計畫第二年研究項目

WLAN-WiMAX 雙網互聯架構，如圖 2-12 所示。就目前的研究所知，要建置一 個完整的 WLAN-WiMAX 互聯網路，主要有兩大里程碑。第一個重大的里程碑 是提供一個單一系統為主的存取控制方式(single system based access control)，在 此階段必須對於存取控制的信令 (Signaling) 方式及相關功能加以完整的定義，

(Measurement Parameters)與量測程序等，有一通盤性瞭解，並進而對於雙網交遞 控制演算法，連線控制，移動及位置管理的相關信令方式及程序，都必須要有清 楚之定義。當然，要如何在此雙網架構下保證用戶的服務品質(QoS)，更是一個 挑戰。

圖 2-12 WLAN-WiMAX 互聯網路架構示意圖

除此之外，本計畫針對 HSDPA 與 WiMAX 互連所需關鍵技術進行瞭解，以 設法提升校園網路基礎建設的效能。為因應無線寬頻數據服務之整合與發展，本 計畫提出一套完整之 WiMAX (World Interoperability for Microwave Access；全球 互通微波存取)與 HSDPA (High Speed Downlink Packet Access；高速下行封包接 取)網路互聯機制：包括兩個網路的互聯架構，服務品質保證機制，及交遞觸發 模組 HTM (Handover Trigger Module)等；並在實際網路上進行效能評估及驗證。

本計畫提出一套可符合 HSDPA 及 WiMAX 標準的網路互連架構，如圖 2-13 ， 並 建 議 在 網 路 進 行 交 遞 時 ， 可 透 過 “服 務 感 知 式 之 服 務 品 質 映 射 ” (WiMAX-HSDPA Service Aware QoS Mapping；WHSAQM)；使應用服務從原先網 路交遞至下個網路時，仍能維持服務品質之接續；並可透過交遞觸發模組之各運 作機制：如網路連接管理，預先註冊，場強監控及交遞觸發等機制以即時反應網 路及無線通道狀況，減少可能發生之服務品質衰減或交遞中斷。本研究最後依據 文中所提出之互聯機制，在實際 WiMAX 及 HSDPA 網路上進行測試，以驗證各 服務之關鍵績效指標(KPI)及所提機制之可行性。

本架構在 Nortel 的網路上進行實際測試，測試結果顯示：採用本研究之互聯 機制，如圖 2-14，可保證所有應用服務均能順利在兩個網路間完成交遞，並可確 保各應用服務所需之服務品質需求。在各國 WiMAX 頻譜執照陸續釋出之際，此 機制可為既有或新起之電信業者提供一套完整之網路互聯解決方案。

圖 2-13 提出的 HSDPA 及 WiMAX 標準網路互連架構

圖 2-14 提出的標準網路互連機制

2.3.2 Fully Scalable之媒體編解碼系統設計

提供可個人化之校園媒體中心，除了整合不同視訊信號源於單一介面，另外 仍須管理與保護個人化媒體傳輸。本年度計畫中，我們結合網路多媒體管理與通 用媒體存取的系統概念，提功具備智財管理功能之使用者終端系統(Intellectual Property Management Protocal)與 UMA 功能之系統整合。系統架構如圖 2-15 所 示。Digital Right Management(DRM)[7]伺服器接收來自 IPMP 終端[8]的認證請 求，認證無誤則授權給使用者，使用者 IPMP 終端則可以用所授權的金鑰，解開 來自媒體中心的媒體碼流。此一架構可以讓 DRM server 適當的更新金鑰加密方 法，同時管理使用者的存取權限，例如不同的空間或時間解析度，以及不同的編 碼品質等。此架構可以不改變媒體中心資料庫的狀態，有效的管理使用者最新存 取資料庫權限。在此我們利用 JPEG2000[9]的全縮放串流功能提供媒體碼流，並 採用 block shuffling 的方法來加密碼流，對攝影機訊號做即時的編碼與加密串流 控制。

圖 2-16 交握協定

系統實作採用 Win Sock API[10]架構來建立系統。經由登入階段驗證使用者的身 分之後，使用者、數位權利管理伺服器與串流媒體伺服器會做交握，如圖 2-16 所示：

(1)DRM 伺服器詢問串流媒體伺服器是否已達到最大人數，若否，則回傳接受的 訊息。若為是，則回傳拒絕的訊息。

(2)DRM 管理伺服器，依使用者播放權限，給定解壓縮的參數，品質及解析度，

並與解密影像所需的重組表格，根據驗證階段所收到的密鑰做 AES 加密，最後 傳送至 IPMP 用戶端。

(3)當用戶端收到封包之後，利用密鑰解密並且設置完用戶端程式的參數，回傳 準備完成的訊息。

(4)當數位權利管理伺服器收到用戶端傳來準備完成的訊息時，將該使用者的位 址通知串流媒體伺服器。

圖 2-17 智慧型媒體中心功能展示

圖 2-17 顯示媒體中心與 IPMP 使用者端的顯示功能，上兩張為不同畫質的 即時攝影機監控，左下為解析度縮小的顯示圖，右下為非法存取碼流所看到的加 密視訊。

2.3.3分析無線感測網路的交通，並針對第一年建立的階層式叢集拓樸 設計繞徑協定進行效能分析

在第一年計畫，我們針對 IEEE 802.15.4 的 CSMA/CA 機制加以研究，於具 有主碼框架構 的無線 感測網路中 ， 提出一 延遲後退演算 法 (delayed backoff algorithm; DBA)並進行模擬，以改善 IEEE 802.15.4 無線感測網路之效能。

本年度計畫中，我們延續了第一年的研究，首先針對 IEEE 802.15.4 的隱藏 式主機問題進行探討，並以分群策略(Grouping Strategy; GS)為基礎，在感測節點 傳輸距離相等的環境下，提出了公平且動態的分群策略(Fairness and Dynamic Grouping Strategy; FDGS)。所謂分群策略，是將可能發生隱藏式主機問題的感測 節點切割成不同的群，並令各群在不同的時間進行資料傳輸的動作。分群策略雖 然改善了隱藏式主機的問題，但卻無法相容於不支援分群策略的節點，且由於各 群之感測節點數量不一，相當容易導致各群分配到之傳輸時間不一致。為了改善 以上的缺點，在我們所提出的策略中，協調者(coordinator)可依照不支援分群策 略的節點數目比例，調整競爭存取週期(contention access period; CAP)的長度，使 其有自己的競爭的空間，不會干擾到執行分群策略的節點；此外，我們的策略在 每個超碼框(superframe)之前利用頻寬預約機制，使得網路上的節點能夠更加有 效的使用網路頻寬，且 FDGS 分群演算法分配的各群成員數也比 GS 分配的成員 數平均，具備更佳的公平性。由模擬結果顯示，我們提出的方法在區域性事件中 可提高有效資料傳送量(goodput)並降低媒體存取控制層之延遲(MAC delay)。此 外，我們的方法亦可有效改善各成員存取傳輸通道之公平性，改善了無線感測網

MTS310 為一感測模組，支援 MICAz 所提供之傳輸介面，可進行溫度、濕度、

即時訊息、視訊...等。例如 : MSN、Yahoo、ICQ 和 Google Talk 等即時通訊工具 混合使用主從式與混合點對點架構來傳送即時訊息，Skype 則是採用第二代的 Skype 網路中的超節點(super node)，若在這等級之下則為普通主機(ordinary host)。

語音系統是一套用來發展電話語音應用程式。它把低階的電話語音卡介面指