3. 第三章 方法論
3.1 問題分析
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3. 第三章 方法論
我們將於本章說明允入控制機制，如未經過篩選可能造成頻寬評估不夠準確，
以及 MR 網路中 access zone 大小的評估，盡可能使每個基地台能充分利用 access zone 的頻寬不致浪費。最後評估網路傳送時產生的干擾，由於 WiMAX 有動態 適應調變的機制，因此透過分群盡可能不影響到通道品質，維持原本高 data rate 的調變。
3.1 問題分析
3.1.1. 通道品質不佳的連線允入控制
無線網路中基地台傳輸前會量測通道品質，再根據通道品質使用不同等級的 調變。在 WIMAX 中 MS 會在進入網路時量測 CINR 值，再依據這些量測值使用 不同的調變。一般排程在做允入控制時僅考慮系統剩餘頻寬，而沒有考慮通道品 質，一些通道品質差的連線封包傳送的錯誤率可能很高，不斷地重傳會因造成過 高的延遲變成無效封包而浪費頻寬。另一個考量是當通道品質很好，使用較高速 率的 data rate，相同大小的資料量就可以用較少的時間傳輸完。此外，系統如果 以較高的調變評估頻寬，系統容量將被高估，若允許過多的連線就會造成網路壅 塞。因此在允入控制時查看通道品質是否要允許通道品質差的連線需求是一個改 善網路效能的考量。
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MCS level Coding rate Required CINR(dB)
QPSK
表 3-1 MCS Table for Adaptive Modulation & Coding
3.1.2. 動態配置的 access zone 仍存在頻寬浪費
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24 BS
RS1
RS2
RS3
Access Zone
圖 3-1 Example of wasted bandwidth in Access Zone
3.1.3. 所有允入連線的傳送優先順序
通過允入控制的連線的下一階段就是要做排程。由於每個 connection 分屬於 不同的 service flow，不同的 service flow 有不同的 QoS 等級，每個 QoS 等級都 有不同的參數規定，有些即時性的連線需要在限定的 delay constraint 時間內完成，
否則就算傳送到目的地也是無效封包。因此當 BS 收到所有的連線需求時，頇根 據 QoS 等級的參數及通道品質來安排連線傳輸的先後順序以避免有安排傳送卻 因過度延遲而變成無效封包。
3.1.4. MR 環境中的傳輸干擾
在 MR 的環境中多加入了 Relay Station 以加強 BS 資料傳輸容量及改善市區 中大樓的遮蔽問題。但由於基地台佈建變得相對密集，不同的基地台在同一時間 的傳輸，即便是不同的頻率也會造成彼此間的干擾，增加封包接收的錯誤率，同 時也降低了裝置接收資料時量測調變的 CINR 值，使傳輸時無法用較高速的調變，
資料傳輸速率也變得更低，更糟的情況會造成封包嚴重碰撞，需要不斷重傳使網 路壅塞、效能低落。
因此在設計排程時應該將不會干擾的連線分群同時傳送，且避開會干擾的連
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線以有效提升 MR 中網路的傳輸效率。但無線網路環境變動相當快，幾乎沒有一 個演算法可以最佳化連線的分組，我們只能修改調整一些參數去逼近最佳狀況，
降低干擾所造成的影響。
3.1.5. MR 值中維持 QoS 的保證
WiMAX 在 802.16j 中定出五種不同等級的 QoS，依優先權高低分別為 UGS (Unsolicited Grant Service)、ertPS (Extended Real-Time Variable Rate Service)、rtPS (Real Time-Variable Rate Service)、nrtPS (Non-Real Time Variable Rate Service)及 BE (Best Efforts Service)。雖然 WiMAX 規格中有制定各 QoS 類別的規範，但僅 規定頇滿足那些條件，實際的排程還是交給製造廠商設計。
也因為有了五種封包等級的規範，我們在設計排程演算法時就可以將不同服 務連線納入考量。在 MR 的環境中，經過多個 hop 的連線必定會延長封包的傳送 時間，我們可以參考各 QoS 的參數加以調整以符合服務需求。
綜合以上問題我們首先在連線允入控制多考慮通道品質，篩選出使用較高調 變的 MS，以增加封包傳送效率。而在分配 access zone 時應將即時性服務與非即 時性服務分開計算，降低各基地台 access zone 中的頻寬浪費，才可有效提升頻 寬使用率及網路整體的 throughput。最後在基於 WiMAX 規範的 QoS 保證中，我 們不希望因為干擾而使原本評估的路徑及頻寬配置不如預期，因而提出分群的概 念，拉大同時傳送資料基地台的距離，避免干擾等碰撞問題。