移動裝置之需求

參閱資料部分來自 engadget，MOBILE01(Pre 4G ITU-T 3GPP Long Term Evolution -> 4G LTE-Advance 和 Pre 4G IEEE WIMAX 802.16e->4G WIMAX wave 2 802.16m)。

WIMAX 則是一種無線都會區域網路，是由 WIMAX 論壇(WIMAX Forum)提出。

讀者可將該技術想像成一個涵蓋陎積達數十公里的巨大無線基地台，在該範圍內

能去支持一個不是由他們推出的技術，所以 WIMAX 在電信營運這塊始終不得其 384Kbps(UMTS)>7.2Mbps(HSDPA)而即將昇到 42Mbps 的 HSPA+的實際速度可能 比現有的 WIMAX 還快。LTE 最大的優勢除了電信廠商支持外，更重的是向下相 容 GSM/WCDMA，收不到 LTE 還有 WCDMA/GSM 可以收。WIMAX 就需要做 雙待。

我們認為:一個好的演算法應該能夠簡單且迅速在不同的移動裝置對應出相 對吞吐量要求和公帄性問題，考量分配資源塊和用戶的多寡及通道狀況依新參數 選擇排程演算法分配資源。為了讓基地台維持應有的吞吐量要求在各使用者獲得 公帄且合理分配的資源之間，必頇要在適當時機選擇合適資源分配演算法，應對 出各移動裝置通道狀況的動態改變，特別是在 LTE 支持下，在高速移動的環境有 更優良的反應是一件刻不容緩的事。

3.1.2 三種資源分配演算法優缺點的比較

首先，我們針對 Maximum rate(Max-Rate)、Round robin(RR) 、Proportional fair(PF)三種標準資源分配演算法，提出了在設計上優缺點並且作簡單的比較:

1. 在最大速率(Maximum Rate, Max-Rate)此種分配資源方式為較好通道品質的 使用者可以得到較多資源的分配，使用者的 throughput 會因 SINR 而被限制，

也就是在通道品質較差的使用者，相對 SINR 也較差，由夏儂定理可推估可 達到的 throughput 也較低，而為了增加系統容量，選擇 SINR 較好的使用者 達到較多的排程(scheduling)，也就是增加 TTI 給通道佳的使用者，缺點是 CEU 得到排程的機率就變低，相對也造成 CEU throughput 低。如圖 3-1 所示。

圖 3- 1、操作於 Max-rate 演算法示意圖[15]

2. 輪詢(Round robin, RR)這個排程的演算法是基地台依據每個輪詢週期對使用 者分配適當的下行鏈路資源，並在初期協商輪詢的順序。和 Max-rate 比較，

使用者在每個輪詢期間依據當時資料的多寡傳輸，看得出來 RR 的整體 throughput 較低。此種方式正好與 Max-rate 相對，不管使用者通道品質的優 劣，每個使用者獲得系統排程的機會都是一樣，也是最公帄的一種演算法，

但是整體系統容量會因 CEU 之 SINR 所限制。如圖 3-2 所示[15]。

圖 3- 2、操作於 RR 演算法示意圖[15]

3. 在比例性公帄(Proportional fair , PF)這個排程服務結合了 Max-rate 和 RR 優點，

主要是所指配的方式比較介於 Max-rate 與 Round robin 的折衷方式而設計。

這個演算法不僅可以減少 Max-rate 分配資源不公帄的問題，亦可以減少 RR 演算法吞吐量不高的隱憂。PF 演算法依照使用者的歷史紀錄來調整下行鏈路 分配資源的優先權。如圖 3-3 所示[15]。

圖 3- 3、操作於 PF 演算法示意圖[15]

綜合以上討論，由圖 3-3 知，PF 的資源分配演算法主要改進了其他資源分配 演算法的缺點，基地台將按照行動終端裝置的頻寬請求來分配資源，直到收到移 動裝置新的頻寬請求為止。換句話說，基地台在沒有收到移動裝置新的請求時，

並不會改變分配資源的策略。因此，PF 演算法可以獲得更好相對於 Max-rate 資 源分配演算法;更好的數據傳輸效率相較於 RR 資源分配演算法。但是，由以上的 討論可以知道，PF 雖然擁有了 Max-rate 和 RR 部分優點；換句話說，PF 同時也 避免不了 Max-rate 和 RR 部分缺點。實際上它在用戶通道狀況差比較大時對於吞 吐量相較於 Max-rate 而言，PF 仍有改善的空間。這就是為什麼我們選擇混合 Max-rate 和 PF 演算法來作為我們想法得體現。

由於複雜多變且不可預測的無線通道環境加上無線資源的局限性，為了能讓 基地台依據各種服務排程演算法的品質要求下，提供更合理和更公帄的分配無線

資源機制，使其同時能讓多個移動裝置選擇更適合分配演算法下傳送資料，並能 scale fading)以及小範圍衰減(small scale fading)，其中造成衰減特性的主要因素包 含了屬於大範圍衰減的路徑損失(path loss) 和遮蔽衰減(shadowing fading)，以及 屬於小範圍衰減的多重路徑衰減(multipath fading)等三種。第一類傳播影響因素是