WO2017146179A1 - 無線環境判定方法および無線通信システム - Google Patents

無線環境判定方法および無線通信システム Download PDF

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WO2017146179A1
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reception
station
radio
wireless
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PCT/JP2017/006950
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亮慶 猪木
ヒランタ アベセカラ
松井　宗大
市川　武男
匡人 溝口
朗 岸田
小泉　大輔
曉 山田
芳文 森広
孝浩 浅井
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日本電信電話株式会社
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    • H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]

Definitions

  • the present invention relates to a radio station having a hidden terminal relationship in a radio communication system in which a plurality of radio stations share the same radio channel and perform radio communication using a CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance) scheme.
  • the present invention relates to a radio environment determination method and a radio communication system for determining an exposure situation when a normal radio reception rate of a predetermined radio station is reduced or an exposure situation when a transmission right acquisition rate is reduced.
  • the wireless LAN (Local Area Network) system compliant with the international standard IEEE802.11 has been increasing in throughput year by year, and has become widespread as one of the major wireless accesses.
  • a wireless LAN system can use an unlicensed band, which is a frequency band that does not require a license, and thus a wide variety of wireless terminals are widely used.
  • the wireless communication in the unlicensed band performs random access control by the CSMA / CA method, so the hidden terminal problem is a major obstacle.
  • the hidden terminal problem is a problem in which transmission signals of radio stations that do not function carrier sense collide with each other to deteriorate throughput characteristics.
  • RTS Request To Send
  • CTS Call To Send
  • Flow control has been proposed. The exchange between the RTS frame and the CTS frame is hidden when the receiving station sets the NAV by the CTS frame in accordance with the RTS frame from the transmitting station even when there is a radio signal that cannot be detected from the transmitting station at the receiving station.
  • the terminal problem can be solved and the throughput characteristics can be prevented from deteriorating.
  • the wireless station in a receiving station that can detect a wireless signal transmitted by each wireless station that is in a relationship with a hidden terminal, the wireless station may be exposed during reception when it is exposed from the wireless signal and the normal reception rate of a desired wireless signal is reduced. is there.
  • the transmission right acquisition rate for transmitting the wireless signal of the local station is exposed from the wireless signal is exposed at the time of transmission It may become.
  • the cause of the decrease in the normal reception rate at the receiving station may be that the transmission timings of a plurality of transmitting stations overlap in the random access control by the CSMA / CA method.
  • the CSMA / CA method there are cases where there are many wireless stations that perform random access control by the CSMA / CA method as a factor that causes the transmission right acquisition rate to decrease in the transmission station. Details will be described later.
  • Patent Document 1 the risk of packet collision is judged by comparing the BSSID detected at the access point and the BSSID detected at the terminal, and the throughput decrease due to the hidden terminal problem / exposed terminal problem from the storage of the traffic tendency at the access point. A way to evaluate is shown.
  • the occurrence risk of the hidden terminal problem / exposed terminal problem can be determined. Specifically, whether or not the hidden terminal problem / exposed terminal problem has occurred is determined. I can't. For example, in addition to determining the possibility of packet collision by comparing the detected BSSID, it is determined whether the throughput decreases due to the hidden terminal problem / exposed terminal problem from the traffic tendency at the access point. It is to grasp the risk. Therefore, for example, the risk determination result may differ depending on an unexpected wireless communication system.
  • the present invention is exposed to a situation or transmission during reception in which a normal reception rate of a predetermined radio station is lowered by a radio station related to a hidden terminal. It is an object of the present invention to provide a wireless environment determination method and a wireless communication system capable of accurately determining the degree of exposure situation during transmission in which the right acquisition rate is reduced.
  • a predetermined wireless communication is performed by a wireless station having a hidden terminal relationship.
  • a wireless environment determination method for determining an exposure situation during reception in which a normal reception rate of a station is reduced acquiring a transmission / reception history of wireless signals transmitted / received between a plurality of wireless stations, and waiting for transmission based on the transmission / reception history
  • Step 1 for obtaining or estimating the number of wireless stations
  • Step 2 for calculating a normal reception rate S in a reception congestion state according to the number of wireless stations waiting for transmission, and a constant wireless signal from a transmission / reception history at a predetermined wireless station
  • a step 4 for determining an exposure situation during reception in which a normal reception rate of a station is reduced, acquiring a transmission / reception history of wireless signals transmitted / received between a plurality of wireless stations, and waiting for transmission based on the transmission / reception history
  • Step 2
  • a predetermined wireless communication is performed by a wireless station having a hidden terminal relationship.
  • a predetermined wireless communication is performed by a wireless station having a hidden terminal relationship.
  • a wireless environment determination method for determining an exposure situation during reception in which a normal reception rate of a station is reduced, acquiring a transmission / reception history of a specific wireless signal periodically transmitted / received between a plurality of wireless stations, and the transmission / reception history Step 1 for obtaining the normal reception rate of the specific signal from Step 1 and Step 2 for determining the degree of exposure condition during reception according to the normal reception rate of the specific signal.
  • the determination accuracy of the exposure situation according to the normal reception rate of the specific signal is set according to the priority of the specific signal, the transmission interval, and the channel use time. Also good.
  • a wireless environment of a wireless communication system in which a plurality of wireless stations share the same wireless channel and performs wireless communication using the CSMA / CA scheme is determined by a wireless station having a hidden terminal relationship.
  • a wireless environment determination method for determining an exposure situation during transmission in which a transmission right acquisition rate of a station is reduced, and acquiring a transmission / reception history of a wireless signal transmitted / received between a plurality of wireless stations and transmitting based on the transmission / reception history Step 1 for acquiring or estimating the number of standby radio stations, Step 2 for calculating a transmission right acquisition rate F in a transmission congestion state corresponding to the number of transmission standby radio stations, and a radio signal from a transmission / reception history at a predetermined radio station
  • a wireless environment of a wireless communication system in which a plurality of wireless stations share the same wireless channel and performs wireless communication using the CSMA / CA scheme is determined by a wireless station having a hidden terminal relationship.
  • a wireless environment of a wireless communication system in which a plurality of wireless stations share the same wireless channel and performs wireless communication using the CSMA / CA scheme is determined by a wireless station having a hidden terminal relationship.
  • a wireless environment determination method for determining an exposure situation during transmission in which a transmission right acquisition rate of a station is reduced, and acquiring a transmission / reception history of a specific wireless signal periodically transmitted / received between a plurality of wireless stations It has step 1 which acquires the transmission delay of a specific signal from a history, and step 2 which determines the degree of the exposure situation at the time of transmission according to the transmission delay of a specific signal.
  • the determination accuracy of the exposure condition during transmission according to the transmission delay of the specific signal may be set according to the priority of the specific signal, the transmission interval, and the channel usage time. Good.
  • a plurality of radio stations share the same radio channel, perform radio communication using the CSMA / CA method, and a radio station having a hidden terminal relationship has a normal reception rate of a predetermined radio station.
  • Means for acquiring or estimating the number of radio stations waiting for transmission based on a transmission / reception history of radio signals, and a normal reception rate S in a reception congestion situation and a transmission right in a transmission congestion situation according to the number of radio stations waiting for transmission Means for calculating an acquisition rate F; means for measuring a normal reception rate S ′ for each channel use time within a certain range of a radio signal from transmission / reception history at a predetermined radio station; Means for obtaining a transmission delay of a radio signal from the transmission / reception history, calculating a transmission right acquisition rate F ′ from the transmission delay, and a degree of the exposure situation at the time of reception according to the ratio of the normal reception rate S ′ to the normal reception rate S And means for determining the degree of exposure condition during transmission according to the ratio of the transmission right acquisition rate F ′ to the transmission right acquisition rate F.
  • a plurality of wireless stations perform wireless communication using the CSMA / CA method, and the normal reception rate of a predetermined wireless station is lowered or hidden by a wireless station related to a hidden terminal.
  • a normal reception rate S at another wireless station that is estimated to be the same as a predetermined wireless station based on the transmission history of the wireless signal and the number of wireless stations on standby for transmission, and Means for acquiring a transmission right acquisition rate F in another radio station that is estimated to have the same congestion state at the time of transmission as the predetermined radio station, and a constant radio signal from the transmission / reception history in the predetermined radio station range
  • the present invention can accurately determine the degree of exposure status at the time of reception at the receiving station, taking into account the congestion status at the time of reception, using information on the transmission / reception history of the radio stations constituting the radio communication system.
  • the degree of time exposure situation can be accurately determined in consideration of the congestion situation at the time of transmission.
  • Throughput characteristics can be improved.
  • the radio communication system of the present invention has a configuration in which a parent radio station and at least one child radio station connected via a radio line perform access control using the CSMA / CA scheme.
  • the parent wireless station corresponds to an access point (AP)
  • the child wireless station corresponds to a station (STA).
  • AP access point
  • STA station
  • an AP and a STA of the wireless LAN system will be described as an example.
  • FIG. 1 shows a first configuration example of a wireless communication system of the present invention.
  • an AP 10 and an STA 20 are connected via a radio line 40 based on the CSMA / CA system, and transmit and receive radio signals transmitted and received via the radio line 40.
  • Radio signal transmission / reception control units 12 and 22 for controlling the transmission / reception unit, radio signal transmission / reception history acquisition units 13 and 23 for recording the transmission / reception history of the radio signal transmitted / received by the radio signal transmission / reception unit, and the transmission / reception history for radio environment determination And history processing units 14 and 24 for processing suitable radio environment information.
  • the AP 10 further includes a wireless environment determination unit 15.
  • the STA 20 receives the radio signal transmitted from the AP 10 by the radio signal transmission / reception unit 21 and inputs the radio signal to the radio signal transmission / reception history acquisition unit 23.
  • the wireless signal transmission / reception history acquisition unit 23 inputs a wireless signal transmission / reception history to the history processing unit 24.
  • the history processing unit 24 acquires or estimates wireless environment information based on the transmission / reception history of the wireless signal transmitted / received by the STA 20, and transmits the wireless environment information from the wireless signal transmitting / receiving unit 21 to the AP 10.
  • the AP 10 receives the radio signal and radio environment information transmitted from the STA 20 by the radio signal transmission / reception unit 11, inputs the radio signal to the radio signal transmission / reception history acquisition unit 13, and inputs the radio environment information to the radio environment determination unit 15. .
  • the wireless signal transmission / reception history acquisition unit 13 inputs a wireless signal transmission / reception history to the history processing unit 14.
  • the history processing unit 14 acquires or estimates wireless environment information based on the transmission / reception history of the wireless signal transmitted / received by the AP 10, and inputs the wireless environment information to the wireless environment determination unit 15.
  • the radio environment determination unit 15 determines the radio environment information in the AP 10 or the radio environment information in the STA 20, and considers necessary control for each.
  • the control information determined to be necessary by the determination of the wireless environment determination unit 15 is used by the wireless signal transmission / reception control unit 12 of the AP 10 for control of the wireless signal transmission / reception unit 11 and is transmitted from the wireless signal transmission / reception unit 11 to the STA 20.
  • the STA 20 receives the control information transmitted from the AP 10 by the radio signal transmission / reception unit 21, and the radio signal transmission / reception control unit 22 uses the control information to control the radio signal transmission / reception unit 21.
  • the radio environment determination unit 15 of the AP 10 may be mounted on the STA 20 or may be mounted on both the AP 10 and the STA 20. Necessary environment information and control information are exchanged between the AP 10 and the STA 20 in accordance with each mounting location.
  • FIG. 2 shows a second configuration example of the wireless communication system of the present invention.
  • the second configuration example includes a radio station management device 30, and the radio station management device 30 includes a radio environment determination unit 31 equivalent to the radio environment determination unit 15 of the AP 10 in the first configuration example.
  • the separate line communication unit 16 of the AP 10 and the separate line communication unit 32 of the wireless station management apparatus 30 are connected via the separate line 41.
  • the radio signal transmission / reception unit 11 the radio signal transmission / reception control unit 12 and the history processing unit 14 are connected to the separate line communication unit 16.
  • the radio environment determination unit 31 and the separate line communication unit 32 are connected.
  • the separate line 41 may be a wired line or a wireless line different from the CSMA / CA method, for example, a mobile line.
  • the wireless environment information obtained by the history processing unit 14 of the AP 10 is sent from the separate line communication unit 16 to the separate line communication unit 32 of the wireless station management device 30 via the separate line 41 and further input to the wireless environment determination unit 31.
  • the wireless environment information obtained by the history processing unit 24 of the STA 20 is transferred to the AP 10 and further sent from the separate line communication unit 16 to the separate line communication unit 32 of the wireless station management apparatus 30 via the separate line 41.
  • the control information obtained by the determination by the wireless environment determination unit 31 is sent to the wireless signal transmission / reception control unit 12 and the wireless signal transmission / reception unit 11 of the AP 10 via another line 41, and further, the wireless signal transmission / reception control unit 22 of the STA 20 from the AP 10 is transmitted. Sent to.
  • FIG. 3 shows a third configuration example of the wireless communication system of the present invention.
  • the third configuration example includes the same radio station management apparatus 30 as that of the second configuration example, but the radio station management apparatus 30 is configured to be connected to the AP 10 and the STA 20.
  • the connection between the AP 10 and the radio station management apparatus 30 is performed via another line 41 as in the second configuration example.
  • the connection between the STA 20 and the radio station management apparatus 30 is performed via a separate line 42 that is different from the separate line 41.
  • the STA 20 includes a separate line communication unit 25 connected to the separate line 42 and connects the wireless signal transmission / reception control unit 22 and the history processing unit 24 to the separate line communication unit 25.
  • the radio station management apparatus 30 includes a separate line communication unit 33 instead of the separate line communication unit 32 in the second configuration example, and is configured to be connectable to both the separate line 41 and the separate line 42.
  • the separate line 42 is a wireless line different from the CSMA / CA system, for example, a mobile line. That is, the STA 20 is configured to be able to use both the radio line 40 based on the CSMA / CA system and the mobile line as the separate line 42.
  • the wireless environment information obtained by the history processing unit 14 of the AP 10 is sent from the separate line communication unit 16 to the separate line communication unit 33 of the wireless station management device 30 via the separate line 41 and further input to the wireless environment determination unit 31.
  • the wireless environment information obtained by the history processing unit 24 of the STA 20 is sent from the separate line communication unit 25 to the separate line communication unit 33 of the wireless station management apparatus 30 via the separate line 42 and further input to the wireless environment determination unit 31.
  • the control information obtained by the determination of the wireless environment determination unit 31 is sent to the wireless signal transmission / reception control unit 12 of the AP 10 via another line 41 and sent to the wireless signal transmission / reception control unit 22 of the STA 20 via another line 42. .
  • the advantage of the wireless communication system of the third configuration example is that, even when the communication of the wireless line 40 based on the CSMA / CA system between the AP 10 and the STA 20 is congested or exposed due to the situation, the STA 20 uses another line 42. It is a point which can communicate with the radio station management apparatus 30 via this.
  • the exposure status of a radio station in a CSMA / CA radio link is determined. When an exposure status occurs, the data is used based on the data used for the determination and the determination. There may be a case where data for controlling each radio station cannot be transmitted and received satisfactorily on the radio line 40 based on the CSMA / CA scheme.
  • connection of the STA 20 and the radio station management apparatus 30 via the separate line 42 as in the third configuration example can increase the effectiveness of the effect of the present invention. If the capacity of the separate line 42 is sufficient, the data from the exposed STA 20 can be directly transferred to the radio station management apparatus 30 without passing through the radio line 40 and the AP 10 based on the CSMA / CA system. The system capacity can be maximized by transmitting and receiving between.
  • Example 1 Definition of exposure situation and overview of exposure situation determination method
  • the situation in which the normal reception rate of the signal from the transmission station is low due to the influence of the hidden terminal in the reception station is defined as the “exposure situation at the time of reception”. Is defined as “exposure when sending”.
  • the receiving station calculates the degree of the “exposure situation during reception” from the acquired normal reception rate in consideration of the “congestion situation during reception”.
  • the transmitting station calculates the degree of “exposure status during transmission” in consideration of the “transmission congestion status” from the acquired transmission right acquisition rate.
  • FIG. 4 shows the relationship between the hidden terminal and the exposure situation during reception.
  • a station B station, and C station that perform access control by the CSMA / CA method using the same frequency channel, and a signal is transmitted from B station of the transmitting station to A station of the receiving station. Then, the normal reception rate at station A is evaluated.
  • Fig. 4 (1) shows the case where B station and C station are not in a hidden terminal relationship.
  • the C station since the B station and the C station perform access control by the CSMA / CA method, the C station does not transmit when the B station transmits a signal to the A station.
  • the station signal can be received normally.
  • collision avoidance is performed by random backoff control. Therefore, in the case of S12 where the transmission timings of the B station and the C station overlap with a certain probability, the A station normally receives the B station signal. There are things that cannot be done.
  • the normal reception rate of station A when station B and station C are not in a hidden terminal relationship depends on the probability that the transmission timings of a plurality of wireless stations overlap, and decreases as the number of wireless stations waiting for transmission increases. To do. Therefore, when the B station and the C station are not in a hidden terminal relationship, the situation in which the normal reception rate of the A station is reduced is the “congestion situation during reception”.
  • Fig. 4 (2) shows the case where B station and C station are in a hidden terminal relationship.
  • station B and the station C cannot detect each other and transmit independently, there is a high possibility that the signal from the station B and the signal from the station C collide like S13. Cannot be received normally.
  • station B transmits a signal when station C is not transmitting a signal as in S14
  • station A can normally receive the signal of station B. That is, when the B station and the C station are in a hidden terminal relationship, the situation where the normal reception rate of the A station is reduced is the “exposure situation during reception”.
  • factors that cause a decrease in the normal reception rate of the receiving station include a congestion situation at the time of reception in which there is a high probability that there are many radio stations waiting for transmission and transmission timing overlaps, and a situation in which the receiving station is exposed to the influence of a hidden terminal.
  • the decrease in the normal reception rate due to the congestion situation at the time of reception is caused by CSMA / CA parameters, and is the same in other surrounding wireless stations, and is not unfair among the wireless stations.
  • a receiving station whose normal reception rate decreases due to the exposure condition at the time of reception tends to be lower than the normal reception ratio of other surrounding wireless stations that are not exposed at the time of reception, and is unfair among the wireless stations .
  • the degree of the exposure situation at the time of reception at the receiving station can be determined by the following two methods.
  • a1 The normal reception rate S ′ actually measured is compared with the normal reception rate S in the reception congestion state estimated from the number of radio stations waiting for transmission. If S ′ ⁇ S, it is determined that the situation is exposed at the time of reception, and it is determined that the degree of the situation exposed at the time of reception is larger as S ′ is smaller than S.
  • a2 The actually measured normal reception rate S ′ is compared with the normal reception rates S (i) of other surrounding radio stations i that are in the same reception congestion state. If S ′ ⁇ S (i), it is determined that the situation is exposed at the time of reception. It is determined that the degree of the situation exposed at the time of reception is larger as S ′ is smaller than S (i).
  • FIG. 5 shows the relationship between the hidden terminal and the exposure situation during transmission.
  • a station B station, and C station that perform access control by the CSMA / CA method using the same frequency channel, and a signal is transmitted from the transmitting station A station. Evaluate the acquisition rate.
  • Fig. 5 (1) shows the case where station B and station C are not in a hidden terminal relationship.
  • the B station, the A station, and the C station since the A station, the B station, and the C station perform access control by the CSMA / CA method, the B station, the A station, and the C station sequentially acquire transmission rights in S21, S22, and S23.
  • the acquisition rate will be fair.
  • the transmission right acquisition rate decreases as the number of radio stations waiting for transmission increases.
  • the transmission right acquisition rate of station A when station B and station C are not in a hidden terminal relationship decreases as the number of radio stations waiting for transmission increases. Therefore, when the B station and the C station are not in a hidden terminal relationship, the situation where the transmission right acquisition rate of the A station is reduced is the “transmission congestion situation”.
  • Fig. 5 (2) shows the case where B station and C station are in a hidden terminal relationship.
  • the B station and the C station cannot detect each other and transmit independently, the transmission right acquisition rates are high as in the S24 of the B station and the S25 of the C station.
  • the A station can acquire the transmission right only in S26 in which neither the B station nor the C station transmits. That is, when the B station and the C station are in a hidden terminal relationship, the situation where the transmission right acquisition rate of the A station is lower than that of the B station and the C station is the “exposure situation during transmission”.
  • the degree of the exposure situation at the time of transmission in the transmitting station can be determined by the following two methods.
  • b1 The transmission right acquisition rate F ′ actually measured is compared with the transmission right acquisition rate F in the transmission congestion state estimated from the number of radio stations waiting for transmission. If F ′ ⁇ F, it is determined that the situation is exposed at the time of transmission, and it is determined that the degree of the exposure condition at the time of transmission is larger as F ′ is smaller than F.
  • b2 The actually measured transmission right acquisition rate F ′ is compared with the transmission right acquisition rate F of other wireless stations i in the same transmission congestion state. If F ′ ⁇ F (i), it is determined that the situation is exposed at the time of transmission, and it is determined that the degree of the exposure condition at the time of transmission is larger as F ′ is smaller than F (i).
  • FIG. 6 shows the relationship 1 between the exposure situation during transmission and the exposure situation during reception in the A station.
  • a station, B station, C station, and D station use the same frequency channel and perform access control by the CSMA / CA method.
  • Station A can detect the signals of stations B and C.
  • Stations B and C cannot detect each other's signals and are in a hidden terminal relationship.
  • the D station cannot detect the signals of the B station and the C station, and the D station, the B station, and the C station are in a hidden terminal relationship.
  • Fig. 6 (1) IV the transmitting station A is exposed during transmission when the station B or station C is transmitting signals, and the transmission right acquisition rate is low.
  • FIG. 6 (2) IV the A station that receives the signal transmitted by the D station is exposed during reception when the B station or C station is transmitting the signal, and the normal reception rate is low. That is, the station A is exposed during transmission and is exposed during reception when the station B or C is transmitting a signal.
  • FIG. 7 shows the relationship 2 between the exposure situation during transmission and the exposure situation during reception in station A.
  • the A station, the B station, the C station, and the D station use the same frequency channel and perform access control by the CSMA / CA method.
  • Station A can detect the signals of stations B and C.
  • Stations B and C cannot detect each other's signals and are in a hidden terminal relationship.
  • the D station can detect the signal of the C station but cannot detect the signal of the B station, the D station and the B station are in a hidden terminal relationship.
  • Fig. 7 (1) IV the transmitting station A is exposed during transmission when station B or station C is transmitting signals, and the transmission right acquisition rate is low.
  • the station D detects the signal of the station C, and the station A that receives the signal transmitted by the station D is when the station C is not transmitting. When sending, it is exposed when receiving. That is, the station A is exposed when transmitting, when the station B or C is transmitting a signal, and the station A is exposed when receiving, the station B transmits a signal. Only when you are.
  • FIG. 8 shows the relationship 3 between the exposure situation during transmission and the exposure situation during reception in station A.
  • a station, B station, C station, and D station use the same frequency channel and perform access control by the CSMA / CA method.
  • the A station can detect the signals of the B station and the C station, the B station and the C station cannot detect each other's signals and are in a hidden terminal relationship, and the D station can detect the signals of the B station and the C station.
  • Fig. 8 (1) IV the transmitting station A is exposed during transmission when the stations B and C are transmitting signals, and the transmission right acquisition rate is low.
  • the D station detects the signals of the B station and the C station, and the A station that receives the signal transmitted by the D station is when the B station and the C station are not transmitting. Not exposed to the situation when receiving. That is, the station A is exposed when transmitting, while the station B or C is transmitting a signal, but is not exposed when receiving the signal of the station D.
  • FIG. 6 (1), FIG. 7 (1), and FIG. 8 (1) the situation where the A station of the transmitting station is exposed during transmission when the B station or C station is transmitting signals. It is in.
  • station A becomes the receiving station in the same positional relationship, in the case of Fig. 6 (2) IV, it is exposed during reception, and in the case of Fig. 7 (2) IV, the hidden terminal is seen from the D station of the transmitting station.
  • Station B is in a situation where it is exposed when it is transmitting a signal, and in the case of (2) in FIG.
  • the station A is a transmitting station when it is a transmitting station, it is not always exposed when it is a receiving station, and the surrounding wireless environment depends on the situation.
  • the A station is exposed when it is a receiving station, it is not always exposed when it is a transmitting station, and it depends on the surrounding wireless environment.
  • each radio station it is determined based on the above method a1 or method a2 whether or not it is exposed at the time of reception, and further based on the above method b1 or method b2 whether or not it is exposed at the time of transmission. It is necessary to perform access control based on each determination. In addition, when only one of the exposure status at the time of transmission and the exposure status at the time of reception is clear, it is necessary to perform access control according to the status.
  • FIG. 9 shows an example of a processing procedure for determining the degree of the exposure situation during reception. This corresponds to the above method a1.
  • the wireless environment determination unit 15 in FIG. 1, 31 in FIG. 2 and FIG. 3 acquires or estimates the number of radio stations waiting for transmission in the radio communication system (S101), and determines the number of radio stations waiting for transmission.
  • the normal reception rate S in the corresponding reception congestion state is calculated (S102).
  • the normal reception rate S ′ of the radio signal in the determination target radio station is acquired (S103).
  • the normal reception rate S in the reception congestion state corresponds to the probability that the transmission timings of the transmission standby radio stations overlap as shown in S12 of FIG. 4 (1), and depends on the number of transmission standby radio stations.
  • the AIFS (AC) corresponding to the AC and the random backoff time according to the AC and the number of retransmissions n are set for the transmission priority called the access category AC and the number of retransmissions n of the signal.
  • CW (AC, n) that determines the possible range is given.
  • the normal reception rate S of the signal of AC and the number of retransmissions n is based on a predetermined calculation formula or simulation using the number of radio stations M (AC), AIFS (AC), and CW (AC, n) waiting for transmission in AC as parameters. Can be calculated.
  • Method 1 When all the radio stations are managed in the same system and the history information can be collected, the radio signal transmission / reception history acquisition units 13 and 23 of each radio station shown in FIGS. The time and amount of the received signal and the access category are acquired, their relationship is processed by the history processing units 14 and 24, and statistical processing is performed by the wireless environment determination units 15 and 31, so that the radio station waiting for transmission in the system
  • the number M (AC) can be estimated.
  • the AP 10 or the radio station management apparatus 30 plays a role of a gateway for traffic between the STA 20 and the external network, the history M of the traffic that has passed through the gateway portion is used, so that the number M (AC ) Can be estimated.
  • Method 2 When there is a radio station that is not managed in the same system, it is empirical based on the environmental conditions such as the area size and population density, location, and time covered by the AP 10 in the management, and environmental measurement such as packet capture.
  • the number M (AC) of radio stations waiting for transmission can be estimated from the existence status of radio stations that are not managed.
  • the AP 10 stops the signal transmission of itself and the child wireless station for a certain period by using Quiet IE or the like in the beacon in the IEEE802.11 standard, or
  • Quiet IE or the like in the beacon in the IEEE802.11 standard
  • the AP 10 stops the signal transmission of itself and the child wireless station for a certain period by using Quiet IE or the like in the beacon in the IEEE802.11 standard, or
  • a radio station is provided with a separate line
  • the signal detected while the radio station in the management stops communication is managed. Only signals from outside radio stations. Therefore, the number of radio stations M (AC) waiting for transmission can be estimated with high accuracy by analyzing the contents of the signals detected in the radio stations in management during this period.
  • the normal reception rate S in the congested state at the time of reception can be calculated in step S102 in FIG.
  • the normal reception rate S ′ ⁇ is acquired, and the degree of the situation in which the radio station is exposed at the time of reception can be determined by comparing the normal reception rate S in the congestion state at the time of reception with the acquired normal reception rate S ′ in step S104.
  • the normal reception rate S (i) of the neighboring radio station i is compared with the normal reception rate S ′ acquired by the determination target radio station, and the degree of the exposure situation when receiving the determination target radio station.
  • EXP RX (i) is determined based on the following equation.
  • EXP RX (i) S '/ S (i)
  • EXP RX (i) S '/ S (i)
  • the difference in the normal reception rate for each channel usage time of the transmitted signal may be checked.
  • the signal collision that occurs in the congested reception situation occurs when there is another wireless station that is not in a hidden terminal relationship with each other at the same time as the transmission timing of the transmitting station.
  • the receiving station has the same normal reception rate.
  • the exposure situation occurs at the time of reception, the shorter the channel usage time, the lower the probability of collision, the higher the normal reception rate, and vice versa. Since the normal reception rate is high and the normal reception rate is low, by comparing the normal reception rate with the channel use time, it can be determined that there is an exposure situation when there is a difference. This method is a4.
  • FIG. 10 shows an example of a processing procedure for determining the degree of exposure condition during transmission. This corresponds to the above method b1.
  • the wireless environment determination unit 15 in FIG. 1, FIG. 2, and 31 in FIG. 3 acquires or estimates the number of wireless stations waiting for transmission in the wireless communication system (S201), and corresponds to the number of wireless stations waiting for transmission.
  • the transmission right acquisition rate F in the transmission congestion state is calculated (S202).
  • the transmission delay of the determination target radio station is acquired (S203), and the transmission right acquisition rate F ′ is calculated from the transmission delay of the determination target radio station (S204).
  • the transmission right acquisition rate F in the transmission congestion state is compared with the transmission right acquisition rate F ′ in the determination target radio station, and the degree of exposure EXP TX in the determination target radio station is determined based on the following equation: (S205).
  • EXP TX F '/ F
  • EXP TX F '/ F
  • the method of calculating the transmission right acquisition rate F in the congestion situation at the time of transmission is in accordance with the number of radio stations M (AC) waiting for transmission in AC, as in the case of obtaining the normal reception rate S in the congestion situation at the time of reception. Can be calculated.
  • the transmission right acquisition rate F ′ calculated from the transmission delay acquired by the wireless station is determined by the average transmission right holding period Hs in the system, the average time D M of own transmission delay, and the average transmission right holding period H of itself. Based on M, it is obtained by the following calculation.
  • F ′ Hs / (D M + H M )
  • Hs is obtained by the same procedure as method 1 and method 2 for estimating the number of radio stations M (AC) waiting for transmission, and D M and H M are methods for estimating the number M (AC) of radio stations waiting for transmission. It can be acquired by one or its own radio signal transmission / reception history acquisition unit.
  • the transmission right acquisition rate F (i) of the STA belonging to the peripheral radio station i for example, the AP, estimated to have the same congestion state at the time of transmission is set.
  • the transmission right acquisition rate F (i) of this peripheral wireless station i is compared with the transmission right acquisition rate F ′ calculated from the transmission delay acquired by the determination target wireless station, and the determination target wireless
  • the degree of situation EXP TX (i) to which the station is exposed during transmission is determined based on the following equation.
  • EXP TX (i) F '/ F (i)
  • EXP TX (i) F '/ F (i)
  • the average transmission right holding period Hs in the system has the same value. Even if the value of D M + H M is compared, the exposure status at the time of transmission can be determined.
  • the channel in consideration of the time when the channel can be determined to be idle and its back-off time, signals that do not compete with signals from other radio stations in transmission can be reliably transmitted when the channel is determined to be idle. Therefore, it is possible to eliminate the influence of the transmission congestion state in the transmission delay information.
  • the signal in the case of a signal related to polling that uses the PIFS time necessary for determining channel idle and does not implement random backoff, the signal is reliably transmitted when the channel is determined to be idle. Can be sent.
  • the average time of the transmission delay is 1 ⁇ 2 of the average transmission right holding period Hs in the system.
  • the transmission signal of the radio station does not compete with the signal from other radio stations with the probability according to the access category AC and the number of retransmissions n
  • the calculation is performed using only the signals with the higher probability in the order of smallness in the statistics of transmission delay.
  • Example 2 Statistical processing method for acquiring normal reception rate and transmission delay / transmission right acquisition rate
  • the information on the normal reception rate is required to determine the degree of exposure condition during reception
  • the transmission delay / transmission right acquisition rate is required to determine the degree of exposure condition during transmission. Information is required.
  • FIG. 11 illustrates a processing procedure example of a statistical processing method for acquiring a normal reception rate and a transmission delay in the second embodiment.
  • the transmission history information at the transmitting station is acquired (S301), and the reception history information at the receiving station is acquired (S302).
  • normal reception information is extracted from the acquired reception history information (S303), the channel usage time is statistically processed for each access category and number of retransmissions, and the normal reception rate for the channel usage time is acquired (S304).
  • transmission delay information is extracted from the acquired transmission history information (S305), and statistical processing is performed for each access category and number of retransmissions to acquire transmission delay (S306).
  • FIG. 12 (1) shows an access category AC VO, AC BE,..., Retransmission count 0, 1 for each time T1, T2,. ,..., Channel use times e, f,..., Normal reception OK, NG,. It is assumed that the transmitting station transmits in a signal format that can be received by the receiving station.
  • an MCS set which is a combination of a modulation method corresponding to a transmission rate and an error correction coding rate, is determined. Therefore, the transmission station determines the transmission rate and MCS set according to the situation.
  • the signal from the transmitting station whose transmission rate is lower than the transmission rate that can be normally received by itself or the signal whose MCS is lower than the MCS that can be normally received by itself is not a signal intended for itself. Since these signals can be normally received, the number of information used for statistical processing can be increased by acquiring information about whether or not these signals can be normally received as a signal format that can be received by the receiving station.
  • This recorded information is statistically processed to calculate the normal reception rate.
  • the normal reception rate C, D,... Is obtained for a signal whose channel usage time is within a certain range for each access category and the number of retransmissions as shown in FIG.
  • the calculation method is mentioned.
  • the normal reception rate is expected to change depending on the channel usage time, but since the channel usage time can take various values depending on the signal length and transmission rate, The normal reception rate may have a smaller statistical parameter. Therefore, by taking statistics by dividing the channel usage time within a certain range, the normal reception rate can be calculated from the normal reception rate for each channel usage time within a certain range. The degree of exposure situation can be determined.
  • FIG. 13 (1) shows an access category AC VO, AC BE,..., Retransmission count 0, 1 for each time T1, T2,. ,..., An example in which information of transmission delays a, b,.
  • the transmission delay and the signal ratios ⁇ , ⁇ ,... are stored as a histogram as shown in FIG. 13 (2) and graphed as a cumulative distribution with respect to the transmission delay as shown in FIG.
  • the transmission delay statistic calculates the transmission delay average time D M ′ using only the signals having the higher probability in ascending order and the average transmission right possessed in the system. By comparing half time of the period Hs, it can be used as a method for determining the exposure condition during transmission.
  • the signal ID is not particularly limited as long as the signal can be uniquely identified, and may be a specially prepared ID, or information on a time stamp included in the signal, information on the transmission time / reception time of the signal, and the like.
  • a sequence number in a signal in IEEE802.11 is used as a signal ID, the sequence number may be the same when a signal having the same content is retransmitted. Therefore, since there may be a plurality of signals for one sequence number, it can be uniquely determined by limiting to signals that are not retransmitted by using information on the presence / absence of retransmission. .
  • the information on whether or not the receiving station can be received is determined by comparing the transmission rate and MCS information of the signal transmitted by the transmitting station with the transmission rate and MCS information that can be received by the receiving station. In the case of a system that can change the beam direction of the transmission signal, it is necessary to determine whether or not reception by the receiving station due to the change in direction is possible.
  • the transmission delay is obtained by subtracting the transmission preparation completion time from the transmission start time.
  • the information in FIG. 14 when the wireless environment determination unit exists in the transmitting station, the information is shared without using the CSMA / CA system line or the band of another line as much as possible, and the exposure condition during transmission is obtained. It is possible to determine the exposure status when receiving.
  • FIG. 15 shows only the signal IDs A, B,..., The transmission preparation completion times TT1, TT2,..., Reception station reception availability information OK, OK,. .., Access categories AC VO, AC ⁇ BE, ..., retransmission times 0, 1, ..., channel usage time e, f, ..., transmission start times T1, T2,, etc. .
  • the transmission start time is such that the signal propagation delay from the transmitting station to the receiving station is very small, so the reception start time at the receiving station is replaced with the transmission start time, and the time stamp of the reception start time of the received signal is displayed in the transmission / reception history.
  • this method can only acquire information on signals that have been normally received at the receiving station. Therefore, when the receiving station is congested during reception or exposed during reception, there is little information that can be acquired during transmission by the transmitting station. And statistics may take some time.
  • the information in FIG. 15 can be shared without using the CSMA / CA system line or the band of another line as much as possible.
  • the degree of the exposure situation at the time of transmission of the transmitting station and the reception of the receiving station Determining the degree of time exposure.
  • the information acquisition method is not limited to the method shown in FIGS. 14 and 15. If all the information can be collected, the information is collected at either the transmitting station or the receiving station. There is no problem.
  • Example 3 Usage example of beacon signal transmitted by AP
  • the third embodiment shows an example in which a beacon signal periodically transmitted by the AP is used as a signal for acquiring a normal reception rate in the first embodiment and a transmission delay in the second embodiment.
  • FIG. 16 shows an example of a processing procedure for determining the exposure situation during transmission and the exposure situation during reception using a beacon signal.
  • the STA receives a beacon signal transmitted by the AP (S401), acquires information on the transmission / reception history of the beacon signal (S402), and acquires a normal reception rate of the beacon signal from the information on the transmission / reception history of the beacon signal. (S403), and the degree of exposure status when receiving the STA is calculated (S404). Further, the transmission delay of the beacon signal is acquired from the information of the transmission / reception history of the beacon signal (S405), and the degree of the exposure situation when the AP is transmitted is calculated (S406).
  • the AP periodically broadcasts a beacon signal for the purpose of sharing a signal transmission / reception agreement with the STA. Since this signal shares information with all STAs that can communicate with the AP, the beacon signal of the AP to which it belongs as an STA can be received regardless of the transmission rate and MCS, and all beacon signals are received. It can be considered possible.
  • the amount of information included in the beacon signal may not increase or decrease.
  • the channel usage time in the transmission does not change, and the channel usage time can be considered as constant.
  • the transmission of the beacon signal is periodically performed and is scheduled at the beacon transmission interval TBTT in the IEEE802.11 standard. Since the beacon signal includes information on the period of beacon transmission, that is, the beacon interval, the time of TBTT can be determined even if the station is not transmitting the beacon signal. The receiving station can acquire the scheduled beacon transmission time.
  • the transmission of the beacon signal is basically transmitted with a high priority at a specific priority and at a specific timing. Since this beacon includes information that can be used to determine the specific priority, the priority can also be acquired by the STA.
  • the transmission preparation completion time and the transmission start time that are information acquired by the AP in FIG. 15 can also be acquired by the STA.
  • various information shown in FIG. 15 can be collected only by the STA. That is, when the time stamp of the transmission start time is recorded in the beacon signal, the transmission preparation completion time can be subtracted from the transmission start time to obtain a transmission delay. Therefore, even if the AP does not support the method proposed in the present invention, if the STA supports it, the information obtained from the beacon signal indicates the exposure status of the AP and the exposure status of the STA itself. You may be able to get it.
  • the beacon signal is transmitted at the lowest communicable transmission rate and the lowest MCS supported by the AP, the beacon signal of the AP to which the STA itself does not belong is normally received as long as the communication is possible. Is possible.
  • beacon signal since the beacon signal is not retransmitted, there is no problem even if information on the number of retransmissions is not acquired. Further, when the priority of the beacon signal does not change, there is no problem considering that the priority is constant. In addition, if the channel usage time of the beacon signal is fixed, there is no need to obtain a history and perform statistical processing in the format shown in FIGS. 12 (1) and 12 (2), and a beacon that should be transmitted can be received. It is only necessary to record the information as to whether or not the time has passed.
  • Fig. 17 (1) shows an example of a graph showing the cumulative distribution of beacon signal transmission delay.
  • the STA can record the transmission delay only when the beacon signal can be received. Therefore, the height of the vertical axis of the distribution that can be recorded is the normal reception rate, and the portion that cannot be recorded is the rate at which normal reception was not possible. That is, it is possible to determine the exposure situation at the time of AP transmission and the exposure situation at the time of STA reception from one graph.
  • the beacon signal may be stored as information on the reception interval of the beacon signal as shown in FIG. If the variation in the reception interval of the beacon signal is large, it can be determined that the AP is exposed to the situation during transmission. In addition, if the STA is exposed during reception, information on how many times the beacon signal has been normally received can be easily obtained using the fact that the reception interval increases to an integral multiple of the beacon interval. It is possible to acquire the occurrence frequency of the exposure situation.
  • the exposure situation at the time of STA transmission may be estimated as follows. This is a case where it is determined that the AP station is exposed at the time of transmission and the STA itself is not exposed at the time of reception.
  • the STA itself determines whether it is received at the time of reception based on the beacon signal. If it is not the situation, it can be determined that the AP is exposed at the time of transmission according to the situation of FIG. 6 or FIG. Further, it can be determined that the STA itself is not exposed to the transmission and the AP is exposed to the transmission signal from the STA itself upon reception.
  • Example 4 Use example of test packet for determining exposure status
  • the fourth embodiment shows an example in which the test packet created for the exposure situation determination is used as a signal for acquiring the normal reception rate and the transmission delay in the first and second embodiments.
  • FIG. 18 shows a determination processing procedure for an exposure situation at the time of AP transmission by a test packet and an exposure situation at the time of reception of an STA.
  • the AP generates and transmits a test packet (S501)
  • the STA receives the test packet (S502)
  • acquires test packet transmission / reception history information (S503) and receives the test packet transmission / reception history information.
  • the normal reception rate is acquired from the STA (S504), and the degree of the exposure situation when the STA is received is calculated (S505).
  • the transmission delay is acquired from the information of the transmission / reception history of the test packet (S506), and the degree of the exposure situation when the AP is transmitted is calculated (S507).
  • test packets are created specifically for exposure situation judgment, they can be created under conditions that make it easy to estimate each exposure situation. Also, in the test packet, information that is necessary for determining the exposure status but cannot be acquired by the receiving station, for example, the time when the transmission preparation is completed at the transmission station is written in the signal for the transmission preparation completion time, or Predict and write the time that will be ready for transmission. Thus, the transmission / reception history acquisition unit of the receiving station can acquire or estimate the signal transmission preparation completion time also in the receiving station by reading the signal contents.
  • the information such as the transmission preparation completion time, the transmission start time, and the reception start time is information on a lower layer called a MAC layer in a wireless station of IEEE802.11 standard, for example. Since acquisition of lower layer information may be difficult, this example explains how to estimate the MAC layer information by performing various processes in the application layer so that the exposure status can be estimated in higher layers. To do.
  • the arrival delay which is the time from when the test packet is created in the application layer of the transmitting station until it reaches the application layer of the receiving station, is the total time of d1 to d6 below.
  • d1 Time from arrival of test packet at application layer to arrival at MAC layer
  • d2 Time required from arrival at MAC layer to completion of transmission preparation
  • d3 Transmission after completion of transmission preparation Time required to start, that is, transmission delay in the MAC layer
  • d4 If retransmission occurs in the MAC layer, time required for retransmission processing
  • d5 Time required from reception start to reception completion at the receiving station, That is, the channel usage time in the MAC layer d6: the time required for the test packet to reach the application layer after completion of reception at the receiving station
  • d3 + d4 can be ignored, and d2 can be treated as negligible when no other signal is stored in the transmission buffer of the transmitting station. Therefore, • Use test packets that are small enough that no signal is accumulated in the transmission buffer. • Delete the signals accumulated in the transmission buffer when the test packet arrives. • Use a mechanism that interrupts the test packet to the front row of the transmission buffer. D2 can be ignored, for example, by using the transmission buffer. Further, d5 can be easily calculated from the packet length of the test packet and the transmission rate / MCS. Therefore, by taking measures against d2, the time of d3 + d4 can be estimated.
  • the arrival delay statistics also include d4 information. Therefore, by using only the upper S data in ascending order in the arrival delay statistics held in the application layer, it is possible to extract arrival delay information that does not include d4 information, can do. Since the transmission delay of the MAC layer can be estimated in this way, the exposure situation during transmission can be determined by the methods of the first and second embodiments.
  • the receiving station describes the packet creation time in the payload portion of the packet so that the transmitting station can acquire the time at which the test station created the test packet at the application layer, and whether or not normal reception was possible.
  • the normal reception rate and transmission delay can be acquired only by the receiving station by describing information such as the packet generation interval or the packet creation number in the payload portion.
  • Example 5 Improvement in accuracy and effectiveness of exposure situation determination
  • the signal is set so as not to collide, and the channel does not compete with signals from other radio stations at the time of transmission in consideration of the time when the channel can be determined to be idle and its backoff time.
  • a signal specifically, a beacon signal transmitted at the timing when the CFP period starts in the IEEE 802.11 standard is used.
  • the beacon signal is a signal that uses PIFS time as the time required to determine channel idle and does not perform random backoff, so if the normal reception rate is not 100% at the receiving station, the beacon signal is exposed at the time of reception. Can be determined.
  • the transmission delay time is subtracted from the average time D M 'of its own transmission delay with reference to a time half of the average transmission right holding period Hs in the system, and when it exceeds 0, it is determined that the transmission is exposed. it can. Therefore, when this beacon signal is used, there is no need to consider the congestion situation at the time of reception and the congestion situation at the time of transmission, and therefore no error due to estimation of the number of radio stations M (AC) waiting for transmission in the system is included. Therefore, by determining the beacon signal transmission timing as the start of the CFP period, it is possible to improve the accuracy of determining the exposure situation.
  • the higher the priority of signal transmission the more the influence of the congestion situation at the time of transmission can be reduced, so that the error due to estimation of the number of radio stations M (AC) waiting for transmission in the system can be reduced. Therefore, in the IEEE802.11 standard, the use of the AC / VO class signal, which is the highest-priority access category, can improve the accuracy of determining the exposure condition during transmission.
  • the AC VO class is used for the beacon signal. Further, since the AC VO class is an access category for voice data, it is possible to increase the priority of the test packet by creating a test packet that behaves like voice data, for example.
  • beacon signals and test packets devise the transmission frequency of beacon signals and test packets.
  • the beacon interval is often set to a time such as 100 msec, and in this case, only 10 signals are transmitted per second. Therefore, since statistical work takes time, this beacon interval may be shortened so that a large amount of information can be acquired in a short period of time. The same applies to the test packet. Note that if the transmission interval is shortened, the bandwidth that can be used for other signals will decrease.
  • it is necessary to consider the accumulation of signals in the transmission buffer. is there.
  • the situation of exposure at the time of reception can be determined by examining the difference in the normal reception rate for each channel usage time of the transmitted signal. By giving a change to the time, it is possible to improve the accuracy of determining the exposure situation during reception. Since the channel use time can take a lot of time, the load associated with the statistical processing can be reduced by limiting to a certain channel use time, for example, two or three types. Also, if you want to obtain the normal reception rate when using short signals as in the RTS / CTS system in the IEEE802.11 standard, or the normal reception rate of signals that have become longer due to frame aggregation, use the channel usage time for those signals. A beacon signal or a test packet adapted to the above may be created to estimate the exposure situation at the time of reception.
  • the method of the present invention may be performed only at a timing when the exposure situation is suspected.
  • the wireless communication system of the present invention since statistical processing is performed by matching the history using a CSMA / CA line or another line, it is necessary to transmit statistical information to the wireless environment determination unit, which places a load on the line. .
  • the bandwidth that can be used for other signals is reduced. Therefore, the line load can be reduced by carrying out the method of the present invention only when the exposure situation is suspected as described above and it is desired to make the determination.
  • history information may be always acquired and statistically processed in each wireless station, and the information may be transmitted to the wireless environment determination unit after exposure is suspected.
  • the history information may be acquired and the statistical processing may be started after the timing when the exposure situation is suspected.
  • Example 7 An example in which the transmitting station and the receiving station are controlled based on the transmission situation at the transmission station and the reception situation at the reception station estimated by the methods of the first to sixth embodiments will be described.
  • the transmission right acquisition rate is smaller than the surrounding radio stations. Therefore, this unfairness is solved by lengthening the transmission right holding period in the transmission right acquired once.
  • TXOP Limit which is the maximum value of the transmission right holding period
  • the radio station performs transmission according to this default value.
  • this TXOP Limit is set to be longer than the default value.
  • the degree of exposure EXP TX at the time of transmission is 1, that is, the transmission right acquisition rate F ′ calculated from the transmission delay acquired by the radio station is the same as the transmission right acquisition rate F in the transmission congestion state.
  • the transmitting station increases the number of times data is transmitted even though the receiving station cannot receive it, and the system capacity is reduced due to wasteful consumption of bandwidth. This leads not only to a decrease in throughput at the receiving station, but also to a decrease in throughput of other radio stations.
  • Examples of the solution / avoidance method include the following. e1: Using RTS at the transmitting station e2: Using a method of acquiring the transmission right at the receiving station and transferring it to the transmitting station e3: Transmitting data for the receiving station from the transmitting station using another line e4: AP If the STA is exposed at the time of reception, the channel used by itself is changed. E5: If the STA is exposed at the time of reception, the belonging AP is changed.
  • the probability of normal reception at the receiving station is lower for signals with longer channel usage time. Therefore, if the RTS signal has a short channel use time, there is a high probability that the receiving station can receive normally, and the receiving station can reliably receive data by the NAV set by the CTS signal transmitted when the RTS is normally received. It becomes like this.
  • E2 is a technique that can solve the problem that the hidden terminal cannot receive normally. Therefore, a transmitting station that has data for a receiving station that is determined to be exposed at the time of reception performs a control to acquire and transfer the transmission right to the receiving station, thereby transmitting a signal to the receiving station. Can be transmitted reliably. In this case, it is assumed that the transmitting station and the receiving station are connected by a separate line.
  • a signal is transmitted using a separate line to the receiving station exposed at the time of reception.
  • the bandwidth is not consumed due to useless retransmission, which leads to an improvement in throughput of other radio stations.
  • the number of radio stations that can use this method is limited because there is a usable bandwidth in another line. Therefore, the bandwidth of another line that can be used in the system is determined in advance, and another line is used within the usable bandwidth range of the other line in order from the terminal that is exposed at the time of reception. Good.
  • APs of the same channel that can be observed from the self are compared, and belong to the AP having the highest bandwidth usage rate. This is because an AP having a low bandwidth usage rate is less likely to emit a signal, and is less likely to be exposed to itself and not likely to be exposed during reception.
  • the combination of the above measures may be improved by superiority or ingenuity depending on the exposure situation at the time of reception and the exposure situation at the time of transmission.
  • the probability of successful transmission / reception is low on a CSMA / CA system line, and the effectiveness of the methods e1 and e2 decreases when the degree of exposure is increased during reception.
  • the method e3 or e4 is effective.
  • both the method e1 and the method for extending the holding period of the transmission right will be Since there is a possibility that NAV will be set for a long time in other radio stations, it is better not to use them together. In the case of using the method e2, it is possible to solve the unfairness by increasing the holding period of the acquired transmission right for the transmission right to be acquired and transferred.
  • Radio station management apparatus 11 21 Radio signal transmission / reception unit 12, 22 Radio signal transmission / reception control unit 13, 23 Radio signal transmission / reception history acquisition unit 14, 24 History processing unit 15, 31 Radio environment determination unit 16, 25, 32, 33 Line communication unit 40 Radio line based on CSMA / CA method 41, 42 Separate line

Landscapes

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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

複数の無線局間で送受信される無線信号の送受信履歴を取得し、該送受信履歴に基づいて送信待機の無線局数を取得または推定するステップ１と、送信待機の無線局数に応じた受信時混雑状況における正常受信率Ｓを算出するステップ２と、所定の無線局における送受信履歴から無線信号の一定範囲内のチャネル使用時間ごとの正常受信率Ｓ'を取得するステップ３と、正常受信率Ｓに対する正常受信率Ｓ'の割合に応じて受信時さらされ状況の度合いを判定するステップ４とを有する。

Description

無線環境判定方法および無線通信システム
　本発明は、複数の無線局が同一の無線チャネルを共有し、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access ／Collision Avoidance ）方式を用いて無線通信を行う無線通信システムにおいて、隠れ端末の関係にある無線局により所定の無線局の正常受信率が低下する受信時さらされ状況または送信権獲得率が低下する送信時さらされ状況を判定する無線環境判定方法および無線通信システムに関する。
　国際標準規格IEEE802.11準拠の無線ＬＡＮ（Local Area Network）システムは、スループットが年々向上しており、主要な無線アクセスの１つとして普及している。無線ＬＡＮシステムは、免許不要の周波数帯であるアンライセンスバンドを用いることができるため、多種多様な無線端末が普及している。このアンライセンスバンドにおける無線通信は、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式によるランダムアクセス制御を行うため、隠れ端末問題が大きな障害となっている。
　隠れ端末問題は、互いにキャリアセンスが機能しない無線局の送信信号が衝突してスループット特性を悪化させる問題であり、その解決方法として例えば、ＲＴＳ（Request To Send ）／ＣＴＳ（Clear To Send ）を用いたフロー制御が提案されている。ＲＴＳフレームとＣＴＳフレームの交換は、受信局において送信局から検出できない無線信号が存在している場合でも、送信局からのＲＴＳフレームに応じて受信局がＣＴＳフレームによりＮＡＶを設定することで、隠れ端末問題を解消してスループット特性の悪化を防ぐことができる。
　ところで、隠れ端末の関係にある無線局がそれぞれ送信する無線信号を検知できる受信局では、当該無線信号からさらされて所望の無線信号の正常受信率が低下する受信時さらされ状況になる場合がある。一方、隠れ端末の関係にある無線局の各送信信号を検知できる送信局では、当該無線信号からさらされて自局の無線信号を送信するための送信権獲得率が低下する送信時さらされ状況になる場合がある。
　ただし、受信局において正常受信率が低下する要因は、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式によるランダムアクセス制御の中で複数の送信局の送信タイミングが重なる場合もある。また、送信局において送信権獲得率が低下する要因は、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式によるランダムアクセス制御を行う無線局が多い場合もある。詳しくは後述する。
　したがって、正常受信率を低下させる受信時さらされ状況と、送信権獲得率を低下させる送信時さらされ状況をそれぞれ的確に判定し、送信局および受信局のアクセス制御に反映させてスループット特性を改善する必要がある。
　特許文献１では、アクセスポイントで検出したＢＳＳＩＤと端末で検出したＢＳＳＩＤの比較により、パケット衝突のリスクを判断し、アクセスポイントにおけるトラヒックの傾向の記憶から、隠れ端末問題／さらし端末問題によるスループットの低下を評価する方法が示されている。
特開２０１５－１１５６６７号公報
　特許文献１の方法では、隠れ端末問題／さらし端末問題の発生リスクを判断することができるが、具体的に隠れ端末問題／さらし端末問題が発生しているか否か、どの程度のものかの判断はできない。例えば、検出したＢＳＳＩＤの比較によりパケット衝突の可能性を判断することに加えて、アクセスポイントにおけるトラヒックの傾向から隠れ端末問題／さらし端末問題によってスループットが低下するかを判断しているが、あくまでもそのリスクを把握するものである。したがって、例えば想定外の無線通信システムによって、リスクの判断結果と異なる可能性がある。
　本発明は、無線局のＣＳＭＡ／ＣＡ方式のアクセス制御においてスループット特性を改善するために、隠れ端末の関係にある無線局により所定の無線局の正常受信率が低下する受信時さらされ状況または送信権獲得率が低下する送信時さらされ状況の度合いを的確に判定することができる無線環境判定方法および無線通信システムを提供することを目的とする。
　第１の発明は、複数の無線局が同一の無線チャネルを共有し、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いて無線通信を行う無線通信システムの無線環境として、隠れ端末の関係にある無線局により所定の無線局の正常受信率が低下する受信時さらされ状況を判定する無線環境判定方法であって、複数の無線局間で送受信される無線信号の送受信履歴を取得し、該送受信履歴に基づいて送信待機の無線局数を取得または推定するステップ１と、送信待機の無線局数に応じた受信時混雑状況における正常受信率Ｓを算出するステップ２と、所定の無線局における送受信履歴から無線信号の一定範囲内のチャネル使用時間ごとの正常受信率Ｓ’を取得するステップ３と、正常受信率Ｓに対する正常受信率Ｓ’の割合に応じて受信時さらされ状況の度合いを判定するステップ４とを有する。
　第２の発明は、複数の無線局が同一の無線チャネルを共有し、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いて無線通信を行う無線通信システムの無線環境として、隠れ端末の関係にある無線局により所定の無線局の正常受信率が低下する受信時さらされ状況を判定する無線環境判定方法であって、複数の無線局間で送受信される無線信号の送受信履歴に基づき、送信待機の無線局数に応じた受信時混雑状況が所定の無線局と同じと推定される他の無線局で測定される正常受信率Ｓを取得するステップ１と、所定の無線局における送受信履歴から無線信号の一定範囲内のチャネル使用時間ごとの正常受信率Ｓ’を取得するステップ３と、正常受信率Ｓに対する正常受信率Ｓ’の割合に応じて受信時さらされ状況の度合いを判定するステップ４とを有する。
　第３の発明は、複数の無線局が同一の無線チャネルを共有し、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いて無線通信を行う無線通信システムの無線環境として、隠れ端末の関係にある無線局により所定の無線局の正常受信率が低下する受信時さらされ状況を判定する無線環境判定方法であって、複数の無線局間で定期的に送受信される特定の無線信号の送受信履歴を取得し、該送受信履歴から特定の信号の正常受信率を取得するステップ１と、特定の信号の正常受信率に応じて受信時さらされ状況の度合いを判定するステップ２とを有する。
　第３の発明の無線環境判定方法において、特定の信号の優先度、送信間隔、チャネル使用時間に応じて、特定の信号の正常受信率に応じた受信時さらされ状況の判定精度を設定してもよい。
　第４の発明は、複数の無線局が同一の無線チャネルを共有し、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いて無線通信を行う無線通信システムの無線環境について、隠れ端末の関係にある無線局により所定の無線局の送信権獲得率が低下する送信時さらされ状況を判定する無線環境判定方法であって、複数の無線局間で送受信される無線信号の送受信履歴を取得し、該送受信履歴に基づいて送信待機の無線局数を取得または推定するステップ１と、送信待機の無線局数に応じた送信時混雑状況における送信権獲得率Ｆを算出するステップ２と、所定の無線局における送受信履歴から無線信号の送信遅延を取得し、該送信遅延から送信権獲得率Ｆ’を算出するステップ３と、送信権獲得率Ｆに対する送信権獲得率Ｆ’の割合に応じて送信時さらされ状況の度合いを判定するステップ４とを有する。
　第５の発明は、複数の無線局が同一の無線チャネルを共有し、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いて無線通信を行う無線通信システムの無線環境について、隠れ端末の関係にある無線局により所定の無線局の送信権獲得率が低下する送信時さらされ状況を判定する無線環境判定方法であって、所定の無線局における送受信履歴から無線信号の送信遅延を取得し、該送信遅延から送信権獲得率Ｆ’を算出するステップ３と、送信権獲得率Ｆに対する送信権獲得率Ｆ’の割合に応じて送信時さらされ状況の度合いを判定するステップ４とを有する。
　第６の発明は、複数の無線局が同一の無線チャネルを共有し、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いて無線通信を行う無線通信システムの無線環境について、隠れ端末の関係にある無線局により所定の無線局の送信権獲得率が低下する送信時さらされ状況を判定する無線環境判定方法であって、複数の無線局間で定期的に送受信される特定の無線信号の送受信履歴を取得し、該送受信履歴から特定の信号の送信遅延を取得するステップ１と、特定の信号の送信遅延に応じて送信時さらされ状況の度合いを判定するステップ２と有する。
　第６の発明の無線環境判定方法において、特定の信号の優先度、送信間隔、チャネル使用時間に応じて、特定の信号の送信遅延に応じた送信時さらされ状況の判定精度を設定してもよい。
　第７の発明は、複数の無線局が同一の無線チャネルを共有し、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いて無線通信を行い、隠れ端末の関係にある無線局により、所定の無線局の正常受信率が低下する受信時さらされ状況または所定の無線局の送信権獲得率が低下する送信時さらされ状況を判定する無線通信システムにおいて、複数の無線局間で送受信される無線信号の送受信履歴を取得する手段と、無線信号の送受信履歴に基づいて送信待機の無線局数を取得または推定し、該送信待機の無線局数に応じた受信時混雑状況における正常受信率Ｓおよび送信時混雑状況における送信権獲得率Ｆを算出する手段と、所定の無線局における送受信履歴から無線信号の一定範囲内のチャネル使用時間ごとの正常受信率Ｓ’を測定する手段と、所定の無線局における送受信履歴から無線信号の送信遅延を取得し、該送信遅延から送信権獲得率Ｆ’を算出する手段と、正常受信率Ｓに対する正常受信率Ｓ’の割合に応じて受信時さらされ状況の度合いを判定し、送信権獲得率Ｆに対する送信権獲得率Ｆ’の割合に応じて送信時さらされ状況の度合いを判定する手段とを備える。
　第８の発明は、複数の無線局がＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いて無線通信を行い、隠れ端末の関係にある無線局により所定の無線局の正常受信率が低下する受信時さらされ状況または隠れ端末の関係にある無線局により所定の無線局の送信権獲得率が低下する送信時さらされ状況を判定する無線通信システムにおいて、複数の無線局間で送受信される無線信号の送受信履歴を取得する手段と、無線信号の送受信履歴に基づき、送信待機の無線局数に応じた受信時混雑状況が所定の無線局と同じと推定される他の無線局における正常受信率Ｓを取得し、送信待機の無線局数に応じた送信時混雑状況が所定の無線局と同じと推定される他の無線局における送信権獲得率Ｆを取得する手段と、所定の無線局における送受信履歴から無線信号の一定範囲内のチャネル使用時間ごとの正常受信率Ｓ’を測定する手段と、所定の無線局における送受信履歴から無線信号の送信遅延を取得し、該送信遅延から送信権獲得率Ｆ’を算出する手段と、正常受信率Ｓに対する正常受信率Ｓ’の割合に応じて受信時さらされ状況の度合いを判定し、送信権獲得率Ｆに対する送信権獲得率Ｆ’の割合に応じて送信時さらされ状況の度合いを判定する手段とを備える。
　本発明は、無線通信システムを構成する無線局の送受信履歴の情報を用いて、受信局におる受信時さらされ状況の度合いについて受信時混雑状況を考慮して的確に判定でき、送信局における送信時さらされ状況の度合いについて送信時混雑状況を考慮して的確に判定することができる。これにより、無線通信システムで実際に生じている受信時さらされ状況および送信時さらされ状況に応じて、送信局および受信局におけるＣＳＭＡ／ＣＡ方式のアクセス制御を的確に実施することが可能になり、スループット特性を改善することができる。
本発明の無線通信システムの第１の構成例を示す図である。 本発明の無線通信システムの第２の構成例を示す図である。 本発明の無線通信システムの第３の構成例を示す図である。 隠れ端末と受信時さらされ状況の関係を説明する図である。 隠れ端末と送信時さらされ状況の関係を説明する図である。 Ａ局における送信時さらされ状況と受信時さらされ状況の関係１を説明する図である。 Ａ局における送信時さらされ状況と受信時さらされ状況の関係２を説明する図である。 Ａ局における送信時さらされ状況と受信時さらされ状況の関係３を説明する図である。 受信時さらされ状況の度合いを判定する処理手順例を示すフローチャートである。 送信時さらされ状況の度合いを判定する処理手順例を示すフローチャートである。 正常受信率と送信遅延を取得する統計処理手順例を示すフローチャートである。 チャネル使用時間に対する正常受信率を算出する統計処理方法を説明する図である。 送信遅延を取得する統計処理方法を説明する図である。 送信遅延に関する情報の取得方法を説明する図である。 送信遅延に関する情報の取得方法を説明する図である。 ビーコン信号による送信時さらされ状況，受信時さらされ状況の判定手順例を示すフローチャートである。 ビーコン信号の送信遅延および受信間隔の累積分布を示す図である。 テストパケットによる送信時さらされ状況，受信時さらされ状況の判定手順例を示すフローチャートである。
（本発明の無線通信システムの構成例）
　本発明の無線通信システムは、無線回線で接続される親無線局と少なくとも１つの子無線局が、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式でアクセス制御を行う構成である。ＩＥＥＥ802.11規格の無線ＬＡＮシステムの場合は、親無線局はアクセスポイント（ＡＰ）であり、子無線局はステーション（ＳＴＡ）に該当する。以下、無線ＬＡＮシステムのＡＰとＳＴＡを例に説明する。
　図１は、本発明の無線通信システムの第１の構成例を示す。
　図１において、ＡＰ１０およびＳＴＡ２０は、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式に基づく無線回線４０を介して接続され、無線回線４０を介して伝送される無線信号を送受信する無線信号送受信部１１，２１と、その無線信号送受信部の制御を行う無線信号送受信制御部１２，２２と、無線信号送受信部で送受信した無線信号の送受信履歴を記録する無線信号送受信履歴取得部１３，２３と、その送受信履歴を無線環境判定に適した無線環境情報に処理する履歴処理部１４，２４とを備える。ＡＰ１０は、さらに無線環境判定部１５を備える。
　ＳＴＡ２０は、ＡＰ１０から送信された無線信号を無線信号送受信部２１で受信し、無線信号送受信履歴取得部２３に入力する。無線信号送受信履歴取得部２３は、無線信号の送受信履歴を履歴処理部２４に入力する。履歴処理部２４は、ＳＴＡ２０で送受信した無線信号の送受信履歴に基づいて無線環境情報を取得または推定し、その無線環境情報を無線信号送受信部２１からＡＰ１０へ送信する。
　ＡＰ１０は、ＳＴＡ２０から送信された無線信号および無線環境情報を無線信号送受信部１１で受信し、無線信号を無線信号送受信履歴取得部１３に入力し、無線環境情報を無線環境判定部１５に入力する。無線信号送受信履歴取得部１３は、無線信号の送受信履歴を履歴処理部１４に入力する。履歴処理部１４は、ＡＰ１０で送受信した無線信号の送受信履歴に基づいて無線環境情報を取得または推定し、その無線環境情報を無線環境判定部１５に入力する。無線環境判定部１５は、ＡＰ１０における無線環境情報またはＳＴＡ２０における無線環境情報を判定し、それぞれに必要な制御を検討する。この無線環境判定部１５の判定によって必要と判断された制御情報は、ＡＰ１０の無線信号送受信制御部１２が無線信号送受信部１１の制御に用いるとともに、無線信号送受信部１１からＳＴＡ２０に送信される。ＳＴＡ２０は、無線信号送受信部２１でＡＰ１０から送信された制御情報を受信し、無線信号送受信制御部２２が無線信号送受信部２１の制御に用いる。
　なお、ＡＰ１０の無線環境判定部１５は、ＳＴＡ２０に搭載してもよく、またＡＰ１０およびＳＴＡ２０の両方に搭載してもよい。それぞれの搭載場所に応じて、ＡＰ１０とＳＴＡ２０との間で所要の環境情報および制御情報のやりとりが行われる。
　図２は、本発明の無線通信システムの第２の構成例を示す。
　図２において、第２の構成例は無線局管理装置３０を備え、無線局管理装置３０が第１の構成例におけるＡＰ１０の無線環境判定部１５と同等の無線環境判定部３１を備える。ＡＰ１０の別回線通信部１６と無線局管理装置３０の別回線通信部３２が別回線４１を介して接続される。ＡＰ１０では、無線信号送受信部１１、無線信号送受信制御部１２および履歴処理部１４と別回線通信部１６とを接続する。無線局管理装置３０では、無線環境判定部３１と別回線通信部３２とを接続する。ここで、別回線４１は、有線回線でもよいし、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式とは異なる無線回線、例えばモバイル回線でもよい。
　ＡＰ１０の履歴処理部１４で得られた無線環境情報は、別回線通信部１６から別回線４１を介して無線局管理装置３０の別回線通信部３２に送られ、さらに無線環境判定部３１に入力する。ＳＴＡ２０の履歴処理部２４で得られた無線環境情報はＡＰ１０に転送され、さらに別回線通信部１６から別回線４１を介して無線局管理装置３０の別回線通信部３２に送られ、さらに無線環境判定部３１に入力する。無線環境判定部３１の判定によって得られた制御情報は、別回線４１を介してＡＰ１０の無線信号送受信制御部１２および無線信号送受信部１１に送られ、さらにＡＰ１０からＳＴＡ２０の無線信号送受信制御部２２に送られる。
　図３は、本発明の無線通信システムの第３の構成例を示す。
　図３において、第３の構成例は、第２の構成例と同様の無線局管理装置３０を備えるが、この無線局管理装置３０はＡＰ１０およびＳＴＡ２０に接続する構成とする。ＡＰ１０と無線局管理装置３０との接続は、第２の構成例と同様に別回線４１を介して行われる。ＳＴＡ２０と無線局管理装置３０との接続は、別回線４１と異なる別回線４２を介して行われる。ＳＴＡ２０は、別回線４２に接続する別回線通信部２５を備え、無線信号送受信制御部２２および履歴処理部２４と別回線通信部２５とを接続する。無線局管理装置３０は、第２の構成例の別回線通信部３２に代えて別回線通信部３３を備え、別回線４１および別回線４２の両方に接続可能な構成とする。ここで、別回線４２は、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式とは異なる無線回線、例えばモバイル回線とする。すなわち、ＳＴＡ２０は、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式に基づく無線回線４０と、別回線４２としてモバイル回線の両方を使用可能な構成とする。
　ＡＰ１０の履歴処理部１４で得られた無線環境情報は、別回線通信部１６から別回線４１を介して無線局管理装置３０の別回線通信部３３に送られ、さらに無線環境判定部３１に入力する。ＳＴＡ２０の履歴処理部２４で得られた無線環境情報は、別回線通信部２５から別回線４２を介して無線局管理装置３０の別回線通信部３３に送られ、さらに無線環境判定部３１に入力する。無線環境判定部３１の判定によって得られた制御情報は、別回線４１を介してＡＰ１０の無線信号送受信制御部１２に送られ、別回線４２を介してＳＴＡ２０の無線信号送受信制御部２２に送られる。
　第３の構成例の無線通信システムの利点は、ＡＰ１０とＳＴＡ２０との間でＣＳＭＡ／ＣＡ方式に基づく無線回線４０の通信が混雑やさらされ状況によって滞っている場合でも、ＳＴＡ２０は別回線４２を介して無線局管理装置３０と通信ができる点である。本発明は、無線局のＣＳＭＡ／ＣＡ方式の無線回線におけるさらされ状況について判定を行うものであるが、さらされ状況が発生している場合、判定を行うために用いるデータやその判定に基づいて各無線局を制御するためのデータについて、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式に基づく無線回線４０では満足に送受信できない場合が考えられる。したがって、第３の構成例のようにＳＴＡ２０と無線局管理装置３０が別回線４２で接続されることは、本発明による効果の有効性を高めることができる。また、別回線４２の容量に余裕がある場合は、さらされ状況にあるＳＴＡ２０からのデータを、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式に基づく無線回線４０およびＡＰ１０を経由することなく、直接、無線局管理装置３０との間で送受信することで、システム容量を最大化することができる。
（実施例１：さらされ状況の定義と、さらされ状況判定方法の概要）
　本発明では、受信局において、隠れ端末の影響により送信局からの信号の正常受信率が低い状況を「受信時さらされ状況」と定義し、送信局において、隠れ端末の影響により送信権獲得率が低い状況を「送信時さらされ状況」と定義する。
　ただし、受信局において正常受信率が低い状況として、後述するように複数の送信局の送信タイミングが重なる「受信時混雑状況」がある。したがって、受信局は、取得する正常受信率から「受信時混雑状況」を考慮して「受信時さらされ状況」の度合いを算出する。また、送信局において送信権獲得率が低い状況として、後述するように送信局数が多い「送信時混雑状況」がある。したがって、送信局は、取得する送信権獲得率から「送信時混雑状況」を考慮して「送信時さらされ状況」の度合いを算出する。
　図４は、隠れ端末と受信時さらされ状況の関係を示す。
　図４において、同じ周波数チャネルを用いてＣＳＭＡ／ＣＡ方式によるアクセス制御を行うＡ局，Ｂ局，Ｃ局が存在し、送信局のＢ局から受信局のＡ局に信号を送信する場合を想定し、Ａ局における正常受信率を評価する。
　図４(1) は、Ｂ局とＣ局が隠れ端末の関係にない場合を示す。このときＢ局とＣ局は、互いにＣＳＭＡ／ＣＡ方式によるアクセス制御を行うため、Ｂ局がＡ局に対して信号を送信するＳ11のときはＣ局が送信していないので、Ａ局ではＢ局の信号を正常受信できる。ただし、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式では、ランダムバックオフ制御により衝突回避を行っているので、ある確率でＢ局とＣ局の送信タイミングが重なるＳ12の場合には、Ａ局ではＢ局の信号を正常受信できないことがある。このように、Ｂ局とＣ局が隠れ端末の関係にない場合のＡ局の正常受信率は、複数の無線局の送信タイミングが重なる確率に依存し、送信待機の無線局数が多くなるほど低下する。よって、Ｂ局とＣ局が隠れ端末の関係にないときに、Ａ局の正常受信率が低下する状況が「受信時混雑状況」である。
　図４(2) は、Ｂ局とＣ局が隠れ端末の関係にある場合を示す。このときＢ局とＣ局が互いに信号を検知できないために独立して送信するので、Ｂ局の信号とＣ局の信号がＳ13のように衝突する可能性が高く、Ａ局はＢ局の信号を正常受信できない。一方、Ｓ14のようにＣ局が信号を送信していないときにＢ局が信号を送信する場合は、Ａ局はＢ局の信号を正常受信できる。すなわち、Ｂ局とＣ局が隠れ端末の関係にあるときに、Ａ局の正常受信率が低下する状況が「受信時さらされ状況」である。
　このように、受信局の正常受信率が低下する要因として、送信待機の無線局が多く送信タイミングが重なる確率が高くなる受信時混雑状況と、隠れ端末の影響を受ける受信時さらされ状況がある。ただし、受信時混雑状況による正常受信率の低下は、ＣＳＭＡ／ＣＡのパラメータに起因するので、周囲の他の無線局においても同様であり、無線局間で不公平にならない。一方、受信時さらされ状況により正常受信率が低下する受信局は、受信時さらされ状況にない周囲の他の無線局の正常受信率より低くなる傾向にあり、無線局間で不公平となる。
　したがって、以下の２つの方法により、受信局における受信時さらされ状況の度合いを判定することができる。
　ａ１：実際に測定された正常受信率Ｓ’と、送信待機の無線局数から推定される受信時混雑状況における正常受信率Ｓとを比較する。Ｓ’＜Ｓであれば受信時さらされ状況と判定し、Ｓ’がＳより小さいほど受信時さらされ状況の度合いが大きいと判定する。
　ａ２：実際に測定された正常受信率Ｓ’と、同じ受信時混雑状況である周囲の他の無線局ｉの正常受信率Ｓ(i) とを比較する。Ｓ’＜Ｓ(i) であれば受信時さらされ状況と判定し、Ｓ’がＳ(i) より小さいほど受信時さらされ状況の度合いが大きいと判定する。
　図５は、隠れ端末と送信時さらされ状況の関係を示す。
　図５において、同じ周波数チャネルを用いてＣＳＭＡ／ＣＡ方式によるアクセス制御を行うＡ局，Ｂ局，Ｃ局が存在し、送信局のＡ局から信号を送信する場合を想定し、Ａ局における送信権獲得率を評価する。
　図５(1) は、Ｂ局とＣ局が隠れ端末の関係にない場合を示す。このときＡ局とＢ局とＣ局は、互いにＣＳＭＡ／ＣＡ方式によるアクセス制御を行うため、Ｂ局とＡ局とＣ局がＳ21，Ｓ22，Ｓ23で順次送信権を獲得し、それぞれの送信権獲得率は公平になる。ただし、無線局間で帯域を公平に分け合うため、送信権獲得率は送信待機の無線局数が多いほど低下する。このように、Ｂ局とＣ局が隠れ端末の関係にない場合のＡ局の送信権獲得率は、送信待機の無線局数が多くなるほど低下する。よって、Ｂ局とＣ局が隠れ端末の関係にないときに、Ａ局の送信権獲得率が低下する状況が「送信時混雑状況」である。
　図５(2) は、Ｂ局とＣ局が隠れ端末の関係にある場合を示す。このときＢ局とＣ局が互いに信号を検知できないために独立して送信するので、Ｂ局のＳ24とＣ局のＳ25のようにそれぞれの送信権獲得率は高い。一方、Ａ局が送信権を獲得できるのはＢ局とＣ局がともに送信していないＳ26に限られる。すなわち、Ｂ局とＣ局が隠れ端末の関係にあるときに、Ａ局の送信権獲得率がＢ局およびＣ局に比べて低下する状況が「送信時さらされ状況」である。
　このように、送信局の送信権獲得率が低下する要因として、送信待機の無線局数が多い送信時混雑状況と、隠れ端末の影響を受ける送信時さらされ状況がある。ただし、送信時混雑状況による送信権獲得率の低下は、ＣＳＭＡ／ＣＡ制御により送信権が公平に得られている結果なので、周囲の他の無線局においても同様であり、無線局間で不公平にならない。一方、送信時さらされ状況により送信権獲得率が低下する送信局は、送信時さらされ状況にない周囲の他の無線局の送信権獲得率より低くなる傾向にあり、無線局間で不公平となる。
　したがって、以下の２つの方法により、送信局における送信時さらされ状況の度合いを判定することができる。
　ｂ１：実際に測定された送信権獲得率Ｆ’と、送信待機の無線局数から推定される送信時混雑状況における送信権獲得率Ｆとを比較する。Ｆ’＜Ｆであれば送信時さらされ状況と判定し、Ｆ’がＦより小さいほど送信時さらされ状況の度合いが大きいと判定する。
　ｂ２：実際に測定された送信権獲得率Ｆ’と、同じ送信時混雑状況である周囲の他の無線局ｉの送信権獲得率Ｆとを比較する。Ｆ’＜Ｆ(i) であれば送信時さらされ状況と判定し、Ｆ’がＦ(i) より小さいほど送信時さらされ状況の度合いが大きいと判定する。
（送信時さらされ状況と受信時さらされ状況の可逆関係、不可逆関係）
　図６は、Ａ局における送信時さらされ状況と受信時さらされ状況の関係１を示す。
　図６において、Ａ局，Ｂ局，Ｃ局，Ｄ局は、同じ周波数チャネルを用い、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式によるアクセス制御を行う。Ａ局はＢ局およびＣ局の信号を検知できる。Ｂ局とＣ局は互いの信号を検知できず隠れ端末の関係にある。Ｄ局はＢ局およびＣ局の信号を検知できず、Ｄ局とＢ局およびＣ局は隠れ端末の関係にある。
　図６(1) では、送信局のＡ局は、Ｂ局またはＣ局が信号を送信しているときに送信時さらされ状況にあり、送信権獲得率は低くなる。図６(2) では、Ｄ局が送信する信号を受信するＡ局は、Ｂ局またはＣ局が信号を送信しているときに受信時さらされ状況にあり、正常受信率は低くなる。すなわち、Ａ局が送信時さらされ状況および受信時さらされ状況にあるのは、Ｂ局またはＣ局が信号を送信しているときになる。
　図７は、Ａ局における送信時さらされ状況と受信時さらされ状況の関係２を示す。
　図７において、Ａ局，Ｂ局，Ｃ局，Ｄ局は、同じ周波数チャネルを用い、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式によるアクセス制御を行う。Ａ局はＢ局およびＣ局の信号を検知できる。Ｂ局とＣ局は互いの信号を検知できず隠れ端末の関係にある。Ｄ局はＣ局の信号を検知できるがＢ局の信号を検知できず、Ｄ局とＢ局は隠れ端末の関係にある。
　図７(1) では、送信局のＡ局は、Ｂ局またはＣ局が信号を送信しているときに送信時さらされ状況にあり、送信権獲得率は低くなる。図７(2) では、Ｄ局はＣ局の信号を検知しており、Ｄ局が送信する信号を受信するＡ局は、Ｃ局が送信していないときであるので、Ｂ局が信号を送信しているときに受信時さらされ状況となる。すなわち、Ａ局が送信時さらされ状況にあるのは、Ｂ局またはＣ局が信号を送信しているときであり、Ａ局が受信時さらされ状況にあるのは、Ｂ局が信号を送信しているときに限られる。
　図８は、Ａ局における送信時さらされ状況と受信時さらされ状況の関係３を示す。
　図８において、Ａ局，Ｂ局，Ｃ局，Ｄ局は、同じ周波数チャネルを用い、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式によるアクセス制御を行う。Ａ局はＢ局およびＣ局の信号を検知できるが、Ｂ局とＣ局は互いの信号を検知できず隠れ端末の関係にあり、Ｄ局はＢ局およびＣ局の信号を検知できる。
　図８(1) では、送信局のＡ局は、Ｂ局およびＣ局が信号を送信しているときに送信時さらされ状況にあり、送信権獲得率は低くなる。図８(2) では、Ｄ局はＢ局およびＣ局の信号を検知しており、Ｄ局が送信する信号を受信するＡ局は、Ｂ局およびＣ局が送信していないときであるので、受信時さらされ状況にない。すなわち、Ａ局が送信時さらされ状況にあるのはＢ局またはＣ局が信号を送信しているときであるが、Ｄ局の信号を受信するときは受信時さらされ状況にない。
　このように、図６(1) ，図７(1) ，図８(1) の場合は、Ｂ局またはＣ局が信号を送信しているときに送信局のＡ局が送信時さらされ状況にある。一方、同じ位置関係においてＡ局が受信局になるときに、図６(2) の場合は受信時さらされ状況にあり、図７(2) の場合は送信局のＤ局からみて隠れ端末のＢ局が信号を送信しているときに受信時さらされ状況にあり、図８(2) の場合は受信時さらされ状況にない。すなわち、Ａ局が送信局のときに送信時さらされ状況であっても受信局のときに受信時さらされ状況になるとは限らず、周囲の無線環境しだいとなる。図示していないが同様に、Ａ局が受信局のときに受信時さらされ状況であっても送信局のときに送信時さらされ状況になるとは限らず、周囲の無線環境しだいとなる。
　したがって、各無線局において、受信時さらされ状況であるか否について上記のａ１または方法ａ２に基づいて判定し、さらに送信時さらされ状況であるか否かについて上記の方法ｂ１または方法ｂ２に基づいて判定し、それぞれの判定に基づいてアクセス制御を行う必要がある。また、送信時さらされ状況と受信時さらされ状況の一方しか明らかでない場合は、その状況に応じたアクセス制御を行う必要がある。
（受信時さらされ状況の度合い判定）
　図９は、受信時さらされ状況の度合いを判定する処理手順例を示す。上記の方法ａ１に対応する。
　図９において、図１の１５、図２および図３の３１である無線環境判定部は、無線通信システムにおける送信待機の無線局数を取得または推定し（Ｓ101 ）、送信待機の無線局数に応じた受信時混雑状況における正常受信率Ｓを算出する（Ｓ102 ）。次に、判定対象無線局における無線信号の正常受信率Ｓ’を取得する（Ｓ103 ）。次に、受信時混雑状況における正常受信率Ｓと、判定対象無線局で取得した正常受信率Ｓ’とを比較し、判定対象無線局における受信時さらされ状況の度合いＥＸＰRXを次式に基づいて判定する（Ｓ104 ）
　　ＥＸＰRX＝Ｓ'／Ｓ
　ＥＸＰRXが１未満の場合、すなわちＳ' ＜Ｓの場合に受信時さらされ状況と判定する。さらに、ＥＸＰRXの値が小さい程、受信時さらされ状況の度合いが大きいと判定することができる。
　ここで、受信時混雑状況における正常受信率Ｓを算出する方法について、IEEE802.11規格のＣＳＭＡ／ＣＡ方式を例に説明する。なお、受信時混雑状況における正常受信率Ｓは、図４(1) のＳ12のように、送信待機の無線局の送信タイミングが重なる確率に対応し、送信待機の無線局数に依存する。
　ＣＳＭＡ／ＣＡ方式では、アクセスカテゴリＡＣと呼ばれる送信優先度と、その信号の再送回数ｎに対して、ＡＣに応じたＡＩＦＳ(AC)と、ＡＣと再送回数ｎに応じてランダムバックオフ時間のとりうる範囲を決めるＣＷ(AC,n)が与えられる。ＡＣと再送回数ｎの信号の正常受信率Ｓは、ＡＣで送信待機の無線局数Ｍ(AC)、ＡＩＦＳ(AC)、ＣＷ(AC,n)をパラメータとする所定の計算式またはシミュレーションに基づいて算出することができる。
　送信待機の無線局数Ｍ(AC)を調査または推定する方法を示す。
　方法１：全ての無線局が同じシステム内で管理され、その履歴情報を収集できる場合は、図１，図２，図３に示す各無線局の無線信号送受信履歴取得部１３，２３において、送信した信号の時刻と量とアクセスカテゴリを取得し、それらの関係を履歴処理部１４，２４で加工し、それを無線環境判定部１５，３１で統計処理することで、システムにおいて送信待機の無線局数Ｍ(AC)を推定することができる。
　また、ＡＰ１０または無線局管理装置３０がＳＴＡ２０と外部ネットワークの間のトラフィックのゲートウェイの役割を果たす場合は、そのゲートウェイ部分を通過したトラフィックの履歴を用いることで、送信待機の無線局数Ｍ(AC)を推定することができる。
　方法２：同じシステム内で管理されていない無線局が存在する場合は、管理内のＡＰ１０がカバーするエリアの広さと人口密度、立地、時刻といった環境の状況や、パケットキャプチャといった環境測定による経験的な管理外の無線局の存在状況から、送信待機の無線局数Ｍ(AC)を推定することができる。なお、管理内の無線局の信号送信を停止させることができる場合、例えばＡＰ１０がIEEE802.11規格におけるビーコン中のQuiet IE等を用いて自身ならびに子無線局の信号送信を一定期間停止させる、または無線局が別回線を備える場合に別回線からＣＳＭＡ／ＣＡ方式回線の信号送信停止を指示することができる場合、管理内の無線局が通信を停止している間に検出される信号は、管理外の無線局からの信号のみとなる。したがって、この間に管理内の無線局において検出された信号の内容を分析することで、送信待機の無線局数Ｍ(AC)を高精度に推定することができる。
　このようにして推定された送信待機の無線局数Ｍ(AC)を用いることにより、図９のステップＳ102 で受信時混雑状況における正常受信率Ｓを算出することができ、ステップＳ103 で無線局の正常受信率Ｓ' を取得し、ステップＳ104 で受信時混雑状況における正常受信率Ｓと取得した正常受信率Ｓ’の比較により、無線局が受信時さらされ状況の度合いを判定することができる。
　また、上記の方法ａ２では、図９のステップＳ101 ，Ｓ102 に代えて、受信時混雑状況が同じと推定される周辺無線局ｉ、例えばＡＰに帰属するＳＴＡで測定される正常受信率Ｓ(i) を取得する。次にステップＳ104 において、この周辺無線局ｉの正常受信率Ｓ(i) と、判定対象無線局で取得した正常受信率Ｓ’とを比較し、判定対象無線局の受信時さらされ状況の度合いＥＸＰRX(i) を次式に基づいて判定する。
　　ＥＸＰRX(i) ＝Ｓ'／Ｓ(i) 
  ＥＸＰRX(i) が１未満の場合、すなわちＳ' ＜Ｓ(i) の場合に受信時さらされ状況と判定する。さらに、ＥＸＰRX(i) の値が小さい程、受信時さらされ状況の度合いが大きいと判定することができる。
　また、衝突のないように設定された信号の場合、IEEE802.11規格においてはチャネルアイドルと判断するために必要なＰＩＦＳ時間を用い、かつランダムバックオフを実施しないポーリングに関連した信号等の場合は、受信局で取得した正常受信率Ｓ’が 100％でない場合に、受信時さらされ状況が発生していると判定し、値が小さい程受信時さらされ状況が大きいと判定してもよい。この方法をａ３とする。
　また、送信された信号の、チャネル使用時間ごとの正常受信率の差を調べてもよい。受信時混雑状況において発生する信号の衝突は、送信局の送信タイミングと同時に、互いに隠れ端末の関係ではない送信待機の他の無線局が存在する場合に発生するため、信号のチャネル使用時間に関係なく受信局においては同じ正常受信率となる。一方、受信時さらされ状況が発生している場合、チャネル使用時間が短い信号程、衝突される確率は低く正常受信率が高くなり、逆にチャネル使用時間が長い信号程、衝突される確率は高く正常受信率が低くなることから、チャネル使用時間に対して正常受信率を比較することで、差があれば受信時さらされ状況が発生していると判定することもできる。この方法をａ４とする。
（送信時さらされ状況の度合い判定）
　図１０は、送信時さらされ状況の度合いを判定する処理手順例を示す。上記の方法ｂ１に対応する。
　図１０において、図１の１５、図２および図３の３１の無線環境判定部は、無線通信システムにおける送信待機の無線局数を取得または推定し（Ｓ201 ）、送信待機の無線局数に対応する送信時混雑状況における送信権獲得率Ｆを算出する（Ｓ202 ）。次に、判定対象無線局の送信遅延を取得し（Ｓ203 ）、判定対象無線局の送信遅延から送信権獲得率Ｆ’を算出する（Ｓ204 ）。次に、送信時混雑状況における送信権獲得率Ｆと、判定対象無線局における送信権獲得率Ｆ’とを比較し、判定対象無線局における送信時さらされ状況の度合いＥＸＰTXを次式に基づいて判定する（Ｓ205 ）。
　　ＥＸＰTX＝Ｆ'／Ｆ
　ＥＸＰTXが１未満の場合、すなわちＦ' ＜Ｆの場合に送信時さらされ状況と判定する。さらに、ＥＸＰTXの値が小さい程、送信時さらされ状況の度合いが大きいと判定することができる。
　ここで、送信時混雑状況における送信権獲得率Ｆを算出する方法は、受信時混雑状況における正常受信率Ｓを求める場合と同様に、ＡＣで送信待機の無線局数Ｍ(AC)に応じて算出することができる。
　また、無線局で取得した送信遅延から算出される送信権獲得率Ｆ’は、システムにおける平均の送信権保有期間Ｈs 、自身の送信遅延の平均時間ＤM 、自身の平均の送信権保有期間ＨM に基づき、次式の計算により得られる。
　　Ｆ' ＝Ｈs ／（ＤM ＋ＨM ）
　なお、Ｈs は、送信待機の無線局数Ｍ(AC)を推定する方法１および方法２と同じ手順で取得し、ＤM ，ＨM は送信待機の無線局数Ｍ(AC)を推定する方法１または自身の無線信号送受信履歴取得部で取得することができる。
　また、上記の方法ｂ２では、図１０のステップＳ201 ，Ｓ202 に代えて、送信時混雑状況が同じと推定される周辺無線局ｉ、例えばＡＰに帰属するＳＴＡの送信権獲得率Ｆ(i) を取得し、ステップＳ205 において、この周辺無線局ｉの送信権獲得率Ｆ(i) と、判定対象無線局で取得した送信遅延から算出される送信権獲得率Ｆ’とを比較し、判定対象無線局が送信時さらされ状況の度合ＥＸＰTX(i) を次式に基づいて判定する。
　　ＥＸＰTX(i) ＝Ｆ'／Ｆ(i) 
　ＥＸＰTX(i) が１未満の場合、すなわちＦ' ＜Ｆ(i) の場合に送信時さらされ状況と判定する。さらに、ＥＸＰTX(i) の値が小さい程、送信時さらされ状況の度合いが大きいと判定することができる。
　ここで、周辺無線局ｉの送信権獲得率Ｆ(i) と判定対象無線局の送信権獲得率Ｆ’との比較では、システムにおける平均の送信権保有期間Ｈs は同一の値をとるため、ＤM＋ＨMの値を比較しても送信時さらされ状況を判定することができる。
　また、チャネルがアイドルと判断できる時間とそのバックオフ時間から考えて、送信において他の無線局からの信号と競合しない信号は、チャネルがアイドルと判断されると確実に信号を送信することができるため、送信遅延の情報において送信時混雑状況の影響を取り除くことができる。例えば、IEEE802.11規格において、チャネルアイドルと判断するために必要なＰＩＦＳ時間を用い、かつランダムバックオフを実施しないポーリングに関連した信号等の場合は、チャネルがアイドルと判断されると確実に信号を送信することができる。その送信時混雑状況の場合の送信遅延は、送信遅延の平均時間はシステムにおける平均の送信権保有期間Ｈs の１／２となる。よって、システムにおける平均の送信権保有期間Ｈs の１／２の時間を基準として自身の送信遅延の平均時間ＤM ’から減算し、０を超える場合に送信時さらされ状況と判定でき、この値が大きい程送信時さらされ状況の度合いが大きいと判定することができる。この方法をｂ３とする。
　また、無線局の送信信号がアクセスカテゴリＡＣと再送回数ｎに応じた確率で他の無線局からの信号と競合しない場合、送信遅延の統計において小さい順に上位の確率の信号のみを用いて計算した自身の送信遅延の平均時間ＤM ’と、システムにおける平均の送信権保有期間Ｈs の１／２の時間を上記と同じ方法で比較することで、送信時さらされ状況を判定することができる。この方法をｂ４とする。
（実施例２：正常受信率および送信遅延・送信権獲得率を取得する統計処理方法）
　実施例１で説明したように、受信時さらされ状況の度合いを判定するには正常受信率の情報が必要になり、送信時さらされ状況の度合いを判定するには送信遅延・送信権獲得率の情報が必要になる。
　図１１は、実施例２における正常受信率と送信遅延を取得する統計処理方法の処理手順例を示す。
　図１１において、送信局における送信履歴の情報を取得し（Ｓ301 ）、受信局における受信履歴の情報を取得する（Ｓ302 ）。次に、それぞれ取得した受信履歴情報から正常受信の情報を抽出し（Ｓ303 ）、アクセスカテゴリおよび再送回数ごとにチャネル使用時間を統計処理し、チャネル使用時間に対する正常受信率を取得する（Ｓ304 ）。あるいは、それぞれ取得した送信履歴情報から送信遅延の情報を抽出し（Ｓ305 ）、アクセスカテゴリおよび再送回数ごとに統計処理して送信遅延を取得する（Ｓ306 ）。
　まず、チャネル使用時間に対する正常受信率を算出する統計処理方法であるＳ303 、Ｓ304 について、図１２を参照して説明する。
　図１２(1) は、送信局が送信した信号のうち受信局で受信可能な形式の信号について、時刻T1，T2，…ごとに、アクセスカテゴリAC VO ，AC BE ，…、再送回数０，１，…、チャネル使用時間ｅ，ｆ，…、正常受信OK，NG，…の情報を記録した例を示す。なお、送信局は、受信局が受信可能な信号の形式で送信するものとする。IEEE802.11規格では、伝送レートに対応する変調方式と誤り訂正符号化率の組合せであるＭＣＳセットが決められており、受信局において受信される電波の強度や雑音の状況等によって正常受信できるかが変わるため、その状況に応じて送信局は伝送レートやＭＣＳセットを決定する。基本的に、送信局からの信号のうち自身が正常受信できる伝送レートよりも伝送レートが低い信号や、自身が正常受信できるＭＣＳよりもＭＣＳが低い信号については、自身向けの信号でなくても正常受信できるため、これらの信号についても受信局が受信可能な信号の形式として正常受信できたか否かについての情報を取得することで、統計処理に用いる情報数を増やすことができる。
　この記録した情報は、正常受信率を算出するために統計処理される。この統計処理方法として、図１２(2) に示す例のように、アクセスカテゴリと再送回数ごとに、一定の範囲内のチャネル使用時間であった信号について、その正常受信率Ｃ，Ｄ，…を計算する方法が挙げられる。受信時さらされ状況の場合は、チャネル使用時間によって正常受信率が変わることが予想されるが、チャネル使用時間は信号の長さや伝送レートによって多様な値を取りうることから、チャネル使用時間ごとの正常受信率は統計の母数が小さくなる恐れがあるため、一定の範囲内のチャネル使用時間で区切って統計をとることで、一定の範囲内のチャネル使用時間ごとの正常受信率から、受信時さらされ状況の度合いを判定することができるようになる。
　次に、送信遅延を取得する統計処理方法であるＳ305 、Ｓ306 について、図１３を参照して説明する。
　図１３(1) は、送信局が送信した信号のうち受信局で受信可能な形式の信号について、時刻T1，T2，…ごとに、アクセスカテゴリAC VO ，AC BE ，…、再送回数０，１，…、送信遅延ａ，ｂ，…の情報を記録した例を示す。この記録した情報を用い、アクセスカテゴリおよび再送回数ごとに送信遅延の平均時間を計算することで送信権獲得率の平均値を求める方法がある。一方、図１３(2) に示す例のように、送信遅延とその信号割合α，β，…をヒストグラムとして保存し、図１３(3) のように送信遅延に対する累積分布としてグラフ化した場合に、実施例１に示した方法ｂ４のように、送信遅延の統計において小さい順に上位の確率の信号のみを用いて計算した自身の送信遅延の平均時間ＤM ’と、システムにおける平均の送信権保有期間Ｈs の１／２の時間を比較することで、送信時さらされ状況を判定する方法として用いることができる。
　次に、送信遅延の情報の取得方法について、図１４～図１５を参照して説明する。
　図１４は、送信局において、送信した信号の信号ＩＤ　Ａ，Ｂ，…ごとに、アクセスカテゴリAC VO ，AC BE ，…、再送回数０，１，…、チャネル使用時間ｅ，ｆ，…、送信準備完了時刻TT1 ，TT2 ，…、送信開始時刻T1，T2，…、受信局受信可否OK，OK，…の情報を記録した例を示す。信号ＩＤは、信号を一意に判別できるものであれば何でも問題なく、特別に用意されたＩＤでもよいし、信号に含まれるタイムスタンプの情報や、信号の送信時刻・受信時刻といった情報でもよい。なお、IEEE802.11における信号中のシーケンスナンバーを信号ＩＤとして用いる場合は、同じ内容の信号を再送した場合はシーケンスナンバーが同じとなる場合がある。したがって、シーケンスナンバー１つに対して複数の信号が存在する可能性があるため、再送有無の情報を用いて再送を行っていない信号に限定することで、一意に判別できるようにすることができる。
　受信局受信可否の情報は、送信局の送信した信号の伝送レートおよびＭＣＳの情報と、受信局において受信できると考えられる伝送レートおよびＭＣＳの情報を比較し、判断する。送信信号のビーム方向を変化させることのできるようなシステムの場合は、方向の変化による受信局受信可否を判断する必要がある。送信遅延は、送信開始時刻から送信準備完了時刻を減算することで求められる。
　また、図１４の例では、受信時さらされ状況の判定に必要な正常受信に関する情報のみが送信局において不足している。これは、受信局において正常受信した送信局からの信号の信号ＩＤの情報を記録し、送信局で保有している情報のうち、受信局受信可否で可となっている信号の情報と突合する。そして、受信局受信可否で可にも関わらず、受信局において正常受信できた信号の信号ＩＤの中に情報がない信号は、正常受信できなかったこととして判断できるようになる。したがって、受信時さらされの情報については送信局との情報突合を行う必要がある。
　図１４の情報を用いることで、例えば無線環境判定部が送信局に存在する場合等において、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式回線や別回線の帯域を極力使わずに情報を共有し、送信時さらされ状況と受信時さらされ状況を判定することができる。
　図１５は、送信局において、送信した信号の信号ＩＤ　Ａ，Ｂ，…、送信準備完了時刻TT1 ，TT2 ，…、受信局受信可否の情報OK，OK，…のみを準備し、受信局において、信号ＩＤＡ，Ｂ，…、アクセスカテゴリAC VO ，AC BE ，…、再送回数０，１，…、チャネル使用時間ｅ，ｆ，…、送信開始時刻T1，T2, …の情報を記録した例を示す。なお、送信開始時刻は、送信局から受信局までの信号の伝搬遅延は非常に小さいため、受信局における受信開始時刻を送信開始時刻に置き換え、送受信履歴に受信信号の受信開始時刻のタイムスタンプが信号の内容と共に記録されている場合は、送信遅延を受信開始時刻から送信準備完了時刻を減算したものとしても問題ない。なお、本方法では、受信局において正常受信した信号の情報しか獲得できないため、受信局が受信時混雑状況や受信時さらされ状況の場合は、獲得できる送信局の送信時さらされの情報が少なくなり、統計に時間がかかる場合がある。
　図１５の情報を用いることで、例えば無線環境判定部が受信局に存在する場合等において、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式回線や別回線の帯域を極力使わずに情報を共有することができる。
　図１４および図１５に示す情報を用いて、図１２(1) 、図１３(1) に示す表を作成することができるため、送信局の送信時さらされ状況の度合いと、受信局の受信時さらされ状況の度合い判断ができる。この方法を、送信局と受信局の関係が逆の場合についても行うことで、ある無線局の送信時さらされ状況と受信時さらされ状況の両方について明らかにすることができる。
　なお、情報の獲得方法は、図１４と図１５に示す方法に限定するものではなく、情報を全て収集することができるのならば、送信局と受信局のいずれかでそれらの情報を収集しても問題ない。
（実施例３：ＡＰが送信するビーコン信号の利用例）
　実施例３は、実施例１において正常受信率、実施例２において送信遅延を取得するための信号として、ＡＰが定期的に送信するビーコン信号を利用する例を示す。
　図１６は、ビーコン信号による送信時さらされ状況および受信時さらされ状況の判定処理手順例を示す。
　図１６において、ＳＴＡは、ＡＰが送信するビーコン信号を受信し（Ｓ401 ）、ビーコン信号の送受信履歴の情報を取得し（Ｓ402 ）、ビーコン信号の送受信履歴の情報からビーコン信号の正常受信率を取得し（Ｓ403 ）、ＳＴＡの受信時さらされ状況の度合いを算出する（Ｓ404 ）。また、ビーコン信号の送受信履歴の情報からビーコン信号の送信遅延を取得し（Ｓ405 ）、ＡＰの送信時さらされ状況の度合いを算出する（Ｓ406 ）。
　IEEE802.11規格において、ＡＰはＳＴＡに対して信号送受信に関する取り決めを共有する目的等のために、ビーコン信号を定期的にブロードキャストする。この信号は、ＡＰと通信可能なＳＴＡ全てに情報を共有するため、自身がＳＴＡとして帰属しているＡＰのビーコン信号は、伝送レートおよびＭＣＳにかかわらず受信可能であり、全てのビーコン信号は受信可能と考えることができる。
　また、ビーコン信号中に含まれる情報量は増減しない場合もあり、この場合はその送信におけるチャネル使用時間は変わらず、チャネル使用時間を一定として考えることができる。
　また、ビーコン信号の送信は定期的に行われ、IEEE802.11規格においてビーコン送信間隔ＴＢＴＴで予定されている。ビーコン信号の中には、ビーコンを送信する周期に関する情報、すなわちビーコンインターバルが含まれていることから、ビーコン信号を送信している局でなくても、ＴＢＴＴの時刻を判断できるので、ビーコン信号を受信している局はビーコンの送信予定時刻を取得できる。また、ビーコン信号の送信は基本的に特定の優先度、特定のタイミングでは高優先度で送信されることがある。この特定の優先度についても、それを判断可能な情報がビーコン中に含まれていることから、優先度についてもＳＴＡにおいて取得可能である。
　したがって、ビーコン信号を送信しているＡＰに帰属してビーコン信号を受信するＳＴＡでは、図１５においてＡＰで取得する情報となっている送信準備完了時刻および送信開始時刻もＳＴＡで取得できる。このとき、受信局受信可否は考慮する必要がないため、図１５に示す各種情報をＳＴＡのみで収集可能である。すなわち、ビーコン信号に送信開始時刻のタイムスタンプが記録されている場合には、その送信開始時刻から送信準備完了時刻を減算して送信遅延とすることができる。したがって、ＡＰが本発明において提案する方式に対応していなくても、ＳＴＡが対応していれば、ビーコン信号から得られる情報によりＡＰの送信時さらされ状況およびＳＴＡ自身の受信時さらされ状況を取得することができる場合がある。
　また、ビーコン信号は、ＡＰにおいてサポートする通信可能な最低の伝送レート、最低のＭＣＳで送信されるので、ＳＴＡ自身が帰属していないＡＰのビーコン信号についても、通信可能な関係にあれば正常受信可能である。
　なお、ビーコン信号は再送されないため、再送回数の情報獲得は行わなくても問題ない。また、ビーコン信号の優先度が変化しない場合は、優先度を一定として考えて問題ない。また、ビーコン信号のチャネル使用時間を一定とした場合は、図１２(1),(2) のような形式で履歴取得して統計処理する必要はなく、単に送信されるはずのビーコンを受信できたか否か情報を時刻に対して記録するだけでよい。
　図１７(1) は、ビーコン信号の送信遅延の累積分布をグラフ化した例を示す。ＳＴＡは、ビーコン信号を受信できた場合のみ送信遅延を記録することができる。よって、記録できている分布の縦軸の高さが正常受信率となり、記録できていない部分は正常受信できなかった率となる。すなわち、１つのグラフからＡＰの送信時さらされ状況とＳＴＡの受信時さらされ状況を判定することができる。
　また、ビーコン信号は定期的に送信される特性を利用し、図１７(2) のようにビーコン信号の受信間隔の情報として保存してもよい。これは、ビーコン信号の受信間隔のばらつきが大きければＡＰにおいて送信時さらされ状況が発生していることが判断できる。加えて、ＳＴＡで受信時さらされ状況が発生していれば、その受信間隔がビーコンインターバルの整数倍に増えることを利用し、何回連続でビーコン信号を正常受信できたか否かの情報を容易に表すことで、さらされ状況の発生頻度を取得することができる。
　以上の方法を用いた場合、ＡＰの送信時さらされ状況と、ＳＴＡの受信時さらされ状況については取得することができる。しかし、ビーコンはＡＰのみが送信することから、ＳＴＡの送信時さらされ状況と、ＳＴＡの送信に対するＡＰの受信時さらされ状況は推定することができない。ただし、ＳＴＡが帰属していない他のＡＰのビーコン信号が受信可能と判断される場合は、次の通り、ＳＴＡの送信時さらされ状況を推定できる場合がある。ＡＰ局が送信時さらされ状況であり、かつＳＴＡ自身が受信時さらされ状況でないと判断される場合である。このとき、送信時さらされ状況にない他のＡＰのビーコン信号が、ＳＴＡ自身において正常受信できると判断される条件で受信できている場合に、そのビーコン信号から判断してＳＴＡ自身が受信時さらされ状況でない場合は、図６または図７の状況によってＡＰが送信時さらされ状況になっていると判断できる。また、ＳＴＡ自身は、送信時さらされ状況でなく、かつＡＰはＳＴＡ自身からの送信信号に対して受信時さらされ状況にあると判定することができる。
（実施例４：さらされ状況判定用のテストパケットの利用例）
　実施例４は、実施例１および実施例２において、正常受信率および送信遅延を取得するための信号として、さらされ状況判定用に作成したテストパケットを利用する例を示す。
　図１８は、テストパケットによるＡＰの送信時さらされ状況およびＳＴＡの受信時さらされ状況の判定処理手順を示す。
　図１８において、ＡＰはテストパケットを生成して送信し（Ｓ501 ）、ＳＴＡはテストパケットを受信し（Ｓ502 ）、テストパケットの送受信履歴の情報を取得し（Ｓ503 ）、テストパケットの送受信履歴の情報から正常受信率を取得し（Ｓ504 ）、ＳＴＡの受信時さらされ状況の度合いを算出する（Ｓ505 ）。また、テストパケットの送受信履歴の情報から送信遅延を取得し（Ｓ506 ）、ＡＰの送信時さらされ状況の度合いを算出する（Ｓ507 ）。
　テストパケットは、さらされ状況判定用に特別に作成するため、各さらされ状況を推定しやすいような条件で作成可能である。また、テストパケットには、さらされ状況の判定に必要だが、受信局で獲得できないような情報、例えば送信準備完了時刻について、送信局において送信準備完了となった時刻を信号の中に書き込む、もしくは送信準備完了となるであろう時刻を予測して書き込む。これにより、受信局の送受信履歴取得部は、信号内容を読み込むことで、受信局においても信号の送信準備完了時刻を取得もしくは推定することができる。
　また、上記の送信準備完了時刻、送信開始時刻、受信開始時刻などの情報は、例えばIEEE802.11規格の無線局ではＭＡＣレイヤと呼ばれる、低位のレイヤの情報である。低位レイヤの情報の取得は難しい場合があることから、本例では、より上位のレイヤでさらされ状況を推定できるように、アプリケーションレイヤで各種処理を行い、ＭＡＣレイヤの情報を推定する方法について説明する。
　送信局のアプリケーションレイヤでテストパケットを作成してから、受信局のアプリケーションレイヤに届くまでの時間である到着遅延には、以下のｄ１～ｄ６の合計時間となる。
　ｄ１：アプリケーションレイヤでテストパケットを作成してから、ＭＡＣレイヤに到着するまでの時間
　ｄ２：ＭＡＣレイヤに到着してから送信準備完了となるまでに要した時間
　ｄ３：送信準備完了となってから送信開始までに要した時間、すなわちＭＡＣレイヤでの送信遅延
　ｄ４：ＭＡＣレイヤで再送が発生した場合は、再送処理に要した時間
　ｄ５：送信開始から受信局において受信完了となるまでに要した時間、すなわちＭＡＣレイヤでのチャネル使用時間
　ｄ６：受信局において受信完了後、アプリケーションレイヤにテストパケットが届くまでに要した時間
　ｄ３とｄ４とｄ５に対して、ｄ１とｄ６は無視できるものとして、ｄ２については送信局の送信バッファに他の信号が蓄積されていない場合は無視できるものとして扱うことができる。したがって、
　・送信バッファに信号が蓄積されない程度に少量のテストパケットとする
　・テストパケット到着時に送信バッファに蓄積している信号を消去する
　・テストパケットを送信バッファの最前列に割り込む仕組みを用いる
　・テストパケット専用の送信バッファを用いる
等により、ｄ２が無視できるようになる。また、ｄ５については、テストパケットのパケット長と伝送レート・ＭＣＳから容易に算出することができるため、ｄ２に対する対策を行うことで、ｄ３＋ｄ４の時間が推定可能となる。
　そして、受信局のアプリケーションレイヤにおいてパケットを受信できなかった場合、すなわちパケットロスが発生している場合は、ＭＡＣレイヤにおいて設定されている再送上限回数連続で、受信局の無線信号送受信部においてパケットが正常受信できなかったことを意味する。したがって、ＭＡＣレイヤでの正常受信率Ｓは、パケットロス率Ｌ、再送上限回数ＭＡＸとした場合、次式の計算により推測可能である。
　　Ｌ＝（１－Ｓ) MAX+1 
　この正常受信率Ｓを用いて、実施例１および実施例２の方法によって受信時さらされ状況を判定することができる。
　また、正常受信率が 100％でない場合は、ＭＡＣレイヤで再送が発生することから、到着遅延の統計には、ｄ４の情報も含まれていることになる。したがって、アプリケーションレイヤで保有している到着遅延の統計において小さい順に上位Ｓのデータのみを用いると限定することで、ｄ４の情報が含まれていない到着遅延の情報を抽出でき、ｄ３のみの情報とすることができる。このようにしてＭＡＣレイヤの送信遅延を推定することができるので、実施例１および実施例２の方法によって送信時さらされ状況を判定することができる。
　なお、本実施例においては、受信局において、送信局がアプリケーションレイヤでテストパケットを作成した時刻を取得できるように、パケットのペイロード部分にパケット作成時刻を記載し、また正常受信できたか否かについても判断できるように、パケットの生成間隔もしくはパケットの作成番号等の情報をペイロード部分に記載しておくことで、受信局のみで正常受信率と送信遅延を取得することができる。
　以上の方法により、アプリケーションの導入のみで送信時さらされ状況ならびに受信時さらされ状況を推定可能となる。この方法を、送信局と受信局の関係が逆の場合についても行うことで、ある無線局の送信時さらされ状況と受信時さらされ状況の両方について明らかにすることができる。
（実施例５：さらされ状況の判定精度および有効性の向上）
　実施例５は、実施例３のビーコン信号を用いる場合、実施例４のテストパケットを用いる場合において、さらされ状況の判定精度、ならびに判定の有効性を高める工夫について説明する。
　実施例１に記載の方法ａ３では、衝突のないように設定された信号で、かつチャネルがアイドルと判断できる時間とそのバックオフ時間から考えて、送信時に他の無線局からの信号と競合しない信号、具体的にはIEEE802.11規格においてＣＦＰ期間が始まるタイミングで送信されるビーコン信号を用いる。ビーコン信号は、チャネルアイドルと判断するために必要な時間としてＰＩＦＳ時間を用い、かつランダムバックオフを実施しない信号であることから、受信局において正常受信率が 100％でない場合に受信時さらされ状況が発生していることが判定できる。また、方法ｂ３では、システムにおける平均の送信権保有期間Ｈs の１／２の時間を基準として自身の送信遅延の平均時間ＤM ’から減算し、０を超える場合に送信時さらされ状況と判定できる。したがって、このビーコン信号を用いた場合は、受信時混雑状況と送信時混雑状況を考慮する必要がないため、システムにおいて送信待機の無線局数Ｍ(AC)の推定による誤差が含まれない。したがって、ビーコン信号の送信タイミングをＣＦＰ期間の開始とすることで、さらされ状況の判定精度を向上させることができる。
　また、信号送信の優先度が高いほど、送信時混雑状況の影響を低減させることができるので、システムにおいて送信待機の無線局数Ｍ(AC)の推定による誤差を小さくすることができる。したがって、IEEE802.11規格においては、優先度の最も高いアクセスカテゴリであるAC VO クラスの信号を用いることにより、送信時さらされ状況の判定精度を向上させることができる。なお、アクセスカテゴリの概念を使用できるシステムにおいてビーコン信号はAC VO クラスを用いる。また、AC VO クラスは音声データ用のアクセスカテゴリであることから、例えば音声データのように振る舞えるテストパケットを作成することで、テストパケットの優先度を高くすることが可能である。
　さらに、ビーコン信号ならびにテストパケットについて、その送信頻度を工夫する。例えば、ビーコン信号はビーコンインターバルごとに送信されるが、そのビーコンインターバルは 100ｍsec といった時間に設定されることが多く、この場合は１秒間で10個の信号しか送信されない。したがって、統計作業に時間がかかるため、このビーコンインターバルを短くして、短期間で多くの情報を獲得できるようにしてもよい。これはテストパケットについても同様である。なお、送信間隔を短くすると、他の信号で使用可能な帯域が減少することへの考慮と、加えてアプリケーションレイヤでテストパケットを作成する場合は、送信バッファへの信号の蓄積を考慮が必要である。
　また、実施例１に記載の方法ａ４では、送信された信号のチャネル使用時間ごとの正常受信率の差を調べることで受信時さらされ状況を判定できるため、ビーコン信号ならびにテストパケットについて、チャネル使用時間に変化を持たせることで、受信時さらされ状況の判定精度を向上させることができる。なお、チャネル使用時間は多くの時間を取りうるため、例えば２種類または３種類のように、ある一定のチャネル使用時間に限定することで、統計処理に伴う負荷を軽減させることができる。また、IEEE802.11規格におけるＲＴＳ／ＣＴＳ方式のように短い信号を使う場合の正常受信率や、フレームのアグリゲーションによって長くなった信号の正常受信率を取得したい場合は、チャネル使用時間をそれらの信号に合わせたビーコン信号やテストパケットを作成し、受信時さらされ状況を推定してもよい。
（実施例６）
　さらされ状況が疑われるタイミングでのみ、本発明の方法を実施するとしてもよい。
　さらされ状況が疑われるタイミングとしては、以下が例として挙げられる。
　　・再送率が高い
　　・スループットが低い
　　・トラフィックの遅延が大きい
　本発明の無線通信システムでは、ＣＳＭＡ／ＣＡ回線や別回線を用いて履歴を突合して統計処理を行うため、統計情報を無線環境判定部に送信する必要があり、回線に負荷をかけることになる。また、さらされ状況判定用にビーコン信号やテストパケットを用意する場合は、他の信号で使用可能な帯域が減少する。したがって、上記の通りさらされ状況が疑われ、その判定を行いたい場合のみ本発明の方法を実施することで回線負荷を低減することができる。
　なお、本実施例の場合は、各無線局においては履歴情報を常に取得および統計処理しておき、さらされ状況が疑われるタイミングとなってからその情報を無線環境判定部に送信してもよいし、さらされ状況が疑われるタイミングとなってから履歴情報を取得して統計処理を開始してもよい。また、さらされ状況が疑われるタイミングを判断するのは無線環境判定部に限定する必要はなく、ＳＴＡやＡＰでも問題ない。
（実施例７）
　実施例１～６の方法で推定された送信局における送信時さらされ状況および受信局における受信時さらされ状況から、送信局および受信局の制御を行う例を示す。
　送信時さらされ状況では、送信権獲得率が周囲の無線局に比べて小さくなっている。したがって、１度獲得した送信権においてその送信権保有期間を長くすることで、この不公平性を解決する。例えば、IEEE802.11規格において、アクセスカテゴリごとに送信権保有期間の最大値であるＴＸＯＰ Limitのデフォルト値が設定されており、無線局はこのデフォルト値に従って送信を行う。送信時さらされ状況にある無線局について、このＴＸＯＰ Limitをデフォルト値よりも長くなるよう設定する。この設定する値については、送信時さらされ状況の度合ＥＸＰTXが１、すなわち無線局で取得した送信遅延から算出される送信権獲得率Ｆ’が送信時混雑状況における送信権獲得率Ｆと同じになる値とすることで、不公平性を解決できる。なお、Ｆ’の計算式である
　　Ｆ’＝Ｈs ／（ＤM ＋ＨM ）
において、システムにおける平均の送信権保有期間Ｈs と自身の送信遅延の平均時間ＤM は変わらないものとして、自身の平均の送信権保有期間ＨM のみを調整することにより、計算負荷を軽減してもよい。
　受信時さらされ状況では、正常受信率が周囲の無線局に比べて小さくなっている。したがって、送信局は、受信局が受信できないにもかかわらずデータを送信する回数が多くなり、帯域の無駄な消費によりシステム容量が減少する。これは受信局におけるスループットの低下だけでなく、他の無線局のスループット低下にもつながる。この解決・回避方法としては、以下が挙げられる。
　ｅ１：送信局においてＲＴＳを用いる
　ｅ２：受信局で送信権を獲得し、送信局へ譲渡する方式を使用する
　ｅ３：送信局から受信局向けのデータを、別回線を用いて送信する
　ｅ４：ＡＰが受信時さらされの場合、自身の使用するチャネルを変更する
　ｅ５：ＳＴＡが受信時さらされの場合、帰属するＡＰを変更する
　ｅ１では、受信時さらされ状況の場合は、チャネル使用時間の長い信号程、受信局において正常受信できる確率が低くなる。したがって、チャネル使用時間の短いＲＴＳ信号であれば受信局で正常受信できる確率が高く、ＲＴＳを正常受信できた場合に送信されるＣＴＳ信号の設定するＮＡＶによって、受信局はデータを確実に受信できるようになる。
　ｅ２は、隠れ端末による正常受信できない問題を解決できる手法である。よって、受信時さらされ状況と判断された受信局に向けてのデータがある送信局は、受信局に対して送信権を取得して譲渡させる制御を行うことにより、当該受信局に向けて信号を確実に送信できるようになる。なお、この場合は送信局と受信局が別回線でつながっていることが前提となる。
　ｅ３では、受信時さらされ状況の受信局へ、別回線を用いて信号を送信する。これにより、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式回線において、帯域を無駄な再送によって消費することがなくなるため、他の無線局のスループット向上にもつながる。なお、別回線にも使用可能な帯域が存在することから、本方法を用いる事のできる無線局数は限られることが想定される。したがって、システムにおいて使用可能な別回線の帯域をあらかじめ決定しておき、受信時さらされ状況の程度が大きい端末から順に、その別回線の使用可能な帯域の範囲内で別回線を用いることとしてもよい。
　ｅ４では、ＡＰが受信時さらされの場合は、自身のチャネルを変更することで、受信時さらされ状況そのものを回避することが可能となる。
　ｅ５では、同じチャネルのＡＰへ帰属変更する場合は、自身から観測可能な同じチャネルのＡＰを比較し、帯域の使用率が最も高いＡＰに帰属する。これは、帯域の使用率が低いＡＰは信号を出す頻度が少なく、自身をさらす原因となりにくく、受信時さらされ状況となりにくいためである。
　また、異なるチャネルのＡＰへ帰属変更する場合は、実施例３の方法では自身が帰属していないＡＰであっても、そのＡＰと通信可能な関係である場合は受信時さらされ状況について判定が可能であるため、当該ＡＰへ帰属変更することで、受信時さらされ状況を回避することが可能である。
　なお、受信時さらされ状況および送信時さらされ状況によって、上記対策の組み合わせに優劣・工夫による改善があるため、以下で述べる。
　ＡＰとＳＴＡが共に受信時さらされ状況の場合は、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式回線では送受信ともに成功する確率が低く、受信時さらされ状況の度合いが大きくなると、ｅ１、ｅ２の方法は有効性が低下する上、帯域を無駄な再送によって消費する確率が上昇するためｅ３またはｅ４の方法が有効となる。
　一方の無線局が送信時さらされ状態で、他方の無線局が受信時さらされ状態の場合は、方法ｅ１と送信権の保有期間を長くする方法の両方設定した場合、失敗したＲＴＳ信号によって周囲の無線局に長い時間ＮＡＶが設定されてしまう可能性があるため、併用しない方がよい。方法ｅ２を用いる場合は、獲得して譲渡する送信権について、その獲得する送信権の保有期間を長くすることで、不公平性を解決することが可能である。
　１０　ＡＰ（親無線局）
　２０　ＳＴＡ（子無線局）
　３０　無線局管理装置
　１１，２１　無線信号送受信部
　１２，２２　無線信号送受信制御部
　１３，２３　無線信号送受信履歴取得部
　１４，２４　履歴処理部
　１５，３１　無線環境判定部
　１６，２５，３２，３３　別回線通信部
　４０　ＣＳＭＡ／ＣＡ方式に基づく無線回線
　４１，４２　別回線

Claims (10)

  1. 　複数の無線局が同一の無線チャネルを共有し、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access ／Collision Avoidance ）方式を用いて無線通信を行う無線通信システムの無線環境として、隠れ端末の関係にある無線局により所定の無線局の正常受信率が低下する受信時さらされ状況を判定する無線環境判定方法であって、
    　前記複数の無線局間で送受信される無線信号の送受信履歴を取得し、該送受信履歴に基づいて送信待機の無線局数を取得または推定するステップ１と、
    　前記送信待機の無線局数に応じた受信時混雑状況における正常受信率Ｓを算出するステップ２と、
    　前記所定の無線局における前記送受信履歴から前記無線信号の一定範囲内のチャネル使用時間ごとの正常受信率Ｓ’を取得するステップ３と、
    　前記正常受信率Ｓに対する前記正常受信率Ｓ’の割合に応じて前記受信時さらされ状況の度合いを判定するステップ４と
    　を有することを特徴とする無線環境判定方法。
  2. 　複数の無線局が同一の無線チャネルを共有し、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access ／Collision Avoidance ）方式を用いて無線通信を行う無線通信システムの無線環境として、隠れ端末の関係にある無線局により所定の無線局の正常受信率が低下する受信時さらされ状況を判定する無線環境判定方法であって、
    　前記複数の無線局間で送受信される無線信号の送受信履歴に基づき、送信待機の無線局数に応じた受信時混雑状況が前記所定の無線局と同じと推定される他の無線局で測定される正常受信率Ｓを取得するステップ１と、
    　前記所定の無線局における前記送受信履歴から前記無線信号の一定範囲内のチャネル使用時間ごとの正常受信率Ｓ’を取得するステップ３と、
    　前記正常受信率Ｓに対する前記正常受信率Ｓ’の割合に応じて前記受信時さらされ状況の度合いを判定するステップ４と
    　を有することを特徴とする無線環境判定方法。
  3. 　複数の無線局が同一の無線チャネルを共有し、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access ／Collision Avoidance ）方式を用いて無線通信を行う無線通信システムの無線環境として、隠れ端末の関係にある無線局により所定の無線局の正常受信率が低下する受信時さらされ状況を判定する無線環境判定方法であって、
    　前記複数の無線局間で定期的に送受信される特定の無線信号の送受信履歴を取得し、該送受信履歴から特定の信号の正常受信率を取得するステップ１と、
    　前記特定の信号の正常受信率に応じて受信時さらされ状況の度合いを判定するステップ２と
    　を有することを特徴とする無線環境判定方法。
  4. 　請求項３に記載の無線環境判定方法において、
    　前記特定の信号の優先度、送信間隔、チャネル使用時間に応じて、前記特定の信号の正常受信率に応じた前記受信時さらされ状況の判定精度を設定する
    　ことを特徴とする無線環境判定方法。
  5. 　複数の無線局が同一の無線チャネルを共有し、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access ／Collision Avoidance ）方式を用いて無線通信を行う無線通信システムの無線環境について、隠れ端末の関係にある無線局により所定の無線局の送信権獲得率が低下する送信時さらされ状況を判定する無線環境判定方法であって、
    　前記複数の無線局間で送受信される無線信号の送受信履歴を取得し、該送受信履歴に基づいて送信待機の無線局数を取得または推定するステップ１と、
    　前記送信待機の無線局数に応じた送信時混雑状況における送信権獲得率Ｆを算出するステップ２と、
    　前記所定の無線局における前記送受信履歴から前記無線信号の送信遅延を取得し、該送信遅延から送信権獲得率Ｆ’を算出するステップ３と、
    　前記送信権獲得率Ｆに対する前記送信権獲得率Ｆ’の割合に応じて前記送信時さらされ状況の度合いを判定するステップ４と
    　を有することを特徴とする無線環境判定方法。
  6. 　複数の無線局が同一の無線チャネルを共有し、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access ／Collision Avoidance ）方式を用いて無線通信を行う無線通信システムの無線環境について、隠れ端末の関係にある無線局により所定の無線局の送信権獲得率が低下する送信時さらされ状況を判定する無線環境判定方法であって、
    　前記複数の無線局間で送受信される無線信号の送受信履歴に基づき、送信待機の無線局数に応じた送信時混雑状況が前記所定の無線局と同じと推定される他の無線局で測定される送信権獲得率Ｆを取得するステップ１と、
    　前記所定の無線局における前記送受信履歴から前記無線信号の送信遅延を取得し、該送信遅延から送信権獲得率Ｆ’を算出するステップ３と、
    　前記送信権獲得率Ｆに対する前記送信権獲得率Ｆ’の割合に応じて前記送信時さらされ状況の度合いを判定するステップ４と
    　を有することを特徴とする無線環境判定方法。
  7. 　複数の無線局が同一の無線チャネルを共有し、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access ／Collision Avoidance ）方式を用いて無線通信を行う無線通信システムの無線環境について、隠れ端末の関係にある無線局により所定の無線局の送信権獲得率が低下する送信時さらされ状況を判定する無線環境判定方法であって、
    　前記複数の無線局間で定期的に送受信される特定の無線信号の送受信履歴を取得し、該送受信履歴から特定の信号の送信遅延を取得するステップ１と、
    　前記特定の信号の送信遅延に応じて送信時さらされ状況の度合いを判定するステップ２と
    　を有することを特徴とする無線環境判定方法。
  8. 　請求項７に記載の無線環境判定方法において、
    　前記特定の信号の優先度、送信間隔、チャネル使用時間に応じて、前記特定の信号の送信遅延に応じた前記送信時さらされ状況の判定精度を設定する
    　ことを特徴とする無線環境判定方法。
  9. 　複数の無線局が同一の無線チャネルを共有し、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access ／Collision Avoidance ）方式を用いて無線通信を行い、隠れ端末の関係にある無線局により、所定の無線局の正常受信率が低下する受信時さらされ状況または所定の無線局の送信権獲得率が低下する送信時さらされ状況を判定する無線通信システムにおいて、
    　前記複数の無線局間で送受信される無線信号の送受信履歴を取得する手段と、
    　前記無線信号の送受信履歴に基づいて送信待機の無線局数を取得または推定し、該送信待機の無線局数に応じた受信時混雑状況における正常受信率Ｓおよび送信時混雑状況における送信権獲得率Ｆを算出する手段と、
    　前記所定の無線局における前記送受信履歴から前記無線信号の一定範囲内のチャネル使用時間ごとの正常受信率Ｓ’を測定する手段と、
    　前記所定の無線局における前記送受信履歴から前記無線信号の送信遅延を取得し、該送信遅延から送信権獲得率Ｆ’を算出する手段と、
    　前記正常受信率Ｓに対する前記正常受信率Ｓ’の割合に応じて前記受信時さらされ状況の度合いを判定し、前記送信権獲得率Ｆに対する前記送信権獲得率Ｆ’の割合に応じて前記送信時さらされ状況の度合いを判定する手段と
    　を備えたことを特徴とする無線通信システム。
  10. 　複数の無線局がＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access ／Collision Avoidance ）方式を用いて無線通信を行い、隠れ端末の関係にある無線局により所定の無線局の正常受信率が低下する受信時さらされ状況または隠れ端末の関係にある無線局により所定の無線局の送信権獲得率が低下する送信時さらされ状況を判定する無線通信システムにおいて、
    　前記複数の無線局間で送受信される無線信号の送受信履歴を取得する手段と、
    　前記無線信号の送受信履歴に基づき、送信待機の無線局数に応じた受信時混雑状況が前記所定の無線局と同じと推定される他の無線局における正常受信率Ｓを取得し、送信待機の無線局数に応じた前記送信時混雑状況が前記所定の無線局と同じと推定される他の無線局における送信権獲得率Ｆを取得する手段と、
    　前記所定の無線局における前記送受信履歴から前記無線信号の一定範囲内のチャネル使用時間ごとの正常受信率Ｓ’を測定する手段と、
    　前記所定の無線局における前記送受信履歴から前記無線信号の送信遅延を取得し、該送信遅延から送信権獲得率Ｆ’を算出する手段と、
    　前記正常受信率Ｓに対する前記正常受信率Ｓ’の割合に応じて前記受信時さらされ状況の度合いを判定し、前記送信権獲得率Ｆに対する前記送信権獲得率Ｆ’の割合に応じて前記送信時さらされ状況の度合いを判定する手段と
    　を備えたことを特徴とする無線通信システム。
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