Research Topics

在通訊的三大領域(無線、寬頻、應用)中,所上給我的定位在於應用方面。 但大家可千萬不要以為,應用型的研究就是寫個應用服務出來讓大家玩一玩, 那太簡單了。在研究所,對於一項已存在的應用服務, 我們會需要去分析它的運作效能, 必要時甚至得重新設計它的通訊協定,以達到效能的提升。 對於目前還不存在的功能,我們需要研究到底目前缺乏哪些技術, 然後設法發展出所需要的工具,也就是所謂的 enabling technology, 來促成這項應用服務的普及。

最近我的研究主題著重在網路電話(Voice over IP, 簡稱 VoIP)以及 Internet Protocol Version 6 (簡稱 IPv6)兩方面。 而在產業界中,3GPP 為 IMS (IP Multimedia Subsystem) 所指定的 SIP (Session Initiation Protocol) ,已逐漸取代有十幾年歷史的 H.323, 成為設備商 與運營商共同採用的標準。但對於這個新標準如何應用在網路電信上,相關的研究仍然十分缺乏。此外,Internet Protocol (簡稱 IP) 自 1981 年提出至今,已近三十年。這三十年來電腦的數量以及網路的應用都已經產生了三十年前無法想像的變化。 新版的 IPv6 希望能解決目前 IP 通訊協定所遭遇的瓶頸,但目前最大的癥結是, 業界普遍缺乏有能力撰寫 IPv6 程式的工程師。 這兩項是我最近希望找同學們研究的重點。

我的實驗室目前分成三組,Q組專門研究通訊協定效能的細節。因此對於像 UDP, TCP, SCTP, DCCP 這些以前你可能只聽過名字,但是知其然不知其所以然的通訊協定, 會需要實地去使用,研究其運作方式,並設法加以改良。Q組的同學有一部份會參與一些 產學合作計畫。參與這類計畫的好處是對你未來就業很有幫助,但代價則是你所撰寫的程式會需要穩定一些,才能符合業界的要求。因此會辛苦一點。
I組研究的是網路監聽以及網管相關的功能。在這過程中會接觸到許多 router, switch 以及實務管理上所會遭遇的議題。由於這種研究不能閉門造車,因此必須要有做「黑手」的精神動手多碰一些網路設備。在這過程中會需要閱讀許多英文的文件,以幫助自己瞭解有關這些設備的運作原理及設定細節。
P組主要研究的是通訊的保密,因此會需要學一些加解密的演算法。這方面所需要的數學不會很難,只需要一些簡單的整數論,例如說你知道什麼是質數(prime number),以及 2 的 p 次方減一和 2 的 p-1 次方有何差別,這對你應該就不會太難。 這組所做的研究不需要碰很多機器,頂多只需要設計出方法後,寫出程式來驗證。 不過,實作能力是整個實驗室要求的重點之一。因此同學們還是必須熟悉 Unix/Windows 等各式程式撰寫的環境。
因應新的SmartGrid計畫, 實驗室新成立了Z組。不過這組需要點時間建立ZigBee 發展平台,在還沒有具體的雛型前,這裡先不多說。

我在下頭所列出的幾個參考題目,比較是偏網路和程式設計的,或許和大家印象中以電波為主的通訊領域有些不一樣。有人說這可算是比較偏資工而比較不偏電機,但這種講法有待商榷。柏克萊的電機系,英文叫 Electrical Engineering & Computer Sciences。他們的電機和資工是不分家的。 因此從培育人才的角度來想,我們在通訊傳統的兩大領域(無線與寬頻)之外,又再加了「應用」這個方向。下頭的這些題目,大部份需要一些 Internet 的基本概念,像 OSI 有七層這個概念要知道。VoIP 相關的知識並不會太難,只要修個半學期的課,應該 就可以上手。換言之,只要你肯學,之前是否有基礎,影響不大。 不過,這些題目也只是供大家參考,大約瞭解一下實驗室的方向。 通常我會根據同學們過去大學時 的專長, 來決定到時候要指導同學們進行怎樣的研究主題. 至於程式寫作的部份主要是使用 C 或 C++, 因為這是業界目前在這方面所採用 的工具及所需要的人才走向。你如果從前學的是 Java, 當然也很好. 但 C 語言也要熟練才行, 這樣未來會更符合業界的需要.

如果你不確定你對網路通訊的相關研究是否有興趣, 不妨讀一下這幾篇介紹性的文章。如果其中提到的一些概念讓你覺得有興趣進一步探索, 請 email 到 solomon@ncnu.edu.tw 和我約時間面談。

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Training Focus

  1. Implementation
  2. Research
  3. Presentation

Requirements for Students

  1. Always acknowledge important messages.
  2. Backup your files.
  3. Constant progress is required; write weekly reports.
  4. Do not overload yourself with trivial jobs.
  5. English is the working language.

Appendix

Nine key attributes necessary for today's workplace

  1. leadership
  2. teamwork
  3. problem solving
  4. time management
  5. self-management
  6. adaptability
  7. analytical thinking
  8. global consciousness
  9. strong communication skills (listening, speaking, reading, and writing)

Tools

工欲善其事, 必先利其器
  1. gdb - GNU Debugger
  2. Wireshark Packet Analyzer
  3. CVS - Concurrent Versions System
  4. vi editor and regular expression on Unix

Articles for Students to Read