Mccc lab

1. 1交通大學電機所
行動通訊雲端運算實驗室 (MC3 Lab)
 王蒞君教授 ( 工四館 813、電資中心 5 1 6 )


交大電機系特聘教授
交大資訊系合併教授
 研究領域 :



第五代行動通訊
行動雲端服務與可程式化網路
巨量資料分析
 榮譽榜


IEEEFelow
國科會傑出研究獎
 實驗室理念 : 學生為本、創意為先

2. 2交通大學電機所
實驗室成員、活動

3. 3
intelligentInternetofThings(iIoT)
Social
Mobile Cloud
Big-DataAnalytics
Security
BeterHealthcare  CognitiveComputingSaferPlanet
Information
交通大學電機所

4. 4
Zion
Server
Extreme
OpenFlow
Switch
OpenFlow
Controller
NCTU OpenFlow-based
Datacenter Testbed
 Zion Servers





70 Nodes
560 Cores (4Core/CPU;2CPUs/Node)
3.36TB Memory
140TB HD
Emulate 490~2000+ VMs


Extreme OpenFlow Switch x 8
NOX OpenFlow Controller
ProductionNetwork
Machine Machine …. Machine
OpenFlow
Controller
Software-Defined Network
OpenFlow ManagementNetwork
英業達捐贈價值： 727萬
交通大學電機所

5. 5交通大學電機所
Modify
Filter /
Sample
ClassifyClassify
FuseFuse
Annotate
Filter /
Sample Modify Annotate
ScoreScore
Windowed
Aggregates
Windowed
Aggregates
AnalyzeAnalyze
5
IBM InfoSphereStreamsfori-IoT
Other
sensors  InfoSphereStreams為 IBM 所開發之先進即時巨量資料分析平台，透過分散式 的硬
體資源及各種資料擷取、分析工具，讓使用者能快速開發各式應用程式， 其
強大的處理能力可處理數以百萬計之多重來源資料。
 跨領域整合平台 : 數位訊號處理、資料庫、分散式計算機系統

6. 6
3MajorServicesin5GTime Domain
交通大學電
Sp
機
at
所
ialDomain EmotionalDomain

7. 7
KeyTechniquesfor5GWireles
2001 2005 2010
Service Network
Access Network
Radio Technology
Terminal
Technology
Core Network
2G Services
(Computer-
centric)
Ubiquitous Services
(Network-centric)
UMTS
Programmable
Networks (SDN)
IPBackbone
Cellular
WLAN
PAN
Ad Hoc
Intelligent Ubiquitous
Access
CDMA
TDMA
Integrated Aggregated
Multiple Access
MIMO
Network
MIMO
OFDMA
Single-
mode
Multi-mode Reconfigurability Cloud-based
Cognitive
Devices
2015
Mobility OoSModular
Protocol
交通大學電7 機
所
TRDMA
Full Duplex
FDD/TDD
coexisting
Massive MIMO
Small Cells
and HetNet

8. 8交通大學電機所
Research Projects
1. MasiveMIMOformm-WaveSmalCelularNetworks(MOST105-2221- E-009-
010-MY3)(科技部 2016~2018)
2. Software-DefinedHeterogeneousRadioAces Network(前瞻技術大產學 計畫 )
3. InteligentInterferenceMitigationandEnergySavingforGrenLTE
Femtocels（ i-Femto)科學工業園區研發精進產學合作計畫 (2016)
4. ElderlyPeopleHealthStateMonitoring:AnIntegratedMachineLearning
andSocialDataAp roach(MOST-Taiwan/JST-JapanCoperation(2017~ 2019)
5. IndustryBigDataAp licationResearch:BigDataAnalyticsand
MaintenancePredictionforSDDrilingMachine(MOST105-2634-F-009
-003)(科技部 2016~2017)

9. 9
第五代行動通訊
1.先進無線通訊系統核心技術：與聯發科技合作，設計下世代無線寬頻通訊中異質性網路細胞架
構，並結合多點合作傳輸、智慧型天線、功率控制和頻譜再使用之技術，以增加系統頻譜使用效
率及減少細胞間干擾。
2.雲端無線接取網路技術：與中華電信研究所合作，針對在具有小型基地台的雲端無線接取網路
環境中，設計 SmalCelEnhancement技術、 MassiveMIMO技術、以及 C-RAN節能技術，進 而設
計一個具高效能之雲端控制器。
交通大學電機所
下世代無線通訊系統之異質性細胞架構 :
Basebandpol
C-RAN Centralized
basebandpol
研究方向及目標 :
RRH
RRH

10. 10交通大學電機所
Basebandpol C-RAN
Centralized
RR
H
Core
Network
Internet
Relay RF
DevicetoDevice
Communication
Relay
RR
H
Femto
Femto
Internet
Backhaul
Pico
Backhaul
Pico
Macro




Ofloadingthemacrocels.
Improvingsignalcoverage.
Increasingnetworkcapacity.
HetNetandSmalCels
Deployingsmalcelsinawireles networkaimsat

11. 11交通大學電機所
SDN:decouplecontrolanddatainformation forsup
ortingprogrammablenetworks
Hardware
System
Hardware
作業系統
Hardware
Network OperationSystems
Function Function
Function Function
Operation
System
Hardware
Function Function
Operation
System
Hardware
Function Function
Operation
功能 功能
Operation
System
功能 功能
Switch is dedicated to
dataexchange
Functionsand
OS are implemented
InControler, suchas
NOX
11

12. 12交通大學電機所
PBR
+
RM
+
用
戶
資
訊
行動網路
智能子系統
行動雲端服務與可程式化網路
研究方向及目標 :
1 . 基於 SDN的行動服務網路：
可提供客制化行動服務
可節省硬體更新之花費
可快速且容易增加新型行動服務
2 . 跨 DC千人雲端電腦教室
可快速部署雲端教室
可支援跨 DC之資源共享及備援
NCTU
NCHC-TC
NCHC-TN
Hisnchu
Taichung
Tainan
ResourceUsage
CPU:95%
Storage: 60%
Network: 85%
Resource Usage
CPU:80%
Storage: 70%
Network:5 %
Resource Usage
CPU:20%
Storage: 20%
Network: 15%
VM
CPU: 25%
Storage: 10%
Network:15%
可提供 BYOD上線服務，可在手機、平 板、
筆電等行 動裝置，順暢使用

13. 13交通大學電機所
SDN-enabledPersonalizedMobileServices:
FlexibleRadioAcces andDynamicServiceChaining

14. 14交通大學電機所
工業 4.0 之背景




第一次工業革命 : 利用水力及蒸汽的力量作為動力
第二次工業革命 : 使用電力為大量生產提供動力
第三次工業革命 : 使用電子設備及資訊技術 (ICT) 來增進工
業製造的自動化
前三次的工業革命中，主要在 5M 上，也就是材料
(Material)、機器 (Machine)、 方法 (Methods)、 量測
(Measurement)、 維護 (Maintenance)進行改善

15. 15交通大學電機所
工業 4.0的
虛實整合系統 (CyberPhysicalSystem)


工業 4 . 0 則是進一步發展第六個 M , 也就是建模 (Modeling)技術，提升
傳統的製造業邁向智慧化，創造工業大數據的新價值
工業大數據建模技術，是將過去、現在、和未來的資料和知識，建構成模
型，進行完整的分析，提供監測、預測和防範等功能，形成一個資源、資
訊、物品以及人相互關聯的「虛擬網路—實體物理系統」（ Cyber-
PhysicalSystem CPS），以降低營運和維修成本，提供客製化的服務與 價
值





智慧感知層 (SmartCon ectionLevel)
資料挖掘層 (Data-to-informationConversion
Level)
網 路 層 (CyberLevel) 認
知層 (CognitionLevel)
配置層 (ConfigurationLevel)

16. 16交通大學電
研究動機
 數控鑽床機台主軸毀損時的維護成本非常高昂
 停工導致的人事成本
 產品損壞的成
本

17. 17交通大學電機所
工業大數據應用研究：
數控鑽床資料分析與預知保養系統
產業現況：
 主軸部品為工具機的核心單元之一，零件品質的成敗佔
了相當大的因素。
 主軸內部都是高品質精密的零件組裝，固在維修保養上
，是相當重要的一環。
產線問題：
 加工的重點主軸如果損壞，一定需要停止產線做檢查與
維修保養。
 突發性部品損壞造成主軸運轉停止，訂貨交期與維修的
延長時間，都是加工廠成本損失的開始。
 更換零件提早備品，有倉庫週轉率下降及零件氧化困擾
；無庫存又會有期貨的時間問題。
本計畫改善方案：
 收集智慧主軸上連續性的感測器串流資料，送往交大與
IBM 合作的江河運算平台 (IBM Streams)，在江河運算 的
平台上利用 regresion建立主軸預測模型，同時為使 預測
更為精確 , 採用 clustering進行更精準的資料分群 , 找
出影響主軸壽命的重要因素 , 透過重要因素分析的預 測
模型可以有效預測主軸的壽命以及早備妥主軸的材料
Benefit：
 預測零件損壞前預告。
 提升工廠倉庫空間利用。
 降低零件交期的等待期。
預知保養技術–東台精
機
提升倉庫
靈活度
降低期貨
交貨日延遲
計畫導
入後

18. 18交通大學電機所

19. 19交通大學電機所
W e attemptto build a multi-source learning
modelthatexploitstheessentialpartofsocial
network,i.e.,the interplay between physical
spaceandsocialspace,toimprovetheaccuracy o f
prediction, especially f o r the epidemic
diseases.Toincorporatesocialinformation,one
basicapproachistoappendthefeaturesfrom related
neighboringnodestothetargetuser, and send the
featuresto deep learning f o r
prediction.

20. 交通大學電機所
1.1 工業大數據應用研究：
數控工具機即時資料分析與預知保養平台建置
計畫目標：
分析工具機運轉資料，建立異常偵測
的模型，進行預測。
問題描述：
目前的工具機都是人工判斷毀損，如
此可能已經製造了許多不良品，或是
將機台定期進行維修，此保養成本較
高，希望可以透過資料分析技術，及
早預測出異常，降低成本。
關鍵技術及突破點：
在資料中擷取重要的特徵，運用深度學習技術，建立異常偵測模型，並設計
Quantization方法加速模型的訓練與精準度。

21. 交通大學電機所
智慧滯空飛行無人機：
基地台通訊暨網路技術
計畫目標：
開發智慧滯空飛行基地台，建立三維
通道模型與場景辨識，進行動態佈建
與通訊品質預測。
問題描述：
目前無人機產業與網路設備商所提的
Aerial-eNodeB僅限於緊急救難通訊，
本計畫針對不同場景(快閃群眾與無服
務區域)，為臨時的通訊需求提供動態
的無人機基地台通訊佈建支援。
關鍵技術及突破點：
擷取不同場景重要的空間、通道與網路等特徵，運用深度學習技術，提供精準的預先佈
建預測與佈建後對於通訊品質的自我學習優化機制。