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Introduction

  • 本實驗室致力於寬頻無線接取技術的前瞻性研究,希望能在有限頻寬的限制下,有效地提升頻譜使用率,以滿足使用者對寬頻無線接取快速增加的需求。

  • 除了前瞻通訊技術研究外,實驗室也注重實做訓練、英語溝通能力及團隊合作,以利於實驗室成員成為受業界歡迎的研發人才。

  • 畢業生在業界主要有以下出路:

    • 通訊軟體工程師
    • 通訊韌體工程師
    • 應用軟體工程師

  • 歷屆畢業生主要任職於以下公司:

    • 聯發科、聯詠、Garmin、ASUS、HTC、鴻海、中華電信、達創、光寶


Currently we are interested in the following aspects:

合作式通訊
(Cooperative Communications)

合作式通訊的概念在利用無線傳輸為廣播形式的特點,利用鄰近節點將收到的訊號經過處理後轉傳給接收端,以補強點對點的傳輸可能受到通道衰減的不足,這樣的概念就好像將原本在傳送端的數根傳送天線拆開散置於網路中,透過這些散佈的天線之間的合作,可以達成等同於 MIMO 的效果,提供了小型用戶裝置受限體積無法容納多天線的解決之道,這樣的機制一般稱為用戶合作中繼。另一方面,也可以在網路中配置一些固定位置的中繼站,用以輔助基地台與用戶之間的傳輸,通常稱之為固定式中繼,與用戶合作式中繼不同的是,固定式中繼站不會移動,不產生自己的訊號,與基地台和用戶之間可同步,附掛在基地台的控制之下與 用戶之間沒有安全性的問題,因此較容易實現。相較之下,用戶合作中繼的實現仍有許多挑戰,因此吸引了許多研究能量的投入。本實驗室目前在此領域的研究主要在高效率協定的設計與分析,發展低複雜度的合作式中繼機制,以克服無線通道的傳輸衰減,提升傳輸可靠度與減少延遲。

軟體定義無線電
(Software-Defined Radios)

由於無線通訊所面臨的傳輸條件容易隨著環境而變化,固定的傳輸模式無法有效提高傳輸品質,適應性的傳輸技術因此變的十分重要,軟體定義無線電技術 透過模組化的程式控制硬體元件像是放大器、濾波器、調變/解調器、天線等的運作,提供了整合硬體與通訊協定的系統建置方案與快速的原型製作,同時 亦可做為新興技術例如頻譜偵測與感知無線電等的測試與設計平台。本實驗室配備有基於美國Ettus Research LLC公司出產的 USRP 平台,搭配開放源碼的GNU Radio為軟體環境,進行訊號處理演算法、多用戶通道競爭機制、錯誤更正協定等技術的開發,並對於理論研究與實務間的整合,有莫大的益處。

節能通訊
(Green Communications)

隨著地球暖化與能源匱乏的問題日益嚴重,節能成了刻不容緩的當務之急,就通訊網路而言,節能通訊被定義為在不影響通訊品質的條件下,降低無線通訊 所造成的功率耗損,相關的研究可分為針對無線通道衰減特性而設計的接收器、傳輸接收天線的分散式佈建、快速通道接取技術等等。此外,利用低功率的嵌入式系統,與日見普及的智慧型手機結合,開發低耗能智慧型感測網路與遠端無線監控技術,亦是重要的研究方向。

   

   

   


   


劉光浩
職稱 副教授
辦公室 電機系館 92A15 (10F)
電話 +886-6-275-7575 ext.62424
E-MAIL khliu@mail.ncku.edu.tw
傳真 886-6-234-5482
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學歷

2004/1-2008/4
加拿大滑鐵盧大學電機博士

1998-2000
國立中興大學電機碩士

1994-1998
國立交通大學應用數學學士

經歷

2013/8-至今
國立成功大學電機工程系    副教授

2008/8-2013/8
國立成功大學電機工程系    助理教授

2008/5-2008/6
加拿大滑鐵盧大學電機系    博士後

2004/1-2008/4
加拿大滑鐵盧大學電機系    助教

1998-2000
台灣西門子吉悌電信            研發工程師

榮譽

2004-2007
加拿大滑鐵盧大學    國際研究生獎學金

2005-2007
加拿大滑鐵盧大學    工程學院傑出研究生獎學金

2010
最佳論文獎       IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC) 2010

2014
成功大學電資學院教學優良教師獎

專長及研究領域

  • 無線接取技術
    • 密集小細胞
    • D2D
    • 非正交多用戶接取
  • 合作式通訊
  • 軟體定義無線電
  • 基頻訊號處理
  • 無線獵能通訊
  • 無線感測網路與應用

Publication

  期刊論文

  1. "Relay selection for cooperative relaying networks with small buffers" S.-L. Lin and K.-H. Liu Submitted for review.
  2. "Temporal reuse in cooperative relay networks via destination feedback" K.-H. Liu IEEE Trans. Veh. Technol., accepted for publication.[IF 2.063]
  3. "Outage and delay performance of generalized multi-relay cooperation protocols over Rayleigh fading channels" K.-H. Liu IEEE Trans. Veh. Technol., accepted for publication. [IF 2.063]
  4. "Outage performance of cooperative relaying with fixed and best-selected mobile relays over non-identically distributed links" K.-H. Liu IEEE Wireless Commun. Lett., vol. 1, no. 5, pp. 548-551, Oct. 2012
  5. "On the performance of time-orthogonal incremental relaying based on demodulate-and-forward with distributed channel access" K.-H. Liu IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 61, no. 2, pp. 737-747, Feb. 2012 [IF 2.063]
  6. "Performance analysis of threshold relaying with random channel access over non-identically distributed Rayleigh fading channels" K.-H. Liu and H. H. Chen IEEE J. Select. Areas Commun., vol. 30, no. 9, pp. 1703-1710, Oct. 2012 [IF 3.121] [Rank 4 Influential Journal in Telecommunications] [Rank 5 Influential Journal in IEEE]
  7. "Interference-resistant cooperative wireless networks based on complementary codes" K.-H. Liu, H.-Y. Shin, and H. H. Chen Wireless Commun. and Mobile Computing, vol. 11, no. 6, pp. 692-706, June 2011 [IF 0.863] [Cite # 4]
  8. "A multi-channel token ring protocol for QoS provisioning in inter-vehicle communications" Y. Bi, K.-H. Liu, L. X. Cai, X. Shen, and H. Zhao IEEE Trans. Wireless. Commun., vol. 8, no. 11, pp. 5621-5631, Nov. 2009 [IF 2.58] [Cite # 33]
  9. "Post-filtering approach to output feedback variable structure control for single-input-single-output sampled-data systems" C.F. Lin, W.C. Su, K.-H. Liu IET Control Theory and Applications, vol. 3, no. 8, Aug. 2009 [IF 0.99]
  10. "Performance analysis of distributed reservation protocol for UWB-based WPAN" K.-H. Liu, X. Shen, R. Zhang, and L. Cai IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 58, no. 2, Feb. 2009 [IF 2.063] [Cite # 28]
  11. "Performance analysis of prioritized MAC in UWB-WPAN with bursty multimedia traffic" K.-H. Liu, X. Ling, X. Shen, and J. W. Mark IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 57, no. 4, pp. 2462-2473, July 2008 [IF 2.063] [Cite # 22]
  12. "Multi-class utility-based scheduling for UWB networks" K.-H. Liu, L. Cai, and X. Shen IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 57, no. 2, pp. 1176-1187, Mar. 2008 [IF 2.063] [Cite # 22]
  13. "Exclusive-region based scheduling algorithms for UWB WPAN" K.-H. Liu, L. Cai, and X. Shen IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 7, no. 3, Mar. pp. 933-942, 2008 [IF 2.418] [Cite # 29]
  14. "Power allocation and scheduling for ultra-wideband wireless networks" J. Cai, K.-H. Liu, X. Shen, J. W. Mark and T. D. Todd IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 57, no. 2, Mar. 2008 [IF 2.063] [Cite # 19]
  15. "Efficiency and goodput analysis of Dly-ACK in IEEE 802.15.3" K.-H. Liu, H. Rutagemwa, X. Shen, and J. W. Mark IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 56, no. 6, Nov. 2007 [IF 2.063] [Cite # 16]
  16. "An efficient resource management scheme for UWB networks with simultaneous transmissions" H. Jiang, K.-H. Liu, W. Zhuang, and X. Shen IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 6, no. 8, Aug. 2007 [IF 2.418]

  會議論文

  1. "Selection cooperation using RF energy harvesting relays with finite energy buffer" K.-H. Liu Submitted to IEEE WCNC'14.
  2. "Green cooperative relaying in multi-source wireless networks with high throughput and fairness provisioning" K.-Y. Lin and K.-H. Liu in Proc. Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC), Kaohsiung, Taiwan, Oct. 29-Nov. 1, 2013
  3. "Efficient Relay Selection in Multi-Source Cooperative Networks" W.-Y. Shen and K.-H. Liu in Proc. Computers, Communications and IT Applications Conference, Hong Kong, China, Apr. 2-3, 2013
  4. "Adaptive incremental relaying in multi-antenna fixed relay networks K.-H. Liu in Proc. IEEE International Conference on Communications in China (ICCC), Beijing, China, Aug. 15-17, 2012
  5. "Distributed incremental cooperative relaying with quantized feedback" K.-H. Liu in Proc. IEEE Globecom'11, Houston, TX, Dec. 05-09, 2011
  6. "Adaptive pairwise network coding in multi-session wireless relay networks" K.-H. Liu in Proc. IEEE WCNC'11, Quintana-Roo, Mexico, Mar. 28-31, 2011
  7. "Double threshold digital relaying for cooperative wireless networks" K.-H. Liu, in Proc. IEEE VTS-Spring'10, Taipei, Taiwan, May 16-19, 2010
  8. "A delay-bounded relaying diversity scheme in digital cooperative wireless networks" K.-H. Liu in Proc. IEEE WCNC'10, Sydney, Australia, Apr. 18-21, 2010 [Best Paper of MAC Track]
  9. "Probabilistic relay selection for fast selection cooperation in half-duplex wireless networks" K.-H. Liu and H.H. Chen in Proc. IEEE Globecom'09, Honolulu, HI, Nov. 30 - Dec. 4, 2009
  10. "A multi-channel token ring MAC protocol for inter-vehicle commmunications" Y. Bi, K.-H. Liu, X. Shen, and H. Zhao in Proc. IEEE Globecom'08, New Orleans, LA, Nov. 30 - Dec. 4, 2008
  11. "A novel overlay token ring protocol for inter-vehicle communication" J. Zhang, K.-H. Liu, and X. Shen in Proc. IEEE ICC'08, Beijing, China, May 19-23, 2008
  12. "Delay analysis of distributed reservation protocol with UWB shadowing channel for WPAN" K.-H. Liu, X. Shen, R. Zhang, and L. Cai in Proc. IEEE ICC'08, Beijing, China, May 19-23, 2008 [nominated for the best paper award]
  13. "A novel performance model for distributed prioritized MAC protocols" X. Ling, K.-H. Liu, Y. Cheng, X. Shen, and J. W. Mark in Proc. IEEE Globecom'07, Washington, DC, Nov. 26-30, 2007
  14. "Performance analysis of hybrid medium access protocol for wireless PANs" L. X. Cai, K.-H. Liu, H. Rutagemwa, X. Shen, and J. W. Mark in Proc. IEEE CCNC'07, Las Vegas, NV, Jan. 11-13, 2007, pp. 445-449
  15. "Effective scheduling for UWB networks using discrete stochastic optimization" K.-H. Liu, L. Cai, and X. Shen in Proc. IEEE CCNC'07, Las Vegas, NV, Jan. 11-13, 2007, pp. 624-628
  16. "Distributed medium access control in pulse-based time-hopping UWB wireless networks" H. Jiang, K.-H. Liu, Z. Whuang, and X. Shen in Proc. IEEE Globecom'06, San Francisco, CA, Nov. 27-Dec. 1, 2006
  17. "Performance enhancement of medium access control for UWB WPAN" K.-H. Liu, L. Cai, and X. Shen in Proc. IEEE Globecom'06, San Francisco, CA, Nov. 27-Dec. 1, 2006
  18. "Post-filtering output feedback variable structure control" C.F. Lin, W.C. Su, and K.-H. Liu in Proc. American Control Conference, Portland, OR, June. 8 - 10, 2005, pp. 4655-4660
  19. "Power allocation and scheduling for MAC layer design in UWB networks" J. Cai, K.-H. Liu, X. Shen, J. W. Mark, and T. D. Todd in Proc. 2nd Int. Conf. QoS in Heterogeneous Wired/Wireless Networks (QShine'05), Orlando, FL, Aug. 22-24, 2005
  20. "Efficiency and throughput analysis of Dly-ACK in WPANs" K.-H. Liu, H. Rutagemwa, X. Shen, J. W. Mark, and P. H. Ho in Proc. IEEE BROADNETS'05, Boston, MA, Oct. 3-7, 2005, pp. 525-532

  專書論文

  1. K.-H. Liu, L. Cai, X. Shen, “Resource allocation for ultra wideband wireless personal area network,” Unlicensed Mobile Access Technology: Protocols, Architectures, Security, Standards and Applications, Y. Zhang , L. T. Yang , J. Ma (Eds.), CRC Press-Taylor & Francis Group: UK, ISBN: 978-1-4200-5537-52, 2008, pp. 325-347.
  2. H. Jiang, K.-H. Liu, W. Zhuang, and X. Shen, “A distributed solution for resource allocation in UWB wireless PANs,” Emerging Wireless LANs, Wireless PANs, and Wireless MANs: IEEE 802.11, IEEE 802.15, 802.16 Wireless Standard Family, Y. Xiao and Y. Pan (Eds.), John Wiley & Sons, Inc.: NY, USA, ISBN: 978-0-471-72069-0, 2009, pp. 299-318.
   

  國科會計畫

  • 97.11-98.10
  • 98.8-99.7
  • 99.8-100.7
  • 100.8-101.7
  • 100.2-101.1
  • 101.8-103.7
  • 103.8-104.7
  • 無線合作式網路的傳輸控制策略之研究 (主持人)
  • 在多用戶無線網路達成合作多樣性及其實現 (主持人)
  • 新世代行動通訊網路之無線中繼技術分析與設計 (主持人)
  • 節能及高移動性通訊技術之研究-子計畫四:在移動衰減通道下達成高能源效率的合作式中繼技術之研究 (主持人)
  • 補助學者提昇國際影響力試辦方案拋光計畫 (共同主持人)
  • 在具有多訊號源與多天線節點的無線網路實現分散式合作通訊 (主持人)
  • B4G系統密集小細胞相關技術之研究-子計畫三:密集小細胞系統干擾建模與負載控制之研究 (主持人)

   

  指導學生之特殊榮譽

  • NI RF Contest 2014 獲得軟體無線電系統組第二名
  • 2014 NI應用徵文競賽獲得獲得RF與通訊組第二名
  • 聯發科穿戴式暨物聯網裝置競賽入圍決賽
  • 獲得2013年中華民國斐陶斐(Phi Tau Phi)榮譽學會會員
  • 獲得2012 MATLAB & Simulink 技術與應用文章論文獎
  • 獲得2011年全國電信研討會最佳學生論文獎
  • 學生: 鄧安哲、蔡瓊慧
  • 學生: 黃汶斌、林濬智、孔德琳、葛庭瑞、黃程懋
  • 學生: 蕭羽容、游婷怡
  • 學生: 沈維毅
  • 學生: 林炫利
  • 學生: 郭明豪

   

  設備

   

USRP X310

The Ettus Research USRP X310 is a high-performance, scalable software defined radio (SDR) platform for designing and deploying next generation wireless communications systems.
The hardware architecture combines two extended-bandwidth daughterboard slots covering DC – 6 GHz with up to 120 MHz of baseband bandwidth, multiple high-speed interface options (PCIe, dual 10 GigE, dual 1 GigE), and a large user-programmable Kintex-7 FPGA in a convenient desktop or rack-mountable half-wide 1U form factor.

   

PXIE-1085/with PXIE-8374 6674 5646 board

The NI PXIe-1085 18-slot chassis features a high-bandwidth, all-hybrid backplane to meet a wide range of high-performance test and measurement application needs.
The hybrid connector type in every peripheral slot enables the most flexibility in terms of instrumentation module placement.

   

  位置

實驗室

台南市大學路一段 國立成功大學
自強校區 電機系館 92975 室 (9F)


 

    Lab Life

Member

105級

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許博閔 (博一)

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楊雯惠 (碩一)

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梁文䕒 (碩一)

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邱奕棠 (碩一)

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李彥樺 (碩一)

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賴鵬宇 (碩一)

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104級

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吳奕蓉 (碩二)

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陳柔伊 (碩二)

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朱慶芸 (碩二)

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郭奕佑 (碩二)

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黃則惟 (碩二)

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畢業學長姐

103級

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薛詩潁 (畢業)

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游婷怡 (畢業)

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蕭羽容 (畢業)

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張弘明 (-)

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102級

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黃汶斌 (畢業)

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林濬智 (畢業)

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孔德琳 (畢業)

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黃程懋 (畢業)

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葛庭瑞 (畢業)

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101級

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張耀庭 達創

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楊子晉 光寶

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李郁賢 聯詠

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周冠廷 -

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陳宣佑 中華電信

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100級

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沈維毅 鴻海

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林炫利 訊舟

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林冠宇 環鴻

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郭明芳 ...

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林琮淳 ...

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Senior Project

以軟體無線電實現合作式中繼技術

106級 詹士慶

所謂的「合作式通訊」就是系統由Source(來源端)、Relay(中繼站)、Destination(目的端)所組成。在硬體實作中,透過電腦LabVIEW設計的程式,連接並控制硬體模組USRP,便能將資料從傳送端,經過中繼站再轉傳給接收端解調,完成整個轉傳過程。實作的結果:電腦模擬部份,驗證Relay確實可以減少訊號受到距離衰減的影響,將其置於Source與Destination中點並進行解碼判斷都可大大降低錯誤率,有效提升整個系統的品質。

合作式通訊之解碼與轉發中繼站分析改善

106級 黃雅涵

長期演進技術(簡稱LTE)是現今發展4G的高速無線通訊標準。但在過於高速的移動下,LTE無法提供穩定的傳輸,容易產生斷訊。因此,在高速移動的狀況下,改善與修復LTE的表現是我們的主要目標。所以這個專題的主要目標為分析與改善傳輸中繼點的表現,以及完成使用中繼點的模擬結果。

合作式通訊之能量傳輸

106級 李俊翰 葉俊佑 杜軍

無線裝置的發展一直以來都受到了電池有限的電量所侷限,而在RF enabled WET(無線能量傳輸)科技有了最新的突破, 名為WPC(無線充電通訊),然而該技術還有許多困難待我們解決。
本次專題用我們目前知道的知識來模擬無線充電的環境,以程式碼模擬出基本Energy Harvested的環境, 試著以3個中繼站加上隨機並大量的資料當作訊號來源,將每筆結果統計起來,看是否符合實際情況。

正交分頻多工

105級黃智鉉

傳統多載波系統在頻寬的使用、跟抗頻率選擇衰減上有很大的缺陷。所以利用大量正交子載波的調變方式跟傳統多載波結合期望能有效解決問題,並透過模擬來幫助驗證。藉由大量鄰近正交子載波來減少頻寬使用量,並且對抗頻率選擇性衰減。此外亦利用保護區間的設計來對抗ICI,更進一步用循環字首來對抗ISI所帶來的問題。

以BPSK調變通過Rayleigh fading通道之展頻通訊

105級 李彥樺 邱奕棠

展頻通訊原運用於軍方,是一種將訊號加密傳輸的技術,大致分為直接序列展頻DSSS和跳頻展頻FHSS,本次藉由LabVIEW經實作一個簡易的DSSS系統,使用C語言與LabVIEW程式進行模擬,藉由模擬結果了解DSSS的特性,幫助理解展頻通訊。

開放式基地台

104級 陳發大

利用OpenBTS、USRP與GNU-Radio架設一個開放式基地台來進行語音通話。

QPSK時變衰減通道系統與馬可夫鏈模型

104級 黃則惟 楊孟杰

Jakes是適用於都市的通道模擬模型,根據模型得到的參數,對電磁波傳輸的解調有幫助,希望透過研究結果,取得統計數據,幫助理解通訊系統。利用C++執行每一單筆符號(Symbol),從調變、通道、到解調,二元判斷其結果,統計位元錯誤率(BER),輸出到Matlab上作圖。