TWI376115B - - Google Patents

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1376115 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於，含有上位台、複數中位台及複數下 位台所構成，複數中位台及下位台是共用通訊頻道的無線 通訊系統，以及構成該無線通訊系統的下位台及中位台。 【先前技術】 最近，隨著無線通訊技術之發展，其需求日益增大， 無線電頻率資源的有效利用及富彈性的頻率分配政策是被 人們所需求。用來實現富彈性的頻率分配的手段之1有， 提供以複數移動台來共用通訊所用之頻率頻帶的環境。於 此種環境下，考慮到移動台單位上的公平性來進行控制的 方法係已被開發，可利用在例如工業、科學、及醫療用無 線頻帶中所被運用的無線LAN系統。 此種以複數移動台共用通訊頻道的環境爲對象，例如 在非專利文獻1中係提出，使各移動台的利得能夠公平的 控制通訊頻道之使用機率的方法。 [非專利文獻 1 ] Y.Xing，R.Chandramouli，S.Mangold， S.Shankar, "Dynamic spectrum access in open spectrum wireless networks", IEEE Journal on selected areas in communications ( JS AC ) ， V o 1.2 4 , No.3, pp.626-63 7,

March 2006 [非專利文獻 2]H. Gintis, "Game theory evolving: A probrem-centered introduction to modeling strategic -4- 1376115 behavior", Prinston Univ. press, 2 0 0 0 【發明內容】 [發明所欲解決之課題] 在複數移動台共用通訊頻道的通訊環境下，各移動台 的利害是對立的，因此需要能夠公平分配通訊頻道的適切 之頻道使用機率控制方法。在先前技術中，僅使各移動台 間的利得均等，來作爲控制方針。換言之，沒有考慮到全 移動台所取得之利得的絕對値，例如，當某個移動台因爲 某種原因而自發性地中止送訊等而放棄自己的利得獲得時 ’爲了擔保公平性，其他移動台的利得也會受到限制。如 此一來，最壞的結果是，有可能陷入全移動台的利得都均 等成〇的情形。此請環境下，即使移動台間擔保了公平的 通訊環境，站在全體效率的觀點來說，仍難謂擔保了良好 之通訊環境。 本發明係爲了解決上記問題點而硏發，目的在於，使 得移動台等下位台間的利得能公平分配，同時防止下位台 的無謂之利得降低，以使下位台全體的利得爲最大化^ [用以解決課題之手段] 爲了達成上記目的，本發明所述之無線通訊系統，係 屬於含有上位台和中位台和複數下位台所構成，各下位台 係被分配有固有之下位台ID，在下位台間可收送含有該 下位台ID資訊之訊號的無線通訊系統，其特徵爲，前記 -5- f. S > 1376115 上位台係被構成爲，將前記中位台之旗下所可使用 訊頻道資訊’通知給該中位台；前記中位台係被構 將前記可使用之全通訊頻道資訊，通知給前記下位 記下位台’係具備：解碼部，係將從其他下位台所 來的訊號加以接收並解碼’以獲得收訊訊號；和 ID偵測部’係從前記解碼部所取得的收訊訊號中 出前記其他下位台的下位台ID;和指標生成部， 用來表示應視爲計測對象之頻道使用狀況的頻道使 指標資訊；和計測部，將前記指標生成部所生成之 用狀況指標資訊所表示的頻道使用狀況，從前記收 中計測出來：和記錄部，係將前記下位台ID偵測 出的前記其他下位台的下位台ID、和前記計測部 到的該其他下位台的頻道使用狀況建立對應而加以 並且，將表示在所定之資料庫更新期間內進行過通 位台數目的下位台數資訊及表示該進行過通訊之下 頻道使用狀況的頻道使用狀況記錄資訊，加以輸出 新量算出部，係基於從前記記錄部所輸出之下位台 及頻道使用狀況記錄資訊、以及所定之反應係數資 關於頻道使用機率的更新量予以算出，該頻道使用 用來表示自己下位台所能夠使用頻道之機率；和使 更新部，係基於前記下位台數資訊及頻道使用狀況 訊、從前記中位台所通知過來的前記可使用之全通 資訊、以及前記更新量算出部所算出的更新量，來 記頻道使用機率；和頻道決定部，以前記使用機率 之全通 成爲， 台；前 發送過 下位台 ，偵測 係生成 用狀況 頻道使 5TJ Orfe δ/Λ m 部所測 所計測 記錄， 訊之下 位台之 ，和更 數資訊 訊，將 機率係 用機率 記錄資 訊頻道 更新前 更新部 -6- 1376115 所作的更新後之頻道使用機率所相應的時序，根據前記收 訊訊號來判別該當時點的頻道狀況，並基於該頻道狀況’ 決定自己下位台的通訊時所使用的通訊頻道；和送訊訊號 生成部’基於自己下位台的下位台ID資訊、和表示送訊 目的地的訊號遞送位址資訊 '和應發送之送訊資料，來生 成送訊訊號：和送訊部，以前記頻道決定部所決定的通訊 頻道’來發送前記送訊訊號生成部所生成的送訊訊號；前 記使用機率更新部係被構成爲，含有：更新部，基於前記 更新量算出部所算出來的更新量，來更新前次更新後之頻 道使用機率；和補正部，係基於前記下位台數資訊、前記 頻道使用狀況記錄資訊、前記可使用之全通訊頻道資訊， 來將已被前記更新部所更新過的頻道使用機率加以補正； 和調整部，係調整該補正後之頻道使用機率，使得前記補 正部所作之補正後之頻道使用機率，收斂在所定範圍內。 又’本發明所述之下位台，係屬於被分配了固有之下 位台ID，可與其他下位台之間收送含有該下位台id資訊 之訊號的此種下位台，其特徵爲，具備：解碼部，係將從 其他下位台所發送過來的訊號加以接收並解碼，以獲得收 訊訊號；和下位台ID偵測部，係從前記解碼部所取得的 收訊訊號中，偵測出前記其他下位台的下位台ID ;和指 標生成部’係生成用來表示應視爲計測對象之頻道使用狀 況的頻道使用狀況指標資訊；和計測部，將前記指標生成 部所生成之頻道使用狀況指標資訊所表示的頻道使用狀況 ’從前記收訊訊號中計測出來；和記錄部，係將前記下位 1376115 台ID偵測部所測出的前記其他下位台的下位台id、 記計測部所計測到的該其他下位台的頻道使用狀況建 應而加以記錄，並且，將表示在所定之資料庫更新期 進行過通訊之下位台數目的下位台數資訊及表示該進 通訊之下位台之頻道使用狀況的頻道使用狀況記錄資 加以輸出；和更新量算出部，係基於從前記記錄部所 之下位台數資訊及頻道使用狀況記錄資訊、以及所定 應係數資訊，將關於頻道使用機率的更新量予以算出 頻道使用機率係用來表示，決定自己下位台是否啓動 決定動作之作爲基礎的機率：和使用機率更新部，係 前記下位台數資訊及頻道使用狀況記錄資訊、從外部 知過來的可使用之全通訊頻道資訊、以及前記更新量 部所算出的更新量，來更新前記頻道使用機率；和頻 定部，以前記使用機率更新部所作的更新後之頻道使 率所相應的時序，根據前記收訊訊號來判別該當時點 道狀況，並基於該頻道狀況，決定自己下位台的通訊 使用的通訊頻道：和送訊訊號生成部，基於自己下位 下位台ID資訊、和表示送訊目的地的訊號遞送位址 、和應發送之送訊資料，來生成送訊訊號；和送訊部 前記頻道決定部所決定的通訊頻道，來發送前記送訊 生成部所生成的送訊訊號；前記使用機率更新部係被 爲，含有：更新部，基於前記更新量算出部所算出來 新量，來更新前次更新後之頻道使用機率；和補正部 基於前記下位台數資訊、前記頻道使用狀況記錄資訊 和前 立對 間內 行過 訊， 輸出 之反 ，該 頻道 基於 所通 算出 道決 用機 的頻 時所 台的 資訊 ，以 訊號 構成 的更 ，係 、前 ( -8- 1376115 記可使用之全通訊頻道資訊，來將已被前記更新部所更新 過的頻道使用機率加以補正；和調整部，係調整該補正後 之頻道使用機率，使得前記補正部所作之補正後之頻道使 用機率’收敛在所定範圍內。 若依據上記發明，則藉由在下位台新設的補正部，基 於下位台數資訊、頻道使用狀況記錄資訊、及可使用之全 通訊頻道資訊，來補正頻道使用機率，藉此，在頻道容量 未被做最大極限利用的狀況下，可一面平均分配下位台間 的利得，同時，防止下位台的多餘之利得，可使複數下位 台全體的利得最大化。 可是，補正部係除了新設在下位台以外，亦可如以下 般地，新設在中位台。 所述樣態的無線通訊系統，係屬於含有上位台和中位 台和複數下位台所構成，各下位台係被分配有固有之下位 台ID，在下位台間可收送含有該下位台id資訊之訊號的 無線通訊系統，其特徵爲，前記上位台係被構成爲，將前 記中位台之旗下所可使用之全通訊頻道資訊，通知給該中 位台；前記下位台，係具備：訊號送訊要求部，係將訊號 送訊要求資訊發送至前記中位台，並藉由該中位台，將自 己下位台之通訊時所使用的通訊頻道資訊，加以取得；和 送訊訊號生成部，基於自己下位台的下位台ID資訊、和 表示送訊目的地的訊號遞送位址資訊、和應發送之送訊資 料，來生成送訊訊號；和送訊部，以前記訊號送訊要求部 所取得到的通訊頻道資訊所示的通訊頻道，來發送前記送 -9- 1376115 訊訊號生成部所生成的送訊訊號；前記中位台，係具備： 解碼部’係將從前記下位台所發送過來的訊號加以接收並 解碼’以獲得收訊訊號；和下位台ID偵測部，係從前記 解碼部所取得的收訊訊號中，偵測出前記下位台的下位台 ID ;和指標生成部，係生成用來表示應視爲計測對象之頻 道使用狀況的頻道使用狀況指標資訊；和計測部，將前記 指標生成部所生成之頻道使用狀況指標資訊所表示的頻道 使用狀況，從前記收訊訊號中計測出來；和記錄部，係將 前記下位台ID偵測部所測出的前記下位台的下位台ID、 和前記計測部所計測到的該下位台的頻道使用狀況建立對 應而加以記錄，並且’將表示在所定之資料庫更新期間內 進行過通訊之下位台數目的下位台數資訊及表示該進行過 通訊之下位台之頻道使用狀況的頻道使用狀況記錄資訊， 加以輸出；和更新量算出部，係基於從前記記錄部所輸出 之下位台數資訊及頻道使用狀況記錄資訊、以及所定之反 應係數資訊，將關於頻道使用機率的更新量予以算出，該 頻道使用機率係用來表示，決定自己中位台是否啓動頻道 決定動作之作爲基礎的機率；和使用機率更新部，係基於 前記下位台數資訊及頻道使用狀況記錄資訊、從前記上位 台所通知過來的前記可使用之全通訊頻道資訊、以及前記 更新量算出部所算出的更新量，來更新前記頻道使用機率 ;和頻道決定部，以前記使用機率更新部所作的更新後之 頻道使用機率所相應的時序，根據前記收訊訊號來判別該 當時點的頻道狀況，並基於該頻道狀況，決定前記下位台 -10- 1376115 的通訊時所使用的通訊頻道，並將通訊 該下位台；前記使用機率更新部係被構 部，基於前記更新量算出部所算出來的 次更新後之頻道使用機率：和補正部， 數資訊、前記頻道使用狀況記錄資訊、 訊頻道資訊，來將已被前記更新部所更 率加以補正；和調整部，係調整該補正 ’使得前記補正部所作之補正後之頻道 所定範圍內。 又，上記樣態的中位台，係屬於， 之下位台ID且發送出含有該下位台ID 台’接收到了訊號送訊要求資訊時，便 的通訊時所使用之通訊頻道資訊的中位 備：解碼部，係將從前記下位台所發送 收並解碼，以獲得收訊訊號；和下位台 前記解碼部所取得的收訊訊號中，偵測 位台ID ;和指標生成部，係生成用來 象之頻道使用狀況的頻道使用狀況指標 將前記指標生成部所生成之頻道使用狀 的頻道使用狀況，從前記收訊訊號中計 ’係將前記下位台ID偵測部所測出的 台、和前記計測部所計測到的該下 況建立對應而加以記錄，並且，將表示 新期間內進行過通訊之下位台數目的下 頻道資訊，通知給 成爲’含有·更新 更新量，來更新前 係基於前記下位台 前記可使用之全通 新過的頻道使用機 後之頻道使用機率 使用機率，收斂在 當從被分配了固有 資訊之訊號的下位 回送出該當下位台 台，其特徵爲，具 過來的訊號加以接 ID偵測部，係從 出前記下位台的下 表示應視爲計測對 資訊；和計測部， 況指標資訊所表示 測出來；和記錄部 前記下位台的下位 位台的頻道使用狀 在所定之資料庫更 位台數資訊及表示 -11 - 1376115 該進行過通訊之下位台之頻道使用狀況的頻道使用 錄資訊，加以輸出；和更新量算出部，係基於從前 部所輸出之下位台數資訊及頻道使用狀況記錄資訊 所定之反應係數資訊，將關於頻道使用機率的更新 算出，該頻道使用機率係用來表示，決定自己中位 啓動頻道決定動作之作爲基礎的機率；和使用機率 ，係基於前記下位台數資訊及頻道使用狀況記錄資 外部所通知過來的可使用之全通訊頻道資訊、以及 新量算出部所算出的更新量，來更新前記頻道使用 和頻道決定部，以前記使用機率更新部所作的更新 道使用機率所相應的時序，根據前記收訊訊號來判 時點的頻道狀況，並基於該頻道狀況，決定前記下 通訊時所使用的通訊頻道，並將通訊頻道資訊，通 下位台；前記使用機率更新部係被構成爲，含有： ，基於前記更新量算出部所算出來的更新量，來更 更新後之頻道使用機率；和補正部，係基於前記下 資訊、前記頻道使用狀況記錄資訊、前記可使用之 頻道資訊，來將已被前記更新部所更新過的頻道使 加以補正；和調整部，係調整該補正後之頻道使用 使得前記補正部所作之補正後之頻道使用機率，收 定範圍內。 若依據這些發明，則藉由在中位台新設的補正 於下位台數資訊、頻道使用狀況記錄資訊、及可使 通訊頻道資訊，來補正頻道使用機率，藉此，在頻 狀況記 記記錄 、以及 量予以 台是否 更新部 訊、從 前記更 機率； 後之頻 別該當 位台的 知給該 更新部 新前次 位台數 全通訊 用機率 機率， 斂在所 部，基 用之全 道容量 -12- 1376115 未被做最大極限利用的狀況下，可一面平均分配 的利得，同時，防止下位台的多餘之利得，可使 台全體的利得最大化。 此外，本發明所述之下位台中，前記計測部 爲，更計測出送訊訊號的碰撞狀況，將計測結果 碰撞狀況資訊而加以輸出；前記記錄部係被構成 前記頻道碰撞狀況資訊加以記錄並輸出；前記補 構成爲，基於前記下位台數資訊、前記頻道使用 資訊、前記可使用之全通訊頻道資訊，及前記頻 況資訊，來將已被前記更新部所更新過的頻道使 以補正，較爲理想。 同樣地，本發明所述之中位台中，前記計測 成爲，更計測出送訊訊號的碰撞狀況，將計測結 道碰撞狀況資訊而加以輸出；前記記錄部係被構 將前記頻道碰撞狀況資訊加以記錄並輸出；前記 被構成爲，基於前記下位台數資訊、前記頻道使 錄資訊、前記可使用之全通訊頻道資訊，及前記 狀況資訊，來將已被前記更新部所更新過的頻道 加以補正，較爲理想。 若依據此種下位台或中位台，則可考慮到訊 狀況來進行頻道使用機率資訊之控制，可實現更 頻道使用機率控制。 然後，本發明所述之無線通訊系統中的指標 係亦可被構成爲，生成用來表示下位台之頻道使 下位台間 複數下位 係被構成 當成頻道 爲，更將 正部係被 狀況記錄 道碰撞狀 用機率加 部係被構 果當成頻 成爲，更 補正部係 用狀況記 頻道碰撞 使用機率 號的碰撞 爲適切的 生成部， 用時間的 -13- 1376115 頻道使用狀況指標資訊’來當作前記應視爲計測對象之頻 道使用狀況。 又，作爲上記的改良型，指標生成部係亦可被構成爲 ，生成用來表示下位台之頻道使用時間與使用頻寬之乘積 的頻道使用狀況指標資訊，來當作前記應視爲計測對象之 頻道使用狀況。此時，隨著各下位台所使用的應用程式的 性質不同，所需要的通訊時間與使用頻寬之組合會有天壤 之別的環境中，也能擔保各下位台間的公平性。 再者，作爲上記的改良型，指標生成部係亦可被構成 爲，生成用來表示訊號到達距離所對應之値與下位台之頻 道使用時間與使用頻寬之乘積的頻道使用狀況指標資訊， 來當作前記應視爲計測對象之頻道使用狀況。此時，因各 下位台所使用的通訊方式互異等導致各下位台間送訊輸出 功率不同，就結果而言，在送訊輸出功率相對較高的下位 台正在進行訊號送訊的期間，會涵蓋較廣範圍而使送訊輸 出功率相對較低的其他下位台無法使用該當送訊用頻道的 此種通訊環境下，仍可擔保各下位台間的公平性。 [發明效果] 若依據本發明，則可一面平均分配下位台間的利得， 一面防止下位台的多餘之利得，以使下位台全體的利得最 大化。 【實施方式】 -14- 1376115 〔第1實施形態〕 如圖1所示，本實施形態所述之無線通訊系統4，係 被構成爲含有：複數下位台ΙΑ、IB、1C (以下總稱爲r 下位台1」）、和管理在圈之下位台的在圈狀況的中位台 2、和管理可使用之通訊頻道資訊的上位台3。此外，以下 係將通訊頻道簡稱爲「頻道」。 上位台3係具有以下機能：將可使用之全頻道資訊（ 亦即所下位台中所能使用之頻道容量資訊），通知給中位 台2。下位台1，係被分配了固有之下位台id，可將含有 該下位台ID資訊的訊號，發送至中位台2及其他下位台 1 °中位台2係具有以下機能：接收從某個下位台！所發 送過來的資料訊號，並使用該資料訊號中所含之下位台 ID資訊來進行該下位台1的在圈登錄，並在登錄完成後 ’向該下位台1進行登錄完成通知及該下位台1所能使用 之全頻道資訊的通知。 第1實施形態，是在下位台1新設有補正部16B，基 於下位台數資訊、頻道使用狀況記錄資訊、及可使用之全 通訊頻道資訊，來補正頻道使用機率，藉此，在頻道容量 未被做最大極限利用的狀況下，可一面平均分配下位台間 的利得，同時，防止下位台的多餘之利得，並使下位台全 體的利得最大化之此種實施形態。此外，在本實施形態中 ’爲7簡化說明，係假設爲各下位台丨是在圈於〗個中位 台2的旗下，共用1個通訊頻道來進行通訊之狀況。 以下，針對下位台1的構成，使用圖2來說明。如圖 -15- 1376115 2所示，下位台1’係具備：解碼部i〇，係將從其他下位 台所發送過來的訊號加以接收並解碼，以獲得收訊訊號： 和下位台ID偵測部11’係從解碼部1〇所取得的收訊訊 號中’偵測出其他下位台的下位台ID:和指標生成部13 ’係生成用來表示應視爲計測對象之頻道使用狀況的頻道 使用狀況指標資訊；和計測部1 2，將指標生成部1 3所生 成之頻道使用狀況指標資訊所表示的頻道使用狀況，從收 訊訊號中計測出來：和記錄部1 4，係將下位台ID偵測部 1 1所測出的其他下位台的下位台ID、和計測部1 2所計測 到的該其他下位台的頻道使用狀況建立對應而加以記錄， 並且，將表示在所定之資料庫更新期間內進行過通訊之下 位台數目的下位台數資訊及表示該進行過通訊之下位台之 頻道使用狀況的頻道使用狀況記錄資訊，加以輸出；和更 新量算出部I5,係基於從記錄部14所輸出之下位台數資 訊及頻道使用狀況記錄資訊、以及所定之反應係數資訊， 將關於頻道使用機率的更新量予以算出，該頻道使用機率 係用來表示自己下位台所能夠使用頻道之機率；和使用機 率更新部16,係基於下位台數資訊及頻道使用狀況記錄資 訊、從中位台所通知過來的可使用之全通訊頻道資訊、以 及更新量算出部15所算出的更新量，來更新頻道使用機 率；和頻道決定部17，以使用機率更新部16所作的更新 後之頻道使用機率所相應的時序，根據收訊訊號來判別該 當時點的頻道狀況，並基於該頻道狀況，決定自己下位台 的通訊時所使用的通訊頻道；和送訊訊號生成部19，基於 -16- 1376115 自己下位台的下位台ID資訊、和表示送訊目的地的訊號 遞送位址資訊、和應發送之送訊資料，來生成送訊訊號； 和送訊部18，以頻道決定部17所決定的通訊頻道，來發 ；' 送送訊訊號生成部.19所生成的送訊訊號。 • 其中，指標生成部13，係生成用來表示「下位台之頻 道使用時間」的頻道使用狀況指標資訊，來當作應視爲計 測對象之頻道使用狀況。 # 又，更新量算出部1 5，係以使得各下位台間的滿足度 爲公平的方式，如下般地算出關於頻道使用機率的更新量 。具體而言，首先將頻道使用量定義爲「利得」，該當滿 足度係使用效用函數而被數値化，並將代表該滿足度的値 是在下位台間均等的狀況，定義爲「公平的狀態」。其後 ，根據頻道使用狀況資訊，算出目前的各下位台上的滿足 度，並將它們加以比較。此處，當被推測是處於不公平的 狀態（亦即各下位台的滿足度間發生了所定量以上之差異 B 的狀態）下，則爲了解決該不公平狀態，而算出針對目前 頻道使用機率的更新量，並將該算出所得到的頻道使用機 率更新量資訊予以輸出。此種控制，例如，可用以下的數 * 式來加以實現。 ·' 現在，若假設第i個下位台的利得爲Xi，其他下位台 • 的利得爲Xj，下位台數爲η，則各下位台的效用函數，係 可表示如以下的式（1 )。

-17- ai Σ ^xj ~ χμ·)+Α Σ ^ ~x 、xi>xi ^>xj 1376115 [數1] U(xi) = xi -一-n~ 此.處，a i係爲對於利得高於自 預設的反應係數，Θ i係爲對於利得 位台所預設的反應係數。若依照非專 上可知，藉由設定成ai>y3i>0，即 〇 依照如以上的效用函數，頻道使 P·，係可基於以下的式（2)而算出。 [數2] 次=-^7 Σ(Ί)_^Τ Σ(ί) n-\x% n-\xyXj 如此被更新量算出部15所算出 量資訊，係被輸入至使用機率更新部 以下，說明本發明之重點也就5 的構成。 如圖2所示，使用機率更新部1 :加算部16A (更新部），係將已被 算出之更新量和前次的更新後之頻道 以進行頻道使用機率之更新；和補正 台數資訊、頻道使用狀況記錄資訊、 資訊，來將已被更新部16A所更新過 補正；和調整部1 6C，係調整該補正 ) (1) )_ 己下iu台的下位台所 低於自己下位台的下 利文獻2，則在經驗 可架構出穩定的系統 用機率更新量資訊△ (2) 的頻道使用機率更新 16° :使用機率更新部16 6係被構成爲，含有 更新量算出部’15所 使用機率予以加算， 部16B，係基於下位 可使用之全通訊頻道 的頻道使用機率加以 後之頻道使用機率， -18- 1376115 使得補正部16B所作之補正後之頻道使用機率，收斂在所 定範圍內；和保持部16D，係將從調整部16C所輸出之調 整後的頻道使用機率資訊加以保持（記憶）並回饋給加算 部 16A。 其中’補正部16B係具有以下機能：驗證全體的頻道 容量是否有被充分使用，若未被充分使用，則將加算部 16A所作之更新後的頻道使用機率資訊，加以補正。補正 部16B的構成例示於圖3。 補正部16B，係含有補正係數生成部51和乘算器52 所構成。其中，補正係數生成部51，係使用頻道使用狀況 資訊Xi、下位台數資訊、及可使用之全頻道資訊，而輸出 頻道使用機率補正係數資訊Ctx_pr()b。具體而言，若令可 使用之全頻道資訊爲Capaall，則頻道使用機率補正係數資 訊Ctx_pr()b，係可如以下的式（3 )般地求出。

[數3]

_ CapaM ^tx_prob ~ ⑶ 藉此，當全部頻道是有任一者被下位台所使用時，則 爲Ctx_pr<)b= 1;當有未被使用之頻道存在時，則爲ctx pr()b > 1。 藉由乘算器52，將上記的頻道使用機率補正係數資訊 與頻道使用機率資訊Pi (t)加乘算，就可補正頻道使用 機率資訊Pi(t)。補正後的頻道使用機率資訊p/rt)， -19- 1376115 係可如以下的式（4)般地求出。 [數4] 藉此’當全部頻道是有任一者被下位 爲 Ctx_prt)b = 1 ;由於補正後的頻道使用機 和頻道使用機率資訊Pi ( t)係爲相同値 有進行補正。 另一方面，當有未被使用之頻道 Ctx_prQb > 1，所以補正後的頻道使用機率 係被補正成大於頻道使用機率資訊p, ( t) 又，若令關於頻道使用機率資訊之大 、最小値分別爲pMax、pMin，則在調整部 以下的式（5)進行調整處理。 [數5]

Pi (0 = , mm(PMax, (Pi (t-1) + zl^·))) 此處，max ( ) 、min ()係分別表示 値加以選擇的動作，PMax、PMin係皆爲0 値。當利得與頻道使用機率的關係是被預 ，基於該關係性就可算出適切的値。如此 下次送訊時的頻道使用機率資訊Pi (t)。 此外，具有如以上機能的下位台1， 台所使用時，則 率資訊Pi' ( t) ，因此實際上沒 存在時，因爲 資訊 Pi' ( t)， 的値。 小範圍的最大値 16C中，係依照 (5) 將最大値、最小 以上、1以下的 先得知的情況時 一來，就可導出 其硬體構成係例 -20- 1376115 如，如圖1 1所示，含有：執行作業系統或應用程式等的 CPU 1 0 1、以ROM及RAM所構成的主記憶部1 02、以記憶 體等所構成的輔助記憶部1〇3、進行通訊全盤控制的通訊 控制部104、以液晶顯示器等所構成的顯示部105、以及 進行文字、數字輸入及執行指示的按鍵所構成的操作部 106所構成。使用圖2所說明的各機能，是在圖11所示的 CPU101及主記億部102上讀入所定的軟體，在CPU101 的控制之下，促使通訊控制部1 〇4作動，以進行主記億部 102或輔助記億部103中的資料讀出及寫入，而加以實現 〔第1實施形態之無線通訊系統中的動作〕 以下，使用圖4，說明第1實施形態之無線通訊系統 中的動作。 上位台3，係預先對中位台2通知，中位台2的旗下 所可使用之全頻道資訊（圖4的步驟S1)。下位台1，係 爲了將自己的存在通知給中位台2，因而將該當下位台1 所固有之下位台ID，發送給中位台2 (步驟S2 )。中位 台2，係一旦接收到該下位台ID資訊，便基於該下位台 ID資訊來進行該當下位台1的在圏登錄，該在圈登錄完 成後，便將登錄完成通知及上記可使用之全通訊頻道資訊 ，通知給該當下位台1 (步驟S3)。此時，從中位台2所 通知過來的可使用之全通訊頻道資訊，係亦可記錄在下位 台1的記錄部14中備用。 -21 - 1376115 在下位台1 ’於待機受理時，係執行以下的處理。解 碼部10’係將從其他下位台所發送過來的訊號（含有該其 他下位台之下位台ID資訊的訊號）加以接收並解碼，以 取得收訊訊號（步驟S4 )。下位台ID偵測部1 1，係從收 sJl訊號中’偵測出其他下位台的下位台ID (步驟S5)。 其後，指標生成部1 3，係生成用來表示應視爲計測對 象之頻道使用狀況的頻道使用狀況指標資訊，計測部12 係將被該頻道使用狀況指標資訊所表示的頻道使用狀況， 從收訊訊號中計測出來（步驟S6 )。此處，指標生成部 13，係可生成用來表示下位台之頻道使用時間的頻道使用 狀況指標資訊，來當作應視爲計測對象之頻道使用狀況。 已被計測部1 2所計測出來的頻道使用狀況，係被當作頻 道使用狀況資訊，而被輸出至記錄部14及頻道決定部17 〇 記錄部14，係將已被下位台ID偵測部1 1所測出的 其他下位台的下位台ID，和已被計測部1 2所計測出的該 其他下位台的頻道使用狀況，建立對應而記億至內藏的資 料庫中（步驟S7)。記錄部14，係使用所定的資料庫更 新期間資訊而將上記資料庫定期地予以初期化，或者使用 從最新資訊起回朔至該當資料庫更新期間份爲止的過去之 資訊來更新上記資料庫；但是，步驟S 7的記錄之後，記 錄部14，係將表示在資料庫更新期間內進行過通訊之下位 台數的下位台數資訊及表示該進行過通訊之下位台的頻道 使用狀況的頻道使用狀況記錄資訊，輸出至補正部1 6B。 -22- 1376115 然後，更新量算出部15，係基於從記錄部14所輸出 之下位台數資訊及頻道使用狀況記錄資訊，以及反應係數 資訊，如前述般地，算出關於頻道使用機率的更新量（步 驟 S8 )。 在使用機率更新部16中，加算部16A，係將已被更 新量算出部15所算出之更新量和前次的更新後之頻道使 用機率予以加算，以進行頻道使用機率之更新（步驟S9 )° 接著，補正部1 6B係如前述，基於下位台數資訊、頻 道使用狀況記錄資訊、可使用之全通訊頻道資訊，來將已 被更新部1 6A所更新過的頻道使用機率加以補正（步驟 S 1 0 ) ° 然後，調整部1 6C，係如前述般地調整該補正後之頻 道使用機率，使得補正部16B所作之補正後之頻道使用機 率，收斂在所定範圍內（步驟S11)。 在下位台1，於送訊時，係執行以下的處理。送訊訊 號生成部19，係基於自己下位台的下位台ID資訊、和表 示送訊目的地的訊號遞送位址資訊、和應發送之送訊資料 ，來生成送訊訊號（步驟S12)。具體而言，送訊訊號生 成部19，係以數位訊號方式生成應發送之訊號，並將欲送 達該當訊號的中位台的ID資訊及收訊者（遞送位址的下 位台）的遞送位址資訊當成訊號遞送位址資訊，賦予至該 數位訊號。此外，遞送位址資訊，例如係可採用收訊者的 IP位址等。其後，送訊訊號生成部1 9，係藉由將身爲送

CB -23- 1376115 訊源之自台的下位台ID資訊加以賦予，就可生成送訊訊 號。 然後，頻道決定部17，係以相應於使用機率更新部 16所致之更新後之頻道使用機率的時序，啓動用來決定自 己下位台在通訊時所使用之頻道的決定動作（步驟S13) 。此處所謂頻道的決定動作，係該當於，根據頻道使用狀 況資訊來判別該當時點的頻道使用狀況，基於該頻道狀況 來決定頻道。例如，爲了避免與其他下位台之通訊發生碰 撞，而接收某個頻道中的訊號然後測定該當訊號的收訊強 度，判定該收訊強度是否大於事前設定的閾値，藉此就可 判斷有無正在使用該當頻道的其他下位台。換言之，若該 收訊強度大於事前設定.的閾値，則判斷爲有正在使用該當 頻道的其他下位台存在；若該收訊強度是在事前設定的閾 値以下時，則判斷爲沒有正在使用該當頻道的其他下位台 存在（該頻道中有空閒）。此處，當被判斷爲沒有正在使 用該當頻道的其他下位台存在（該頻道有空閒）的情況下 ’頻道決定部17係決定嘗試使用該頻道來實際發送訊號 。如此一來就進行了頻道的決定。 然後，送訊部1 8係用如上記所決定之通訊頻道，發 送上記所生成的送訊訊號（步驟S14)。 若依據以上第1實施形態，則藉由在下位台1新設的 補正部16B，基於下位台數資訊、頻道使用狀況記錄資訊 '及可使用之全通訊頻道資訊，來補正頻道使用機率，藉 此，在頻道容量未被做最大極限利用的狀況下，可一面平 -24- 1376115 均分配下位台間的利得，同時，防止下位台的多餘之利得 ，可使下位台全體的利得最大化。 〔第2實施形態〕 第2實施形態，是在中位台2新設有補正部26B，基 於下位台數資訊、頻道使用狀況記錄資訊、及可使用之全 通訊頻道資訊，來補正頻道使用機率，藉此，在頻道容量 未被做最大極限利用的狀況下，可一面平均分配下位台間 的利得’同時，防止下位台的多餘之利得，並使下位台全 體的利得最大化之此種實施形態。 此外，第2實施形態中作爲前提的無槔通訊系統4之 構成’由於和第1實施形態相同，因此省略無線通訊系統 4的構成說明。 以下，依序說明中位台2之構成、下位台1之構成、 無線通訊系統4中的處理動作。 首先’針對中位台2的構成，使用圖5來說明。如圖 5所示’中位台2，係具備：解碼部2 0，係將從下位台所 發送過來的訊號加以接收並解碼，以獲得收訊訊號；和下 位台ID偵測部21，係從解碼部20所取得的收訊訊號中 ’偵測出下位台的下位台ID ;和在圈登錄部2 8，係基於 已被下位台ID偵測部2 1所測出之下位台的下位台ID資 訊來進行該當下位台的在圈登錄，該在圈登錄完成後，將 登錄完成通知，通知給該當下位台；和指標生成部23，係 生成用來表示應視爲計測對象之頻道使用狀況的頻道使用 -25- 1376115 狀況指標資訊；和計測部22，將指標生成部23所生成之 頻道使用狀況指標資訊所表示的頻道使用狀況，從收訊訊 號中計測出來；和記錄部24，係將下位台ID偵測部2 1 所測出的下位台的下位台ID、和計測部2 2所計測到的該 下位台的頻道使用狀況建立對應而加以記錄，並且，將表 示在所定之資料庫更新期間內進行過通訊之下位台數目的 下位台數資訊及表示該進行過通訊之下位台之頻道使用狀 況的頻道使用狀況記錄資訊，加以輸出；和更新量算出部 25，係基於從記錄部24所輸出之下位台數資訊及頻道使 用狀況記錄資訊、以及所定之反應係數資訊，將關於頻道 使用機率的更新量予以算出，該頻道使用機率係用來表示 ，決定自己中位台是否啓動頻道決定動作之作爲基礎的機 率；和使用機率更新部26，係基於下位台數資訊及頻道使 用狀況記錄資訊、從上位台所通知過來的能夠使用之全通 訊頻道資訊、以及更新量算出部25所算出的更新量，來 更新頻道使用機率；和頻道決定部27，以使用機率更新部 26所作的更新後之頻道使用機率所相應的時序，根據收訊 訊號來判別該當時點的頻道狀況，並基於該頻道狀況，決 定下位台的通訊時所使用的通訊頻道，並將通訊頻道資訊 ，通知給該下位台。 其中，指標生成部23,係生成用來表示「下位台之頻 道使用時間」的頻道使用狀況指標資訊，來當作應視爲計 測對象之頻道使用狀況。 又，更新量算出部2 5，係以使得各下位台間的滿足度 -26- 1376115 爲公平的方式，如下般地算出關於頻道使用機率的更新量 。具體而言，首先將頻道使用量定義爲「利得」，該當滿 足度係使用效用函數而被數値化，並將代表該滿足度的値 是在下位台間均等的狀況，定義爲「公平的狀態」。其後 ，根據頻道使用狀況資訊，算出目前的各下位台上的滿足 度，並將它們加以比較。此處，當被推測是處於不公平的 狀態（亦即各下位台的滿足度間發生了所定量以上之差異 的狀態）下，則爲了解決該不公平狀態，而算出針對目前 頻道使用機率的更新量，並將該算出所得到的頻道使用機 率更新量資訊予以輸出。此種控制，例如，可用以下的數 式來加以實現。 現在，若假設第i個下位台的利得爲Xi，其他下位台 的利得爲X j，下位台數爲η，則各下位台的效用函數，係 可表示如以下的式（6)。

[數6] ⑹ U(xi) = xi- η - 此處，α;係爲對於利得高於自己下位台的下位台所 預設的反應係數，θ i係爲對於利得低於自己下位台的下 位台所預設的反應係數。若依照非專利文獻2，則在經驗 上可知，藉由設定成ai> 0i〉〇’即可架構出穩定的系統 Ο 依照如以上的效用函數’頻道使用機率更新量資訊△ -27- 1376115

Pi，係可基於以下的式（7)而算出》 [數7] 次· =~^τ Σ(Ί)__^τ Σ(ά)⑺ n-' g n~]x7xj 如此被更新量算出部25所算出的頻道使用機率更新 量資訊，係被輸入至使用機率更新部26。 以下，說明本發明之重點也就是使用機率更新部26 的構成。 如圖5所示，使用機率更新部26係被構成爲，含有 :加算部26A (更新部），係將已被更新量算出部25所 算出之更新量和前次的更新後之頻道使用機率予以加算， 以進行頻道使用機率之更新；和補正部26B，係基於下位 台數資訊、頻道使用狀況記錄資訊、可使用之全通訊頻道 資訊，來將已被更新部26A所更新過的頻道使用機率加以 補正；和調整部2 6C，係調整該補正後之頻道使用機率， 使得補正部26B所作之補正後之頻道使用機率，收斂在所 定範圍內；和保持部26D，係將從調整部26C所輸出之調 整後的頻道便用機率資訊加以保持（記憶）並回饋給加算 部 26A。 其中，補正部26B係具有以下機能：驗證全體的頻道 容量是否有被充分使用，若未被充分使用，則將加算部 2 6 A所作之更新後的頻道使用機率資訊，加以補正。補正 部26B的構成，係和圖3所示之第1實施形態的補正部 -28- 1376115 1 6 B相同》 補正部26B ’係含有補正係數生成部51和乘算器52 所構成。其中，補正係數生成部51，係使用頻道使用狀況 資訊〜、下位台數資訊、及可使用之全頻道資訊，而輸出 • 頻道使用機率補正係數資訊Ctx_pr()b。具體而言，若令可 使用之全頻道資訊爲Capaall，則頻道使用機率補正係數資 訊Ctx_pr〇b，係可如以下的式（8 )般地求出。 [數8]

Capaall ^tx_prob ~ ^ χ (8) 藉此’當全部頻道是有任一者被下位台所使用時，則 爲ί^χ_ρι·〇Ιι=1，當有未被使用之頻道存在時，則爲Ctx_pr〇b > 1 〇 • 藉由乘算器52，將上記的頻道使用機率補正係數資訊 與頻道使用機率資訊Pi (t)加乘算，就可補正頻道使用 機率資訊Pi(t)。補正後的頻道使用機率資訊Pi'(t)， • 係可如以下的式（9 )般地求出。 [數9] p i’ (f)= C饮 _prob p i (t)⑼ 藉此，當全部頻道是有任一者被下位台所使用時，則

ί S -29- 1376115 爲ctx pr()b= 1;由於補正後的頻道使用機率資訊】 和頻道使用機率資訊Pi ( t)係爲相同値，因此實 有進行補正。 另一方面，當有未被使用之頻道存在時 Ctx_preb > 1，所以補正後的頻道使用機率資訊P/ 係被補正成大於頻道使用機率資訊Pi (t)的値。 又，若令關於頻道使用機率資訊之大小範圍的 、最小値分別爲PMax、PMin，則在調整部26C中， 以下的式（10)進行調整處理。 [數 10] p, (0 = max(PMin, rmn{PMax, (Pi (/-1) + APt)))⑽ 此處，max ( ) 、min ()係分別表示將最大値 値加以選擇的動作，PMax、PMin係皆爲0以上、1 値。當利得與頻道使用機率的關係是被預先得知的 ，基於該關係性就可算出適切的値。如此一來，就 下次送訊時的頻道使用機率資訊Pi (t)。 接著，針對下位台1的構成，使用圖6來說明 6所示，下位台1，係具備訊號送訊要求部1 s，係 送訊要求資訊發送至中位台2，並藉由該中位台2 己下位台1之通訊時所使用的通訊頻道資訊，加以 和送訊訊號生成部19A，基於自己下位台1的下 資訊、和表示送訊目的地的訊號遞送位址資訊、和 際上沒 ，因爲 最大値 係依照 、最小 以下的 情況時 可導出 。如圖 將訊號 ，將自 取得； ί台ID 應發送 -30- 1376115 之送訊資料，來生成送訊訊號；和送訊部18A，以訊號送 訊要求部1S所取得到的通訊頻道資訊所示的通訊頻道， 來發送送訊訊號生成部19所生成的送訊訊號。 此外，具有如以上機能的中位台2及下位台1,其硬 體構成係例如’如圖1 1所示，含有：執行作業系統或應 用程式等的CPU101、以ROM及RAM所構成的主記憶部 102'以記憶體等所構成的輔助記憶部1〇3、進行通訊全盤 控制的通訊控制部1 04、以液晶顯示器等所構成的顯示部 105、以及進行文字、數字輸入及執行指示的按鍵所構成 的操作部106所構成。使用圖5及圖6所說明的各機能， 是在圖11所示的CPU101及主記憶部102上讀入所定的 軟體’在CPU101的控制之下，促使通訊控制部104作動 ’以進行主記憶部1 02或輔助記憶部1 〇3中的資料讀出及 寫入，而加以實現。 〔第2實施形態之無線通訊系統中的動作〕 以下，使用圖7，說明第2實施形態之無線通訊系統 中的動作。 上位台3’係預先對中位台2通知，中位台2的旗下 所可使用之全頻道資訊（圖7的步驟S21)。此時，從上 位台3所通知過來的可使用之全通訊頻道資訊，係亦可記 錄在記錄部24中備用。 下位台1 ’係爲了將自己的存在通知給中位台2，因 而將該當下位台1所固有之下位台ID，發送給中位台2( -31 - 1376115 步驟S22) °中位台2’係—旦接收到該下位i 便基於該下位台ID資訊來進行該當下位台^ ’該在圈登錄完成後’便將登錄完成通知及上 全通訊頻道資訊’通知給該當下位台1 (步驟 其後’一旦下位台1的訊號送訊要求部 訊要求資訊發送至中位台2(步驟S24)，貝1_| 上’解碼部20將訊號送訊要求資訊予以接收 頻道決定部27係以使用機率更新部26所作的 之頻道使用機率所相應的時序，啓動用來決定 訊號送訊要求之下位台1之通訊時所使用之頻 作（步驟S25)。此處所謂頻道的決定動作， 根據頻道使用狀況資訊來判別該當時點的頻道 基於該頻道狀況來決定頻道。例如，爲了避免 ’而接收某個頻道中的訊號然後測定該當訊號 ，判定該收訊強度是否大於事前設定的閩値， 斷有無正在使用該當頻道的其他下位台。換言 訊強度大於事前設定的閩値，則判斷爲有正在 道的其他下位台存在：若該收訊強度是在事前 以下時，則判斷爲沒有正在使用該當頻道的其 在（該頻道中有空閒）。此處，當被判斷爲沒 該當頻道的其他下位台存在（該頻道有空閒） 頻道決定部27係決定嘗試使用該頻道來實際 頻道決定部27,係如此地進行頻道之決定，將 通知給下位台1。 会ID資訊， 的在圈登錄 記可使用之 S23 ) 〇 1S將訊號送 在中位台2 並解碼後， 前次更新後 曾發出上記 道的決定動 係該當於， 使用狀況， 通訊的碰撞 的收訊強度 藉此就可判 之，若該收 使用該當頻 設定的閾値 他下位台存 有正在使用 的情況下， 發送訊號。 該頻道資訊 -32- 1376115 在下位台1中，一旦訊號送訊要求部is接收到該頻 道資訊，則送訊訊號生成部19A，係基於自己下位台的下 位台ID資訊 '表示送訊目的地的訊號遞送位址資訊、應 發送之送訊資料，來生成送訊訊號（步驟S26)。具體而 言’送訊訊號生成部19A，係以數位訊號方式生成應發送 之訊號，並將欲送達該當訊號的中位台的ID資訊及收訊 者（遞送位址的下位台）的遞送位址資訊當成訊號遞送位 址資訊’賦予至該數位訊號。此外，遞送位址資訊，例如 係可採用收訊者的IP位址等。其後，送訊訊號生成部 19A，係藉由將身爲送訊源之自台的下位台id資訊加以賦 予，就可生成送訊訊號。 然後，送訊部18A係以所被通知的通訊頻道，發送上 記所生成的送訊訊號（步驟S27)。 另一方面，在中位台2中，解碼部20係接收上記送 訊訊號並加以解碼，以取得收訊訊號（步驟S28 )，下位 台ID偵測部2 1係從收訊訊號中，偵測出送訊源之下位台 1的下位台ID (步驟S29)。 其後，指標生成部23，係生成用來表示應視爲計測對 象之頻道使用狀況的頻道使用狀況指標資訊，計測部22 係將被該頻道使用狀況指標資訊所表示的頻道使用狀況， 從收訊訊號中計測出來（步驟S 3 0 )。此處，指標生成部 23’係可生成用來表示下位台之頻道使用時間的頻道使用 狀況指標資訊，來當作應視爲計測對象之頻道使用狀況。 已被計測部22所計測出來的頻道使用狀況，係被當作頻 < S ) -33- 1376115 道使用狀況資訊，而被輸出至記錄部24及頻道決定部27 〇 記錄部24，係將已被下位台ID偵測部21所測出的 下位台1的下位台ID，和已被計測部22所計測出的該下 位台1的頻道使用狀況，建立對應而記憶至內藏的資料庫 中（步驟S31)。記錄部24，係使用所定的資料庫更新期 間資訊而將上記資料庫定期地予以初期化，或者使用從最 新資訊起回朔至該當資料庫更新期間份爲止的過去之資訊 來更新上記資料庫；但是，步驟S31的記錄之後，記錄部 24，係將表示在資料庫更新期間內進行過通訊之下位台數 的下位台數資訊及表示該進行過通訊之下位台的頻道使用 狀況的頻道使用狀況記錄資訊，輸出至補正部26B。 然後，更新量算出部25，係基於從記錄部24所輸出 之下位台數資訊及頻道使用狀況記錄資訊，以及反應係數 資訊，如前述般地，算出關於頻道使用機率的更新量（步 驟 S32 )。 在使用機率更新部26中，加算部26A，係將已被更 新量算出部25所算出之更新量和前次的更新後之頻道使 用機率予以加算，以進行頻道使用機率之更新（步驟S33 )° 接著，補正部26B係如前述，基於下位台數資訊、頻 道使用狀況記錄資訊、可使用之全通訊頻道資訊，來將已 被更新部26A所更新過的頻道使用機率加以補正（步驟 S34 ) 〇 -34- 1376115 然後，調整部26C，係如前述般地調整該補正後之頻 道使用機率，使得補正部26B所作之補正後之頻道使用機 率，收斂在所定範圍內（步驟S35)。調整後的頻道使用 機率資訊，係從調整部26C輸出至頻道決定部27，被頻 道決定部27所保持，於下次的步驟S25之處理中會被使 用。 若依據以上第2實施形態，則藉由在中位台2新設的 補正部26B，基於下位台數資訊、頻道使用狀況記錄資訊 、及可使用之全通訊頻道資訊，來補正頻道使用機率，藉 此，在頻道容量未被做最大極限利用的狀況下，可一面平 均分配下位台間的利得，同時，防止下位台的多餘之利得 ，可使下位台全體的利得最大化。 〔第3實施形態〕 第3實施形態，係爲第1實施形態的下位台1的補正 部16B，是除了下位台數資訊、頻道使用狀況記錄資訊、 及可使用之全通訊頻道資訊以外，還會以後述的頻道碰撞 狀況資訊爲基礎，來補正頻道使用機率，這點是和第1實 施形態不同。 前記的第1實施形態中係想定爲，當各下位台的利得 是較小的値而爲均衡時則有促使頻道使用機率增大的餘地 ，而來補正頻道使用機率資訊。對此，在第3實施形態中 則是，無論頻道使用機率是否已經足夠的高，由於已經發 生了訊號碰撞，所以各下位台的利得是較低，是用來對應 -35- 1376115 此種狀況的實施形態》 第3實施形態的下位台1，係如圖8所示，計測部12 係被構成爲，更計測出送訊訊號的碰撞狀況，將計測結果 當成頻道碰撞狀況資訊而加以輸出；記錄部14係被構成 爲，更將前記頻道碰撞狀況資訊加以記錄並輸出；補正部 16B係被構成爲，基於下位台數資訊、頻道使用狀況記錄 資訊、可使用之全通訊頻道資訊，及頻道碰撞狀況資訊， 來將已被加算部16A所更新過的頻道使用機率加以補正。 其中，補正部16B的補正係數生成部51，係如圖9 所示，除了採用下位台數資訊、頻道使用狀況記錄資訊、 及可使用之全通訊頻道資訊以外，還採用了頻道碰撞狀況 資訊’來生成並輸出頻道使用機率補正係數資訊Ctx_pr<)b 。以下’針對頻道使用機率補正係數資訊Ctx_prc)b的生成 (此處係爲算出），加以說明。 現在，於頻道使用機率補正係數資訊ctx_pr()b的算出 時，若令第1個下位台的加權係數爲Ci，則ctx_pr()b係可 如以下式（1 1 )般地求出。

r' — ^S^aPaatt /·Ί1\ ^tx^prob — ^ X 、丄" i 於Ci時係設定爲，例如，當因自己下位台的送訊訊 號與其他下位台的送訊訊號之碰撞等，而導致與預測利得 資訊比較而實際利得是較少時，則促使頻道使用機率減少 -36- 1376115 。此種狀況，可想成是頻道使用機率過度提高的原因，因 此必須要因應因訊號碰撞而被浪費的利得量，來使頻道使 用機率減少。現在，若假設因訊號碰撞而被浪費的利得量 爲Capae<jmsi()n，則Ci係例如可設定成如以下的式（12 ) [數 12]

q :CapaM -Capa^^on (\2) 1 Capaell

或者可依照訊號碰撞所致之利得損失、與頻道未使用 所帶來的利得損失的均衡，來設計Ctx pr()b。現在，若假 设頻道未使用所帶來的利得之損失量爲C a p a b 1 a n k，則 ctx_pr<)b係亦可設計成如以下的式（1 3 )。此處，r係爲 訊號碰撞量對未使用頻道量的比例係數，是被設定成，不 會因爲過度降低訊號碰撞的結果而導致任一下位台都停止 訊號送訊。 [數 13] q .. ^aPa〇U ~y^aPaeolUtU>n Qg) U~pnb CaPa all-Capa blmi 如此，在第3實施形態中，下位台1是考慮到訊號的 碰撞狀況來進行頻道使用機率資訊控制，藉此，可實現更 爲適切的頻道使用機率控制。 rs > -37- 1376115 • 此外，第2實施形態的中位台2的補正部26B，係亦 可構成爲’除了下位台數資訊、頻道使用狀況記錄資訊、 及可使用之全通訊頻道資訊以外，還以頻道碰撞狀況資訊 ' 爲基礎’來補正頻道使用機率。此時，如圖10所示，中 . 位台2 ’其計測部22係被構成爲，更計測出送訊訊號的碰 撞狀況’將計測結果當成頻道碰撞狀況資訊而加以輸出； Ϊ己錄部24係被構成爲，更將前記頻道碰撞狀況資訊加以 • 記錄並輸出；補正部26B係被構成爲，基於下位台數資訊 、頻道使用狀況記錄資訊、可使用之全通訊頻道資訊，及 頻道碰撞狀況資訊，來將已被加算部26 A所更新過的頻道 使用機率加以補正。補正部26B的補正係數生成部51， 係和圖9所示之構成相同。 此情況下，中位台2仍是有考慮到訊號的碰撞狀況來 進行頻道使用機率資訊控制，藉此，可實現更爲適切的頻 道使用機率控制。 〔第4實施形態} 於第1、第2實施形態中，係將使用狀況計測指標資 ‘ 訊定義作「下位台使用通訊頻道的時間」：相對於此，本 實施形態則是採用下位台的使用時間和使用頻寬，來生成 • 使用狀況計測指標資訊，這點是不同的。 隨著各下位台所使用的應用程式的性質，所需之通訊 時間和使用頻寬之組合，係有天壤之別。例如，若是有語 音通話這類希望以比較窄頻寬且長時間連續送訊的下位台 •38- 1376115 ' 存在’也會有大容量資料傳輸這類希望以比較短時間且大 頻寬來發送訊號的下位台存在。 在這種環境下爲了擔保各下位台間的公平性，例如， ： 將下位台1的指標生成部13、或將中位台2的指標生成部 . 23構成爲，生成用來表示下位台之頻道使用時間與使用頻 寬之乘積的頻道使用狀況指標資訊，來當作應視爲計測對 象之頻道使用狀況，較爲理想。 〔第5實施形態〕 於第1、第2實施形態中，係將使用狀況計測指標資 訊定義作「下位台使用通訊頻道的時間」：相對於此，本 實施形態則是採用了訊號到達距離所對應之値、下位台之 頻道使用時間、及使用頻寬，來生成使用狀況計測指標資 訊，這點是不同的。 當各下位台所採用的通訊系統是不同時，隨著其無線 • 方式或佈局設計等之影響，可料想到各下位台間的送訊輸 出功率係爲不同的狀況。此種情況下，送訊輸出功率相對 較高的下位台在進行訊號送訊時，則會涵蓋較廣範圍內， • 送訊輸出功率相對較低的其他下位台會發生無法使用該當 送訊所使用的頻道之狀況。 - 在這種環境下爲了擔保各下位台間的公平性，例如， 將下位台1的指標生成部13、或將中位台2的指標生成部 23構成爲，生成用來表示「訊號到達距離所對應之値（例 如隨著訊號到達距離而定的該當距離之大小加以表示的指 -39- 1376115 標値）與下位台之頻道使用時間與使用頻寬之乘積」的頻 道使用狀況指標資訊’來當作應視爲計測對象之頻道使用 狀況，較爲理想》 〔本發明的效果〕 爲了評估本發明的改善效果，將先前方法的各下位台 之利得，和本發明的各下位台的利得，以計算機模擬來進 行比較。模擬的各條件係如下記所示。 •假設有2個下位台、及1個中位台、及上位台。 •下位台的送訊機率的初期値係設爲1。 •假設送訊封包長係爲所有下位台均相同，且送訊時 序係被隨機化。 •假設各下位台的動作均爲理想狀態，控制誤差、延 遲是小到可被忽視的程度。 模擬結果示於圖12»在施加流量未滿1.0的未使用頻 道較多的環境下，可知藉由本發明對提高各下位台之送訊 機率方式進行補正，並無法改善總呑吐量（total throughput)。而在施加流量爲1·〇以上的環境下，由於 先前方法係未考慮訊號碰撞量，因此隨著施加流量增大， 訊號碰撞的頻率也增大，總吞吐量特性會逐漸劣化。而在 施加流量爲1.0以上的環境下，由於先前方法係未考慮訊 號碰撞量，因此隨著施加流量增大，訊號碰撞的頻率也增 大’總吞吐量特性會逐漸劣化。可是在此同時，可知若依 據本發明，則由於可考慮到訊號碰撞量而可進行控制以使 -40 - 1376115 流 加 施 使 即 此 因 低 降 率。 機低 訊降 送量 的吐 台吞 各總 止 防 匕匕 會 也 大 增 說 細 詳 而 態 形 施 實 於 基 上 以 發 本 0 態 形 施。 實形 記變 上種 定各 限做 非可 並， 明圍 發範 本的 ’ 旨 是要 可其 。 離 明脫 發不 本在 了係 IIαΞ」 圖 成。 構圖 的成 統構 系之 訊台 通位 線下 無的 的中 中態 態形 形施 ^ * 1^ ^ 0 ] 1J 簡1 2 ^圖圖 圖 圖 圖 圖圖 圖圖圖 圖圖®圖 _ rL rL ----* Γ 一 rL rL . . 程 流 〇 之 圖作 成動 構的 之中 部統 正系 補訊 的通 中線 態無 形之 施態 實形 2 施 第實 ， 1 1 第第 ' 1J 314 第第m ] ] 5 6 2 2 2 圖圖 成成 構構 之之 台台 位位 中下 的的之 中中態 態態双 形形^ 施施實 程 流 之 作 33 的 中 統 系 訊 通 線 無 圖圖 成成 構構 之之 台部 位正 下補 4_、一^1τ 中中 態態 形形 施施 實 實 3 3 第第 TJ 1 8 9 施 實 圖 成 構 之 台 位 。 中圖 的成 中構。 例體圖 形硬的 變的果 之台效 態位之 形中明 及發 台本 3 位示 第下表 明 說 feu 符 件 元 要 主 :下位台 -41 - 1376115 is:訊號送訊要求部 2 :中位台 3 :上位台 4 :無線通訊系統 10 :解碼部 1 1 :下位台ID偵測部 1 2 :計測部 1 3 :指標生成部 1 4 :記錄部 15 :更新量算出部 16:使用機率更新部 16A :加算部 16B :補正部 16C :調整部 1 7 :頻道決定部 18、 18A :送訊部 19、 19A:送訊訊號生成部 20 :解碼部 21 :下位台ID偵測部 22 :計測部 23 :指標生成部 24 :記錄部 25 :更新量算出部 26:使用機率更新部 -42 1376115 :加算部 :補正部 :調整部 頻道決定部 在圈登錄部 補正係數生成部 乘算器 ：CPU :主記憶部 :輔助記憶部 :通訊控制部 :顯不部 :操作部 -43

Claims (1)

1376115 - 十、申請專利範圍 1.—種無線通訊系統，係屬於含有上位台和複數中位 台、及複數下位台所構成’各下位台係被分配有固有之下 /' 位台1D ’在下位台間可收送含有該下位台ID資訊之訊號 • 的無線通訊系統，其特徵爲， 目IJ記上位台係被構成爲’將前記中位台之旗下所可使 用之全通訊頻道資訊，通知給該中位台； # 前記中位台係被構成爲，將前記可使用之全通訊頻道 資訊，通知給前記下位台； 前記下位台，係具備： 解碼部’係將從其他下位台所發送過來的訊號加以接 收並解碼，以獲得收訊訊號；和 下位台ID偵測部，係從前記解碼部所取得的收訊訊 號中’偵測出前記其他下位台的下位台ID ;和 指標生成部，係生成用來表示應視爲計測對象之頻道 • 使用狀況的頻道使用狀況指標資訊；和 計測部，將前記指標生成部所生成之頻道使用狀況指 標資訊所表示的頻道使用狀況，從前記收訊訊號中計測出 * 來；和 ‘ 記錄部，係將前記下位台ID偵測部所測出的前記其 • 他下位台的下位台ID、和前記計測部所計測到的該其他 下位台的頻道使用狀況建立對應而加以記錄，並且，將表 示在所定之資料庫更新期間內進行過通訊之下位台數目的 下位台數資訊及表示該進行過通訊之下位台之頻道使用狀 -44- 1376115 況的頻道使用狀況記錄資訊，加以輸出；和 更新量算出部，係基於從前記記錄部所輸出之下位台 數資訊及頻道使用狀況記錄資訊、以及所定之反應係數資 訊，將關於頻道使用機率的更新量予以算出’該頻道使用 機率係用來表示自己下位台所能夠使用頻道之機率；和 使用機率更新部，係基於前記下位台數資訊及頻道使 用狀況記錄資訊、從前記中位台所通知過來的前記可使用 之全通訊頻道資訊、以及前記更新量算出部所算出的更新 量，來更新前記頻道使用機率；和 頻道決定部，以前記使用機率更新部所作的更新後之 頻道使用機率所相應的時序’根據前記收訊訊號來判別該 當時點的頻道狀況，並基於該頻道狀況，決定自己下位台 的通訊時所使用的通訊頻道；和 送訊訊號生成部，基於自己下位台的下位台ID資訊 、和表示送訊目的地的訊號遞送位址資訊、和應發送之送 訊資料，來生成送訊訊號；和 送訊部，以前記頻道決定部所決定的通訊頻道，來發 送前記送訊訊號生成部所生成的送訊訊號； 前記使用機率更新部係被構成爲，含有：· 更新部，基於前記更新量算出部所算出來的更新量， 來更新前次更新後之頻道使用機率；和 補正部，係基於前記下位台數資訊、前記頻道使用狀 況記錄資訊、前記可使用之全通訊頻道資訊，來將已被前 記更新部所更新過的頻道使用機率加以補正；和 -45- 1376115 調整部，係調整該補正後之頻道使用機率，使得前記 補正部所作之補正後之頻道使用機率，收斂在所定範圍內 〇 2·—種下位台，係屬於被分配了固有之下位台ID，可 與其他下位台之間收送含有該下位台ID資訊之訊號的此 種下位台，其特徵爲， 具備： 解碼部，係將從其他下位台所發送過來的訊號加以接 收並解碼，以獲得收訊訊號；和 下位台ID偵測部，係從前記解碼部所取得的收訊訊 號中，偵測出前記其他下位台的下位台ID ;和 指標生成部，係生成用來表示應視爲計測對象之頻道 使用狀況的頻道使用狀況指標資訊；和 計測部，將前記指標生成部所生成之頻道使用狀況指 標資訊所表示的頻道使用狀況，從前記收訊訊號中計測出 來；和 記錄部，係將前記下位台ID偵測部所測出的前記其 他下位台的下位台ID、和前記計測部所計測到的該其他 下位台的頻道使用狀況建立對應而加以記錄，並且，將表 示在所定之資料庫更新期間內進行過通訊之下位台數目的 下位台數資訊及表示該進行過通訊之下位台之頻道使用狀 況的頻道使用狀況記錄資訊，加以輸出；和 更新量算出部，係基於從前記記錄部所輸出之下位台 數資訊及頻道使用狀況記錄資訊、以及所定之反應係數資

-46 - 1376115 訊，將關於頻道使用機率的更新量予以算出，該頻道使用 機率係用來表示，決定自己下位台是否啓動頻道決定動作 之作爲基礎的機率；和 使用機率更新部，係基於前記下位台數資訊及頻道使 用狀況記錄資訊、從外部所通知過來的可使用之全通訊頻 道資訊、以及前記更新量算出部所算出的更新量，來更新 前記頻道使用機率：和 頻道決定部，以前記使用機率更新部所作的更新後之 頻道使用機率所相應的時序，根據前記收訊訊號來判別該 當時點的頻道狀況，並基於該頻道狀況，決定自己下位台 的通訊時所使用的通訊頻道；和 送訊訊號生成部，基於自己下位台的下位台ID資訊 、和表示送訊目的地的訊號遞送位址資訊、和應發送之送 訊資料，來生成送訊訊號；和 送訊部，以前記頻道決定部所決定的通訊頻道，來發 送前記送訊訊號生成部所生成的送訊訊號； 前記使用機率更新部係被構成爲，含有： 更新部，基於前記更新量算出部所算出來的更新量， 來更新前次更新後之頻道使用機率；和 補正部，係基於前記下位台數資訊、前記頻道使用狀 況記錄資訊、前記可使用之全通訊頻道資訊，來將已被前 記更新部所更新過的頻道使用機率加以補正；和 調整部，係調整該補正後之頻道使用機率，使得前記 補正部所作之補正後之頻道使用機率，收斂在所定範圍內 -47· 1376115 3. 如申請專利範圍第2項所記載之下位台，其中， 前記計測部係被構成爲，更計測出送訊訊號的碰撞 況，將計測結果當成頻道碰撞狀況資訊而加以輸出； 前記記錄部係被構成爲，更將前記頻道碰撞狀況資 加以記錄並輸出； 前記補正部係被構成爲，基於前記下位台數資訊、 記頻道使用狀況記錄資訊、前記可使用之全通訊頻道資 ，及前記頻道碰撞狀況資訊，來將已被前記更新部所更 過的頻道使用機率加以補正。 4. —種無線通訊系統，係屬於含有上位台和中位台 複數下位台所構成，各下位台係被分配有固有之下位 ID，在下位台間可收送含有該下位台id資訊之訊號的 線通訊系統，其特徵爲， 前記上位台係被構成爲，將前記中位台之旗下所可 用之全通訊頻道資訊，通知給該中位台： 前記下位台，係具備： 訊號送訊要求部，係將訊號送訊要求資訊發送至前 中位台’並藉由該中位台’將自己下位台之通訊時所使 的通訊頻道資訊，加以取得；和 送訊訊號生成部，基於自己下位台的下位台ID資 、和表示送訊目的地的訊號遞送位址資訊、和應發送之 訊資料’來生成送訊訊號；和 送訊部’以前記訊號送訊要求部所取得到的通訊頻 狀 訊 前 訊 新 和 台 Μ /»>\ 使 記 用 訊 送 道 -48- 1376115 資訊所示的通訊頻道，來發送前記送訊訊號生成部所生成 的送訊訊號； 前記中位台，係具備： 解碼部’係將從前記下位台所發送過來的訊號加以接 收並解碼，以獲得收訊訊號；和 下位台ID偵測部，係從前記解碼部所取得的收訊訊 號中，偵測出前記下位台的下位台ID ;和 指標生成部’係生成用來表示應視爲計測對象之頻道 使用狀況的頻道使用狀況指標資訊；和 計測部，將前記指標生成部所生成之頻道使用狀況指 標資訊所表示的頻道使用狀況，從前記收訊訊號中計測出 來.；和 記錄部’係將前記下位台ID偵測部所測出的前記下 位台的下位台ID、和前記計測部所計測到的該下位台的 頻道使用狀況建立對應而加以記錄，並且，將表示在所定 之資料庫更新期間內進行過通訊之下位台數目的下位台數 資訊及表示該進行過通訊之下位台之頻道使用狀況的頻道 使用狀況記錄資訊，加以輸出：和 更新量算出部’係基於從前記記錄部所輸出之下位台 數資訊及頻道使用狀況記錄資訊、以及所定之反應係數資 訊’將關於頻道使用機率的更新量予以算出，該頻道使用 機率係用來表示’決定自己中位台是否啓動頻道決定動作 之作爲基礎的機率；和 使用機率更新部，係基於前記下位台數資訊及頻道使 -49- 1376115 用狀況記錄資訊、從前記上位台所通 之全通訊頻道資訊、以及前記更新量 量，來更新前記頻道使用機率；和 頻道決定部，以前記使用機率更 頻道使用機率所相應的時序，根據前 當時點的頻道狀況，並基於該頻道狀 的通訊時所使用的通訊頻道，並將通 該下位台； 前記使用機率更新部係被構成爲 更新部，基於前記更新量算出部 來更新前次更新後之頻道使用機率； 補正部，係基於前記下位台數資 況記錄資訊、前記可使用之全通訊頻 記更新部所更新過的頻道使用機率加 調整部，係調整該補正後之頻道 補正部所作之補正後之頻道使用機率 〇 5.—種中位台，係屬於，當從被 ID且發送出含有該下位台ID資訊之 到了訊號送訊要求資訊時，便回送出 所使用之通訊頻道資訊的中位台，其 具備： 解碼部，係將從前記下位台所發 收並解碼，以獲得收訊訊號；和 知過來的前記可使用 算出部所算出的更新 新部所作的更新後之 記收訊訊號來判別該 況，決定前記下位台 訊頻道資訊，通知給 ，含有： 所算出來的更新量， 和 訊、前記頻道使用狀 道資訊，來將已被前 以補正；和 使用機率，使得前記 ，收斂在所定範圍內 分配了固有之下位台 訊號的下位台，接收 該當下位台的通訊時 特徵爲， 送過來的訊號加以接 -50- C S ) 1376115 下位台ID偵測部，係從前記 號中，偵測出前記下位台的下位台 指標生成部，係生成用來表示 使用狀況的頻道使用狀況指標資訊 計測部，將前記指標生成部所 標資訊所表示的頻道使用狀況，從 來；和 記錄部，係將前記下位台ID 位台的下位台ID、和前記計測部 頻道使用狀況建立對應而加以記錄 之資料庫更新期間內進行過通訊之 資訊及表示該進行過通訊之下位台 使用狀況記錄資訊，加以輸出；和 更新量算出部，係基於從前記 數資訊及頻道使用狀況記錄資訊、 訊，將關於頻道使用機率的更新量 機率係用來表示，決定自己中位台 之作爲基礎的機率；和 使用機率更新部，係基於前記 用狀況記錄資訊、從外部所通知過 道資訊、以及前記更新量算出部所 前記頻道使用機率；和 頻道決定部，以前記使用機率 頻道使用機率所相應的時序，根據 解碼部所取得的收訊訊 ID ;和 應視爲計測對象之頻道 :和 生成之頻道使用狀況指 前記收訊訊號中計測出 偵測部所測出的前記下 所計測到的該下位台的 ，並且，將表示在所定 下位台數目的下位台數 之頻道使用狀況的頻道 記錄部所輸出之下位台 以及所定之反應係數資 予以算出，該頻道使用 是否啓動頻道決定動作 下位台數資訊及頻道使 來的可使用之全通訊頻 算出的更新量，來更新 更新部所作的更新後之 前記收訊訊號來判別該 -51 - 1376115 - 當時點的頻道狀況，並基於該頻道狀況，決定前記下位台 的通訊時所使用的通訊頻道，並將通訊頻道資訊，通知給 ' 該下位台； ' 前記使用機率更新部係被構成爲，含有： r . 更新部，基於前記更新量算出部所算出來的更新量， * 來更新前次更新後之頻道使用機率；和 * 補正部，係基於前記下位台數資訊、前記頻道使用狀 φ 況記錄資訊、前記可使用之全通訊頻道資訊，來將已被前 記更新部所更新過的頻道使用機率加以補正；和 調整部，係調整該補正後之頻道使用機率，使得前記 補正部所作之補正後之頻道使用機率，收斂在所定範圍內 〇 6 ·如申請專利範圍第5項所記載之中位台，其中， 前記計測部係被構成爲，更計測出送訊訊號的碰撞狀 況’將計測結果當成頻道碰撞狀況資訊而加以輸出； # 前記記錄部係被構成爲，更將前記頻道碰撞狀況資訊 加以記錄並輸出； 前記補正部係被構成爲，基於前記下位台數資訊、前 ， 記頻道使用狀況記錄資訊'前記可使用之全通訊頻道資訊 ’及前記頻道碰撞狀況資訊，來將已被前記更新部所更新 - 過的頻道使用機率加以補正。 7.如申請專利範圍第1項所記載之無線通訊系統，其 中， 前記指標生成部係被構成爲，生成用來表示下位台之 <；S > ' -52- 1376115 - 頻道使用時間的頻道使用狀況指標資訊，來當作前記應視 爲計測對象之頻道使用狀況。 * 8.如申請專利範圍第1項所記載之無線通訊系統，其 '· dp ， V 前記指標生成部係被構成爲，生成用來表示下位台之 ' 頻道使用時間與使用頻寬之乘積的頻道使用狀況指標資訊 * ，來當作前記應視爲計測對象之頻道使用狀況。 φ 9.如申請專利範圍第1項所記載之無線通訊系統，其 中， 前記指標生成部係被構成爲，生成用來表示訊號到達 距離所對應之値與下位台之頻道使用時間與使用頻寬之乘 積的頻道使用狀況指標資訊，來當作前記應視爲計測對象 之頻道使用狀況。 1 0 .如申請專利範圍第4項所記載之無線通訊系統， 其中， φ 前記指標生成部係被構成爲，生成用來表示下位台之 頻道使用時間的頻道使用狀況指標資訊，來當作前記應視 爲計測對象之頻道使用狀況。 * 1 1 .如申請專利範圍第4項所記載之無線通訊系統， .‘ 其中， - 前記指標生成部係被構成爲，生成用來表示下位台之 頻道使用時間與使用頻寬之乘積的頻道使用狀況指標資訊 ，來當作前記應視爲計測對象之頻道使用狀況。 12.如申請專利範圍第4項所記載之無線通訊系統， -53- 1376115 其中， 前記指標生成部係被構成爲，生成用來表示訊號到達 距離所對應之値與下位台之頻道使用時間與使用頻寬之乘 積的頻道使用狀況指標資訊，來當作前記應視爲計測對象 之頻道使用狀況。

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