獲教育部特別補助推廣的新課程 重要性、現況 ( 85萬設備投資

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1 紀光輝 工二館EL303；分機4245 chikh@yuntech.edu.tw

2 獲教育部特別補助推廣的新課程 重要性、現況 (http://bit.ly/2lygnpS) 85萬設備投資
2016年台灣通訊業產值較去年同期-2.7%，而無線通訊產業逆勢成長14.9%，達1645億新臺幣，增幅為通訊產業中最高 無線通訊次領域中，「小細胞基站」(small cell) 產值+15.7%、WiFi模組+15.3%、藍牙與其他低功率模組+12.1%為最 無線通訊產業未來幾年的發展方向： 全球電信業者由3G朝4G升級，加速採購室內外小型基地台設備，挹注4G代工訂單給台灣業者的機會大 「物聯網」(Internet of Things)方案佈局 4G是未來5G的基礎 85萬設備投資 「小細胞基站」屬於電信網路技術，工業等級的設備昂貴，教育單位不易購置 特別經費補助，助益學生習得近產業所需專業知識，機會難得

3 4G網路系統 (LTE = Long-Term Evolution)

4 主題 (1/5) 八大單元涵蓋4G(或未來5G)技術 單元一：行動通訊技術之演進 單元二：LTE無線介面與核心網路 3G網路架構概述
Emerging IMT-2020 單元二：LTE無線介面與核心網路 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRAN) System Architecture Evolution (SAE) 網路架構 RRC connection procedure Evolved Packet Core元件 Selected paper study

5 主題 (2/5) 單元三：LTE多天線技術 單元三：排程機制 傳統和多天線運作機制
MIMO (multiple-input multiple-output)技術簡介 傳輸分集(Transmit diversity) 空間複用(Spatial multiplexing) 波束賦形(Beamforming) 單元三：排程機制 Round robin Best CQI (Channel Quality Indicator) Proportional fair scheduler Max-min scheduler Resource fair scheduler Selected paper study

6 主題 (3/5) 單元四：LTE換手機制 單元五：通訊安全課題 Network-controlled handover
Signaling flow Measurement Issues and considerations Selected paper study 單元五：通訊安全課題 LTE之安全架構概要 LTE之安全特性 UE與核心網路元件間之安全程序 UE與E-UTRAN元件間之安全程序

7 主題 (4/5) 單元六：LTE-LWA (LTE-WiFi Link Aggregation)
LWA Radio Protocol Architecture LWIP (LTE WLAN Radio Level Integration with IPsec Tunnel) 移動性考量 單元七：LTE-LAA (LTE-Licensed Assisted Access) LAA佈建方式 頻譜的使用：歐洲vs.台灣 LTE-U vs. WiFi Load-based and Frame-based Operations Coexistence Performance Between LTE and Wi-Fi 異質網路 (LTE與其他型態網路的介接與互通)

8 主題 (4/5) 單元八：5G/IMT-2020議題 HetNet backhauling
3GPP SA1 Rel-14 work on SMARTER SI (TR ) 3GPP SA1 Rel-14 work on NEO (TS ) 3GPP SA2 Rel-14 work on NexTGen IS (TR ) 3GPP RAN Rel-14 work on “Study on Scenarios and Requirements for Next Generation Access Technologies” (TR )

9 實驗 (1/3) Lab 1. 建立小細胞基站的執行環境
熟悉小細胞基站設備的操作，進行設定並組態化，提供evolved node B (eNodeB, eNB) 功能，使得UE (user equipment)連上eNB後，再從後端的emulator連接至網際網路 Emulator由PC實作，包含MME、SGW、PGW、HSS等功能，SGW與PGW部分可直接使用NAT替代 Lab 2. 使用Wireshark觀察RRC (radio resource control)流程 UE透過RRC連線程序與eNB連接，能傳送與接收來自電信網路的訊息。UE發出RRCConnectionRequest要求建立RRC連線 若eNB同意建立RRC連線，則發出RRCConnectionSetup訊息至UE 修改程式碼以允許或阻止UE建立RRC連線

10 實驗 (2/3) Lab 3. 使用Wireshark觀察UE Attach/Detach流程
瞭解並觀察LTE在連接服務時的Attach程序 了解並觀察LTE在中斷服務時的Detach程序 UE完成RRC連線設定時，發出RRCConnectionSetupComplete訊息至eNB，表示已完成RRC連線 觀察RRC與RRM程式之間的訊息得知UE欲建立RRC連線 Lab 4. 使用Wireshark觀察Measurement Report → 換手實驗 當UE與eNB連線時，會發出Measurement Report訊息通知eNB目前的訊號品質，以及相鄰eNB的訊號品質 eNB藉由Measurement Report中的數據決定是否進行handover程序，要求UE切換到訊號品質較佳的eNB

11 實驗 (3/3) Lab 5. 使用Wireshark觀察UE Capability Transfer程序
當eNB欲知道UE的無線存取能力(Radio Access Capability)時，eNB透過RRC協定的UE Capability Transfer程序向UE詢問 eNB發出UECapabilityEnquiry訊息向UE詢問能力。UE透過UECapabilityInformation訊息攜帶自身的無線電存取能力資訊 Lab 6. 異質網路(small cell+WiFi)互連實驗 (待定) 實驗有多媒體影音教學

12 實驗教學範例

13 教材 無指定教科書 參考書 授課內容取自文獻或技術規範 課堂講授@EL105 + (助教)實驗操作@EL406 LTE (簡體字版)
網路基礎：A. S. Tanenbaum and D. J. Wetherall, Computer Networks, 5th Ed., Pearson Prentice Hall, 2010. 授課內容取自文獻或技術規範 講義取自教育部「行動寬頻尖端技 術跨校教學聯盟」 中山大學電機系及資工系團隊開發 工研院開發實驗 附錄補充相關背景知識 +

14 評分 作業：問與答 (30%) 期中考 (10%) 實驗/操作練習4次 (60%) 同學的實驗成果需demo
例：LTE有哪些組成，每個元件 的用途？ 例：何謂FDD？何謂TDD？ 期中考 (10%) 實驗/操作練習4次 (60%) 分4—6組 無期末考；最後一個實驗或專案作為替代 同學的實驗成果需demo

15 學長產出範例

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