ISEGI-NOVA AR Project - Augmented Reality Aplied to the Universidade Nova de Lisboa

Project work presented as a partial requirement to obtain a Master Degree in Information Management

Multipacket reception in the presence of in-band full-duplex communication

In-Band Full-DupleX (IB-FDX) is defined as the ability for nodes to transmit and receive signals simultaneously on the same channel. Conventional digital wireless networks do not implement it, since a node’s own transmission signal causes interference to the signal it is trying to receive. However, recent studies attempt to overcome this obstacle, since it can potentially double the spectral efficiency of current wireless networks. Different mechanisms exist today that are able to reduce a significant part of the Self- Interference (SI), although specially tuned Medium Access Control (MAC) protocols are required to optimize its use. One of IB-FDX’s biggest problems is that the nodes’ interference range is extended, meaning the unusable space for other transmissions and receptions is broader. This dissertation proposes using MultiPacket Reception (MPR) to address this issue and adapts an already existing Single-Carrier with Frequency-Domain Equalization (SC-FDE) receiver to IB-FDX. The performance analysis suggests that MPR and IB-FDX have a strong synergy and are able to achieve higher data rates, when used together. Using analytical models, the optimal transmission patterns and transmission power were identified, which maximize the channel capacity with the minimal energy consumption. This was used to define a new MAC protocol, named Full-duplex Multipacket reception Medium Access Control (FM-MAC). FM-MAC was designed for a single-hop cellular infrastructure, where the Access Point (AP) and the terminals implement both IB-FDX and MPR. It divides the coverage range of the AP into a closer Full-DupleX (FDX) zone and a farther Half-DupleX (HDX) zone and adds a tunable fairness mechanism to avoid terminal starvation. Simulation results show that this protocol provides efficient support for both HDX and FDX terminals, maximizing its capacity when more FDX terminals are used.

On the impact of overlapping access points in detecting node encounters

Data traces, consisting of logs about the use of mobile and wireless networks, have been used to study the statistics of encounters between mobile nodes, in an attempt to predict the performance of opportunistic networks. Understanding the role and potential of mobile devices as relaying nodes in message dissemination and delivery depends on the knowledge about patterns and number of encounters among nodes. Data traces about the use of WiFi networks are widely available and can be used to extract large datasets of encounters between nodes. However, these logs only capture indirect encounters between nodes, and the resulting encounters datasets might not realistically represent the spatial and temporal behaviour of nodes. This paper addresses the impact of overlapping between the coverage areas of different Access Points of WiFi networks in extracting encounters datasets from the usage logs. Simulation and real-world experimental results show that indirect encounter traces extracted directly from these logs strongly underestimate the opportunities for direct node-to- node message exchange in opportunistic networks.

Sistema de servidores VoIP del proyecto guifi.net

Las redes inalámbricas y la VoIP están revolucionando la manera de comunicarnos debido a la fácil implementación y al bajo coste. En este proyecto se desarrolla un sistema de telefonía interna y externa para la red guifi.net que permite comunicar los servidores y los teléfonos de la red, y realizar llamadas a la red telefónica a través de un proveedor de VoIP. También se comprueban las limitaciones de la red inalámbrica y se muestran soluciones para optimizar los recursos disponibles para obtener mayor rendimiento.

Desenvolupament d'una aplicació Android per a Moodle

L'evolució que la tecnologia de les comunicacions sense fils ha experimentat en els darrers anys permet que avui en dia els dispositius mòbils proporcionin una resposta més que acceptable. Ja s'han superat molts dels problemes de mobilitat, d'infraestructura i d'ample de banda que fins ara dificultaven l'ús d'aquests dispositius. Aquest fet ha fomentat l'expansió de diferents sistemes dels que es pot destacar Android, iPhone OS i Windows Mobile/Windows Phone 7. Els dos primers són els que actualment es disputen el lideratge del mercat dels dispositius i aplicacions mòbils i és Android el que ha experimentat el major creixement els darrers anys. Paral·lelament, la constant introducció de programari d'e-learning destinat a activitats de formació no presencial basades en Internet ha permès arribar a milions d'usuaris en diferents àmbits, com ara universitats, empreses i institucions d'arreu del món. D'aquest conjunt de programari destaca Moodle, suite de codi obert que permet crear llocs web de formació en línia de forma senzilla i eficaç.Aquest Projecte de Final de Carrera, emmarcat en l'àrea de Xarxes de Computadors, conjugaaquests tres conceptes mitjançant el desenvolupament d'una aplicació per a dispositius mòbils Android que connecta a un servidor Moodle. La comunicació entre ells utilitza intensivament les xarxes sense fils i fa crides als serveis que aquest ofereix gràcies als Web Services, mètode de comunicacions composat d'un conjunt de protocols i de programari que permet la comunicació entre dos dispositius a través de la xarxa.

Projecte UD-WIFI

La Universitat de Deusto al seu campus de San Sebastià pretén amb aquest projecte gestionar centralitzadament els espais amb cobertura WIFI corresponents a ubicacions concretes i localitzades. Per a això s'acollirà al programa 'Accés a Internet i mobilitat amb WI-FI' promogut per la SPRI (Societat per a la Promoció i Reconversió Industrial), que ofereix subvencions per a la instal·lació de xarxes sense fil amb tecnologia WI-FI ubicades dins de la Comunitat Autònoma de País Basc.

Realització d'una aplicació de gestió de xarxes per a la xarxa sensefils de Manresa GuifiBages

En els últims anys, la popularitat de les xarxes sensefils (WIFI) ha anat en augment a un ritme incansable. Des de petits aparells instal•lats a les cases amb aquesta tecnologia com a complement dels routers d’accés a internet instal•lats per diverses companyies, fins a empreses fent petits desplegaments per comunicar entre si les seves seus. Al marge d’aquests escenaris, s’ha produït un fenomen social d’acolliment d’aquesta tecnologia a nivell mundial, en forma del que coneixem com a xarxes ciutadanes / xarxes lliures / xarxes socials. Aquestes xarxes han estat possibles gràcies a diverses raons que han fet assequible a col•lectius de persones, tant els aparells com els coneixements necessaris per dur a terme aquestes actuacions. Dintre d’aquest marc, al Bages, concretament a Manresa, es va començar a desenvolupar una d’aquestes xarxes. Les decisions d’aquesta xarxa d’utilitzar exclusivament hardware i software de codi obert, i determinats aspectes tècnics de la xarxa, ha comportat que la xarxa fos incompatible amb algunes de les aplicacions de gestió de xarxes existents desenvolupades per comunicats com gufi.net a Osona. És per això que per garantir el creixement, la supervivència i l’èxit d’aquesta xarxa en el temps, és indispensable poder comptar amb una eina de gestió que s’adigui a les característiques de GuifiBages. L’objectiu principal d’aquest treball és dotar a la xarxa GuifiBages de les eines necessàries per poder gestionar tota la informació referent a l’estructura de la seva xarxa, tant per facilitar l’accés a nous usuaris sense molts coneixements tècnics, com per facilitar nous desplegaments / reparacions / modificacions de la xarxa d’una manera automàtica. Com a conclusió d’aquest treball, podem afirmar que les avantatges que proporciones tecnologies com Plone, faciliten enormement la creació d’aplicacions de gestió de continguts en entorn web. Alhora, l’ús de noves tècniques de programació com AJAX o recursos com els que ofereix Google, permeten desenvolupar aplicacions web que no tenen res a envejar al software tradicional. D’altra banda, voldríem destacar l’ús exclusiu de programari lliure tant en els paquets de software necessaris pel desenvolupament, com en el sistema operatiu i programes dels ordinadors on s’ha dut a terme, demostrant que es poden desenvolupar sistemes de qualitat sense dependre de programari privatiu.

Hallintasovellus M2M-tiedonsiirtoon GPRS-verkossa

Pääosa matkapuhelinjärjestelmien liikenteestä on toistaiseksi puhetta. Dataliikenteen osuus on kuitenkin jatkuvasti kasvamassa uusien tekniikoiden myötävaikutuksella. Langattoman dataliikenteen kehittämiselle tuo myös lisäpainetta internetin nopeasti yleistynyt käyttö. Eräs lupaavimmista sovellusalueista on konekommunikaatio, M2M, minkä läpilyöntiä on ennustettu jo vuosia. Viime vuosina markkinoille tulleet M2M-laitteet tarjoavat aiemmista laitteista poiketen myös mahdollisuuden sovellusten suorittamiseen itse laitteessa ja niiden päivittämisen langattomasti. Työssä vertaillaan kolmea markkinoilla olevaa konekommunikaatioon soveltuvaa laitetta ja tarkastellaan niiden ominaisuuksia ja sovellusten päivitettävyyttä GPRS-verkkoa käyttäen. Tarkastelussa havaitaan, että teleoperaattoreiden asettamat rajoitukset ja käytössä olevat päivitysmenetelmät aiheuttavat tiettyjä ongelmia päivitysten käytettävyydelle. Työn tuloksena kehitettiin hallintasovellusohjelmisto, mikä mahdollisti etäällä sijaitsevien M2M-laitteiden sovellusten päivittämisen helppokäyttöisen käyttöliittymän avulla. Hallintasovellusta käyttäen useita, maantieteellisesti hajallaan olevia laitteita oli mahdollista päivittää samanaikaisesti automatisoidusti. Hallintasovellus osoittautui käyttökelpoiseksi työkaluksi M2Mlaitteiden sovellusten hallintaan jo, kun laitemäärä kasvoi muutamista kappaleista muutamaan kymmeneen.

Collecting Transaction Data in a Fourth Generation Mobile Network

Tässä diplomityössä on oletettu että neljännen sukupolven mobiiliverkko on saumaton yhdistelmä olemassa olevia toisen ja kolmannen sukupolven langattomia verkkoja sekä lyhyen kantaman WLAN- ja Bluetooth-radiotekniikoita. Näiden tekniikoiden on myös oletettu olevan niin yhteensopivia ettei käyttäjä havaitse saanti verkon muuttumista. Työ esittelee neljännen sukupolven mobiiliverkkoihin liittyvien tärkeimpien langattomien tekniikoiden arkkitehtuurin ja perustoiminta-periaatteet. Työ kuvaa eri tekniikoita ja käytäntöjä tiedon mittaamiseen ja keräämiseen. Saatuja transaktiomittauksia voidaan käyttää tarjottaessa erilaistettuja palvelutasoja sekä verkko- ja palvelukapasiteetin optimoimisessa. Lisäksi työssä esitellään Internet Business Information Manager joka on ohjelmistokehys hajautetun tiedon keräämiseen. Sen keräämää mittaustietoa voidaan käyttää palvelun tason seurannassa j a raportoinnissa sekä laskutuksessa. Työn käytännön osuudessa piti kehittää langattoman verkon liikennettä seuraava agentti joka tarkkailisi palvelun laatua. Agentti sijaitsisi matkapuhelimessa mitaten verkon liikennettä. Agenttia ei kuitenkaan voitu toteuttaa koska ohjelmistoympäristö todettiin vajaaksi. Joka tapauksessa työ osoitti että käyttäjän näkökulmasta tietoa kerääville agenteille on todellinen tarve.

Secure IP-based Connection Solutions for Mobile Users

Tämä diplomityö tutkii turvallisia etäyhteystapoja yritysverkkoihin. Samanaikasesti kuin Internettiin liitetyt langattomat verkot, kuten langattomat lähiverkot ja pakettikytkentäiset matkapuhelinverkot, tulevat yhä yleisemmiksi, mahdollisuus etäyhteksien luomiseen näiden verkkojen kautta tulee yhä suositummaksi. Vaikka tietoverkot kehittyvät, pysyvät niitä uhkaavat yleisluontoiset uhat samoina. IP pohjaiset VPN-verkot ovat sopiva tapa suojata Internetin ylitse tapahtuvia etäyhteksiä. Eri VPN-ratkaisuja on kuitenkin tarjolla laaja valikoima. Oikean tyyppisen VPN-ratkaisun valinta on kriittistä, jotta yrityksen etäyhteystarpeet saadaan täytettyä. Diplomityö esittelee eräänä vaihtoehtona miten Pocket PC 2002 PDA laitetta ja Windows XP Professional käyttöjärjestelmää voidaan käyttää edullisen VPN ratkaisun toteuttamiseen.

Langattomien tietoverkkojen hyödyntäminen kuntoilujärjestelmissä

Tekniikan ja elektroniikan kehityksen myötä on voitu kehittää erilaisia kuntoilujärjestelmiä. Niiden tarkoituksena on motivoida liikkumaan, parantaa suorituksia sekä helpottaa harjoitustietojen keräystä ja analysointia. Langattomuus tuo etuja järjestelmän liikkuvuuteen ja komponenttien päivitettävyyteen. Langattomien henkilökohtaisten päätelaitteiden käyttö kuntoilujärjestelmän osana tarjoaa mahdollisuuden hyödyntää harjoitustietoja laajemmin. Langattoman kuntoilujärjestelmän luominen ei kuitenkaan ole ongelmatonta. Tässä diplomityössä keskitytään tutkimaan voidaanko tämän hetken langattomilla tietoverkoilla ja niitä käyttävillä päätelaitteilla toteuttaa sujuvasti toimiva langaton kuntoilujärjestelmä. Työssä perehdytään ensin olemassa oleviin kuntoilujärjestelmiin. Niiden ongelmia ratkomaan käytettiin langattomia tietoverkkoja. Tutkittaviksi tietoverkoiksi valitiin käytetyimmät radioverkot, joita myöhemmin hyödynnetään kuntoiluyhteisötutkimuksessa. Teoriaosaa tukemaan toteutetaan langaton kuntoilujärjestelmä. Työn tuloksena on selvitys langattoman kuntoilujärjestelmän toteuttamisen mahdollisuudesta tämän päivän tekniikoilla. Lisäksi tuloksena on langaton Bluetooth-verkkoa hyödyntävä kuntoiluohjelmisto.

Design and Implementation of Peer-to-Peer Network over Bluetooth

During the last half decade the popularity of different peer-to-peer applications has grown tremendously. Traditionally only desktop-class computers with fixed line network connections have been powerful enough to utilize peer-to-peer. However, the situation is about to change. The rapid development of wireless terminals will soon enable peer-to-peer applications on these devices as well as on desktops. Possibilities are further enhanced by the upcoming high-bandwidth cellular networks. In this thesis the applicability and implementation alternatives of an existing peer-to-peer system are researched for two target platforms: Linux powered iPaq and Symbian OS based smartphone. The result is a peer-to-peer middleware component suitable for mobile terminals. It works on both platforms and utilizes Bluetooth networking technology. The implemented software platforms are compatible with each other and support for additional network technologies can be added with a minimal effort.

Yhdysliikennepisteen suunnittelu

Langattomien lähiverkkotekniikoiden yleistyessä langattomien verkkojen ja palveluiden kysyntä on kasvanut nopeasti. Varsinkin vuonna 1997 julkistettu IEEE:n 802.11b-standardi on mahdollistanut langattomien verkkotekniikoiden nopean kehityksen. Tässä työssä esitetään suunnitelma kahden verkon välisen rajapinnan rakenteesta ja to-teutuksesta. Rajapintaa kutsutaan yhdysliikennepisteeksi. Sen pääasiallisena tehtävänä on toimia solmupisteenä kaikelle verkkojen väliselle tietoliikenteelle ja hallinnoida niin sisäverkkoa käyttäjineen kuin ulkoverkon puolelle kytkettyjä operaattoreita. Yhdyslii-kennepisteen tehtävänä on tunnistaa sisäverkon käyttäjät, auktorisoida heidät yhteis-työssä operaattorien kanssa, huolehtia sisäverkon käyttäjien verkko-osoitteista ja toimia verkkoliikenteen välittäjänä. Yhdysliikennepiste kykenee reitittämään käyttäjän oikealle operaattorille ja huolehtii siitä, että käyttäjällä on pääsy palveluihin, joiden käyttämiseen tällä on valtuutus. Työssä määritellään yhdysliikennepisteen rajapinnat sekä siihen liitettäviä operaattoreita että sisäverkkoon tarjottavia peruspalveluita varten. Lisäksi määritellään yhdysliikenne-pisteen sisäiset rajapinnat. Yhdysliikennepiste ei rajoita käytettyä verkkotekniikkaa, mutta tässä työssä keskitytään IEEE 802.11b -standardin mukaisiin WLAN-verkkoihin. Yhden tai useamman operaattorin verkkoja on olemassa sekä langallisessa että langat-tomissa ympäristöissä. Näissä verkoissa jokainen Internet-operaattori huolehtii kuiten-kin vain omista asiakkaistaan. Sisäverkko on suljettu, siihen pääsevät liittymään vain operaattorin omat asiakkaat. Työn tuloksena syntynyt yhdysliikennepiste on ratkaisu, jonka avulla voidaan rakentaa monioperaattorialueverkko, joka on avoin kaikille sen käyttäjille.

Paikkatiedon hyödyntäminen Jabber-pikaviestintäohjelmistossa

Työn teoriaosuudessa tutustutaan ensin paikkatiedon käsitteeseen ja paikkatietoa hyödyntäviin palveluihin. Lisäksi perehdytään paikannukseen langattomissa lähiverkoissa ja erityisesti paikannukseen tämän diplomityön osalta käytettävässä verkossa. Työn teoriaosuudessa tutustutaan myös paikkatietoa hyödyntävien palveluiden hyöty- sekä haittanäkökulmiin. Teoriaosuudessa käydään myös läpi tällä hetkellä yleisimmät pikaviestintäarkkitehtuurit ja tutustutaan tarkemmin Jabber–pikaviestintäohjelmiston käyttämään protokollaan. Lopuksi tarkastellaan paikkatiedon hyödyntämiseen liittyviä lakiteknisiä seikkoja ja henkilön yksityisyyden suojaa. Diplomityön käytännön osuudessa tutustutaan paikkatietoa hyödyntävän palvelinkomponentin toteutukseen Jabber–arkkitehtuuria hyväksikäyttäen. Jabber-palvelinohjelmisto ja tehty komponentti toimivat langattomassa lähiverkossa (WLPR.NET), jota ylläpitää Lappeenrannan teknillisen yliopiston tietoliikennetekniikan laitos. Verkon käyttäjät voivat rekisteröityä palvelun käyttäjiksi, jonka jälkeen palvelinkomponentti pitää kirjaa rekisteröityneiden käyttäjien paikkatiedosta ja sen muutoksista. Lisäksi käyttäjät voivat hakea muiden käyttäjien paikkatietoa asiakasohjelmistossa toimivan hakutoiminnon avulla. Käyttäjien paikkatieto saadaan käyttämällä jo olemassa olevaa tekniikkaa.

Mobile Protocol Stack Simulator

Nykypäivän maailma tukeutuu verkkoihin. Tietokoneverkot ja langattomat puhelimet ovat jo varsin tavallisia suurelle joukolle ihmisiä. Uusi verkkotyyppi on ilmestynyt edelleen helpottamaan ihmisten verkottunutta elämää. Ad hoc –verkot mahdollistavat joustavan verkonmuodostuksen langattomien päätelaitteiden välille ilman olemassa olevaa infrastruktuuria. Diplomityö esittelee uuden simulaatiotyökalun langattomien ad hoc –verkkojen simulointiin protokollatasolla. Se esittelee myös kyseisten verkkojen taustalla olevat periaatteet ja teoriat. Lähemmin tutkitaan OSI-mallin linkkikerroksen kaistanjakoprotokollia ad hoc –verkoissa sekä vastaavan toteutusta simulaattorissa. Lisäksi esitellään joukko simulaatioajoja esimerkiksi simulaattorin toiminnasta ja mahdollisista käyttökohteista.