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安全且快速的RFID雙向認證協定

RFID是一種非接觸式的自動識別技術，具有快速且無方向性要求的辨識能力，應用層面相當廣泛，被視為未來社會中的基礎建設之一。但是，因為RFID標籤先天上硬體資源的限制，使得RFID仍然存在著許多安全問題，例如: 隱私問題、竊聽、標籤複製、標籤追蹤等。因此，許多的研究相繼提出各種方法，試圖解決RFID的安全問題，而RFID認證協定即為其中一種。 RFID認證協定的作法是讓讀取器和標籤在進行存取之前，雙方皆必須檢驗對方的身分，只有當雙方的身分皆為合法時，讀取器和標籤之間才能夠做進一步的存取動作，藉此方法來確保RFID應用的安全。目前的RFID認證協定常見的問題有安全性不足、標籤運算負擔過重和後端伺服器查詢標籤時間過長等，使得RFID認證協定無法有效的解決RFID的安全問題。 因此，本論文將提出兩個RFID認證協定，針對上述常見的RFID認證協定問題做出改善，確保RFID的安全。經由分析與比較的結果，證實本論文所提出的兩個RFID認證協定，不僅具有足夠的安全性，可以抵抗多種RFID攻擊，在效能方面，不但降低標籤的運算負擔，且大幅的減少後端伺服器查詢標籤所需的時間。

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一個降低Femtocell網路通話路由成本之FemtoPBX網路架構設計

電信營運商已經非常普遍地布建蜂巢式網路，用來提供電話語音與數據服務給行動用戶使用。但最近幾年來，由於行動電話費率的降低、新的使用者裝置及新應用服務的出現，很多的行動用戶即便在室內的環境，仍然會繼續使用行動裝置，而捨棄使用固網裝置，使得室內的行動通訊流量大增。然而，第三代或第四代的無線通訊信號從室外進入室內，會有很明顯的信號衰弱，使得室內行動無線網路的覆蓋率及容量嚴重地不足。為了傳輸室內大量的行動通訊資料，電信營運商必須提供更好的室內網路覆蓋率並提昇網路容量。可是若在建物的附近布建更多的戶外基地台將嚴重地增加行動網路基礎設施的建設成本。 Femtocell網路是在一個小區域內(如建物內部)布建涵蓋範圍小且低功率的Femto型基站，可以有效解決蜂巢式網路在室內網路覆蓋率及容量不足的問題。本論文提出一個Femto型私有交換機(FemtoPBX)的架構，在此架構下，某一分散或集中的特定區域中，所有Femto型基站的通話與資料流，都集中到Femto型私有交換機(FemtoPBX)處理。經由FemtoPBX，二個都在Femto型基站內用戶的通話，可以被轉換為成本較低的內線分機的通話，因此通話路由的成本也會明顯地降低。本論文所提Femto型私有交換機(FemtoPBX)的方法，不須要修改既有行動網路中的任何節點。本研究詳細地分析了FemtoPBX通話路由的效能，並且發展了模擬實驗來對照驗證分析模式。 在蜂巢式網路中，所有相容於標準規格的網路元件產品，都必須具有互通性。FemtoPBX在蜂巢式網路中是一個新的節點，因此FemtoPBX的相容與互通性也都必須被展現並確認。為此，本論文也設計了二個以TTCN-3框架為基礎的測試工具—ITRI-WiMAXT與NTP-SIOT，ITRI-WiMAXT是用來確認FemtoPBX在WiMAX網路中，網路層面的相容互通性，NTP-SIOT是用來確認在UMTS網路中，FemtoPBX不會影響應用服務層面的互通性。 本論文研究成果顯示，使用FemtoPBX的方法，在增加少量的正常通話連接訊號的成本下，可以有效地降低Femtocell用戶的通話建立與語音骨幹的成本。研究的成果也展示了FemtoPBX在既有蜂巢式網路的互通性，不會影響到既有的通訊應用服務。

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一個頁級轉換固態硬碟下擁有自適性、低成本的垃圾收集策略

Embedded systems is among one of the most blooming areas in the industry and the academics. Among the various kinds of storage media for embedded systems, flash memory has won his edge over other media because of its non-volatile, shock-resistant, and power-economic nature. Due to the very different characteristics of flash memory, traditional designs for storage systems are not suitable to flash memory. Improper management of flash memory could introduce various unexpected system behaviors and overheads to users. Internal garbage collection and wear-levelling activities might result in a significant degradation over the system performance and reduce the lifetime of flash memory. In this thesis, we investigate several important issues for the design of flash memory storage systems for embedded systems. We propose an architectural approach to significantly improve the write performance, which is usually considered as a bottleneck of flash-memory storage systems. In order to provide a deterministic storage system performance for hard-real-time embedded system applications, a real-time garbage collection mechanism is designed to properly manage garbage collection and wear-levelling activities. An energy-efficient scheduling algorithm is also introduced to optimize energy dissipations contributed by flash-memory storage systems so that the operating time of such mobile devices could be lengthened. We then address the scalability problem of flash-memory storage systems with an observation on the rapidly increasing of the capacity of flash memory. An adaptive flash memory management scheme is presented to significantly reduce the RAM footprint for the management. The ideas and the results presented in this work could be very beneficial to the future designs of flash-memory storage systems.

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一個在非對稱網路環境下改善同儕式網路電視播放品質之方法

隨著網路頻寬的普及，越來越多的網路應用興起，而這些技術有部份採用了同儕式網路(Peer-to-Peer Network)架構。不同於以往的用戶伺服器(Client-Server Model)架構，每位使用者(user)將可同時扮演兩種角色，藉以提高整體網路的效能。隨著早期應用如檔案傳輸(File-Sharing)、網路電話(Voice over Internet Protocol)等成功的普及，近年來網路電視(Internet Protocol Television)開始採取同儕式網路(Peer-to-Peer Network)架構，其中最常見的兩種方法分別為：Tree-Push和Mesh-Pull，尤其以後者更是已經產品化，最近這幾年，結合Tree-Push和Mesh-Pull優點的Push-Pull機制興起。 當一個或多個同伴離開網路時，傳統的隨機方法將會根據事先定義的標準作業程序和關於這些同伴的資訊來任意的挑選一些代理者(Successor)，這樣一來，將會導致恢復的轉換時間(Recovery switching time)相當冗長，即必須等待長久的時間在於當一個或多個同伴離開後，代理者的尋找。 在本篇的論文中，我們提出了一個和傳統隨機方法比較起來，可以大幅的減低恢復的轉換時間的方法。主要的概念是從同區域的本地端選取事先已經定義好的伙伴做為暫時的代理者，直到系統從伺服器端得到一個固定的代理者。根據同伴離開的方式，我們將它分為規律和不規律兩種模式，在方法上有些差異。另外本篇論文考慮了非對稱網路環境(Asymmetric network environment)，並充分使用所有伙伴的上傳頻寬，而非只有利用高上傳頻寬的伙伴。本篇論文採用OMNet++模擬環境來驗證所提出之方法。模擬實驗結果顯示，我們所提出之方法大幅改善了伙伴離開而造成的播放品質下降問題。

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排球影片攻擊及攔網事件之偵測與分析

由於多媒體擷取設備的蓬勃發展，產生了大量的運動影片。對一般的觀眾而言，只有比賽中的一部分精華事件能引起他們的注意。而教練及球員則希望能夠針對比賽做戰術分析，像是對手所使用的攻擊戰術和防守策略等。在此篇論文中，我們提出了一個方法，能夠在排球影片中偵測攻擊及攔網事件，並且對攔網的型態做分析。首先我們對影片做前置處理，像是利用哨音偵測將影片切成一段一段連續對打的過程。接著找出球場及網子，進一步找出攻擊及攔網所發生的位置。然後我們分析網子內移動像素的改變，並且將攔網的區域框出來。而根據攔網區域的寬度，我們將攔網的型態分成兩種類別，無人攔網或一人攔網，以及兩人或三人攔網。最後我們可以利用攻擊事件發生的時間以及攔網的位置來做戰術上的分析，例如時間差及位置差的戰術。而我們的實驗結果顯示出我們提出的方法之有效性及正確性。

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行動電信網路之使用者位置追蹤及其應用

近年來行動裝置用戶急遽增加，無線行動資料存取逐漸成為人們生活中不可或缺的一部分。現代的行動電信系統，例如:通用移動通訊系統(Universal Mobile Telecommunications System; UMTS)，提供了全球性的移動管理能力並且支援各種服務，包含語音電話、訊息傳遞、網際網路(Internet)及寬頻資料存取。另外為因應高速行車環境，車用環境無線存取系統(Wireless Access in Vehicular Environments; WAVE)可以進行低延遲的資料溝通。本研究著重在探討行動電信網路之使用者位置追蹤及其相關應用服務。 基於電信網路交換機所提供之標準統計資料，我們首先提出使用者在通訊細胞中停駐時間之數學推導公式，我們所提出之推導公式可以準確並快速地計算出正確的停駐時間，其誤差皆保持在10%以內。對於通話時間較長的情況，我們的推導公式更可達到2%以內的誤差。我們利用電信網路所取得之標準統計資料更進一步地提出了行車速度測定演算法(Speed Determination Algorithm)以計算道路之雙向平均車速，以及人口移動預測模型。人口移動預測模型可以用來預測某時間某地點之人口，經過給定時間後，其出現在其他各個地點之機率。 在車用環境無線存取系統中，我們提出了基於位置估算之移動管理機制(Location Estimation-based Mobility Management; LEMM)。相較於傳統的移動管理機制，此機制利用定位系統所提供之資訊做為輔助，有效的節省40%~90%的資料傳輸量。 最後我們提出專為行動裝置所設計之同儕運算(Peer-to-Peer; P2P)系統iP2P。iP2P利用行動電信網路之移動管理機制以及簡訊服務(Short Message Service; SMS)做為其控制協定。以簡訊之推播機制(push mechanism)建立同儕運算連線可以免去架設註冊伺服器的花費，並且有效地節省行動裝置之電源消耗。 本論文之研究成果可提供電信業者有效率之管理機制與規劃準則，以提升其行動網路之移動管理效能。

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基於消失點的快速多攝影機人物定位

以視覺為主軸的人物定位與追蹤，一直都是個重要的課題，而這些不斷發展的技術也提供了廣泛的應用。近年來，多人物定位追蹤方法不斷的被提出，目的都是為了要有效的處理遮蔽的問題，而本篇論文以垂直於地平面的消失點做為基礎，對前景區域建立二維樣本線段，並透過cross ratio對各視角之間的二維樣本線段進行分析過濾，以減少後續人物定位所要的計算。而我們的方法，也改善了[11]所需的計算花費，進而達成即時的人物三維定位。實驗證明我們能在多人且遮蔽嚴重的環境下，改善了兩倍的效能，並且沒有犧牲正確性與定位之精確性。

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高速公路之電動車充電排程研究

在今日，用於電動車之充電站仍不如加油站來的普遍。因此，對電動車駕駛來說，尋找與選擇充電站是一個重要的議題。本論文主要研究電動車的充電問題，論文中我們提出了兩種類型的演算法來選擇充電站。第一種類型的演算法只利用電動車的區域資訊(local information)進行選擇；而第二種類型則藉由行動計算得到的全域資訊(global information)進行選擇。具體來說，電動車透過行動通訊網路(mobile telecommunications network)與全域充電站選擇伺服器(Global CS-selection server)進行互動得到全域資訊。我們的研究指出，藉由使用全域資訊(特別是各充電站的負載狀況)，可以使電動車有效地縮短在各個充電站的充電等待時間。

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模擬輔助調整策略之固態硬碟高效能緩衝區

在write buffer的主要功能有兩個1.吸收時間區域性2.收集空間區域性來減緩在NFTL(NAND Flash translation layer)寫入的成本，而在設計write buffer replacement策略時勢必要根據此兩種區域性來做設計。但由於各種不同write pattern裡面的localities不盡相同又必須考慮當下硬體的資源(如write buffer/Log buffer size)，在不同situation下所適用的write buffer replacement是不盡相同的。而此篇論文提出利用simulation的方式去找出當下情況所應該使用的write buffer replacement並能自適性的調整replacement策略在不同的workload情況。 而此篇論文的simulation是放在device(firmware)端，因此能夠拿來當作我們simulation的資源非常有限，因此我們必須在拮据的資源下保留少數的資訊去模仿write buffer/NFTLalgorithm的行為並告訴write buffer manager當下所該使用的replacement策略。因此我們被須在資源使用量和準確度上面取得妥協，使得我們的simulation可以在有限的資源下，產生出準確的模擬結果。

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一個採用QT SDK Framework的跨平台中文學習系統

目前行動學習科技的發展與接受度日益增加，已經有多樣且豐富的行動學習科技應用程式，而這些應用程式已經從傳遞學習發展到幫助學習者進行溝通並學著"在任何地方學習中文"。在中文語系國家國際學生面臨著許多問題，主要都涉及到語言本身，因此，為了達到專業的中文能力行動學習中文已經開始扮演一個重要的角色。這個研究針對中文是第二語言的國際學生開發了一個中文行動學習系統。這個系統開發採用了QT SDK 框架，能使得系統在一般手機與智慧型手機都能夠使用，並且帶給使用者相同的使用經驗。在本研究中設計了一個實驗，讓交通大學的國際學生試用研究中所開發的系統，初步的結果顯示學生使用該系統進行學習的結果是有效的、學生對使用該系統進行學習的態度是正面的並認為系統是可用的。