外無線傳輸和保證移動裝置可以獲得服務品質(Quality of Service，QoS)的解決方 案。它擁有先進的半成熟技術、標準化的規範，針對細胞邊緣(Cell-Edge)用戶的 無線寬頻存取，提供高傳輸速率(High Data Rate)、高流動性(High Mobility)、良好 的抗衰落性(Fast-fading)且覆蓋區域廣(Coverge)、網路建設成本低等優勢下，LTE 是 GSM 超越 3G 與 HSDPA 階段邁向 4G 的進階版本，LTE 曾經也被俗稱為 3.9G。
直至 2010 年 12 月 6 日國際電信聯盟(International Telecommunication Union, ITU) 把 LTE 正式稱為 4G。3GPP 計畫在 LTE 的下行鏈路使用 OFDMA，上行鏈路採 用 SC-FDMA（單載波 FDMA，也稱為「DFT 擴展 OFDM」），可以減少手機耗 電。SC-FDMA 的優點是訊號具有更低的峰均值比（PAPR），因為它採用了固有 的單載波結構。由於結合 OFDMA/MIMO/HARQ，LTE 系統能隨著可用頻譜的不 同，採用不同寬度的頻帶，因此 LTE 的移動能力比 WiMAX 先進。南韓電子通訊 研究院（ETRI）成功以時速 120 公里的移動速度、在基地台和終端設備樣品之間 進行 LTE 資料傳輸。諾基亞（Nokia）完成使用 2.6GHz 頻段傳輸速率可達 173Mbps 的 LTE 技術現場測試。我們以台灣用戶數目最多的中華電信為例，目前該業者超 過千萬手機用戶，其中行動上網用戶截至去年 6 月底為止已有 115 萬戶，預估 年底用戶已經成長到 140 萬戶。未來 LTE 無線寬頻網路技術即將改變人們的溝 通、生活及工作模式，因為其寬頻且可攜式的特性，幾乎可以完全取代今日傳統
固定式的網路接取模式。可以確定的是 LTE 的核心技術絕對是下一世代行動通訊 具有高服務品質(Quality of Service,QoS)的多媒體資料要求也日益著重，如網路語 音電 話(Voice over IP, VoIP) 、串流影音 (Streaming Video) 或視訊會議(Video
LTE 的媒體存取控制層(Media Access Control Layer, MAC-layer)就是設計為一個 連線導向(Connection-Oriented)的架構，連結上層的傳輸層(Transport Layer)和下層
的實體層(Physical Layer, PHY Layer)之間充作一個介面，在提高無線資源的使用 率上是不可或缺的要素。由於媒體存取控制層(MAC Layer)負責處理物理層(PHY Layer)允入和相同網絡中的協調傳輸等事宜。由於目前的無線網路技術都具有媒 (Mobility Management Entity, MME) 以及 演進的系統架構 (System Architecture Evolution, SAE)閘道所組合而成。BS 會透過 S1 協定的空中介面跟 MME/SAE 去 做溝通，而 BS 跟 BS 相互之間的溝通則透過 X2 協定的空中接口。BS 會去執行 無線介面相關的功能，像是封包排程技術以及換手機制等。MME 顧名思義即為 LTE-A 無線網路的移動管理首腦，負責手機處於閒置模式(Idle Mode)時的移動管 理、演進數據封包系統(Evolved Packet System, EPS)業務承載(Bearer)的管理、非 存取層(Non-access Stratum, NAS)安全管理等功能。值得注意的是，演進封包系統 移 動 管 理 (EPS Mobility Management, EMM) 及 演 進 封 包 系 統 連 線 管 理 (EPS
Connection Management, ECM)狀態，亦是 LTE 閒置模式中關鍵的一環，其中，
EMM 與 ECM 也細分為幾種狀態。事實上，ECM 可分為兩種狀態，首先 ECM-IDLE，
在沒有 NAS 連線的狀況下，用戶端裝置和基地台沒有 RRC 連線，基地台和 MME 之間亦沒有 S1 連線，而用戶端裝置在此狀態下，或要移動至另一個狀態時，則 須執行定期追蹤區域更新(Tracking Area Update, TAU)流程。TA 主要的功能是管 理和代表用戶的位置。此外，當用戶端裝置於此狀態收到呼叫時，必須執行服務 要求(Service Request)流程。SAE 是一個錨點(Anchor)，作為 LTE-A 與其他非 3GPP 無線通訊系統之間的移動錨點，以支援 LTE-A 與非 3GPP 無線通訊網路的移動切 換。
在行動通訊系統中換手的技術可分成兩種類型。一種是硬式換手連線，是屬 於先和服務 BS 中斷連線後再跟新的目標 BS 建立新的連線；另一種則是軟式換 手連線，是屬於先和新的 BS 建立新的連線後再與服務 BS 中斷連線[4]。為了要 滿足各種服務型態的 QoS，3GPP 推薦了一種網路第二層的交替技術，叫做雙播 (bicasting)機制，是經由快速細胞切換所實現的。一個 Cell Switch Set (CSS) [5] [6]
[7]是由潛在的目標 BS 所組成的，服務 BS 可以複製相同可用的用戶資料封包至 屬於 CSS 裡所有潛在的目標 BS，可是在一個細胞沒有處理恰當會導致無限的資 料封包累積的問題。因此，在 4G 無線通訊系統裡，經由雙播機制來最小化資源 耗損的問題是被需要的。這篇研究的目標是要藉由降低雙播傳輸時間來減少資源 的耗損。在原始的機制中，雙播傳輸時間通常都是用訊號對干擾及雜訊的能量比 例 (Signal to Interference and Noise Ratio)值來決定，但在不同方案的用戶中很難 決定一個點去執行雙播傳輸，因此我們提出了一個在不同速度方案中基於 QoS 之 雙播門限值來決定一個確切的點去執行雙播傳輸進而改善後端資源的耗損。
1.4 論文架構
本論文組織如下：第一章為緒論介紹，第二章說明 3GPP LTE 行動網路相關 知識，第三章詳細說明我們所提出雙播傳輸機制的方法，第四章說明數值分析與 模擬結果，第五章則為本論文的結論。