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研究生:魏誌緯
研究生(外文):Chih-Wei Wei
論文名稱:WiMAX於船舶上之應用
論文名稱(外文):The Application of WiMAX on Ships
指導教授:蔡源二蔡源二引用關係
指導教授(外文):Yuan-Erh Tsai
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:商船學系所
學門:運輸服務學門
學類:航海學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:162
中文關鍵詞:無線上網船舶通信
外文關鍵詞:WiMAX802.16d802.16eWirelessMarine radio communcation
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全球微波存取互通介面標準(Worldwide Interoperability for Microwave Access,簡稱WiMAX)將帶給無線通訊和Internet革命性的改變, WiMAX的設計理念就是用來作為一種”最後一哩”的連線服務,透過WiMAX這種新網路,人類將可無線上網。
本論文針對WiMAX 802.16d及802.16e發展現況及技術進行剖析,透過國家型電信計畫中暨南大學的WiMAX試驗網路進行其涵蓋範圍、移動性及傳輸率效能評估,並探討WiMAX在船舶上之應用。
WiMAX具有50公里的傳輸距離及75Mbps的傳輸率,也可支援120km/hr之速度,還有WiMAX是屬於全IP型態的網路,是全球互通的無線標準,對於時常進出不同國家之船舶而言,WiMAX的確適合應用於船舶通信、船舶交通服務系統(VTS)、全球海上遇險與安全系統(GMDSS)、船舶之定位,以及船舶上網服務。
The Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) will bring the revolutionary change to wireless communication and Internet. It is used as a kind of “ last mile” access service.The prompt development of this new technology will make it possible to access the internet through wireless WiMAX network.
Using the WiMAX Project in National Chi-Nan University, the characteristics of IEEE 802.16d and IEEE 802.16e are studied. Potential applications of this new technology on ships are also discussed.
The IP type network, 50 kilometers coverage, 75 Mbps data rate, and 120 km/hr mobility characteristics of WiMAX should be able to be used for marine radio communication, vessel traffic service, GMDSS, positioning, and Internet on ships.
中文摘要...............................................I
英文摘要...............................................II
目錄..................................................III
圖目錄.................................................VI
表目錄...............................................XVII
第一章、緒論..... 1
1.1 研究背景.....1
1.2 研究動機.....2
1.3 研究目的.....4
1.4 研究方法.....4
1.5 論文架構.....5
第二章、WiMAX技術背景及其相關規格.....7
2.1 WiMAX標準制定演進.....7
2.2 IEEE802.16所屬各項標準及介紹.....9
2.2.1 IEEE 802.16.....12
2.2.2 IEEE 802.16a.....12
2.2.3 IEEE 802.16d.....12
2.2.4 IEEE 802.16e.....12
2.2.5 IEEE 802.16f.....13
2.2.6 IEEE 802.16g.....13
2.2.7 IEEE 802.16h.....13
2.2.8 IEEE 802.16i.....13
2.2.9 IEEE 802.16j.....14
2.2.10 IEEE 802.16m.....14
2.3 WiMAX論壇.....15
2.4 WiMAX架構.....17
2.4.1 用戶終端設備(Customer Premises Equipment;CPE).....18
2.4.2 WiMAX基地台(Radio Access Station;RAS).....19
2.4.3 接取服務網路(Access Control Router;ASN).....19
2.4.4 閘道器(Gateways).....19
2.4.5 路由器(Routers).....19
2.4.6 位置暫存器(Home Agent ; HA) .....20
2.4.7 AAA (Authentication- Authorization-Accounting)伺服
器.....20
2.4.8 網路管理系統(Network Management System;NMS).....21
2.5 WiMAX技術.....22
2.5.1 OFDM技術.....23
2.5.2 可適性天線系統(Adaptive Antenna Systems;AAS).....26
2.5.3 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技術.....26
2.5.4 可適性調變(Adaptive modulation)技術.....28
2.6 MAC層概論.....29
2.6.1 特定服務收斂子層(SSCS).....30
2.6.2 通用子層(CPS).....30
2.6.3 安全子層.....34
2.6.4 QoS架構.....35
2.6.5 QoS 品質服務類別.....37
2.7 PHY相關規格介紹.....39
2.7.1 WirelessMAN-SC PHY.....39
2.7.2 WirelessMAN-SCa PHY.....40
2.7.3 WirelessMAN-OFDM PHY.....40
2.7.4 WirelessMAN-OFDMA PHY.....40
第三章、WiMAX與其他寬頻無線技術之競合.....42
3.1 WiBro系統.....43
3.1.1 WiBro之移動通信力、頻寬管理力.....45
3.1.2 WiBro之進階特色與選用技術.....48
3.1.3 WiBro骨幹建設及佈建營運.....49
3.2 Wi-Fi系統.....51
3.2.1 IEEE 802.11a.....53
3.2.2 IEEE 802.11b.....53
3.2.3 IEEE 802.11g.....53
3.2.4 IEEE 802.11n.....54
3.3 第三代行動通訊系統.....55
3.3.1 WCDMA.....56
3.3.2 HSDPA.....57
3.3.3 HSUPA.....57
3.3.4 CDMA2000 1x EV-DO.....58
3.3.5 TD-SCDMA.....58
3.4 小結.....60
第四章、全球WiMAX發展現況.....63
4.1 中國.....64
4.2 俄羅斯.....64
4.3 日本.....66
4.4 西班牙.....67
4.5 英國.....67
4.6 加拿大.....68
4.7 南韓.....69
4.8 美國.....71
4.9 新加坡.....73
4.10 台灣.....75
第五章、WiMAX特性 80
5.1 WiMAX之涵蓋距離.....80
5.1.1 可見光水平距(Optical Horizon).....80
5.1.2 X Band和S Band Radar之水平距離.....81
5.1.3 無線電波之水平距(Radio Horizon).....81
5.1.4 真水平距(Geometrical Horizon).....82
5.1.5 小結.....86
5.2 WiMAX之傳輸性.....87
5.3 WiMAX之移動性.....90
第六章、WiMAX效能測試.....92
6.1 實驗目的及步驟.....92
6.2 3G效能實測.....92
6.2.1 3G實驗工具.....92
6.2.2 3G實際效能測試.....92
6.3 3.5G效能實測.....94
6.3.1 3.5G實驗工具.....95
6.3.2 遠傳3.5G定點測試.....96
6.3.3 3.5G移動中測試.....98
6.4 WiMAX效能測試.....100
6.4.1 實驗場地.....100
6.4.2 實驗設備.....102
6.4.3 WiMAX 802.16d定點效能量測.....103
6.4.4 WiMAX 802.16d在移動狀況下之效能評估.....112
6.4.5 5.8GHz pre 802.16e移動效能測試.....114
第七章、WiMAX於船舶上之應用.....120
7.1 WiMAX於港口之應用.....120
7.2 WiMAX於船舶通信之應用.....123
7.3 WiMAX於船舶交通服務系統之應用.....125
7.4 WiMAX於GMDSS船舶上之應用.....127
7.5 WiMAX於船舶定位上之應用.....129
第八章、結論與建議.....133
8.1 結論.....133
8.2 建議.....134
參考文獻.....137
一、 中文部份
[1] 甘傑英,WiMAX標準與認證簡介,系統晶片科技中心技術期刊第四期,p12~19,2006。
[2] 中華民國船長公會,全球海上遇險及安全系統通用值機員訓練教材,交通部船員訓練委員會審訂,2005。
[3] 田勁,WiMAX技術特點與應用前景分析,中國信息科學期刊,p67~68,2008。
[4] 吳建緯,802.11g及802.11a無線區域網路在船舶上之應用,國立臺灣海洋大學商船學系研究所碩士論文,2005。
[5] 李蔚澤、許家華譯,WiMAX技術原理與應用,��?資訊股份有限公司,2007。
[6] 林也立,無線區域網路802.11n於船舶上之應用,國立臺灣海洋大學商船學系研究所碩士論文,2008。
[7] 林俊彥,WiMAX技術及現況簡介,中山科學研究院資訊通信研究所精密電子組,2006。
[8] 柳世洋,黃胤年著,VHF/UHF 帶陸上行動通信電波傳播特性之預測,電信技術季刊第九卷第三期。
[9] 陳思翰,IEEE 802.16 WiMAX中頻寬資源管理架構之研究,國立臺北科技大學資訊工程系研究所碩士論文,2008。
[10] 許獻聰,WiMAX技術與規格發展,電信國家型科技計劃簡訊NO.111,p2~15,2008。
[11] 許亨仰,王吳祺,邱簡謙,新通訊元件雜誌第75期,2007。
[12] 經濟部工業合作推動小組,泛談WiMAX技術發展現況與應用,工業合作電子報第七期,p1~11,2005。
[13] 廖建興,曾孝忠,無線電測向及交叉定位技術研析,中華民國電子零件認證委員會,p39~47,2008。
[14] 劉兆泰、陳人道、江國池、葉世燦,雷達觀測教材初版,幼獅文化出版社,台北市,1983。
[15] 蕭永忠,WiMAX研究與系統規劃,國立臺灣科技大學電子工程系研究所碩士論文,2007。
[16] 鄭吉雄、陳宏志,船舶自動識別系統概述(上)(下),船舶與海運18卷,p316~327,2001。
[17] 顏春煌,行動與無線通訊第二版,金禾資訊股份有限公司,台北市,2006。
[18] 蘇乃文,WLAN於海上上網之應用,國立臺灣海洋大學商船學系研究所碩士論文,2004。
二、 英文部分
[19] Captain F. J. Wylie, “The Use of Radar at Sea”HOLLIS & CARTER Ltd, 1978.
[20] Deepak Pareek, “The Business of WiMAX”John Wiley & Sons Ltd, 2006.
[21] Daehyoung Hong, 2.3GHz Portable Internet(WiBro)for Wireless Broadband Access, ITU-APT Regional Seminar, 2004.
[22] IEEE Std 802.16-2004, IEEE Standard for Local and metropolitan area networks, Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems.
[23] IEEE Std 802.16e/D12, Draft IEEE Standard for Local and metropolitan area networks, Part 16: Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems.
[24] Mobile WiMAX Part1: A Technical Overview and performance Evaluation for WiMAX Forum Approve in August, 2006.
[25] Vanghi, Damnjanovic, &Vojcic, The cdma2000 System for Moible Communcations: 3G Wireless Evolutions, 2007.
[26] Soon Young Yoon, Introduction to WiBro Technology, Telecom R&D Center Samsung Electronics Co, Ltd., 2004.
[27] Kin K. Leung, Sayandev Mukherjee and George E. Rittenhouse Mobility Support for IEEE 802.16d Wireless Networks, 2004.
三、 網頁
[28] Litepoint http://www.litepoint.com/content/view/103/136/
[29] Intel http://www.intel.com/
[30] Intelligent Times http://www.itmag.org.tw/magazine/article_single_568.htm
[31] POSDATA http://www.posdata.co.kr/
[32] Sprint XOHM http://www.xohm.com/
[33] WiMAX論壇 http://www.wimaxforum.org/
[34] 電信國家型科技計劃802.16試驗網路 http://www.80216.com.ncnu.edu.tw/
[35] 台北港全球資訊網 http://www.tpport.gov.tw/
[36] 誠信科技http://www.adt.com.tw/certification/index.htm
[37] 國家通訊傳播委員會 http://www.ncc.tw/
[38] 新加坡資通訊發展局 http://www.ida.gov.sg/
[39] 新加坡海事及港務管理局 http://www.mpa.gov.sg/
[40] 菲涅耳區域 http://en.wikipedia.org/wiki/Fresnel_zone
[41] 資策會Find網 http://www.find.org.tw/
[42] 維基百科 http://zh.wikipedia.org/
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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