國立成功大學「邁向頂尖大學計畫」
延攬優秀人才工作報告表
NCKU’s “Aim for the Top University Project”
Work Report Form for Distinguished Scholars
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續聘continuation of employment ■離職resignation100 年 7 月 13日更新
受聘者姓名
Name of the Employee 楊雅茵 男 ■女 Male Female
聘 期 Period of Employment
from 100 年(y) 6 月(m) 20 日(d) to 102 年(y) 4 月(m) 30 日(d) 研究或教學或科技研發與
管理計畫名稱 The project title of research,
teaching, technology development and management
感知無線電技術應用於都會無線區 域網路之研究:智慧型無線基地 台之設計與實作
計畫主持人
（申請單位主管）
Project Investigator (Head of Department/Center)
楊竹星
補助延聘編號
Grant Number HUA 102-25-4-212
一、研究、教學、科技研發與管理工作全程經過概述。（由受聘人填寫）
Please summarize the entire research, teaching, or science and technology R&D and management work process (To be completed by the employee)
本研究的目的是希望設計具有感知無線電技術的無線區域網路基地台來減輕無線區域網路 中干擾的問題，提昇網路效能和服務品質並兼具節能的功效。由於WLANs 的低成本、便利 性、可移動性等等特性，使得WLANs 越來越普及化。大部分的 AP 可能沒有經過縝密的計 畫而佈置在一個高密度的環境當中，針對無線區域網路干擾問題的解決方案，目前大概可 分成下列幾種方式
網路佈署勘測與規劃
在網路佈建時事先勘測環境找出各種阻擋物的衰減係數、規劃基地台位置、規劃基地台 覆蓋範圍(即設定好傳送功率)、頻道規劃、選擇合適的發射天線等。
透過無線網路認證控制器進行動態調整傳輸功率與頻道 利用無線網路認證控制器 (WLAN Controller, WLC)的射頻訊號資源管理(Radio Resource Management, RRM)模組，即時監測各個基地台的資訊，利用這些資訊 RRM 將週期性的重新設定 無線網路，即動態調整基地台使用頻道及傳輸功率，讓無線網路更有效率。而一般無線 網路認證控制器監測的資訊包含流量負載(Traffic Load)、 傳送與接收的總頻寬、訊號 干擾(Interference)、雜訊(Noise)、覆蓋範圍(Coverage)、 所有連結用戶的接收訊號 強度與信號雜訊比、其他網路的基地台的數量等。
頻譜導航 盡量將雙頻(2.4G/5G)用戶引導到 5G 頻段上，因為 5G 上的非無線區域 網路的設備 相對較少，且無重疊的頻道數量較多，較不易受到干擾。
本計畫進行步驟如下:
A. 通道模型的建立
為了能適用在廣泛的實際通道環境，我們考慮的無線通道環境包含有三種不同的效 應， 它們分別是：與距離相關的路徑損失、大範圍訊號遮蔽、小範圍訊號退。大範圍的 訊號 遮蔽我們以一個對數常態(lognormal)隨機變數 Ω 來表示，而小範圍訊號衰退則 以 Nakagami-m 隨機變數 α 來表示，其中衰退因子(fading figure)是 m 。
B. 感知訊息的獲得
經由理論的推導近似，我們希望能盡量減少必須收集的感知訊息，但又不至失真的可 以呈現射頻環境，因為這和硬體複雜度，即實作的可行性有關。經由初步推導的結果，
透過感知循環過程，無線基地台必須獲得的感知訊息可能包含下列資訊。屬於自己管轄 的使用者其接收訊雜比(signal to interference-and-noise ratio, SINR)的期望值和 變異數、其他干擾源的使用頻道、屬於自己管轄的使用者位置資訊。
C. 動態頻道分配演算法的設計
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根據AP 所獲得的感知資訊，如使用者位置和使用者的訊雜比來發展一個有效率的頻 道分配法，將會對整個網路效能產生巨大影響。本計畫首先利用數學模組來解決頻道分 配問題，並且提出兩個分散式演算法來提高網路效能。經由大量的實驗模擬，我們與先 前文獻做一個效能上的比較。由實驗結果可以發現，我們提出的演算法可以達到幾乎和 中控式演算法一樣的效能，但複雜度卻簡化很多。因此這兩個演算法皆可實現於一般型 的無線區域網路基地台。
D. 功率的調整公式推導
在頻道分配之後，無線基地台緊接著處理功率分配的工作，當無線區域網路基地台能 感知獲得感知資訊後，並將發射功率調整成能滿足擁有最差的通道使用者(一般來說是 最遠端的使用者)之服務需求，而不是永遠用固定功率傳送。以達到節能效果。
E. 具感知能力無線區域網路基地台嵌入式雛形系統的實作與測試
在完成 x86 的系統來進行基地台雛形系統的設計後，我們將進一步將雛型系統移植 到嵌入式系統環境。藉由韌體的修改與相關系統程式的撰寫，實作一嵌入式的雛形感知 能力無線區域網路基地台。完成後將開始進行都會無線區域網路環境的模擬與連線測 試。
本計畫研究內容大致上可分為理論發展和嵌入式系統的實作，理論發展必須考量實作的可 行性，動態傳送功率調整與頻道選擇時所依據的感知資訊，必須是容易獲得的，否則將會 增加實作時的困難度。目前本計畫已將步驟A 至步驟 D 的部分研究成果發表於 2012 全國 電信研討會和 2013 年 ICNCS 國際會議中。另外其相關研究已投稿於國際期刊 IEEE Transactions on Vehicular Technology 和 IET Communications 中。
二、研究或教學或科技研發與管理成效評估（由計畫主持人或單位主管填寫）
Please evaluate the performance of research, teaching or science and technology R&D and management Work: ( To be completed by Project Investigator or Head of Department/Center)
(1)是否達到延攬預期目標？
Has the expected goal of recruitment been achieved?
是
(2)研究或教學或科技研發與管理的方法、專業知識及進度如何？
What are the methods, professional knowledge, and progress of the research, teaching, or R&D and management work?
理論分析、演算法設計及系統建置模擬皆與預期進度相仿
(3)受延攬人之研究或教學或科技研發與管理成果對該計畫(或貴單位)助益如何？
How have the research, teaching, or R&D and management results of the employed person given benefit to the project (or your unit)?
楊博士目前的研究對無線區域網路的系統開發與設計很有助益
(4)受延攬人於補助期間對貴單位或國內相關學術科技領域助益如何？
How has the employed person, during his or her term of employment, benefited your unit or the relevant domestic academic field?
楊博士在補助期間積極的撰寫與投稿國際期刊與會議論文,已發表一篇國內會議論文(2012 NST)、一篇國際會議論文(2013 ICNCS)、即將出刊的期刊論文一篇(IEEE TVT, vol. 62)和修改中的論文一篇(IET Communications)。
(5)具體工作績效或研究或教學或科技研發與管理成果：
Please describe the specific work performance, or the results of research, teaching, or R&D and management work:
協助收集國內外相關研究資料加以分析與研討
理論分析與相關演算法設計
協助各種系統整合與協調
國際期刊與會議論文之寫作和投稿
已爭取到國科會計畫NSC 101-2218-E-006-012
已發表一篇國內會議論文
已發表一篇國際會議論文
已投稿二篇國際期刊論文
已投稿一篇國際會議論文
已申請新一年度國科會計畫102WFA0901337
(6)是否續聘受聘人? Will you continue hiring the employed person? □續聘Yes ■不續聘No
※此報告表篇幅以三～四頁為原則。This report form should be limited to 3-4 pages in principle.
※此表格可上延攬優秀人才成果報告繳交說明網頁下載。
This report form can be downloaded in http://scholar.lib.ncku.edu.tw/explain/
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