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研究生:林冠廷
研究生(外文):Lin, Kuan-Ting
論文名稱:次世代網路為基底之緊急災害預警系統
論文名稱(外文):4G Based Emergency Warning System
指導教授:楊舜仁楊舜仁引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:資訊工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:37
中文關鍵詞:次世代網路地震預警系統物聯網無線網路
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無線個人通訊近年來已有長足的發展, 人與人之間除了可以傳送聲音之外, 還
可以進行視訊、電子郵件、圖片等資訊的交換。由於現今這種通訊應用普遍存在,
使得無線通訊科技不斷迅速地演進, 諸如 Cognitive Radio Network (CRN)、Third Generation Partnership Project (3GPP) Long Term Evolution-Advanced (LTE-A) 等系統及技術的持續發展。除了 Human-to-Human (H2H) 的通訊之外, 新興的 MachineType Communication (MTC) 也正在被大力的開發當中, 並預期將對我們的生活產生巨大的正面影響, 也就是我們所熟知的 Machine-to-Machine Communications (M2M Communications), 中文稱之為物聯網 (Internet of Things)。在這幾年間, 物聯網的相關研究如雨後春筍般不斷被開發出來;利用散佈各地之 MTC 裝置, 不需利用大量人力,即可及時偵測當地狀況, 並將情報匯整至伺服器, 管理人員可在伺服器端監控各地狀況,如果緊急事件發生, 提早警示當地民眾。本研究結合物聯網與次世代無線網路之特性,在災害發生時有線網路無法使用之狀況, 利用無線網路快速的傳送資訊至相關單位並即時處理, 希望能為台灣的天然災害預防出一份心力。
摘要 i
目錄 i
圖目錄 iv
表目錄 v
1 緒論 1
1.1 研究背景 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 研究動機 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3 研究目的與貢獻 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.4 論文架構 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2 緊急災害預警系統之設計 6
2.1 緊急災害預警系統大綱 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2 感測模組 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.3 資料蒐集模組 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.4 運算模組 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.5 警示模組 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3 地震預警系統之實作 12
3.1 地震預警系統大綱 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.2 地震預警系統架構 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.2.1 地震定位與分析模組 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
ii
3.2.2 測站狀態模組 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.2.3 地震資訊呈現模組 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.2.4 遠端控制模組 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.3 地震感測儀 (MTC Device) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.4 地震預警閘道器 (MTC Gateway) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.5 地震預警伺服器 (MTC Server) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.6 地震預警系統情境 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4 效能提升設計與模擬 23
4.1 系統效能之問題 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.2 效能改善之方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.3 模擬結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
5 結論 29
附錄 A Simulation code 30
參考資料 37
[1] 3GPP TS 36.300 V10.0.0, “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA)
and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN),”June 2010.
[2] Q. Bi, G. I. Zysman, and H. Menkes, “Wireless Mobile Communications at the
Start of the 21st Century,” IEEE Commun. Mag., vol. 39, no. 1, Jan. 2001, pp. 110–
16.
[3] 3GPP (2000) 3rd generation partnership project, Technical Specification Group Services and System Aspects; Service requirements for Machine-Type Communications
(MTC); Stage 1 (Release 10), Technical specification 3GPP TS 22.368 V10.0.0 (2010-03).
[4] 3GPP TS 22.368 V11.0.0, “Service Requirements for Machine-Type Communications,”Dec. 2010.
[5] Docomo 緊急速報「エリアメール」 https://www.nttdocomo.co.jp/service/safety/
areamail/
[6] Au 緊急地震速報:緊急速報メール http://www.au.kddi.com/mobile/anti-disaster/
kinkyu-sokuho/jishin-sokuho/
[7] SANLIEN Palert 地震 P 波感測儀 http://www.sanlien.com/web/homepage.nsf/
foundationview/FE4A18CE5D5310A9482576BF00144603
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