CN108702640A - 无线环境判断方法以及无线通信系统 - Google Patents

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Abstract

包括：步骤1，获取在多个无线台站之间收发的无线信号的收发历史，并基于该收发历史来获取或者估计等待发送的无线台站数量；步骤2，计算与等待发送的无线台站数量相应的接收时拥挤状况中的正常接收率S；步骤3，根据预定的无线台站中的收发历史来获取无线信号的各固定范围内的信道使用时间的正常接收率S’；以及步骤4，根据正常接收率S’相对于正常接收率S的比例来判断接收时暴露状况的程度4。

Description

无线环境判断方法以及无线通信系统
技术领域
本发明涉及无线环境判断方法以及无线通信系统，该无线环境判断方法在多个无线台站共享相同的无线信道、且使用CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance，载波侦听多路访问/冲突避免)方式进行无线通信的无线通信系统中，通过处于隐藏终端关系的无线台站，来判断预定的无线台站的正常接收率降低的接收时暴露状况或者发送权获取率降低的发送时暴露状况。
背景技术
国际标准规格IEEE802.11标准的无线LAN(Local Area Network，局域网)系统的吞吐量逐年增加，并且作为一个主要的无线接入而被普及。由于无线LAN系统能够使用作为不需要授权的频带的未授权频带，因此各式各样的无线终端得到了普及。该未授权频带中的无线通信由于进行基于CSMA/CA方式的随机访问控制，因此隐藏终端问题成为大的障碍。
隐藏终端问题是彼此之间载波侦听不发挥功能的无线台站的发送信号冲突而使吞吐量特性恶化的问题，作为其解決方法，例如提出有使用了RTS(Request To Send，请求发送)/CTS(Clear To Send，允许发送)的流控制。RTS帧与CTS帧的更换即使在接收站存在不能从发送站检测出的无线信号的情况下，接收站也能够根据来自发送站的RTS帧通过CTS帧设定NAV(Network Allocation Vector，网络分配矢量)，由此能够消除隐藏终端问题并防止吞吐量特性的恶化。
然而，在能够检测处于隐藏终端关系中的无线台站分别发送的无线信号的接收站中，可能存在因该无线信号被暴露而处于希望的无线信号的正常接收率降低的接收时暴露状况的情况。另一方面，在能够检测处于隐藏终端关系的无线台站的各发送信号的发送站中，可能存在因该无线信号被暴露而处于用于发送本站的无线信号的发送权获取率降低的发送时暴露状况的情况。
但是，在接收站中正常接收率降低的主要原因也有以下情况：在基于CSMA/CA方式的随机访问控制之中多个发送站的发送时刻重叠。另外，在发送站中发送权获取率降低的主要原因也有以下情况：进行基于CSMA/CA方式的随机访问控制的无线台站多。后面叙述细节。
因此，有必要分别准确地判断使正常接收率降低的接收时暴露状况和使发送权获取率降低的发送时暴露状况，并反映到发送站和接收站的访问控制中来改善吞吐量特性。
在专利文献1中，示出如下方法：通过对由接入点检测出的BSSID(基本服务集标识符)与由终端检测出的BSSID的比较，判断分组冲突的风险，根据接入点的通信量趋势的存储，评价基于隐藏终端问题/暴露终端问题的吞吐量的降低。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利文献特开2015-115667号公报。
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1的方法中，能够判断隐藏终端问题/暴露终端问题的发生风险，但无法进行具体地判断是否发生隐藏终端问题/暴露终端问题、发展到什么程度。例如，除了通过检测出的BSSID的比较来判断分组冲突的可能性之外，还根据接入点的通信量趋势，通过隐藏终端问题/暴露终端问题来判断吞吐量是否降低，但终归是掌握其风险的。因此，例如根据设想外的无线通信系统而风险的判断结果可能不同。
本发明的目的在于，提供无线环境判断方法以及无线通信系统，其为了在无线台站的CSMA/CA方式的访问控制中改善吞吐量特性，能够通过处于隐藏终端关系的无线台站来准确地判断预定的无线台站的正常接收率降低的接收时暴露状况或者发送权获取率降低的发送时暴露状况的程度。
用于解决问题的手段
第一发明涉及一种无线环境判断方法，其特征在于，在多个无线台站共享相同的无线信道、且使用CSMA/CA方式进行无线通信的无线通信系统的无线环境中，判断由于处于隐藏终端的关系的无线台站而预定的无线台站的正常接收率降低的接收时暴露状况，所述无线环境判断方法包括：步骤1，获取在多个无线台站之间收发的无线信号的收发历史，并基于该收发历史来获取或者估计等待发送的无线台站数量；步骤2，计算与等待发送的无线台站数量相应的接收时拥挤状况下的正常接收率S；步骤3，根据预定的无线台站中的所述收发历史，获取无线信号的各固定范围内的信道使用时间的正常接收率S’；以及步骤4，根据正常接收率S’相对于正常接收率S的比例，判断所述接收时暴露状况的程度。。
第二发明涉及一种无线环境判断方法，在多个无线台站共享相同的无线信道、且使用CSMA/CA方式进行无线通信的无线通信系统的无线环境中，判断由于处于隐藏终端的关系的无线台站而预定的无线台站的正常接收率降低的接收时暴露状况，所述无线环境判断方法包括：步骤1，基于在多个无线台站之间收发的无线信号的收发历史，来获取在其他无线台站中测量的正常接收率S，所述其他无线台站的、与等待发送的无线台站数量相应的接收时拥挤状况被估计为与预定的无线台站相同；步骤3，根据预定的无线台站中的收发历史，获取无线信号的各固定范围内的信道使用时间的正常接收率S’；以及步骤4，根据正常接收率S’相对于正常接收率S的比例，判断接收时暴露状况的程度。
第三发明涉及一种无线环境判断方法，其中，在多个无线台站共享相同的无线信道、且使用CSMA/CA方式进行无线通信的无线通信系统的无线环境中，判断由于处于隐藏终端的关系的无线台站而预定的无线台站的正常接收率降低的接收时暴露状况，所述无线环境判断方法包括：步骤1，获取在多个无线台站之间定期地收发的特定的无线信号的收发历史，并根据该收发历史来获取特定的信号的正常接收率；以及步骤2，根据特定的信号的正常接收率，判断接收时暴露状况的程度。
在第三发明的无线环境判断方法中，可以根据特定的信号的优先级、发送间隔、信道使用时间，设定与特定的信号的正常接收率对应的接收时暴露状况的判断精度。
第四发明涉及一种无线环境判断方法，其中，针对多个无线台站共享相同的无线信道、且使用CSMA/CA方式进行无线通信的无线通信系统的无线环境，判断由于处于隐藏终端的关系的无线台站而预定的无线台站的发送权获取率降低的发送时暴露状况，所述无线环境判断方法包括：步骤1，获取在多个无线台站之间收发的无线信号的收发历史，并基于该收发历史来获取或者估计等待发送的无线台站数量；步骤2，计算与等待发送的无线台站数量相应的发送时拥挤状况下的发送权获取率F；步骤3，根据预定的无线台站中的收发历史来获取无线信号的发送延迟，并根据该发送延迟来计算发送权获取率F’；以及步骤4，根据发送权获取率F’相对于发送权获取率F的比例，判断发送时暴露状况的程度。
第五发明涉及一种无线环境判断方法，其中，针对多个无线台站共享相同的无线信道、且使用CSMA/CA方式进行无线通信的无线通信系统的无线环境，判断由于处于隐藏终端的关系的无线台站而预定的无线台站的发送权获取率降低的发送时暴露状况，所述无线环境判断方法包括：步骤3，根据预定的无线台站中的收发历史获取无线信号的发送延迟，并根据该发送延迟来计算发送权获取率F’；以及步骤4，根据发送权获取率F’相对于发送权获取率F的比例，判断发送时暴露状况的程度。
第六发明涉及一种无线环境判断方法，其中，针对多个无线台站共享相同的无线信道、且使用CSMA/CA方式进行无线通信的无线通信系统的无线环境，判断由于处于隐藏终端的关系的无线台站而预定的无线台站的发送权获取率降低的发送时暴露状况，所述所述无线环境判断方法包括：步骤1，获取在多个无线台站之间定期地收发的特定的无线信号的收发历史，并根据该收发历史来获取特定的信号的发送延迟；以及步骤2，根据特定的信号的发送延迟，判断发送时暴露状况的程度。
在第六发明的的无线环境判断方法中，可以根据特定的信号的优先级、发送间隔、信道使用时间，设定与特定的信号的发送延迟相应的发送时暴露状况的判断精度。
第七发明涉及一种无线通信系统，其中，多个无线台站共享相同的无线信道，且使用CSMA/CA方式进行无线通信，判断由于处于隐藏终端的关系的无线台站而预定的无线台站的正常接收率降低的接收时暴露状况或者由于处于隐藏终端的关系的无线台站而预定的无线台站的发送权获取率降低的发送时暴露状况，所述无线通信系统包括以下单元：获取在所述多个无线台站之间收发的无线信号的收发历史的单元；基于无线信号的收发历史来获取或者估计等待发送的无线台站数量、并计算与该等待发送的无线台站数量相应的接收时拥挤状况下的正常接收率S和发送时拥挤状况下的发送权获取率F的单元；根据预定的无线台站中的收发历史测量无线信号的各固定范围内的信道使用时间的正常接收率S’的单元；根据预定的无线台站中的收发历史获取无线信号的发送延迟、并根据该发送延迟计算发送权获取率F’的单元；以及根据正常接收率S’相对于正常接收率S的比例来判断接收时暴露状况的程度、根据发送权获取率F’相对于发送权获取率F的比例来判断所述发送时暴露状况的程度的单元。
第八发明涉及一种无线通信系统，其中，多个无线台站使用CSMA/CA方式进行无线通信，判断由于处于隐藏终端的关系的无线台站而预定的无线台站的正常接收率降低的接收时暴露状况，或者由于处于隐藏终端的关系的无线台站而预定的无线台站的发送权获取率降低的发送时暴露状况，所述无线通信系统包括以下单元：获取在多个无线台站之间收发的无线信号的收发历史的单元；基于无线信号的收发历史获取在与等待发送的无线台站数量相应的接收时拥挤状况被估计为与预定的无线台站相同的其他无线台站中的正常接收率S，并获取在与等待发送的无线台站数量相应的发送时拥挤状况被估计为与预定的无线台站相同的其他无线台站中的发送权获取率F的单元；根据预定的无线台站中的收发历史测量无线信号的各固定范围内的信道使用时间的正常接收率S’的单元；根据预定的无线台站中的收发历史获取无线信号的发送延迟、并根据该发送延迟来计算发送权获取率F’的单元；以及根据正常接收率S’相对于正常接收率S的比例来判断接收时暴露状况的程度、根据发送权获取率F’相对于发送权获取率F的比例来判断发送时暴露状况的程度的单元。
发明效果
本发明能够使用构成无线通信系统的无线台站的收发历史的信息，考虑接收时拥挤状况而能够准确地判断接收站的接收时暴露状况的程度，考虑发送时拥挤状况而能够准确地判断发送站的发送时暴露状况的程度。由此，能够根据无线通信系统中实际发生的接收时暴露状况和发送时暴露状况，准确地实施发送站和接收站的CSMA/CA方式的访问控制，并能够改善吞吐量特性。
附图说明
图1是示出本发明的无线通信系统的第一构成例的图；
图2是示出本发明的无线通信系统的第二构成例的图；
图3是示出本发明的无线通信系统的第三构成例的图；
图4是说明隐藏终端与接收时暴露状况之间的关系的图；
图5是说明隐藏终端与发送时暴露状况之间的关系的图；
图6是说明A站的发送时暴露状况与接收时暴露状况之间的关系1的图；
图7是说明A站的发送时暴露状况与接收时暴露状况之间的关系2的图；
图8是说明A站的发送时暴露状况与接收时暴露状况之间的关系3的图；
图9是示出判断接收时暴露状况的程度的处理顺序示例的流程图；
图10是示出判断发送时暴露状况的程度的处理顺序示例的流程图；
图11是示出获取正常接收率与发送延迟的统计处理顺序示例的流程图；
图12是说明计算相对于信道使用时间的正常接收率的统计处理方法的图；
图13是说明获取发送延迟的统计处理方法的图；
图14是说明与发送延迟相关的信息的获取方法的图；
图15是说明与发送延迟相关的信息的获取方法的图；
图16是示出基于信标信号的发送时暴露状况、接收时暴露状况的判断顺序示例的流程图；
图17是示出信标信号的发送延迟和接收间隔的累积分布的图；
图18是示出基于测试分组的发送时暴露状况、接收时暴露状况的判断顺序示例的流程图。
具体实施方式
(本发明的无线通信系统的构成例)
本发明的无线通信系统是由无线线路连接的主无线台站和至少一个子无线台站通过CSMA/CA方式进行访问控制的构成。在IEEE802.11规格的无线LAN系统的情况下，主无线台站是接入点(Access Point，AP)，子无线台站相当于台站(Station，STA)。以下，以无线LAN系统的AP和STA为例进行说明。
图1示出本发明的无线通信系统的第一构成例。
在图1中，AP 10和STA 20包括：无线信号收发部11、21，经由基于CSMA/CA方式的无线线路40而被连接，并收发经由无线线路40而被传输的无线信号；无线信号收发控制部12、22，进行其无线信号收发部的控制；无线信号收发历史获取部13、23，记录通过无线信号收发部收发的无线信号的收发历史；以及历史处理部14、24，将其收发历史处理成适于无线环境判断的无线环境信息。AP 10还具备无线环境判断部15。
STA 20通过无线信号收发部21接收从AP 10发送过来的无线信号，并输入到无线信号收发历史获取部23。无线信号收发历史获取部23将无线信号的收发历史输入到历史处理部24。历史处理部24基于由STA 20收发的无线信号的收发历史来获取或估计无线环境信息，将其无线环境信息从无线信号收发部21发送给AP 10。
AP 10通过无线信号收发部11接收从STA 20发送过来的无线信号和无线环境信息，将无线信号输入到无线信号收发历史获取部13，并将无线环境信息输入到无线环境判断部15。无线信号收发历史获取部13将无线信号的收发历史输入到历史处理部14。历史处理部14基于由AP 10收发的无线信号的收发历史来获取或估计无线环境信息，并将该无线环境信息输入到无线环境判断部15。无线环境判断部15判断AP 10中的无线环境信息或者STA 20中的无线环境信息，并探讨各自所需的控制。通过该无线环境判断部15的判断而被判断为必需的控制信息用于AP 10的无线信号收发控制部12的针对无线信号收发部11的控制，并同时从无线信号收发部11发送到STA 20。STA 20通过无线信号收发部21接收从AP 10发送过来的控制信息，并用于无线信号收发控制部22的针对无线信号收发部21的控制。
此外，AP 10的无线环境判断部15可以搭载于STA 20，还可以搭载于AP 10和STA20这两者。根据各自的搭载位置，在AP 10与STA 20之间进行所需的环境信息和控制信息的交换。
图2示出本发明的无线通信系统的第二构成例。
在图2中，第二构成例具备无线台站管理装置30，无线台站管理装置30具备与第一构成例中的AP 10的无线环境判断部15同等的无线环境判断部31。AP 10的其他线路通信部16与无线台站管理装置30的其他线路通信部32经由其他线路41而被连接。在AP 10中，无线信号收发部11、无线信号收发控制部12和历史处理部14与其他线路通信部16连接。在无线台站管理装置30中，无线环境判断部31与其他线路通信部32连接。这里，其他线路41可以是有线线路，也可以是与CSMA/CA方式不同的无线线路、例如移动线路。
由AP 10的历史处理部14得到的无线环境信息从其他线路通信部16经由其他线路41被发送给无线台站管理装置30的其他线路通信部32，并且输入到无线环境判断部31。由STA 20的历史处理部24得到的无线环境信息被转送到AP 10，还从其他线路通信部16经由其他线路41而被发送到无线台站管理装置30的其他线路通信部32，并且输入到无线环境判断部31。通过无线环境判断部31的判断得到的控制信息经由其他线路41而被发送到AP 10的无线信号收发控制部12和无线信号收发部11，并且从AP 10发送到STA 20的无线信号收发控制部22。
图3示出本发明的无线通信系统的第三构成例。
在图3中，第三构成例具备与第二构成例相同的无线台站管理装置30，但该无线台站管理装置30设为与AP 10和STA 20连接的构成。AP 10与无线台站管理装置30之间的连接和第二构成例同样地经由其他线路41进行。STA 20与无线台站管理装置30之间的连接经由和其他线路41不同的其他线路42而进行。STA 20具备与其他线路42连接的其他线路通信部25，无线信号收发控制部22和历史处理部24与其他线路通信部25连接。无线台站管理装置30具备其他线路通信部33来替代第二构成例的其他线路通信部32，并设为能够与其他线路41和其他线路42两者连接的构成。这里，其他线路42设为与CSMA/CA方式不同的无线线路、例如移动线路。即，STA 20设为能够使用基于CSMA/CA方式的无线线路40和作为其他线路42的移动线路这两者的构成。
通过AP 10的历史处理部14得到的无线环境信息从其他线路通信部16经由其他线路41而被发送到无线台站管理装置30的其他线路通信部33，并且输入到无线环境判断部31。通过STA 20的历史处理部24得到的无线环境信息从其他线路通信部25经由其他线路42而被发送到无线台站管理装置30的其他线路通信部33，并且输入到无线环境判断部31。通过无线环境判断部31的判断得到的控制信息经由其他线路41而被发送到AP 10的无线信号收发控制部12，经由其他线路42而被发送到STA 20的无线信号收发控制部22。
第三构成例的无线通信系统的优点在于，即使在AP 10与STA 20之间基于CSMA/CA方式的无线线路40的通信因拥挤、暴露状况而迟延的情况下，STA 20也能够经由其他线路42与无线台站管理装置30进行通信。本发明考虑了以下情况：针对无线台站的CSMA/CA方式的无线线路的暴露状况进行判断，但在发生暴露状况的情况下，针对用于进行判断的数据、用于基于该判断来控制各无线台站的数据，在基于CSMA/CA方式的无线线路40中不能满意地收发。因此，如第三构成例那样，STA 20与无线台站管理装置30由其他线路42连接的情况能够提高本发明的效果的有效性。另外，在其他线路42的容量有富余的情况下，不经由基于CSMA/CA方式的无线线路40和AP 10而将来自处于暴露状况的STA 20的数据直接在无线台站管理装置30之间进行收发，由此能够使系统容量最大化。
(实施例1：暴露状况的定义和暴露状况判断方法的概要)
在本发明中，在接收站中，将因隐藏终端的影响而来自发送站的信号的正常接收率低的状况定义为“接收时暴露状况”，在发送站中，将因隐藏终端的影响而发送权获取率低的状况定义为“发送时暴露状况”。
但是，作为在接收站中正常接收率低的状况，存在如后面叙述那样多个发送站的发送时刻重叠的“接收时拥挤状况”。因此，接收站根据所获取的正常接收率，考虑“接收时拥挤状况”而计算出“接收时暴露状况”的程度。另外，作为在发送站中发送权获取率低的状况，存在如后面叙述那样发送站数量多的“发送时拥挤状况”。因此，发送站根据所获取的发送权获取率，考虑“发送时拥挤状况”而计算出“发送时暴露状况”的程度。
图4示出隐藏终端和接收时暴露状况的关系。
在图4中，设想存在使用相同的频率信道而进行基于CSMA/CA方式的访问控制的A站、B站、C站且从发送站的B站向接收站的A站发送信号的情况，并评价A站的正常接收率。
图4的(1)示出B站和C站不处于隐藏终端关系的情况。由于此时B站和C站彼此进行基于CSMA/CA方式的访问控制，因此在B站向A站发送信号的S11时C站不进行发送，从而在A站能够正常接收B站的信号。但是，在CSMA/CA方式中，由于通过随机退避控制进行冲突回避，因此在以某概率B站与C站的发送时刻重叠的S12的情况下，在A站可能不能正常接收B站的信号。由此，在B站和C站不处于隐藏终端关系的情况下，A站的正常接收率依赖于多个无线台站的发送时刻重叠的概率，等待发送的无线台站数量越多，上述A站的正常接收率越低。因此，当B站和C站不处于隐藏终端关系时，A站的正常接收率降低的状况为“接收时拥挤情况”。
图4的(2)示出B站和C站处于隐藏终端关系的情况。由于此时B站和C站彼此不能检测信号而独立地发送，因此B站的信号和C站的信号如S13那样冲突的可能性较高，A站不能正常接收B站的信号。另一方面，当如S14那样C站不发送信号时B站发送信号的情况下，A站能够正常接收B站的信号。即，当B站和C站处于隐藏终端关系时，A站的正常接收率降低的状况为“接收时暴露状况”。
如此，作为接收站的正常接收率降低的主要原因，存在等待发送的无线台站较多而发送时刻重叠的概率变高的接收时拥挤状况、以及受到隐藏终端的影响的接收时暴露状况。但是，由于基于接收时拥挤状况的正常接收率的降低起因于CSMA/CA的参数，因此在周围的其他无线台站中也是同样的，在无线台站之间不会变得不平等。另一方面，因接收时暴露状况而正常接收率降低的接收站存在与不处于接收时暴露状况的周围的其他无线台站的正常接收率相比变低的倾向，在无线台站之间变得不平等。
因此，通过以下两个方法，能够判断接收站的接收时暴露状况的程度。
a1：比较实际测量的正常接收率S’以及根据等待发送的无线台站数量估计出的接收时拥挤状况下的正常接收率S。若S’<S，则判断为接收时暴露状况，S’越小于S，则判断为接收时暴露状况的程度越大。
a2：比较实际测量的正常接收率S’以及作为相同的接收时拥挤状况的周围的其他无线台站i的正常接收率S(i)。若S’<S(i)，则判断为接收时暴露状况，S’越小于S(i)，则判断为接收时暴露状况的程度越大。
图5示出隐藏终端和发送时暴露状况的关系。
在图5中，设想存在使用相同的频率信道进行基于CSMA/CA方式的访问控制的A站、B站、C站且从发送站的A站发送信号的情况，并评价A站的发送权获取率。
图5的(1)示出B站和C站不处于隐藏终端的关系的情况。由于此时A站和B站和C站彼此进行基于CSMA/CA方式的访问控制，因此B站和A站和C站以在S21、S22、S23中依次获取发送权，各自的发送权获取率变得平等。但是，由于在无线台站之间平等地共享频带，因此在等待发送的无线台站数量越多，发送权获取率越低。由此，等待发送的无线台站数量越多，在B站和C站不处于隐藏终端关系的情况下A站的发送权获取率越低。因此，当B站和C站不处于隐藏终端的关系时，A站的发送权获取率降低的状况为“发送时拥挤状况”。
图5的(2)示出B站和C站处于隐藏终端的关系的情况。由于这时B站和C站彼此不能检测信号而独立地发送，因此如B站的S24和C站的S25那样，各自的发送权获取率较高。另一方面，A站能够获取发送权的情况仅限于B站与C站同时没有发送的S26。即，当B站和C站处于隐藏终端关系时，A站的发送权获取率比B站和C站低的状况为“发送时暴露状况”。
如此，作为发送站的发送权获取率降低的主要原因，存在等待发送的无线台站数量较多的发送时拥挤状况以及受到隐藏终端的影响的发送时暴露状况。但是，由于基于发送时拥挤状况的发送权获取率的降低是通过CSMA/CA控制平等地得到发送权的结果，因此在周围的其他无线台站中也是同样的，不会在无线台站之间变得不平等。另一方面，因发送时暴露状况而发送权获取率降低的发送站存在与不处于发送时暴露状况的周围的其他无线台站的发送权获取率相比变低的倾向，在无线台站中之间变得不平等。
因此，通过以下两个方法，能够判断发送站的发送时暴露状况的程度。
b1：比较实际测量的发送权获取率F’以及根据等待发送的无线台站数量估计出的发送时拥挤状况下的发送权获取率F。若F’<F，则判断为发送时暴露状况，F’越小于F，则判断为发送时暴露状况的程度越大。
b2：比较实际测量的发送权获取率F’以及作为相同的发送时拥挤状况的周围的其他无线台站i的发送权获取率F。若F’<F(i)，则判断为发送时暴露状况，F’越小于F(i)，则判断为发送时暴露状况的程度越大。
(发送时暴露状况与接收时暴露状况的可逆关系、不可逆关系)
图6示出A站的发送时暴露状况与接收时暴露状况之间的关系1。
在图6中，A站、B站、C站、D站使用相同的频率信道进行基于CSMA/CA方式的访问控制。A站能够检测B站和C站的信号。B站和C站不能检测彼此的信号，且处于隐藏终端的关系。D站不能检测B站和C站的信号，D站与B站和C站处于隐藏终端的关系。
在图6的(1)中，发送站的A站在B站或C站发送信号时处于发送时暴露状况，发送权获取率降低。在图6的(2)中，接收D站发送的信号的A站在B站或C站发送信号时处于接收时暴露状况，正常接收率降低。即，在B站或C站发送信号时，A站处于发送时暴露状况和接收时暴露状况。
图7示出A站的发送时暴露状况与接收时暴露状况之间的关系2。
在图7中，A站、B站、C站、D站使用相同的频率信道进行基于CSMA/CA方式的访问控制。A站能够检测B站和C站的信号。B站和C站不能检测彼此的信号，且处于隐藏终端的关系。D站能够检测C站的信号但不能检测B站的信号，D站与B站处于隐藏终端的关系。
在图7的(1)中，发送站的A站在B站或C站发送信号时处于发送时暴露状况，发送权获取率降低。在图7的(2)中，D站检测C站的信号，由于A站在C站不进行发送时，接收D站发送的信号，因此当B站发送信号时，变成接收时暴露状况。即，A站在B站或C站发送信号时处于发送时暴露状况，A站仅仅在B站发送信号时处于接收时暴露状况。
图8示出A站的发送时暴露状况与接收时暴露状况之间的关系3。
在图8中，A站、B站、C站、D站使用相同的频率信道进行基于CSMA/CA方式的访问控制。A站能够检测B站和C站的信号，但B站和C站不能检测彼此的信号而处于隐藏终端的关系，D站能够检测B站和C站的信号。
在图8的(1)中，发送站的A站在B站和C站发送信号时处于发送时暴露状况，发送权获取率降低。在图8的(2)中，D站检测B站和C站的信号，A站在B站和C站不进行发送时，接收D站发送的信号，因此不处于接收时暴露状况。即，A站在B站或C站发送信号时处于发送时暴露状况，但在接收D站的信号时，不处于接收时暴露状况。
如此，在图6的(1)、图7的(1)、图8的(1)的情况下，当B站或C站正在发送信号时，发送站的A站处于发送时暴露状况。另一方面，当在相同的位置关系中A站变成接收站时，在图6的(2)的情况下处于接收时暴露状况，在图7的(2)的情况下，从发送站的D站观察，当隐藏终端的B站发送信号时，A站处于接收时暴露状况，在图8的(2)的情况下，A站不处于接收时暴露状况。即，即使A站在被用作发送站时处于发送时暴露状况，也不固定在被用作接收站时变成接收时暴露状况，而是取决于周围的无线环境。虽然未图示但同样地，即使A站在被用作接收站时处于接收时暴露状况，也不固定在被用作发送站时变成发送时暴露状况，而是取决于周围的无线环境。
因此，在各无线台站中，需要进行：关于是否为接收时暴露状况基于上述a1或方法a2来判断，并且关于是否为发送时暴露状况基于上述方法b1或方法b2来判断，并基于各自的判断来进行访问控制。另外，在只有发送时暴露状况和接收时暴露状况中的一个明确的情况下，需要进行与该状况相应的访问控制。
(接收时暴露状况的程度判断)
图9示出判断接收时暴露状况的程度的处理顺序示例。对应于上述方法a1。
在图9中，作为图1的15、图2和图3的31的无线环境判断部获取或者估计无线通信系统中的等待发送的无线台站数量(S101)，并计算与等待发送的无线台站数量相应的接收时拥挤状况下的正常接收率S(S102)。接着，获取判断对象无线台站的无线信号的正常接收率S’(S103)。接着，比较接收时拥挤状况下的正常接收率S与由判断对象无线台站所获取的正常接收率S’，并基于下述式来对判断对象无线台站的接收时暴露状况的程度EXPRX进行判断(S104)。
EXPRX＝S’/S
在EXPRX小于1的情况下，即在S’<S的情况下，判断为接收时暴露状况。并且，EXPRX的值越小，越能够判断为接收时暴露状况的程度越大。
这里，对于计算接收时拥挤状况下的正常接收率S的方法，以IEEE802.11规格的CSMA/CA方式为例进行说明。此外，如图4的(1)的S12那样，接收时拥挤状况下的正常接收率S与等待发送的无线台站的发送时刻重叠的概率对应，并依赖于等待发送的无线台站数量。
在CSMA/CA方式中，针对被称为接入类别AC的发送优先级以及其信号的重传次数n，给出与AC对应的AIFS(AC)、以及根据AC和重传次数n来决定随机退避时间的可取范围CW(AC，n)。AC和重传次数n的信号的正常接收率S能够基于以AC中等待发送的无线台站数量M(AC)、AIFS(AC)、CW(AC，n)为参数的预定的计算式或者模拟来计算出。
示出调查或者估计等待发送的无线台站数量M(AC)的方法。
方法1：在所有无线台站在相同的系统内被管理、且能够收集其历史信息的情况下，在图1、图2、图3所示的各无线台站的无线信号收发历史获取部13、23中，获取所发送的信号的时刻、量和接入类别，通过历史处理部14、24加工它们的关系，通过无线环境判断部15、31来对它们进行统计处理，由此能够在系统中估计等待发送的无线台站数量M(AC)。
另外，在AP 10或者无线台站管理装置30发挥STA 20与外部网络之间的通信量的网关的作用的情况下，通过使用通过了该网关部分的通信量的历史，能够估计等待发送的无线台站数量M(AC)。
方法2：在存在在相同的系统内未被管理的无线台站的情况下，根据管理内的AP10覆盖的区域的面积和人口密度、地点、时刻这样的环境状况、基于分组捕获这样的环境测量的经验性管理外的无线台站的存在状况，能够估计等待发送的无线台站数量M(AC)。此外，在能够使管理内的无线台站的信号发送停止的情况下，例如在AP 10使用IEEE802.11规格的信标中的Quiet IE等而将自身以及子无线台站的信号发送停止固定期间的情况下，或者在当无线台站具备其他线路时能够从其他线路指示CSMA/CA方式线路的信号发送停止的情况下，在管理内的无线台站停止通信的期间内检测出的信号仅仅是来自管理外的无线台站的信号。因此，通过分析在该期间内在管理内的无线台站中检测出的信号的内容，能够高精度地估计等待发送的无线台站数量M(AC)。
通过使用如此估计出的等待发送的无线台站数量M(AC)，能够在图9的步骤S102中计算接收时拥挤状况下的正常接收率S，在步骤S103中获取无线台站的正常接收率S’，在步骤S104中通过接收时拥挤状况下的正常接收率S与所获取的正常接收率S’的比较，无线台站能够判断接收时暴露状况的程度。
另外，在上述方法a2中，替代图9的步骤S101、S102，获取通过被估计为接收时拥挤状况相同的周边无线台站i、例如归属于AP的STA来测量的正常接收率S(i)。接着，在步骤S104中，比较该周边无线台站i的正常接收率S(i)以及判断对象无线台站所获取的正常接收率S’，并基于下述式来对判断对象无线台站的接收时暴露状况的程度EXPRX(i)进行判断。
EXPRX(i)＝S’/S(i)
在EXPRX(i)小于1的情况下，即在S’<S(i)的情况下，判断为接收时暴露状况。并且，EXPRX(i)的值越小，越能够判断为接收时暴露状况的程度越大。
另外，在以没有冲突的方式设定的信号的情况下，在IEEE802.11规格中使用为了判断为信道空闲时所需的PIFS时间，且在未实施随机退避的与轮询相关的信号等的情况下，当由接收站所获取的正常接收率S’不是100％时，判断为接收时暴露状况发生，若值越小，则可以判断为接收时暴露状况越大。将该方法设为a3。
另外，可以调查所发送的信号的、按照信道使用时间的正常接收率之差。在接收时拥挤状况中发生的信号的冲突与发送站的发送时刻同时地，在彼此不是隐藏终端关系的等待发送的其他无线台站存在的情况下发生，因此与信号的信道使用时间无关地在接收站中变成相同的正常接收率。另一方面，在接收时暴露状况发生的情况下，越是信道使用时间短的信号，则发生冲突的概率越低、正常接收率越高，相反越是信道使用时间长的信号，则发生冲突的概率越高、正常接收率越低，因此通过相对于信道使用时间来比较正常接收率，如果存在差，则也能够判断为发生了接收时暴露状况发生。将该方法设为a4。
(发送时暴露状况的程度判断)
图10示出判断发送时暴露状况的程度的处理顺序示例。对应于上述方法b1。
在图10中，图1的15、图2和图3的无线环境判断部31获取或者估计无线通信系统中的等待发送的无线台站数量(S201)，并计算与等待发送的无线台站数量对应的发送时拥挤状况下的发送权获取率F(S202)。接着，获取判断对象无线台站的发送延迟(S203)，并根据判断对象无线台站的发送延迟，计算发送权获取率F’(S204)。接着，比较发送时拥挤状况下的发送权获取率F以及判断对象无线台站的发送权获取率F’，并基于下述式来对判断对象无线台站的发送时暴露状况的程度EXPTX进行判断(S205)。
EXPTX＝F’/F
在EXPTX小于1的情况下，即在F’<F的情况下，判断为发送时暴露状况。并且，EXPTX的值越小，越能够判断为发送时暴露状况的程度越大。
这里，对于计算发送时拥挤状况下的发送权获取率F的方法，与求出接收时拥挤状况下的正常接收率S的情况同样地，能够根据AC中的等待发送的无线台站数量M(AC)来计算。
另外，关于根据无线台站所获取的发送延迟而计算出的发送权获取率F’，基于系统中的平均发送权持有期间Hs、自身的发送延迟的平均时间DM、自身的平均发送权持有期间HM，通过下述式的计算来得到。
F’＝Hs/(DM+HM)
此外，Hs通过与估计等待发送的无线台站数量M(AC)的方法1和方法2相同的顺序来获取，DM、HM能够通过估计等待发送的无线台站数量M(AC)的方法1或者自身的无线信号收发历史获取部来获取。
另外，在上述方法b2中，替代图10的步骤S201、S202，获取被估计为发送时拥挤状况相同的周边无线台站i、例如归属于AP的STA的发送权获取率F(i)，在步骤S205中，比较该周边无线台站i的发送权获取率F(i)以及根据判断对象无线台站所获取的发送延迟计算出的发送权获取率F’，并基于下述式来对判断对象无线台站的发送时暴露状况的程度EXPTX(i)进行判断。
EXPTX(i)＝F’/F(i)
在EXPTX(i)小于1的情况下，即在F’<F(i)的情况下，判断为发送时暴露状况。并且，EXPTX(i)的值越小，能够判断为发送时暴露状况的程度越大。
这里，在周边无线台站i的发送权获取率F(i)与判断对象无线台站的发送权获取率F’的比较中，系统中的平均发送权持有期间Hs取相同的值，因此即使比较DM+HM的值，也能够判断发送时暴露状况。
另外，从能够判断为信道空闲的时间及其退避时间考虑，对于发送中不与来自其他无线台站的信号竞争的信号，由于在信道被判断为空闲时能够可靠地发送信号，因此能够在发送延迟的信息中去除发送时拥挤状况的影响。例如，在IEEE802.11规格中，在使用为了判断为信道空闲所需的PIFS时间、并且未实施随机退避的与轮询相关的信号等的情况下，当信道被判断为空闲时，能够可靠地发送信号。该发送时拥挤状况下的发送延迟，其发送延迟的平均时间为系统中的平均发送权持有期间Hs的1/2。因此，以系统中的平均发送权持有期间Hs的1/2的时间为基准，从自身的发送延迟的平均时间DM’中减去，在超过0的情况下，能够判断为发送时暴露状况，该值越大，则能够判断为发送时暴露状况的程度越大。将该方法设为b3。
另外，在无线台站的发送信号没有以与接入类别AC和重传次数n对应的概率与来自其他无线台站的信号竞争的情况下，通过与上述相同的方法来比较在发送延迟的统计中仅使用按升序位于上位的概率的信号而计算出的自身的发送延迟的平均时间DM’以及系统中的平均发送权持有期间Hs的1/2的时间，由此能够判断发送时暴露状况。将该方法设为b4。
(实施例2：获取正常接收率和发送延迟/发送权获取率的统计处理方法)
如实施例1中说明那样，在判断接收时暴露状况的程度时需要正常接收率的信息，在判断发送时暴露状况的程度时需要发送延迟/发送权获取率的信息。
图11示出实施例2中的获取正常接收率和发送延迟的统计处理方法的处理顺序示例。
在图11中，获取发送站的发送历史的信息(S301)，并获取接收站的接收历史的信息(S302)。接着，从各自获取的接收历史信息中提取正常接收的信息(S303)，按照接入类别、重传次数来统计处理信道使用时间，获取相对于信道使用时间的正常接收率(S304)。或者，从各自获取的发送历史信息中提取发送延迟的信息(S305)，按照接入类别、重传次数来进行统计处理从而获取发送延迟(S306)。
首先，针对作为计算相对于信道使用时间的正常接收率的统计处理方法的S303、S304，参照图12进行说明。
图12的(1)示出针对发送站发送的信号之中接收站能够接收的形式的信号，按照时刻T1、T2、…而记录了接入类别AC VO、AC BE、…、重传次数0、1、…、信道使用时间e、f、…、正常接收OK(成功)、NG(失败)、…的信息的示例。此外，发送站设为以接收站能够接收的信号形式发送。在IEEE802.11规格中，决定MCS(Modulation and Coding Scheme，调制与编码策略)设置，该MCS设置为与传输率对应的调制方式和纠错编码率的组合，由于能否正常接收会根据接收站中所接收的电波的强度、噪音的情况等发生变化，因此发送站根据该情况来决定传输率、MCS设置。基本上，对于在来自发送站的信号之中与自身能够正常接收的传输率相比传输率低的信号、与自身能够正常接收的MCS相比MCS低的信号，即使不是朝向自身的信号，也能够正常接收，因此能够通过获取关于针对这些信号能否作为接收站能够接收的信号的形式而正常接收的信息，来增加用于统计处理中的信息数量。
该记录的信息为了计算正常接收率而被统计处理。作为该统计处理方法，举出以下方法：如图12的(2)所示的示例那样，按照接入类别和重传次数，针对作为固定范围内的信道使用时间的信号，计算其正常接收率C、D、……。在接收时暴露状况的情况下，预想到根据信道使用时间而正常接收率变化的情况，但信道使用时间根据信号的长度、传输率而能够取多种值，因此按照信道使用时间的正常接收率存在统计的参数变小的可能性，因此能够通过以固定范围内的信道使用时间进行划分来获取统计，来根据按照固定范围内的信道使用时间的正常接收率判断接收时暴露状况的程度。
接着，参照图13对作为获取发送延迟的统计处理方法的S305、S306进行说明。
图13的(1)示出针对发送站发送的信号之中接收站能够接收的形式的信号按照时刻T1、T2、……而记录了接入类别AC VO、AC BE、……、重传次数0、1、……以及发送延迟a、b、……的信息的示例。存在通过使用该记录的信息、按照接入类别和重传次数来计算发送延迟的平均时间，来求出发送权获取率的平均值的方法。另一方面，如图13的(2)所示的示例那样，将发送延迟与其信号比例α、β、……作为直方图而保存，在如图13的(3)那样作为累积分布相对于发送延迟而图表化的情况下，如实施例1所示的方法b4那样，比较在发送延迟的统计中仅使用按升序位于上位的概率的信号而计算出的自身的发送延迟的平均时间DM’以及系统中的平均发送权持有期间Hs的1/2的时间，由此能够作为判断发送时暴露状况的方法而使用。
接着，参照图14～图15对发送延迟的信息的获取方法进行说明。
图14示出在发送站中按照所发送的信号的信号ID A、B、……而记录了接入类别ACVO、AC BE、……、重传次数0、1、……、信道使用时间e、f、……、发送准备完成时刻TT1、TT2、……、发送开始时刻T1、T2、……、接收站能否接收OK(能)、OK(能)、……的信息的示例。信号ID只要是能唯一辨别信号就没有任何问题，可以是特意准备的ID，也可以是信号中所含的时间戳的信息、信号的发送时刻/接收时刻这样的信息。此外，在将IEEE802.11的信号中的序号作为信号ID而使用的情况下，在重传了相同内容的信号的情况下，序号为相同的。因此，由于针对一个序号可能存在多个信号，因此通过使用有无重传的信息限定不进行重传的信号，能够唯一地辨别。
接收站能否接收的信息是对发送站发送的信号的传输率和MCS的信息与考虑为接收站中能够接收的传输率和MCS的信息进行比较并判断而得。在能够改变发送信号的束方向的系统的情况下，需要判断基于方向变化的接收站能否接收。发送延迟通过从发送开始时刻中减去发送准备完成时刻而求出。
另外，在图14的示例中，在发送站中仅缺乏与接收时暴露状况的判断中所需的正常接收相关的信息。这是因为记录在接收站中正常接收的来自发送站的信号的信号ID的信息，与发送站中持有的信息之中、接收站能否接收为能的信号的信息相匹配。然后，尽管在接收站能否接收中设为能，但是接收站中能够正常接收的信号的信号ID之中没有信息的信号能够判断为不能正常接收。因此，针对接收时暴露的信息，需要进行与发送站之间的信息匹配。
通过使用图14的信息，例如在无线环境判断部存在于发送站的情况等下，能够尽量不使用CSMA/CA方式线路、其他线路的频带而共享信息，并判断发送时暴露状况和接收时暴露状况。
图15示出在发送站中仅仅准备所发送的信号的信号ID A、B、……、发送准备完成时刻TT1、TT2、……、接收站能否接收的信息OK、OK、……，在接收站中记录了信号ID A、B、……、接入类别AC VO、AC BE、……、重传次数0、1、……、信道使用时间e、f、……、发送开始时刻T1、T2、……的信息的示例。此外，关于发送开始时刻，由于从发送站到接收站为止的信号的传播延迟非常小，因此将接收站中的接收开始时刻置换为发送开始时刻，并且在收发历史中接收信号的接收开始时刻的时间戳与信号的内容一同被记录的情况下，将发送延迟设为从接收开始时刻中减去发送准备完成时刻也没问题。此外，在本方法中，由于只能获取在接收站中正常接收的信号的信息，因此在接收站处于接收时拥挤状况、接收时暴露状况的情况下，能够获取的发送站的发送时暴露信息减少，统计中可能需要时间。
通过使用图15的信息，例如在无线环境判断部存在于接收站的情况等下，能够尽量不使用CSMA/CA方式线路、其他线路的频带而共享信息。
使用图14和图15所示的信息而能够制作图12的(1)、图13的(1)所示的表，因此能够判断发送站的发送时暴露状况的程度以及接收站的接收时暴露状况的程度。通过即使在发送站与接收站的关系相反的情况下也进行该方法，能够明确某无线台站的发送时暴露状况和接收时暴露状况两者。
此外，信息的获取方法不限于图14和图15所示的方法，若能够收集全部信息，则即使在发送站和接收站中的任何一个中收集这些的信息也没问题。
(实施例3：AP发送的信标信号的使用示例)
实施例3示出作为用于获取实施例1中的正常接收率、实施例2中的发送延迟的信号而利用AP定期发送的信标信号的示例。
图16示出基于信标信号的发送时暴露状况和接收时暴露状况的判断处理顺序示例。
在图16中，STA接收AP发送的信标信号(S401)，获取信标信号的收发历史的信息(S402)，根据信标信号的收发历史的信息来获取信标信号的正常接收率(S403)，并计算STA的接收时暴露状况的程度(S404)。另外，根据信标信号的收发历史的信息来获取信标信号的发送延迟(S405)，并计算AP的发送时暴露状况的程度(S406)。
在IEEE802.11规格中，AP为了针对STA共享与信号收发相关的协定的目的等，定期地广播信标信号。该信号在能与AP通信的全部STA中共享信息，因此自身作为STA能够与传输率和MCS无关地接收归属的AP的信标信号，全部信标信号能够考虑为能够接收。
另外，信标信号中所含的信息量有时不发生增减，在该情况下，其发送中的信道使用时间不变化，能够将信道使用时间考虑为固定。
另外，信标信号的发送定期地进行，在IEEE802.11规格中以信标发送间隔TBTT而被预定。在信标信号之中由于包含有与发送信标的周期相关的信息、即信标间隔，因此即使不是发送信标信号的站，也能够判断TBTT的时刻，从而接收信标信号的站能够获取信标的发送预定时刻。另外，信标信号的发送基本上以特定的优先级发送，在特定的时刻以高优先级发送。针对该特定的优先级，由于能够判断特定优先级的信息包含于信标中，因此关于优先级在STA中也能够获取。
因此，在归属于发送信标信号的AP而接收信标信号的STA中，在为图15中的AP获取的信息的发送准备完成时刻和发送开始时刻也能够由STA获取。这时，由于无需考虑接收站能否接收，因此能够仅由STA收集图15所示的各种信息。即，当在信标信号中记录有发送开始时刻的时间戳的情况下，能够从该发送开始时刻中减去发送准备完成时刻而设为发送延迟。因此，即使AP不与本发明中提出的方式对应，只要STA对应，就能够通过从信标信号获取的信息，来获取AP的发送时暴露状况和STA自身的接收时暴露状况。
另外，信标信号通过AP中支持的能够通信的最低传输率、最低MCS来发送，因此针对STA自身未归属的AP的信标信号，只要处于能够通信的关系，就能够正常接收。
此外，由于信标信号不被重传，因此即使不获取重传次数的信息也没有问题。另外，在信标信号的优先级不变的情况下，将优先级考虑为固定也没有问题。另外，在将信标信号的信道使用时间设为固定的情况下，无需通过如图12的(1)、(2)那样的形式来进行历史获取并进行统计处理，只要简单地将能否接收应当发送的信标的信息相对于时刻记录即可。
图17的(1)示出图表化了信标信号的发送延迟的累积分布的示例。STA能够在仅能够接收信标信号的情况下记录发送延迟。因此，能够记录的分布的纵轴的高度变成正常接收率，不能够记录的部分成为不能正常接收率。即，能够根据一个图表来判断AP的发送时暴露状况和STA的接收时暴露状况。
另外，利用信标信号定期地被发送的特性，如图17的(2)那样可以作为信标信号的接收间隔的信息而保存。这是因为，如果信标信号的接收间隔的偏差大则能够判断在AP中发生发送时暴露状况。除此之外，若在STA中发生接收时暴露状况，则利用其接收间隔增加至信标间隔的整数倍的情况，通过容易地表示连续几次能否正常接收信标信号的信息，能够获取暴露状况的发生频率。
在利用以上方法的情况下，能够获取AP的发送时暴露状况和STA的接收时暴露状况。但是，信标仅仅由AP发送，因此不能估计STA的发送时暴露状况和相对于STA发送的AP的接收时暴露状况。但是，在判断为能够接收STA未归属的其他AP的信标信号的情况下，如下所述，有时能够估计STA的发送时暴露状况。是能够判断为AP站处于发送时暴露状况、且STA自身不处于接收时暴露状况的情况。这时，在STA自身中，在判断为能够正常接收的条件下能够接收在不处于发送时暴露状况的其他AP的信标信号的情况下，在根据其信标信号来判断为STA自身不处于接收时暴露状况的情况下，根据图6或者图7的情况能够判断为AP变成发送时暴露状况。另外，能够判断为STA自身不处于发送时暴露状况、且AP相对于来自STA自身的发送信号而处于接收时暴露状况。
(实施例4：用于暴露状况判断的测试分组的使用示例)
实施例4示出在实施例1和实施例2中作为用于获取正常接收率和发送延迟的信号而使用在暴露状况判断用中制成的测试分组的示例。
图18示出基于测试分组的AP的发送时暴露状况和STA的接收时暴露状况的判断处理顺序。
在图18中，AP生成测试分组而发送(S501)，STA接收测试分组(S502)，获取测试分组的收发历史的信息(S503)，根据测试分组的收发历史的信息来获取正常接收率(S504)，并计算STA的接收时暴露状况的程度(S505)。另外，根据测试分组的收发历史的信息来获取发送延迟(S506)，并计算AP的发送时暴露状况的程度(S507)。
测试分组特别制作为暴露状况判断用，因此能够在容易估计各暴露状况的条件下制作。另外，在测试分组中，关于暴露状况的判断中所需的但不能在接收站中获取的信息、例如发送准备完成时刻，将发送站中的发送准备完成了的时刻写入信号之中，或者预测可能的发送准备完成的时刻而写入。由此，接收站的收发历史获取部通过读取信号内容，即使在接收站也能够获取或估计信号的发送准备完成时刻。
另外，上述发送准备完成时刻、发送开始时刻、接收开始时刻等的信息例如是在IEEE802.11规格的无线台站中被称为MAC(Media Access Control，介质访问控制)层的、低层的信息。由于存在低层的信息难以获取的情况，因此在本示例中，为了能够在更高的层中估计暴露状况，针对在应用层中进行各种处理并估计MAC层的信息的方法进行说明。
作为从在发送站的应用层中制作测试分组至到达接收站的应用层为止的时间的到达延迟，为以下的d1～d6的合计时间。
d1：从在应用层中制作测试分组至到达MAC层为止的时间
d2：从到达MAC层到发送准备完成为止所需的时间
d3：从发送准备完成到发送开始为止所需的时间、即在MAC层中的发送延迟
d4：在MAC层中发生了重传的情况下，重传处理中所需的时间
d5：从发送开始到接收站中接收完成为止所需的时间、即在MAC层中的信道使用时间
d6：在接收站中接收完成之后，测试分组到达应用层为止所需的时间
能够进行以下处理：相对于d3和d4和d5，d1和d6能够忽视，对于d2，在发送站的发送缓冲区未积累其他信号的情况下能够忽视。因此，通过
·设为以在发送缓冲区未积累信号的程度少量的测试分组
·在测试分组到达时擦去在发送缓冲区存储的信号
·使用将测试分组挤入发送缓冲区的最前列的结构
·使用测试分组专用的发送缓冲区
等能够忽视d2。另外，对于d5，能够根据测试分组的分组长度和传输率、MCS来容易计算出，因此通过进行针对d2的对策，能够估计d3+d4的时间。
并且，在接收站的应用层中不能接收分组的情况下、即在发生分组损失的情况意味着不能以在MAC层中设定的重传上限次数连续地、在接收站的无线信号收发部中正常接收分组。因此，在设为分组损失率L、重传上限次数MAX的情况下，MAC层的正常接收率S能够通过下述式来推测。
L＝(1-S)MAX+1
使用该正常接收率S，能够通过实施例1和实施例2的方法来判断接收时暴露状况。
另外，在正常接收率不是100％的情况下，由于MAC层中发生重传，因此到达延迟的统计中还包含d4的信息。因此，通过限定为在应用层中对持有的到达延迟的统计中仅使用按升序位于上位S的数据，能够提取未包含d4的信息的到达延迟的信息，并能够仅仅设为d3的信息。如此能够估计MAC层的发送延迟，因此能够通过实施例1和实施例2的方法来判断发送时暴露状况。
此外，在本实施例中，在接收站中，为了能够获取发送站在应用层中制作测试分组的时刻，在分组的有效负载部分中记载分组制作时刻，并且为了能够判断能否正常接收，将分组的生成间隔或者分组的制作编号等信息记载在有效负载部分，由此能够仅在接收站获取正常接收率和发送延迟。
通过以上的方法，仅仅通过应用的导入能够估计发送时暴露状况以及接收时暴露状况。关于该方法，通过在发送站与接收站的关系相反的情况下也进行，能够明确某无线台站的发送时暴露状况和接收时暴露状况两者。
(实施例5：暴露状况的判断精度和有效性的提高)
实施例5在使用实施例3的信标信号的情况以及使用实施例4的测试分组的情况下，对提高暴露状况的判断精度以及判断的有效性的情况进行说明。
在实施例1记载的方法a3中，考虑到设定成没有冲突的信号、且能够判断为信道空闲的时间及其退避时间，使用发送时不与来自其他无线台站的信号竞争的信号、具体而言在IEEE802.11规格中在CFP(Contention-Free Period，无竞争周期)期间开始的时刻发送的信标信号。由于信标信号是作为为了判断为信道空闲时所需的时间而使用PIFS(PCFinterframe space，点协调功能帧间隔)时间、且不实施随机退避的信号，因此在接收站中正常接收率不是100％的情况下，能够判断为发生接收时暴露状况。另外，在方法b3中，以系统中的平均发送权持有期间Hs的1/2的时间为基准，从自身的发送延迟的平均时间DM’中减去，在超过0的情况下能够判断为发送时暴露状况。因此，在使用该信标信号的情况下，由于无需考虑接收时拥挤状况和发送时拥挤状况，因此在系统中不包含由等待发送的无线台站数量M(AC)的估计而产生的误差。因此，通过将信标信号的发送时刻设为CFP期间的开始，能够提高暴露状况的判断精度。
另外，信号发送的优先级越高，发送时拥挤状况的影响越降低，因此在系统中能够减小由等待发送的无线台站数量M(AC)的估计而产生的误差。因此，在IEEE802.11规格中，通过使用作为优先级最高的接入类别的AC VO级别的信号，能够提高发送时暴露状况的判断精度。此外，在能够使用接入类别的概念的系统中，信标信号使用AC VO级别。另外，AC VO级别为声音数据用的接入类别，因此通过制作例如声音数据那样动作的测试分组，能够提高测试分组的优先级。
并且，关于信标信号以及测试分组，对其发送频率下功夫。例如，信标信号按照每个信标间隔发送，其信标间隔较多设为100msec(毫秒)的时间，在该情况下，1秒间仅仅发送10个信号。因此，统计作业中需要时间，因此可以设为通过缩短该信标间隔而能够在短期间内获取较多信息。这对于测试分组也是同样的。此外，当缩短发送间隔时，需要考虑其他信号中能够使用的频带的减少，除此以外，在应用层中制作测试分组的情况下，需要考虑到发送缓冲区的信号的积累。
另外，在实施例1记载的方法a4中，通过调查按照所发送的信号的信道使用时间的正常接收率之差能够判断接收时暴露状况，因此对于信标信号以及测试分组，使信道使用时间具有变化，由此能够提高接收时暴露状况的判断精度。此外，信道使用时间能够采用较多的时间，因此例如两种或者三种那样限定为某些固定的信道使用时间，由此能够降低伴随着统计处理的负载。另外，在想要获取如IEEE802.11规格的RTS/CTS方式那样使用短信号的情况下的正常接收率、由帧的聚合而变长的信号的正常接收率的情况下，可以制作使信道使用时间与那些信号一致的信标信号、测试分组，并估计接收时暴露状况。
(实施例6)
可以仅在怀疑暴露状况的时刻，实施本发明的方法。
作为怀疑暴露状况的时刻，可以举出以下的是示例。
·重传率高
·吞吐量低
·通信量的延迟大
在本发明的无线通信系统中，由于使用CSMA/CA线路、其他线路而对历史进行匹配从而进行统计处理，因此需要将统计信息发送到无线环境判断部，这对线路施加负载。另外，在将信标信号、测试分组准备为暴露状况判断用的情况下，其他信号中能够使用的频带减少。因此，如上所述那样被怀疑暴露状况，仅仅在想要进行其判断的情况下实施本发明的方法，由此能够降低线路负载。
此外，在本实施例的情况下，在各无线台站中总是获取和统计处理历史信息，可以在为被怀疑暴露状况的时刻之后，将该信息发送到无线环境判断部，也可以在被怀疑暴露状况的时刻之后，获取历史信息而开始统计处理。另外，判断被怀疑暴露状况的时刻的无需限定为无线环境判断部，STA、AP也没问题。
(实施例7)
示出以下例子：根据由实施例1～6的方法估计的发送站中的发送时暴露状况和接收站中的接收时暴露状况，来进行发送站和接收站的控制。
在发送时暴露状况下，发送权获取率与周围的无线台站相比更小。因此，通过在一次获取的发送权中将其发送权持有期间设为较长，来解决该不平等性。例如，在IEEE802.11规格中，按照接入类别来设定有作为发送权持有期间的最大值的TXOP Limit的默认值，无线台站按照该默认值来进行发送。关于处于发送时暴露状况下的无线台站，将该TXOPLimit((Transmission Opportunity Limit，发送机会范围)设定为比默认值长。关于该设定的值，通过将发送时暴露状况的程度EXPTX设为1、即将根据无线台站所获取的发送延迟而计算出的发送权获取率F设为与发送时拥挤状况下的发送权获取率F相同的值，由此能够解决不平等性。此外，在作为F’的计算式的
F’＝Hs/(DM+HM)
中，系统中的平均发送权持有期间Hs和自身的发送延迟的平均时间DM不变化，通过仅仅调整自身的平均发送权持有期间HM，可以降低计算负载。
在接收时暴露状况下，正常接收率与周围的无线台站相比变小。因此，尽管接收站不能接收数据，但是发送站的发送数据的次数增加，由于频带的无用消耗而系统容量减少。这不仅与接收站中的吞吐量的降低相关，还与其他无线台站的吞吐量降低相关。作为该解决和避免方法而举出以下。
e1：发送站中使用RTS
e2：使用在接收站中获取发送权、并向发送站转让的方式
e3：将从发送站朝向接收站的数据使用其他线路发送
e4：在AP为接收时暴露的情况下，改变自身使用的信道
e5：在STA为接收时暴露的情况下，改变归属的AP
在e1中，在接收时暴露状况下，越是信道使用时间长的信号，在接收站中能够正常接收的概率越低。因此，如果是信道使用时间短的RTS信号，则接收站中能够正常接收的概率高，通过在能正常接收RTS的情况下发送的CTS信号设定的NAV，接收站能够可靠地接收数据。
e2是能够解决基于隐藏终端的不能正常接收的问题的方法。因此，在存在朝向判断为接收时暴露状况的接收站的数据的发送站通过针对接收站进行获取并转让发送权的控制，能够朝向该接收站可靠地发送信号。此外，在该情况下，以发送站和接收站通过其他线路连接为前提。
在e3中，使用其他线路向接收时暴露状况的接收站发送信号。由此，在CSMA/CA方式线路中，消除因无用的重传而消费频带的情况，因此还与其他无线台站的吞吐量的提高相关联。此外，在其他线路中也存在能够使用的频带，因此设想限定能够使用本方法的无线台站数量。因此，可以预先决定系统中能够使用的其他线路的频带，从接收时暴露状况的程度大的终端依次在该其他线路的能够使用的频带的范围内使用其他线路。
在e4中，在AP为接收时暴露的情况下，通过改变自身的信道，能够避免接收时暴露状况其本身。
在e5中，在归属改变为相同信道的AP的情况下，比较从自身中能够观测的相同信道的AP，并归属到频带的使用率最高的AP。这是因为，频带使用率低的AP的发出信号的频率少，难以成为自身暴露的原因，难以成为接收时暴露状况。
另外，在归属改变为不同信道的AP的情况下，在实施例3的方法中，即使是自身未归属的AP，在处于能与该AP通信的关系的情况下，针对接收时暴露状况能够进行判断，因此通过归属改变为该AP，能够避免接收时暴露状况。
此外，根据接收时暴露状况和发送时暴露状况，在上述对策的组合中存在优劣/设计的改善，以下进行陈述。
在AP和STA同时处于接收时暴露状况的情况下，当在CSMA/CA方式线路中收发同时成功的概率低、接收时暴露状况的程度变大时，除了e1、e2的方法在有效性降低之外，由于因无用的重传而导致消耗频带的概率也上升，因此e3或者e4的方法是有效的。
在一个无线台站处于发送时暴露的状态、且在另一个无线台站处于接收时暴露状态的情况下，在设定了方法e1和将发送权的持有期间设为较长的方法两者的情况下，存在由于失败的RTS信号而在周围的无线台站中设定较长时间NAV的可能性，因此不并用时较好。在使用方法e2的情况下，关于获取并转让的发送权，通过将其获取的发送权的持有期间设为较长，能够解决不平等性。
符号说明
10…AP(主无线台站)
20…STA(子无线台站)
30…无线台站管理装置
11、21…无线信号收发部
12、22…无线信号收发控制部
13、23…无线信号收发历史获取部
14、24…历史处理部
15、31…无线环境判断部
16、25，32，33…其他线路通信部
40…基于CSMA/CA方式的无线线路
41、42…其他线路。

Claims (10)

1.一种无线环境判断方法，其特征在于，
在多个无线台站共享相同的无线信道、且使用CSMA/CA(载波侦听多路访问/冲突避免，Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)方式进行无线通信的无线通信系统的无线环境中，判断由于处于隐藏终端的关系的无线台站而预定的无线台站的正常接收率降低的接收时暴露状况，所述无线环境判断方法包括：
步骤1，获取在所述多个无线台站之间收发的无线信号的收发历史，并基于该收发历史来获取或者估计等待发送的无线台站数量；
步骤2，计算与所述等待发送的无线台站数量相应的接收时拥挤状况下的正常接收率S；
步骤3，根据所述预定的无线台站中的所述收发历史，获取所述无线信号的各固定范围内的信道使用时间的正常接收率S’；以及
步骤4，根据所述正常接收率S’相对于所述正常接收率S的比例，判断所述接收时暴露状况的程度。
2.一种无线环境判断方法，其特征在于，
在多个无线台站共享相同的无线信道、且使用CSMA/CA(载波侦听多路访问/冲突避免，Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)方式进行无线通信的无线通信系统的无线环境中，判断由于处于隐藏终端的关系的无线台站而预定的无线台站的正常接收率降低的接收时暴露状况，所述无线环境判断方法包括：
步骤1，基于在所述多个无线台站之间收发的无线信号的收发历史，来获取在其他无线台站中测量的正常接收率S，所述其他无线台站的、与等待发送的无线台站数量相应的接收时拥挤状况被估计为与所述预定的无线台站相同；
步骤3，根据所述预定的无线台站中的所述收发历史，获取所述无线信号的各固定范围内的信道使用时间的正常接收率S’；以及
步骤4，根据所述正常接收率S’相对于所述正常接收率S的比例，判断所述接收时暴露状况的程度。
3.一种无线环境判断方法，其特征在于，
在多个无线台站共享相同的无线信道、且使用CSMA/CA(载波侦听多路访问/冲突避免，Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)方式进行无线通信的无线通信系统的无线环境中，判断由于处于隐藏终端的关系的无线台站而预定的无线台站的正常接收率降低的接收时暴露状况，所述无线环境判断方法包括：
步骤1，获取在所述多个无线台站之间定期地收发的特定的无线信号的收发历史，并根据该收发历史来获取特定的信号的正常接收率；以及
步骤2，根据所述特定的信号的正常接收率，判断接收时暴露状况的程度。
4.根据权利要求3所述的无线环境判断方法，其特征在于，
根据所述特定的信号的优先级、发送间隔、信道使用时间，设定与所述特定的信号的正常接收率对应的所述接收时暴露状况的判断精度。
5.一种无线环境判断方法，其特征在于，
针对多个无线台站共享相同的无线信道、且使用CSMA/CA(载波侦听多路访问/冲突避免，Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)方式进行无线通信的无线通信系统的无线环境，判断由于处于隐藏终端的关系的无线台站而预定的无线台站的发送权获取率降低的发送时暴露状况，所述无线环境判断方法包括：
步骤1，获取在所述多个无线台站之间收发的无线信号的收发历史，并基于该收发历史来获取或者估计等待发送的无线台站数量；
步骤2，计算与所述等待发送的无线台站数量相应的发送时拥挤状况下的发送权获取率F；
步骤3，根据所述预定的无线台站中的所述收发历史来获取所述无线信号的发送延迟，并根据该发送延迟来计算发送权获取率F’；以及
步骤4，根据所述发送权获取率F’相对于所述发送权获取率F的比例，判断所述发送时暴露状况的程度。
6.一种无线环境判断方法，其特征在于，
针对多个无线台站共享相同的无线信道、且使用CSMA/CA(载波侦听多路访问/冲突避免，Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)方式进行无线通信的无线通信系统的无线环境，判断由于处于隐藏终端的关系的无线台站而预定的无线台站的发送权获取率降低的发送时暴露状况，所述无线环境判断方法包括：
步骤1，基于在所述多个无线台站之间收发的无线信号的收发历史，来获取在其他无线台站中测量的发送权获取率F，所述其他无线台站的、与等待发送的无线台站数量相应的接收时拥挤状况被估计为与所述预定的无线台站相同；
步骤3，根据所述预定的无线台站中的所述收发历史获取所述无线信号的发送延迟，并根据该发送延迟来计算发送权获取率F’；以及
步骤4，根据所述发送权获取率F’相对于所述发送权获取率F的比例，判断所述发送时暴露状况的程度。
7.一种无线环境判断方法，其特征在于，
针对多个无线台站共享相同的无线信道、且使用CSMA/CA(载波侦听多路访问/冲突避免，Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)方式进行无线通信的无线通信系统的无线环境，判断由于处于隐藏终端的关系的无线台站而预定的无线台站的发送权获取率降低的发送时暴露状况，所述所述无线环境判断方法包括：
步骤1，获取在所述多个无线台站之间定期地收发的特定的无线信号的收发历史，并根据该收发历史来获取特定的信号的发送延迟；以及
步骤2，根据所述特定的信号的发送延迟，判断发送时暴露状况的程度。
8.根据权利要求7所述的无线环境判断方法，其特征在于，
根据所述特定的信号的优先级、发送间隔、信道使用时间，设定与所述特定的信号的发送延迟相应的所述发送时暴露状况的判断精度。
9.一种无线通信系统，其特征在于，
多个无线台站共享相同的无线信道，且使用CSMA/CA(载波侦听多路访问/冲突避免，Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)方式进行无线通信，判断由于处于隐藏终端的关系的无线台站而预定的无线台站的正常接收率降低的接收时暴露状况或者由于处于隐藏终端的关系的无线台站而预定的无线台站的发送权获取率降低的发送时暴露状况，所述无线通信系统包括以下单元：
获取在所述多个无线台站之间收发的无线信号的收发历史的单元；
基于所述无线信号的收发历史来获取或者估计等待发送的无线台站数量、并计算与该等待发送的无线台站数量相应的接收时拥挤状况下的正常接收率S和发送时拥挤状况下的发送权获取率F的单元；
根据所述预定的无线台站中的所述收发历史测量所述无线信号的各固定范围内的信道使用时间的正常接收率S’的单元；
根据所述预定的无线台站中的所述收发历史获取所述无线信号的发送延迟、并根据该发送延迟计算发送权获取率F’的单元；以及
根据所述正常接收率S’相对于所述正常接收率S的比例来判断所述接收时暴露状况的程度、根据所述发送权获取率F’相对于所述发送权获取率F的比例来判断所述发送时暴露状况的程度的单元。
10.一种无线通信系统，其特征在于，
多个无线台站使用CSMA/CA(载波侦听多路访问/冲突避免，Carrier Sense MultipleAccess/Collision Avoidance)方式进行无线通信，判断由于处于隐藏终端的关系的无线台站而预定的无线台站的正常接收率降低的接收时暴露状况，或者由于处于隐藏终端的关系的无线台站而预定的无线台站的发送权获取率降低的发送时暴露状况，所述无线通信系统包括以下单元：
获取在所述多个无线台站之间收发的无线信号的收发历史的单元；
基于所述无线信号的收发历史获取在与等待发送的无线台站数量相应的接收时拥挤状况被估计为与所述预定的无线台站相同的其他无线台站中的正常接收率S、并获取在与等待发送的无线台站数量相应的所述发送时拥挤状况被估计为与所述预定的无线台站相同的其他无线台站中的发送权获取率F的单元；
根据所述预定的无线台站中的所述收发历史测量所述无线信号的各固定范围内的信道使用时间的正常接收率S’的单元；
根据所述预定的无线台站中的所述收发历史获取所述无线信号的发送延迟、并根据该发送延迟来计算发送权获取率F’的单元；以及
根据所述正常接收率S’相对于所述正常接收率S的比例来判断所述接收时暴露状况的程度、根据所述发送权获取率F’相对于所述发送权获取率F的比例来判断所述发送时暴露状况的程度的单元。
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