第四章 室內無線區域網路傳輸品質評估系統之實證分析….…
4.2 研究設計之架構
在田口的參數設計法中使用直交表來配置實驗，利用 SN 比與β值來分析各因子 影響程度，以達到工程品質目標。本研究方法分為兩階段：
第一階段為「建立模式階段」，共分為兩個步驟：步驟一為設計並執行「田口實驗」，
對於一個品質問題，考慮信號因子、雜音因子與控制因子水準組合，利用直交表進行 田口實驗，取得實驗數據及 SN 比、β值等基本資料。步驟二則「利用倒類神經網路 建立模式」，進行田口實驗時，使用 SN 比的好處在於簡單計算就可以釐清各個控制 因子的影響，而且同時考慮品質特性的平均和變異效果。本論文利用倒傳遞類神經網 路建立直交表中各因子水準組合和 SN 比及β值的函數關係，將這個網路模式當成目 標函數，如圖 4-2 所示。
圖 4-2 建立目標函數
第二階段「利用啟發式演算法，最佳化階段一所建立的目標函數」。本實驗採取 的啟發式演算法有三個，分別為分散式搜尋法、基因演算法和模擬退火法，其中模擬 退火法所採取方式和 Su 與 Chang (2000)之差異在於鄰域選取方式及停止準則。執行 模擬退化法時我們產生新解的方式有兩種，一種是由現在解的位置，以隨機增加方式 向解的最大值方向增加，另一種是向解的極小值方向減少，由電腦進行隨機選擇採取 哪一方式。而停止條件考慮限制降溫的次數，以增加演算法的效率。而基因演算法所 採取方式和 Su 與 Chiang (2002)的差別，在於採用設定最大演化世代數的方式來做為 測試收斂性的依據參數，且執行條件設定上亦不相同。
針對室內無線區域傳輸品質問題，我們進行田口實驗。首先，先選取品質特性 y，
會影響傳輸品質的品質因素有很多，我們選取最重要的接收訊號強度(Received Signal Strength Index; RSSI)為品質特性。
倒傳遞類神經網路 雜音因子
信號因子的 輸入
控制因子水準組合
SN 比 β
室內無線區域傳輸品質問題的理想函數為：
M y =β
其中 M 為信號因子，即模擬器測出的收訊強度值 ； y 輸出值為接收訊號強度，即 品質特性；β為靈敏度，即輸入與輸出之間直線關係的直線斜率。在實驗室中以模擬 器測出的收訊強度值代替實際的接收訊號強度，β的理想值為 1，因為模擬器測出的 收訊強度值與實際的接收訊號強度最好是一致的。信號因子的水準設定如下：
1 =10
M , M2 =50, 100M3 =
我們的目的是希望接收訊號強度在模擬器測出的收訊強度範圍內有好的線性關係。
經過相關研究人員針對製程可能的問題提出討論後，製作特性要因圖，並從中選 定八個控制因子及其水準如表 4-1 所示。在本研究的案例中使用八個控制因子，每個 控制因子有三個水準。我們選取 L27(313)直交表(orthogonal table)進行實驗。總共有 27 個水準組合，在每個組合下依網路卡型號的不同，共取得六個實驗數據，計算出 SN 比及β值，實驗結果如表 4-2 所示。
表 4-1 控制因子及其水準
控制因子 水準
1
水準 2
水準 A：無線電波直射路徑穿過建築物中庭上方的中空範圍/平方公尺 10 15 20 3
B：傳輸的距離/公尺 5 10 15
C：傳輸的高度/公尺 3 6 9
D：OA 隔間牆個數 5 10 15
E：磚牆個數 2 4 6
F：木板牆個數 3 6 9
G：室內面積大小/平方公尺 25 50 75
H：附近微波爐個數 1 2 3
表 4-2 實驗結果
M1=10 M2=50 M =100 3
Run A B C D E F G H N1 N2 N1 N2 N1 N2 y1 =SN y2 = β 1 10 5 3 5 2 3 25 1 11 13 55 62 99 100 -14.657 1.031 2 10 5 3 5 4 6 50 2 9 8 45 42 97 98 -10.568 0.953 3 10 5 3 5 6 9 75 3 8 8 42 42 98 95 -11.911 0.939 4 10 10 6 10 2 3 25 2 13 12 56 53 100 99 -10.089 1.016 5 10 10 6 10 4 6 50 3 6 7 43 43 90 91 -7.968 0.892 6 10 10 6 10 6 9 75 1 10 11 40 41 81 81 -5.840 0.810 7 10 15 9 15 2 3 25 3 13 14 54 53 100 100 -8.847 1.015 8 10 15 9 15 4 6 50 1 9 9 42 43 92 90 -6.749 0.897 9 10 15 9 15 6 9 75 2 10 9 37 36 90 88 -14.751 0.858 10 15 5 6 15 2 6 75 1 9 10 56 55 97 98 -11.819 1.001 11 15 5 6 15 4 9 25 2 14 15 77 76 100 100 -22.600 1.107 12 15 5 6 15 6 3 50 3 9 8 45 45 100 100 -10.020 0.978 13 15 10 9 5 2 6 75 2 11 11 52 52 98 98 -5.548 0.992 14 15 10 9 5 4 9 25 3 12 13 48 46 98 95 -7.526 0.962 15 15 10 9 5 6 3 50 1 8 8 52 49 100 100 -4.145 1.000 16 15 15 3 10 2 6 75 3 12 12 45 47 95 97 -7.112 0.955 17 15 15 3 10 4 9 25 1 8 9 62 60 98 98 -16.578 1.027 18 15 15 3 10 6 3 50 2 10 10 45 42 100 100 -11.827 0.974 19 20 5 9 10 2 9 50 1 11 12 50 52 85 89 -14.438 0.902 20 20 5 9 10 4 3 75 2 7 7 52 50 86 84 -15.116 0.883 21 20 5 9 10 6 6 25 3 11 13 55 62 100 100 -14.403 1.035 22 20 10 3 15 2 9 50 2 8 9 55 62 99 100 -14.658 1.029 23 20 10 3 15 4 3 75 3 10 10 55 62 100 98 -14.732 1.026 24 20 10 3 15 6 6 25 1 11 12 62 60 98 98 -16.496 1.029 25 20 15 6 5 2 9 50 3 7 7 45 42 100 100 -12.657 0.972 26 20 15 6 5 4 3 75 1 10 9 50 52 85 89 -13.969 0.900 27 20 15 6 5 6 6 25 2 8 8 52 50 86 84 -14.921 0.883 Average: SN=-11.850 β =0.965