臺灣博碩士論文加值系統

近幾年來行動電話等移動性通訊系統的蓬勃發展，使得幾乎人手一支行動電話，據統計台灣地區行動電話普及率已達80%，然而使用行動電話時良好的通話品質是使用者最基本需求，因此行動電話業者為符合上述的要求，將會依實際情況增加行動電話基地台的架設數量，以為用戶提供更完整的電波涵蓋。因此基地台扮演著關鍵性的角色，其數量、位置與通話品質息息相關，因此如何使得行動電話基地台系統的區位配置能達到良好的通話品質及兼顧行動電話基地台設置的效率性，為本研究主要的研究目的之ㄧ。。
本研究除了對行動電話基地台設置的區位、數量、電波涵蓋範圍及頻道容量進行研究之外，亦運用網格式(Raster-based)地理資訊系統(Geographic Information System, GIS)與區位/分派問題(Location/Allocation problem)的理念相結合。並將透過開放源碼軟體(Open Source Software, OSS)之地理資源分析支援系統(Geographic Resource Analysis Support System, GRASS)來撰寫Shell介面程式 (shell scripts)以建立「行動電話基地台選址系統」，針對行動電話基地台來設立區位選址系統以進行實證分析。
而實證研究地區以台中縣霧峰鄉都市化地區為研究範圍，亦透過「行動電話基地台選址系統」來設立12處的行動電話基地台之候選位置，並讓「行動電話基地台選址系統」的運算結果能符合追求行動電話基地台較佳的電波涵蓋，使所有的需求點都能在一定的範圍內接受其設施服務及尋求最少設施數在最適區位設置。此「行動電話基地台選址系統」的建立目的是為了讓決策者(電信業者)能依環境現況的需求與電信業者本身財務上的考量，作以決策及評選出較佳的行動電話基地台區位位置。

With the advent of mobile communication technology, the adoption rate of mobile phone in Taiwan is said to be over 80% of its population. Because of the basic requirement to offer good communication quality, the mobile phone system providers are constantly siting base stations as needed in order to provide enough signal coverage and strength.
This research first discusses those issues related to siting mobile phone base stations, such as the location, the quantity, the radio signal coverage, the channel capacity of each base station, etc. It then uses the GRASS（Geographic Resource Analysis Support System）, which is an open source Geographic Information System (GIS), combined with Location / Allocation theory to analyze the current issues of siting mobile phone base stations and devise improved solutions.
Finally the Wufeng’s urbanized area of Taichung country is used as the study area to analyze the current issues and verify both enabled the mobile phone base station system to achieve the good quality on location set and the proper attention to mobile phone base station established efficiency.

目 錄
中文摘要--------------------------------------------------Ⅰ
英文摘要--------------------------------------------------Ⅱ
謝誌------------------------------------------------------Ⅲ
目錄------------------------------------------------------Ⅳ
表目錄----------------------------------------------------Ⅵ
圖目錄----------------------------------------------------Ⅶ
第一章 緒論
第一節 研究動機-------------------------------------------1
第二節 研究目的-------------------------------------------2
第三節 研究假設與限制-------------------------------------2
第四節 研究內容-------------------------------------------3
第五節 研究流程與方法-------------------------------------3
第二章 文獻回顧與探討
第一節 行動電話基地台系統運作原理-------------------------6
一、蜂巢式行動電話基地台系統之基本架構---------------------7
二、服務範圍區域之蜂巢化觀念-------------------------------8
三、行動電話基地台功能簡介---------------------------------8
第二節 典型公共設施區位╱分派模式------------------------10
一、區位╱分派模式與設施之對應檢討------------------------11
二、行動電話基地台設置區位之數學規劃模式------------------17
第三節 地理資訊系統之探討------------------------------19
一、地理資訊系統之資料模型--------------------------------22
二、地理資訊系統之分析模型--------------------------------24
第四節 研究課題描述--------------------------------------29
第三章 行動電話基地台選址系統之建立
第一節 行動電話基地台選址之系統架構說明------------------31
一、研究資料之網格化--------------------------------------32
二、行動電話基地台選址系統之架構--------------------------32
第二節 行動電話基地台選址之系統設計說明------------------35
一、my.tset.sh之演算說明----------------------------------37
二、bs.dist.sh之演算說明----------------------------------37
三、bs.site.sh之演算說明----------------------------------48
第三節 行動電話基地台選址之系統測試----------------------56
一、行動電話基地台選址系統之整體環境設定------------------56
二、行動電話基地台選址系統測試之運算結果------------------60
第四章 實證研究與分析
第一節 案例研究------------------------------------------62
一、案例研究假設------------------------------------------62
二、GRASS GIS之行動電話基地台選址系統的應用---------------64
第二節 數據結果------------------------------------------73
第五章 結論與建議
第一節 結論----------------------------------------------78
第二節 建議----------------------------------------------79
參考文獻--------------------------------------------------81
附錄
附錄一 《my.test.sh》程式內容----------------------------87
附錄二 《bs.dist.sh》程式內容----------------------------88
附錄三 《bs.site.sh》程式內容----------------------------93
表目錄
表2-1-1 戶外屋頂之行動電話基地台系統分類說明表------------------------10
表2-2-1 區位╱分派模式與設施之對應檢討表---------------------------------12
表2-2-2 國內外有關廢棄設施類公共設施區位╱分派問題研究回顧表---13
表2-2-3 國內外有關交通設施類公共設施區位╱分派問題研究回顧表---14
表2-2-4 國內外有關學校設施類公共設施區位╱分派問題研究回顧表---15
表2-2-5 國內外有關都市中心及公共設施類公共設施區位╱分派問題研究回顧表-----------------------------------------------------------------------16
表2-2-6 國內外有關其他設施類公共設施區位╱分派問題研究回顧表---17
表2-3-1 國內外專家學者對GIS的定義整理表---------------------------------20
表2-3-2 網格資料模型與向量資料模型比較表---------------------------------23
表3-1-1 GRASS GIS指令分類表--------------------------------------------------33
表3-1-2 行動電話基地台選址系統所使用之GRASS GIS指令功能表-----34
表3-3-1 選址系統測試之行動電話基地台座標位置表------------------------56
表3-3-2 環境設定說明表------------------------------------------------------------56
表3-3-3 行動電話基地台選址系統之運算結果統計表------------------------60
表4-1-1 台中縣霧峰鄉設置行動電話基地台之座標位置表------------------62
表4-1-2 台中縣霧峰鄉GRASS GIS環境設定說明表--------------------------64
表4-1-3 使用者需求量的數值高層模型(wufeng_demand.dem)參數表-----64
表4-2-1 台中縣霧峰鄉12處行動電話基地台候選位置之電磁波覆蓋範圍結果表-----------------------------------------------------------------------73
表4-2-2 台中縣霧峰鄉行動電話基地台選址系統之電磁波覆蓋範圍最高之前20名統計表-------------------------------------------------------------74
表4-2-3 行動電話基地台選址系統應用於台中縣霧峰鄉運算結果表-------76
圖目錄
圖1-5-1 研究流程圖-------------------------------------------------------------------5
圖2-1-1 蜂巢式行動電話接收訊號之示意圖-------------------------------------7
圖2-1-2 扇形天線現況圖-------------------------------------------------------------9
圖2-1-3 全方向式天線現況圖-------------------------------------------------------9
圖2-3-1 地理資訊系統之地圖模型說明示意圖---------------------------------24
圖2-3-2 點、線、面資料之環域分析說明圖---------------------------------------25
圖2-3-3 馮諾曼近鄰(四接)及摩爾近鄰(八接)說明圖--------------------------25
圖2-3-4 曼哈頓距離、歐幾里得距離及實際通路之距離說明圖-------------26
圖2-3-5 蒙洛諾伊空間圖形-向量式領域分割圖--------------------------------27
圖2-3-6 蒙洛諾伊空間圖形-網格式領域分割圖--------------------------------27
圖2-3-7 視域分析程序圖------------------------------------------------------------28
圖2-3-8 應用視域分析說明圖------------------------------------------------------29
圖3-1-1 UNIX中GRASS GIS與Kernel-Shell-User關係圖-------------------31
圖3-1-2 研究操作步驟流程圖------------------------------------------------------32
圖3-1-3 GRASS GIS in在UNIX系統內之架構圖------------------------------33
圖3-2-1 行動電話基地台選址系統設計之流程圖------------------------------35
圖3-2-2 bs.dist.sh程式與bs.site.sh程式之輸出入之操作流程圖------------36
圖3-2-3 my.tset.sh程式 (一) -------------------------------------------------------37
圖3-2-4 my.tset.sh程式 (二) -------------------------------------------------------37
圖3-2-5 bs.dist.sh程式 (一) --------------------------------------------------------37
圖3-2-6 bs.dist.sh程式之環境範圍設定說明圖---------------------------------38
圖3-2-7 bs.dist.sh程式 (二) --------------------------------------------------------38
圖3-2-8 bs.dist.sh程式 (三) --------------------------------------------------------39
圖3-2-9 bs.dist.sh程式 (四) --------------------------------------------------------39
圖3-2-10 bs.dist.sh程式之bs、dist_bs模擬圖------------------------------------40
圖3-2-11 bs.dist.sh程式 (五) -------------------------------------------------------40
圖3-2-12 bs.dist.sh程式之bs_los模擬圖-----------------------------------------41
圖3-2-13 bs.dist.sh程式 (六)-------------------------------------------------------42
圖3-2-14 bs.dist.sh程式 (七) -------------------------------------------------------43
圖3-2-15 bs.dist.sh程式 (八) -------------------------------------------------------44
圖3-2-16 bs.dist.sh程式之bs_total模擬圖----------------------------------------44
圖3-2-17 bs.dist.sh程式操作流程圖-----------------------------------------------45
圖3-2-18 bs.dist.sh之while迴圈程式操作流程圖------------------------------46
圖3-2-19 bs.dist.sh之cleanup程式操作流程圖----------------------------------47
圖3-2-20 bs.site.sh程式 (一) -------------------------------------------------------48
圖3-2-21 bs.site.sh程式 (二) -------------------------------------------------------48
圖3-2-22 bs.site.sh程式 (三) -------------------------------------------------------48
圖3-2-23 bs.site.sh程式 (四) -------------------------------------------------------49
圖5-2-24 bs.site.sh程式之dist_min模擬圖---------------------------------------49
圖3-2-25 bs.site.sh程式 (五) -------------------------------------------------------50
圖3-2-26 bs.site.sh程式之dist_bs_1m模擬圖-----------------------------------50
圖3-2-27 bs.site.sh程式 (六) -------------------------------------------------------51
圖3-2-28 bs.site.sh程式之dist_min_m模擬圖-----------------------------------51
圖3-2-29 bs.site.sh程式 (七) -------------------------------------------------------52
圖3-2-30 bs.site.sh程式之bs_area模擬圖----------------------------------------52
圖3-2-31 bs.site.sh程式 (八) -------------------------------------------------------53
圖3-2-32 bs.site.sh程式 (九) -------------------------------------------------------53
圖3-2-33 bs.site.sh程式操作流程圖-----------------------------------------------54
圖3-2-34 bs.site.sh之while迴圈程式操作流程圖------------------------------55
圖3-3-1 環境地形數值模型(wufeng.dem)圖-------------------------------------57
圖3-3-2 使用者需求量數值高層模型(wufeng_demand.dem)圖--------------57
圖3-3-3 行動電話基地台bs1運算結果圖----------------------------------------58
圖3-3-4 行動電話基地台bs2運算結果圖----------------------------------------58
圖3-3-5 行動電話基地台bs3運算結果圖----------------------------------------59
圖3-3-6 行動電話基地台bs1、bs2、bs3共同運算結果圖-----------------------59
圖3-3-7 行動電話基地台選址系統之運算結果曲線圖------------------------60
圖4-1-1 台中縣霧峰鄉都市化地區設置行動電話基地台位置圖------------62
圖4-1-2 台中縣霧峰鄉環境地形數值模型(wufeng.dem)圖-------------------65
圖4-1-3 台中縣霧峰鄉使用者需求量數值高層模型(wufeng_demand.dem)參數說明圖-----------------------------------------------------------------65
圖4-1-4 台中縣霧峰鄉行動電話基地台Bs1運算結果圖---------------------66
圖4-1-5 台中縣霧峰鄉行動電話基地台Bs2運算結果圖---------------------66
圖4-1-6 台中縣霧峰鄉行動電話基地台Bs3運算結果圖---------------------67
圖4-1-7 台中縣霧峰鄉行動電話基地台Bs4運算結果圖---------------------67
圖4-1-8 台中縣霧峰鄉行動電話基地台Bs5運算結果圖---------------------68
圖4-1-9 台中縣霧峰鄉行動電話基地台Bs6運算結果圖---------------------68
圖4-1-10 台中縣霧峰鄉行動電話基地台Bs7運算結果圖--------------------69
圖4-1-11 台中縣霧峰鄉行動電話基地台Bs8運算結果圖--------------------69
圖4-1-12 台中縣霧峰鄉行動電話基地台Bs9運算結果圖--------------------70
圖4-1-13 台中縣霧峰鄉行動電話基地台Bs10運算結果圖------------------70
圖4-1-14 台中縣霧峰鄉行動電話基地台Bs11運算結果圖-------------------71
圖4-1-15 台中縣霧峰鄉行動電話基地台Bs12運算結果圖------------------71
圖4-1-16 行動電話基地台Bs1至Bs12電磁波共同照射之頻道容量運算結果圖------------------------------------------------------------------------72
圖4-2-1 行動電話基地台選址系統應用於台中縣霧峰鄉運算結果曲線圖------------------------------------------------------------------------------75
圖4-2-2 行動電話基地台電磁波覆蓋面積運算結果曲線之斜率圖---------76

一、中文文獻
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80.Getting started with awk http://www.cs.hmc.edu/qref/awk.html
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