สารบัญ
 อภิธานศัพท์ (Glossary)
 บทคัดย่อ (ไทย อังกฤษ)
 บทนำ
ทรัพยากรการสื่อสารวิทยุ
พัฒนาการด้านการบริหารจัดการทรัพยากรการสื่อสารวิทยุ
 บรรณานุกรม
บทสารานุกรมอื่น ๆ
โทรคมนาคม: นิยามและความหมาย
ประวัติการสื่อสาร
โทรคมนาคมโลก ๑ - โทรเลขและโทรศัพท์
ประวัติการสื่อสาร
โทรคมนาคมโลก ๒ - คลื่นวิทยุและการสื่อสารไร้สาย
ประวัติการสื่อสาร
โทรคมนาคมโลก ๓ - การ
สื่อสารด้วยแสงและการสื่อสารข้อมูลผ่านดาวเทียม
ประวัติการสื่อสาร
โทรคมนาคมโลก ๔-การสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย
อินเทอร์เน็ต
ประวัติศาสตร์การสื่อสารไทย: ยุคอดีต
ประวัติศาสตร์การสื่อสาร
โทรคมนาคมไทย: วิวัฒนาการโทรเลขและโทรพิมพ์
ประวัติศาสตร์การสื่อสาร
โทรคมนาคมไทย: องค์การโทรศัพท์แห่งประเทศไทยกับกิจการโทรคมนาคม
ประวัติศาสตร์การสื่อสาร
โทรคมนาคมไทย: ยุคเครือข่าย
อินเทอร์เน็ต
พื้นฐานร่วมเทคโนโลยี
โทรคมนาคมกับการสื่อสาร
มวลชน
พื้นฐานกฎหมายเกี่ยวกับการประกอบกิจการโทรคมนาคม
ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าด้านสื่อสาร
วิทยาการการทดสอบทางโทรคมนาคม

วิทยาการวางแผนและการสร้างแผนที่นำทางเทคโนโลยี
โทรคมนาคม

เศรษฐศาสตร์โทรคมนาคม

โซ่คุณค่าของอุตสาหกรรมการสื่อสารโทรคมนาคม
พื้นฐานดัชนีวรรณกรรมสาขาวิศวกรรมไฟฟ้าสื่อสารและ
แขนงที่เกี่ยวข้อง
วิวัฒนาการวิทยุโทรศัพท์ โทรศัพท์เคลื่อนที่และมาตรฐานโทรคมนาคมที่เกี่ยวข้อง
สมาคมวิชาการไฟฟ้า/อิเล็กทรอนิกส์ คอมพิวเตอร์ โทรคมนาคมและสารสนเทศกับกิจกรรมวิชาการ
ชมรมไฟฟ้าสื่อสาร สมาคมสถาบันวิศวกรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและความถี่วิทยุเพื่อการสื่อสาร
การบริหารจัดการทรัพยากรการสื่อสารวิทยุเบื้องต้น
รหัสมอร์สเพื่อการสื่อสาร
กล้ำสัญญาณพื้นฐานเพื่อ
การสื่อสาร
พื้นฐานเทคโนโลยีรหัสควบคุมความผิดพลาดสำหรับการ
สื่อสาร
พื้นฐานการแผ่สเปกตรัมสำหรับการสื่อสาร
หลักการของซีดีเอ็มเอ
หลักการเทียบจังหวะสัญญาณโทรคมนาคม
หลักการของปริมาณการใช้งานวงจรสื่อสารและหมายเลขโทรคมนาคม
โครงข่ายการสื่อสารข้อมูลความเร็วสูงเอสดีเอช
พื้นฐานคุณภาพการบริการในเครือข่ายการสื่อสาร
เครือข่ายเฉพาะที่
เทคโนโลยีเอทีเอ็ม 
อินเทอร์เน็ตโพรโทคอล
เวอร์ชัน ๖
โครงข่ายโทรคมนาคมยุคหน้า
 พื้นฐานสายส่งสัญญาณสำหรับการสื่อสาร
 วิทยาการโทรศัพท์พื้นฐานและโครงข่าย
 เทคโนโลยีชุมสายโทรศัพท์พื้นฐาน
หลักการของระบบตรวจสอบคู่สายโทรศัพท์พื้นฐาน
พื้นฐานระบบเทเลกซ์
หลักการทำงานเบื้องต้นของเครื่องโทรสาร
เทคโนโลยีสื่อสารผ่านสายความเร็วสูง: ดีเอสแอล
การสื่อสารผ่านสายไฟฟ้า
โทรเลขเชิงแสง
พื้นฐานการสื่อสารเชิงแสง
พื้นฐานระบบสื่อสารด้วยเส้นใยนำแสง
พื้นฐานระบบเส้นใยนำแสงสู่บ้าน
ระบบสื่อสัญญาณแสงหลายช่องแบบ DWDM
พื้นฐานสายอากาศวิทยุเพื่อการสื่อสาร
สายอากาศฉลาด
เทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายระยะใกล้
ระบบการระบุด้วยคลื่นวิทยุหรืออาร์เอฟไอดี
วิทยาการเครือข่ายไร้สายแบบไวไฟ
วิทยุสมัครเล่น
วิทยาการเครือข่ายตรวจวัดสัญญาณแบบไร้สาย
อัลตราไวด์แบนด์สำหรับการสื่อสารไร้สาย
ระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ ๔๗๐ เมกกะเฮิรตซ์
การสื่อสารเหนือพื้นน้ำ
เครือข่ายเคเบิลใต้น้ำและ
การเชื่อมต่อในประเทศไทย
การแพร่ภาพโทรทัศน์พื้นฐาน
การพัฒนาเทคโนโลยี
เครือข่ายโทรทัศน์ไทยทีวีสี ช่อง
เทเลเท็กซ์
การสื่อสารบรอดแบนด์
การสื่อสารบรอดแบนด์ความเร็วสูงผ่านสายไฟฟ้า
เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย
พื้นฐานโครงข่ายการสื่อสารร่วมระบบดิจิทัล
เทคโนโลยีเครือข่ายส่วนตัวแบบเสมือน
เครือข่ายคอมพิวเตอร์เพื่อโรงเรียนไทย
เทคโนโลยีการสื่อสารสำหรับระบบควบคุมการจำหน่ายไฟฟ้า
พื้นฐานระบบสื่อสารสำหรับการจ่ายไฟฟ้า
วิทยาการการสื่อสารข้อมูลจราจรผ่านคลื่นวิทยุกระจายเสียงเอฟเอ็ม
พื้นฐานระบบการสื่อสารเพื่อการบริหารทรัพยากรน้ำ
ระบบโทรมาตรเพื่อการ
ชลประทาน
ระบบการสื่อสารเพื่อการเตือนภัยสึนามิ
ระบบการสื่อสารเพื่อการแจ้งภัยและความปลอดภัยทางทะเล
ของโลก
พื้นฐานการสื่อสารกับหอเตือนภัย
เครือข่ายโทรคมนาคมเพื่อโครงการการพัฒนาภูเก็ต
ระบบสื่อสารกองทัพไทย
พื้นฐานการสื่อสารผ่าน
ดาวเทียม
ประวัติและพัฒนาการของดาวเทียมสื่อสาร
วิทยาการดาวเทียมธีออส
ดาวเทียมไทพัฒ
ดาวเทียมสำรวจทรัพยากรประเทศไทย
การรังวัดด้วยดาวเทียมจีพีเอสเพื่อการสำรวจทางการแผนที่
ระบบสำรวจข้อมูลทางสมุทรศาสตร์และสภาพ
แวดล้อมทางทะเลโดยใช้เทคโนโลยีทุ่นลอยสื่อสารผ่านดาวเทียม

   การบริหารจัดการทรัพยากรการสื่อสารวิทยุเบื้องต้น
   ( Basic Radio Resource Management )

   ดามพ์เมษ บุณยะเวศ
 
  มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์
 

  ๑. อภิธานศัพท์ (Glossary)

 
 
  การควบคุมการเข้าใช้บริการ (Admission control)

         การอนุญาตให้หรือการปฏิเสธไม่ให้ผู้ใช้บริการสามารถเข้าใช้บริการในเครือข่ายได้โดยทำการควบคุมโดยอาศัยเงื่อนไขได้หลายชนิด เช่น ปริมาณ
         สัญญาณแทรกสอด (interference-based) หรือปริมาณข้อมูล (throughput-based) เป็นต้น ซึ่งหากระบบมีปริมาณสัญญาณแทรกสอด หรือ
         ปริมาณข้อมูลที่รองรับได้เกินกำหนดแล้วก็จะปฏิเสธที่จะให้บริการ กับผู้ใช้บริการ ที่กำลังร้องขอมา การควบคุมการเข้าใช้งานจะมีความสัมพันธ์ กับ
         การควบคุมภาระ (load control) ของระบบ ซึ่งมีหน้าที่ในการคุมปริมาณการใช้งานเพื่อให้ระบบทำงานได้อย่างมีเสถียรภาพ

  ความจุ (Capacity)

        ความสามารถของเครือข่ายหรือสถานีฐานในการรองรับปริมาณการใช้งานซึ่งวัดได้จากจำนวนผู้ใช้หรือปริมาณข้อมูลรวม(aggregated throughput)
        หากพิจารณาในกรณี  ที่ช่องความถี่ มีความจุมากพอ ในการรองรับอัตราการส่งข้อมูลสูงสุดแล้ว ระบบการร่วมใช้ช่องสัญญาณ แบบแบ่งความถี่หรือ
        เอฟดีเอ็มเอ
(Frequency Division Multiple Access: FDMA) และการร่วมใช้ช่องสัญญาณ แบบแบ่งเวลา (Time Division Multiple Access: TDMA)
        เป็นความจุแบบคงที่
(Hard Capacity) ในขณะที่ระบบการร่วมใช้ช่องสัญญาณแบบแบ่งรหัส (Code Division Multiple Access: CDMA) นั้นเป็นความจุ
        แบบไม่คงที่
(soft capacity)

  แฮนด์โอเวอร์ หรือแฮนด์ออฟ (Hand-over หรือ Hand-off)
 
       
การส่งต่อบริการสื่อสาร  จากสถานีฐานหนึ่ง ไปอีกสถานีฐานหนึ่ง ในกรณีที่ผู้ใช้บริการ มีการเคลื่อนที่ข้ามพื้นที่บริการ หรือผู้ใช้บริการอยู่ในพื้นที่
        ที่สามารถรับสัญญาณได้จากหลายสถานี สำหรับการส่งต่อบริการสื่อสารเครือข่ายโดยผู้ใช้ติดต่อกับสถานีฐานเดียวขณะโอนย้ายการบริการ เรียกว่า
        ฮารด์แฮนด์ออฟ (Hard Handoff: HHO ) และการส่งต่อบริการสื่อสารเครือข่าย โดยผู้ใช้ติดต่อ กับหลายสถานี ขณะโอนย้ายการบริการ เรียกว่า
        ซอฟท์แฮนด์ออฟ
(Soft Handoff: SHO)

  การเข้าใช้ช่องสัญญาณ (Multiple Access)

        การกำหนดรูปแบบ ในการเข้าใช้ช่องสัญญาณ ทั้งนี้สามารถ ทำได้หลากหลายรูปแบบ เช่น การร่วมใช้ช่อง สัญญาณแบบแบ่งความถี่ (Frequency
        Division Multiple Access: FDMA)
การร่วมใช้ช่องสัญญาณแบบแบ่งเวลา (Time Division Multiple Access: TDMA) และการร่วมใช้ช่องสัญญาณแบบ
        แบ่งรหัส
(Code Division Multiple Access: CDMA)

  คุณภาพของสัญญาณ (Signal Quality)

        ดัชนีที่ใช้วัดคุณภาพของสัญญาณ ที่ต้องการพิจารณาโดยเปรียบเทียบกับสัญญาณรบกวนหรือสัญญาณแทรกสอด ตัวอย่างเช่น อัตราส่วนกำลังของ
        สัญญาณ  ที่ต้องการต่อสัญญาณรบกวน
(Signal to Noise Ratio: SNR ) อัตราส่วนกำลัง ของสัญญาณพาห์ และสัญญาณแทรกสอด (Carrier to
        Interference Ratio: CIR)
เป็นต้น

  การสลับสายหรือการเชื่อมต่อคู่สาย(Switching)

        ลักษณะการเชื่อมต่อ คู่สายนั้นแบ่งได้เป็นสองแบบหลักๆ คือ การเชื่อมต่อแบบวงจรสลับสาย(circuit switching) และการเชื่อมต่อแบบกลุ่มข้อมูล
        หรือแพกเกต (packet switching) โดยที่การเชื่อมต่อแบบวงจรสลับสาย เป็นการเชื่อมต่อต้นทาง และปลายทางตลอดเวลา ตั้งแต่มีการร้องขอให้
        สร้างวงจร จนกระทั่ง มีการร้องขอให้ยกเลิกวงจร ลักษณะการเชื่อมต่อแบบนี้ จะใช้กับวงจรของการสนทนาเป็นหลัก ในขณะที่การเชื่อมต่อ แบบ
        แพกเกตจะมีการเชื่อมต่อต้นทางและปลายทางเฉพาะกรณีที่มีข้อมูลหรือกลุ่มข้อมูลที่จะส่งเท่านั้น หลังจากนั้นจะยกเลิกวงจรในทันที
 

  ๒. บทคัดย่อ up

        การสื่อสารวิทยุหรือการสื่อสารไร้สายเป็นสาขาที่มีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว ไม่ว่าจะเป็นการพัฒนาทางด้านเทคโนโลยี ด้านการบริการหรืออุปกรณ์สนับสนุนต่างๆ อย่างไรก็ตามข้อจำกัดในการรองรับปริมาณผู้ใช้บริการก็ยังมีอยู่ และปัจจัยสำคัญคือแถบความถี่ที่มีอยู่อย่างจำกัด ปัญหาด้านการบริหารทรัพยากรการสื่อสารวิทยุนั้น แต่เดิมจะมีการพิจารณาแต่การจัดสรรช่องสัญญาณวิทยุเพียงปัจจัยเดียว ในขณะที่เมื่อได้ศึกษาวิจัยเพิ่มมากขึ้นว่ายังมีปัจจัยอื่นๆอีกหลายประการที่ส่งผล ต่อเพิ่มในการเพิ่มความสามารถในการรองรับปริมาณผู้ใช้บริการ โดยไม่ทำให้ระดับคุณภาพของบริการตกลง การบริหารจัดการทรัพยากรการสื่อสารวิทยุมีหน้าที่หลักในการควบคุมปัจจัยต่างๆ เพื่อให้การใช้ทรัพยากรมีประสิทธิภาพสูงสุด และจัดการทรัพยากรนั้นจะครอบคลุม การเลือกสถานีฐาน การส่งต่อบริการเครือข่าย การควบคุมการเข้าใช้บริการ การควบคุมกำลังส่ง การควบคุมภาระ และการจัดกำหนดการ เป็นต้น


  Abstract
 up

        Radio or wireless communications is the fastest developing technologies. Advancement includes cutting-edge technologies, customer-centric services and versatile equipments. Nonetheless, there are many constraints, mainly from the spectral bandwidth, that limit the system capacity. Major consideration focused on the channels assignment every time we considered the capacity enhancement. Many studies have shown that there are more than just the channel allocation schemes. Radio resource management plays a key role for efficient utilization of resources to assure the quality of service and to maintain high level of system capacity. RRM includes, but not limited to, base station assignment, handover, admission control, power control, load control and scheduling algorithms.


  ๓. บทนำ (Introduction)up  

         ทรัพยากรที่เป็นปัจจัยสำคัญในระบบการสื่อสารไร้สายคือสเปกตรัมหรือแถบความถี่ที่ใช้ในการสื่อสาร เมื่อการสื่อสารวิทยุหรือการสื่อ สารไร้สายได้มีการพัฒนามาอย่างต่อเนื่อง ทำให้ไม่เฉพาะเพียงแต่แถบความถี่เท่านั้นที่มีผลต่อ ความสามารถในการรองรับปริมาณการใช้งานผู้ใช้บริการหรือความจุ (Capacity) ของระบบสื่อสาร หากยังมีปัจจัยสำคัญอื่นๆ ที่เกี่ยวเนื่องด้วย ดังนั้น จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเพิ่มขอบเขต ของนิยามเกี่ยวกับทรัพยากรการ สื่อสารวิทยุให้กว้างขึ้น เพื่อที่จะได้ครอบคลุมปัจจัยอื่นๆ นอกเหนือจากแถบความถี่ดังกล่าว ที่ส่งผลต่อความสามารถของเครือข่าย และประสิทธิผลของการใช้ทรัพยากร ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ที่สถานีฐานและอุปกรณ์ของผู้ใช้บริการนั้น ส่งผลอย่างมากต่อการวางแผนเครือข่ายและการใช้ทรัพยากร ในกรณีที่ต้องการพิจารณาว่าควรจะกำหนดความสามารถของการประมวลผลสำหรับอุปกรณ์ที่สถานีฐานและอุปกรณ์ของผู้ใช้บริการอย่างไร
         ก) ต้องการติดตั้งสถานีฐานให้มีความหนาแน่นมาก แต่ต้องมีการลงทุนสูง เพื่อแลกกับการที่ให้อุปกรณ์ของผู้ใช้บริการไม่ต้องมีคุณภาพสูง มีราคาถูก และใช้พลังงานน้อย
         ข) ต้องการที่จะให้อุปกรณ์ของผู้ใช้บริการมีความฉลาดและสลับซับซ้อน แต่มีราคาแพงและใช้พลังงานจากแบตเตอรี่มากขึ้น เพื่อแลกกับการที่ให้อุปกรณ์สถานีฐานมีราคาถูก สามารถติดตั้งและใช้งานได้อย่างรวดเร็ว
(Rapid deployment)
          การตัดสินใจเหล่านี้เป็นปัญหาของการหาจุดการดำเนินงานที่เหมาะสมที่สุด
(Optimization) ภายใต้เงื่อนไขและข้อจำกัดต่างๆ
 

  ๔. ทรัพยากรการสื่อสารวิทยุ   up

         ๔.๑ หลักการพื้นฐาน  

         การบริหารจัดการทรัพยากรการสื่อสารวิทยุ (Radio Resource Management: RRM)เป็นแนวคิดในการจัดการทรัพยากรในเครือข่ายที่มีผู้ใช้จำนวนมาก โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้ทรัพยากรวิทยุคือแถบความถี่ที่มีอยู่อย่างจำกัดให้มีประสิทธิผลสูงสุด กล่าวคือ หากพิจารณาระบบที่ประกอบด้วย
         ก) ผู้ใช้บริการเครือข่ายวิทยุ
         ข) เครือข่ายที่มีสถานีฐาน (Base Station) หรือจุดให้บริการเครือข่าย (Access Port)
        ค) ช่องสัญญาณแบบสื่อสารสองทางหรือดูเพล็กซ์ (Duplex) พิจารณาช่องสัญญาณจากเทคนิคที่ใช้ในการสื่อสารเช่น การร่วมใช้ช่องสัญญาณแบบแบ่งความถี่ การร่วมใช้ช่องสัญญาณแบบแบ่งเวลา และการร่วมใช้ช่องสัญญาณแบบแบ่งด้วยรหัส
         การเชื่อมต่อในการสื่อสารวิทยุจึงมีความจำเป็นต้องมีการกำหนดหรือ จัดสรรทรัพยากรดังต่อไปนี้ให้กับผู้ใช้ บริการเครือข่าย
         ก) ต้องมีการเลือกว่าผู้ใช้บริการ จะต้องติดต่อกับเครือข่ายผ่านสถานีฐาน หรือจุดให้บริการเครือข่ายใด
         ข) ต้องมีการเลือกว่าในการติดต่อผ่านสถานีฐาน หรือจุดให้บริการเครือข่ายนั้นๆ จะต้องใช้ช่องสัญญาณใด
         ค) ต้องมีการกำหนดกำลังส่งของอุปกรณ์ที่เครื่องส่งสถานีฐานหรือจุดให้บริการ และหรือเครื่องส่งของอุปกรณ์ผู้ใช้บริการเครือข่าย
         การเลือกสถานีฐาน และการกำหนดกำลังส่งนั้นมีความสัมพันธ์กันโดยตรง เนื่องจากหากระยะระหว่างผู้ใช้บริการกับสถานีฐานมีมากจะต้องใช้กำลังส่งมาก ดังนั้น วิธีการในการประหยัดพลังงาน คือ การให้ผู้ใช้บริการติดต่อกับสถานีฐานที่ใกล้ที่สุด อย่างไรก็ตามตัวแปรหลักที่เป็นข้อจำกัดที่ต้องนำมาพิจารณาด้วยคือ จำนวนและตำแหน่งของสถานีฐานในขณะนั้น กำลังส่งของอุปกรณ์ที่สถานีฐานและผู้ใช้บริการ ซึ่งทั้งหมดขึ้นอยู่กับการออกแบบและข้อกำหนดตามมาตรฐานความปลอดภัย สำหรับตำแหน่งของผู้ใช้บริการเป็นตัวแปรอิสระที่ยากต่อการควบคุม
         สำหรับการเลือกว่าการติดต่อผ่านสถานีฐาน หรือจุดให้บริการเครือข่ายนั้นๆ จะต้องใช้ช่องสัญญาณใดนั้น จะถูกจำกัดอยู่ที่จำนวนช่องที่สามารถนำมาใช้ได้ทั้งหมด ทั้งนี้เป็นผลอันสืบเนื่องมาจากความกว้างแถบความถี่ (Bandwidth) ที่ได้รับสัมปทานมา หรือที่ประมูลมาได้มีขนาดจำกัด
         การจัดสรรทรัพยากรพื้นฐานหลักทั้งสามประการข้างต้น โดยทั่วไปแล้วจะถูกควบคุมโดยวิธีการที่ถูกออกแบบมาเฉพาะสำหรับการสื่อสารวิทยุเท่านั้น ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อให้มีการใช้ทรัพยากรที่มีอยู่ให้น้อยที่สุด ในขณะที่ยังคงคุณภาพของสัญญาณการสื่อสารที่ยอมรับได้ตามมาตรฐานที่ออกแบบไว้

        ๔.๒ คุณภาพของการสื่อสาร

       หากพิจารณาการสื่อสารวิทยุแบบแอนะล็อก ตัวชี้วัดหรือวิธีการบอกถึงคุณภาพสัญญาณได้โดยง่าย คือความชัดเจนของเสียงสนทนา ซึ่งมีความสัมพันธ์โดยตรงกับค่าอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน (Signal to Noise Ratio: SNR) เมื่อการสื่อสารวิทยุมีการพัฒนาต่อมา ความซับซ้อนของส่วนประกอบในระบบก็เพิ่มขึ้น เพื่อให้ตัวชี้วัดสัมพันธ์กับการคุณภาพของการสื่อสารตามปัจจัยต่างๆ ที่ต้องการพิจารณา จึงมีการกำหนดตัววัดคุณภาพของการสื่อสารหรือ คุณภาพของการบริการ (Quality of Service: QoS) เพิ่มเติม ตัวอย่างเช่น
        ก) คุณภาพสัญญาณที่ยอมรับได้ ซึ่งโดยทั่วไปมีลักษณะเช่นเดียวกับอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน โดยอาจแตกต่างกันไปตามนิยามของปริมาณที่ใช้ชี้วัด ตัวอย่างเช่น อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณแทรกสอด (Signal to Interference Ratio: SIR) อัตราส่วนสัญญาณพาห์กับสัญญาณแทรกสอด (Carrier to Interference Ratio: CIR) อัตราส่วนพลังงานบิตต่อความหนาแน่นสเปกตรัมกำลังของสัญญาณรบกวน (energy per bit to the spectral noise density: Eb/N0)
        ข) อัตราการผิดพลาดของข้อมูล เช่น อัตราการผิดพลาดระดับบิต(Bit Error Rate:BER) อัตราการผิดพลาดระดับบล็อก (Block Error Rate: BLER) อัตราการผิดพลาดระดับเฟรม (Frame Error Rate: FER)
        ค) เวลาประวิงหรือ เวลาหน่วง (Delay) เป็นเวลาที่ใช้ในการรอจนกระทั่งสามารถส่งข้อมูลได้
        ง) ความน่าจะเป็นของการถูกปฏิเสธของการเข้าใช้เครือข่าย (Blocking Probability)
        จ) ความน่าจะเป็นของการมีระดับหรือคุณภาพสัญญาณต่ำกว่าค่าที่ยอมรับได้ (Outage Probability)
        ช) ความน่าจะเป็นของการขาดการติดต่อหรือสายหลุด (Call Dropping Probability)
        นอกเหนือจากตัวชี้วัดดังกล่าวยังมีตัวชี้วัดอื่นสำหรับการใช้วัดคุณภาพการสื่อสาร ขึ้นกับการออกแบบ และมาตรฐานการสื่อสารที่ระบบนั้นๆอ้างอิงถึง


       ๔.๓ การจัดการทรัพยากรการสื่อสารวิทยุกับคุณภาพของการสื่อสาร

        ทรัพยากรที่สำคัญที่ต้องมีการจัดสรรให้มีการใช้อย่างมีประสิทธิภาพคือ แถบความถี่ การจัดสรรทรัพยากรแถบความถี่ให้เกิดประสิทธิผลเมื่อมีผู้ใช้ในระบบหลายราย ทำได้โดยการนำเทคนิคทางการสื่อสารในการเข้าใช้ช่องสัญญาณมาใช้งานต่างๆ ดังนี้
        ก) การร่วมใช้ช่องสัญญาณแบบแบ่งความถี่ วิธีการนี้จะแบ่งแถบความถี่ เป็นแถบความถี่ย่อยให้ผู้ใช้แต่ละรายสามารถพบได้ง่ายในระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ในยุคที่ ๑ เช่น ระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่แอมปส์ (Advanced Mobile Phone Service: AMPS) การจัดสรรช่องสัญญาณจะพิจารณาเพียงช่องความถี่ขนาด ๓๐ กิโลเฮิรตซ์ (kHz) สำหรับผู้ใช้บริการหนึ่งคน
        ข) การร่วมใช้ช่องสัญญาณแบบแบ่งเวลา ถูกใช้ในระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่จีเอสเอ็ม (Global System for Mobile Communications: GSM)     เป็นระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ในยุคที่ ๒ ระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่จีเอสเอ็มใช้การแบ่งแถบความถี่ออกเป็นแถบความถี่ย่อย ขนาดเท่ากับ ๒๐๐ กิโลเฮิรตซ์ ตามวิธีของการร่วมใช้ช่องสัญญาณแบบแบ่งความถี่ และในหนึ่งช่องความถี่นี้มีการจัดแบ่งช่วงเวลาออกเป็น ๘ ช่องเวลา (Time Slot) ตามวิธีของการเข้าใช้ช่องสัญญาณแบบแบ่งด้วยเวลา ทำให้สามารถรองรับผู้ใช้ได้ ๘ คน เสมือนกับว่ามีช่องสัญญาณ ๘ ช่องต่อหนึ่งช่องความถี่
        ค) การร่วมใช้ช่องสัญญาณแบบเข้ารหัสนำมาใช้ในมาตรฐานไอเอส-95 (IS-95) เป็นระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ในยุคที่ ๒ ใช้ความกว้างแถบความถี่เท่ากับ ๑.๒๕ เมกกะเฮิรตซ์ (MHz) หรือระบบยูเอ็มทีเอส (Universal Mobile Telecommunications System: UMTS) เป็นระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่     ในยุคที่ ๓ ใช้ความกว้างแถบความถี่ ๕ เมกกะเฮิรตซ์ สำหรับให้ผู้ใช้ทุกรายใช้ร่วมกัน
       การร่วมใช้ช่องสัญญาณแบบแบ่งความถี่และการร่วมใช้ช่องสัญญาณแบบแบ่งเวลา โดยทั่วไปแล้วกำลังงานของสัญญาณจากผู้ใช้แต่ละรายจะไม่ส่งผลต่อคุณภาพของสัญญาณของผู้ใช้รายอื่นลักษณะดังกล่าวนี้เรียกว่าไม่ส่งผลกระทบถึงกันหรือมีความเป็นอิสระต่อกัน (Orthogonality) ในขณะที่ช่องสัญญาณของซีดีเอ็มเอมีลักษณะเป็นแบบส่งผลกระทบถึงกันคือไม่เป็นอิสระต่อกัน (non-orthogonality) และส่งผลต่อความจุของระบบที่เป็นแบบไม่คงที่ ซึ่งหมายความว่า หากผู้ใช้แต่ละรายยอมรับกับคุณภาพของสัญญาณที่ลดลง ระบบก็จะสามารถเพิ่มจำนวนผู้ใช้บริการได้มากขึ้น ดังนั้นการควบคุมกำลังส่งของผู้ใช้แต่ละรายในระบบซีดีเอ็มเอ จึงเป็นปัจจัยที่สำคัญ
      การเคลื่อนที่ของผู้ใช้บริการอาจจะส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงพื้นที่ให้บริการซึ่งเครือข่ายจะต้องสามารถให้บริการสื่อสารได้อย่างต่อเนื่องลักษณะการส่งต่อบริการจากพื้นที่ให้บริการหนึ่ง ไปยังอีกพื้นที่ให้บริการข้างเคียงนี้เรียกว่าแฮนด์ออฟ อย่างไรก็ตามการแฮนด์ออฟ ไม่เกิดเพียงเฉพาะการเคลื่อนที่ข้ามเขตเท่านั้น แต่สามารถเกิดมาจากสาเหตุอื่นๆได้เช่นกัน การแฮนด์ออฟจะส่งผลต่อการจัดสรรช่องสัญญาณหรือช่องความถี่ กล่าวคือเครือข่ายจำเป็นต้องมีการเตรียมช่องสัญญาณไว้ให้พร้อมสำหรับในพื้นที่ให้บริการเดิม และพื้นที่ให้บริการใหม่ ทั้งนี้เพื่อให้การติดต่อสื่อสารเป็นไปได้อย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตามหากระบบมีการสำรองช่องสัญญาณไว้สำหรับการแฮนด์ออฟมากเกินไป อาจทำให้ประสิทธิภาพของการใช้ช่องสัญญาณลดต่ำลง เนื่องจากช่องสัญญาณที่สำรองสำหรับการแฮนด์ออฟอาจไม่ได้ถูกใช้งาน ในขณะที่หากระบบมีการสำรองช่องสัญญาณไว้น้อยเกินไปอาจทำให้ความน่าจะเป็นของเกิดการขาดการเชื่อมต่อเพิ่มขึ้น ในทางปฏิบัติการเกิดการขาดการเชื่อมต่อ ระหว่างการสนทนานั้น ทำให้เกิดความรำคาญต่อผู้ใช้บริการมากกว่า กรณีที่ไม่สามารถเริ่มต่อวงจรได้
        ในเขตพื้นที่เมืองหรือพื้นที่ที่มีการใช้งานเครือข่ายอย่างหนาแน่น ผู้ให้บริการเครือข่ายมักออก แบบให้มีการซ้อนทับ (Overlap) ของสัญญาณวิทยุมาก ดังนั้นโอกาสที่ความแรง (Strength) ของสัญญาณวิทยุที่รับมาได้จะมีค่าต่ำกว่ามาตรฐานจะเกิดขึ้นน้อยดังนั้นในหลายกรณีที่จำเป็นต้องมีการทแฮนด์ออฟอาจมีสาเหตุมาจากปริมาณสัญญาณแทรกสอดของระบบเป็นหลักซึ่งทั้งนี้เป็นการสร้างความสมดุล ของปริมาณสัญญาณแทรกสอดของแต่ละสถานีฐาน และถือเป็นส่วนหนึ่งการสร้างสมดุลของภาระ (Load Balancing) ในระบบตามเงื่อนไขของปริมาณสัญญาณแทรกสอด (Interference-based) แสดงดังรูปที่ ๔.๑
        ในลักษณะเดียวกันการทำแฮนด์ออฟเพื่อสร้างสมดุลของภาระ ของระบบบนเงื่อนไขของปริมาณปริมาณข้อมูล (throughput-based) ก็สามารถเกิดขึ้นได้เช่นกัน แสดงดังรูปที่ ๔.๑ แต่โดยส่วนใญ่จะเกิดขึ้นที่พื้นที่ซ้อนทับของเซกเตอร์มากว่าขอบรอบนอกของพื้นที่บริการที่ซ้อนทับกัน
        หากพิจารณาลักษณะของการทำแฮนด์ออฟสองแบบหลักๆ คือ ฮารด์แฮนด์ออฟและซอฟท์แฮนด์ออฟ ซึ่งในมุมมองของการสร้างดุลของภาระแล้ว ฮารด์แฮนด์ออฟจะเป็นการถ่ายโอนภาระทั้งหมดอย่างสมบูรณ์ ในขณะที่การทำซอฟท์แฮนด์ออฟนั้น ภาระต่อระบบจะมีการกระจายกันระหว่างสถานีฐานทุกสถานีที่เกี่ยวข้องกับทำ ซอฟท์แฮนด์ออฟของผู้ใช้รายนี้



                                                                                             
รูปที่ ๔.๑  การบริหารจัดการทรัพยากร
การสื่อสารวิทยุกับการสร้างดุลของภาระ

 

        การควบคุมกำลังส่งมีความสำคัญต่อระบบซีดีเอ็มเอ เมื่อระบบมีเครื่องส่งหลายเครื่องที่ใช้ความถี่เดียวกันพร้อมกัน เครื่องรับจะได้รับสัญญาณจากเครื่องส่งเพียงเครื่องเดียวที่มีค่าอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณแทรกสอดสูงสุด ปรากฏการณ์ในลักษณะนี้เรียกว่าปรากฏการณ์ระงับ (Capture Effect) ในลักษณะเดียวกันนี้ เครื่องส่งที่อยู่ใกล้เครื่องรับก็ย่อมที่จะมีค่าอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณแทรกสอดที่เครื่องรับสูง ทำให้สัญญาณข้อมูลที่ส่งมีความแรงและได้เปรียบกว่าเครื่องส่งที่อยู่ไกลกว่าเรียกลักษณะนี้ว่าปรากฏการณ์ใกล้ไกล (near-far effect) ดังนั้นการควบคุมกำลังส่งจากเครื่องส่งของอุปกรณ์ผู้ใช้บริการ ที่มีตำแหน่งต่างๆ เพื่อให้ค่าอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณแทรกสอดที่เครื่องรับของสถานีฐานมีค่าเท่าๆ กันจึงเป็นสิ่งสำคัญมาก โดยเฉพาะสำหรับระบบซีดีเอ็มเอ ซึ่งผู้ใช้บริการทุกรายใช้ความถี่เดียวกัน ในเวลาเดียวกัน ทั้งนี้กำลังงานจากผู้ใช้รายหนึ่ง จะถือเป็นสัญญาณแทรกสอดกับผู้ใช้รายอื่นๆ และเมื่อเครือข่ายมีผู้ใช้บริการจำนวนมากสัญญาณแทรกสอดก็เพิ่มมากขึ้นตามไปด้วย
 

  ๕. พัฒนาการด้านการบริหารจัดการทรัพยากรการสื่อสารวิทยุ   up

        ๕.๑ ระบบสายอากาศ

        ปัจจัยด้านกำลังของสัญญาณนั้นมีความสัมพันธ์เกี่ยวกับคุณภาพของการบริการและความสามารถในการรองรับปริมาณการใช้งานของเครือข่าย  หนึ่งในปัจจัยที่ส่งผลต่อการแพร่สัญญาณและกำลังส่งก็คือระบบสาย อากาศ ซึ่งมีการพัฒนาตั้งแต่สายอากาศแบบรอบทิศทาง (unidirectional antenna)   จนกระทั่งเป็นสายอากาศแบบมีทิศทาง (Directional antenna) การนำสายอากาศแบบมีทิศทางมาใช้สำหรับในระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ ทำให้ลักษณะของการแพร่ของคลื่นจากสถานีฐานเป็นแบบมีทิศทางเฉพาะพื้นที่หรือเซกเตอร์ แม้ว่าการแบ่งพื้นที่ออกเป็นเซกเตอร์จะมีผลทำให้ประสิทธิภาพของการใช้ช่องสัญญาณต่ำลง แต่ทำให้เกิดผลดีหลายประการ เช่น การนำความถี่กลับมาใช้ใหม่ (Frequency Reuse) การเพิ่มความจุของเครือข่าย การลดกำลังส่งทำให้ประหยัดพลังงาน และการลดปัญหาสัญญาณแทรกสอด เป็นต้น
      การนำระบบสายอากาศอัจฉริยะ (Smart Antenna) หรือสายอากาศที่ความสามารถปรับรูปแบบการกระจายคลื่นได้ ซึ่งการปรับนั้นสามารถทำได้หลายวิธี เช่น การปรับแบบอัตโนมัติ (Adaptive Beam) หรือการปรับแบบเลือกบีม (Switched Beam) โดยแต่ละวิธีมีข้อดีข้อด้อย และความซับซ้อนแตกต่างกัน ข้อกำหนดสำหรับโทรศัพท์เคลื่อนที่ยุคที่ ๓ [๓] ได้กล่าวถึงแนวทางการใช้ระบบสายอากาศอัจฉริยะรวมไว้ในมาตรฐานระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่   ยูเอ็มทีเอส ดังรูปที่ ๕.๑ แสดงสายอากาศอัจฉริยะแบบปรับเลือกบีม



                                                                                              
รูปที่ ๕.๑ สถานีฐานที่ใช้ระบบสายอากาศแบบปรับเลือกบีม (Switched Beam)
 

        นอกจากระบบสายอากาศอัจฉริยะแล้ว มีเทคโนโลยีเกี่ยวข้อง กับสายอากาศที่เรียกว่า ระบบหลายสายอากาศเข้าหลายสายอากาศออก (Multiple Input Multiple Output: MIMO) เทคโนโลยีนี้ใช้การประมวลผลในสองมิติ คือในปริภูมิกับเวลา (space-time processing) โดยปริภูมิหรือระยะห่าง จะพิจารณาจากจำนวนสายอากาศและความห่างของแต่ละสายอากาศ ในขณะที่เวลานั้นจะเกี่ยวข้องการออกแบบการเข้ารหัส (Coding) การพิจารณาในสองมิติพร้อมๆ กัน ทำให้สามารถเพิ่มความจุของระบบ และลดผลของช่องสัญญาณที่ทำให้ข้อมูลที่ส่งเกิดความผิดเพี้ยน ตัวอย่างของระบบที่ใช้เทคโนโลยีหลายสายอากาศเข้าหลายสายอากาศออก คือ ร่างของข้อกำหนดตามมาตรฐาน IEEE 802.11n [๔] รูปที่ ๕.๒ ซึ่งแสดงอุปกรณ์จัดเส้นทางซึ่งใช้เทคโนโลยีหลายสายอากาศเข้าหลายสายอากาศออก



                                                                                               
รูปที่ ๕.๒ ตัวอย่างอุปกรณ์จัดเส้นทางซึ่งใช้เทคโนโลยีหลายสายอากาศเข้าหลายสายอากาศออก
 

        ๕.๒ อัตราการส่งข้อมูลและการกล้ำสัญญาณ

        ระบบการสื่อสารไร้สาย ข้อมูลที่ส่งผ่านเครือข่ายจะมีความหลากหลาย หรือเรียกว่าเป็นแบบสื่อประสม (Multimedia) ซึ่งจะส่งผลโดยตรงต่ออัตราการส่งข้อมูลสำหรับผู้ใช้รายนั้น ดังนั้น ระบบจำเป็นต้องควบคุมให้คุณภาพสัญญาณของผู้ใช้อยู่ในระดับที่เหมาะสมตลอดเวลา ข้อมูลที่ปริมาณมากหรือมีอัตราการส่งสูงก็มีความจำเป็นต้องใช้กำลังงานสูงตามไปด้วย ทำให้ผู้ใช้ที่อยู่ใกล้สถานีฐาน หรือจุดให้บริการเครือข่ายสามารถสื่อสารด้วยอัตราการส่งข้อมูลที่สูง ในขณะที่ผู้ใช้ที่อยู่ห่างสถานีฐาน หรือจุดให้บริการเครือข่ายสามารถสื่อสารด้วยอัตราการส่งข้อมูลที่ต่ำลง การตัดสินใจเหล่านี้ถือปัจจัยที่ การบริหารจัดการทรัพยากรการสื่อสารวิทยุต้องสามารถควบคุมและจัดการอย่างเหมาะสม รูปที่ ๕.๓ แสดงพื้นที่ที่สามารถรองรับอัตราการส่งข้อมูลที่ต่างกันตามระยะห่างจากสถานีฐาน
     การปรับอัตราการส่งข้อมูลนั้น ในบางมาตรฐานส่งผลเกี่ยวข้องกับการกล้ำสัญญาณ หรือการมอดูเลตด้วย ตัวอย่าง เช่น การสื่อสารไร้สายตามมาตรฐาน IEEE 802.11g [๕] ใช้การมอดูเลตแบบบีพีเอสเค (Binary Phase Shift Keying: BPSK) หรือแบบคิวพีเอสเค (Quadrature Phase Shift Keying: QPSK) หรือแบบ 16-QAM และแบบ 64-QAM สำหรับอัตราการส่งข้อมูลตั้งแต่ ๖ จนถึง ๕๔ เมกะบิตต่อวินาที




                                                                           

รูปที่ ๕.๓ ตัวอย่างพื้นที่บริการและอัตราการส่งข้อมูลที่ต่างกัน
 

        สำหรับโทรศัพท์เคลื่อนที่ยุคที่ ๓ การเปลี่ยนอัตราการส่งข้อมูลจะส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงของความยาวรหัสแผ่ (Spreading Code) ที่ใช้งานด้วย การจัดสรรรหัสแผ่นี้ มีลักษณะเช่น เดียวกับการจัดสรรช่องสัญญาณ ซึ่งการจัดสรรให้เหมาะ สมนั้น การบริหารจัดการทรัพยากรการสื่อสารวิทยุ จะต้องคำนึงถึงปัจจัยหลายประการ เช่น อัตราการส่งข้อมูลที่ผู้ใช้ร้องขอมา คุณภาพสัญญาณ กำลังส่งของอุปกรณ์ รหัสแผ่ที่ใช้ไปแล้ว รหัสแผ่ที่ยังเหลืออยู่ และระดับสัญญาณแทรกสอด เป็นต้น การปรับอัตราการส่งข้อมูล นอกจากส่งผลต่อการมอดูเลตแล้วยังส่งผลต่อการปรับอัตราการเข้ารหัส (Code Rate) หรือวิธีการเข้ารหัสช่องสัญญาณ (Channel Coding) และการออกแบบให้ตอบสนองการที่ผู้ใช้บริการต้องการใช้บริการหลายประเภทในเวลาเดียวกัน (Service Multiplexing) [๖]

        ๕.๓ การส่งข้อมูลแบบกลุ่มหรือแพกเกต

        ระบบการสื่อสารไร้สารนอกจากข้อมูลการสื่อสารที่เป็นเสียงพูดแล้วยังประกอบด้วยข้อมูลการสื่อสารแบบสื่อประสมที่มีลักษณะข้อมูลที่หลากหลาย ซึ่งนิยมใช้การส่งข้อมูลแบบกลุ่มหรือแพกเกต ดังนั้น วิธีการสลับสายหรือการเชื่อมต่อคู่สายจะเป็นแบบแพกเกตแทนที่จะเป็นการเชื่อมต่อแบบวงจร เช่นเดียวกับกรณีของระบบโทรศัพท์ การส่งข้อมูลแบบกลุ่มหรือแพกเกตนั้น ลักษณะข้อมูลที่ส่งจะเป็นช่วงสั้นๆ หรือเบิรสต์ ดังรูปที่ ๕.๔ (ข) ซึ่งจะส่งผลต่อการออกแบบวิธีการในระบบการบริหารจัดการทรัพยากรการสื่อสารวิทยุ



                                                                                              
รูปที่ ๕.๔ รูปแบบการส่งข้อมูล
 

        ปัจจัยหนึ่งที่ต้องพิจารณาสำหรับการส่งข้อมูลแบบแพกเกตคือ ข้อจำกัดด้านเวลาหน่วง (Delay) ซึ่งการเชื่อมต่อแบบวงจร ถูกออกแบบให้มีผลตอบสนองต่อเวลาหน่วงได้ดีที่สุด หรือความหน่วงน้อยมาก ในขณะที่การเชื่อมต่อแบบแพกเกตนั้น เวลาหน่วงจะถูกกำหนดด้วยการวัดค่าทางสถิติ หรือค่าเฉลี่ยของความหน่วง (Average Delay) การส่งข้อมูลภาพแบบต่อเนื่อง (Streaming Video) นั้นต้องการเวลาหน่วงที่น้อย ในขณะที่การใช้บริการเว็บอินเทอร์เน็ตโดยทั่วไปจะยอมรับเวลาหน่วงได้เพิ่มขึ้น [๖]จากสาเหตุที่เวลาหน่วงสำหรับการเชื่อมต่อแบบแพกเกตในบางกรณีไม่จำเป็นต้องเท่ากับศูนย์ ดังนั้น ทำให้ การบริหารจัดการทรัพยากรการสื่อสารวิทยุ มีปัจจัยอิสระด้านเวลา ส่งผลให้ระบบสามารถลดความน่าจะเป็นของการถูกปฏิเสธของการเข้าใช้เครือข่าย โดยการเพิ่มค่าของเวลาหน่วงให้กับการเข้าใช้บริการ ซึ่งวิธีของการบริหารจัดการทรัพยากรการสื่อสารวิทยุสำหรับข้อมูลแบบแพกเกตจึงขึ้นกับการนำหลักการของการเข้าคิว (Queue) และการจัดกำหนดการ (Scheduling) ทั้งนี้ขึ้นกับเงื่อนไขบังคับ (Constraint) และเป้าหมาย (Objective) ของการหาจุดการทำงานที่เหมาะสมที่สุด ตัวอย่างเช่น การจัดกำหนดการแบบยุติธรรม (Fair Scheduling) หรือการจัดกำหนดการแบบถ่วงน้ำหนัก (Weighted Scheduling) หรือการจัดกำหนดการแบบปริมาณข้อมูลรวมสูงสุด(maximum throughput scheduling)เป็นต้น การจัดกำหนดการสามารถจัดให้มีการส่งข้อมูลในความจุของระบบที่เหลืออยู่ ได้ตามรูปที่ ๕.๕



                                                                                               
รูปที่ ๕.๕ การจัดกำหนดการ(Scheduling)
กับความสามารถของระบบในการรองรับภาระที่เหลืออยู่

 

        วิธีการของระบบการบริหารจัดการทรัพยากรการสื่อสารวิทยุสำหรับข้อมูลแบบแพกเกตยังครอบคลุมถึงการเข้าใช้ช่องสัญญาณ โดยการกำหนดให้การเข้าใช้ช่องเป็นแบบสุ่ม (Random Access) หรือแบบที่มีแบบแผน เช่น ใช้วิธีการจอง (Reservation) เป็นต้น ซึ่งในภาพรวมแล้ววิธีการอื่นๆ นอกเหนือจากแบบสุ่มส่วนใหญ่จะถูกออกแบบมาเพื่อลดปัญหาการชนกันของแพกเกต (Packet Collision)


  ๖. บรรณานุกรม
  up

[๑] Jens Zander. Radio Resource Management in Future Wireless Networks: Requirements and Limitations. IEEE Communications Magazine, Vol. 35, No. 8, pp. 30-36, 1997

[๒] Ljupco Jorguseski, Erik Fledderus, John Farserotu and Ramjee Prasad. Radio Resource Allocation in Third-Generation Mobile Communication Systems. IEEE Communications Magazine, Vol. 39, pp. 117-123, 2001

[๓] 3GPP. Beamforming Enhancement. TR 25.887 v6.0.0, Technical Specification Group - Radio Access Network, 2004

[๔] Institute of Electrical and Electronics Engineers. Draft Standard P802.11n/D2.00, 2007

[๕] Institute of Electrical and Electronics Engineers. Standard for Information Technology- 802.11g, 2003

[๖] Harri Holma and Antti Toskala. WCDMA for UMTS. 3rd Ed. England: John Wiley and Sons, 2005