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Current Research Focus
Current Research Focus
B5G/6G communication technology
Unmanned aerial vehicle communications
Terrestrial-satellite & UAV integrated communications
Green communications
Energy harvesting communications
Intelligent reconfigurable surfaces
Cognitive radio and hierarchical cellular systems
Wireless AI & Recognition
Optimization for machine learning in communications
Research Project
Research Project
低軌衛星毫米波巨量陣列天線波束控制及跳躍機制研究 2022.05.01-2024.04.30 益華電腦股份有限公司產學計畫-主持人
基於人工智慧與機器學習之可重構智慧表面輔助之物聯網 (NSTC 112-2923-E-008 -003-MY3-) 2023.01.01-2025.12.31 國科會臺印(IN)雙邊協議型擴充加值(add-on)國際合作研究計畫-主持人
6G三維通訊下分波束多重接取之預編碼及資源管理優化研究 (MOST 111-2221-E-008 -042-MY3-) 2022.08.01-2025.7.31 科技部一般型研究計畫-主持人
工研院研究計畫「開放式平台之介接通訊模組研究」2021.10.01-2021.12.31 工研院計畫-共同主持人
多無人機獵能通訊之優化及強化學習：飛行軌跡、節點關聯及功率控制設計(MOST 110-2221-E-008-037-) 2021.08.01-2022.7.31 科技部一般型研究計畫-主持人
5G行動寬頻跨校教學聯盟第3期計畫」課程發展計畫 2021.04.01-2023.3.31 教育部計畫-主持人
多用戶上鏈通訊之綠能功率控制： 從捲積神經網路及深度強化學習觀點 (MOST 109-2221-E-008-056-) 2020.08.01-2021.7.31 科技部一般型研究計畫-主持人
基於深度學習之綠能無線通訊：功率控制及最佳化 (MOST 108-2221-E-008-018-) 2019.08.01-2020.7.31 科技部一般型研究計畫-主持人
利用自干擾於全雙工中繼通訊：訊號解碼與能量獵取 (MOST 107-2221-E-008-027-) 2018.08.01-2019.7.31 科技部一般型研究計畫-主持人
無線獵能通訊波束成形及資源管理設計：通道狀態資訊不準確之情境 (MOST 106-2221-E-008-014-) 2017.08.01~2018.7.31 科技部一般型研究計畫-主持人
行動寬頻尖端技術課程推廣計畫 (課程名稱：MIMO無線通訊) 2016.12.01~2018.2.28 教育部-共同主持人
無線獵能通訊波束成形及資源管理設計與實現 (MOST 105-2221-E-008-018-) 2016.08.01~2017.7.31 科技部一般型研究計畫-主持人
毫米波大規模多天線之波束形成與稀疏碼之多重接取系統設計 (2016-41-5G-0102) 2015.04.01~2016.12.31 工研院計畫-共同主持人
綠能無線通訊之能量、訊息及頻譜合作技術研究 (MOST 104-2221-E-008-045-) 2015.08.01~2016.7.31 科技部一般型研究計畫-主持人
以綠能觀點設計無線中繼網路最佳傳輸策略研究 (MOST 103-2221-E-008-035-) 2014.08.01~2015.7.31 科技部一般型研究計畫-主持人
下世代多天線中繼網路干擾抑制與管理技術研究 (NSC 102-2221-E-008-010-) 2013.08.01~2014.7.31 國科會新進人員計畫-主持人
應用壓縮感測技術於分散式寬頻感知無線電 (NSC 100-2221-E-008-052-MY2-) 2011.08.01~2013.7.31 國科會新進人員計畫-主持人
應用於高車速LTE SC-FDMA系統之通道等化及資源排程研究 (NSC 100-2218-E-008-008-) 2011.01.01~2011.10.31 國科會新進人員計畫-主持人
Research Results
Research Results
敝人近年專注於「下世代無線通訊干擾抑制與管理技術」及「綠能無線通訊傳輸技術」等新興研究方向，近五年（2014-2018）已發表25篇SCI期刊論文（含21篇IEEE期刊論文），其中第一作者或通訊作者的論文有15篇，足見在這些研究成果中扮演主要貢獻者角色。此外近年已發表23篇國際會議論文（含21篇IEE國際會議論文）及2篇國內會議論文。特別在綠能無線通訊領域發表的期刊文章已具領先地位，例如：於2016年所發表的「Advances in Energy Harvesting Communications: Past, Present, and Future Challenges」文章在Web of Science中標記為「被高度引用的論文」被引用超過145次，Google Citation超過248次，以下將近五年最具代表性重要研究成果加以說明如下。
下世代無線通訊網路干擾抑制與管理技術
對於「下世代無線通訊網路干擾抑制與管理技術」方面，敝人研究階層式蜂巢系統於大細胞下佈建小細胞以改善頻譜使用效率。傳統大細胞蜂巢系統的設計為平衡上行與下行傳輸資料量多採用分頻多工技術，然而現今用戶對於下行傳輸資料量需求遠大於上行傳輸資料量，造成大細胞的上行頻帶使用效率偏低，而新型小細胞佈建通常以改善小區域或熱點區域的下行資料傳輸服務品質為目標。基於感知無線電頻譜分享概念，敝人提出階層式蜂巢系統傳輸架構在分頻多工傳統大細胞下佈建分時多工小細胞，小細胞透過使用大細胞上行頻帶服務其下行用戶以因應現今通訊服務對於下行傳輸資料需求量增加。小細胞的佈建必須以避免干擾大細胞為前提，因此干擾管理技術為此階層式蜂巢系統成功與否的關鍵因素。
敝人研究於階層式蜂巢系統下使用天線波束形成、功率分配與用戶排程等三維度來管理階層細胞間干擾以最大化多用戶感知小細胞總資料傳輸速率，研究聯合設計此三維度空間可達到的系統效能及大細胞與小細胞間干擾管理能力。研究成果已發表於通訊領域重要國際期刊：Meng-Lin Ku, Li-Chun Wang* and Yu-Jung Liu, “Joint Antenna Beamforming, Multiuser Scheduling and Power Allocation for Hierarchical Cellular Systems,” IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 33, No. 5, pp. 896-909, May 2015. (SCI, IF=7.172)
敝人也研究在大細胞下佈置具無線充電功能之裝置間通訊與蜂巢用戶的共存問題，分時多工大細胞基地台利用下行時間同時服務蜂巢用戶及對裝置無線充電，無線裝置利用蜂巢用戶之上行時間進行裝置間通訊以提昇頻譜使用效率，研究聯合設計天線波束形成、時間分配、裝置傳輸功率控制以有效管理蜂巢細胞與裝置間通訊的干擾問題，研究成果已發表於通訊領域重要國際期刊：Meng-Lin Ku* and Jyun-Wei Lai, “Joint Beamforming and Resource Allocation for Wireless-Powered Device-to-Device Communications in Cellular Networks,” IEEE Transactions on Wireless Communications, Vol. 16, No. 11, pp. 7290-7304, Nov. 2017. (SCI, IF=5.888)
綠能無線通訊傳輸技術
敝人研究應用於多用戶多天線多載波中繼網路（此為第四/五代無線通訊重要網路架構之一）的用戶傳輸功率分配技術，在最佳化網路可傳輸資料速率時，首先引入網路代價概念作為無線中繼網路中靜態與動態功率消耗的懲罰函數，研究代價設定對於頻寬使用效率與功率使用效率影響，提出代價迭代方式以最大化每單位能量可傳輸資料位元數，同時確保多用戶整體資料傳輸速率，設計多用戶綠能功率分配演算法。研究成果已發表於通訊領域重要國際期刊：Keshav Singh and Meng-Lin Ku*, “Toward Green Power Allocation in Relay-Assisted Multiuser Networks: A Pricing-Based Approach,” IEEE Transactions on Wireless Communications, Vol. 14, No. 5, pp. 2470-2486, May 2015. (SCI, IF=5.888)
另一重要研究成果著重於以太陽能為基礎之無線通訊系統傳輸策略研究，能量獵取技術近年來發展快速，無線通訊裝置可從周遭環境，如：太陽能、風力、震動等方式收集能量藉此延長無線通訊裝置的電池生命週期。然而常見的太陽能無線通訊面臨最大挑戰為能量獵取過程零星且隨機的特性造成能量獲取不確定性，在有限的電池容量情形下太陽能無線通訊的能源排程管理更顯得重要。以往研究文獻單純假設固定能量獲取機率模型或假設未來能量獲取資訊已知前提下研究通訊傳輸策略，而未對通訊裝置實際獲取太陽能狀態不同可能造成模型誤差問題做深入探討，敝人研究以太陽能量測資料為導向之最佳傳輸功率與調變方法，透過馬克夫決策程序設計能依據不同通道、電池及太陽能狀態即時自適應性調整通訊傳輸參數的傳輸策略。研究成果已發表於通訊領域重要國際期刊：Meng-Lin Ku*, Yan Chen and K. J. Ray Liu, “Data-Driven Stochastic Models and Policies for Energy Harvesting Sensor Communications,” IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 33, No. 8, pp. 1505-1520, Aug. 2015. (SCI, IF=7.172)
接續上述研究成果，敝人研究以太陽能為基礎的綠能合作式通訊系統，包括一個傳統源節點、一個傳統目的節點及一個依賴太陽能供電中繼節點，研究最佳合作傳輸策略與功率控制。研究成果已發表於通訊領域重要國際期刊：Meng-Lin Ku*, Wei Li, Yan Chen and K. J. Ray Liu, “On Energy Harvesting Gain and Diversity Analysis in Cooperative Communications,” IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 33, No. 12, pp. 2641-2657, Dec. 2015. (SCI, IF=7.172)
其他延伸的學術成果與發表包括：以太陽能為基礎的無線中繼通訊、以太陽能為基礎的點對點無線通訊、以太陽能為基礎的無線雙向中繼通訊等系統的合作傳輸策略與功率控制，及以太陽能為基礎的無線中繼通訊功率控制及無線充電最佳化，成果已發表於通訊領域重要國際期刊：
Wei Li*, Meng-Lin Ku, Yan Chen and K. J. Ray Liu, “On Outage Probability for Stochastic Energy Harvesting Communications in Fading Channels,” IEEE Signal Processing Letters, Vol. 22, No. 11, pp. 1893-1897, Nov. 2015. (SCI, IF=2.813)
Wei Li*, Meng-Lin Ku, Yan Chen and K. J. Ray Liu, “On Outage Probability for Two-Way Relay Networks with Stochastic Energy Harvesting,” IEEE Transactions on Communications, Vol. 64, No. 5, pp. 1901-1915, May 2016. (SCI, IF=4.671)
Keshav Singh, Meng-Lin Ku*, Jia-Chin Lin and Tharmalingam Ratnarajah, “Toward Optimal Power Control and Transfer for Energy Harvesting Amplify-and-Forward Relay Networks,” IEEE Transactions on Wireless Communications, Vol. 17, No. 8, pp. 4971-4986, Aug. 2018. (SCI, IF=5.888)
同時對於綠能無線通訊技術過去發展脈絡、現今發展及未來趨勢與研究挑戰發表一篇技術性文章於通訊領域重要國際期刊，此文章在Web of Science中引用已超過145次評定為「被高度引用的論文」，Google Citation超過248次：Meng-Lin Ku*, Wei Li, Yan Chen and K. J. Ray Liu, “Advances in Energy Harvesting Communications: Past, Present, and Future Challenges,” IEEE Communications Surveys & Tutorials, Vol. 18, No. 2, pp. 1384-1412, Second Quarter 2016. (SCI, IF=20.23)
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