政大機構典藏-National Chengchi University Institutional Repository(NCCUR):Item 140.119/36389
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    政大機構典藏 > 資訊學院 > 資訊科學系 > 學位論文 >  Item 140.119/36389


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    題名: 以基因演算法最佳化第三代行動通訊系統中考量延遲特性之頻寬配置
    Using genetic algorithm to optimize bandwidth allocation with delay guaranteed for third generation mobile communication systems
    作者: 林振欽
    Lin, Chen-Chin
    貢獻者: 張宏慶
    Jang, Hung-Chin
    林振欽
    Lin, Chen-Chin
    日期: 2002
    上傳時間: 2009-09-18 18:27:31 (UTC+8)
    摘要: 第三代行動通訊系統雖然提供了更大的頻寬來因應未來的多媒體傳輸，然而多媒體應用對於服務品質要求嚴謹，不僅須較大的頻寬，更有延遲時間(delay)、跳動(jitter)及封包遺失率等限制。為了要讓頻寬的利用更有效率，UMTS依資料延遲特性之不同將資料型態分為conversational、Sreaming、interactive、background四類，並分別訂定其相關之服務品質限制。
    本論文以基因演算法來做頻寬配置的最佳化，為改善基因演算法運算耗時之缺點，我們提出回饋式基因演算法以加快運算速度。在頻寬配置同時，為了要達到封包延遲時間之保証，我們以WFQ佇列機制所提供之延遲時間限制式來計算延遲時間。透過基因演算法及WFQ之結合，我們得以在滿足延遲時間限制下達到頻寬配置結果之最佳化。本論文也將服務品質滿意度及營運收益納入為最佳化目標之一，讓電信業者得以根據不同需求來改變系統之設定。
    Third Generation Mobile Communication Systems (3G) provide higher bandwidth to fulfill applications of multimedia. However transmission of multimedia not only needs bandwidth but also delay, jitter and packet loss guaranteed. In order to satisfy all QoS constraints and improve the system utilization, UMTS classify the traffic into four classes - conversational, streaming, interactive and background.
    This thesis uses genetic algorithm to optimize bandwidth allocation. But the genetic algorithm is a time consuming algorithm. So we propose feedback genetic algorithm to speed up computation. On the other hand, we adopt the delay constraint function of WFQ to compute and guarantee delay time. With feedback genetic algorithm and delay constraint function, we can optimize bandwidth allocation with delay guaranteed. Besides, we also take users satisfactions and operators profit into consideration.
    第一章 緒論-----1
    1.1 背景與動機-----1
    1.2 相關研究-----4
    1.3 研究貢獻及論文概觀-----5

    第二章 無線電擷取網路之服務品質-----7
    2.1 第三代行動通訊系統架構-----7
    2.2 無線電擷取網路-----9
    2.3 第三代行動訊系統之服務等級-----11

    第三章 研究步驟及解決方法-----15
    3.1 基因演算法-----15
    3.1.1 基因演算法運作流程-----17
    3.1.2 基因演算法求解範例-----21
    3.1.3 回饋式基因演算法-----23
    3.2 WFQ佇列機制-----26
    3.2.1 WFQ源起-----26
    3.2.2 WFQ運作機制-----27
    3.2.3 WFQ提供之服務品質保証-----28
    3.3 頻寬配置法則-----30
    3.3.1 系統觀點下的頻寬配置-----32
    3.3.2 使用者觀點下的頻寬配置-----33
    3.3.3 電信業者觀點下的頻寬配置-----34
    3.4 頻寬配置流程-----35
    3.4.1 資料啟始給定階段-----36
    3.4.2 服務等級給定階段-----36
    3.4.3 資料傳送階段-----36
    3.5 回饋式基因演算法參數設計-----37
    3.6 延遲時間之考量-----40

    第四章 系統模擬與實驗結果-----43
    4.1 模擬與演算流程-----43
    4.2 最佳化目標-----46
    4.2.1 頻寬使用率-----47

    4.2.2 服務品質滿意度-----48
    4.2.3 營運收益-----49
    4.3 相關參數-----50
    4.3.1 系統可接受連線數-----50
    4.3.2 基因演算法運算時間-----51
    4.3.3 延遲時間之服務品質保証-----51
    4.4 績效評估-----52
    4.4.1 頻寬使用率績效評估-----53
    4.4.2 服務品質滿意度績效評估-----54
    4.4.3 營運收益績效評估-----55
    4.4.4 系統可接受連線數績效評估-----57
    4.4.5 基因演算法運算時間績效評估-----58
    4.4.6 延遲時間之績效評估-----59

    第五章 結論及展望-----63

    參考文獻-----65
    自傳-----68


    圖目錄
    圖2.1 第三代行動通訊系統架構圖-----8
    圖3.1 族群及染色體關係圖-----18
    圖3.2 染色體單點交配圖-----20
    圖3.3 基因突變範例-----20
    圖3.4 回饋式基因演算法之演算流程圖-----25
    圖3.5 經WFQ傳送之封包順序-----27
    圖3.6 基因和染色體（服務類別）-----38
    圖3.7 基因和染色體（服務等級）-----38
    圖3.8 混合型基因及染色體-----39
    圖3.9 基因演算法結合WFQ佇列機制圖-----41
    圖3.10 系統輔以WFQ之示意圖-----41
    圖4.1 考量延遲時間之系統流程-----45
    圖4.2 GA使用前後系統頻寬配置圖-----53
    圖4.3 服務品質滿意度-----55
    圖4.4 營運收益比較圖-----56
    圖4.5 系統可接受的連線數-----57
    圖4.6 運算時間比較圖-----58
    圖4.7 考量延遲時間之頻寬配置圖-----60
    圖4.8 考量延遲時間之系統可接受連線數-----61
    圖4.9 考量延遲時間之平均服務品質滿意度-----62


    表目錄
    表2.1 頻道型態及特性表-----11
    表2.2 UMTS QoS分類-----13
    表2.3 四種UMTS QoS服務類別對delay、jitter及packet loss的敏感程度-----13
    表2.4 各種服務等級的QoS需求表-----14
    表3.1 數種頻道之資料傳輸特性的比較-----31
    表3.2 服務等級及適用頻道之對照表-----33
    表3.3 使用者服務等級表-----34
    表3.4 電信業者與客戶權益間的協議表-----35
    表3.5 Operator自訂之服務品質-----35
    表4.1 實驗模擬環境-----53
    表4.2 頻寬使用率實驗數據-----54
    描述: 碩士
    國立政治大學
    資訊科學學系
    91
    資料來源: http://thesis.lib.nccu.edu.tw/record/#G91NCCU2952012
    資料類型: thesis
    顯示於類別:[資訊科學系] 學位論文

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