智慧型多頻段無線通訊基礎技術發展—實體/媒體

接取控制/測試/應用(Development of Fundamental Technologies for Intelligent Multiband Wireless

Communications—including PHY/MAC/TEST/APPLICATION)

計畫主持人：張進福校長

日期：104/3/5YZU Communication Research Center

深耕工業基礎技術專案計畫經驗分享簡報

大綱

I. 計畫簡介

--計畫特色

--核心基礎技術

--計畫合作架構

II. 協助業界解決問題

III. 人才培育

IV. 成果分享

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I.計畫簡介• 計畫特色

元智大學智慧型多頻段無線通訊基礎技術發展—實體/媒體接取控制/測試/應用計畫之目標為提升通訊產業技術層次及培育通訊實作技術人才，期望能衍生出合作計畫與專利。本校深耕工業基礎技術計畫之研究項目，係參考網通業與電信服務業)之需求而擬定，兼具實用性、技術性與經濟價值。

因此本計畫教育訓練之規劃，亦結合學校教師與產業界專家，藉開設實務課程、舉辦研習會與研究生參與實驗室計畫的方式，讓通訊實作技術人才的培育，真正貼近台灣產業需求。其中每年舉辦3-5場研習會，開放給產學界人士參加。

計畫主持人每兩週召集研究團隊(含各分項與正文科技、遠傳電信、資策會智通所、工研院資通所)討論計畫執行情形，加強各子計畫間的整合度，103年共召開24次會議，會中促成子計畫三分項一與資策會共同開發LTE實體層傳接機演算法與軟體，並衍生2 件ITRI產學合作計畫。

本計畫成果包含： 102年提出國內外專利申請，合計7件(含國外專利3件)；103年提出國內發明專利申請 4件、國外發明專利申請2件、獲證 2 件。

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核心基礎技術

• 工作項目

測試：LTE(LTE-A)場測軟體與多頻段天線開發、天線特性量測。

多頻段智慧型天線：beam switching智慧型天線設計、測試與應用。

多頻段(700MHz,900MHz,1.8GHz,2.6GHz)射頻傳接機關鍵組件：包括射頻功率放大器、射頻混頻器、基頻放大器／濾波器，以及頻率合成器等。

Instrument-in-MATLAB軟體無線電(IM-SDR) 技術：低成本生產線量測儀器發展。

智慧型媒體接取控制：自組網路 (Self-organization network, SON)技術發展、小細胞基地台自我優化佈署軟體發展。

多媒體App應用軟體發展：自動化手機網路測試、高階多媒體App應用軟體發展(包括智慧型機車安全輔助系統App 、遠距生理與情緒監控App、分散式語音辨識App) 。

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計畫合作架構

遠傳電信

正文科技

LTE場測

子計畫1,2,4分項1

自組網路(SON)軟體

子計畫4分項1

智慧型手機App應用軟體

子計畫4分項2

LTE量測技術發展

子計畫1,2,3,4RF傳接機

(功率放大器線性補償)子計畫3分項2

智慧型天線測試

子計畫1,2

元智大學研究團隊

B4G三項研究項目

子計畫2

子計畫4分項1,2

Femto基地台傳接機研究

子計畫3分項1

工研院資通所

資策會智通所

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II.協助業界解決問題(1/3) 本計畫自行開發小細胞基地台LTE 寬頻天線及Android based手機應

用程式，可以涵蓋698~ 960 MHz 及1710~2700 MHz操作頻帶，具備自動化場域測試完整功能。並加入 “無感監測” 功能，獲取用戶端實際網路速度之行為資訊。本項成果有助於行動寬頻網路業者之系統佈建、後續運維及服務滿意度改善。

本計畫開發之IM-SDR平台軟體，已可應用於4G CPE模組生產線，取代昂貴的向量信號產生器(Vector Signal Generator, VSG)與向量信號分析儀(Vector Signal Analyzer, VSA)之測試功能，降低網通業之生產成本。並完成 IM-SDR平台分析儀軟體誤差(IQ Imbalance, Shaping Filter Imbalance, IQ DC-Offset 與多路徑通道效應)補償設計與驗證，改進量測精確度，已提出補償方法之國內外專利申請各1件。目前正和二家公司洽談技轉與產學合作計畫。參與研究之二位技術助理已分別於103年1月與103年12月被正文科技公司與聯發科聘用，一位實驗室研究生到資策會服替代役。

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LTE低成本生產量測儀器性能與價格:本計畫申請之專利「 LTE上鏈傳輸系統之IQ不平衡、整形濾波器不平衡、直流偏移、多路徑通道與載波頻率偏移聯合估測與補償」被應用於LTE低成本生產量測儀器

• 優點: 本計畫研發的儀器平台(一台USRP與一台筆電)，價格便宜(約10萬元)，市面儀器商(R&S)價格約200萬元。

• 差異:本計畫自行研發儀器之EVM量測性能約2.5% 。

R&S儀器商之EVM量測性能約1.5% 。

(LTE傳接機 EVM 量測需求為8%)

一台USRP與一台筆電

市面儀器商(R&S)儀器

協助業界解決問題(2/3)完成晶圓散射參數 (S parameters)量測校正自動化展示程式，此技術已獲美國兩項專利，將試用光碟分送予三家全球主要網路分析儀製造廠商，請他們評估使用本項技術的可行性。已拜訪二家公司洽談技轉與產學合作計畫，請其試用所發展的校正技術，獲得產學合作計畫一件。

參與本計畫之每一位研究助理與研究生在實驗室內由教授指導下，均能接受實際動手開發軟體及操作量測儀器之訓練。參與計畫之專兼任研究助理已分別被正文科技、鴻海科技、聯發科與資策會等業界聘用，充分顯示本計畫已達到積極培育通訊產業技術人才之計畫目標。

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協助業界解決問題(3/3)

推廣成果

本計畫規劃2015年4月24日於「孫運璿科技人文紀念館」舉辦成果發表會，擬邀請廠商出席本計畫之成果發表會，藉此促進相關產業之技術交流，以增加合作計畫或技轉之機會。歡迎各位亦能蒞臨指導。

報名網址： http://goo.gl/forms/6YlJ7tc9nu

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深耕工作會議照片

↑主持人及參與計畫教師深耕工作會議 ↑工研院、資策會、遠傳及元智研究團隊深耕工作會議

↑遠傳電信 許清祥經理工作報告 ↑資策會 王德惠博士工作報告

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簡報LTE現況與未來趨勢

↑Ericsson副總Mathias Johansson簡報LTE現況與未來趨勢

↑Ericsson工程師簡報LTE現況與未來趨勢

↑遠傳電信、Ericsson、資策會、工研院及元智團隊人員工作討論

↑問題與討論

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台北市中山區實地場測

↑遠傳電信工程師與元智團隊於台北市中山區實地場測與討論

↑遠傳電信工程師於台北市中山區實地場測，並解說場強予資策會、工研院及元智團隊

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III. 實作人才培育

通訊研究中心規劃聘請業界師資至學校授課，103年開設3門技術實作短期訓練課程及2門實務課程，學員包含研究生、相關產業界及學界人士。研習方式為專題演講、實例介紹與示範操作，學員組隊參與2014通訊大賽-SDN創新應用競賽，獲得亞軍。

本計畫已將現有技術成果轉化成實作教材在通訊系開課，為了培育App應用程式設計與撰寫人才，搭配2門正規教育課程，訓練學生使用Java撰寫程式、開發Android相關App應用程式，使學生擁有實質App應用程式開發能力。

本計畫於1/19~1/28與遠傳電訊中心共同舉辦Corona SDK跨平台、Android App開發的Workshop活動。 3/27舉辦Android App開發競賽。

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103年教育訓練課程課程名稱 日期 業師 與會人次

小細胞實驗網路原理操作與測試實務

2014年9月2日 工研院林湧鈞博士、顏鴻傑工程師、蘇俊傑工程師、楊適聰工程師

35人次

軟體定義網路（SDN）原理與實務研習會

2014/06/23-24 資策會郭景維工程師、紀博文經理、邱簡謙組長衛信科技許至凱副總元智賴文彬、甘堯江、賴薇如教授

138人次

4G後之行動通訊發展趨勢與技術深耕

2014/10/02 工研院紀翔鈞博士資策會馬進國博士中科院林清泉博士羅德史瓦茲 Mr. Walter Weiss

99人次

多媒體通訊(研究所課程)

102學年第2學期 資策會賴志群、陳宇皓、黃耀民、黃有鍊、劉文山副主任元智李建誠教授

105人次

多媒體通訊概論(大學部課程)

103學年第1學期 時間軸科技李佳憲技術總監電瀨公司謝綸執行長蘇芃翰副執行長

158人次

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教育訓練課程活動照片

↑「 LTE小細胞實驗網路」業師：工研院 林湧鈞 博士及上課情形

↑「軟體定義網路原理與實務研習會」業師：衛信科技 許至凱 副總及上課情形

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IV. 成果分享

↑自行研發之LTE全頻帶頻帶(涵蓋698~ 960 MHz以及1710~2700 MHz)天線 ↑IM-SDR平台軟體測試正文科技公司CPE模組之架構

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自行研製之LTE車用全頻帶 (700 MHz, 900 MHz, 1.8 GHz, 2.4 GHz)天線Drive Test測試設置

LTE車用全頻帶天線 測試架設

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↑子計畫三分項二使用子計畫三分項一產生之I/Q信號完成LTE發射機信號驗證測試

↑LTE路測資料之MDT視覺呈現(台北市中山區實地場測)

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低成本LTE生產線量測儀器成果展示

• (2014,10/24新竹) 2014 MATLAB&Simulink Tech Forum and Expo受邀發表【 LTE VSG/VSA Platform 】成果。

• (2014年) 於國外發表【 LTE VSG/VSA Platform 】 成果。包括8月美國德州/NI Week、11月美國加州/Asilomar 2014,… etc. 2014元智展示攤位

Prof. Deng gave a tutorial

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經濟部2014通訊大賽-SDN創新應用競賽-全國亞軍作品基於多重路徑SDN之智慧型視訊負載平衡器的設計與實作

獲獎作品之網路系統實景圖 視訊品質比較：(上)固定式權重(60%, 40%)、(下) 自適性機率權重

• 傳統網路之異質網路鏈路所組成的「多重路徑」，由於缺乏網路拓墣上各鏈路流量資訊之「集中式」監控與傳輸決策，致使多數採用之「多路徑選一」(最短路徑或最低代價)路由策略，單憑網路本身難以達成「多路徑選多」之負載平衡，僅能由基於靜態路由的「等價多重路徑」(ECMP: Equal-Cost Multipath)實現之。

• 軟體定義網路(SDN)分離資料層與控制層以實現集中式遙控：

- 可程式化網路

- 網路功能虛擬化 (NFV)• 本作品旨在針對SDN網路架構下之「多重路徑視訊串流」應用情境，

提出「具智慧型自我調控之自適性機率權重視訊負載平衡方法」，

以期實現高品質的視訊傳輸。

獲獎作品之網路系統架構與功能元件

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