CN101578905A - 无线通信系统、下位站及中间站 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线通信系统、下位站及中间站。所述无线通信系统构成为在下位站(1)中新设置了校正部(16B)，该校正部(16B)求出信道使用概率，该信道使用概率表示作为确定本中间站(1)是否起动信道确定动作的基础的概率，除了在预定期间内进行了通信的下位站数量的信息和表示进行了该通信的下位站的信道使用状况的信道使用状况记录信息外，还根据表示在整个系统中可以使用的信道容量信息的可以使用的全部通信信道信息，校正信道使用概率。

Description

无线通信系统、下位站及中间站

技术领域

本发明涉及一种无线通信系统、以及构成该无线通信系统的下位站和中间站，该无线通信系统构成为包括上位站、多个中间站和多个下位站，使多个中间站和下位站共用通信信道。

背景技术

最近，伴随无线通信技术的发展，其需求增大，也要求频率资源的有效利用及灵活的频率分配对策。作为实现灵活的频率分配的手段之一，可以考虑提供由多个移动站共用通信使用的频带的环境。开发了在这种环境下考虑单位移动站的公平性来进行控制的方法，该方法例如在工业、科研及医疗用无线频带所运用的无线LAN系统中被采用。

例如，非专利文献1提出了一种方法，以这种多个移动站共用通信信道的环境为对象，控制通信信道的使用概率使得各个移动站的利益达到公平。

非专利文献1：Y.Xing，R.Chandramouli，S.Mangold，S.Shankar，″Dynamic spectrum access in open spectrum wireless networks″，IEEEJournal on selected areas in communications(JSAC)，Vol.24，No.3，pp.626-637，March 2006

非专利文献2：H.Gintis，″Game theory evolving：A probrem-centeredintroduction to modeling strategic behavior″，Prinston Univ.press，2000

在多个移动站共用通信信道的通信环境下，各个移动站的利害对立，所以需要公平地分配通信信道的合适的信道使用概率控制方法。在现有技术中，只把各个移动站之间的利益达到均等作为控制方针。换言之，没有考虑全部移动站获取的利益的绝对值，例如在某个移动站由于某种事情主动停止发送等放弃获取自己的利益时，为了确保公平性，其他移动站的利益也被限制。因此，作为最坏的结果，有可能陷入全部移动站的利益均等为0的状况。在这种环境下，即使能确保移动站之间的公平的通信环境，从总体效率的观点考虑，也很难说能够确保良好的通信环境。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题而进行的，其目的在于，通过公平地分配移动站等下位站之间的利益，同时防止下位站的不必要的利益下降，使下位站整体的利益最大化。

为了达到上述目的，本发明涉及的无线通信系统构成为包括上位站、中间站和多个下位站，各个下位站被分配了固有的下位站ID，在下位站之间能够发送接收包括该下位站ID信息的信号，所述无线通信系统的特征在于，所述上位站构成为将所述中间站的下属可以使用的全部通信信道信息通知给该中间站，所述中间站构成为将所述可以使用的全部通信信道信息通知所述下位站，所述下位站具有：解码部，其接收从其他下位站发送的信号并解码，由此获得接收信号；下位站ID检测部，其从由所述解码部得到的接收信号中检测所述其他下位站的下位站ID；指标生成部，其生成表示应该作为测量对象的信道使用状况的信道使用状况指标信息；测量部，其从所述接收信号中测量由所述指标生成部生成的信道使用状况指标信息所表示的信道使用状况；记录部，其相对应地记录由所述下位站ID检测部检测出的所述其他下位站的下位站ID和由所述测量部测量出的该其他下位站的信道使用状况，并且输出表示在预定的数据库更新期间内进行了通信的下位站的数量的下位站数量信息和表示进行了该通信的下位站的信道使用状况的信道使用状况记录信息；更新量计算部，其根据从所述记录部输出的下位站数量信息和信道使用状况记录信息以及预定的反应系数信息，计算与表示本下位站可以使用信道的概率的信道使用概率相关的更新量；使用概率更新部，其根据所述下位站数量信息和信道使用状况记录信息、由所述中间站通知的所述可以使用的全部通信信道信息以及由所述更新量计算部计算出的更新量，更新所述信道使用概率；信道确定部，其在与所述使用概率更新部更新后的信道使用概率对应的定时，根据所述接收信号判别该时间点的信道状况，根据该信道状况确定在本下位站的通信中使用的通信信道；发送信号生成部，其根据本下位站的下位站ID信息、表示发送目的地的信号目的地信息和应该发送的发送数据，生成发送信号；和发送部，其在由所述信道确定部确定的通信信道中，发送由所述发送信号生成部生成的发送信号，所述使用概率更新部构成为包括：更新部，其根据由所述更新量计算部计算出的更新量，更新上次更新后的信道使用概率；校正部，其根据所述下位站数量信息、所述信道使用状况记录信息、所述可以使用的全部通信信道信息，校正由所述更新部更新的信道使用概率；和调整部，其调整该校正后的信道使用概率，使由所述校正部校正后的信道使用概率收敛在预定的范围内。

并且，本发明涉及的下位站被分配了固有的下位站ID，与其他下位站之间能够发送接收包括该下位站ID信息的信号，所述下位站的特征在于，所述下位站具有：解码部，其接收从其他下位站发送的信号并解码，由此获得接收信号；下位站ID检测部，其从由所述解码部得到的接收信号中检测所述其他下位站的下位站ID；指标生成部，其生成表示应该作为测量对象的信道使用状况的信道使用状况指标信息；测量部，其从所述接收信号中测量由所述指标生成部生成的信道使用状况指标信息所表示的信道使用状况；记录部，其相对应地记录由所述下位站ID检测部检测出的所述其他下位站的下位站ID和由所述测量部测量出的该其他下位站的信道使用状况，并且输出表示在预定的数据库更新期间内进行了通信的下位站的数量的下位站数量信息和表示进行了该通信的下位站的信道使用状况的信道使用状况记录信息；更新量计算部，其根据从所述记录部输出的下位站数量信息和信道使用状况记录信息以及预定的反应系数信息，计算与信道使用概率相关的更新量，该信道使用概率表示作为确定本下位站是否起动信道确定动作的基础的概率；使用概率更新部，其根据所述下位站数量信息和信道使用状况记录信息、由外部通知的可以使用的全部通信信道信息以及由所述更新量计算部计算出的更新量，更新所述信道使用概率；信道确定部，其在与所述使用概率更新部更新后的信道使用概率对应的定时，根据所述接收信号判别该时间点的信道状况，根据该信道状况确定在本下位站的通信中使用的通信信道；发送信号生成部，其根据本下位站的下位站ID信息、表示发送目的地的信号目的地信息和应该发送的发送数据，生成发送信号；和发送部，其在由所述信道确定部确定的通信信道中，发送由所述发送信号生成部生成的发送信号，所述使用概率更新部构成为包括：更新部，其根据由所述更新量计算部计算的更新量，更新上次更新后的信道使用概率；校正部，其根据所述下位站数量信息、所述信道使用状况记录信息、所述可以使用的全部通信信道信息，校正由所述更新部更新的信道使用概率；和调整部，其调整该校正后的信道使用概率，使得由所述校正部校正后的信道使用概率收敛在预定的范围内。

根据上述的发明，利用在下位站中新设置的校正部，根据下位站数量信息、信道使用状况记录信息及可以使用的全部通信信道信息，校正信道使用概率，由此在不能最大限度地利用信道容量的状况下，可以公平地分配下位站之间的利益，与此同时，防止下位站的不必要的利益下降，使多个下位站整体的利益最大化。

但是，校正部除了新设置在下位站中之外，也可以按照下面所述新设置在中间站中。

这种方式的无线通信系统构成为包括上位站、中间站和多个下位站，各个下位站被分配了固有的下位站ID，在下位站之间能够发送接收包括该下位站ID信息的信号，所述无线通信系统的特征在于，所述上位站构成为将所述中间站的下属可以使用的全部通信信道信息通知给该中间站，所述下位站具有：信号发送请求部，其向所述中间站发送信号发送请求信息，从该中间站获取在本下位站的通信中使用的通信信道信息；发送信号生成部，其根据本下位站的下位站ID信息、表示发送目的地的信号目的地信息和应该发送的发送数据，生成发送信号；和发送部，其在由所述信号发送请求部获取的通信信道信息表示的通信信道中，发送由所述发送信号生成部生成的发送信号，所述中间站具有：解码部，其接收从所述下位站发送的信号并解码，由此获得接收信号；下位站ID检测部，其从由所述解码部得到的接收信号中检测所述下位站的下位站ID；指标生成部，其生成表示应该作为测量对象的信道使用状况的信道使用状况指标信息；测量部，其从所述接收信号中测量由所述指标生成部生成的信道使用状况指标信息所表示的信道使用状况；记录部，其相对应地记录由所述下位站ID检测部检测出的所述下位站的下位站ID和由所述测量部测量出的该下位站的信道使用状况，并且输出表示在预定的数据库更新期间内进行了通信的下位站的数量的下位站数量信息和表示进行了该通信的下位站的信道使用状况的信道使用状况记录信息；更新量计算部，其根据从所述记录部输出的下位站数量信息和信道使用状况记录信息以及预定的反应系数信息，计算与信道使用概率相关的更新量，该信道使用概率表示作为确定本中间站是否起动信道确定动作的基础的概率；使用概率更新部，其根据所述下位站数量信息和信道使用状况记录信息、由所述上位站通知的所述可以使用的全部通信信道信息以及由所述更新量计算部计算出的更新量，更新所述信道使用概率；和信道确定部，其在与所述使用概率更新部更新后的信道使用概率对应的定时，根据所述接收信号判别该时间点的信道状况，根据该信道状况确定在所述下位站的通信中使用的通信信道，将通信信道信息通知给该下位站，所述使用概率更新部构成为包括：更新部，其根据由所述更新量计算部计算出的更新量，更新上次更新后的信道使用概率；校正部，其根据所述下位站数量信息、所述信道使用状况记录信息、所述可以使用的全部通信信道信息，校正由所述更新部更新的信道使用概率；和调整部，其调整该校正后的信道使用概率，使得由所述校正部校正后的信道使用概率收敛在预定的范围内。

并且，上述方式的中间站在从下位站接收到信号发送请求信息时，返回在该下位站的通信中使用的通信信道信息，该下位站被分配了固有的下位站ID，并发送包括该下位站ID信息的信号，所述中间站的特征在于，所述中间站具有：解码部，其接收从所述下位站发送的信号并解码，由此获得接收信号；下位站ID检测部，其从由所述解码部得到的接收信号中检测所述下位站的下位站ID；指标生成部，其生成表示应该作为测量对象的信道使用状况的信道使用状况指标信息；测量部，其从所述接收信号中测量由所述指标生成部生成的信道使用状况指标信息所表示的信道使用状况；记录部，其相对应地记录由所述下位站ID检测部检测出的所述下位站的下位站ID和由所述测量部测量出的该下位站的信道使用状况，并且输出表示在预定的数据库更新期间内进行了通信的下位站的数量的下位站数量信息和表示进行了该通信的下位站的信道使用状况的信道使用状况记录信息；更新量计算部，其根据从所述记录部输出的下位站数量信息和信道使用状况记录信息以及预定的反应系数信息，计算与信道使用概率相关的更新量，该信道使用概率表示作为确定本中间站是否起动信道确定动作的基础的概率；使用概率更新部，其根据所述下位站数量信息和信道使用状况记录信息、由外部通知的可以使用的全部通信信道信息以及由所述更新量计算部计算出的更新量，更新所述信道使用概率；和信道确定部，其在与所述使用概率更新部更新后的信道使用概率对应的定时，根据所述接收信号判别该时间点的信道状况，根据该信道状况确定在所述下位站的通信中使用的通信信道，将通信信道信息通知给该下位站，所述使用概率更新部构成为包括：更新部，其根据由所述更新量计算部计算出的更新量，更新上次更新后的信道使用概率；校正部，其根据所述下位站数量信息、所述信道使用状况记录信息、所述可以使用的全部通信信道信息，校正由所述更新部更新的信道使用概率；和调整部，其调整该校正后的信道使用概率，使得由所述校正部校正后的信道使用概率收敛在预定的范围内。

根据这些发明，利用在中间站中新设置的校正部，根据下位站数量信息、信道使用状况记录信息及可以使用的全部通信信道信息，校正信道使用概率，由此在不能最大限度地利用信道容量的状况下，可以公平地分配下位站之间的利益，与此同时，防止下位站的不必要的利益下降，使多个下位站整体的利益最大化。

另外，在本发明涉及的下位站中，优选所述测量部构成为还测量发送信号的冲突状况，把测量结果作为信道冲突状况信息输出，所述记录部构成为还记录并输出所述信道冲突状况信息，所述校正部构成为根据所述下位站数量信息、所述信道使用状况记录信息、所述可以使用的全部通信信道信息及所述信道冲突状况信息，校正由所述更新部更新的信道使用概率。

同样，在本发明涉及的中间站中，优选所述测量部构成为还测量发送信号的冲突状况，把测量结果作为信道冲突状况信息输出，所述记录部构成为还记录并输出所述信道冲突状况信息，所述校正部构成为根据所述下位站数量信息、所述信道使用状况记录信息、所述可以使用的全部通信信道信息及所述信道冲突状况信息，校正由所述更新部更新的信道使用概率。

根据这种下位站或中间站，可以进行考虑了信号的冲突状况的信道使用概率信息的控制，可以实现更合适的信道使用概率控制。

另外，本发明涉及的无线通信系统中的指标生成部也可以构成为，生成表示下位站的信道使用时间的信道使用状况指标信息，来作为所述应该成为测量对象的信道使用状况。

并且，作为上述的改良方式，指标生成部也可以构成为，生成表示下位站的信道使用时间与使用带宽之积的信道使用状况指标信息，作为所述应该成为测量对象的信道使用状况。该情况时，根据各个下位站使用的应用的性质，在必要的通信时间与使用带宽的组合千差万别的环境下，也能够确保各个下位站之间的公平性。

另外，作为上述的改良方式，指标生成部也可以构成为，生成表示对应于信号到达距离的值与下位站的信道使用时间和使用带宽之积的信道使用状况指标信息，来作为所述应该成为测量对象的信道使用状况。该情况时，在各个下位站之间，发送输出功率因为各个下位站使用的通信方式不同等而不同，结果，在发送输出功率相对较高的下位站进行信号发送的期间，在比较宽的范围中，发送输出功率相对较低的其他下位站不能使用在该发送中使用的信道，在这种通信环境下，也能够确保各个下位站之间的公平性。

根据本发明，通过公平地分配下位站之间的利益，防止下位站的不必要的利益下降，可以使下位站整体的利益最大化。

附图说明

图1是各个实施方式中的无线通信系统的结构图。

图2是第1实施方式中的下位站的结构图。

图3是第1、第2实施方式中的校正部的结构图。

图4是表示第1实施方式的无线通信系统中的动作的流程图。

图5是第2实施方式中的中间站的结构图。

图6是第2实施方式中的下位站的结构图。

图7是表示第2实施方式的无线通信系统中的动作的流程图。

图8是第3实施方式中的下位站的结构图。

图9是第3实施方式中的校正部的结构图。

图10是第3实施方式的变形例中的中间站的结构图。

图11是下位站和中间站的硬件结构图。

图12是表示本发明的效果的图。

标号说明

1：下位站；1S：信号发送请求部；2：中间站；3：上位站；4：无线通信系统；10：解码部；11：下位站ID检测部；12：测量部；13指标生成部；14：记录部；15：更新量计算部；16：使用概率更新部；16A：加法部；16B：校正部；16C：调整部；17：信道确定部；18、18A：发送部；19、19A：发送信号生成部；20：解码部；21：下位站ID检测部；22：测量部；23：指标生成部；24：记录部；25：更新量计算部；26：使用概率更新部；26A：加法部；26B：校正部；26C：调整部；27：信道确定部；28：服务区登记部；51：校正系数生成部；52：乘法部；101：CPU；102：主存储部；103：辅助存储部；104：通信控制部；105：显示部；106：操作部。

具体实施方式

(第1实施方式)

如图1所示，本实施方式涉及的无线通信系统4构成为包括多个下位站1A、1B、1C(以下统称为“下位站1”)、管理位于服务区内的下位站的服务区状况的中间站2和管理可以使用的通信信道信息的上位站3。另外，以下把通信信道简称为“信道”。

上位站3具有将可以使用的全部信道信息(即全部下位站可以使用的信道容量信息)通知给中间站2的功能。下位站1被分配了固有的下位站ID，可以向中间站2和其他下位站1发送包括了该下位站ID信息的信号。中间站2具有以下功能，即：接收从某个下位站1发送的数据信号，使用该数据信号中包含的下位站ID信息进行该下位站1的服务区登记，在登记完成后，进行针对该下位站1的登记完成通知和该下位站1可以使用的全部信道信息的通知。

第1实施方式是这样一种实施方式，即：在下位站1中新设置校正部16B，该校正部16B根据下位站数量信息、信道使用状况记录信息和可以使用的全部通信信道信息来校正信道使用概率，由此在不能最大限度地利用信道容量的状况下，可以公平地分配下位站之间的利益，与此同时，防止下位站的不必要的利益下降，使下位站整体的利益最大化。另外，在本实施方式中，为了简化说明，假设各个下位站1位于一个中间站2的下属服务区内，并共用一个通信信道进行通信的状况。

以下使用图2说明下位站1的结构。如图2所示，下位站1具有：解码部10，其接收从其他下位站发送的信号并解码，从而获得接收信号；下位站ID检测部11，其从由解码部10得到的接收信号中检测其他下位站的下位站ID；指标生成部13，其生成表示应该作为测量对象的信道使用状况的信道使用状况指标信息；测量部12，其从接收信号中测量由指标生成部13生成的信道使用状况指标信息所表示的信道使用状况；记录部14，其相对应地记录由下位站ID检测部11检测的其他下位站的下位站ID和由测量部12测量的该其他下位站的信道使用状况，并且输出表示在预定的数据库更新期间内进行了通信的下位站的数量的下位站数量信息和表示进行了该通信的下位站的信道使用状况的信道使用状况记录信息；更新量计算部15，其根据从记录部14输出的下位站数量信息和信道使用状况记录信息以及预定的反应系数信息，计算与表示本下位站可以使用信道的概率的信道使用概率相关的更新量；使用概率更新部16，其根据下位站数量信息和信道使用状况记录信息、由中间站通知的可以使用的全部通信信道信息以及由更新量计算部15计算的更新量来更新信道使用概率；信道确定部17，其在与概率更新部16更新后的信道使用概率对应的定时，根据接收信号来判别该时间点的信道状况，根据该信道状况确定在本下位站的通信中使用的通信信道；发送信号生成部19，其根据本下位站的下位站ID信息、表示发送目的地的信号目的地信息和应该发送的发送数据来生成发送信号；和发送部18，其在由信道确定部17确定的通信信道中，发送由发送信号生成部19生成的发送信号。

其中，指标生成部13生成表示“下位站的信道使用时间”的信道使用状况指标信息，作为应该作为测量对象的信道使用状况。

并且，更新量计算部15按照下面所述计算与信道使用概率相关的更新量，以使各个下位站之间的满足度达到公平。具体地讲，首先把信道使用量定义为“利益”，使用效用函数将该满足度数值化，把表示该满足度的值在下位站之间相同的状况定义为公平的状态。然后，根据信道使用状况信息计算当前各个下位站的满足度，并比较它们。这里，在推测是不公平的状态(即，各个下位站的满足度产生预定量以上的差异的状态)时，计算针对当前的信道使用概率的更新量，以消除该不公平的状态，输出通过该计算得到的信道使用概率更新量信息。这种控制例如可以使用以下算式来实现。

现在，把第i个下位站的利益设为x_i，把其他下位站的利益设为x_j，把下位站数量设为n，各个下位站的效用函数可以表示为下式(1)。

[式1]

$U\left(x_i\right)=x_i-\frac{1}{n-1}\left[({\mathrm{\α}}_i\underset{x_j>x_i}{\mathrm{\Σ}}(x_j-x_{1,i})+{\mathrm{\β}}_i\underset{x_i>x_j}{\mathrm{\Σ}}(x_i-x_j))\right]---\left(1\right)$

其中，α_i是对利益比本下位站高的下位站预先设定的反应系数，β_i是对利益比本下位站低的下位站预先设定的反应系数。根据非专利文献2，根据经验得知，通过设定为α_i＞β_i＞0，可以构建稳定的系统。

按照上述的效用函数，信道使用概率更新量信息ΔP_i可以根据下式(2)算出。

[式2]

$\mathrm{\Δ}{P}_i=\frac{{\mathrm{\α}}_i}{n-1}\underset{x_j>x_i}{\mathrm{\Σ}}(x_j-x_i)-\frac{{\mathrm{\β}}_i}{n-1}\underset{x_i>x_j}{\mathrm{\Σ}}(x_i-x_j)---\left(2\right)$

这样由更新量计算部15计算出的信道使用概率更新量信息被输入到使用概率更新部16中。

下面，说明作为本发明的主要部分的使用概率更新部16的结构。

如图2所示，使用概率更新部16构成为包括：加法部16A(更新部)，将由更新量计算部15计算出的更新量和前一次更新后的信道使用概率相加，从而进行信道使用概率的更新；校正部16B，其根据下位站数量信息、信道使用状况记录信息、可以使用的全部通信信道信息来校正由加法部16A更新后的信道使用概率；调整部16C，其调整该校正后的信道使用概率，使由校正部16B校正后的信道使用概率收敛在预定的范围内；和保存部16D，其保存(存储)由调整部16C输出的调整后的信道使用概率信息，并反馈给加法部16A。

其中，校正部16B具有以下功能，即：验证整体的信道容量是否足够使用，在不够使用时，校正由加法部16A更新后的信道使用概率信息。图3表示校正部16B的结构例。

校正部16B构成为包括校正系数生成部51和乘法器52。其中，校正系数生成部51使用信道使用状况信息x_i、下位站数量信息及可以使用的全部信道信息，输出信道使用概率校正系数信息C_{tx_prob}。具体地讲，在把可以使用的全部信道信息设为Capa_all时，信道使用概率校正系数信息C_{tx_prob}可以根据下式(3)求出。

[式3]

$C_{\mathrm{tx}\_\mathrm{prob}}=\frac{{\mathrm{Capa}}_{\mathrm{all}}}{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{x}_i}---\left(3\right)$

由此，在全部信道被任一个下位站使用时，C_{tx_prob}＝1，在存在未被使用的信道时，C_{tx_prob}＞1。

利用乘法器52将上述的信道使用概率校正系数信息和信道使用概率信息P_i(t)相乘，从而校正信道使用概率信息P_i(t)。校正后的信道使用概率信息P_i’(t)可以利用下式(4)求出。

[式4]

p_t′(t)＝C_{tx_prob}p_i(t)    (4)

由此，在全部信道被任一个下位站使用时，C_{tx_prob}＝1，校正后的信道使用概率信息P_i’(t)与信道使用概率信息P_i(t)成为相同的值，所以实际上没有进行校正。

另一方面，在存在未被使用的信道时，C_{tx_prob}＞1，所以校正后的信道使用概率信息P_i’(t)被校正成为大于信道使用概率信息P_i(t)的值。

并且，在把与信道使用概率信息的大小范围相关的最大值、最小值分别设为P_Max、P_Min时，在调整部16C中进行基于下式(5)的调整处理。

[式5]

p_i(t)＝max(P_Min，min(P_Max，(p_i(t-1)+ΔP_i)))  (5)

其中，max()、min()分别表示选择最大值、最小值的动作，P_Max、P_Min都是0以上、1以下的值。在已预先判明利益与信道使用概率的关系的情况下，可以根据该关系性来计算合适的值。这样，导出下一次发送时的信道使用概率信息P_i(t)。

另外，具有以上所述的功能的下位站1的硬件结构例如如图11所示构成为包括：执行操作系统和应用程序等的CPU 101；由ROM和RAM构成的主存储部102；由存储器等构成的辅助存储部103；进行通信的全部控制的通信控制部104；由液晶监视器等构成的显示部105；以及由进行文字/数字输入和执行指示的键构成的操作部106。使用图2说明的各个功能是通过如下方式实现的，即：向图11所示的CPU 101和主存储部102上读入预定的软件，在CPU 101的控制下使通信控制部104动作，同时进行主存储部102和辅助存储部103中的数据的读出和写入。

(第1实施方式的无线通信系统的动作)

下面，使用图4说明第1实施方式的无线通信系统的动作。

上位站3预先将中间站2的下属可以使用的全部信道信息通知给中间站2(图4的步骤S1)。下位站1为了将自身存在的情况通知给中间站2，向中间站2发送该下位站1固有的下位站ID信息(步骤S2)。中间站2接收到该下位站ID信息后，根据该下位站ID信息进行该下位站1的服务区登记，在该服务区登记完成后，将登记完成通知和上述可以使用的全部通信信道信息通知给该下位站1(步骤S3)。此时，由中间站2通知的可以使用的全部通信信道信息也可以记录在下位站1的记录部14中。

在下位站1中等待接收时执行以下处理。解码部10接收从其他下位站发送的信号(包括该其他下位站的下位站ID信息的信号)并解码，从而获得接收信号(步骤S4)。下位站ID检测部11从接收信号中检测其他下位站的下位站ID(步骤S5)。

然后，指标生成部13生成表示应该作为测量对象的信道使用状况的信道使用状况指标信息，测量部12从接收信号中测量由该信道使用状况指标信息表示的信道使用状况(步骤S6)。这里，指标生成部13可以生成表示下位站的信道使用时间的信道使用状况指标信息，作为应该作为测量对象的信道使用状况。由测量部12测量的信道使用状况作为信道使用状况信息，被输出给记录部14和信道确定部17。

记录部14将由下位站ID检测部11检测出的其他下位站的下位站ID和由测量部12测量出的该其他下位站的信道使用状况相对应地记录在内置的数据库中(步骤S7)。记录部14使用预定的数据库更新期间信息定期将上述数据库初始化，或者，使用从最新信息向前追溯到该数据库更新期间的过去信息来更新上述数据库，但是，在步骤S7的记录之后，记录部14向校正部16B输出表示在数据库更新期间内进行了通信的下位站的数量的下位站数量信息和表示进行了该通信的下位站的信道使用状况的信道使用状况记录信息。

并且，更新量计算部15根据从记录部14输出的下位站数量信息和信道使用状况记录信息以及反应系数信息，按照前面的所述，计算与信道使用概率相关的更新量(步骤S8)。

在使用概率更新部16中，加法部16A将由更新量计算部15计算出的更新量和前一次更新后的信道使用概率相加，从而进行信道使用概率的更新(步骤S9)。

然后，校正部16B按照前面所述，根据下位站数量信息、信道使用状况记录信息和可以使用的全部通信信道信息，校正由加法部16A更新的信道使用概率(步骤S10)。

另外，调整部16C按照前面所述调整该校正后的信道使用概率，使由校正部16B校正后的信道使用概率收敛在预定的范围内(步骤S11)。

在下位站1中，在发送时执行以下处理。发送信号生成部19根据本下位站的下位站ID信息、表示发送目的地的信号目的地信息和应该发送的发送数据来生成发送信号(步骤S12)。具体地讲，发送信号生成部19生成应该发送的信号作为数字信号，把想要发送该信号的中间站的ID信息和接收者(目的地下位站)的目的地信息作为信号目的地信息，赋予给该数字信号。另外，目的地信息例如也可以采用接收者的ID地址等。然后，发送信号生成部19通过赋予作为发送方的本站的下位站ID信息，可以生成发送信号。

并且，信道确定部17在与概率更新部16更新后的信道使用概率对应的定时，起动在本下位站的通信中使用的信道的确定动作(步骤S13)。此处的信道的确定动作指根据信道状况信息判别该时间点的信道使用状况，根据该信道状况确定信道的动作。例如，为了避免与其他下位站的通信冲突，接收某个信道中的信号并测定该信号的接收强度，判定该接收强度是否大于事先设定的阈值，由此判定有无正在使用该信道的其他下位站。即，在该接收强度大于事先设定的阈值时，判定为存在正在使用该信道的其他下位站，在该接收强度小于等于事先设定的阈值时，判定为不存在正在使用该信道的其他下位站(该信道具有空闲)。这里，在判定为不存在正在使用该信道的其他下位站(该信道具有空闲)时，信道确定部17确定实际使用该信道发送信号。如此进行信道的确定。

另外，发送部18在上述所确定的通信信道中，发送上述生成的发送信号(步骤S14)。

根据以上的第1实施方式，利用在下位站1中新设置的校正部16B，根据下位站数量信息、信道使用状况记录信息及可以使用的全部通信信道信息来校正信道使用概率，由此在不能最大限度地利用信道容量的状况下，可以公平地分配下位站之间的利益，与此同时，防止下位站的不必要的利益下降，使下位站整体的利益最大化。

(第2实施方式)

第2实施方式是这样一种实施方式，即：在中间站2中新设置校正部26B，该校正部26B根据下位站数量信息、信道使用状况记录信息及可以使用的全部通信信道信息来校正信道使用概率，由此在不能最大限度地利用信道容量的状况下，可以公平地分配下位站之间的利益，与此同时，防止下位站的不必要的利益下降，使下位站整体的利益最大化。

另外，在第2实施方式中作为前提的无线通信系统4的结构与第1实施方式相同，所以省略无线通信系统4的结构的说明。

下面，依次说明中间站2的结构、下位站1的结构、无线通信系统4中的处理动作。

首先，使用图5说明中间站2的结构。如图5所示，中间站2具有：解码部20，其接收从下位站发送的信号并解码，从而获得接收信号；下位站ID检测部21，其从由解码部20得到的接收信号中检测下位站的下位站ID；服务区登记部28，其根据由下位站ID检测部21检测出的下位站的下位站ID信息，进行该下位站的服务区登记，在该服务区登记完成后，向该下位站通知登记完成通知；指标生成部23，其生成表示应该作为测量对象的信道使用状况的信道使用状况指标信息；测量部22，其从接收信号中测量由指标生成部23生成的信道使用状况指标信息所表示的信道使用状况；记录部24，其相对应地记录由下位站ID检测部21检测出的下位站的下位站ID和由测量部22测量出的该下位站的信道使用状况，并且输出表示在预定的数据库更新期间内进行了通信的下位站的数量的下位站数量信息和表示进行了该通信的下位站的信道使用状况的信道使用状况记录信息；更新量计算部25，其根据从记录部24输出的下位站数量信息和信道使用状况记录信息以及预定的反应系数信息，计算与信道使用概率相关的更新量，该信道使用概率表示作为确定本中间站是否起动信道确定动作的基础的概率；使用概率更新部26，其根据下位站数量信息和信道使用状况记录信息、由上位站通知的可以使用的全部通信信道信息、以及由更新量计算部25计算的更新量，更新信道使用概率；和信道确定部27，其在与概率更新部26更新后的信道使用概率对应的定时，根据接收信号来判别该时间点的信道状况，根据该信道状况确定在下位站的通信中使用的通信信道，将通信信道信息通知给该下位站。

其中，指标生成部23生成表示“下位站的信道使用时间”的信道使用状况指标信息，作为应该作为测量对象的信道使用状况。

并且，更新量计算部25按照下面所述计算与信道使用概率相关的更新量，以使各个下位站之间的满足度达到公平。具体地讲，首先把信道使用量定义为“利益”，使用效用函数将该满足度数值化，把表示该满足度的值在下位站之间相同的状况定义为公平的状态。然后，根据信道使用状况信息计算当前各个下位站的满足度，并比较它们。这里，在推测是不公平的状态(即各个下位站的满足度产生预定量以上的差异的状态)时，计算针对当前的信道使用概率的更新量，以消除该不公平的状态，输出通过该计算得到的信道使用概率更新量信息。这种控制例如可以使用以下算式来实现。

现在，把第i个下位站的利益设为x_i，把其他下位站的利益设为x_j，把下位站数量设为n，各个下位站的效用函数可以表示为下式(6)。

[式6]

$U\left(x_i\right)=x_i-\frac{1}{n-1}\left[({\mathrm{\α}}_i\underset{x_j>x_i}{\mathrm{\Σ}}(x_j-x_{1,i})+{\mathrm{\β}}_i\underset{x_i>x_j}{\mathrm{\Σ}}(x_i-x_j))\right]---\left(6\right)$

其中，α_i是对利益比本下位站高的下位站预先设定的反应系数，β_i是对利益比本下位站低的下位站预先设定的反应系数。根据非专利文献2，根据经验得知，通过设定为α_i＞β_i＞0，可以构建稳定的系统。

按照上述的效用函数，信道使用概率更新量信息ΔP_i可以根据下式(7)算出。

[式7]

$\mathrm{\Δ}{P}_i=\frac{{\mathrm{\α}}_i}{n-1}\underset{x_j>x_i}{\mathrm{\Σ}}(x_j-x_i)-\frac{{\mathrm{\β}}_i}{n-1}\underset{x_i>x_j}{\mathrm{\Σ}}(x_i-x_j)---\left(7\right)$

这样由更新量计算部25计算出的信道使用概率更新量信息被输入给使用概率更新部26。

下面，说明作为本发明的主要部分的使用概率更新部26的结构。

如图5所示，使用概率更新部26构成为包括：加法部26A(更新部)，将由更新量计算部25计算出的更新量和前一次更新后的信道使用概率相加，从而进行信道使用概率的更新；校正部26B，其根据下位站数量信息、信道使用状况记录信息、可以使用的全部通信信道信息，校正由加法部26A更新后的信道使用概率；调整部26C，其调整该校正后的信道使用概率，使由校正部26B校正后的信道使用概率收敛在预定的范围内；和保存部26D，其保存(存储)由调整部26C输出的调整后的信道使用概率信息，并反馈给加法部26A。

其中，校正部26B具有以下功能，即：验证整体的信道容量是否足够使用，在不够使用时，校正由加法部26A更新后的信道使用概率信息。校正部26B的结构与图3所示的第1实施方式的校正部16B相同。

校正部26B构成为包括校正系数生成部51和乘法器52。其中，校正系数生成部51使用信道使用状况信息x_i、下位站数量信息及可以使用的全部信道信息，输出信道使用概率校正系数信息C_{tx_prob}。具体地讲，在把可以使用的全部信道信息设为Capa_all时，信道使用概率校正系数信息C_{tx_prob}可以根据下式(8)求出。

[式8]

$C_{\mathrm{tx}\_\mathrm{prob}}=\frac{{\mathrm{Capa}}_{\mathrm{all}}}{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{x}_i}---\left(8\right)$

由此，在全部信道被任一个下位站使用时，C_{tx_prob}＝1，在存在未被使用的信道时，C_{tx_prob}＞1。

利用乘法器52将上述的信道使用概率校正系数信息和信道使用概率信息P_i(t)相乘，从而校正信道使用概率信息P_i(t)。校正后的信道使用概率信息P_i’(t)可以利用下式(9)求出。

[式9]

p_i′(t)＝C_{tx_prob}p_i(t)    (9)

由此，在全部信道被任一个下位站使用时，C_{tx_prob}＝1，校正后的信道使用概率信息P_i’(t)与信道使用概率信息P_i(t)成为相同的值，所以实际上没有进行校正。

另一方面，在存在未被使用的信道时，C_{tx_prob}＞1，所以校正后的信道使用概率信息P_i’(t)被校正成为大于信道使用概率信息P_i(t)的值。

并且，在把与信道使用概率信息的大小范围相关的最大值、最小值分别设为P_Max、P_Min时，在调整部26C中进行基于下式(10)的调整处理。

[式10]

p_i(t)＝max(P_Min，min(P_Max，(p_i(t-1)+ΔP_i)))  (10)

其中，max()、min()分别表示选择最大值、最小值的动作，P_Max、P_Min都是0以上、1以下的值。在已预先判明利益与信道使用概率的关系的情况下，可以根据该关系性来计算合适的值。这样，导出下一次发送时的信道使用概率信息P_i(t)。

下面，使用图6说明下位站1的结构。如图6所示，下位站1具有：信号发送请求部1S，其向中间站2发送信号发送请求信息，从该中间站2获取在本下位站1的通信中使用的通信信道信息；发送信号生成部19A，其根据本下位站1的下位站ID信息、表示发送目的地的信号目的地信息和应该发送的发送数据，生成发送信号；和发送部18A，其在由信号发送请求部1S获取的通信信道信息表示的通信信道中，发送由发送信号生成部19A生成的发送信号。

另外，具有以上功能的中间站2和下位站1的硬件结构例如如图11所示构成为包括：执行操作系统和应用程序等的CPU 101；由ROM和RAM构成的主存储部102；由存储器等构成的辅助存储部103；进行通信的全部控制的通信控制部104；由液晶监视器等构成的显示部105；以及由进行文字/数字输入和执行指示的键构成的操作部106。使用图5和图6说明的各个功能是通过如下方式实现的，即：向图11所示的CPU 101和主存储部102上读入预定的软件，在CPU 101的控制下使通信控制部104动作，同时进行主存储部102和辅助存储部103中的数据的读出和写入。

(第2实施方式的无线通信系统的动作)

下面，使用图7说明第2实施方式的无线通信系统的动作。

上位站3预先将中间站2的下属可以使用的全部信道信息通知给中间站2(图7的步骤S21)。此时，由上位站3通知的可以使用的全部通信信道信息也可以记录在记录部24中。

下位站1为了将自身存在的情况通知给中间站2，向中间站2发送该下位站1固有的下位站ID信息(步骤S22)。中间站2接收到该下位站ID信息后，根据该下位站ID信息进行该下位站1的服务区登记，在该服务区登记完成后，将登记完成通知和上述可以使用的全部通信信道信息通知给该下位站1(步骤S23)。

然后，下位站1的信号发送请求部1S向中间站2发送信号发送请求信息后(步骤S24)，在中间站2中，在解码部20接收并解码信号发送请求信息后，信道确定部27在与使用概率更新部26前一次更新后的信道使用概率对应的定时，起动在进行了上述信号发送请求的下位站1的通信中使用的信道的确定动作(步骤S25)。这里的信道确定动作，指根据信道状况信息来判别该时间点的信道使用状况，根据该信道状况来确定信道的动作。例如，为了避免通信冲突，接收某个信道中的信号并测定该信号的接收强度，判定该接收强度是否大于事先设定的阈值，由此判定有无正在使用该信道的其他下位站。即，在该接收强度大于实现设定的阈值时，判定为存在正在使用该信道的其他下位站，在该接收强度小于等于事先设定的阈值时，判定为不存在正在使用该信道的其他下位站(该信道具有空闲)。这里，在判定为不存在正在使用该信道的其他下位站(该信道具有空闲)时，信道确定部27确定实际使用该信道发送信号。信道确定部27如此进行信道的确定，并将该信道信息通知给下位站1。

在下位站1中，当信号发送请求部1S接收到该信道信息时，发送信号生成部19A根据本下位站的下位站ID信息、表示发送目的地的信号目的地信息和应该发送的发送数据，生成发送信号(步骤S26)。具体地讲，发送信号生成部19A生成应该发送的信号作为数字信号，把想要发送该信号的中间站的ID信息和接收者(目的地下位站)的目的地信息作为信号目的地信息，赋予到该数字信号中。另外，目的地信息例如也可以采用接收者的ID地址等。然后，发送信号生成部19A通过赋予作为发送方的本站的下位站ID信息，可以生成发送信号。

并且，发送部18A在被通知的通信信道中，发送上述生成的发送信号(步骤S27)。

另一方面，在中间站2中，解码部20接收并解码上述的发送信号，从而获得接收信号(步骤S28)，下位站ID检测部21从接收信号中检测发件方的下位站1的下位站ID(步骤S29)。

然后，指标生成部23生成表示应该作为测量对象的信道使用状况的信道使用状况指标信息，测量部22从接收信号中测量由该信道使用状况指标信息所表示的信道使用状况(步骤S30)。这里，指标生成部23可以生成表示下位站的信道使用时间的信道使用状况指标信息，作为应该作为测量对象的信道使用状况。由测量部22测量出的信道使用状况作为信道使用状况信息，被输出给记录部24和信道确定部27。

记录部24将由下位站ID检测部21检测出的下位站1的下位站ID和由测量部22测量出的该下位站1的信道使用状况相对应地记录在内置的数据库中(步骤S31)。记录部24使用预定的数据库更新期间信息定期将上述数据库初始化，或者，使用从最新信息向前追溯到该数据库更新期间的过去信息，更新上述数据库，但是，在步骤S31的记录之后，记录部24向校正部26B输出表示在数据库更新期间内进行了通信的下位站的数量的下位站数量信息和表示进行了该通信的下位站的信道使用状况的信道使用状况记录信息。

并且，更新量计算部25根据从记录部24输出的下位站数量信息和信道使用状况记录信息以及反应系数信息，按照前面所述，计算与信道使用概率相关的更新量(步骤S32)。

在使用概率更新部26中，加法部26A将由更新量计算部25计算出的更新量和前一次更新后的信道使用概率相加，进行信道使用概率的更新(步骤S33)。

然后，校正部26B按照前面所述，根据下位站数量信息、信道使用状况记录信息和可以使用的全部通信信道信息，校正由加法部26A更新后的信道使用概率(步骤S34)。

另外，调整部26C按照前面所述调整该校正后的信道使用概率，使由校正部26B校正后的信道使用概率收敛在预定的范围内(步骤S35)。调整后的信道使用概率信息从调整部26C输出给信道确定部27，并由信道确定部27保存，在下一次的步骤S25的处理中使用。

根据以上所述的第2实施方式，利用在中间站2中新设置的校正部26B，根据下位站数量信息、信道使用状况记录信息及可以使用的全部通信信道信息来校正信道使用概率，由此在不能最大限度地利用信道容量的状况下，可以公平地分配下位站之间的利益，与此同时，防止下位站的不必要的利益下降，使下位站整体的利益最大化。

(第3实施方式)

第3实施方式与第1实施方式的不同之处是：使第1实施方式的下位站1的校正部16B除了根据下位站数量信息、信道使用状况记录信息及可以使用的全部通信信道信息外，也根据后面叙述的信道冲突状况信息来校正信道使用概率。

在前面叙述的第1实施方式中，在各个下位站的利益是比较小的值而且均衡的情况下，假设还有增大信道使用概率的余地时，校正信道使用概率信息。与此相对，第3实施方式是用于应对以下情况的实施方式，即：尽管信道使用概率已经非常高，但由于产生信号冲突，致使各个下位站的利益比较低。

第3实施方式的下位站1如图8所示，测量部12构成为还测量发送信号的冲突状况，把测量结果作为信道冲突状况信息输出，记录部14构成为还记录并输出信道冲突状况信息，校正部16B构成为根据下位站数量信息、信道使用状况记录信息、可以使用的全部通信信道信息及信道冲突状况信息，校正由加法部16A更新的信道使用概率。

其中，校正部16B的校正系数生成部51如图9所示，除了下位站数量信息、信道使用状况记录信息和可以使用的全部通信信道信息外，还使用信道冲突状况信息，生成并输出信道使用概率校正系数信息C_{tx_prob}。下面，对信道使用概率校正系数信息C_{tx_prob}的生成(此处为计算)进行说明。

现在，在计算信道使用概率校正系数信息C_{tx_prob}时，把第i个下位站的加权系数设为C_i时，C_{tx_prob}可以根据下式(11)求出。

[式11]

$C_{\mathrm{tx}\_\mathrm{prob}}=\frac{{C_i\mathrm{Capa}}_{\mathrm{all}}}{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{x}_{\mathrm{est}\_i}}---\left(11\right)$

在C_i中进行以下设定，例如在由于本下位站的发送信号与其他下位站的发送信号的冲突等，与预测利益信息相比实际利益较少时，减少信道使用概率。关于这种状况，考虑其原因是信道使用概率过高，所以需要根据由于信号冲突而消耗的利益量来减少信道使用概率。现在，把由于信号冲突而消耗的利益量设为Capa_collision时，C_i例如可以根据下式(12)设定。

[式12]

$C_i=\frac{{\mathrm{Capa}}_{\mathrm{all}}-{\mathrm{Capa}}_{\mathrm{collision}}}{{\mathrm{Capa}}_{\mathrm{all}}}---\left(12\right)$

或者，可以通过均衡因信号冲突造成的利益损失和伴随信道未使用造成的利益损失来设计C_{tx_prob}。现在，把伴随信道未使用造成的利益损失量设为Capa_blank时，C_{tx_prob}也可以根据下式(13)设计。其中，γ是信号冲突量相对于未使用信道量的折减系数，并被设定成为过度降低信号冲突的结果也不会出现哪一个下位站停止信号发送的情况。

[式13]

$C_{\mathrm{tx}\_\mathrm{prob}}=\frac{{\mathrm{Capa}}_{\mathrm{all}}-\mathrm{\γ}{\mathrm{Capa}}_{\mathrm{collision}}}{{\mathrm{Capa}}_{\mathrm{all}}-{\mathrm{Capa}}_{\mathrm{blank}}}---\left(13\right)$

这样，在第3实施方式中，下位站1进行考虑了信号的冲突状况的信道使用概率信息控制，由此可以实现更合适的信道使用概率控制。

另外，第2实施方式的中间站2的校正部26B构成为，除了下位站数量信息、信道使用状况记录信息和可以使用的全部通信信道信息外，也根据信道冲突状况信息来校正信道使用概率。该情况时，如图10所示，中间站2的测量部22构成为还测量发送信号的冲突状况，把测量结果作为信道冲突状况信息输出，记录部24构成为还记录并输出信道冲突状况信息，校正部26B构成为根据下位站数量信息、信道使用状况记录信息、可以使用的全部通信信道信息及信道冲突状况信息，校正由加法部26A更新后的信道使用概率。校正部26B的校正系数生成部51的结构与图9所示的结构相同。

该情况下也是，中间站2进行考虑了信号的冲突状况的信道使用概率信息控制，由此可以实现更合适的信道使用概率控制。

(第4实施方式)

在第1、第2实施方式中，把使用状况测量指标信息定义为“下位站使用通信信道的时间”，与此相比，本实施方式使用下位站的使用时间和使用带宽来生成使用状况测量指标信息，这一点是不同的。

根据各个下位站使用的应用的性质，所需要的通信时间与使用带宽的组合千差万别。例如，既有像语音通话那样想要在比较狭窄的频带中长时间连续发送的下位站，也存在像传输大容量数据那样想要在宽频带中以较短时间发送信号的下位站。

在这种环境下，为了确保各个下位站之间的公平性，例如优选下位站1的指标生成部13或中间站2的指标生成部23构成为生成表示下位站的信道使用时间与使用带宽之积的信道使用状况指标信息，作为应该作为测量对象的信道使用状况。

(第5实施方式)

在第1、第2实施方式中，把使用状况测量指标信息定义为“下位站使用通信信道的时间”，与此相比，本实施方式使用与信号到达距离相对应的值、下位站的信道使用时间和使用带宽来生成使用状况测量指标信息，这一点是不同的。

假设在各个下位站使用的通信系统不同时，由于其无线方式和置站设计等的影响，使得在各个下位站之间的发送输出功率不同的状况。在这种情况下，在发送输出功率相对较高的下位站进行信号发送时，将产生发送输出功率相对较低的其他下位站不能在较宽范围内使用在该发送中使用的信道的状况。

在这种环境下，为了确保各个下位站之间的公平性，例如，优选下位站1的指标生成部13或中间站2的指标生成部23构成为生成表示对应于信号到达距离的值(例如，对应信号到达距离而设定的表示该距离的大小的指标值)与下位站的信道使用时间和使用带宽之积的信道使用状况指标信息，作为应该作为测量对象的信道使用状况。

(本发明的效果)

以评价本发明的改善效果为目的，通过计算机仿真来比较以往方法中的各个下位站的利益和本发明中的各个下位站的利益。下面示出各个仿真的情况。

·假设两个下位站、一个中间站和上位站。

·下位站的发送概率的初始值为1。

·发送包长度为所有下位站相同，发送定时被时隙化。

·各个下位站的动作是理想动作，控制误差、延迟比较小，可以忽略。

图12表示仿真结果。在施加业务量小于1.0的未使用信道较多的环境中，判明本发明通过将各个下位站的发送概率校正得比较高，可以改善总吞吐量。并且，在施加业务量为1.0以上的环境中，由于以往的方法没有考虑信号冲突量，所以信号冲突的频度伴随施加业务量的增大而增大，因此，总吞吐量特性恶化。但是，根据本发明判明，由于可以考虑信号冲突量来进行降低各个站的发送概率的控制，所以即使施加业务量增大，也能够防止总吞吐量下降。

以上，关于本发明根据其实施方式进行了具体说明。但是，本发明不限于上述实施方式。本发明可以在不脱离其宗旨的范围内进行各种变形。

Claims (12)

1.一种无线通信系统，其构成为包括上位站、多个中间站和多个下位站，各个下位站被分配了固有的下位站ID，在下位站之间能够发送接收包括该下位站ID信息的信号，所述无线通信系统的特征在于，

所述上位站构成为将所述中间站的下属可以使用的全部通信信道信息通知给该中间站，

所述中间站构成为将所述可以使用的全部通信信道信息通知给所述下位站，

所述下位站具有：

解码部，其接收从其他下位站发送的信号并解码，由此获得接收信号；

下位站ID检测部，其从由所述解码部得到的接收信号中检测所述其他下位站的下位站ID；

指标生成部，其生成表示应该作为测量对象的信道使用状况的信道使用状况指标信息；

测量部，其从所述接收信号中测量由所述指标生成部生成的信道使用状况指标信息所表示的信道使用状况；

记录部，其相对应地记录由所述下位站ID检测部检测出的所述其他下位站的下位站ID和由所述测量部测量出的该其他下位站的信道使用状况，并且输出表示在预定的数据库更新期间内进行了通信的下位站的数量的下位站数量信息和表示进行了该通信的下位站的信道使用状况的信道使用状况记录信息；

更新量计算部，其根据从所述记录部输出的下位站数量信息和信道使用状况记录信息以及预定的反应系数信息，计算与表示本下位站可以使用信道的概率的信道使用概率相关的更新量；

使用概率更新部，其根据所述下位站数量信息和信道使用状况记录信息、由所述中间站通知的所述可以使用的全部通信信道信息以及由所述更新量计算部计算出的更新量，更新所述信道使用概率；

信道确定部，其在与所述使用概率更新部更新后的信道使用概率对应的定时，根据所述接收信号判别该时间点的信道状况，根据该信道状况确定在本下位站的通信中使用的通信信道；

发送信号生成部，其根据本下位站的下位站ID信息、表示发送目的地的信号目的地信息和应该发送的发送数据，生成发送信号；和

发送部，其在由所述信道确定部确定的通信信道中，发送由所述发送信号生成部生成的发送信号，

所述使用概率更新部构成为包括：

更新部，其根据由所述更新量计算部计算出的更新量，更新上次更新后的信道使用概率；

校正部，其根据所述下位站数量信息、所述信道使用状况记录信息、所述可以使用的全部通信信道信息，校正由所述更新部更新后的信道使用概率；和

调整部，其调整该校正后的信道使用概率，使得由所述校正部校正后的信道使用概率收敛在预定的范围内。

2.一种下位站，其被分配了固有的下位站ID，与其他下位站之间能够发送接收包括该下位站ID信息的信号，所述下位站的特征在于，

所述下位站具有：

解码部，其接收从其他下位站发送的信号并解码，由此获得接收信号；

下位站ID检测部，其从由所述解码部得到的接收信号中检测所述其他下位站的下位站ID；

指标生成部，其生成表示应该作为测量对象的信道使用状况的信道使用状况指标信息；

测量部，其从所述接收信号中测量由所述指标生成部生成的信道使用状况指标信息所表示的信道使用状况；

记录部，其相对应地记录由所述下位站ID检测部检测出的所述其他下位站的下位站ID和由所述测量部测量出的该其他下位站的信道使用状况，并且输出表示在预定的数据库更新期间内进行了通信的下位站的数量的下位站数量信息和表示进行了该通信的下位站的信道使用状况的信道使用状况记录信息；

更新量计算部，其根据从所述记录部输出的下位站数量信息和信道使用状况记录信息以及预定的反应系数信息，计算与信道使用概率相关的更新量，该信道使用概率表示作为确定本下位站是否起动信道确定动作的基础的概率；

使用概率更新部，其根据所述下位站数量信息和信道使用状况记录信息、由外部通知的可以使用的全部通信信道信息以及由所述更新量计算部计算出的更新量，更新所述信道使用概率；

信道确定部，其在与所述使用概率更新部更新后的信道使用概率对应的定时，根据所述接收信号判别该时间点的信道状况，根据该信道状况确定在本下位站的通信中使用的通信信道；

发送信号生成部，其根据本下位站的下位站ID信息、表示发送目的地的信号目的地信息和应该发送的发送数据，生成发送信号；和

发送部，其在由所述信道确定部确定的通信信道中，发送由所述发送信号生成部生成的发送信号，

所述使用概率更新部构成为包括：

更新部，其根据由所述更新量计算部计算出的更新量，更新上次更新后的信道使用概率；

校正部，其根据所述下位站数量信息、所述信道使用状况记录信息、所述可以使用的全部通信信道信息，校正由所述更新部更新的信道使用概率；和

调整部，其调整该校正后的信道使用概率，使得由所述校正部校正后的信道使用概率收敛在预定的范围内。

3.根据权利要求2所述的下位站，其特征在于，

所述测量部构成为还测量发送信号的冲突状况，把测量结果作为信道冲突状况信息输出，

所述记录部构成为还记录并输出所述信道冲突状况信息，

所述校正部构成为根据所述下位站数量信息、所述信道使用状况记录信息、所述可以使用的全部通信信道信息及所述信道冲突状况信息，校正由所述更新部更新的信道使用概率。

4.一种无线通信系统，其构成为包括上位站、中间站和多个下位站，各个下位站被分配了固有的下位站ID，在下位站之间能够发送接收包括该下位站ID信息的信号，所述无线通信系统的特征在于，

所述上位站构成为将所述中间站的下属可以使用的全部通信信道信息通知给该中间站，

所述下位站具有：

信号发送请求部，其向所述中间站发送信号发送请求信息，从该中间站获取在本下位站的通信中使用的通信信道信息；

发送信号生成部，其根据本下位站的下位站ID信息、表示发送目的地的信号目的地信息和应该发送的发送数据，生成发送信号；和

发送部，其在由所述信号发送请求部获取的通信信道信息表示的通信信道中，发送由所述发送信号生成部生成的发送信号，

所述中间站具有：

解码部，其接收从所述下位站发送的信号并解码，由此获得接收信号；

下位站ID检测部，其从由所述解码部得到的接收信号中检测所述下位站的下位站ID；

指标生成部，其生成表示应该作为测量对象的信道使用状况的信道使用状况指标信息；

测量部，其从所述接收信号中测量由所述指标生成部生成的信道使用状况指标信息所表示的信道使用状况；

记录部，其相对应地记录由所述下位站ID检测部检测出的所述下位站的下位站ID和由所述测量部测量出的该下位站的信道使用状况，并且输出表示在预定的数据库更新期间内进行了通信的下位站的数量的下位站数量信息和表示进行了该通信的下位站的信道使用状况的信道使用状况记录信息；

更新量计算部，其根据从所述记录部输出的下位站数量信息和信道使用状况记录信息以及预定的反应系数信息，计算与信道使用概率相关的更新量，该信道使用概率表示作为确定本中间站是否起动信道确定动作的基础的概率；

使用概率更新部，其根据所述下位站数量信息和信道使用状况记录信息、由所述上位站通知的所述可以使用的全部通信信道信息以及由所述更新量计算部计算出的更新量，更新所述信道使用概率；和

信道确定部，其在与所述使用概率更新部更新后的信道使用概率对应的定时，根据所述接收信号判别该时间点的信道状况，根据该信道状况确定在所述下位站的通信中使用的通信信道，将通信信道信息通知给该下位站，

所述使用概率更新部构成为包括：

更新部，其根据由所述更新量计算部计算出的更新量，更新上次更新后的信道使用概率；

校正部，其根据所述下位站数量信息、所述信道使用状况记录信息、所述可以使用的全部通信信道信息，校正由所述更新部更新的信道使用概率；和

调整部，其调整该校正后的信道使用概率，使得由所述校正部校正后的信道使用概率收敛在预定的范围内。

5.一种中间站，其在从下位站接收到信号发送请求信息时，返回在该下位站的通信中使用的通信信道信息，该下位站被分配了固有的下位站ID，并发送包括该下位站ID信息的信号，所述中间站的特征在于，

所述中间站具有：

解码部，其接收从所述下位站发送的信号并解码，由此获得接收信号；

下位站ID检测部，其从由所述解码部得到的接收信号中检测所述下位站的下位站ID；

指标生成部，其生成表示应该作为测量对象的信道使用状况的信道使用状况指标信息；

测量部，其从所述接收信号中测量由所述指标生成部生成的信道使用状况指标信息所表示的信道使用状况；

记录部，其相对应地记录由所述下位站ID检测部检测出的所述下位站的下位站ID和由所述测量部测量的该下位站的信道使用状况，并且输出表示在预定的数据库更新期间内进行了通信的下位站的数量的下位站数量信息和表示进行了该通信的下位站的信道使用状况的信道使用状况记录信息；

更新量计算部，其根据从所述记录部输出的下位站数量信息和信道使用状况记录信息以及预定的反应系数信息，计算与信道使用概率相关的更新量，该信道使用概率表示作为确定本中间站是否起动信道确定动作的基础的概率；

使用概率更新部，其根据所述下位站数量信息和信道使用状况记录信息、由外部通知的可以使用的全部通信信道信息以及由所述更新量计算部计算出的更新量，更新所述信道使用概率；和

信道确定部，其在与所述使用概率更新部更新后的信道使用概率对应的定时，根据所述接收信号判别该时间点的信道状况，根据该信道状况确定在所述下位站的通信中使用的通信信道，将通信信道信息通知给该下位站，

所述使用概率更新部构成为包括：

更新部，其根据由所述更新量计算部计算出的更新量，更新上次更新后的信道使用概率；

校正部，其根据所述下位站数量信息、所述信道使用状况记录信息、所述可以使用的全部通信信道信息，校正由所述更新部更新的信道使用概率；和

调整部，其调整该校正后的信道使用概率，使得由所述校正部校正后的信道使用概率收敛在预定的范围内。

6.根据权利要求5所述的中间站，其特征在于，

所述测量部构成为还测量发送信号的冲突状况，把测量结果作为信道冲突状况信息输出，

所述记录部构成为还记录并输出所述信道冲突状况信息，

所述校正部构成为根据所述下位站数量信息、所述信道使用状况记录信息、所述可以使用的全部通信信道信息及所述信道冲突状况信息，校正由所述更新部更新的信道使用概率。

7.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，

所述指标生成部构成为生成表示下位站的信道使用时间的信道使用状况指标信息，来作为所述应该作为测量对象的信道使用状况。

8.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，

所述指标生成部构成为生成表示下位站的信道使用时间与使用带宽之积的信道使用状况指标信息，来作为所述应该作为测量对象的信道使用状况。

9.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，

所述指标生成部构成为生成表示对应于信号到达距离的值与下位站的信道使用时间和使用带宽之积的信道使用状况指标信息，来作为所述应该作为测量对象的信道使用状况。

10.根据权利要求4所述的无线通信系统，其特征在于，

所述指标生成部构成为生成表示下位站的信道使用时间的信道使用状况指标信息，来作为所述应该作为测量对象的信道使用状况。

11.根据权利要求4所述的无线通信系统，其特征在于，

所述指标生成部构成为生成表示下位站的信道使用时间与使用带宽之积的信道使用状况指标信息，来作为所述应该作为测量对象的信道使用状况。

12.根据权利要求4所述的无线通信系统，其特征在于，

所述指标生成部构成为生成表示对应于信号到达距离的值与下位站的信道使用时间和使用带宽之积的信道使用状况指标信息，来作为所述应该作为测量对象的信道使用状况。

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