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在 3GPP 中, C-RAN 的定義主要集中於 TR 38.801 這份文件,  Study on new radio access technology: Radio access architecture and interfaces,  如果有興趣的話, 可以在以下連結中下載: https://portal.3gpp.org/desktopmodules/Specifications/SpecificationDetails.aspx?specificationId=3056 TR 38.801 不只包含了 C-RAN 的討論 (在 11.1 節), 還包含了許多 LTE 和 NR 共存架構, network slicing, control plane/ user plane 分離, 等議題, 畢竟其最終目標即是探討下一世代 (5G NR) 的 Radio Access Network (RAN) 架構, 不過, 我們今天就先著重在 C-RAN 部分, 或者, 以 3GPP 的術語來說, 是 CU (central unit) 和 DU (distributed unit) 的切分. 在 TR 38.801 中一共討論了 8 種選項 (Option), 如下圖所示: 最終, 在 TR 38.801 針對 CU-DU 分離的技術做了兩個決定: 第一, 針對高層 (upper layer) 的功能切分, 選擇使用 Option 2,  後續將針對此切分方式, 定義通訊界面 (F1 Interface in TS 38.470), 第二, 針對低層 (lower layer) 的功能切分, 在 TR 38.801 中未決定, 在之後 (TR 38.816) 之中繼續討論, 其中, 值得一提的就是針對 upper layer 的討論時, 最終有兩個選項放入最終表決, 分別是: Option 2 和 Option 3-1. Option 2 為 PDCP-RLC 的切分方式, 到慮到 5G NR 中支援多樣態的無線傳輸介面, 在 PDCP-RLC 之間進行切分, 可以將應用層資料 (來自 IP 層通訊),  透過不同介面傳送至裝置, 並且在裝置上重組這些無線封包. 同時, 在 Dual Connectivity (DC) 的架構...

在 LTE 網路中, 定義了兩種換手 (handover) 的方式, 第一種稱為 X2-based handover, 發生在兩個基地台間有 X2 介面, 可以直接將資訊過 X2 介面傳輸, 不用經過 MME (Mobility Management Entity), 此類的換手依賴基地台間的溝通, 不經過核心網路 (core network), 第二種稱為 S1-based handover, 資料將通過 S1 介面回到 MME 後, 從原本的服務基地台 (Serving eNB, S-eNB) 傳達給目標基地台 (Target eNB, T-eNB), 整體流程如下所示: 來自:  http://www.3glteinfo.com/intra-lte-handover-using-s1-interface/ 在 LTE 系統中, 換手的需求是由基地台 (eNB) 所發動, 而換手的依據則是由使用者 (UE) 對附近基地台的訊號強度進行量測, 當原本服務的基地台 (S-eNB) 發現有目標基地台 (T-eNB) 的訊號較佳, 則會向 MME 提出換手的需求 (S1-AP: Handover Reqd), MME 此時將對 T-eNB 提出申請 (S1-AP: Handover Req),  並在回覆 (S1-AP: Handover Req Ack) 後, 通知 S-eNB (S1-AP: Handover Cmd), 確定換手需求同意後, S-eNB 將會進一步去通知 UE (RRC Conn Reconfig Req), 去和 T-eNB 進行資料連線 (Non-Contention RACH Proc), 並通知 SGW (Serving Gateway) 將 UE 的資料重新導到 T-eNB. 對應於 X2-based handover, 其中多數概念類似, 唯一的差別, 只有在一開始原本透過 S1 介面以及 MME 與 T-eNB 確定的流程, 改成由 S-eNB 與 T-eNB 直接溝通, 如下圖所示: 來自:  http://www.3glteinfo.com/intra-lte-handover-using-x2-interface/

在 上一篇文章 中, 說明了 C-RAN 架構的優點, 然而, 在一開始的 C-RAN 架構下, 直接將 RRH 和 BBU 切開, 這樣的好處是可以透過 CPRI (Common Public Radio Interface) 介面切割功能, 因此, 不牽涉到既有通訊模組與硬體的變化, 可以快速布建, 然而, 考慮到 CPRI 所需的高頻寬與低延遲,  通常需要專屬光纖來實現, 也提升了 C-RAN 在實作上的困難. 考慮到這樣的原因, 許多研究者以及 3GPP 組織開始討論要如何切分 C-RAN 的功能, 若我們將 4G LTE 的通訊架構展開, 可以得到下圖: 來自:  http://www.techplayon.com/5g-nr-gnb-logical-architecture-functional-split-options/ 其中, Option 8 就是原本 RRH-BBU 的切分方法, 在上圖中, 比起原本的 PHY-MAC-RLC-PDCP 分層, 又將各層依據其功能, 細分成不同子層, 以下為詳細的定義: Low-PHY ( 7-2 ): FFT/IFFT, add/remove CP, resource mapping/de-mapping High-PHY ( 7-2 ): other PHY functions (例如: channel coding) Low-MAC: HARQ, Signal Measurement, Random Access Control (即時, 或與 PHY 相關) High-MAC: 使用者排程 (scheduling), JS/CS CoMP Low-RLC ( 3-1 ): 封包依據 MAC 層的長度, 重新切分 (segmentation) High-RLC ( 3-1 ): RLC 層的資料重傳 (ARQ) 以上內容參考自:  SAHA, Rony. (2018). Functional Split Options in C-RAN Architecture. 10.13140/RG.2.2.31060.04480. 若有多個不同的定義, 則將使用的版本列在括弧中. 考慮到新的功能切分, 原本 4G LTE 中的 BBU 和 RRH, 在討論 5G 的 C-RAN 架構時...

在原本的行動網路架構中,  所有的訊號處理都放在基地台 (base station, BTS) 上計算, 整體的系統方塊圖如下: http://dl.ifip.org/db/conf/ondm/ondm2017/1570337472.pdf 在這樣的架構下, 我們可以粗略地將所有系統方塊分成兩部分: BBU (Base Band Unit) 與 RRH (Remote Radio Head), 其中, BBU 處理基頻的訊號處理, RRH 則用以處理射頻相關訊號. 假設一個基地台有 3 個 sectors, 則需要 3 個 RRH, 但只需要一個 BBU, 經由 BBU 處理完之後的訊號, 則將由 S1/X1 介面, 通往 core network. 在這張功能方塊途中, 我們可以看到 RLC, PDCP 等單元, 如果不清楚可以參考:  https://note-on-clouds.blogspot.com/2017/03/lte-layer-2.html 在 4G LTE 中, C-RAN 的架構即是把 RRH 和 BBU 分離, 並使用光纖連接兩者進行資料傳輸, 簡單來說, 在 C-RAN 架構下, 類比訊號經過預先處理後,  得到數位訊號後, 透過光纖傳到一個 BBU pool, 進行基頻處理, 這樣的架構主要的好處主要是可以節省 BBU 的安裝需求, 考慮到 RRH 可以安裝於天線旁邊, 但是 BBU 仍需要散熱處理, 分散式 (架設於基地台旁的機房) 的 BBU 架構, 將導致大量的散熱需求, 並增加營運商架設基地台的成本. 當把 BBU 拉回中控進行運算後, 可以得到另一個額外好處: CoMP, 由於 BBU 在一起運算處理, 在進行訊號處理時 (例如: channel coding),  可以偕同多個基地台一起, 降低基地台對使用者的干擾, 尤其對於基地台的邊緣使用者, 能有更好的通訊品質.

在 LTE 的網路架構下, 由於其中控式設計, 相鄰的基地台之間會產生相互的干擾, 在過去大基地台 (macro cell) 的架構下, 可以藉由預先的網路規劃, 使得相鄰的基地台之間, 使用不同的頻帶,  因此, 在標準的蜂巢 (六角形) 佈建下, 也有所謂 reuse factor =7 的說法, 然而, 在 4G 甚至是未來 5G 的架構下,  小細胞基地台 (small cell) 將在網路中佔有更加重要的地位, 不同於 macro cell 的佈建, small cell 通常無法預先進行良好的規劃, 同時, 在密集佈建 (ultra-dense deployment) 的情境下,  small cell 之間的相互干擾, 就成了一個重要的問題. 因此, 在 3GPP 規劃中 (Release 8), 就提出了 Inter-cell Interference Coordination (ICIC) 的機制, 此機制基本上和之前分頻多工的網路規劃一致, 就是讓相鄰的 small cell 基地台使用不同的頻帶資源, 和舊有的分頻多工的網路規劃不同的地方有兩個: 第一, ICIC 分成內外兩圈的使用者 (UE), 只有在邊界上的使用者才分頻多工, 第二, 頻譜資源的溝通改成由 small cell 基地台透過 X2 介面進行, 換句話說, ICIC 的分配結果, 是透過基地台間溝通, 而非預先規劃. 透過 X2 介面, small cell 基地台會傳送 Uplink (UL) 受到影響的通道, 以及預計要分配給邊緣 UE 傳輸的通道給相鄰基地台, 相鄰的基地台將會在受影響的通道上降低功率, 並避開預計傳輸的通道, 來自:  https://www.netmanias.com/en/post/blog/6391/lte-lte-a/ interference-coordination-in-lte-lte-a-1-inter-cell-interference-coordination-icic 在 ICIC 之後, 3GPP 又提出了兩個 ICIC 的變形版本:  enhanced ICIC (ICIC), further enhanced ICIC (FeICIC). eICIC 在 3GPP Release...

[註: 本篇文章原載於台大 MOOC 網站, 由於網站已無法連結, 故在此重新發文備份] 相較於人文學科的學生，對於電機資訊領域的學生，除了一般的課堂授課之外，實驗課是大學生涯重要的課程。以電機系而言，在大學的課程設計中，通常會教導邏輯設計、電子實驗以及基本的程式設計。學生們將透過實驗把課堂所學的理論與公式，透過實體的電路或是程式實現出所設計的功能。 對於電機資訊領域的學生，實驗課是非常重要的訓練。一方面實驗課提供學術研究的工具，像是程式語言，作為模擬的撰寫以及理論的驗證工具，另一方面，在實驗課的進行中，學生將了解一個真實系統是如何運作的，舉例而言，在寫C語言程式時，我們需要宣告變數，並在使用完後刪除，對於作業系統而言，這就代表了記憶體的管理。同時，實驗課也訓練了系統設計(如何完成一個大型程式\電路)、錯誤更正(如何找出程式\電路中的錯誤)以及方法找尋(錯誤發生時該如何找資料修正)的能力。因此，當我們開始思考如何利用MOOC翻轉教育時，也該同時想想，如何利用MOOC翻轉實驗課！ 然而，不同於一般的教室授課，實驗課要求學生們利用實驗器材，實際地完成一個又一個功能，從一開始較簡單的功能開始，由助教教導除錯的方式，並驗證所完成的功能，到了課程的最後，則會結合所有學習過的功能，完成一個完整的專題。不同於紙本考試，實驗特通常以專題的完整度與功能驗證，作為評分的標準。這樣的特色，對於一個大規模、公開、線上的課程而言，也同時意味著無法提供實體器材、軟體授權，也無法由助教提供功能驗證的困難。 困難，但不代表不需要嘗試。在下述文章內容中，將介紹兩堂課程分別是courserea平台上由Rice大學開設的“Python交互編程入門”以及edx平台上由MIT所開設的“電子與電路”課程，並介紹網路上可以取用的公開資源，幫助對於電機資訊有興趣的讀者，能夠動手做實驗，透過實作，深入了解系統。 Python交互編程入門 “Python交互編程入門”由Joe Warren, Scott Rixner, John Greiner, Stephen Wong所開設，顧名思義，這門課程是介紹如何寫作一個Python語言的線上課程。Python是一種近年來興起的高階程式語言，所謂高階程式語言，對於一個資工背景的人而言，同時意味了兩件事情：容易上手、效率低落。由於Python語言的設計...

[註: 本篇文章原載於台大 MOOC 網站, 由於網站已無法連結, 故在此重新發文備份] 不同於國際上知名的 MOOC 平台， ewant( 育網 ) 平台是由兩岸五所交通大學 ( 包括上海交通大學、西安交通大學、西南交通大學、北京交通大學及國立交通大學 ) 於 2013 年共同發起，並由國立交通大學負責設計建構的開放教育平台。 面對 Coursera 和 edX 的競爭， ewant 把注意力放在廣大的華人市場，希望成為華語文的共通 MOOC 的平台。為了達成這樣的目標， ewant 和政治大學、中央大學、陽明大學等眾多台灣大專院校合作，同時也和中國大陸的交大系統、清華大學和哈爾濱工業大學合作，提供跨越兩岸的華語課程。 微學程 在課程設計上， eWant 也有微學程的系列課程，就如同 Coursera 的專業課程與 edX 的 XSeriel 一般，也是將一系列的課程包裝成學程的形式，提供學生選擇，目前一共規劃了包括青少年心理、工程力學、中國式管理、化學工程、統計方法、機械設計六個學程，主要由西南交通大學與國立交通大學開設。 實體考試與認證制度 不同於 Coursere 、 edX 與 Udacity 以理工和管理課程為主， ewant 在課程開設上有更多通識性科目，例如「孫子兵法與企業經營」這樣的通識性課程。而且在與哈爾濱工業大學及上海交通大學的合作之下，學生只要能通過考試，就可以承認其校內的通識學分。 此外，在證書的頒發上， ewant 平台也嘗試和非學術單位共同頒發，例如「 走讀臺灣茶 」這一門課程，就與臺灣茶協會合作提供認證證書。 由於 ewant 的發展目標是一個地域性的 MOOC 平台，因此和臺灣的空中大學合作將課程同步開放於 TaiwanLIFE 平台。一方面提供空中大學更豐富的師資與教學內容，一方面則由空中大學則支援 ewant 平台實體考試的空間。在這樣的合作關係之下， ewant 可以在臺灣 13 個空中大學實體教室利用傳統的證件與人工識別，提供一年 4 至 5 次的實體考試認證。 eWant 平台上多元且通識取向的開課方向以及和社會單位合作頒發證書的方式，有助於將 MOOC 的發展普及於一般社會大眾，而不只侷限於大學生族群。 然而在目前參加考試不收取...