行動計算與網路通訊實驗室()

 

1. 研究目標

 

隨著通訊設備的多元化與個人化,不同性質的網路通訊接取的整合系統,將是未來網路與通訊更深入人類社會與科技進步的動力。研究目標,除在新一代網路架構及核心技術之研究外,也致力於通訊軟體之系統整合,力求開發高效能的系統與網管技術。

 

2. 研究重點領域

 

主要技術著重在MAC/Network/Transport layers,及部份系統kernel,應用情境設計,服務品質,網路經濟。網路效能分析工具包括Queueing Theory,網路模擬軟體(ns-2, nctu-ns2, qualnet)等。

 

(a)核心網路架構(Core Network Architecture):未來的通訊系統之核心網路,包括有線電信與數據網路系統,以至第三代(B3G後三代)行動通訊的架構發展,均朝向All-IP架構演進。所以對於支援此架構的核心網路,必須有重大的變革。

另外,近來引起注意的網路架構,Wireless Mesh Network,這當中又分為兩種以WiFi為主的無線網狀網路以及以802.16 WiMAX為主的Mesh mode。這都是以都會型為主的無線網路,預料將來會是B3G or 4G的一些可能的重要技術。

(b)行動網路的管理:在行動通訊時代的來臨,重要的功能之一就是漫游管理(Roaming Management)。該功能讓行動用戶能任意移動而又能接受電信服務。而此用戶的移動性增加了行動網路管理之重要性與協定設計的複雜度,尤其在異質性的網路中漫遊,如雙網整合研究上更是關鍵技術。研究方向包括Mobile IPUMTS之漫遊管理,無線區域網路IEEE802.11fIAPP(Inter-Access Point Protocol)漫遊管理,路由區域之設計及跨系統交遞等。還有WiFi Mesh NetworkIEEE 802.16e以及Vehicle-to-vehicle網路的mobility management也是最近熱門的研究主題。另外牽涉到的context-aware service的技術,其中的location-based service的定位技術,包括WiFiRFID的定位系統,也是近來研究主軸。

(c)網路之服務品質(Quality of Service):在未來的通訊系統中,由於傳輸速率的提高,包括有線無線的將預期有更多樣的新應用與新服務的開發,而不同的應用與服務將有不同的服務品質需求。而用戶要求的服務品質,是端點對端點(end-to-end)的服務品質,但事實上兩個端點間是經過好幾個網路介接。為保證提供用戶的服務品質要求,整個服務品質的架構就必須重新思考與研究。這包括從用戶接取網路點與IP核心網路之間的介接服務品質,以及核心網路與外部網路之服務品質之介接。研究重點方向有服務品質等級與對應參數研究、和對不同網路服務品質之對應轉換、傳輸網路(transport network)的演進及對服務品質機制影響,網路資源分配和服務品質之效率,接取網路與核心網路之交涉協定研究,下一代IP-based transport機制研究、行動網路3G及無線區域網路(Wireless LAN)IEEE802.11e服務品質或Ad-hoc網路、Wireless Mesh NetworkVehicle to Vehicle NetworkWiMAX之服務品質保證研究分析等。

(d)P2P Streaming:我們研究在無線行動網路下,如何進行群體的P2P,特別是在網路常有變動下又如何達到streaming應用的delay, jitter等要求,我們將針對不同無線網路架構下,針對transport, network, MAClayercross-layer的設計與探討,必要時也將加以實作做驗證。

(e)嵌入式網路通訊系統(Embedded System)研究:以linux-based之嵌入式系統為平台,研究與開發相關行動通訊應用主要支援之技術與服務整合系統。主要將以Linux Kernel為平台,研究各層相關通訊系統之間的協定,以及分析其功能,達到有效資源管理與服務品質保證等新應用。

(f)網路資源運籌:網路生活端賴網路上的資訊擷取,這些資訊的擷取又因不同的人、不同的時空、與不同的通訊設備、不同的應用而有不同的「要求」。而為了達到這各式各樣的要求,網路資源的配置就扮演相當重要的關鍵。所以如何配置網路資源,讓大多數人「滿意」的網路通訊「品質」,而「滿意」的網路通訊「品質」定義又是什麼?又該用何種方法達到此目的?這就是我們要研究的重點,我們採取的研究方法將會分別就網路科技、數學分析、管理理論、經濟理論等作綜合性的研究。此部份乃跨領域之研究,也是本實驗室相對於他校相關實驗室之不同特色之一。

(g)無線感測網路平台:利用biofeedbackRESP, MULTI, EMG等生理感測器,透過藍芽無線通訊介面與韌體指令,直接與感測器溝通,即時收集資料到個人配帶的PDA上。可事先或線上即時透過各種情緒測試實驗,收集資料作記錄學習個人的生理與心理之間的profile,再建構出情緒辨識的模組,以供之後即時情緒監控系統之用。此平台可作簡易資料分析即時回報,亦可接受主系統的查詢。我們研究提供API (Middleware)供自由開發所需應用功能之介面平台用。

 

3. 已完成研究成果

 

(a)Linux平台系統雛型方面:行動多跳接網路系統、無線區域網路上網之頻寬配置管理、無線多跳接網路使用者管理暨流量計費系統、無線網路之load balance雛型製作、WiFi RF的定位系統。

(b)WLAN方面:IEEE 802.11e相關QoSMAC protocol研究、IEEE 802.11e performance analysisAd hoc multihop WLANMAC protocol改進TCP穩定性、Ad hocQoS相關routing與頻寬管理,異質性無線網路的可調TCP

(c)QoS方面:DiffServ RED Evaluation with QoS Management for 3G Internet Applications、行動上網服務分級與DiffServ對應 、WiMAX PMPMesh modeCAC and scheduling,完成結合802.11e/802.16WiMAX GatewayQoS整合之研究

(d)WiMAX方面:已研究PMP以及Mesh modes下的Call admission controlscheduling的機制,以提供不同的服務品質等級。另外,也針對mesh mode下的distributed schedulermodelling分析delay

(e)網路經濟方面(跨領域)Pricing-enabled Network QoS ManagementEfficient Routing Path Selection Algorithm based on Pricing Mechanism in Ad Hoc Networks

(f)Wireless Mesh Network方面:研究Multi-radio的繞路法則,並已完成multi-radio and load-awarewireless mesh network雛型

(g)Vehicular Ad Hoc Network方面:研究Traffic Aware Location Aided Routing (TALAR) for Real Time Information Transmission over Intelligent Vehicular System

(h)P2P Streaming方面:研究Mobile Peer-to-Peer Streaming Protocol Design and Implementation

(i)RFID locating & Streaming方面:完成如影隨形影音串流系統雛型