計劃名稱:經濟部學界科專:WiMAX研發

中文計畫摘要： IEEE 802.16依據不同需求將資料流分成五大類：分別為UGS（Unsolicited Grant Service）、ertPS（Extended Real-Time Polling Service）、rtPS（Real-Time Polling Service）、nrtPS（Non-Real-Time Polling Service）和BE（Best Effort）。
目前國內有多家電信公司提供WiMAX (IEEE 802.16e)服務，針對互聯測試（IOT），我們除了必須針對五種QoS類別中的多個參數進行研究外，像是延遲限制（delay constraints）、最低位元速率（minimum bit rate）、jitter和封包遺失率（packet loss rate）等等，我們還會針對WiMAX的連線管理（connection managements, CM）做測試，一個好的連線管理測試必須包含IP位址記錄、預設閘道（Default Gateway）、DNS伺服器、訊雜比（Signal to Noise Ratio, SNR）、頻率（Frequencies）和調變編碼（Modulation and Coding）等資訊的配合來達到測試的目的。此外，連線建立時間、傳輸量的計算（Byte Count）、傳輸速率（Transmission Bit Rate）、封包來回時間（Round-Trip Time, RTT）也都是非常重要的測試參考指標，可以讓我們分析比較連線傳輸品質。

計畫內容及研究方法
在使用WiMAX即時監控網路環境下，例如公共停車場監視系統、IPTV over WAN、警車巡邏、緊急醫療、智慧電網等應用，透過我們提出的七項IOT測試：壓力測試、QoS排程、OFDMA、群播（multicast）、MIMO、HARQ、Handover等，經由WaveJudge，找出互聯失敗的原因並予以修正。此計畫共分為三年執行，每年計畫的內容及研究方法如下：

第一年計畫：
建立IOT互聯測試的環境，包括5部攝影機，30台行動裝置，1座資策會的WiMAX基地台，及1部Sanjole WaveJudge分析儀。

1. 目前資策會針對WiMAX基地台只做少數幾條影音串流的IOT測試，量測的效能數據也以實體層的各種modulation技術(例如QPSK、QAM)為主，並無MAC層以上到應用層的效能數據。
2. 因此我們將藉由傳送更多條即時監視器的影音串流，改變攝影機和接收端的個數，至少同時傳送30條影音串流，對基地台做壓力測試的分析。
3. 首先我們將針對即時性（real-time）資料流，例如監視器影音，IPTV等串流應用，量測one-way delay、jitter、packet loss ratio、round-trip delay等數據，然後我們將針對非即時性（non-real-time）資料流，例如Web，FTP等應用的throughput、packet loss ratio等數據。最後，我們將改變即時性與非即時性資料流在WiMAX網路中所占的比例，例如2:1、1:1、1:2等，量測效能數據並加以分析。
4. 針對有不同高低優先權的攝影機做QoS排程測試，藉由使用Iperf軟體產生的多條背景資料流（background traffic），來測試有高優先權的攝影機，例如放置在重要場所且具有較高畫質的攝影機，在交通擁塞時候其監視影像是否還能夠平順的播放。

第二年計畫：
在IPTV over WAN的環境下，利用WaveJudge的2D Logical和2D Physical工具檢視錯誤的WiMAX frame，並觀察MS是否確實使用多個載波（multiple carrier）傳送資料。另外，在Single-BS和Multi-BS的群播應用下，觀察DL frame中的MBS_MAP_IE、MBS_MAP、MBS_DATA_IE等資訊，是否和設計的內容一致。針對MIMO系統，也可透過WaveJudge檢視BS和MS之間的傳輸技術是否正確，例如下載（downlink）使用Matrix A和Matrix B，而上傳（uplink）使用Collaborative。

第三年計畫：
在BS和MS之間截取管理訊息（management messages），以檢視是否有使用HARQ機制，以及減少封包平均延遲的時間。在使用2×2和4×4的MIMO技術的環境下，改變MS的個數和速度，找出MS在handover的過程中，會導致延遲或封包遺失率過大的原因。

關鍵字 ：WiMAX、QoS、IOT、IPTV、Round-Trip Delay、群播。