3GPP LTE-A標準制定進展說明會 (2015/3/7)

  • 時間:2015年3月7日~3月8日
  • 地點: 國立交通大學工程四館合勤講堂

前言

第四代(4G)或未來所謂的第五代(5G)國際行動通訊標準,都是經由3GPP此一國際組織所討論、協商而主導制訂出來。「教育部國際行動寬頻標準監測計畫」之成員參與3GPP行動寬頻標準制定會議,藉此掌握國際行動寬頻標準制定的進度與未來方向,將參與會議獲得之資訊與經驗,返回國內舉辦推廣說明會,與產學業界人士分享與交流。本說明會邀請了工研院鄭靜紋博士和包偉丞博士、台灣大學魏宏宇教授、淡江大學李揚漢教授、交通大學許騰尹教授、資策會魏嘉宏博士、臺北大學謝欣霖和魏存毅教授、宜蘭大學陳懷恩教授,以及虎尾科大連紹宇教授等十位國內長期參與3GPP/LTE-A制訂的學者專家,介紹此一標準的最新內容(Release 12)及未來發展趨勢。

3月7日專題演講

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第一天議程先由工研院鄭靜紋博士主要介紹Network virtualization,鄭博士說明未來網路需提供各式各樣服務,其功能需適用於各種應用和用戶的需求,為達成這個目的,網路虛擬化Network virtualization以及軟體定義網路Software-defined network (SDN) 是目前大家致力發展的技術。其中強調Network virtualization的重要性,同時也點出其需要挑戰探討以及克服的面向。而魏宏宇教授則介紹D2D communication,是一種較短範圍的通訊,它的服務可以提供Proximity-based的應用和服務(ProSe)像是商業用途和公共安全等。ProSe communication的情境包含兩個D2D users都是out-of-coverage或是一個user out-of-coverage另一個in-coverage以及兩個users都是in-coverage(都在相同的cell或分別在不同的cells中),此外也會考慮兩個users在不同PLMN時的情境。魏教授也進一步提到,未來D2D要考慮的scenarios有Multiple carriers scenario以及Multiple PLMNs scenario。

李揚漢教授介紹在3GPP LTE-A R.13中,一些HetNet部署方法以及室內定位增強方法被提出來討論,而且在 R.13 的study item description (SID)中已有室內定位技術的研究,其中 有 RAT-dependent systems, 如 OTDOA, UTDOA, E-CID, RFPM 亦或 RAT-independent systems, 如 A-GNSS, Terrestrial Beacon Systems。此外, R.13也有室內或有挑戰性的環境(如 urban canyons)的潛在3GPP定位增強。李教授也介紹了該團隊利用藍牙(Bluetooth)技術所做的室內定位技術,以及以此技術在3GPP提出的Contribution。而包偉丞博士則明目前3GPP納入Unlicensed band 以及WLAN 技術來輔助Access的進度,並提到3GPP通過採用移動IP為基礎的協議,為non-cellular access networks如WiFi,WIMAX等被整合到EPC做了安排。3GPP的Rel-12的工作是在Wi-Fi和LTE/3G之間的control plane interworking,這將會允許Wi-Fi offloading更動態和可靠的控制。包博士提及未來關於3GPP Collaborates with WLAN還有一些議題,包含Ping-pong Effect、Handover Procedure、WLAN Priority需要探討。

最後,由許騰尹教授簡介目前Beamforming技術的進展。為了增強LTE / LTE-A中室內的服務,考慮SMART天線和設計天線系統是重要的。兩種天線系統:switched beamforming和adaptive beamforming被廣泛用於在LTE / LTE-A系統中。許教授進而點出在室內部署存有的問題,其結論則是對於APPcoverage,均勻分佈的SNR是室內部署的關鍵。Skew為在天線系統中SNR loss的一個重要問題。對於adaptive beamforming,在NLOS環境中CQI比SNR在更重要。

3月8日專題演講

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第二天的議程首先由魏嘉宏博士以Dual Connectivity (DC)為議題開講。魏博士介紹說明DC技術能讓用戶在小基站(small cell)密布的異質網路(heterogeneous network)下避免頻繁的換手(handover),進而提升傳輸速度以及移動穩定度(mobility robustness)。接著,由謝欣霖教授介紹目前3GPP正在訂定的下世代行動通訊技術Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA)。NOMA技術讓多用戶通訊除了使用時間(time)、頻率(frequency)或是碼字(code)進行正交多工之外,增加了使用不同能量(power)進行多用戶疊加傳送的選項。藉由用戶使用前瞻接收機(advanced receiver)進行干擾消除之後解出自己的用戶資料,整體通訊系統可以提高資源使用效率,達到比正交多工更高的整體傳輸速度及用戶的公平性(fairness)。謝教授從理論基礎進而談到未來實務上的各種考量與挑戰。

下午的開場演講由魏存毅教授介紹Device to Device (D2D)和Vehicle-to-Vehicle (V2V)技術。D2D技術一直廣受許多公司的期待,近來D2D的發展逐漸朝向車輛相關的通訊。其與傳統消費性電子不同的是,牽涉到車用電子通常對於通訊的穩定性及可靠度有不同等級的要求。可預期未來如何設計繁複的測試標準,以保證功能可以穩定實現,將是此項目極大的挑戰。接著,由陳懷恩教授介紹目前3GPP正在SA討論的一些議題,像是Network Function Virtualization (NFV)和IP Multimedia Subsystem (IMS)等相關議題,亦說明這些議題未來可能的發展。

最後,由連紹宇教授帶來的Licensed-Assisted Access (LAA)作為這次活動的結尾。LAA主要為了因應行動數據的日益成長,希望可以結合5 GHz以下的LTE國際通用頻段以及5 GHz以上的LTE-unlicensed頻段,解決4G LTE頻段愈來愈雍塞的問題。此技術結合已經訂定的載波聚合(carrier aggregation, CA)技術的確可以有效快速提升LTE系統傳輸速率。連教授在演講中也說明實務設計上此技術仍然有許多問題要解決,例如在5 GHz以上的頻段仍有傳統WiFi訊號,故傳送能量需要受到不同國家的規定限制避免造成過大的干擾。

結語

為期兩天的「3GPP LTE-A標準制定進展說明會」在演講者精彩的講解中順利圓滿的結束。十位國內專家學者於各面向廣泛深入的說明介紹與討論相關主題,與參加的所有學員分享最新訊息。本說明會獲得參與的學員與學者專家的熱烈討論與交流。會中不乏多位學界教授與研究生,以及業界來自聯發科、工研院等公司的工程師一同參加。此次說明會參與的學員與學者專家共計有122位。透過多位實際參與3GPP會議的演講者講解討論最新議題及進度,向學界與業界提供即時的會議資訊與趨勢,藉此讓國內專家學者與國際通訊潮流接軌,並期待激發出更多學術研究或產品技術成果。

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