問題分析

3.1.1 Centralized Routing or Distributed Routing

IEEE 802.16j 加入了 Relay Station (RS)具有部分 BS 的功能，可以處理資料 並參與 bandwidth allocation、scheduling，所以也可以參與 path selection 的決定。

從相關研究中可以看到，[8][10]是屬於 centralized routing，因為 path selection metrics 的計算與最後 path 的決定都是在 BS 完成，BS 需要完全了解系統的 topology 與 path Links，藉由 RS 把 link 上的連線資料回傳給 BS，由 BS 找出最 佳路徑。[6][9]是屬於 distributed routing，path selection metrics 可由各 RS 計算完 成，RS 不需知道整個系統的連線狀況，只需與鄰近的 RS 或 BS 溝通，path selection 由各 RS 決定。

centralized routing 的優點是可以確保 path 是 global 最佳化的，而且設計上簡 單，只需要統一將資訊回傳給 BS，由 BS 作決定即可。但是需要額外的頻寬來 傳送資訊，delay 有可能會較高，並且當 RS 越來越多時，系統會變得難以控制，

BS 負荷也會升高。

distributed routing 較不需要額外資源與機制來作 path selection，可以將 path selection metrics 包在原本廣播的封包內，即可讓鄰近 RS 與 BS 接收並處理，但

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所以選擇 centralized routing 或是 distributed routing 是很重要的。

因為我們的作法以 QoS 為主要考量，目標是在降低高 QoS 連線的 delay 與 jitter，我們所採用的作法是透過降低 BS-MS 間的 hop 數，來達到降低 delay 並穩 定 jitter 的功效。如果採用 distributed routing 則無法掌握並了解 MS-BS 間的 hop 數變化，所以我們選擇以 centralized routing 來設計做法。

3.1.2 Modification of MS

path selection 的目的是要找出 BS-MS 之間的最佳路徑，但是我們希望盡量 不要變動 MS 上的設計。以[6]為例，它可以確保 RS-MS 之間的最佳路徑，但是 無法考慮到 MS 會與哪個 Access RS 連接，而有可能會影響效能。

[8][9][10]都是以 MS-BS 之間的最佳 path selection 為前提去作計算，所以可 以確保 MS-BS 之間的最佳效能，但是有可能需要讓 MS 配合演算法去選擇 RS，

這就需要變動到 MS 上的設計。會讓 802.16j 之前的 MS 或 SS 無法相容於 802.16j，而降低實用性。但是[10]利用的 signaling 的機制，只變動了 RS 與 BS 的設計，讓 MS 在 ranging 時就作 path selection，由 BS 決定路徑後回傳給最適合 的 RS，再由此 RS 回覆 ranging response 給 MS，如此就在不變動 MS 的前提下，

成功的讓 MS-RS 的路徑最佳化，所以對 802.16j 以外標準的相容性較高。

3.1.3 Load-Balance

當某條RS-BS間的link明顯優於其他link時，可能會造成許多MS或RS都經由 此路徑傳送，當連線增加時造成congestion，而此時其他較差的link仍然

under-loaded或是閒置，如果可以將處於congestion的連線改由透過這些link傳

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所以在設計path selection metrics需要考慮如何作load-balance，將RS上的可得 頻寬與capacity列入公式中，避免連線都擠在較好的link或path上，或是利用其他

如同設計metrics時，將available bandwidth與hop count分開，在足夠bandwidth 的前提下，hop count對高QoS連線的delay影響很大。假設有兩條path

path A：available bandwidth=30，hop count=3，path cost=3/30=0.1 path B：available bandwidth=10，hop count=2，path cost=2/10=0.2

而RS上的連線為rtPS連線，頻寬需求為8，以傳統的計算方法，path A所得到的path cost低於path B，因此rtPS連線會選擇path A路徑，但是實際上兩條path的頻寬都 滿足此rtPS連線，而path B比path A少了一個hop，delay差了一個frame，所以對於 此rtPS連線，path A與path B的實際throughput是一樣的，但是delay則是path B較 低。所以依照不同的QoS連線設計適當的path selection method是十分重要的。

‧ 國

立 政 治 大 學

‧

Na tiona

l Ch engchi University

3.1.5 RS with Mobility

除了[6]之外，大部分的Multipath問題都是考慮MS-BS間的path selection，但 是因為802.16j除了固定式的FRS外，也加入了具有移動性的NRS與MRS，也讓path selection問題更複雜化，但也變得更值得研究，所以如果將NRS與MRS的移動性 加入MS-BS間的path Routing，會變得更具實用性。