工學院高速智能通信研究中心創新技術發展


工學院高速智能通信研究中心創新技術發展

光電工程研究所 邱顯欽所長

高速智能通信(HSIC)研究中心是本校工學院重點支援高速通訊發展的研究中心。它主要研究内容包含:設計和實現以微波暨毫米波積體電路及低溫燒結技術為基礎,將感測器網絡、光子信號處理和 MIMO / OFDM 系統整合於對遠距醫護有用之通信系統。本中心由三個小組組成,其研究範圍包含:1.高速晶片組:組長電子系邱顯欽教授 ,研究高速元件與電路、毫米波 LTCC / SIW 技術、微小化被動電路。2.高速通信組:組長電機系林炆標教授,研究 MIMO / OFDM 技術、光通信、無線感測網路。3.智能網路組:組長資工系陳仁暉教授,研究追蹤與定位網路、QoS Power Mobility 管理、系統效能分析。本中心過去幾年在國際合作與學術發展皆有相當成果,每年推薦國內、外產學領域之資深學者專家,擔任高速智能通信研究中心諮詢委員會委員 ,並定期舉行諮詢委員會議,以期透過各位委員之專業能力與國際視野,對高速智能通信研究中心提供未來發展方向之建議與國際合作藍圖之展望。

本中心亦與香港城市大學訂有暑期訓練營學生交換計劃協議書,共同籌畫辦理暑期交流,藉以訓練大學部學生專題實作能力、累積實務經驗及擴展國際視野。基於彼此友好盟校關係,香港城市大學主動提供工學院 20 位暑期訓練課程名額,免收學費及住宿費,本校亦由各系所推薦授課教師參與為期四周的課程訓練。


在創新技術發展方面:高速晶片組 103 學年度在中心與科技部提升私校計畫補助下,成功完成架設 60 GHz 雙向無線通信網絡系統平台以及 60 GHz 雙向光纖射頻通信網路系統平台,以 WPAN 數據作為接入數據,並將收發系統晶片化,相關收發晶片、天線與封裝,皆為本校自行設計組裝,對於收集大量生理訊號處理與分析,能夠提供最好的品質與速度;同時也成功開發出台灣最早利用矽基板上氮化鎵微波積體電路,完成帕金森氏症體內刺激器之無線充電系統模組。目前相關技術也已實現於智慧衣上之無電源感測晶片模組上,對於老人照顧智慧衣系統開發,提供相當大之便利性與發展性。

高速通訊組於 103 學年度在 60 GHz 光子毫米波通訊系統技術開發上,有電磁帶隙填充因子應用於相位陣列天線,利用其價格低廉、體積微縮及設計簡單之優點,製作了一個四單元之波束移轉相位陣列天線,相移效果佳。其次,利用布理淵奇偶抑制載波之現象,架設了嶄新的光子毫米波產生系統,成功地得到了多次諧波及 20 GHz、40 GHz 的拍頻信號和其星座圖,並將成果發表於 Optical Letter 期刊上。最後,發現馬赫詹德調變器 ( MZM ) 在 60 GHz 載頻下,會因為光纖色散的影響,而對解調之信號造成週期性的功率衰減現象,此發現對未來光子毫米波系統通訊品質之提昇有所助益。

智能網路組 103 學年度在中心與科技部提升私校計畫補助下,建置可穿戴式裝置及物聯網路初步實驗平台。目前已開發出具有智能網路能力之演算法,能夠運用全域多樣性與區域拓樸特性,發展一套普適性之衡量方法,來辨識計算節點在高速智慧網絡中的影響力與擴散力,進而藉由可穿戴式裝置來預測人類社交活動之行為。另外 ,對於提升高速網路內的安全防護,實作出一套可達到每秒 10 Gbit 速度的網路入侵偵測系統 ( Network Intrusion Detection System,NIDS ),具有強大核心網路 ( Core Networks,CN )安全分析的能力,此技術可應用在 4G 核心網路中,以藉此達到 Cyber - Security 的能力,此一系統皆為本校自行開發設計。此外,針對 4G 網路的行動用戶使用者體驗之提升,開發了智能省電、無縫接續服務、降低收訊干擾以及 4G 行動網路模擬平台,對於 4G 之物聯網路通訊協定,研究更有效率的存取控制協定,以滿足物聯網路高效率傳輸的需求;同時針對兼顧高效能與低功耗的處理器與系統晶片 ( System - on - Chip ) 設計,提出創新的 PGRF - VLIW ( Power - Gated Register File 超長指令集處理器 ) 架構,並提出配合此架構的最佳化編譯器技術,對晶片中的電流開關 (current switch) 進行控制,以降低因漏電流而產生的功耗,並使得處理器的功耗可隨著應用程式的效能需求而調整,達到最佳省電的效果;而當異質計算資源,如圖形處理器 ( Graphics Processing Unit ) 及可程式邏輯陣列 ( Field - Programmable Gate Array ) 更進一步被納入系統設計時,亦發展出一異質計算資源協同管理機制,以達成最佳化系統整體之輸出效能。最後,結合雲端技術,整合大量低價可穿式裝置,形成容錯且大量的儲存空間,以增加物聯網的資料儲存效率。

高速智能通信研究中心將持續增加與國際盟校間的校際合作,同時推動由本中心所創立之國際高速智能通信論壇,預期將能提升智慧衣紡織天線技術、體內微系統無線充電裝置、高效率晶片設計之應用,並且擴展教授和學生們 的學術視野。
 

 

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