交通大學電信工程系所學位論文
國立交通大學,正常發行
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字串比對在病毒偵測的應用上是一門很重要的技術，因為字串比對的精確度比異常行為偵測來的高。目前有許多有名的字串比對演算法已經被提出，其中Aho-Corasick (AC) 是一種可以同時比對多隻病毒的演算法。然而，AC演算法偵測的對象是以普通字串表示的病毒，無法偵測以正規表示式表示的病毒。 在我們提出的字串比對系統中，主要是偵測正規表示式的病毒特徵碼，包含動態過濾器與驗證模組兩部分。動態過濾器的主要目的是快速移動到檔案可疑的病毒位置，它透過將相對應的字串資訊逐步加入系統中，可以避免不必要的字串資訊加入，增強效能。驗證模組是驗證動態過濾器找出來的可疑位置是否真的是病毒特徵碼的某一段，我們事先將病毒特偵碼分段建造狀態機，驗證模組只需要針對可能的狀態機進行追蹤，減少時間上的浪費。
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隨著網際網路的發達，網路安全越來越受到重視。網路科技的來臨，為生活帶來了高度的便利性，我們可以因此輕鬆快速地獲得資訊、完成任務，讓生活變的更美好，但其背後的風險絕對不能忽視。因為在當今的社會中，很多資訊都能透過網路取得，有專業知識背景的人甚至可以透過這個管道來獲得不法利益，如果保護好這些資訊，避免它被非法取得，將會是個重要且必須面對的問題。 在這篇論文當中，我們使用賽局理論去分析在有多個系統要保護且資源有限的情況下，攻擊者跟系統管理者的最好策略。
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在大型對等系統(Peer-to-peer system, P2P)裡，由於點的新增與失效和存取資料很頻繁，因此系統的負載平衡(Load Balance)與資料可靠性(Reliable)顯得很重要，在之前Chord協定針對決定資料放置的位置與有效且快速的搜尋資料做了很好的解決方案。 而在這篇論文裡，我們則是基於Chord協定使用雜湊函數結合複本技術，我們稱之為雜湊式複本位置服務，我們使用這個方法來使得系統有良好負載平衡且維持資料的可靠性，事實上，雜湊式複本位置函數不需改變Chord核心技術，只需增加維護函式，因此我們可以容易且很快的實現在Chord協定上面。 比較相關的複本技術，我們的雜湊式複本位置服務擁有更好的負載平衡與可靠性。
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隨著無線通訊設備以及通訊服務的普及化，用戶們對於資料傳輸量的需求愈來愈大，傳統所使用的無線通訊系統亟需改善以符合用戶的需求，因而進階長程演進技術被提出來，目的便是為了取代傳統的系統，提高用戶的資料傳輸速率。在進階長程演進技術中，異質性網路佔有一個相當重要的地位，因為在布建一個系統時所花費的成本有相當大的比例用在頻寬上，而異質性網路能使頻寬更有效的利用；但在異質性網路布建的同時，干擾的控制也是必須同時進行的，若是不謹慎處理干擾，異質性網路不但不能使系統效能提升，還可能會造成反效果。對此本研究提出了一個雜訊控制的演算法，並對在此演算法條件下的系統去做分析，找出適當的實現及使用方式，最後並根據不同參數的設定，了解了在何種情況下改使用哪種參數，藉以使系統的效能最大化。
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隨著網際網路的普及以及無線通訊技術的進步，各式各樣的使用者裝置大量出現，再加上現代多樣化的行動裝置應用軟體對網路資源的需求越來越吃重，現有的無線網路業者已經無法滿足客戶的需求，異質性網路架構於是被提出。異質性網路，是長程演進技術升級版提出的嶄新架構，能夠有效的填補訊號覆蓋空洞，並增進系統整體的容量，然而，因應新的無線網路傳輸資源規格「正交分頻多工存取技術」，異質性網路必須考慮使用的頻帶重複時各階層基地台的干擾協調，因此各種頻率複用的模型被提出與討論。其中軟頻率複用有著相當好的頻譜使用效率，並且適合異質性網路各階基地台的嵌入，可以說是相當不錯的結合。不過完全按照基礎軟頻率複用的頻率分配，並不符合實際系統中使用者裝置的使用變遷趨勢，造成頻寬資源分配的浪費，並且降低系統整體效能的提升。本篇論文所提出的動態頻率分配演算法，有效的改善了原本軟頻率複用的缺點，再更進一步提升了系統整體的吞吐量，並同時保證各階使用者裝置的服務品質及資源分配的公平性。
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隨著越來越快速的無線通訊及智慧型手機的普及，用戶端設備如何達 到省電功效是一項亟需研究的課題。為了提高用戶設備於資料傳輸中的省 電效能，進階長程演進計畫在標準中訂定一項非連續接收機制，透過此機 制可減少不必要的電力消耗，然而降低電力消耗與維持服務品質是一體兩 面，本研究將探討非連續接收機制電力消耗與封包遺失狀況的關係。過去 探討非連續接收機制省電效能的研究，都僅以平均封包延遲時間做為服務 品質的衡量標準。本次研究在給定非連續接收機制參數設定值的情況下， 推導出封包遺失機率及用戶省電效能的計算式。由於目前尚未有通用的非 連續機收機制參數設定方式，本次研究也提出一套設定參數的方法。設定 的概念為在不違反服務品質要求下，選擇能盡量增加省電效率的參數組合。 研究所提出的數學計算式與參數設定方式都分別與電腦模擬與最佳參數設 定做比較。比較結果顯示由數學式求得的封包遺失機率及省電效能與電腦 模擬結果相符，本次研究提出的參數設定在不違反服務品質要求下，所對 應的省電效率也與最佳參數設定的省電效能相差不多。
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IEEE 802.16e 是一項著名的行動通訊規格，並使用正交分頻多工存取(OFDMA)作為實體層的傳輸方式。在OFDMA系統架構下，資源分配是很重要的部分。若能有效率分配二維資源(時間和頻率)給行動用戶就能提升通道使用率和資料傳輸量。本論文提出一個雙階級需求下的下行鏈路資源分配演算法，有3個主要的目的(1)考慮資源分配的單位為封包等級，(2)將需求分為兩種優先權資料。MUST資料為高優先權的資料;WISH資料為低優先權資料，(3)考慮需求使用的調變與編碼機制。我們將提出的演算法與雙階級需求對應演算法(2L-DMA)作比較，由模擬結果可知本論文提出的演算法可以提升21.9%的資料傳輸量，多服務6%~7%的高優先權資料，並減少約一半的資源分配所需的額外資訊。
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無線感測網路系統為近年來十分熱門的無線通訊技術，該系統是由偵測對象、感測器裝置以及處理中心三部分所組成。本篇論文中，實際考慮受雜訊干擾之目標信號偵測，而為了節省傳輸頻寬及減少訊息傳輸時之能量消耗，每個感測器將其觀測資料量化為單一位元後，再傳送至處理中心。在過去相關文獻中，其假定的局部感測環境為各個區域的感測器所受到環境雜訊干擾之功率皆相同，但實際情況中，即便各個感測節點分佈的位置再接近，環境的雜訊功率仍然有所差異，因此，我們針對此點，進一步地考慮各個感測器所接收之環境雜訊功率皆相異。本篇論文中，感測器與處理中心間之傳輸通道為非理想通道，由於無線通訊的特性，更明確地設定通道為瑞利衰落通道。處理中心彙整感測器所傳送之觀測資料後，根據這些資訊，採用分散式最大似然估計法作為處理訊號之準則，判斷感測器所偵測之目標信號為何。而為了能使估計結果更加精準，我們藉由設計量化閾值來嘗試最小化估計誤差。在本篇論文中，模擬結果證實此組量化閾值確實使估計結果更為準確。
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因應高齡化社會的未來趨勢，遠距醫療與居家健康照護已經成為先進國家重點發展的新興服務產業。本論文旨在發展一高效能的心電信號壓縮演算法，以期長時間監測心臟機能的異常徵兆而防患於未然。演算法的設計需兼顧即時製作與強健性能，前者強調簡化運算得以快速實現，後者則要求訊源與量測雜訊能分離處理。第一項研究課題著重於理想傳輸環境下心電訊號壓縮演算法的設計。一維壓縮演算法是採用增益-形狀碼本結構的多層級向量量化機制，另一種是基於國際影像壓縮標準JPEG2000的二維壓縮演算法。第二項課題旨在探討能有效對抗環境雜訊干擾的信號除噪技術，其關鍵是參考希伯特-黃轉換理論而設計一兼顧時域及頻域非穩態特性的信號分析技術。針對MIT-BIH心電圖資料庫進行的系統模擬結果顯示，新的方法適用於行動心臟照護系統的未來應用。
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3GPP LTE 提供了使用者較高的頻寬，但也造成User Equipment(UE)更高的能量耗損，為了解決UE能量耗損的問題，3GPP LTE制定了Discontinuous Reception(DRX)節能機制用來讓UE在不需要做資料傳輸時，能夠關閉UE的RF模組來增加UE的使用週期以達到節能效益。在本篇論文中，我們同時考量了DRX節能機制與Radio Resource Control (RRC)狀態轉換，並提出一種簡化但精確的數學模型，用來針對UE的能量耗損與傳輸延遲做出效能分析。為了適當的呈現能量耗損在不同RRC狀態的差異，我們提出了Real Power Consumption用來作為效能評鑑的依據。