目前全球電信業的發展，將以第三代行動通訊網路（3G）為基礎，有效提供全方位的無線寬頻數據與語音服務。而IP(Internet Protocol)的應用與行動通訊的結合，將會徹底改變大眾未來的生活。在第三代行動通訊網路的發展中，因為基地台的涵蓋範圍愈來愈小（micro/pico cellular），造成使用者在使用行動通訊網路時會產生更頻繁的交遞。如何讓使用者在進行交遞程序時降低交遞失敗率（handoff dropping rate），讓使用者在使用第三代行動網路的服務時，不會因為交遞的發生而造成服務中斷，以達到無接縫的交遞（seamless handoff），並同時降低新呼所堵塞率（new call blocking rate）及滿足各種使用者需求的服務品質，提升資源使用效率。本論文考量以使用者位置（location-base）及基地台特色作為交遞預測的準則。以往，交遞執行與否的決定是以使用者設備接收各基地台訊號強弱、移動速度等資訊作為參考。在此我們利用已發展出之各種定位技術，以使用者位置做為交遞程序準則（location-aware handoff），根據每個基地台在不同地理位置所呈現出的不同訊務特色，提出一個適用於各種環境，在交遞時的資源保留機制。預測使用者的未來走向，以滿足使用者在交遞時QoS的需求，使得在基地台中資源預留達到最小，能有效降低新呼叫堵塞率、交遞失敗率，並提升基地台資源使用率，進而使整個網路效能最佳化，滿足各種服務之QoS需求。為驗證本文所提出的交遞及資源保留演算法對於系統效能的改進，在此設計了一套適用於第三代無線通訊網路的交遞模擬系統。使用者可匯入不同地區的實際電子地圖，系統會依使用者在不同位置所產生之不同的行為模式，如方向、速度等；或因基地台之地理位置及時間的不同，產生不同的使用需求或訊務量等；據此建立各個基地台的使用特性，以符合實際使用狀況，並獲得更精確的模擬結果。末了再套用本文所發展的交遞及資源保留演算法修改模組，以驗證不同交遞演算法及通訊協定的效能。 / The development of mobile communication will base on the 3rd generation communication system (3G), which can provide boardband wireless data communication and voice service. The integration of Internet protocol and mobile communication will totally change our future life. In comparisons with previous mobile communication systems, the coverage of 3G base station is much smaller, which will cause Mobile Host (MH) execute handoff procedure more frequently. Our goal is to reduce handoff dropping rate, new call blocking rate and at the same time satisfy all QoS requests, increase resource utilization supporting seamless handoff. In the past, handoff procedure is executed by assessing signal strength of base stations. Here we consider user location and base station geographical pattern to support a location-aware handoff procedure. We invent a resource reservation scheme according to the traffic characteristics and environment of the base station and predict user location to optimize system performance. To compare the system performance between different schemes, we developed a handoff simulation tool (3GHOSim) suitable for 3G mobile communication system. The system could import electronic map, create different user behavior (direction, speed, etc.), generate different user requirements and traffic loads trying to get more realistic simulation results.

隨著網際網路的發展，社群網路與智慧型手機快速發展以及各種雲端線上服務快速發展，導致行動上網服務需求日以鉅增；為了提供用戶良好的行動通訊網路涵蓋區域與高速上網服務，行動電信公司不斷進行網路系統昇級與擴充，但是各電信公司的每用戶平均貢獻收入(Average Revenue Per User, ARPU)卻是日漸下滑，在資本支出上昇與營收下滑的經營窘境下，需待新的解決方案來改善此一情形。 2015年亞太電信在未建置足夠的基地台情形下，以漫遊台灣大哥大方式開始提供4G行動寬頻服務，雖然在台灣電信市場上引發不少批評及爭議，但是行動通訊網路共享的議題卻是值得深入探討。 2000年歐洲無線電頻譜競標中不斷刷新3G執照費用，大幅增加行動電信公司的經營成本，全球電信業者為了控制不斷攀升的電信網路建設成本(Capital Expenditures，CAPEX)以及電信營運費用(Operating Expense，OPEX)，行動通訊網路共享方案儼然成為一個重要的策略選項，各國行動電信業者已嘗試各種不同型態的網路共享模式，甚至包含無線電頻譜共用(Spectrum Sharing)，以減少電信總成本之負擔。 本研究調查12個行動通訊網路共享案例，發現已有10個案例已開啟主動式行動通訊網路共享模式，特別是歐美業者已廣泛採用主動式行動通訊網路共享模式，期望能以較快速且低成本的方式擴展新的服務區域及提升網路涵蓋範圍。 行動通訊網路共享的範圍、深度及施行模式，將對電信市場競爭產生重要的影響。本研究並將評估行動通訊網路共享的可行性，建立行動通訊網路共享類型，提供未來電信業者建議行動通訊網路共享模式，使電信業者及消費者均能受惠於行動通訊網路共享所帶來的好處。