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CN107926039B - 无线通信系统以及无线通信方法 - Google Patents

无线通信系统以及无线通信方法 Download PDF

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CN107926039B
CN107926039B CN201680047413.2A CN201680047413A CN107926039B CN 107926039 B CN107926039 B CN 107926039B CN 201680047413 A CN201680047413 A CN 201680047413A CN 107926039 B CN107926039 B CN 107926039B
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Abstract

一种无线通信系统，基于随机访问方式，当从无线终端向无线基站进行上行线路通信时将无线基站获取的发送权转让给无线终端，当从无线基站向无线终端进行下行线路通信时将无线终端获取的发送权转让给无线基站，无线通信系统包括发送权转让终端调度部，该发送权转让终端调度部将上行线路的通信质量比规定值差的一个以上无线终端决定为从无线基站转让发送权的发送权转让目的地终端，将下行线路的通信质量比规定值差的一个以上无线终端决定为向无线基站转让发送权的发送权转让源终端。

Description

无线通信系统以及无线通信方法
技术领域
本发明涉及在基于CSMA/CA(载波侦听多路访问/冲突避免，Carrier SenseMultiple Access/Collision Avoidance)等随机访问方式进行通信的无线 通信系统以及无线通信方法中，从无线基站(访问点，Access Point，AP) 向无线终端(台站，STAtion，STA)进行下行线路通信时的发送权的转让、 或者从STA向AP进行上行线路通信时的发送权的转让。
特别涉及为了进行下行线路通信而选择发送权转让源终端的处理，所 述发送权转让源终端是向AP转让发送权的STA。另外，涉及为了进行上 行线路通信而选择发送权转让目的地终端的处理，所述发送权转让目的地 终端是从AP转让发送权的STA。
背景技术
国际标准规格IEEE802.11标准的无线LAN(局域网，Local Area Network)系统的吞吐量(througput)逐年增加，并且作为一个主要的无线 访问而被普及(非专利文献1)。由于无线LAN系统能够使用作为不需要 授权的频带的未授权频带，因此各式各样的无线终端得到了普及。特别是 智能手机的普及明显增大了无线LAN系统的利用机会。
作为无线LAN系统所使用的频带的未授权频带被分配在2.4GHz频带、 5GHz频带、60GHz频带。在微波频带的2.4GHz频带和5GHz频带中，无 线LAN系统在日本国内能够使用的频带大约是500MHz。另外，在日本以 外的国家，分配与上述频带相等或者其以上的频带作为无线LAN系统能够 利用的频带。另一方面，由于未授权频带中的无线通信基于CSMA/CA等随机访问方式进行，因此隐藏终端问题成为大的障碍。为了解决隐藏终端 问题，提出了使用RTS(请求发送，Request To Send)/CTS(允许发送， Clear To Send)的流控制。
这里，如图8所示，在AP 10与STA 20-1～STA 20-3使用未授权频带 进行通信的通信区域，存在两个无线LAN的BSS(基本服务集，Basic Service Set)a和BSS b。AP 10以及STA 20-1存在于能够检测出一侧的BSS a的 AP a以及STA a的无线信号的位置。STA 20-1以及STA 20-2存在于能够 检测出另一侧的BSS b的AP b以及STA b的无线信号的位置。STA20-3 存在于检测不出BSS a以及BSS b的通信的位置。
首先，在图8的(a)所示的上行线路通信(从STA向AP的发送)中， STA 20-1获取发送权并发送数据帧的情况没有问题。但是，当STA 20-3想 要获取发送权并发送数据帧时，可能发生因从STA 20-3看成为隐藏终端的 BSS a的通信而在AP 10中发生冲突的情况，或者可能发生因设定在AP 10 中的NAV而导致上行线路通信的失败的情况。在该情况下，AP10获取发 送权并将该发送权转让给STA 20-3，由此能够减轻从STA 20-3看的隐藏终 端的影响，并能够改善从STA 20-3向AP 10的上行线路的吞吐量(非专利 文献3)。
接着，考虑图8的(b)的下行线路通信(从AP向STA的发送)。在 基于RTS/CTS的通信中，在AP 10向STA 20-1发送用户数据之前，当在 AP 10发送的无线信道中没有检测出无线信号时，发送RTS帧，STA 20-1 响应RTS帧而发送CTS帧，BSS a的AP a以及STA a响应RTS帧或者CTS 帧而设定发送禁止时间(NAV)。另外，BSS b的AP b以及STA b响应 STA 20-1发送的CTS帧而设定NAV。由此，BSS a停止通信，并且从AP 10 看成为隐藏终端的BSS b停止通信，能够在AP 10获取了发送权的无线信 道中向STA 20-1进行发送。
如此，当进行RTS帧与CTS帧的更换时，即使在STA中存在无法从 AP检测出的BSSb的无线信号的情况下，也能够通过STA响应来自AP的 RTS帧由CTS帧设定NAV，来消除隐藏终端问题并防止吞吐量的降低。
然而，在标准化组织3GPP中，也开始了使用无线LAN的未授权频带 的蜂窝系统的讨论(非专利文献2)，目光集中在对未授权频带的利用方法 上。即，在蜂窝系统中，也讨论了按照未授权频带的规格有效使用无线LAN 的频带(未授权频带)的情况。这里，记载为无线LAN，但也可以是在未 授权频带中通过随机访问进行通信的任何通信系统。
例如，在图8的(b)所示的情况下，在从AP 10向STA 20-1发送数 据帧的情况下，考虑从AP 10看成为隐藏终端的BSS b的无线信号导致无 线资源缺乏的环境(总是被发送无线信号的环境)。该情况下，可能发生 因从AP 10发送的帧冲突而未被STA 20-1接收的情况、或者可能发生STA 20-1因由BSS b设定的NAV而无法发送CTS帧的情况，该CTS帧针对从AP 10发送的RTS帧，从而存在即使在进行基于RTS/CTS的控制时吞吐量 也降低的问题。针对这样的问题，STA 20-1针对从AP 10看成为隐藏终端 的BSS b获取发送权，所述发送权是基于设定NAV或者设定具有与NAV 同等功能的发送禁止区间的发送权。然后，STA 20-1将所获取的发送权转 让给AP 10，AP 10通过被转让的发送权发送数据帧，由此能够减轻AP 10中的隐藏终端的影响并改善从AP 10向STA 20-1的下行线路的吞吐量(非 专利文献3)。
在先技术文献
非专利文献
非专利文献1：IEEE Std 802.11ac(TM)-2013，IEEE Standard for Informationtechnology-Telecommunications and information exchange between systems Localand metropolitan area networks-Specific requirements， Part 11：Wireless LANMedium Access Control(MAC)and Physical Layer (PHY)Specifications，December2013；
非专利文献2：RP-140057，“On the primacy of licensed spectrum inrelation to the proposal of using LTE for a licensed-assisted access tounlicensed spectrum，”3GPP TSG-RAN#63，Mar.2014；
非专利文献3：R.Kudo，B.A.H.S.Abeysekera，Y.Takatori，T. Ichikawa，M.Mizoguchi，H.Yasuda，A.Yamada，Y.Okumura，“Channel access acquisition mechanismcoupled with cellular network for unlicensed spectrum，”in Proc.，VTC2015-Spring，May 2015。
发明内容
但是，存在以下问题：为了进行上行线路通信如何选择从AP转让发送 权的STA、为了进行下行线路通信如何选择向AP转让发送权的STA、在 选择这些之后在STA间发生吞吐量上存在较大不公平的问题。例如，如图 8的(a)所示的STA 20-3那样，即使自身获取发送权并对此进行发送，在 通过处于隐藏终端的关系的BSS a的通信而上行线路通信的吞吐量显著降 低的情况下，将AP 10所获取的发送权转让给该STA 20-3是有效的。另一 方面，如从BSS a看处于隐藏终端的位置的STA 20-2那样，即使对任意的 STA一律转让AP 10获取的发送权也不一定对吞吐量的改善有帮助。
另外，在为了进行下行线路通信而所有的STA想要获取转让给AP 10 的发送权的情况下，在下行线路中参与随机访问的节点数飞跃地增加，下 行线路的系统吞吐量较大地改善。但是，另一方面还存在对周边的BSS占 有了过多的无线资源、导致与BSS之间的不公平的问题。该情况下，当设 定尽量少的想要获取发送权的STA时，能够减小对周边的BSS的通信产生 的影响，但需要适当选择通过将发送权转让给AP 10而吞吐量较大地改善 的STA。
本发明的目的在于，提供一种无线通信系统以及无线通信方法，在基 于随机访问的无线通信系统中，能够有效地进行为了上行线路通信而从AP 转让发送权的STA的选择、以及为了下行线路通信而向AP转让发送权的 STA的选择。
第一发明是一种无线通信系统，基于随机访问方式，当从无线终端向 无线基站进行上行线路通信时将无线基站获取的发送权转让给无线终端， 当从无线基站向无线终端进行下行线路通信时将无线终端获取的发送权转 让给无线基站，无线通信系统包括发送权转让终端调度部，所述发送权转 让终端调度部将上行线路的通信质量比规定值差的一个以上无线终端决定 为从无线基站转让发送权的发送权转让目的地终端，将下行线路的通信质 量比规定值差的一个以上无线终端决定为向无线基站转让发送权的发送权 转让源终端。
在第一发明的无线通信系统中，发送权转让终端调度部为以下构成： 决定表示上行线路的通信质量的参数比规定值差的一个以上所述发送权转 让目的地终端，并将表示其决定信息的通知信号发送给无线基站，无线基 站具有以下单元：根据通知信号获取发送权转让目的地终端的决定信息， 并在通过随机访问方式获取发送权后，将发送权转让信号发送给发送权转 让目的地终端，所述发送权转让信号指示进行上行线路通信的时刻，无线终端具有以下单元：当接收了发送权转让信号时，在被指示的时刻发送上 行线路的数据帧。
在第一发明的无线通信系统中，发送权转让终端调度部是以下构成： 作为表示上行线路的通信质量的参数，使用表示上行线路的通信质量相对 于下行线路的通信质量的劣化的值、或者上行线路的帧错误率、或者上行 线路的发送权获取率、或者在上行线路中要求的QoS(Quality of Service， 服务质量)条件或者吞吐量相对于通信量的比、或者上行线路的帧重发率 中的至少一个。
在第一发明的无线通信系统中，发送权转让终端调度部是以下构成： 收集无线终端生成的通信量或者与发送等待分组相关的上行线路通信信 息，当上行线路的通信质量比规定值差、且无线终端中的上行线路通信要 求比规定值高时，决定为发送权转让目的地终端。
在第一发明的无线通信系统中，发送权转让终端调度部是以下构成： 决定表示下行线路的通信质量的参数比规定值差的一个以上发送权转让源 终端，将表示其决定信息的通知信号发送给无线终端，无线终端具有以下 单元：根据通知信号识别发送权转让源终端，在通过随机访问方式获取了 发送权之后，将发送权转让信号发送给无线基站，所述发送权转让信号指 示进行下行线路通信的时刻，无线基站具有以下单元：当接收了发送权转让信号时，在被指示的时刻发送下行线路的数据帧。
在第一发明的无线通信系统中，发送权转让终端调度部是以下构成： 作为表示下行线路的通信质量的参数，使用表示下行线路的通信质量相对 于上行线路的通信质量的劣化的值、或者下行线路的帧错误率、或者在下 行线路中要求的QoS(Quality ofService，服务质量)条件或者吞吐量相对 于通信量的比、或者下行线路的帧重发率中的至少一个。
在第一发明的无线通信系统中，发送权转让终端调度部是以下构成： 收集从无线基站向无线终端的通信量或者与发送等待分组相关的下行线路 通信信息，当下行线路的通信质量比规定值差、且无线基站中的下行线路 通信要求比规定值高时，决定为发送权转让目的地终端。
第二发明是一种无线通信方法，基于随机访问方式，当从无线终端向 无线基站进行上行线路通信时将无线基站获取的发送权转让给无线终端， 所述无线通信方法包括以下步骤：监视上行线路的通信质量的发送权转让 终端调度部将表示上行线路的通信质量的参数比规定值差的一个以上无线 终端决定为从无线基站转让发送权的发送权转让目的地终端，并将表示其 决定信息的通知信号发送给无线基站；无线基站根据通知信号获取发送权 转让目的地终端的决定信息，并在通过随机访问方式获取发送权后将发送 权转让信号发送给发送权转让目的地终端，所述发送权转让信号指示进行 上行线路通信的时刻；以及所述无线终端当接收了发送权转让信号时，在 被指示的时刻发送所述上行线路的数据帧。
第三发明是一种无线通信方法，基于随机访问方式，当从无线基站向 无线终端进行下行线路通信时将无线终端获取的发送权转让给无线基站， 所述无线通信方法包括以下步骤：监视下行线路的通信质量的发送权转让 终端调度部决定表示下行线路的通信质量的参数比规定值差的一个以上无 线终端作为向无线基站转让发送权的发送权转让源终端，并将表示其决定 信息的通知信号发送给无线终端；无线终端根据通知信号识别发送权转让 源终端，并在通过随机访问方式获取了发送权之后将发送权转让信号发送 给无线基站，发送权转让信号指示进行下行线路通信的时刻；以及无线基 站当接收了发送权转让信号时，在被指示的时刻发送下行线路的数据帧。
本发明基于统计信息、经验规则将因上行线路通信变为低质量而导致 用户体验降低的无线终端决定为发送权转让目的地终端，通过将AP获取的 发送权优先转让给该发送权转让目的地终端，能够实现上行线路通信中的 吞吐量的公平性的确保和改善。
本发明基于统计信息、经验规则将因下行线路通信变为低质量而导致 的用户体验降低的无线终端选择为发送权转让源终端，通过从该STA向AP 转让发送权，能够实现下行线路通信中的吞吐量的公平性的确保和改善。
附图说明
图1是示出本发明的无线通信系统的构成例的图；
图2是示出从AP进行基于发送权转让的上行线路通信的例子的图；
图3是示出AP 10的构成例的图；
图4是示出STA 20的构成例的图；
图5是示出发送权转让终端调度部30的构成例的图；
图6是示出从AP进行基于发送权转让的上行线路通信的处理步骤例子 的图；
图7是示出从STA进行基于发送权转让的下行线路通信的处理步骤例 子的图；
图8是示出以往的无线通信系统的构成例的图。
具体实施方式
图1示出本发明的无线通信系统的构成例。图1的(a)示出从AP进 行基于发送权转让的上行线路通信，图1的(b)示出从STA进行基于发送 权转让的下行线路通信。
在图1的(a)、(b)中，AP 10与STA 20-1～STA 20-3进行通信， 在其周边存在两个无线LAN的BSS a、BBS b。AP 10以及STA 20-1存在 于能够检测出一侧的BSS a的AP a以及STA a的无线信号的位置。STA 20-1 以及STA 20-2存在于能够检测出另一侧的BSS b的APb以及STA b的无 线信号的位置。STA 20-3存在于检测不出BSS a以及BSS b的通信的位置。基本构成与图8所示的相同，AP 10与网络100连接。
AP 10具有将所获取的发送权转让给一个以上STA并使其进行上行线 路通信的功能(上行线路发送权转让)。另外，STA 20具有将所获取的发 送权转让给AP并使其进行下行线路通信的功能(下行线路发送权转让)。
本发明的特征在于，具有进行以下处理的发送权转让终端调度部30： 为了从STA20-1～STA 20-3向AP 10进行上行线路通信而选择从AP 10转 让发送权的STA的处理、以及为了从AP 10向STA 20-1～STA20-3进行下
图2示出从AP进行基于发送权转让的上行线路通信的例子。图2的(a) 示出当在AP中存在下行数据的情况下将AP获取的发送权转让给STA的 顺序图，图2的(b)示出当在AP中没有下行数据的情况下将AP获取的 发送权转让给STA的顺序图。此外，从STA进行基于发送权转让的下行线 路通信的顺序图也是同样的，只要将图2所示的AP与STA的关系颠倒即可。
AP通过发送权转让终端调度部30的控制向指定的STA转让发送权并 使其进行上行线路通信。在AP获取发送权后发送RTS帧，并接收从对应 的STA发送的CTS帧，如图2的(a)所示，如果在AP中存在下行数据， 则在将该数据发送给STA之后将发送权转让信号发送给STA。另外，如图 2的(b)所示，如果在AP中没有下行数据，则在接收了CTS之后将发送 权转让信号发送给STA。STA通过接收发送权转让信号，基于从AP转让 的发送权而发送上行数据。这里，周边节点A、B根据AP发送的RTS或 者STA发送的CTS，将进行基于发送权转让的上行线路通信的时间包含在 内来设定NAV。
这里，重要的点是发送权转让终端调度部30的以下功能：针对在上行 线路通信中从AP转让发送权的STA、或者在下行线路通信中向AP转让发 送权的STA，考虑各STA的吞吐量来进行选择。以下，将AP 10、STA 20、 发送权转让终端调度部30的构成例与上行线路的发送权转让以及下行线路 的发送权转让的处理步骤一起进行说明。
图3示出AP10的构成例。
在图3中，AP 10包括天线11、收发部12、发送准备部13、网络通信 部14、发送权转让信号生成部15。AP 10当从外部网络经由网络通信部14 输入要在下行线路中发送的用户数据时，将该用户数据保存在发送准备部 13的存储部，收发部12通过随机访问控制获取发送权，在进行RTS/CTS 控制之后，构成数据帧并从天线11发送。这里，AP通过OFDMA(正交频域多路复用，Orthogonal frequency domain multiplexing access)或空间复用 能够具有向多个STA的发送功能，成为发送对象的STA可以是多个。
另一方面，在AP 10为了在上行线路中接收用户数据而将发送权转让 给STA 20的情况下，发送权转让信号生成部15发挥功能。发送权转让信 号生成部15当从后面叙述的发送权转让终端调度部30获取发送权转让调 度时，向发送准备部13通知向由该发送权转让调度指定的STA转让发送权。 发送准备部13如果存在下行数据，则在获取发送权并发送该下行数据之后 从收发部12对发送权转让信号进行发送(图2的(a))，如果没有下行 数据，则在获取了发送权的基础上从收发部12直接对发送权转让信号进行 发送(图2的(b))。
图4示出STA 20的构成例。
在图4中，STA 20包括天线21、收发部22、发送准备部23、网络通 信部24、发送权转让信号生成部25。当STA 20将要在上行线路中发送的 用户数据从网络通信部24保存到发送准备部23的存储部时，收发部22通 过随机访问控制来获取发送权，在进行RTS/CTS控制之后，构成数据帧并 从天线21发送。网络通信部24能够与STA内的功能块进行通信，也能够与移动通信网、有线通信、光通信、红外线通信等STA内的其他通信功能 块进行信号的输入输出。
另外，在STA 20在下行线路中接收信号的情况下，通过收发部22对 由天线21接收的信号进行解码，并经由发送准备部23输出到网络通信部 24。当在解码的信号中包含从AP10发送的发送权转让信号的情况下，将 发送准备部23的等待发送的上行数据从收发部22在上行线路中已指定的 时刻发送。
另一方面，在STA 20为了在下行线路中接收信号而将发送权转让给 AP 10的情况下，发送权转让信号生成部25发挥功能。发送权转让信号生 成部25当从后面叙述的发送权转让终端调度部30经由AP 10获取发送权 转让调度时，根据该发送权转让调度而该STA获取发送权并决定向AP 10 进行转让，并向发送准备部23进行通知。发送准备部23在存在上行数据 的情况下，在获取发送权并发送该上行数据之后，从收发部22对发送权转 让信号进行发送，发送准备部23在不存在上行数据的情况下，在获取了发 送权的基础上从收发部22直接对发送权转让信号进行发送。
图5示出发送权转让终端调度部30的构成例。
在图5中，发送权转让终端调度部30包括网络通信部31、通信质量判 断部32、发送权转让调度决定部33。通信质量判断部32收集与上行线路、 下行线路或者这两者的通信质量有关的信息。作为与通信质量有关的信息， 是上行/下行线路的帧错误率、或者上行/下行线路的发送权获取率、或者在 上行/下行线路中要求的QoS(服务质量，Quality ofService)条件、吞吐量 相对于通信量的比、或者上行/下行线路的帧重传率等。并且，通信质量判 断部32也能够收集STA的功能信息、STA的所有者的合同信息、STA的 位置信息、针对STA产生的通信和发送等待分组信息、STA使用的应用信 息，用于决定发送权转让调度。
发送权转让调度决定部33基于通信质量判断部32的通信质量信息选 择AP要转让发送权的STA、或者要向AP转让发送权的STA、或者与这两 者对应的STA，决定在分别选择的STA中设定的发送权转让调度信息，并 经由网络通信部31向AP或者STA或者两者进行通知。
在从发送权转让终端调度部30向AP 10通知发送转让调度信息时，能 够使用连接发送权转让终端调度部30和AP 10的网络的信道。在在从发送 权转让终端调度部30向STA20通知发送转让调度信息时，可以使用连接 发送权转让终端调度部30与AP 10的网络的信道、AP10与STA20之间的 无线信道，或者可以使用经由外部通信设备的信道从发送权转让终端调度 部30向STA 20进行通知。但是，当在AP 10中具备发送权转让终端调度 部30的情况下，能够不使用发送权转让终端调度部30与AP 10之间的网 络的信道而在线路内直接输入输出发送权转让调度信息。
(上行线路发送权转让)
对上行线路发送权转让进行详细的说明。
发送权转让终端调度部30选择以下STA设为从AP 10转让发送权的 “发送权转让目的地终端”：该STA是由于在上行线路中在STA自身获取 发送权的情况下能够总是检测出周边BSS的信号而获取发送权的概率非常 小、或者在接收侧的AP中与从该STA看成为隐藏终端的节点所发送的信 号冲突而通信不成功等，基于发送权获取的上行线路的通信质量降低了用 户体验的STA。
在图1的(a)的例子中，当STA 20-1想要在上行线路中获取发送权时， 可能存在因BSS b的通信而获取发送权的概率降低的情况。另外，当STA 20-3想要在上行线路中获取发送权时，由于无法检测出处于隐藏终端的关 系下的BSS a的通信，因此因在AP 10中产生信号的冲突而通信失败的概 率变高。针对这样的STA 20-1、STA 20-3，通过优先地转让AP 10获取的 发送权，能够提高用户体验。
图6示出从AP进行基于发送权转让的上行线路的处理步骤例子。
在图6中，发送权转让终端调度部30的通信质量判断部32收集上行 线路或者上行/下行线路的通信质量信息(步骤S01)。接着，发送权转让 调度决定部33基于所收集的通信质量信息来决定发送权转让调度信息，并 通知给AP 10(步骤S02)，所述发送权转让调度信息包括从AP 10转让发 送权的一个以上STA的信息或者包含一个以上STA的优选顺序的信息。 AP 10的发送权转让信号生成部15当输入发送权转让调度信息时，决定从 AP 10转让发送权的一个以上STA的组合，并向发送准备部13输出(步骤 S03)。发送准备部13决定与下行数据的有无相应的发送权转让信号的发 送方式并向收发部12进行通知(步骤S04)。收发部12在存在下行数据的 情况下，在将下行数据发送后，对发送权转让信号进行发送，在不存在下 行数据的情况下，在获取发送权后，对发送权转让信号进行发送(步骤S05)。 接收了发送权转让信号的STA 20在发送权转让信号设定的时刻发送上行线 路的用户数据(步骤S06)。
这里，对于判断出在STA中基于发送权获取的上行线路通信的吞吐量 引起用户体验的降低的情况下选择从AP转让发送权的STA的四种选择方 法，进行说明。
(发送权转让目的地终端的选择方法1)
发送权转让终端调度部30收集与来自STA的发送等待用户数据相关的 信息、请求通信信息、应用信息，其中，该STA成为AP 10的上行线路通 信的对象。然后，在各STA中，对该条件与基于发送权获取的上行线路通 信的吞吐量进行比较，从上行线路通信的吞吐量的条件最差的STA中优先 选择发送权转让目的地终端。可以根据与该STA之间的PHY(物理层)速 率、最小分组的比特量来判断通过OFDMA、空间复用分配的发送资源，并 向多个STA对象转让发送权。此时，可以从在下行线路中发送了用户数据 的STA中，选择发送权转让目的地终端。可以与在下行线路的发送目的地 无关地选择发送权转让目的地终端。
通过这样的控制，能够防止因上行线路的通信低质量而导致用户体验 降低，并将AP获取的发送权优先转让给上行线路通信变为低质量的STA。
(发送权转让目的地终端的选择方法2)
AP 10测量STA的基于发送权获取的上行线路的帧错误率，并基于该 结果，发送权转让终端调度部30优先选择帧错误率大的STA并设为发送权 转让目的地终端。由此，能够根据上行线路的帧错误率容易检测出上行线 路的条件差的情况，AP将获取的发送权优先转让给上行线路通信变为低质 量的STA。
(发送权转让目的地终端的选择方法3)
发送权转让终端调度部30评价STA的基于发送权获取的上行线路与下 行线路的通信质量，例如评价吞吐量、帧错误率，并优先选择基于发送权 获取的上行线路的通信质量比基于发送权获取的下行线路的通信质量差的 终端并设为发送权转让目的地终端。
通过这样的控制，通过进行上行/下行线路的质量比较，能够比选择方 法2更准确地检测出因隐藏终端/暴露终端问题而特定的STA处于难以获取 发送权的条件的情况，AP能够将所获取的发送权优先转让给上行线路通信 变为低质量的STA。
(发送权转让目的地终端的选择方法4)
发送权转让终端调度部30对STA的位置信息或来自STA的平均接收 功率信息、正在通信的时间信息等、与通信质量相关度高的信息进行收集， 并根据通信质量以外的信息以及到此为止的发送权转让的实际成果，基于 机械学习或经验规则来选择发送权转让目的地终端。例如，在发送权转让 终端调度部30的通信质量判断部32针对STA的场所信息而预先存储上行 线路和下行线路的吞吐量特性，能够使用位置信息决定被假定为上行线路或者下行线路的通信质量低的STA，或者在STA的场所信息与时间信息满 足一定的条件的情况下，能够判断为上行线路或者下行线路的通信质量低。 除此以外，可以根据STA的功能、所有者信息、利用的应用等直接通信以 外的信息判断通信质量，决定发送权转让调度。
通过以上的发送权转让目的地终端的选择方法，能够基于统计信息、 经验规则将AP所获取的发送权优先转让给上行线路通信变为低质量的 STA，并能够防止因上行线路通信变为低质量而导致用户体验降低。
另外，基于以上的发送权转让目的地终端的选择方法，可以针对STA 决定权重、进行发送权转让的资源的比例，可以将针对多个STA进行发送 权转让的概率、频率或时间资源块的分配，频率或时间资源块的分配方法 设定为发送权转让调度信息。
另外，发送权转让调度决定部33可以获取AP 10的周边的无线环境信 息，并根据AP 10的周边的管理外AP以及管理外STA的数量、通信状况 限制转让发送权的STA的数量、转让发送权的频率。
(下行线路发送权转让)
对下行线路发送权转让进行详细的说明。
发送权转让终端调度部30选择以下STA设为向AP10转让发送权的“发 送权转让源终端”：该STA是由于在下行线路中在AP自身获取发送权的 情况下能够总是检测出周边BSS的信号而获取发送权的概率非常小、或者 在接收侧的STA中与从该AP看成为隐藏终端的节点所发送的信号冲突而 通信不成功等，基于发送权获取的下行线路的通信质量降低了用户体验的 STA。
在图1的(b)的例子中，当AP 10想要在下行线路获取发送权时，可 能存在因BSS a的通信而获取发送权的概率降低的情况。另外，由于即使 AP 10获取发送权并向STA 20-1发送也不能检测出处于隐藏终端的关系中 的BSS b的通信，因此可能存在STA 20-1中发生分组冲突而通信失败的概 率变高的情况。通过选择这样的STA 20-1并将STA获取的发送权转让给 AP 10，能够提高下行线路的用户体验。
图7示出从STA进行基于发送权转让的下行线路通信的处理步骤例子。
在图7中，发送权转让终端调度部30的通信质量判断部32收集下行 线路或者上行/下行线路的通信质量信息(步骤S11)。接着，发送权转让 调度决定部33基于所收集的通信质量信息决定发送权转让调度信息，并经 由AP 10通知给对应的STA 20，所述发送权转让调度信息包括向AP 10转 让发送权的一个以上STA的信息或者包含一个以上STA的发送权获取条件 的信息(步骤S12)。STA 20的发送权转让信号生成部25当输入发送权转 让调度信息时，将向AP 10转让发送权的情况以及其发送权获取条件输出 给发送准备部23(步骤S13)。发送准备部23决定与上行数据的有无相应 的发送权转让信号的发送方式并向收发部22通知(步骤S14)。如果有上 行数据，则收发部22在其发送后对发送权转让信号进行发送，如果没有上 行数据，则收发部22在获取发送权后对发送权转让信号进行发送(步骤S15)。接收了发送权转让信号的AP 10在发送权转让信号设定的时刻发送 下行数据(步骤S16)。
这里，对于判断出在AP中基于发送权获取的下行线路通信的吞吐量引 起用户体验的降低或者上行线路通信的发送权获取的通信质量高的情况下 选择向AP转让发送权的STA的三种方法，进行说明。
(发送权转让源终端的选择方法1)
发送权转让终端调度部30收集与针对STA的发送等待用户数据相关的 信息、请求通信信息、应用信息，其中，该STA成为AP 10的下行线路通 信的对象。然后，在各STA中，对该条件与来自AP的基于发送权获取的 下行线路通信的吞吐量进行比较，从下行线路通信的吞吐量的条件最差的 STA中优先选择发送权转让源终端。可以使得根据与该STA之间的PHY 速率以及发送分组的比特量来判断通过OFDMA、空间复用而分配的发送资 源，并从多个STA进行下行线路通信。
(发送权转让源终端的选择方法2)
AP 10测量AP的基于发送权获取的下行线路的帧错误率，并且发送权 转让终端调度部30基于该结构从帧错误率大的STA优先选择发送权转让源 终端。
(发送权转让源终端的选择方法3)
发送权转让终端调度部30评价基于发送权获取的上行线路与下行线路 的通信质量(吞吐量、帧错误率)，并优先选择基于发送权获取的下行线 路的通信质量比基于发送权获取的上行线路的通信质量差的终端并设为发 送权转让源终端。
通过以上的发送权转让源终端的选择方法，能够基于统计信息、经验 规则从下行线路通信变为低质量的STA中优先转让发送权，并能够防止因 下行线路通信变为低质量而导致的用户体验降低。
另外，基于以上的发送权转让源终端的选择方法，能够通过发送权转 让调度信息指定STA转让发送权的频率、条件、吞吐量。例如，将退避的 竞争窗口大小指定为用于发送权转让的发送权获取、或者指示开始或结束 发送权转让的时刻、或者作为进行发送权转让的条件而使用其他的外部通 信单元的通信质量信息、STA的位置信息、STA的功能信息、STA的剩余 电量信息等，也可以控制发送权的转让以使得满足一定的吞吐量。
符号说明
10…无线基站(AP)；
11…天线；
12…收发部；
13…发送准备部；
14…网络通信部；
15…发送权转让信号生成部；
20…无线终端(STA)；
21…天线；
22…收发部；
23…发送准备部；
24…网络通信部；
25…发送权转让信号生成部；
30…发送权转让终端调度部；
31…网络通信部；
32…通信质量判断部；
33…发送权转让调度决定部；
100...网络。

Claims (8)

1.一种无线通信系统，其特征在于，
基于随机访问方式，当从无线终端向无线基站进行上行线路通信时将无线基站获取的发送权转让给无线终端，
所述无线通信系统包括：
发送权转让终端调度部，所述发送权转让终端调度部监视所述上行线路的通信质量，将表示所述上行线路的通信质量的参数比规定值差的一个以上无线终端决定为从所述无线基站转让所述发送权的发送权转让目的地终端，并将表示所述发送权转让目的地终端的发送权转让调度信息发送给所述无线基站，
所述无线基站具有以下单元：当接收到所述发送权转让调度信息时，通过所述随机访问方式获取发送权，并决定与下行数据的有无相应的发送权转让信号的发送方式，以所述发送方式将所述发送权转让信号发送给所述发送权转让目的地终端，
所述发送权转让信号表示将该发送权转让给所述发送权转让目的地终端并指示进行所述上行线路通信的时刻，
所述无线终端具有以下单元：当接收了所述发送权转让信号时，在被指示的时刻发送所述上行线路的数据帧。
2.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
所述发送权转让终端调度部是以下构成：作为表示所述上行线路的通信质量的参数，使用表示所述上行线路的通信质量相对于所述下行线路的通信质量的劣化的值、或者所述上行线路的帧错误率、或者所述上行线路的发送权获取率、或者在所述上行线路中要求的QoS(Quality of Service，服务质量)条件或者吞吐量相对于通信量的比、或者所述上行线路的帧重发率中的至少一个。
3.如权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
所述发送权转让终端调度部是以下构成：收集所述无线终端生成的通信量或者与发送等待分组相关的上行线路通信信息，当所述上行线路的通信质量比规定值差、且所述无线终端中的上行线路通信要求比规定值高时，决定为所述发送权转让目的地终端。
4.一种无线通信系统，其特征在于，
基于随机访问方式，当从无线基站向无线终端进行下行线路通信时将无线终端获取的发送权转让给无线基站，
所述发送权转让终端调度部监视所述下行线路的通信质量，将表示所述下行线路的通信质量的参数比规定值差的一个以上无线终端决定为向所述无线基站转让所述发送权的发送权转让源终端，并将表示所述发送权转让源终端的发送权转让调度信息发送给所述无线终端，
所述无线终端具有以下单元：当接收到所述发送权转让调度信息时，通过所述随机访问方式获取发送权，决定与上行数据的有无相应的发送权转让信号的发送方式，以所述发送方式将所述发送权转让信号发送给所述无线基站，
所述发送权转让信号表示将所述发送权转让给所述无线基站并指示进行所述下行线路通信的时刻，
所述无线基站具有以下单元：当接收了所述发送权转让信号时，在被指示的时刻发送所述下行线路的数据帧。
5.如权利要求4所述的无线通信系统，其特征在于，
所述发送权转让终端调度部是以下构成：作为表示所述下行线路的通信质量的参数，使用表示所述下行线路的通信质量相对于所述上行线路的通信质量的劣化的值、或者所述下行线路的帧错误率、或者在所述下行线路中要求的QoS(Quality of Service，服务质量)条件或者吞吐量相对于通信量的比、或者所述下行线路的帧重发率中的至少一个。
6.如权利要求4所述的无线通信系统，其特征在于，
所述发送权转让终端调度部是以下构成：收集从所述无线基站向所述无线终端的通信量或者与发送等待分组相关的下行线路通信信息，当所述下行线路的通信质量比规定值差、且所述无线基站中的下行线路通信要求比规定值高时，决定为所述发送权转让源终端。
7.一种无线通信方法，其特征在于，
基于随机访问方式，当从无线终端向无线基站进行上行线路通信时将无线基站获取的发送权转让给无线终端，
所述无线通信方法包括以下步骤：
监视所述上行线路的通信质量的发送权转让终端调度部将表示所述上行线路的通信质量的参数比规定值差的一个以上无线终端决定为从所述无线基站转让所述发送权的发送权转让目的地终端，并将表示所述发送权转让目的地终端的发送权转让调度信息发送给所述无线基站；
所述无线基站当接收到所述发送权转让调度信息时，通过所述随机访问方式获取发送权，并决定与下行数据的有无相应的发送权转让信号的发送方式，以所述发送方式将所述发送权转让信号发送给所述发送权转让目的地终端，
所述发送权转让信号表示将所述发送权转让给所述发送权转让目的地终端并指示进行所述上行线路通信的时刻；以及
所述无线终端当接收了所述发送权转让信号时，在被指示的时刻发送所述上行线路的数据帧。
8.一种无线通信方法，其特征在于，
基于随机访问方式，当从无线基站向无线终端进行下行线路通信时将无线终端获取的发送权转让给无线基站，
所述无线通信方法包括以下步骤：
监视所述下行线路的通信质量的发送权转让终端调度部将表示所述下行线路的通信质量的参数比规定值差的一个以上无线终端决定为向所述无线基站转让所述发送权的发送权转让源终端，并将表示所述发送权转让源终端的发送权转让调度信息发送给所述无线终端；
所述无线终端当接收到所述发送权转让调度信息时，通过所述随机访问方式获取了发送权之后，决定与上行数据的有无相应的发送权转让信号的发送方式，以所述发送方式将所述发送权转让信号发送给所述无线基站，所述发送权转让信号表示将所述发送权转让给所述无线基站，并指示进行所述下行线路通信的时刻；以及
所述无线基站当接收了所述发送权转让信号时，在被指示的时刻发送所述下行线路的数据帧。
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