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提升使用者經驗-新世代行動通訊接取技術

創新科技專案 X 解密科技寶藏_96
・2014/01/10 ・1156字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 549 ・八年級

 

新世代行動通訊接取技術
新世代行動通訊接取技術         photo source:解密國家寶藏

採訪 / 陸子鈞

「嘖,怎麼講到一半又沒訊號了」在人潮密集的地區或在收訊不良的邊陲死角使用手機,你也常常遇到這種困擾嗎?近年來,行動通訊因寬頻影音上網等應用日益普及,資料傳輸量已呈爆炸性地成長。為解決系統容量不足及收訊不良的問題常需增設基地台。然而,以目前大型基地台擴增的速度與方式將無法應付此迫切需求,且因最需要擴增基地台的人口密集地區,設置點常取得不易且常受到當地居民的反對。工研院近年所研發的「新世代行動通訊接取技術」能以較低廉的佈建成本,一次解決系統容量與覆蓋率不足以及大型基地台觀感不佳的問題!

目前的基地台因為機器運作時會散發出高溫,機房內需加裝全天運作且耗電的空調,加上天線周圍有很強的電磁波,需挑選設置的區域且常要管制人員進出,加上民眾對電磁波多有疑慮,在人口密集的商業或住宅區,很難找到合適的設置空間。擴增基地台所導致額外昂貴的建置成本,逐漸壓縮了電信公司的利潤。

「新世代行動通訊接取技術」並不是真的讓大型基地台消失,而是廣佈涵蓋範圍較小的「多天線小型基地台」,每部小型基地台就像家中的無線網路基地台一樣輕巧。除了佈建與維運成本遠低於大型基地台之外,設置的地點也比過去的大型基地台更有彈性,還能依據訊號死角來補強,很適合都會區使用。此外,小型基地台發射功率遠低於大型基地台,故所散發出的熱較少而不需空調、電磁波也不如大型基地台強,因此可以降低居民對設置大型基地台的疑慮。

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小型基地台還有另一項提高訊號強度的絕活-多波束智慧型天線。只要有兩支以上的天線,就能調整輻射場,在空間上讓訊號精準地發送至行動裝置,減少不必要的輻射,進而降低對其他行動裝置的干擾。研究團隊中的曾俊傑技術經理說:「天線越多,就越能調整出精準的訊號輻射場形,現在我們已經可以向接收目標打出很集中的訊號波束,還能隨著用戶移動改變所發出波束的方向。」

然而若設計不良的話,巨量的小型基地台佈建也可能增加維運的人力成本。曾經理說:「以往一位工程師可能只要維護幾座大型基地台,但是小型基地台需求數量比大型基地台多了好幾百倍,電信公司不可能等量擴編這麼多工程師。」因此,研發團隊為系統開發了一套「自組織網路功能」(Self-Organizing Network, SON),且內建於每一小型基地台中。每當開機時,小型基地台將自動根據週遭狀況自我調整組態(Self-configuration),運作過程中也將持續自我優化性能(Self-optimization),即使是故障了也會啟動自我治癒程序(Self-healing),因而大幅降低工程師檢修的時間與維運成本。期待小型基地台能早日普及,提升普羅大眾之使用經驗,並為下一個通訊技術世代奠定基礎。

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創新科技專案 X 解密科技寶藏_96
81 篇文章 ・ 3 位粉絲
由 19 個國家級產業科技研發機構,聯手發表「創新科技專案」超過 80 項研發成果。手法結合狂想與探索,包括高度感官互動的主題式「奇想樂園」區,以及分享科技新知與願景的「解密寶藏」區。驚奇、專業與創新,激發您對未來的想像與憧憬!

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如何確保訊息無誤?錯誤更正碼大揭密
數感實驗室_96
・2024/07/03 ・476字 ・閱讀時間少於 1 分鐘

你有沒有想過,當我們用手機打電話、發簡訊,或者用電腦上網時,訊息是如何在短短幾秒鐘內傳遞到世界的另一端?這背後有一個重要的技術,叫做編碼與調變。

簡單來說,編碼是把我們的資訊轉換成適合傳輸的格式,而調變則是把這些編碼訊號載入到傳輸介質中,無論是電波、光纖還是其他方式。透過這兩項技術,我們才能在繁忙的城市街道上、偏遠的山區裡,甚至是高空中的飛機上,隨時隨地進行無縫的溝通。

在這過程中,錯誤更正碼可以起到哪些幫助呢?

這些技術雖然複雜,但它們在我們日常生活中的應用卻是無處不在的。如果你對這些內容感興趣,未來還有更多的通訊技術值得探討,例如量子通信、光通信和毫米波通信等。這些新興技術將如何改變我們的世界,又會帶來哪些前所未見的便利和挑戰呢?

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76 篇文章 ・ 50 位粉絲
數感實驗室的宗旨是讓社會大眾「看見數學」。 數感實驗室於 2016 年 4 月成立 Facebook 粉絲頁,迄今超過 44,000 位粉絲追蹤。每天發布一則數學文章,內容包括介紹數學新知、生活中的數學應用、或是數學和文學、藝術等跨領域結合的議題。 詳見網站:http://numeracy.club/ 粉絲專頁:https://www.facebook.com/pg/numeracylab/

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通信三本柱:通信模型大解密
數感實驗室_96
・2024/06/30 ・654字 ・閱讀時間約 1 分鐘

想像一下,你和朋友在咖啡廳聊天。這看似簡單的互動,其實包含一個基本的通信模型喔。你是傳輸端(transmitter),朋友是接收端(receiver),而環境中的其他聲音則構成了通道(channel)。這三者共同組成了基本的通信模型。在接下來的文章中,我們將深入探討這個模型的每一個部分,並了解它們如何影響我們日常的通信體驗。

以上就是數位通信系統的三大支柱:傳輸端、通道和接收端的簡單介紹。實際上,它們的功能遠不止於此,整個通信系統的複雜程度超乎想像。除了數位物理層的演算法和電路設計外,還涉及類比電路、網路層等不同面向,真的是一門博大精深的領域。

通信技術致力於解決全球數十億人每天遇到的實際問題。如果你對於挑戰高難度的數學、物理、演算法問題感興趣,這將是一個充滿寶藏的領域。成功解決這些挑戰,不僅具備巨大的商業價值,更能推動通信科技的進步,提升全人類的通信體驗。你是否已經躍躍欲試了呢?

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有趣的通信技術:環境電波反射、Li-Fi 和氣球通信
數感實驗室_96
・2024/06/27 ・968字 ・閱讀時間約 2 分鐘

本文由 國立臺灣師範大學 委託,泛科學企劃執行。 

這系列我們介紹過生活中常見的手機行動通信、無線區域網路、也聊了一些像衛星通信、可見光通信等未來感比較重的技術。通信真的是無所不在,工程師的創意也沒有極限,這次我們再來介紹各種會讓你大開眼界的通信技術!

老派的推理小說中可能會出現下這樣的場景:

在一個陽光明媚的下午,主角 NumNum 注意到遠處閣樓上的光芒閃爍,這讓他開始推理,並最終發現這是一個用摩斯密碼發出的 SOS 求救訊號。

這樣短短的場景就包含了兩種經典通信技術的影子:摩斯密碼還有貝爾的光電話。

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光電話後代就是日前被標準化的 802.11bb,或是我們稱為 Li-Fi 的技術。光電話的特色是利用太陽光來傳遞資料。但因為太容易受到天氣等影響,後來就被無線電通信取代了。

有趣的是,隨著無線電通信越來越普及,貝爾能用鏡面薄膜折射太陽光通信,那或許我們也能靠反射或折射無所不在的電磁波,不需要自己產生電波,就能傳遞資訊呢?在 2013 年,就有這麼一篇學術研究成果,提出環境電波反射通信(Ambient Backscatter Communication)的概念,並實證了可行性。

從推理小說中的摩斯密碼到現代的 Li-Fi 和 Project Loon,這些通信技術展現了人類無窮的創意和不懈的努力。

雖然氣球或無人機通信現在比較沉寂,但不代表它會就此退出通信的舞台。有可能還是有一群鍥而不捨的工程師在繼續改良,或是發現某個特殊的應用。畢竟 there is no single solution that fits all 沒有一個答案能適用所有問題。

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