所示，下位站1具有 解碼部10，其接收從其他下位站發送的信號並解碼，從而獲得接收信號； 下位站ID檢測部11，其從由解碼部10得到的接收信號中檢測其他下位 站的下位站ID;指標生成部13，其生成表示應該作為測量對象的信道使 用狀況的信道使用狀況指標信息；湖懂部12，其從接收信號中測量由指 標生成部13生成的信道使用狀況指標信息所表示的信道使用狀況；記錄 部14，其相對應地記錄由下位站ID檢測部11檢測的其他下位站的下位 站ID和由測量部12測量的該其他下位站的信道使用狀況，並且輸出表 示在預定的資料庫更新期間內進行了通信的下位站的數量的下位站數量 信息和表示進行了該通信的下位站的信道使用狀況的信道使用狀況記錄 信息；更新量計算部15，其根據從記錄部14輸出的下位站數量信息和信道使用狀況記錄信息以及預定的反應係數信息，計算與表示本下位站可
以使用信道的概率的信道使用概率相關的更新量；使用概率更新部16， 其根據下位站數量信息和信道使用狀況記錄信息、由中間站通知的可以 使用的全部通信信道信息以及由更新量計算部15計算的更新量來更新信 道使用概率；信道確定部17，其在與概率更新部16更新後的信道使用概 率對應的定時，根據接收信號來判別該時間點的信道狀況，根據該信道 狀況確定在本下位站的通信中使用的通信信道；發送信號生成部19，其 根據本下位站的下位站ID信息、表示發送目的地的信號目的地信息和應 該發送的發送數據來生成發送信號；和發送部18，其在由信道確定部17 確定的通信信道中，發送由發送信號生成部19生成的發送信號。
其中，指標生成部13生成表示"下位站的信道使用時間"的信道使用 狀況指標信息，作為應該作為測量對象的信道使用狀況。
並且，更新量計算部15按照下面所述計算與信道使用概率相關的更 新量，以使各個下位站之間的滿足度達到公平。具體地講，首先把信道 使用量定義為"利益"，使用效用函數將該滿足度數值化，把表示該滿足 度的值在下位站之間相同的狀況定義為公平的狀態。然後，根據信道使 用狀況信息計算當前各個下位站的滿足度，並比較它們。這裡，在推測 是不公平的狀態(即，各個下位站的滿足度產生預定量以上的差異的狀 態)時，計算針對當前的信道使用概率的更新量，以消除該不公平的狀 態，輸出通過該計算得到的信道使用概率更新量信息。這種控制例如可 以使用以下算式來實現。
現在，把第i個下位站的利益設為Xi，把其他下位站的利益設為Xj，
把下位站數量設為n，各個下位站的效用函數可以表示為下式(1)。 [式1]
formula see original document page 18
其中，Oti是對利益比本下位站高的下位站預先設定的反應係數，Pi是對利
益比本下位站低的下位站預先設定的反應係數。根據非專利文獻2，根據 經驗得知，通過設定為0^>&>0，可以構建穩定的系統。按照上述的效用函數，信道使用概率更新量信息APi可以根據下式 (2)算出。 [式2]
,- A-義')一Zr 2> _x》(2)
這樣由更新量計算部15計算出的信道使用概率更新量信息被輸入 到使用概率更新部16中。
下面，說明作為本發明的主要部分的使用概率更新部16的結構。
如圖2所示，使用概率更新部16構成為包括加法部16A(更新部)， 將由更新量計算部15計算出的更新量和前一次更新後的信道使用概率相 加，從而進行信道使用概率的更新；校正部16B，其根據下位站數量信 息、信道使用狀況記錄信息、可以使用的全部通信信道信息來校正由加 法部16A更新後的信道使用概率；調整部16C，其調整該校正後的信道 使用概率，使由校正部16B校正後的信道使用概率收斂在預定的範圍內； 和保存部16D，其保存(存儲)由調整部16C輸出的調整後的信道使用 概率信息，並反饋給加法部16A。
其中，校正部16B具有以下功能，g卩驗證整體的信道容量是否足 夠使用，在不夠使用時，校正由加法部16A更新後的信道使用概率信息。 圖3表示校正部16B的結構例。
校正部16B構成為包括校正係數生成部51和乘法器52。其中，校 正係數生成部51使用信道使用狀況信息Xi、下位站數量信息及可以使用 的全部信道信息，輸出信道使用概率校正係數信息Qxj。b。具體地講， 在把可以使用的全部信道信息設為Capa』時，信道使用概率校正係數信 息Qx,。b可以根據下式(3)求出。
Ca 5
由此，在全部信道被任一個下位站使用時，Qx,。b-1，在存在未被 使用的信道時，cv^。pi。
19利用乘法器52將上述的信道使用概率校正係數信息和信道使用概 率信息Pi (t)相乘，從而校正信道使用概率信息Pi (t)。校正後的信道 使用概率信息Pi' (t)可以利用下式(4)求出。
A'W《一一々)(4)
由此，在全部信道被任一個下位站使用時，Qxj。b二l，校正後的信 道使用概率信息Pi' (t)與信道使用概率信息Pi (t)成為相同的值，所以 實際上沒有進行校正。
另一方面，在存在未被使用的信道時，prob>l，所以校正後的信道 使用概率信息Pi， (t)被校正成為大於信道使用概率信息& (t)的值。
並且，在把與信道使用概率信息的大小範圍相關的最大值、最小值
分別設為PMax、 P幽時，在調整部16C中進行基於下式(5)的調整處理。
4) -max^mitidO^-lHZ^))) (5)
其中，max、 min分別表示選擇最大值、最小值的動作，PMax、 PMin 都是0以上、1以下的值。在已預先判明利益與信道使用概率的關係的情 況下，可以根據該關係性來計算合適的值。這樣，導出下一次發送時的 信道使用概率信息Pi (t)。
另外，具有以上所述的功能的下位站1的硬體結構例如如圖11所示 構成為包括執行作業系統和應用程式等的CPU 101;由ROM和RAM 構成的主存儲部102;由存儲器等構成的輔助存儲部103;進行通信的全
部控制的通信控制部104;由液晶監視器等構成的顯示部105;以及由進
行文字/數字輸入和執行指示的鍵構成的操作部106。使用圖2說明的各 個功能是通過如下方式實現的，即向圖11所示的CPU101和主存儲部 102上讀入預定的軟體，在CPU 101的控制下使通信控制部104動作， 同時進行主存儲部102和輔助存儲部103中的數據的讀出和寫入。 (第1實施方式的無線通信系統的動作) 下面，使用圖4說明第1實施方式的無線通信系統的動作。 上位站3預先將中間站2的下屬可以使用的全部信道信息通知給中間站2 (圖4的步驟S1)。下位站l為了將自身存在的情況通知給中間站 2，向中間站2發送該下位站1固有的下位站ID信息(步驟S2)。中間站 2接收到該下位站ID信息後，根據該下位站ID信息進行該下位站1的服 務區登記，在該服務區登記完成後，將登記完成通知和上述可以使用的 全部通信信道信息通知給該下位站1 (步驟S3)。此時，由中間站2通知 的可以使用的全部通信信道信息也可以記錄在下位站1的記錄部14中。
在下位站1中等待接收時執行以下處理。解碼部IO接收從其他下位 站發送的信號(包括該其他下位站的下位站ID信息的信號)並解碼，從 而獲得接收信號(步驟S4)。下位站ID檢測部11從接收信號中檢測其他 下位站的下位站ID (步驟S5)。
然後，指標生成部13生成表示應該作為測量對象的信道使用狀況的 信道使用狀況指標信息，測量部12從接收信號中測量由該信道使用狀況 指標信息表示的信道使用狀況(步驟S6)。這裡，指標生成部13可以生 成表示下位站的信道使用時間的信道使用狀況指標信息，作為應該作為 測量對象的信道使用狀況。由測量部12測量的信道使用狀況作為信道使 用狀況信息，被輸出給記錄部14和信道確定部17。
和由測量il2測量出的該其他下^站的it道使用z狀況相對;應地記錄在內 置的資料庫中(步驟S7)。記錄部14使用預定的資料庫更新期間信息定 期將上述資料庫初始化，或者，使用從最新信息向前追溯到該資料庫更 新期間的過去信息來更新上述資料庫，但是，在步驟S7的記錄之後，記 錄部14向校正部16B輸出表示在資料庫更新期間內進行了通信的下位站 的數量的下位站數量信息和表示進行了該通信的下位站的信道使用狀況 的信道使用狀況記錄信息。
並且，更新量計算部15根據從記錄部14輸出的下位站數量信息和 信道使用狀況記錄信息以及反應係數信息，按照前面的所述，計算與信 道使用概率相關的更新量(步驟S8)。
在使用概率更新部16中，加法部16A將由更新量計算部15計算出 的更新量和前一次更新後的信道使用概率相加，從而進行信道使用概率的更新(步驟S9)。
然後，校正部16B按照前面所述，根據下位站數量信息、信道使用 狀況記錄信息和可以使用的全部通信信道信息，校正由加法部16A更新 的信道使用概率(步驟SIO)。
另外，調整部16C按照前面所述調整該校正後的信道使用概率，使 由校正部16B校正後的信道使用概率收斂在預定的範圍內(步驟Sll)。
在下位站1中，在發送時執行以下處理。發送信號生成部19根據本 下位站的下位站ID信息、表示發送目的地的信號目的地信息和應該發送 的發送數據來生成發送信號(步驟S12)。具體地講，發送信號生成部19 生成應該發送的信號作為數位訊號，把想要發送該信號的中間站的ID信 息和接收者(目的地下位站)的目的地信息作為信號目的地信息，賦予 給該數位訊號。另外，目的地信息例如也可以採用接收者的ID地址等。 然後，發送信號生成部19通過賦予作為發送方的本站的下位站ID信息， 可以生成發送信號。
並且，信道確定部17在與概率更新部16更新後的信道使用概率對 應的定時，起動在本下位站的通信中使用的信道的確定動作(步驟S13)。 此處的信道的確定動作指根據信道狀況信息判別該時間點的信道使用狀 況，根據該信道狀況確定信道的動作。例如，為了避免與其他下位站的 通信衝突，接收某個信道中的信號並測定該信號的接收強度，判定該接 收強度是否大於事先設定的閾值，由此判定有無正在使用該信道的其他 下位站。即，在該接收強度大於事先設定的閾值時，判定為存在正在使 用該信道的其他下位站，在該接收強度小於等於事先設定的閾值時，判 定為不存在正在使用該信道的其他下位站(該信道具有空閒)。這裡，在 判定為不存在正在使用該信道的其他下位站(該信道具有空閒)時，信 道確定部17確定實際使用該信道發送信號。如此進行信道的確定。
另外，發送部18在上述所確定的通信信道中，發送上述生成的發送 信號(步驟S14)。
根據以上的第1實施方式，利用在下位站1中新設置的校正部16B， 根據下位站數量信息、信道使用狀況記錄信息及可以使用的全部通信信
22道信息來校正信道使用概率，由此在不能最大限度地利用信道容量的狀 況下，可以公平地分配下位站之間的利益，與此同時，防止下位站的不 必要的利益下降，使下位站整體的利益最大化。
(第2實施方式)
第2實施方式是這樣一種實施方式，即在中間站2中新設置校正
部26B，該校正部26B根據下位站數量信息、信道使用狀況記錄信息及 可以使用的全部通信信道信息來校正信道使用概率，由此在不能最大限 度地利用信道容量的狀況下，可以公平地分配下位站之間的利益，與此 同時，防止下位站的不必要的利益下降，使下位站整體的利益最大化。
另外，在第2實施方式中作為前提的無線通信系統4的結構與第1 實施方式相同，所以省略無線通信系統4的結構的說明。
下面，依次說明中間站2的結構、下位站l的結構、無線通信系統 4中的處理動作。
首先，使用圖5說明中間站2的結構。如圖5所示，中間站2具有 解碼部20，其接收從下位站發送的信號並解碼，從而獲得接收信號；下 位站ID檢測部21,其從由解碼部20得到的接收信號中檢測下位站的下 位站ID;服務區登記部28，其根據由下位站ID檢測部21檢測出的下位 站的下位站ID信息，進行該下位站的服務區登記，在該服務區登記完成 後，向該下位站通知登記完成通知；指標生成部23，其生成表示應該作 為測量對象的信道使用狀況的信道使用狀況指標信息；測量部22，其從 接收信號中測量由指標生成部23生成的信道使用狀況指標信息所表示的 信道使用狀況；記錄部24，其相對應地記錄由下位站ID檢測部21檢測 出的下位站的下位站ID和由測量部22測量出的該下位站的信道使用狀 況，並且輸出表示在預定的資料庫更新期間內進行了通信的下位站的數 量的下位站數量信息和表示進行了該通信的下位站的信道使用狀況的信 道使用狀況記錄信息；更新量計算部25，其根據從記錄部24輸出的下位 站數量信息和信道使用狀況記錄信息以及預定的反應係數信息，計算與 信道使用概率相關的更新量，該信道使用概率表示作為確定本中間站是 否起動信道確定動作的基礎的概率；使用概率更新部26，其根據下位站數量信息和信道使用狀況記錄信息、由上位站通知的可以使用的全部通
信信道信息、以及由更新量計算部25計算的更新量，更新信道使用概率; 和信道確定部27，其在與概率更新部26更新後的信道使用概率對應的定 時，根據接收信號來判別該時間點的信道狀況，根據該信道狀況確定在 下位站的通信中使用的通信信道，將通信信道信息通知給該下位站。
其中，指標生成部23生成表示"下位站的信道使用時間"的信道使用 狀況指標信息，作為應該作為測量對象的信道使用狀況。
並且，更新量計算部25按照下面所述計算與信道使用概率相關的更 新量，以使各個下位站之間的滿足度達到公平。具體地講，首先把信道 使用量定義為"利益"，使用效用函數將該滿足度數值化，把表示該滿足 度的值在下位站之間相同的狀況定義為公平的狀態。然後，根據信道使 用狀況信息計算當前各個下位站的滿足度，並比較它們。這裡，在推測 是不公平的狀態(即各個下位站的滿足度產生預定量以上的差異的狀態) 時，計算針對當前的信道使用概率的更新量，以消除該不公平的狀態， 輸出通過該計算得到的信道使用概率更新量信息。這種控制例如可以使 用以下算式來實現。
現在，把第i個下位站的利益設為Xi，把其他下位站的利益設為Xj，
把下位站數量設為n，各個下位站的效用函數可以表示為下式(6)。 formula see original document page 24其中，cxi是對利益比本下位站高的下位站預先設定的反應係數，(3i是對利 益比本下位站低的下位站預先設定的反應係數。根據非專利文獻2，根據 經驗得知，通過設定為o^PiX)，可以構建穩定的系統。
按照上述的效用函數，信道使用概率更新量信息APi可以根據下式 (7)算出。 formula see original document page 24這樣由更新量計算部25計算出的信道使用概率更新量信息被輸入 給使用概率更新部26。
下面，說明作為本發明的主要部分的使用概率更新部26的結構。
如圖5所示，使用概率更新部26構成為包括加法部26A(更新部)， 將由更新量計算部25計算出的更新量和前一次更新後的信道使用概率相 加，從而進行信道使用概率的更新；校正部26B，其根據下位站數量信 息、信道使用狀況記錄信息、可以使用的全部通信信道信息，校正由加 法部26A更新後的信道使用概率；調整部26C，其調整該校正後的信道 使用概率，使由校正部26B校正後的信道使用概率收斂在預定的範圍內； 和保存部26D，其保存(存儲)由調整部26C輸出的調整後的信道使用 概率信息，並反饋給加法部26A。
其中，校正部26B具有以下功能，即驗證整體的信道容量是否足 夠使用，在不夠使用時，校正由加法部26A更新後的信道使用概率信息。 校正部26B的結構與圖3所示的第1實施方式的校正部16B相同。
校正部26B構成為包括校正係數生成部51和乘法器52。其中，校 正係數生成部51使用信道使用狀況信息Xi、下位站數量信息及可以使用 的全部信道信息，輸出信道使用概率校正係數信息Qxj。b。具體地講， 在把可以使用的全部信道信息設為Capaau時，信道使用概率校正係數信
息Qxj。b可以根據下式(8)求出。
、_— - z工. (8)
i
由此，在全部信道被任一個下位站使用時，Qxj。b二l，在存在未被
使用的信道時，Qxj。b〉1。
利用乘法器52將上述的信道使用概率校正係數信息和信道使用概 率信息Pi (t)相乘，從而校正信道使用概率信息Pj (t)。校正後的信道 使用概率信息Pi' (t)可以利用下式(9)求出。
A,W《戸wW (9)
25由此，在全部信道被任一個下位站使用時，Qx,。b-1，校正後的信 道使用概率信息Pi， (t)與信道使用概率信息Pi (t)成為相同的值，所以 實際上沒有進行校正。
另一方面，在存在未被使用的信道時，Qx—prob>l，所以校正後的信道 使用概率信息Pi， (t)被校正成為大於信道使用概率信息Pi (t)的值。
並且，在把與信道使用概率信息的大小範圍相關的最大值、最小值
分別設為PMax、 PMin時，在調整部26C中進行基於下式(10)的調整處理。
formula see original document page 26
其中，max、 min分別表示選擇最大值、最小值的動作，PMax、 PMin 都是0以上、1以下的值。在己預先判明利益與信道使用概率的關係的情 況下，可以根據該關係性來計算合適的值。這樣，導出下一次發送時的 信道使用概率信息Pi (t)。
下面，使用圖6說明下位站1的結構。如圖6所示，下位站1具有 信號發送請求部1S，其向中間站2發送信號發送請求信息，從該中間站 2獲取在本下位站1的通信中使用的通信信道信息;發送信號生成部19A， 其根據本下位站1的下位站ID信息、表示發送目的地的信號目的地信息 和應該發送的發送數據，生成發送信號；和發送部18A，其在由信號發 送請求部1S獲取的通信信道信息表示的通信信道中，發送由發送信號生 成部19A生成的發送信號。
另外，具有以上功能的中間站2和下位站1的硬體結構例如如圖11 所示構成為包括執行作業系統和應用程式等的CPU 101;由ROM和 RAM構成的主存儲部102;由存儲器等構成的輔助存儲部103;進行通
信的全部控制的通信控制部104;由液晶監視器等構成的顯示部105;以
及由進行文字/數字輸入和執行指示的鍵構成的操作部106。使用圖5和 圖6說明的各個功能是通過如下方式實現的，即向圖11所示的CPU 101 和主存儲部102上讀入預定的軟體，在CPU 101的控制下使通信控制部 104動作，同時進行主存儲部102和輔助存儲部103中的數據的讀出和寫入。
(第2實施方式的無線通信系統的動作)
下面，使用圖7說明第2實施方式的無線通信系統的動作。
上位站3預先將中間站2的下屬可以使用的全部信道信息通知給中 間站2 (圖7的步驟S21)。此時，由上位站3通知的可以使用的全部通 信信道信息也可以記錄在記錄部24中。
下位站1為了將自身存在的情況通知給中間站2，向中間站2發送 該下位站l固有的下位站ID信息(步驟S22)。中間站2接收到該下位站 ID信息後，根據該下位站ID信息進行該下位站1的服務區登記，在該服 務區登記完成後，將登記完成通知和上述可以使用的全部通信信道信息 通知給該下位站1 (步驟S23)。
然後，下位站1的信號發送請求部1S向中間站2發送信號發送請求 信息後(步驟S24)，在中間站2中，在解碼部20接收並解碼信號發送請 求信息後，信道確定部27在與使用概率更新部26前一次更新後的信道 使用概率對應的定時，起動在進行了上述信號發送請求的下位站1的通 信中使用的信道的確定動作(步驟S25)。這裡的信道確定動作，指根據 信道狀況信息來判別該時間點的信道使用狀況，根據該信道狀況來確定 信道的動作。例如，為了避免通信衝突，接收某個信道中的信號並測定 該信號的接收強度，判定該接收強度是否大於事先設定的閾值，由此判 定有無正在使用該信道的其他下位站。即，在該接收強度大於實現設定 的閾值時，判定為存在正在使用該信道的其他下位站，在該接收強度小 於等於事先設定的閾值時，判定為不存在正在使用該信道的其他下位站 (該信道具有空閒)。這裡，在判定為不存在正在使用該信道的其他下位 站(該信道具有空閒)時，信道確定部27確定實際使用該信道發送信號。 信道確定部27如此進行信道的確定，並將該信道信息通知給下位站1。
在下位站1中，當信號發送請求部1S接收到該信道信息時，發送信 號生成部19A根據本下位站的下位站ID信息、表示發送目的地的信號目 的地信息和應該發送的發送數據，生成發送信號(步驟S26)。具體地講， 發送信號生成部19A生成應該發送的信號作為數位訊號，把想要發送該
27信號的中間站的ID信息和接收者(目的地下位站)的目的地信息作為信 號目的地信息，賦予到該數位訊號中。另外，目的地信息例如也可以採 用接收者的ID地址等。然後，發送信號生成部19A通過賦予作為發送方 的本站的下位站ID信息，可以生成發送信號。
並且，發送部18A在被通知的通信信道中，發送上述生成的發送信 號(步驟S27)。
另一方面，在中間站2中，解碼部20接收並解碼上述的發送信號， 從而獲得接收信號(步驟S28)，下位站ID檢測部21從接收信號中檢測 發件方的下位站1的下位站ID (步驟S29)。
然後，指標生成部23生成表示應該作為測量對象的信道使用狀況的 信道使用狀況指標信息，測量部22從接收信號中測量由該信道使用狀況 指標信息所表示的信道使用狀況(步驟S30)。這裡，指標生成部23可以 生成表示下位站的信道使用時間的信道使用狀況指標信息，作為應該作 為測量對象的信道使用狀況。由測量部22測量出的信道使用狀況作為信 道使用狀況信息，被輸出給記錄部24和信道確定部27。
記錄部24將由下位站ID檢測部21檢測出的下位站1的下位站ID 和由測量部22測量出的該下位站1的信道使用狀況相對應地記錄在內置 的資料庫中(步驟S31)。記錄部24使用預定的資料庫更新期間信息定期 將上述資料庫初始化，或者，使用從最新信息向前追溯到該資料庫更新 期間的過去信息，更新上述資料庫，但是，在步驟S31的記錄之後，記 錄部24向校正部26B輸出表示在資料庫更新期間內進行了通信的下位站 的數量的下位站數量信息和表示進行了該通信的下位站的信道使用狀況 的信道使用狀況記錄信息。
並且，更新量計算部25根據從記錄部24輸出的下位站數量信息和 信道使用狀況記錄信息以及反應係數信息，按照前面所述，計算與信道 使用概率相關的更新量(步驟S32)。
在使用概率更新部26中，加法部26A將由更新量計算部25計算出 的更新量和前一次更新後的信道使用概率相加，進行信道使用概率的更 新(步驟S33)。然後，校正部26B按照前面所述，根據下位站數量信息、信道使用 狀況記錄信息和可以使用的全部通信信道信息，校正由加法部26A更新 後的信道使用概率(步驟S34)。
另外，調整部26C按照前面所述調整該校正後的信道使用概率，使 由校正部26B校正後的信道使用概率收斂在預定的範圍內(步驟S35)。 調整後的信道使用概率信息從調整部26C輸出給信道確定部27，並由信 道確定部27保存，在下一次的步驟S25的處理中使用。
根據以上所述的第2實施方式，利用在中間站2中新設置的校正部 26B,根據下位站數量信息、信道使用狀況記錄信息及可以使用的全部通 信信道信息來校正信道使用概率，由此在不能最大限度地利用信道容量 的狀況下，可以公平地分配下位站之間的利益，與此同時，防止下位站 的不必要的利益下降，使下位站整體的利益最大化。 (第3實施方式)
第3實施方式與第1實施方式的不同之處是使第1實施方式的下 位站1的校正部16B除了根據下位站數量信息、信道使用狀況記錄信息 及可以使用的全部通信信道信息外，也根據後面敘述的信道衝突狀況信 息來校正信道使用概率。
在前面敘述的第1實施方式中，在各個下位站的利益是比較小的值 而且均衡的情況下，假設還有增大信道使用概率的餘地時，校正信道使 用概率信息。與此相對，第3實施方式是用於應對以下情況的實施方式， 即儘管信道使用概率已經非常高，但由於產生信號衝突，致使各個下 位站的利益比較低。
第3實施方式的下位站1如圖8所示，測量部12構成為還測量發送 信號的衝突狀況，把測量結果作為信道衝突狀況信息輸出，記錄部14構 成為還記錄並輸出信道衝突狀況信息，校正部16B構成為根據下位站數 量信息、信道使用狀況記錄信息、可以使用的全部通信信道信息及信道 衝突狀況信息，校正由加法部16A更新的信道使用概率。
其中，校正部16B的校正係數生成部51如圖9所示，除了下位站數 量信息、信道使用狀況記錄信息和可以使用的全部通信信道信息外，還使用信道衝突狀況信息，生成並輸出信道使用概率校正係數信息Qx,。b。
下面，對信道使用概率校正係數信息Qx,。b的生成(此處為計算)進行說明。
現在，在計算信道使用概率校正係數信息Q^r。b時，把第i個下位 站的加權係數設為Ci時，Qx,。b可以根據下式(11)求出。 [式11]
c一-^^加
在Ci中進行以下設定，例如在由於本下位站的發送信號與其他下位
站的發送信號的衝突等，與預測利益信息相比實際利益較少時，減少信 道使用概率。關於這種狀況，考慮其原因是信道使用概率過高，所以需 要根據由於信號衝突而消耗的利益量來減少信道使用概率。現在，把由
於信號衝突而消耗的利益量設為Capac。msi。n時，Cj例如可以根據下式(12) 設定。
C C印。aff-C。戸mfl咖 (12)
或者，可以通過均衡因信號衝突造成的利益損失和伴隨信道未使用
造成的利益損失來設計Ctx,b。現在，把伴隨信道未使用造成的利益損
失量設為Capab,ank時，Ctx^。b也可以根據下式(13)設計。其中，Y是信 號衝突量相對於未使用信道量的折減係數，並被設定成為過度降低信號 衝突的結果也不會出現哪一個下位站停止信號發送的情況。 [式13]
c 一 Cgpc^ (13)
這樣，在第3實施方式中，下位站1進行考慮了信號的衝突狀況的 信道使用概率信息控制，由此可以實現更合適的信道使用概率控制。
另外，第2實施方式的中間站2的校正部26B構成為，除了下位站 數量信息、信道使用狀況記錄信息和可以使用的全部通信信道信息外， 也根據信道衝突狀況信息來校正信道使用概率。該情況時，如圖io所示， 中間站2的測量部22構成為還測量發送信號的衝突狀況，把測量結果作
30為信道衝突狀況信息輸出，記錄部24構成為還記錄並輸出信道沖突狀況 信息，校正部26B構成為根據下位站數量信息、信道使用狀況記錄信息、 可以使用的全部通信信道信息及信道衝突狀況信息，校正由加法部26A 更新後的信道使用概率。校正部26B的校正係數生成部51的結構與圖9 所示的結構相同。
該情況下也是，中間站2進行考慮了信號的衝突狀況的信道使用概 率信息控制，由此可以實現更合適的信道使用概率控制。 (第4實施方式)
在第l、第2實施方式中，把使用狀況測量指標信息定義為"下位站 使用通信信道的時間"，與此相比，本實施方式使用下位站的使用時間和 使用帶寬來生成使用狀況測量指標信息，這一點是不同的。
根據各個下位站使用的應用的性質，所需要的通信時間與使用帶寬 的組合千差萬別。例如，既有像語音通話那樣想要在比較狹窄的頻帶中 長時間連續發送的下位站，也存在像傳輸大容量數據那樣想要在寬頻帶 中以較短時間發送信號的下位站。
在這種環境下，為了確保各個下位站之間的公平性，例如優選下位 站1的指標生成部13或中間站2的指標生成部23構成為生成表示下位 站的信道使用時間與使用帶寬之積的信道使用狀況指標信息，作為應該 作為測量對象的信道使用狀況。 (第5實施方式)
在第l、第2實施方式中，把使用狀況測量指標信息定義為"下位站 使用通信信道的時間"，與此相比，本實施方式使用與信號到達距離相對 應的值、下位站的信道使用時間和使用帶寬來生成使用狀況測量指標信 息，這一點是不同的。
假設在各個下位站使用的通信系統不同時，由於其無線方式和置站 設計等的影響，使得在各個下位站之間的發送輸出功率不同的狀況。在 這種情況下，在發送輸出功率相對較高的下位站進行信號發送時，將產 生發送輸出功率相對較低的其他下位站不能在較寬範圍內使用在該發送 中使用的信道的狀況。在這種環境下，為了確保各個下位站之間的公平性，例如，優選下
位站1的指標生成部13或中間站2的指標生成部23構成為生成表示對 應於信號到達距離的值(例如，對應信號到達距離而設定的表示該距離 的大小的指標值)與下位站的信道使用時間和使用帶寬之積的信道使用 狀況指標信息，作為應該作為測量對象的信道使用狀況。 (本發明的效果)
以評價本發明的改善效果為目的，通過計算機仿真來比較以往方法 中的各個下位站的利益和本發明中的各個下位站的利益。下面示出各個 仿真的情況。
假設兩個下位站、 一個中間站和上位站。
-下位站的發送概率的初始值為l。
發送包長度為所有下位站相同，發送定時被時隙化。
各個下位站的動作是理想動作，控制誤差、延遲比較小，可以忽略。
圖12表示仿真結果。在施加業務量小於1.0的未使用信道較多的環 境中，判明本發明通過將各個下位站的發送概率校正得比較高，可以改 善總吞吐量。並且，在施加業務量為1.0以上的環境中，由於以往的方法 沒有考慮信號衝突量，所以信號衝突的頻度伴隨施加業務量的增大而增 大，因此，總吞吐量特性惡化。但是，根據本發明判明，由於可以考慮 信號衝突量來進行降低各個站的發送概率的控制，所以即使施加業務量 增大，也能夠防止總吞吐量下降。
以上，關於本發明根據其實施方式進行了具體說明。但是，本發明 不限於上述實施方式。本發明可以在不脫離其宗旨的範圍內進行各種變 形。
3權利要求
1.一種無線通信系統，其構成為包括上位站、多個中間站和多個下位站，各個下位站被分配了固有的下位站ID，在下位站之間能夠發送接收包括該下位站ID信息的信號，所述無線通信系統的特徵在於，所述上位站構成為將所述中間站的下屬可以使用的全部通信信道信息通知給該中間站，所述中間站構成為將所述可以使用的全部通信信道信息通知給所述下位站，所述下位站具有解碼部，其接收從其他下位站發送的信號並解碼，由此獲得接收信號；下位站ID檢測部，其從由所述解碼部得到的接收信號中檢測所述其他下位站的下位站ID；指標生成部，其生成表示應該作為測量對象的信道使用狀況的信道使用狀況指標信息；測量部，其從所述接收信號中測量由所述指標生成部生成的信道使用狀況指標信息所表示的信道使用狀況；記錄部，其相對應地記錄由所述下位站ID檢測部檢測出的所述其他下位站的下位站ID和由所述測量部測量出的該其他下位站的信道使用狀況，並且輸出表示在預定的資料庫更新期間內進行了通信的下位站的數量的下位站數量信息和表示進行了該通信的下位站的信道使用狀況的信道使用狀況記錄信息；更新量計算部，其根據從所述記錄部輸出的下位站數量信息和信道使用狀況記錄信息以及預定的反應係數信息，計算與表示本下位站可以使用信道的概率的信道使用概率相關的更新量；使用概率更新部，其根據所述下位站數量信息和信道使用狀況記錄信息、由所述中間站通知的所述可以使用的全部通信信道信息以及由所述更新量計算部計算出的更新量，更新所述信道使用概率；信道確定部，其在與所述使用概率更新部更新後的信道使用概率對應的定時，根據所述接收信號判別該時間點的信道狀況，根據該信道狀況確定在本下位站的通信中使用的通信信道；發送信號生成部，其根據本下位站的下位站ID信息、表示發送目的地的信號目的地信息和應該發送的發送數據，生成發送信號；和發送部，其在由所述信道確定部確定的通信信道中，發送由所述發送信號生成部生成的發送信號，所述使用概率更新部構成為包括更新部，其根據由所述更新量計算部計算出的更新量，更新上次更新後的信道使用概率；校正部，其根據所述下位站數量信息、所述信道使用狀況記錄信息、所述可以使用的全部通信信道信息，校正由所述更新部更新後的信道使用概率；和調整部，其調整該校正後的信道使用概率，使得由所述校正部校正後的信道使用概率收斂在預定的範圍內。
2. —種下位站，其被分配了固有的下位站ID，與其他下位站之間能 夠發送接收包括該下位站ID信息的信號，所述下位站的特徵在於，所述下位站具有解碼部，其接收從其他下位站發送的信號並解碼，由此獲得接收信號；下位站ID檢測部，其從由所述解碼部得到的接收信號中檢測所述其 他下位站的下位站ID;指標生成部，其生成表示應該作為測量對象的信道使用狀況的信道 使用狀況指標信息；測量部，其從所述接收信號中測量由所述指標生成部生成的信道使 用狀況指標信息所表示的信道使用狀況；記錄部，其相對應地記錄由所述下位站ID檢測部檢測出的所述其他 下位站的下位站ID和由所述測量部測量出的該其他下位站的信道使用狀 況，並且輸出表示在預定的資料庫更新期間內進行了通信的下位站的數量的下位站數量信息和表示進行了該通信的下位站的信道使用狀況的信道使用狀況記錄信息；更新量計算部，其根據從所述記錄部輸出的下位站數量信息和信道 使用狀況記錄信息以及預定的反應係數信息，計算與信道使用概率相關 的更新量，該信道使用概率表示作為確定本下位站是否起動信道確定動 作的基礎的概率；使用概率更新部，其根據所述下位站數量信息和信道使用狀況記錄 信息、由外部通知的可以使用的全部通信信道信息以及由所述更新量計 算部計算出的更新量，更新所述信道使用概率；信道確定部，其在與所述使用概率更新部更新後的信道使用概率對 應的定時，根據所述接收信號判別該時間點的信道狀況，根據該信道狀 況確定在本下位站的通信中使用的通信信道；發送信號生成部，其根據本下位站的下位站ID信息、表示發送目的 地的信號目的地信息和應該發送的發送數據，生成發送信號；和發送部，其在由所述信道確定部確定的通信信道中，發送由所述發 送信號生成部生成的發送信號，所述使用概率更新部構成為包括更新部，其根據由所述更新量計算部計算出的更新量，更新上次更 新後的信道使用概率；校正部，其根據所述下位站數量信息、所述信道使用狀況記錄信息、 所述可以使用的全部通信信道信息，校正由所述更新部更新的信道使用 概率；和調整部，其調整該校正後的信道使用概率，使得由所述校正部校正 後的信道使用概率收斂在預定的範圍內。
3.根據權利要求2所述的下位站，其特徵在於，所述測量部構成為還測量發送信號的衝突狀況，把測量結果作為信 道衝突狀況信息輸出，所述記錄部構成為還記錄並輸出所述信道衝突狀況信息，所述校正部構成為根據所述下位站數量信息、所述信道使用狀況記錄信息、所述可以使用的全部通信信道信息及所述信道衝突狀況信息， 校正由所述更新部更新的信道使用概率。
4. 一種無線通信系統，其構成為包括上位站、中間站和多個下位站， 各個下位站被分配了固有的下位站ID，在下位站之間能夠發送接收包括 該下位站ID信息的信號，所述無線通信系統的特徵在於，所述上位站構成為將所述中間站的下屬可以使用的全部通信信道信 息通知給該中間站，所述下位站具有信號發送請求部，其向所述中間站發送信號發送請求信息，從該中間站獲取在本下位站的通信中使用的通信信道信息；發送信號生成部，其根據本下位站的下位站ID信息、表示發送目的 地的信號目的地信息和應該發送的發送數據，生成發送信號；和發送部，其在由所述信號發送請求部獲取的通信信道信息表示的通 信信道中，發送由所述發送信號生成部生成的發送信號，所述中間站具有解碼部，其接收從所述下位站發送的信號並解碼，由此獲得接收信號；下位站ID檢測部，其從由所述解碼部得到的接收信號中檢測所述下 位站的下位站ID;指標生成部，其生成表示應該作為測量對象的信道使用狀況的信道 使用狀況指標信息；測量部，其從所述接收信號中測量由所述指標生成部生成的信道使 用狀況指標信息所表示的信道使用狀況；記錄部，其相對應地記錄由所述下位站K)檢測部檢測出的所述下位 站的下位站ID和由所述測量部測量出的該下位站的信道使用狀況，並且 輸出表示在預定的資料庫更新期間內進行了通信的下位站的數量的下位 站數量信息和表示進行了該通信的下位站的信道使用狀況的信道使用狀 況記錄信息；更新量計算部，其根據從所述記錄部輸出的下位站數量信息和信道使用狀況記錄信息以及預定的反應係數信息，計算與信道使用概率相關 的更新量，該信道使用概率表示作為確定本中間站是否起動信道確定動 作的基礎的概率；使用概率更新部，其根據所述下位站數量信息和信道使用狀況記錄 信息、由所述上位站通知的所述可以使用的全部通信信道信息以及由所 述更新量計算部計算出的更新量，更新所述信道使用概率；和信道確定部，其在與所述使用概率更新部更新後的信道使用概率對 應的定時，根據所述接收信號判別該時間點的信道狀況，根據該信道狀 況確定在所述下位站的通信中使用的通信信道，將通信信道信息通知給 該下位站，所述使用概率更新部構成為包括-更新部，其根據由所述更新量計算部計算出的更新量，更新上次更 新後的信道使用概率；校正部，其根據所述下位站數量信息、所述信道使用狀況記錄信息、 所述可以使用的全部通信信道信息，校正由所述更新部更新的信道使用 概率；和調整部，其調整該校正後的信道使用概率，使得由所述校正部校正 後的信道使用概率收斂在預定的範圍內。
5. —種中間站，其在從下位站接收到信號發送請求信息時，返回在 該下位站的通信中使用的通信信道信息，該下位站被分配了固有的下位 站ID，並發送包括該下位站ID信息的信號，所述中間站的特徵在於，所述中間站具有解碼部，其接收從所述下位站發送的信號並解碼，由此獲得接收信號；下位站ID檢測部，其從由所述解碼部得到的接收信號中檢測所述下位站的下位站ID;指標生成部，其生成表示應該作為測量對象的信道使用狀況的信道使用狀況指標信息；測量部，其從所述接收信號中測量由所述指標生成部生成的信道使用狀況指標信息所表示的信道使用狀況；記錄部，其相對應地記錄由所述下位站ID檢測部檢測出的所述下位 站的下位站ID和由所述測量部測量的該下位站的信道使用狀況，並且輸 出表示在預定的資料庫更新期間內進行了通信的下位站的數量的下位站 數量信息和表示進行了該通信的下位站的信道使用狀況的信道使用狀況 記錄信息；更新量計算部，其根據從所述記錄部輸出的下位站數量信息和信道 使用狀況記錄信息以及預定的反應係數信息，計算與信道使用概率相關 的更新量，該信道使用概率表示作為確定本中間站是否起動信道確定動 作的基礎的概率；使用概率更新部，其根據所述下位站數量信息和信道使用狀況記錄 信息、由外部通知的可以使用的全部通信信道信息以及由所述更新量計 算部計算出的更新量，更新所述信道使用概率；和信道確定部，其在與所述使用概率更新部更新後的信道使用概率對 應的定時，根據所述接收信號判別該時間點的信道狀況，根據該信道狀 況確定在所述下位站的通信中使用的通信信道，將通信信道信息通知給 該下位站，所述使用概率更新部構成為包括更新部，其根據由所述更新量計算部計算出的更新量，更新上次更 新後的信道使用概率；校正部，其根據所述下位站數量信息、所述信道使用狀況記錄信息、 所述可以使用的全部通信信道信息，校正由所述更新部更新的信道使用 概率；和調整部，其調整該校正後的信道使用概率，使得由所述校正部校正 後的信道使用概率收斂在預定的範圍內。
6.根據權利要求5所述的中間站，其特徵在於，所述測量部構成為還測量發送信號的衝突狀況，把測量結果作為信 道衝突狀況信息輸出，所述記錄部構成為還記錄並輸出所述信道衝突狀況信息，所述校正部構成為根據所述下位站數量信息、所述信道使用狀況記 錄信息、所述可以使用的全部通信信道信息及所述信道衝突狀況信息， 校正由所述更新部更新的信道使用概率。
7. 根據權利要求1所述的無線通信系統，其特徵在於， 所述指標生成部構成為生成表示下位站的信道使用時間的信道使用狀況指標信息，來作為所述應該作為測量對象的信道使用狀況。
8. 根據權利要求1所述的無線通信系統，其特徵在於， 所述指標生成部構成為生成表示下位站的信道使用時間與使用帶寬之積的信道使用狀況指標信息，來作為所述應該作為測量對象的信道使 用狀況。
9. 根據權利要求1所述的無線通信系統，其特徵在於， 所述指標生成部構成為生成表示對應於信號到達距離的值與下位站的信道使用時間和使用帶寬之積的信道使用狀況指標信息，來作為所述 應該作為測量對象的信道使用狀況。
10. 根據權利要求4所述的無線通信系統，其特徵在於， 所述指標生成部構成為生成表示下位站的信道使用時間的信道使用狀況指標信息，來作為所述應該作為測量對象的信道使用狀況。
11. 根據權利要求4所述的無線通信系統，其特徵在於， 所述指標生成部構成為生成表示下位站的信道使用時間與使用帶寬之積的信道使用狀況指標信息，來作為所述應該作為測量對象的信道使 用狀況。
12. 根據權利要求4所述的無線通信系統，其特徵在於， 所述指標生成部構成為生成表示對應於信號到達距離的值與下位站的信道使用時間和使用帶寬之積的信道使用狀況指標信息，來作為所述 應該作為測量對象的信道使用狀況。
全文摘要
本發明提供一種無線通信系統、下位站及中間站。所述無線通信系統構成為在下位站(1)中新設置了校正部(16B)，該校正部(16B)求出信道使用概率，該信道使用概率表示作為確定本中間站(1)是否起動信道確定動作的基礎的概率，除了在預定期間內進行了通信的下位站數量的信息和表示進行了該通信的下位站的信道使用狀況的信道使用狀況記錄信息外，還根據表示在整個系統中可以使用的信道容量信息的可以使用的全部通信信道信息，校正信道使用概率。
文檔編號H04W74/08GK101578905SQ200880001459
公開日2009年11月11日 申請日期2008年2月4日 優先權日2007年2月8日
發明者山田武史 申請人:株式會社Ntt都科摩