創新前瞻行動通訊科技 高效節能硬體與演算法

從智慧型手機到自駕車、無人機、低軌衛星，未來的世界將有數十億個裝置同時連上網路。 如何在高速傳輸的同時，仍維持低耗能、高可靠度與即時反應，是 B5G（Beyond 5G）與 6G 通訊技術最重要的挑戰。

榮獲國科會114年度傑出研究獎的國立國立中山大學通訊工程研究所李志鵬特聘教授投入無線通訊研究已超過 30 年，近年研究聚焦於兩大主軸：「突破 VLEC 編碼極限：從理論研究到實務應用」，以及「運用AI技術、引領 B5G/6G 通訊發展：建立多元技術體系」。 這兩大方向共同指向「高效節能硬體與演算法」，希望讓未來通訊系統不僅速度更快，同時兼具低耗能與智慧決策能力。

突破 VLEC 編碼瓶頸

在通訊與資訊系統中，可變長度錯誤更正碼（VLEC）是一種兼具資料壓縮與錯誤修正能力的編碼技術，可提升傳輸效率。 然而，傳統 VLEC 研究受限於搜尋運算量會隨碼字數目呈指數增長，數十年來國際學界多侷限於 26 個英文字母等小型編碼系統。

李志鵬教授自 2013 年開始投入 VLEC 研究，首先成功開發新的演算法，大幅提升搜尋速度，並進一步研究編碼規則以降低運算複雜度。在同時考慮平均碼長及錯誤率的情況下，搜尋成果接近最佳，並且可以應用到以往無法想像的 256 甚至更多個碼字。 這項突破大幅提升 VLEC 的實際應用可能性，為大型資料傳輸、物聯網及未來高速通訊系統開啟新的發展空間。

運用AI技術推動B5G/6G通訊演進

隨著 5G 進入商轉，李志鵬教授近年的研究議題聚焦於 B5G/6G 技術之開發，並積極導入人工智慧、機器學習與深度學習等方法。他在無線通訊領域使用 AI 進行系統最佳化，已發表相關 IEEE 期刊論文超過 90 篇，在多個議題上大幅提升系統效能。

這些研究包括：可重構智慧反射面（RIS）、3D 通訊（無人機 UAV、非地面網路 NTN）、非正交多重接取（NOMA）、速率分割多重接取（RSMA）、車用網路與行動邊緣計算、整合通訊與感測（ISAC）、超可靠低延遲通訊（URLLC）等關鍵技術。其中在智慧反射面、無人機通訊及邊緣運算等三個熱門領域，其論文影響力指標 FWCI 皆位居全臺學者前 3 名，顯示研究成果已獲得國際高度關注。

從城市到天空的智慧通訊

在未來智慧城市中，基地台訊號可能因建築物遮蔽而衰減，如何兼顧覆蓋與能耗是一大課題。 可重構智慧反射面（RIS）技術可讓建築外牆如同「智慧鏡面」，自動調整電磁波反射方向，將訊號引導至原本無法接收的位置，藉此改善覆蓋範圍並降低基地台的發射功率需求。

另一方面，3D 通訊結合無人機（UAV）與非地面網路（NTN），可在災害發生造成地面基地台受損時，迅速建立空中臨時通訊節點，恢復區域通訊能力。再結合低軌衛星與地面網路的整合架構，未來可望建立空地整合的 6G 網路，讓城市、偏鄉及空域載具都能維持穩定且高效的連線服務。

高效節能與國家科研布局

在上述技術體系中，AI 演算法不僅用來提升頻譜使用效率，也用於降低能源消耗，讓大量裝置能在有限資源下同時穩定連線。 從 VLEC 編碼、RIS、3D 通訊，到 NOMA、RSMA、ISAC、URLLC 等技術，均朝向更智慧、更綠色的通訊系統演進。

歷年來，李志鵬教授已發表超過 300 篇論文，其中包含 140 篇 IEEE 期刊論文，並獲得中華民國、美國、歐盟等各國專利超過 70 件，研究成果涵蓋理論創新、演算法設計及系統實作。 此外，他曾任國家科學及技術委員會工程處處長，期間推動半導體、淨零、無線通訊、太空衛星及國防科技等國家重點領域計畫，並積極促成臺灣與美國、德國、法國等國的科研合作，對國家科技發展與人才培育貢獻卓著。

邁向 AI-Native 與綠色 6G

面向 6G 時代，通訊技術不再只是追求更高的傳輸速率，而是朝向 AI 原生（AI-Native）、非地面網路（Non-Terrestrial Networks）與綠色節能（Green Communications）的智慧網路發展。透過 VLEC 編碼突破與 AI 技術在多元技術架構訊系統中的整合，李志鵬教授的研究正為下一代行動通訊打造更智慧、更可靠且更高效節能的基礎。

未來，不論身處城市、偏鄉或空中與太空場域，人們都有機會享有高速、安全且低耗能的通訊服務，真正實現無所不在的智慧連網生活。

資料來源: 國科會114年度傑出研究獎得獎人網頁_李志鵬國立中山大學通訊工程研究所特聘教授