子計畫主持人：陳博現 教授
無線通訊目前是個非常驚人且尖端的產業，目前台灣在這方面的產值亦相當龐大，可惜大部份都扮演代工的角色。台灣在無線通訊研發已非常蓬勃，尤其學術研究在世界上已佔一席之地。因此本子計畫為兼顧學術及台灣通訊產業之研發，鎖定下面幾個研究主題，希望能提升台灣達到世界第一流水準：(1)感知無線電系統、(2)合作式無線通訊及通訊安全、(3)寬頻通訊、(4)編碼與系統最佳化、(5)通訊晶片設計。這幾個主題如果能深入研究及有效系統整合，將對台灣無線通訊的研究人才培育及產業發展，提供一個研發平台，以促進台灣在無線通訊產業之升級。
由於無線通訊mobile在目標定位及追蹤、防恐安全、目標搜尋、軍事目標鎖定的應用日漸扮演重要角色，歐洲美國及日本國家安全委員會要求將來手機都要有定位功能。因此手機定位及追蹤設計在無線通訊網路領域是個越來越重要的研究主題，而且商機無限。尤其在大都會區，大樓林立，街道縱橫，地形相當複雜，電磁波多重反射，訊號有時無法直接收到。在這種傳輸波道複雜，干擾嚴重情況下手機追蹤及定位面臨嚴酷的挑戰。
另在無線感知網路亦有定位的問題。因此我們結合Fuzzy estimation, Markov jumping, extended kalman filter, data fusion, convex optimization, multi-objective optimization等技巧來解決都會區困難的手機強健定位及追蹤設計問題，以及無線感知網路的定位，電力分配及壽命問題。
合作式無線通訊已被認定為是加強無線通訊的可靠性及增加通訊範圍的一個有效方法。在這些系統中，為達到分集增益及更低的符碼錯誤率，多個使用者或多個中繼站(relays)相互合作以傳送共同的訊息到目的地端。然而，分散式的系統的通訊安全性及資料保密性卻相對不足。特別是，合作使用者需要事先彼此交換所要傳送的共同訊息，在此過程式，鄰近的不法竊聽者能夠輕易地竊聽此共同訊息。此外，系統中可能也存在一些具敵意的使用者，試圖干擾其他正常使用者與目的地端的通訊。有鑑於此，我們將探討以下前瞻研究課題：
在未來的無線通訊，對於多媒體串流服務的需求預期將急劇的增加。為滿足此需求，寬頻無線通訊必須提昇傳輸數據率並改善頻譜使用效益。由於其高頻譜效益與優良抗多路徑干擾能力，正交分頻多重接取 (OFDM) 技術為未來寬頻無線通訊最有前景的技術。LTE (Long Term Evolution)/LTE-A (LTE-Advanced) 為最新基於OFDM的無線接取系統技術，目前正由第三代合作夥伴計畫 (3GPP) 制定標準中，此標準目的在提供低傳輸延遲的高速數據服務。LTE/LTE-A 除了可以支援基本的電信服務之外，並可以提供互動式多媒體應用，預計在未來將成為寬頻無線通訊的主流系統。關於OFDM 技術及未來寬頻無線通訊系統，仍有相當多的未解決問題存在，包括：
低密度偶校(low-density parity-check, LDPC)碼是近十幾年來在編碼領域最重要的研究課題，這是由於低密度偶校碼可以達到接近薛農極限(Shannon limit)的效能。然而大部分低密度偶校碼的設計方法，都是採用隨機建構的方式，由於缺乏結構特性，導致編解碼的複雜度大量提高。因此，設計具結構特性且有較低編解碼複雜度之低密度偶校區段碼(block codes)及迴旋碼(convolutional codes)，是實際應用上的重要課題。
在區段碼方面，我們將發展類循環(quasi-cyclic, QC)低密度偶校碼的新代數建構方式，使其能夠有較大的最小距離，而有較佳效能。此外，也將探討使用類循環低密度偶校碼來達到有許多實際應用的非均等錯誤保護(unequal error protection, UEP)。在迴旋碼方面，我們將以代數方法建構具較大最短循環周長的低密度偶校迴旋碼，及發展有效率的編解碼演算法。
網路編碼藉由不僅是傳送所收到的訊息，而且允許中繼點對收到的訊息做運算處理，因此可增加網路所能達到的訊息輸出量，已被視為是網路傳輸上重大的觀念突破。網路編碼根據是否知道網路型態，可分為同調與非同調兩種，在這兩種情況下，都很容易受到因雜訊、干擾或惡意人為干擾所產生傳輸錯誤的影響。因此，網路編碼傳輸的錯誤控制，在理論與實際應用上都非常重要。
在同調網路編碼方面，我們將從簡單的網路型態開始做全面性的錯誤控制效能分析，並且延伸到其他一般性的網路型態。在非同調網路編碼方面，我們將進行以秩度量(rank-metric)方法做錯誤控制的進一步研究，將發展新型態的秩度量碼以及對應的解碼演算法，並會對秩度量方法做機率上的錯誤控制效能分析，而這在已往文獻上從未被探討過。
無線通訊中的集中式（centralized）與分散式（distributed）多輸入多輸出（MIMO）系統，皆因其能在衰退通道（fading channel）中達到大的通道容量（capacity），而具有高度的吸引力。在高移動性（mobility）的情況之下，通道變化相當快速且同調時間（coherence interval）也變得短暫。因此，非同調技術可在快速衰退通道下的多傳送多接收天線系統中被採用。為了增加資料傳輸的可靠度，強大的通道編碼，例如渦輪碼（turbo code）與低密度奇偶校驗碼（low-density parity-check code），可與多輸入多輸出調變器串接在一起。這個研究主題著重在設計多種先進的非同調編碼通訊系統，特別是針對較短同調時間的通道環境做設計。
本議題主要研究具有低功率感知無線電之晶片系統，包括感知無線電系統晶片、低功率感知通訊晶片與低功率多標準 FEC 編碼解碼器。