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3. 潛力國際通訊研究群

(1) 主要研究重點-發展B5G/6G無線通訊技術

5G網路將於2020年商轉,預估2030年將進入6G時代,世界各國目前已有政府單位、業者、學校等陸續規劃投入6G研發。從各國對於6G的構想來看,6G情境將包含超高速的網路連接、用戶實際體驗達到11Gbps,及支援智慧工廠、自駕車、機器人、混合實境等新應用,達成人與環境互動的觸覺式網路(Tactile Internet)與萬物聯網(Internet of EverythingIoE)的境界。潛在6G技術包括大規模多天線(Massive MIMO)、AI與深度學習、衛星通訊、太赫茲通訊等。其中,大規模多天線具有提高頻譜效率,大幅增加通道容量及數據傳輸速率,同時提升接收端訊號可靠度,為應用於6G行動通訊及物聯網的潛力技術重點。多天線系統更具備雷達感測功能,用於監測三維空間生理訊號及進行各項體感應用,實現更多觸覺式網路的創新應用。本校通訊研究團隊在多天線技術研究上,包含終端多天線系統、多天線系統效能量測平台、雷達感測多天線系統,均有領先技術及成果,在過去3年間衍生多項產學合作及技轉,總金額逾新台幣1.1億元。在這個基礎上,將持續結合國內外研究資源,在多天線領域取得亞太區域主導地位並培育相關人才,提升台灣未來在B5G/6G通訊及物聯網產業的競爭力。

 

(2) 相關計畫與執行策略

在終端MIMO系統相關研究上,研究團隊已實現手機8天線、12天線及16天線之建置,首度達成手機8天線以上在MIMO系統之空口信道容量及數據傳輸速率實際量測,為目前手機多天線在5G MIMO實務驗証上的先例。近期更藉由科技部「B5G/6G無線通訊網路技術研發專案計畫」補助,於「B5G/6G無線通訊系統之基頻關鍵技術開」計畫中,建置世界上第一個B5G手機終端12x12 MIMO系統。在終端雷達感測相關研究上,研究團隊已利用振盪器注入鎖定的特性,開發出兩種創新架構:其中「自我注入鎖定雷達」,對於環境中微小振動具有極佳的靈敏度,可提升系統訊雜比逾100 dB,適用於長期非接觸生理徵象感測;另外「無源雷達系統」,利用環境中既有無線通訊訊號而不額外產生電磁波,可同時進行無線通訊與感測,如無線裝置之手勢判斷與遠端控制。基於已有的基礎,研究團隊未來擬推動目標包括:

A. 深耕多天線系統,掌握研究關鍵技術

a. 發展終端多天線系統研究及終端MIMO系統效能與量測技術研究:201912月的首波頻譜競標中,3.5 GHz頻譜獨占鰲頭,超過總競標金額的94%未來仍以本團隊長期所開發的Sub-6GHz MIMO多天線平台最具應用優勢。如何於終端裝置很有限的空間中實現多天線系統,且天線間具有獨立輻射特性及適應手握環境條件是一個極大挑戰。研究預期能搶佔台灣於國際間5G/B5G/6G終端多天線系統研究的關鍵技術領先契機。此外,終端多天線系統結合人工智能通訊也是重要研究議題。

b. 發展雷達感測技術:結合B5G/6G中關於高速率、低延遲、高可靠度的優勢,開發MIMO雷達系統,針對環境內不同距離與方位角的受測者進行生理徵象、體感、與行為監測、繪製看穿牆影像、並提供相對運動與距離的多維度資訊。預計具有高靈敏度、高相容度、低功耗、低成本、即時處理等五大優勢,有利於衍生相關商機。

B. 發展創新教學,培育未來人才

研究團隊在通訊系統、MIMO天線、以及雷達感測深具國際競爭力,在各項子領域訓練出多位學有專精的人才。有鑑於無線通訊與雷達感測的應用情境越趨複雜,需要結合多項跨領域技術,並思考大規模製造與應用的實務限制。研究團隊擬與恩智浦、日月光、智崴等在地國際知名大廠進行深度合作,包括建立技術平台、學生實習、業界講師於學校開設課程、產學合作計畫等。

C. 強化產業鏈結,提升產業影響力

在終端MIMO系統相關的產學技轉上,本研究團隊已取得多項重大成果,並和廣達、耀登、英業達、連騰、台灣羅德史瓦茲、台郡等國際知名大廠建立長期合作關係,在過去2年間衍生多項產學合作及技轉,總金額逾新台幣2600萬元。在雷達感測的產學技轉上,本研究團隊已取得多項重大成果,如2015年對美國公司VitalMetric授權13項專利應用與牛隻生理徵象感測,並衍生兩項產學合作計畫,總金額逾美金210萬元;2017年成立全國第一個由學校技轉,發明人技術入股衍生的新創公司─昇雷科技股份有限公司,授權專利共23件,並衍生三項產學合作計畫,總金額逾新台幣2700萬元。隨著VitalMetric與昇雷科技的業務發展,現有技術在不同應用情境下,必然會遭遇技術瓶頸與各項挑戰;此外,並有多家廠商如華碩、亞迪、葳鼎等公司向本研究群探詢技術開發與新創應用的可能性;此外,在地國際大廠如恩智浦、日月光、智崴本身即在5G/6G或是雷達感測上有所耕耘者形成策略聯盟。研究團隊預計針對以上三種廠商(既有、潛在、與策略結盟對象)進行各種合作,以強化本研究團隊之產業影響力。

 

D. 推動國際合作,提升國際能見度

a. 國際論文合作:研究團隊在通訊領域的重點研究項目包括通訊系統、天線、微波元件、雷達感測、系統封裝、與電磁相容,不僅在多個國際學會如通訊(COM-S)、天線傳播(AP-S)、電子封裝(EDS)、微波理論與技術(MTT-S)擔任重要職位或相關期刊論文編輯,在產業合作上亦取得豐沛的成果。將以此為基礎,與各國優秀研究單位進行論文合作、專書撰寫、交換學生、移地研究等項目以促進國際化發展。

b. 建立國際團隊:本研究團隊擬以南安普敦大學作為標竿學習對象,根據QS 2020世界大學排名,該校世界排名97,電機工程類論文引用率為9.2/篇,其中無線研究團隊論文引用率更高達25/篇。本校通訊研究團隊論文引用率為9.9/篇,未來希望建立雙邊共同合作團隊,大幅提升本團隊在世界上的能見度。

c. 國際產學人才培訓:在藉由國際研究、產學合作、以及系統級整合應用如5G/ 6G通訊平台或MIMO雷達系統的開發,積極延攬國際人才,使參與人員具有國際觀、實務能力、與跨領域的思維,對台灣未來的技術升級、產業轉型、與前瞻研發上提供高級研究人力。