歷年回顧

2018年連騰科技特別獎:可摺疊之小型基站天線

2018年連騰科技特別獎:可摺疊之小型基站天線

通訊大賽主辦團隊

過去場型切換的天線,因為結構固定,在基站架設時,不同環境常常要使用不同的天線,較不方便,因此本團隊在結構上提出創新的做法,讓一種天線可適用於多種環境。作法是利用可摺疊式支架做出天線陣列,陣列包含四個輻射元素,每個元素具有寬頻、穩定波束寬及高前後比特性,這些元素的相關位置可以改變,還能連接威爾金森功率分配器,再改變天線擺放方式,獲得高指向性、全向性等等不同的輻射場型。例如當陣列元素排列成一直線時,可產生高指向性波束,陣列元素改成環形時可產生全向性。這樣的天線可應用於WLAN系統或未來5G系統,作為小型基地台使用,做為高指向性天線可與遠處特定裝置通訊,做為全向性天線時,可與四周移動裝置通訊。本作品製作簡單、應用廣泛,能大幅減少天線設計上的成本。

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2018年季軍:金屬框暨玻璃背蓋之5G手機天線

2018年季軍:金屬框暨玻璃背蓋之5G手機天線

通訊大賽主辦團隊

玻璃背蓋手機在2018年大量出現,這股風潮可望延續下去,但本團隊發現還沒有手機將天線輻射體放置於玻璃上,故推出本作品提供解決方案,針對目前主流市場尺寸提出智慧型手機天線,整體大小以iPhone X尺寸為基礎,整體機身尺寸為71mm x 144mm,並且在旗艦機主流的玻璃背蓋也放置天線,涵蓋LTE低、中、高頻,更包含Sub-6G頻段實施多天線設計,並且擁有最高12X12 MIMO的天線設計,收訊角度為360度,利用多天線形解決手握情境,在手握情況下可達成8X8型態,讓網路傳輸品質依然良好。將天線輻射體貼附於玻璃上的設計,將空間做最有效的利用,目前市面上沒有類似的產品,是本作品創新之處。整體來說,將天線有效縮小,適用於螢幕佔比高的手機,涵蓋全頻段的多天線設計,讓傳輸效能保持在高水準,有效支援未來5G型式的旗艦手機。

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2018年英業達特別獎:全面屏之金屬外殼筆電多天線設計

2018年英業達特別獎:全面屏之金屬外殼筆電多天線設計

通訊大賽主辦團隊

現今筆電的主流設計方向是窄邊框、輕薄、減少I/O Port,改變了以往放置天線的空間。本作品針對筆電的發展潮流與需求進行設計,第一款天線為IFA,用微帶線結構去等效電容,微調阻抗共振位置,不需用電容元件,避免設計時受元件值限制,操作在Sub-6G全頻及WLAN 2.4/5GHz,利用筆電鍵盤邊框空間來設計,透過交叉擺放來實現10X10 MIMO;第二款天線用樞紐處(Hinge)的空間做設計,用Monopole激發Hinge之閉槽孔,涵蓋LTE中頻及WLAN 5GHz,且設計在窄Hinge,符合現今筆電窄樞紐處的設計,在筆電闔上時,操作頻段有良好的匹配。整體來說,符合4G/5G通訊及多天線且考量目前市面上筆電的外型去設計,在WLAN 2.4/5GHz,可達12X12 MIMO的應用。本作品透過把天線設計在鍵盤的邊框空間上,為本作品所新創,且設置10組MIMO天線,為使用者創造良好的網路速度體驗。

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2018年入圍獎:4G/5G智慧型手機多天線設計

2018年入圍獎:4G/5G智慧型手機多天線設計

通訊大賽主辦團隊

5G技術的傳輸速度比4G快100倍,讓智慧手機用戶能以更快的速度下載影音,將逐漸成為主流。本團隊綜合考量操作頻寬、高傳輸速率及吞吐量、大螢幕設計、4G/5G整合,提出可以包含更多頻帶的小型化5G MIMO天線。本作品包含5G系統之8X8 MIMO天線與4G系統之單極天線。5G多天線使用開槽孔天線,有效利用邊框,結構簡單,能激發寬頻操作,整體來說天線效率佳;4G天線使用單極天線設計,置於系統上緣之邊框,採用雙寬頻操作。應用於智慧型手機能實現高傳輸速率,拓展更大的頻寬及吞吐量,同時符合尺寸輕薄、大螢幕的需求。以往的行動裝置往往將天線設計於純背板或純邊框,但邊框空間狹小,不易達成寬頻設計。本作品結構創新,採低姿態設計,並於50-Ω饋入線上延伸微調殘段調整阻抗匹配,達到良好的操作頻寬,也可應用於5G的新頻段,為本作品創新之處。

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2018年亞軍:5G-NR手機多天線整合設計

2018年亞軍:5G-NR手機多天線整合設計

通訊大賽主辦團隊

使用者在生活、工作、娛樂都重度依頼手機的情況下,對網路速度與品質要求愈來愈高,等同手機天線的性能必須提高,同時大螢幕手機成為主流導致天線可用空間有限,讓天線必須縮小設計,本作品即為解決上述問題而生。作品名稱「5G-NR手機多天線整合設計」點出本設計符合5G-NR要求,整合三款各自負責不同操作頻段的天線(包括毫米波天線)。本設計採用4G/5G頻段天線共用手機角落,達到具有八款4G低頻天線的成果,低頻天線的最大特色是傳輸距離比高頻來得遠,使用者離基地台較遠時可以透過4G低頻頻段使用MIMO系統來達到理想的網路品質。在創新方面,主要是4G/5G天線具有8支,且適用於目前常用的4 X 4 MIMO系統時,在不同使用情境能透過切換4G/5G天線以達到最佳化,目前手機能看到低頻MIMO的設計最多只有4X4 MIMO,可見實作出8支天線難能可貴,讓使用者體驗更好。

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2017年入圍獎:以NFV為核心的軟體持續整合系

2017年入圍獎:以NFV為核心的軟體持續整合系

通訊大賽主辦團隊

DevOps是目前最熱門的話題,強調開發和營運團隊必須更緊密合作,而開發/測試環境應該與實際上線環境(Production)相似。藉由將各開發階段自動化以及訊息公開,幫助企業軟體研發相關部門,徹底解決傳統協作不順暢的問題,並且自動化開發流程的每一個階段,藉此提升軟體交付的速度,總歸來說,這些流程規劃也是推展持續整合(CI)系統時的必備要件。本團隊在開發階段中也發現,測試與開發環境需要費心處理的問題很多,涵蓋了作業系統及其組態資訊中間的堆疊及其組態資訊、基礎設施軟體、外部整合點、網路基礎設施,以及應用程式開發團隊與基礎設施管理團隊之間的關係。最終發現,以軟體定義網路(SDN)領域內的網路功能虛擬化(NFV)技術來實現的一套DevOps系統是最為可行的。

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2017年入圍獎:NSHmac

2017年入圍獎:NSHmac

通訊大賽主辦團隊

NFV雖然可以將傳統與特殊專屬硬體上相關聯的網路運作方式轉換成能夠在標準硬體上執行的虛擬化軟體平台,但可惜的是目前如NAT、FW、IDS等等的非NFV網路服務設備還是佔絕大多數,對於NFV的推廣是一大阻礙,因此本團隊決定實作NSH(Network Service Header)協定中SFC Proxy模組,讓這些非NFV網路服務設備也可以當做NFV裝置來使用。本團隊以軟體的方式配合OpenFlow SDN Switch來實作SFC NSH系統架構,為了加快系統對NSH欄位的處理,特別採用NSHmac的運作方式,將NSH欄位中的SPI與SI欄位放置在mac欄位內,如此有很高的機會不必真正在封包中插入或移除NSH Header,藉此提高運作效率。此外,這個作品能夠讓對NSH有興趣的人在真正支援NSH的系統推出之前,就可以直接在我們的架構上嘗試進行NSH的研究。

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2017佳作:三個臭皮匠勝過一個諸葛亮

2017佳作:三個臭皮匠勝過一個諸葛亮

通訊大賽主辦團隊

針對比賽議程,本團隊擬定了「找出iperf打的流量」、「選擇Bandwidth夠大的Path給某條Flow」、「塞剩餘的流量(會掉封包的)」三大方向來進行實作。在解題過程中,大家透過互相提出問題和解決方法來彼此教學相長,因此收穫頗豐。說到參加此次通訊大賽過程最大的收獲,那就是團隊成員們都更加徹底了解SDN的設計,並且嫻熟地透過開發SDN的方式,一一解決掉實際網路上可能遇到的突發狀況。除此之外,還有一些沒用到這次比賽的演算法,往後還可能可以運用到較大規模的網路,因此就算比賽結束了,大家還是可以繼續鑽研相關技術,不斷地提升自我的專業知識及領域。

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2017佳作:某計網概助教 Bang!

2017佳作:某計網概助教 Bang!

通訊大賽主辦團隊

針對本次SDN Controller效能的議題,本團隊採用網路Intent Framework來實作,因為這種方式可以加快開發速度,並減輕維護網路的人力負擔。實作時,首先讓程式向Controller發出Intent,接著安裝Intent,並自動安裝所需的規則(Rule)。如果碰到路徑(Path)無法使用而導致Intent呈現失敗狀態,Controller會自動接手處理。如果出現網路壅塞(Network Congestion)的意外狀況,則更新Intent,將流量重新分配至負載(Loading)較輕的路徑,讓傳輸過程保持順暢。並非一切都很順利,在解題過程中也曾經遭遇一些瓶頸,那是一些起初沒有料想到複雜的拓樸以及應用,後來公布部分考題後,順勢一一加強終於順利克服。很感謝主辦單位,因為參賽而接觸到新的Controller(ONOS),據此開展新的研究領域。由於一般都是使用Ryu來作為實驗性的Controller,但是Ryu無法承受大量的Host,而ONOS卻可以輕易辦到,這真是參賽的一大收穫。

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2017佳作:鈔票與他的信徒

2017佳作:鈔票與他的信徒

通訊大賽主辦團隊

針對大會的題目,本團隊選擇了ONOS(Open Network Operating System,開源網路作業系統)來作為平台,一來它是目前發展最快最普及的網路作業系統(NOS),二來它也是一個有效穩定的程式開發工具,但由於原生的ONOS並不支援智慧分配流量的功能,所以這個遺憾只有自己想辦法解決了,對此本團隊嘗試實作一個簡單的演算法,能夠最大化地利用所有資源,這麼一來,即使頻寬有限制的網路環境也能夠一體適用。在準備過程中,並將ONOS Reactie Forwarding App針對Link Failure Recovery的Bug修復,且將其Commit回官方Github,已被官方納入新版本之中,能夠對開源社群有所貢獻,所有團隊成員都感到十分高興。

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