效能調節器

本論文系統架構中，所使用的效能調節器，主要有兩個功能，以下分兩個小 節來詳細說明。

3.2.1 CINR 回報

在 WiMAX 所制定的規格當中，在使用正交分頻多工存取(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access，簡稱 OFDMA)技術之下，行動節點對於 所接收到的訊號跟其他干擾相除得到的實際載波對干擾與雜訊比(Carrier to Interference-plus-Noise Ratio，簡稱 CINR)值，藉由運算可以將實際 CINR 值轉換 成有效CINR 值，而此數值也就是實際上行動節點向基地台申請改變調變編碼技 術(Modulation Coding Scheme，簡稱 MCS)時的下行間隔使用碼(Downlink Interval Usage Code，簡稱 DIUC)值，將這個值回報給基地台後，基地台可以藉由跟預設 的各種調變速率上限門檻值以及下限門檻值作比較，以便讓基地台知道目前的調 變技術對於該行動節點來使用是否不夠可靠抑或太過保守而作改變，門檻值的比 較方法如圖3.3[2]。

圖3.3 CINR 門檻值比較表

在效能調節器中即具有得知行動節點回報頻道訊號狀況的功能，得到此數值 之後便將其資訊傳遞給排程器，再讓基地台來決定是否要改變MCS 以符合行動 節點的狀況。倘若MCS 已經設定改為 BPSK 1/2 後，行動節點仍然覺得不夠可

15 段遭受短暫沉寂(Temporal Silence)，在下一小節我們將詳述此問題，以及改善此 問題的方法。

我們稱這種補償方式為落後優先(Lag First)。使用落後優先的補償方式將會使得 領先的連線階段遭遇到短暫沉寂，因為系統從這些連線階段取走傳送機會給予落

的Jain’s fairness index 來評估各連線公平性：

(7)

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連線階段，而1-α的部份是分配給其他的連線階段，其中包括領先以及持平的連 線階段，以這種方式來分配系統資源的話，領先的連線階段就不會像在落後領先 補償方式中每次都無法傳送任何的資料，而能保持在一最低限度的資料量。不過 α這個值該如何設定就比較困難，如果給予一固定值肯定無法適用於不斷變動的 無線環境，所以α必須是動態變動的。另外從使用者以及連線階段的角度去思考，

如果資料傳輸是突然性的變化，都是比較不令人滿意的，舉例來說：在傳輸過程 中如果資料傳輸只是瞬間的突然變慢，使用者便會覺得服務品質不太穩定；如果 資料傳輸如果突然變快，但是又馬上回覆到正常的傳輸，因為資料的傳輸忽然變 快又變成慢的，一樣會對服務品質覺得不太滿意，因此資料的傳輸過程能夠以緩 和的方式變化，如此才不會因為立即性的變化而查覺到服務品質有突然的變化而 覺得不滿意。

為了不讓α值變化太過急遽，因此我們選擇使用一遞減指數函數作為設定α 值之用，因為遞減指數函數在座標軸數值變動時，會呈現緩和的曲線圖，我們所 使用的遞減指數函數如下：

(8)

，其中αmin代表落後的連線階段最少會被分配到的比例，而 x 表示持平以及領 先的連線階段與落後的連線階段的比例；遞減指數函數曲線圖如圖3.4。

圖3.4 遞減指數函數圖 1

1 1

1 _{min 1 min}

− + −

−

= − ⁻ e e e

e

x α

α α

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藉由公式(8)的運算來作分配，當整個系統都屬於落後的連線階段時，則α=1，

也就是所有的系統資源都分配給落後的連線階段；當非落後的連線階段與落後的 連線階段一樣多時，則α=αmin，也就是落後的連線階段會被分配到預設最少的 系統資源，如此就能兼顧所有的連線階段都被服務到而不會有短暫沉寂的情形發 生。系統將資源依比例分配給落後以及非落後連線階段後，會再次從中挑選出可 以分配到資源的連線階段，此時便會再一次經由演算法挑選出適當的連線階段。

補償系統流程圖如圖3.5 所示，圖中流程所示為每次挑選要傳送封包之程序，

由WF²Q+挑選出的連線階段，倘若在調變過程中無法順利傳送，則回到 WF²Q+

挑選另一個可順利傳送的連線階段，挑選出之連線階段藉由判斷領先/落後計數 器是否不為零，倘若存有值即代表之前有發生過頻道錯誤而無法傳送之情形，便 需要將系統資源作分配給落後以及非落後的連線階段，並再次挑選適當的連線階 段，每次流程結束都必須對領先/落後計數器作更新。

圖3.5 系統流程圖

CINR modulation

WF2Q+

pick transmitting session

Lead/lag value ≠0

Transmit packet Graceful degradation

calculate α

Update Lead/lag value Update Lead/lag value

Yes

Yes No

No

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