文／曹咏萱 資科工碩士生

講者Joseph R. Cavallaro來自於美國的萊斯大學(Rice University)，現在是電腦工程(Electrical and Computer Engineering)學系的教授和副主任。他的研究領域主要涵蓋了計算機算數(Computer Arithmetic)及DSP, GPU, VLSI等架構在無線通訊上的應用。

本次演講的主題是關於無線通訊在6G網路系統上的進階應用，從架構設計、面臨的挑戰，一路到他們最新的研究方向。6G無線通信系統包括多種先進的算法，以提供高速數據傳輸和更高的效率。所有這些無線算法在實現實時性能時，都會面臨不同的挑戰，包括計算、通信和I/O瓶頸，以及面積、時間和效能之間的權衡等。

大規模MIMO系統隨著基站天線數量的增加，對高速數據、低延遲和擴展性需求的也隨之上漲，基帶處理的分散化(Baseband processing decentralized)就成了當中很重要的技術，將巨大的計算任務分配到多個節點或單元，而不是集中在單一的實體中來處理。Prof. Cavallaro的團隊設計了一系列的算法來保證這些節點的計算結果在合成的時候能夠盡可能減少資訊的損失，並在分散式處理單元之間保持精確的同步。

此外，射頻功率放大器(power amplifier, PA)是MIMO系統中一個很重要的核心元件，確保發射信號具有足夠的功率來克服路徑損耗並到達目標用戶或接收端。PA在非線性區域工作時效率最高，但非線性會降低波束形成的準確性並引入用戶間干擾，使得使用者無法得到最佳的服務，因此需要通過數字預失真(DPD)技術進行補償。在Prof. Cavallaro的研究中，他們將DPD放置在射頻功率放大器之前並設計DPD的核心組成來解決這個問題，並透過相鄰信道泄漏比(Adjacent Channel Leakage Ratio, ACLR)的數據來驗證他們的研究結果。

同時，Prof. Cavallaro也介紹了幾個無線網路的測試平台。3DML CCRI Project是一個無線領域中的機器學習平台，能夠自動收集使用者自定義的資料集。POWDER-RENEW提供最先進的無線電、計算、存儲和雲資源，讓研究人員可以在規模化的現實環境中，獲得有價值的無線基礎設施進行實驗。

他們結合了這些現有平台的經驗，在今年夏天開始了設立一個新測試平台的計畫。在這個項目中，Houdini是一個支持新頻段的軟件定義無線電系統，能夠同時訪問多個頻段，並生成多樣化的數據集，以支持先進的AI/ML研究。同時，這個平台也支援一些顛覆性的服務，例如無線感知(Wireless Sensing)和無線成像(Wireless Imaging)。它們擴展了傳統通信系統的應用範疇，提供了新的功能和應用場景。這些技術不僅限於通信和數據傳輸，還能使無線設備進行環境監測、物體檢測、定位追蹤等多種感知任務。

Prof. Cavallaro在這場演講中介紹了一系列自己的研究，很感謝能有這個機會見識到一流大學學者的研究成果，大開眼界的同時也收穫了許多心得。