（一）近五年內主要研究成果說明。
（二）研究計畫之背景及目的。請詳述本研究計畫之背景、目的、重要性及國內 外有關本計畫之研究情況、重要參考文獻之評述等。本計畫如為整合型研 究計畫之子計畫，請就以上各點分別述明與其他子計畫之相關性。
（三）研究方法、進行步驟及執行進度。請分年列述：1.本計畫採用之研究方法 與原因。2.預計可能遭遇之困難及解決途徑。3.重要儀器之配合使用情形。
4.如為整合型研究計畫，請就以上各點分別說明與其他子計畫之相關性。
5.如為須赴國外或大陸地區研究，請詳述其必要性以及預期成果等。
（四）預期完成之工作項目及成果。請分年列述：1.預期完成之工作項目。2.對 於學術研究、國家發展及其他應用方面預期之貢獻。3.對於參與之工作人 員，預期可獲之訓練。4.本計畫如為整合型研究計畫之子計畫，請就以上 各點分別說明與其他子計畫之相關性。
(一) 近五年內主要研究成果說明
本人於八十七年一月獲得電機博士學位，主要功讀的領域包括無線通訊網 路、數位通訊、及電腦網路。博士班期間專注於無線通訊網路中 Macrodiversity 的研究，主要成果除發表於 IEEE/IEE 學術期刊和 IEEE 國際研討會(VTC, GLOBECOM, MILCOM, ICC, PIMRC, ...etc.)之外，也已經獲得美國專利。
博士班畢業之後，隨即於八十七年一月進入美國朗訊公司無線網路實驗室 (Wireless Networking Laboratories, Lucent Technologies, Whippay, NJ, USA)服務，
參加前瞻技術中心無線網際網路計畫( Wireless Internet Access System)，主要負責 媒 體 接 取 控 制 層 (MAC Layer) 架 構 設 計 、 系 統 容 量 模 擬 、 Radio Resource Management、Power Control、系統測試及驗證，成果除了撰寫了數篇技術文獻 (Lucent Technical Memorandum)之外，並在媒體接取控制層的 Back-off Scheme 申 請了三個美國專利。
八十九年九月返國服務後，加入明碁電通集團的達宙通訊系統公司，從事 第三代無線通訊系統 WCDMA 基地台的開發，除了從事基頻 RACH Preamble Detection 的演算法及硬體架構 (FPGA) 設計開發、WCDMA 系統容量分析與模
擬之外，並擔任 Node B 硬體系統架構會議的主席，及負責所有基頻與 Radio Resource Management 演算法的規劃，不但對 WCDMA 的實體層 (Physical Layer) 有深刻的了解，對整個硬體系統架構及軟體系統也有充分的認識。
(二) 研究計畫之背景及目的
隨著個人通訊在可攜式設備上的蓬勃發展，無線接取技術已經變成一個重要 的議題。語音、資料、及影像等多媒體傳輸的整合，更使得用戶對無線快速上網 與大量接收、傳輸資料等需求的渴望越來越殷切。因此下一代無線通訊網路，必 須要能提供多媒體傳輸所須之各種不同服務品質的要求，這包括了固定傳送速率 (CBR)，可變傳送速率(VBR)，和有效傳送速率(ABR)等各種不同的要求。
在無線通訊網路的研究裏，有數種多重接取標準曾被提出[1,2,3]。第一種是 固定指派式 (fixed-assignment)，此種方法，頻道是被事先指定分配好，最常見的 就是 TDMA (Time Division Multiple Access) 和 FDMA (Frequency Division Multiple Access)。這種形式的接取標準，被大量應用在第二代行動通訊系統上，
例如歐規的 GSM 和美規的 IS-54/136， 但是這種多重接取方式，對瞬間大量的 資料傳送，在 頻 使 用 上 非
常 的
不 具效率。
第二種多重接取方式為多工分碼 CDMA (Code Division Multiple Access) ，
多工分碼被採用在第二代的 IS-95，和第三代行動通訊系統的許多標準中。多工 分碼是展頻通訊的特殊運用[4] ，一般來說，展頻通訊主要分為下列三項技術：(I) Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS); (II) Frequency-Hopping Spread Spectrum (FHSS); (III) Time-Hopped Spread Spectrum (THSS)。
第三種多重接取控制技術，是隨機接取技術。這技術是採用封包競爭的機 制，來容納眾多的用戶，這當中最有名的就是 Slotted ALOHA 和 CSMA (carrier sense multiple access)。隨機接取技術被廣泛使用在許多標準之中，最常見的有 IEEE 802.3 CSMA/CD (collision detection) ， 和 IEEE 802.11 CSMA/CA (collision avoidance)。這種隨機接取技術，並不需要一個中央控制的機制來統合傳輸，但 卻會造成相當的傳送延遲，而且 throughput 在用戶數目多時會降低[5]。
第四種多重接取技術，是所謂的“需求分配”(demand-assignment)形式，這種 接取技術，是當用戶需要頻寬時，它才向一個中央控制單位預約頻寬，預約的方 式是透過所謂的媒體接取控制技術 MAC (Medium Access Control )來達成。
文獻中對媒體接取控制技術的討論非常多，最有名的是“封包預約多重接 取 ”Packet Reservation Multiple Access (PRMA) [5,6,7,8,9] ， 此 一 技 術 和 Reservation ALOHA (R-ALOHA) [10] 很類似。“封包預約多重接取”技 術曾被 歐洲採用為第三代行動通訊系統中重要的接取技術之一[11] ， 在許多不同的應 用中，“封包預約多重接取 ”技 術 也 被適 當的修改以滿足不同應用的需求 [12,13]。
另一類媒體接取控制技術，是所謂的 Distributed Queuing Request Update Multiple Access (DQRUMA) [14,15]。這一類技術的頻寬獲，得是透過 Requesting Access Channel (RA Channel) 來達成，任何的隨機接取機制，都可以用在 RA Channel。此外，基地台或接取點也需要一個對上行方向頻寬規劃的機制。
第三類媒體接取控制技術，是資源分配多重接取技術 Resource Assignment Multiple Access (RAMA) [16,17,18] 。RAMA 在競爭的時段中，採用了十個數字 的識別碼，這技術可以視為二次元倒數 (Binary Countdown) ，或 M 次元倒數 (M-ary Countdown) 技 術 的 延 伸 ， 二 次 元 倒 數 技 術 曾 被 應 用 在 AT&T 的 DATAKIT 系統之中。有一種 RAMA 延伸出來的技術，稱為數狀索引資源分配 多重接取技術 Tree-Search RAMA (TRAMA) ， 詳細內容可以參考[19]。
除了以上所描述的媒體接取控制技術之外，還有許多相關的技術，比如 Random Addressed Polling (RAP) [20] 就曾被提到 IEEE 802.11 ，RAP 所延伸出 來的 Group Randomly Addressed Polling 在[21] 中有詳細討論；此外 Wireless ATM 的各種相關媒體接取控制技術在[1,22,23]有詳細的討論和比較；傳統上大家 所熟知的媒體接取控制技術，包括 IEEE 802 家族在[24,25]中有深入的探討。
很多以上所提到的媒體接取控制技術，都需要靠碰撞解決機制 (Collision Resolution) ，來解除在資料傳送、或頻道預約中，所產生的碰撞問題。這便是所 謂的 Back-off 機制。文獻中討論的 Back-off 機制，主要分為三類：(I) Splitting Algorithm, also known as Tree Algorithm [26,27,28]; (II) Adaptive p-persistence Algorithm [29,30,31,32]; (III) Binary Exponential Back-off (BEB) Algorithm。
在 這 三類 之 中最 常 用的 back-off 機制， 便是用 在乙 太網路 的 Binary Exponential Back-off (BEB) Scheme， 因為它的原理和實行都最簡單。但是 BEB Scheme 會導致後到先服務的結果，一個用戶如果有新的封包要送，或是上一次 傳送已經成功，他便可以馬上傳送，傳送成功的機會便大的多。如果一個用戶已 經經歷過幾次碰撞，他便要在一個比較大的 back-off window 裏面，再任意選擇 一個重傳的時機，因此他傳送成功的機會便小得多，這就是所謂的“捕獲效應 ” [33,34]。這效應導致了少數傳送成功的用戶，可以不斷的使用頻道，傳送失敗的 用戶便很難取得頻道。[35,36]中對乙太網路的“捕獲效應 ”提出了一些解決方 案，本人在美國服務於朗訊科技 (Lucent Technologies, Whippany, NJ, USA) 的無 線通訊網路部門(Wireless Networking Laboratories)期間，也提出了一個增進 BEB 機制效率的方法[37]。
使用在乙太網路的 Binary Exponential Back-off (BEB) 機制，是一個分散式 的系統。在一般的無線通訊網路中，通常都有一個中央控制點 (基地台或接取 點) ， 利用中央廣播的方式，各個用戶之間可以達到某種程度的同步，“捕獲 效應”便可以得到相當的改善[38,39] ，這也是本計劃所將研究的重點。
在以太網路中，Binary Exponential Back-off (BEB) 機制是用來解決資料傳 送時所發生的碰撞，在“需求分配” (demand-assignment) 的媒體接取控制形式 中，資料的傳送是透過一個中央控制單位來做統一的規劃與安排，資料的傳送並 沒有碰撞的問題，但是在做頻寬預約時，仍可能發生碰撞。我們將把所提出新的 Back-off 機制，應用在頻寬預約時所發生的碰撞，並將在資料傳送頻道中，模擬
各種不同的資料傳輸，包括語音[40]、視訊會議[41]、和 WWW [42,43,44]，以驗 證其效應。
進幾年來，由於無線資料傳輸技術的盛行，已經有許多無線區域網路 ( Wireless LAN )媒體接取控制技術的研究[45,46,47]，Wireless ATM [48,49,50,51]
和無線家庭網路 ( Wireless Home Network) [52,53,54,55] 的媒體接取控制技術方 面，同樣的也有許多文獻討論。我們預計將在本計劃中，利用我們在頻寬競爭時 段所提出的 Back-off 機制的特性，設計出一個新的媒體接取控制層架構，以適合 家用無線網路上多媒體的傳送[56,57,58]，除了頻道可以公平的分配給用戶、解 決傳統以太網路中 BEB 機制的不穩定之外，各種不同應用，也可以得到他們所 需要的服務品質要求。
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