蜂巢式行動通訊系統之模糊化功率控制

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Title:	蜂巢式行動通訊系統之模糊化功率控制
Authors:	李智新
Contributors:	電機工程系
Keywords:	蜂巢式行動通訊系統分碼多重存取功率控制
Date:	2011-12
Issue Date:	2012-04-24 15:44:19 (UTC+8)
Abstract:	本研究提出蜂巢式行動通訊系統之模糊功率控制來有效降低降雨與行動裝置(mobile station；MS)移動速度(speed)對行動通訊系統造成之訊號衰減，進而對傳輸品質的影響。由於網際網路的蓬勃發展，使用者對於頻寬的需求日益擴大，無線寬頻存取(broadband wireless access, BWA)與多媒體(multimedia)技術成為電信網路的基本需求，以提供雙向及寬頻的互動式傳輸服務，包括雙向語音(audio)、數據(data)及視訊(video)等整合性多媒體服務；蜂巢式分碼多重存取(code-division multiple access; CDMA)系統可以提供大容量及高品質的無線通訊服務，高頻波段的技術可以滿足系統的寬頻及高速傳輸品質的要求。不過，操作在高頻波段傳輸之蜂巢式行動通訊系統的通訊品質容易受通道環境因素影響，如降雨衰減(rain attenuation)、傳輸通道直視狀態等。通道環境良窳對無線傳輸通訊品質具相當顯著之影響力，本研究分析降雨率(rain rate)與行動裝置移動速度等傳輸通道環境對訊號傳輸品質之影響，基於降雨衰減與主機移動速度等對傳輸品質之影響存在著非線性關係，較難以精確的數學模型來表示，而模糊邏輯推論系統採用多元邏輯定義模糊集合中語意變數的歸屬函數，可使功率控制更符合真實環境的變化及影響；因此，本計畫分析傳輸通道環境因素對蜂巢式CDMA系統之訊號干擾比(signal-to-interference ratio, SIR)的影響，提出模糊化功率控制(Fuzzy-based power control)在蜂巢式行動通訊系統(mobile communication systems)上鏈(uplink)傳輸的應用，透過以通道環境為依據的模糊化功率控制來提昇系統性能和傳輸品質，降低傳輸過程中訊號衰減對蜂巢式行動通訊系統的影響。模擬結果顯示，以通道環境為依據的模糊化功率控制之平均通訊中斷機率(average outage probability)在降雨率大於30mm/hr及移動速度大於4km/hr的情況下，與固定式功率控制比較都有較優的表現，即經過模糊化功率控制的上鏈功率控制在通道環境良好時，可以保有固定式功率控制的平均通訊中斷機率，而在通道環境較差時，模糊化功率控制的上鏈功率控制因為提供較多元選擇的功率調整步階，而提供較適當的功率補償，因此，比固定式功率控制具有更低的平均通訊中斷機率。
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