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改變無線通訊環境之電磁面鏡技術

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改變無線通訊環境之電磁面鏡技術

●技術簡介:
電磁波在戶外或室內環境的多重傳播路徑造成的NLOS (Non-line of sight)傳輸降速或斷訊問題。設計多種特殊電磁面板,運用多次反射來導引發射波束到所要的地點。降低整體通訊網路的成本,使行動通訊基站佈建更加符合經濟效益。
●技術之科學突破性:
電磁面鏡的設計中,最主要的應用原則為捕捉電磁波並重新導引之。其實現大多採用印刷電路,並且無須任何電源功耗(零功耗)。相較於基站或強波器的建置,電磁面鏡的設計將為毫米波頻段的電磁波,在空間中更有效的被使用。主要解決的問題有二:一、電磁波經由面鏡反射以後,電磁波的能量更加聚焦,使其即便在毫米波頻段也可以有較遠的傳輸距離;二、透過設計,可以使電磁波指向所需要的方向,也就是空間電波”再分布” (re-distribution)的概念。
相較於小型基站,除了建置成本相對低廉,並且擁有零功耗等好處,目前尚未有足夠的數據以評估實際的量化數值,例如佈建成本減少量,能源使用效率提升量,頻譜使用效率提升量等量化數據,此種評估數據需要進行多方模擬和大數據運算,佈建成本的估算需考量實際市場營運狀況。
本團隊設計與將展示之面鏡為毫米波頻段,比起先前的3G或是4G行動通訊,此ka 頻段(26.5-40 GHz)或更高頻率更需要這項導引技術,以解決高頻率的路徑損失。不管是面鏡單元設計方面,或是利用演算法及AI處理提升面鏡效益,都對學術有著巨大的貢獻。本次面鏡使用頻率為n257 (26.5GHz-29.5GHz),已於中正大學的校園內設置了多種測試場域,與其他類似技術之團隊相比(如加拿大工業局通訊研究中心(CRC)),我方技術有幾項優勢如下:
1.在場域測試該團隊場強最高增加28.3dB,我方則是33.2dB,比該團隊高出3倍之多。
2.訊號覆蓋率則可比該團隊大12.5倍(以發射功率無上限估計)。
3.傳輸OTA測試,SINR該團隊為25dB,我方最高可至29.4dB。
●技術之產業應用性:
毫米波通訊系統已然是國際通訊發展必然的趨勢,通訊大國例如南韓、美國、歐盟都已有商業的毫米波通訊系統。現今完全依賴小型基站的佈建,緊密地佈建成千上萬個(小型)基站成為一個花費巨額成本、大量人力的大工程,更遑論後續的維護工程。因此,若將電磁導引的技術與小型基站進行環境佈建上的相互搭配,將可以有效地引導訊號至多個通訊盲區,以提升空間使用效率、甚至於能源使用效率。
波束導引技術相較於小型基站,有多項產業優勢與經濟優勢:1.建造成本低廉,2.零功耗,3.佈建成本減少,4.能源使用效率提升量,5.頻譜使用效率提升量6.基站使用效率提升等,針對個數值提升比率,則可由系統模擬得知,代入各種市場營運策略以及佈建方式,將可得到客制式解決方案。
團隊認為最需要此技術的產業就是電信營運商。以室內環境為例,要在室內有良好的訊號傳遞品質,以現有的思維,無非是使用室內CPE,但是依照現有的消費者心態,不是人人都可以接受一台八千甚至上萬的終端設備,與相應衍伸的高額電費。此時就凸顯了本團隊的波束導引技術之重要性,營運之思維也可以從簡單的產品進一步提升至”服務”,原本附加價值不高的被動電路,經過佈建的”服務”,可大大提升整條產業鏈之影響力,特別是在台灣、南韓、日本、中國、歐美等上網普及率非常高的國家。
在團隊與學校的努力推廣下,於109年與台灣科技廠商簽屬了非專屬授權技術移轉,其授權金達1350萬。近年與該廠商合作,持續使商品逐漸商業化,也加入更多技術細節,望能藉由未來科技展,推廣我方技術,並與更多廠商合作、交換技術建議,早日將技術風行於通訊領域中。

線上展網址:
https://tievirtual.twtm.com.tw/iframe/09015932-ed7b-4619-9de4-81d35b6d0b55?group=23bfb1fa-dd5b-4836-81a1-4a1809b1bae5&lang=tw

聯絡人

  • 姓名:林元駿

  • 電話:05-272-0411分機23243

  • 地址:62102 嘉義縣民雄鄉大學路一段168號

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其他資訊

  • 展館別:未來科技館 AIoT智慧應用

  • 所屬代表參展單位:國科會

  • 主要應用領域:資訊與通訊

位置 更多資訊

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  • 技術成熟度:雛型

  • 展示目的:商機推廣、研發成果展示

  • 流通方式:技術授權/合作、自行洽談

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