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 君教授蒞 ( 工四館 813 、電資中心 401 、 203)
 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
 IEEE Fellow
 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、活動實驗室成員、活動

3. 3交通大學電機所
intelligent Internet of Things (iIoT)
Social
Mobile Cloud
Big-Data Analytics
Security
Better Healthcare  Cognitive Computing Safer Planet
Information

4. 4交通大學電機所
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
Machine Machine Machine….
OpenFlow Management Network
OpenFlow
Controller
Production NetworkSoftware-Defined Network
英業達捐贈價 ：值 727 萬

5. 5交通大學電機所
ModifyModify
Filter /
Sample
Filter /
Sample
ClassifyClassify
FuseFuse
AnnotateAnnotate
ScoreScore
Windowed
Aggregates
Windowed
Aggregates
AnalyzeAnalyze
5
IBM InfoSphere Streams for i-IoT
Other
sensors ∗ InfoSphere Streams 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交通大學電機所
3 Major Services in 5GTime Domain
Spatial Domain Emotional Domain

7. 7交通大學電機所
Key Techniques for 5G Wireless
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)
IP Backbone
Cellular
WLAN
PAN
Ad Hoc
Intelligent Ubiquitous
Access
CDMA
TDMA
Integrated Aggregated
Multiple Access
OFDMA
MIMO
Network
MIMO
Single-
mode
Multi-mode Reconfigurability Cloud-based
Cognitive
Devices
2015
Mobility OoSModular
Protocol
7
TRDMA
Full Duplex
FDD/TDD
coexisting
Massive MIMO
Small Cells
and HetNet

8. 8交通大學電機所
Research Projects
1. Massive MIMO for mm-Wave Small Cellular Networks (MOST 105-2221-
E-009 -010 -MY3)( 科技部 2016~2018)
2. Software-Defined Heterogeneous Radio Access Network ( 前瞻技術大 學產
計畫 )
3. Intelligent Interference Mitigation and Energy Saving for Green LTE
Femtocells （ i -Femto) 科學工業園區研發精進 學合作計畫產 (2016)
4. Elderly People Health State Monitoring: An Integrated Machine Learning
and Social Data Approach (MOST-Taiwan/JST-Japan Cooperation( 2017 ~
2019)
5. Industry Big Data Application Research: Big Data Analytics and
Maintenance Prediction for SD Drilling Machine (MOST 105-2634-F-009
-003)( 科技部 2016~2017)

9. 9交通大學電機所
第五代行動通訊
研究方向及目標 :
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 頻通訊中寬 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 加系統頻譜使用效增
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 Small Cell Enhancement 技術、 Massive MIMO 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。
下世代無線通訊系統之異質性細胞架構 :
Baseband pool
fiber
C-RAN CentralizedC-RAN Centralized
baseband poolbaseband pool
RRH
RRH

10. 10交通大學電機所
Baseband pool
fiber
C-RANC-RAN
CentralizedCentralized
RRRR
HH
Core
Network
InternetInternet
Relay RF
Device to Device Device to Device
CommunicationCommunication
RelayRelay
RRRR
HH
FemtoFemto
Femto
Internet
Backhaul
Pico
Backhaul
PicoPico
MacroMacro
 Deploying small cells in a wireless network aims at
 Offloading the macrocells.
 Improving signal coverage.
 Increasing network capacity.
HetNet and Small Cells

11. 11交通大學電機所
SDN : decouple control and data information
for supporting programmable networks
Hardware
Hardware
Hardware
Hardware
Hardware
Operation
System
Operation
System
Operation
System
作業系統
Operation
System
Network Operation Systems
Function Function
Function Function
Function Function
Function Function
功能 功能
功能 功能
Switch is dedicated to
data exchange
Functions and
OS are implemented
In Controller,
such as
NOX
11

12. 12交通大學電機所
行動雲端服務與可程式化網路
PBR
+
RM
+
用戶
資訊
行動網路
智能子系統
DataCenter
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 加新型增 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
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
NCTU
NCHC-TC
NCHC-TN
Hisnchu
Taichung
Tainan
CPU: 95%
Storage: 60%
Network: 85%
Resource Usage
CPU: 80%
Storage: 70%
Network: 55%
Resource Usage
CPU: 20%
Storage: 20%
Network: 15%
Resource Usage
VM
CPU: 25%
Storage: 10%
Network: 15%

13. 13交通大學電機所
SDN-enabled Personalized Mobile Services :
Flexible Radio Access and Dynamic Service Chaining

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 提供動力產
 第三次工業革命 : 使用電子設備及資訊技術 (ICT) 來 進工增
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
實整合虛 系統 (Cyber Physical System)
 工業 4.0 則是進一 發展第六個步 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「 擬網路—實體物理系統」（虛 Cyber-
Physical System 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 (Smart Connection Level)
 資料 掘層挖 (Data-to-information Conversion
Level)
 網路層 (Cyber Level)
 認知層 (Cognition Level)
 配置層 (Configuration Level)

16. 16交通大學電機所
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
 品損壞的成本產

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
業現況產 ：
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 部都是高品質精密的零件組裝，固在維修保養上內
，是相當重要的一環。
線問題產 ：
加工的重點主軸如果損壞，一定需要停止 線做檢 與產 查
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 化困擾氧
；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 regression 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
We attempt to build a multi-source learning
model that exploits the essential part of social
network, i.e., the interplay between physical
space and social space, to improve the accuracy
of prediction, especially for the epidemic
diseases. To incorporate social information, one
basic approach is to append the features from
related neighboring nodes to the target user,
and send the features to deep learning for
prediction.