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研究生： 張恩臺
En-tai Chang
論文名稱： 基於UMTS 與02.16無線異質網路垂直切換策略研究
Vertical Handover Decision Strategy Based onMIH across UMTS and 802.16 wireless networks
指導教授： 吳中實
Jung-Shyr Wu
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 資訊電機學院 - 通訊工程學系在職專班
Executive Master of Communication Engineering
畢業學年度： 96
語文別： 中文
論文頁數： 61
中文關鍵詞： 垂手換手 、服務品質 、異質性 、多接取網路
外文關鍵詞： Vertical Handover, IEEE802.16, UMTS, QoS, Heterogeneous Multi-access Network, mobile IP
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    • 各種行動通訊技術快速創新發展，在各自的發展演進過程中，它們從互相競爭、互相推動、到相互支援，最終走向可能是相互整合。不同的網路架構帶來了無線通訊市場的快速成長之後，如何實現和優化異質網路之間的換手成為一項值得討論的關鍵問題。因此，IEEE 在2004年成立了802.21工作小組來研究MIH[1](Media Independent Handover)，其目標是開發制定出能夠向高層提供鏈路層(包括UMTS 3GPP、CDMA2000 3GPP2、IEEE 802等系列)智慧和其它相關網路訊息的標準規範，來最佳化在異質網路之間進行的換手。此外，越來越多的國際組織或研究團體開始熱烈的推動4G(4th Generation)的標準。4G標準的願景是期望能夠整合目前所有的行動通訊技術，架構出一個異質性多個接取網路(Heterogeneous Multi-access Network)，並且提供使用者更方便的能夠隨時隨地不受限制的使用互通網路接取網際網路服務和無線多媒體服務。
    在本篇論文中，異質網路間換手是下一代移動通訊網路中移動性管理的一個關鍵問題。本文討論了IEEE的MIH方案，對MIH功能實體所涉及到的媒體獨立的事件服務、命令服務、資訊服務等問題進行了分析研究，並在以一個以QoS服務品質為考量基礎上設計了具備和媒體接取層不相關之垂直換手演算法。該演算法透過估測不同網路的服務能力並跟使用者的需求相比較，決定出適當的垂直換手時機，進行垂直換手。我們在UMTS和WiMAX無線網路進行水平、垂直換手模擬實驗。提出垂直換手程序的方案，能夠適當得選取所需的網路及能減少call drop機率提高網路使用效率、以滿足使用者的需求等等的優點。

    With the rapid growth and innovation of the Various mobile communication technology,each one’s own development gradual progress,they move towards combining each other finally from competing,promoting,and supporting each other. It’s a main issue to discuss how to integrate and utilize the handover between different networks.
    In this thesis, handover between the heterogeneous networks is a key point of the mobility management in the next generation networks.We discuss the IEEE802.21(Media Independent Handover)and use it in the QoS-based vertical handover mechanism.The mechanism estimates the service ability in different networks and compares with the user''s demands then determines a proper opportunity to perform vertical handover.
    The simulation is based on the UMTS and WiMAX co-existing environment. The result of our simulation show that this mechanism can decrease the call drop rate and satisfies the user’s demand.

    第一章 序論............................................................1 1.1 ....................................................1 前言 1.2 ................................................6 研究動機 1.3 ................................................8 研究目的 1.4 ................................................9 論文架構 第二章 ..............................................10 相關背景及研究 2.1前言......................................................10 2.2Universal Mobile Telecommunications System簡介.............10 2.2.1 UMTS QoS 介紹..........................................12 2.3 WiMAX系統架構簡介........................................15 2.3.1 WiMAX QoS 介紹.........................................20 2.4 UMTS、WiMAX的換手原因及方式的介紹.........................22 2.5 MIH 方案................................................23 2.5.1介質獨立性換手技術......................................24 2.5.2 MIH功能 (MIH Function)..................................25 2.5.3介質獨立的事件服務......................................25 2.5.4介質獨立的命令服務......................................26 VII 2.5.5介質獨立的訊息服務......................................27 2.6無線信號傳播模型..........................................28 第三章 系統架構及模擬機制之描述........................................31 3.1 ...................................................31 前言 3.2 .....................................31 Information Server 3.3 .......................................32 系統容量估算法則 3.3.1 UMTS負荷因數(Load Factors)..............................32 3.3.2 WiMAX系統容量估算法則...................................35 3.4 .......................................36 系統架構環境介紹 第四章 模擬結果及數據分析.............................................46 4.1 ...................................................46 前言 4.2數據分析及討論............................................50 第五章 結論...........................................................58 5.1 ...................................................58 結論 5.2 ...............................................59 未來工作 參考文獻...............................................................60

    [1] IEEE P802.21/D01.09_Draft IEEE standard for local and Metropolitan Area Network:Media Indepenent Handover Services ,Feb 2008
    [2] M. Rahnema， “Overview of the GSM system and protocol architecture”， IEEE Communications Magazine， Vol. 31， Issue 4， pp: 92-100， Apr. 1993
    [3] UMTSPP TS 25.308， “UTRA High Speed Downlink Packet Access (HSDPA); Overall description; Stage 2”， Vol. 5.7.0， Dec. 2004
    [4] 3GPP TS 23.107 Quality of Service (QoS) concept and architecture (Release 6) V6.4.0(2006-03)
    [5] WMAX forum, http://www.wimaxforum.org
    [6] Mobile WiMAX – Part I:A Technical Overview and Performance Evaluation-August, 2006 WMAX forum
    [7] 3GPP TR 25.942 v5.0.0,RF systems senarios
    [8] Estimation of capacity and required transmission power of WCDMA downlink based on a downlink pole equation
    [9] H. Holma, and A. Toskala, WCDMA for UMTS, 2rd Edition,五南 中譯版 P209, 231
    [10] IEEE Standard for Local and metropolitan area networks Part 16: Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems Amendment 2: Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands and Corrigendum 1 p533
    [11] Planning and Sizing Tool for WiMAX Networks Molina-Garcia, Mariano; Alonso, Jose I.; Radio and Wireless Symposium, 2007 IEEE 9-11 Jan. 2007 Page(s):403 – 406
    60
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    [12] 2004; Y.-C. Tseng, W.-H. Liao, and S.-L. Wu, Handbook of Wireless Networks and Mobile Computing, John Wiley & Sons, 2002.
    [13] H. Holma, and A. Toskala, WCDMA for UMTS, 4rd Edition,John Wiley & Sons, 2007 P341
    [14] Daehyon kim,and Ganz,A,Architecture for 3G and 802.16 Wireless Networks Integration with QoS Support, Quality of Service in Heterogeneous Wired/Wireless Networks, 2005. Second International Conference on 22-24 Aug. 2005 Page(s):8
    [15] ITU-R M.1225: Guidelines for evaluation of radio transmission technologies for MT-2000

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