5G電磁智慧面 利用反射透射繞行技術增強基站效能
新網記者歸鴻亭台北特稿
2021/10/27 下午 03:19:05 / 虛擬網路
科技部長期深耕基礎研究，為鼓勵學界進行我國通訊產業未來所需前瞻技術研發，並配合「臺灣5G行動計畫」政策，推動「5G/B5G無線通訊網路技術研發計畫」，培育高階研發人才，提升我國通訊研發競爭力。
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| 國立中正大學通訊工程學系教授張盛富介紹如何利用反射、透射、繞行等技術增強基站效能。(歸鴻亭攝影) |
科技部工程司司長李志鵬說明，在該部的經費支持下，國立中正大學張盛富教授團隊研發電磁智慧面技術，能讓電磁波利用反射、透射以及繞行等技術，提供新的網路佈建方案，消除通訊盲區，以最經濟方式達成最佳覆蓋率，研究成果豐碩。
國立中正大學通訊工程學系教授張盛富表示，在B5G/6G行動通訊技術發展中，電磁波會受到建築物、樹木、家具、招牌等的遮蔽和散射效應，形成通訊盲區，造成通訊設備大幅降速、甚至斷訊。現行解決通訊盲區的方法是增設基地台、小基站、或強波器，這種作法有3大缺點: (1)從營運商觀點：增加營運成本，包含基地台電源、蓄電池、空調費用。預估每增加一座5G小基站，約需增加數百萬元的建置和每年運轉費用。(2)從使用者觀點：增加基地台數量，讓使用者心理不安。(3)從國家能源政策：廣布基站，增加碳排放量。
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| 左為科技部工程司司長李志鵬，右為張盛富。(歸鴻亭攝影) |
研究團隊使用3項電磁智慧面技術，重建環境電磁波的傳播路徑。具體做法是採用不同的毫米波電路結構，產生電磁波反射、透射、和繞行效應，達成改變電磁波傳播路徑的效能。研究團隊除了推導出運作理論、設計準則，並且完成實驗驗證。其特點有：
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不消耗電力且不須冷氣降溫，符合能源政策與減少設備維護及營運成本
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純被動電路：製造生產成本極低。
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薄板軟性造型：可裝置於建築的牆壁、玻璃門窗上，相容於建物裝潢，不礙瞻觀。
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降低基站佈建密度：減輕使用者的心理脅迫。
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提高訊號覆蓋率與通訊品質。
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快速改善電磁環境：使用者的問題可迅速獲得改善。
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| 張盛富解釋在B5G/6G行動通訊技術發展中，電磁波會受到建築物、樹木、家具、招牌等的遮蔽和散射效應，形成通訊盲區。(歸鴻亭攝影) |
這項技術應用範圍廣大，從當前正運營的sub-6GHz(3.5GHz)頻段，至毫米波頻段，皆適用本技術增加訊號覆蓋率、消除通訊盲區、提高能源效率等。依據研究機構Research and Markets預估，2025年全球5G市場達2,510億美元。其中全球基地台數量將達到600萬台，約有350億美元的營收規模。尤其是小基站更是都會區高密度部署的利器，因此如何以最經濟方式達成最佳覆蓋率是電信商營運的核心議題。研究團隊透過實驗證明本技術可以消除95%以上之通訊盲區面積，經過估算，使用本技術約可減少20%的小基站建造，並減少維持小基站運轉之能源消耗。此外，本技術可應用於5G行動通訊、衛星通訊、Wi-Fi、物聯網等領域。目前已由非專屬授權的方式技術移轉給國內公司，藉由雙方的分工合作，一方面提升技術價值與創新應用，一方面實施商品化，透過行銷管道，將此技術行銷全球。
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| 「5G/B5G無線通訊網路技術研發計畫」大合照。(歸鴻亭攝影) |
此電磁智慧面之專利佈局已經涵蓋台灣、中國、美國、日本、韓國、歐洲等國，將由技轉本技術的公司與世界當地合作夥伴共同推廣，迅速應用於各場域。