聯盟中心簡介

 

  1. 全程計畫背景
  2. 全程計畫目標
  3. 全程計畫架構及運作

 

一、全程計畫背景

隨著5G技術的商業化應用逐漸普及，全球電信商積極推動應用，如智慧工廠、智慧城市、自駕車等，人們對於下一代移動通訊技術—B5G/6G的關注度也越來越高。B5G/6G被認為是未來網路的核心技術之一，6G預計於2030年左右推出，將具備更高頻譜效率、極低延遲及 AI 驅動的網路架構，支援太赫茲 (THz) 通訊、衛星與地面網路融合等新技術，將帶來更高傳輸速度、更低延遲、更大連接數量和更多應用場景。在國際上，各大技術企業和研究機構都在積極探索和研發B5G/6G技術，以期在未來的全球通信市場中取得競爭優勢。

另一方面，隨著全球物聯網(Internet of Things，IoT)應用的快速發展，低功耗廣域網路(Low Power Wide Area Network，LPWAN)已成為物聯網設備使其能夠長距離連接、低功耗運行以及大規模部署的關鍵技術，並廣泛應用於智慧城市、農業監控、環境感測、物流追蹤等領域。然而，倘若地面基礎設施在偏遠地區、深山叢林以及海洋環境中，因通信覆蓋能力有限，導致許多物聯網應用無法順利推廣。以臺灣為例，因為地形複雜，中央山脈及沿海地區的特殊環境對地面通信基礎設施的建置造成挑戰，使得第五代行動通訊技術(5th-Generation Mobile Communication Technology，5G)等地面網路難以全面覆蓋。而人造衛星中的低軌衛星(Low Earth Orbit Satellite，LEOS)運行於距地球約300至2,000公里的低地球軌道，例如太空站，其繞行地球一圈約需90分鐘，並具備全球覆蓋、低傳輸延遲和不受地形限制等優勢，將可有效解決多領域長期以來的通信瓶頸，提供了可行的解決方案。

智慧節能和B5G/6G是兩個相互關聯的主題，其共同推動著未來綠色智慧城市的發展。智慧節能主要是指利用智慧化技術和節能技術，實現對城市能源的高效管理和利用，從而降低能源消耗、減少二氧化碳排放，達到綠色低碳的目標。而B5G/6G則是未來行動通訊技術的發展方向，其可以提供更高效的通訊連接和更強大的網路容量，從而支持智慧城市的各種應用，如智慧交通、智慧能源等。智慧節能和B5G/6G的相互關聯主要體現在以下幾個方面：

  • 智慧能源管理：智慧城市需要實現對能源的高效管理和利用，而B5G/6G可以提供更強大的通訊網路，從而實現對能源的實時監測和控制。通過B5G/6G的技術支持，智慧城市可以實現能源的自動化控制和調節，從而實現節能減排的目標。
  • 智慧交通管理：智慧城市需要實現對交通的智慧化管理和調節，而B5G/6G可以提供更強大的通訊網路，從而實現對交通的實時監測和控制。通過B5G/6G的技術支持，智慧城市可以實現交通的自動化控制和調節，從而實現減少交通擁堵和減少能源消耗的目標。

B5G/6G將在各個行業和地理區域普及使用，適合需要非常高數據速率的更高級服務和應用，亦使得網路中基地台佈建變得更加密集，使用更多天線、更大帶寬和更多頻段；有鑑於此，B5G/6G對環境的影響將更需要得到控制。隨著無線通訊技術的快速發展，B5G/6G通訊網路將帶來更多的設備連接和數據傳輸需求。然而，現有的通訊網路基地台和設備的能源消耗龐大，導致通訊網路的能源效率面臨挑戰。因此，研究開發節能的通訊技術和解決方案，以支援節能網路運營，也成為了重要研究方向。

在台灣，5G產業鏈涵蓋電信運營商、晶片與設備製造商、應用開發商等領域。電信業者如中華電信、遠傳與台灣大哥大持續推動5G應用落地，例如智慧工廠、遠距醫療、車聯網等。而在半導體產業，台積電與聯發科則專注於5G/6G晶片研發，包括射頻技術、AI通訊處理等關鍵技術。資通訊設備供應商如中磊、明泰等企業也積極開發5G網路設備，並尋求與國際市場接軌。然而，台灣企業在國際標準制定與專利佈局方面仍有提升空間，未來需強化與國際標準組織的合作，以提高技術話語權。此外，5G產業應用尚未完全普及，如何推動商業模式成熟，將影響6G的未來發展。

目前，全球的B5G/6G研究和開發主要集中在美國、中國、歐洲、韓國和日本等國家和地區。這些地區在無線通訊技術、物聯網、人工智慧、半導體、雲計算等領域都具有優勢，並且投入了大量的研發資源和人才。特別是中國和美國在B5G/6G領域的競爭非常激烈，兩國都把B5G/6G作為國家戰略和重點發展項目，並且加大了對人才培育和技術研發的投入力度。

B5G/6G的發展將為台灣的科技人才帶來新的發展機遇和挑戰。目前國內已有多所大學開設B5G/6G相關課程，涵蓋無線通訊、AI應用、網路安全等領域。同時，學界與產業界也透過產學合作推動技術研發，例如工研院與電信業者共同研究6G通訊技術。然而，目前仍面臨幾項挑戰。首先，5G/6G相關領域的人才需求殷切，但專業人才培育速度較產業發展趨勢緩慢，導致高階通訊工程、AI與資安領域出現人才缺口。其次，6G技術涉及AI、雲端運算、量子通訊等跨領域技術，傳統通訊工程學程難以涵蓋完整的知識體系，因此需要更綜合的跨領域學習架構。此外，台灣學界在國際標準制定的參與程度仍有限，未來應加強與3GPP、ITU等國際標準組織的接軌，以提升台灣在全球市場的競爭力。

綜合而言，台灣在5G產業發展已取得一定成就，但面對6G時代的來臨，仍需加速技術研發、提升標準參與度並培養高階通訊人才。有鑑於此，本計畫將設立以「智慧節能網路」重點技術主題為核心的全國性跨校教學聯盟「智慧節能網路跨層系統整合教學聯盟」，以陽明交通大學為中心學校，清華大學與臺北大學為夥伴學校，建立具跨層次系統整合特性之教學資源，並強化與國際趨勢及產業需求接軌，透過共享教學資源以提高我國大學校院下世代行動通訊技術教學能量，以培育具系統觀及國際觀的行動通訊專業人才。

二、全程計畫目標

本「行動通訊主題式跨層次系統整合教學聯盟計畫」於112年7月13日核定，為達成智慧節能網路跨層系統整合教學聯盟之具體目標，積極迅速成立本聯盟的組織架構開始運作，建立本計畫的計畫架構並開始執行。全程計畫目標為：

  • 本教學聯盟擇定「智慧節能網路」重點技術主題訂定人才培育發展目標，建立具跨層次系統整合特性之教學資源，並強化與國際趨勢及產業需求接軌，透過共享教學資源以提高我國大學校院下世代行動通訊技術教學能量，以培育具系統觀及國際觀的行動通訊專業人才。執行重點如下：
    ✔ 配合B5G/6G尖端技術主題「智慧節能網路」，開發尖端技術課程模組系列
    ✔ 著重跨層次系統教學能量，開發PBL跨層次系統整合實作平台和教材
    ✔ 針對前瞻技術與國際發展趨勢，開發前瞻技術數位化微課程
    ✔ 因應多元化學習需求，辦理行動通訊實務競賽
圖1、智慧節能網路跨層系統整合教學聯盟之重點工作項目
  • 尖端技術課程模組系列發展：開發可支援智慧節能網路系統整合需求的B5G/6G尖端技術課程模組系列，提出該領域課程地圖規劃。將發展6個模組系列並完成試教，每一系列需包含至少3個模組，並依課程內容設定不同分級，且每個模組涵蓋約6小時之課程教材。設計之模組可獨立運用推廣(如：未來可融入各校現有課程、或結合其他教材發展為新課程開授等)。規劃之模組如下：
    • 系列模組A：智慧節能網路應用
    • 系列模組B：節能網路技術
    • 系列模組C：核心網路與基站
    • 系列模組D：人工智慧與節能網路
    • 系列模組E：低軌衛星節能應用與管理
    • 系列模組F：低軌衛星LoRa節能物聯網技術與應用

    其中，第一期計畫擇定系列模組A「智慧節能網路應用」、系列模組B「節能網路技術」與系列模組C「核心網路與基站」進行發展。第二期計畫擇定系列模組D「人工智慧與節能網路」、系列模組E「低軌衛星節能應用與管理」與系列模組F「低軌衛星LoRa節能物聯網技術與應用」進行發展。

  • PBL跨層次系統整合平台與教材發展：依據選定主題，以問題/專案導向學習法(problem/project-based-learning，PBL)為基礎，規劃與開發跨層次系統整合實作平台及實驗教材，並提出PBL授課規劃。
    • 第一期：規劃實作平台P1「智慧節能數據管理與分析平台」，該平台為使用統一化的通訊協定使感測器可以使用NB-IoT、LoRa、5G/B5G/6G、WiFi 6、WiFi 7等技術將數據傳輸到平台中，並提供安全可靠的API介面供各式應用存取。另外提供NB-IoT實務教材模組，可以用於教學和行動通訊實務競賽，有助於引導學生開發智慧節能與物聯網的示範應用。
    • 第二期：規劃實作平台P2「高效率節能人工智慧模型服務平台」將結合人工智慧技術，基於雲端技術實作出一個高效率節能人工智慧模型服務平台，連接實作平台P1智慧節能數據管理與分析平台收集之感測器數據，可透過本平台利用人工智慧及統計等方法模型來進行數據分類分析或預測數據走向，並根據分析/預測結果實作出具有智慧節能目的的應用，如能耗分析、智慧控制等，以實現對能源的精確節約和控制。
  • 前瞻技術數位化微課程發展：邀請國內外相關專業之知名學者和產業界人士進行教授，製作數位化微課程並進行推廣。全程計畫將發展8門前瞻技術數位微課程，邀請技術領域知名之國內外學者或產業界人士進行演講活動，並以活動錄影內容為基礎，編修並發展為數位化。除教育部指定網站外，將放置於本教學聯盟所建置之YouTube技術專區，持續進行後續推廣。

    第一期規劃微課程主題如下：

    • 微課程M1：6G綠能通訊傳輸技術
    • 微課程M2：6G智慧模型節能技術
    • 微課程M3：Light-Weight ML Aided IoT for Smart Environments
    • 微課程M4：Connect-compute Energy Efficient Techniques for 6G Wireless

    第二期則規劃下列主題：

    • 微課程M5：次世代沉浸式網路應用
    • 微課程M6：次世代人工智慧優化網路
    • 微課程M7：6G網路標準制定和演變
    • 微課程M8：次世代網路資訊安全與隱私保護
  • 行動通訊實務競賽：配合總辦公室協調規劃，由本教學聯盟及教育部補助「下世代行動通訊垂直應用示範基地計畫」所推動成立之示範基地團隊共同辦理行動通訊實務競賽。第1期計畫第1年需完成行動通訊實務競賽規劃辦法。於計畫第2、3、4年與本計畫其他聯盟分年共同辦理3場實務競賽，並主辦至少其中1場競賽。
  • 推廣交流活動：舉辦各類推廣交流活動，積極推廣所發展之教學資源(如：辦理進修研習課程、成果展示等)，以提升國內B5G/6G行動通訊跨層次系統整合教學能量。建置聯盟交流網站，並維護與推廣聯盟計畫相關資訊及提供國內教師相關諮詢服務。配合教育部規劃，建置、維護與推廣計畫教學資源於本教育部指定之網站、辦理年度成果發表會及成果彙編等相關工作。

三、全程計畫架構及運作

聯盟計畫由中心學校陽明交通大學主辦，由夥伴學校清華大學與臺北大學協辦，第二期更擴展納入四所學校：宜蘭大學、臺北科技大學、中正大學及南臺科技大學。中心學校主要負責進行整體計畫之規劃與推動，夥伴學校則是第1期優先邀請協助本計畫主要工作項目的主持人所屬學校加入，如協助PBL跨層次系統整合平台的清華大學黃能富特聘教授以及協助尖端模組課程發展的臺北大學的陳裕賢特聘教授。第2期則邀請協助尖端模組課程發展的臺北科技大學潘孟鉉教授、宜蘭大學陳懷恩教授、中央大張貴雲教授及南臺科技大學許子衡教授的所屬學校加入。

中心學校將協同夥伴學校依重點技術主題，推動發展跨校協同共享教學資源模式，並協調規劃各校分工項目、建置聯盟內各學校間之溝通交流機制、管控計畫執行進度與經費運用等事宜。各夥伴學校則需整合其校內相關教學資源，配合中心學校規劃，積極參與所屬聯盟體系各項運作事宜，並透過持續與聯盟內各學校或聯盟以外的相關團隊進行合作交流，擴大聯盟教學資源之運用效益。聯盟計畫之組織架構圖如圖2所示，包括聯盟行政(聯盟辦公室)、尖端技術課程模組發展、PBL跨層次系統發展、前瞻技術數位化微課程、行動通訊實務競賽及推廣活動等，由子計畫再細分為工作項目。

圖2、聯盟計畫之組織架構圖

 

  • 聯盟計畫辦公室：掌管聯盟計畫行政事務，由聯盟計畫主持人曾煜棋終身講座教授及專、兼任行政助理共同組成。負責聯盟計畫網路交流平台及教學資源網站之建置維護與推廣、聯盟計畫各子項工作之協調及計畫執行進度與經費之管控及核銷。
  • 諮詢委員會：由聯盟計畫主持人召集，邀請行動寬頻產業界、政府部門、學術界、及研究界專家組成，委員會組成人數應3人以上，其中業界專家至少1人，負責指導聯盟計畫推動方向，督導聯盟計畫業務推動事宜及評估計畫執行成效。諮詢委員會相關行政事務，由聯盟計畫辦公室負責辦理。每年召開一次諮詢委員會，邀請本聯盟之資訊委員指導聯盟計畫推動方向、督導聯盟計畫推動業務，並藉由成員之進度報告評估計畫執行成效。
  • 尖端技術課程模組發展小組：由聯盟計畫主持人召集尖端技術課程模組主持人與各教材發展教師及其教學助理組成，負責重點領域課程教材發展與推廣相關事務。
    • 系列模組A：智慧節能網路應用（陽明交通大學黃仁竑教授）
    • 系列模組B：節能網路技術（臺北大學陳裕賢特聘教授）
    • 系列模組C：核心網路與基站（陽明交通大學連紹宇副教授）
    • 系列模組D：人工智慧與節能網路（臺北科技大學潘孟鉉教授）
    • 系列模組E：低軌衛星節能應用與管理（臺北大學陳裕賢特聘教授）
    • 系列模組F：低軌衛星LoRa節能物聯網技術與應用（南臺科技大學許子衡教授）
  • PBL跨層次系統發展小組：由PBL跨層次系統發展主持人清華大學黃能富特聘教授召集，負責設計規劃PBL跨層次系統整合平台與教材開發。
  • 前瞻技術數位化微課程小組：由前瞻技術數位化微課程主持人陽明交通大學王蒞君講座教授(第1期)與中央研究院王志宇研究員(第2期)召集，針對智慧節能網路主題，邀請國內外相關專業之知名學者和產業界人士進行教授，製作數位化微課程並進行推廣。
  • 行動通訊實務競賽及推廣活動小組：由PBL跨層次系統發展主持人清華大學黃能富特聘教授籌劃協助辦理行動通訊實務競賽。推廣活動則由陽明交通大學童莉萍研究員協助規劃推動。