diploma, szakdolgozat, TDK » BME VIK HIT

Beltéri rádiós helymeghatározó algoritmus tervezése és vizsgálata

admin — Wed, 20 Jan 2010 17:27:29 +0000

Napjainkban a helyzetérzékeny alkalmazások létrehozása dinamikusan fejlődő területe az informatikának. A pozíció mint kontextus már önmagában jelentős információtartalommal bír, egyéb tudásbázisokkal együtt pedig a mindennapi életünk szerves részévé váló szolgáltatásokat hozhat létre. Míg a szabadban a földrajzi koordináták meghatározásának képessége egy egész navigációs iparágat hívott életre, beltérben ez a forradalom még várat magára.
Nekünk, mérnököknek olyan megoldásokat kell találnunk, melyek észrevétlenül illeszkednek megszokott viselkedésünkbe, kényelmesek, és mégis olyan plusz funkciókat képesek nyújtani, melyek megváltoztatják a környezethez fűződő viszonyunkat. A beltéri helymeghatározás révén a felhasználók és tárgyak pozícióját ismerő eszközök ilyen vízió megvalósítására lehetnek képesek.

A rádiós elven történő helymeghatározás nem újdonság, sőt a vezeték nélküli hálózati technológia segítségével is meg tudjuk adni a helyünket, így egy már széles körben használt technológiát tehetünk alkalmassá a beltéri helymeghatározásra. Már öt-hat éve léteznek olyan kutatási eredmények, de kész kereskedelmi termékek is, melyek a Wi-Fi hálózatok jeleit felhasználva számítják ki az emberek épületen belüli pozícióját.

Diplomatervem első részében a helymeghatározás alapjait, elterjedt rádiós elvű megoldásait, valamint a jelentősebb Wi-Fi alapú rendszereket ismertetem. A kész, elterjedt rendszerek mind olyan elvre épülnek, mely szükségessé teszi a terület nagy pontosságú felmérését a technológia bevezetésekor és a hálózati infrastruktúra minden változásakor. Diplomatervemben olyan alternatív algoritmus kifejlesztése a célom, mely feloldja ezt a kötöttséget, de megtartja a korábbi rendszerek pontosságát és teljesítményét. Részletes mérések és iteratív tervezési folyamat után létrehoztam egy hullámterjedési modellen alapuló rendszert, mely valóban csökkenti a karbantartás nehézkességét, miközben nem romlanak egyéb jellemzői.

Diplomatervem második részében ennek az algoritmusnak a fejlesztéséről és implementációjáról írok.

IPTV forgalom monitorozás LINUX-os transzparens bridge segítségével

admin — Tue, 23 Jun 2009 15:56:42 +0000

Napjainkban egyre több háztartás számára érhető el az olcsó, szélessávú internet és rajta keresztül a különböző multimédiás tartalmakat biztosító szolgáltatások. A kifejezetten multimédiás tartalom vagy TV adások továbbítására kialakított IP hálózatokat, IPTV hálózatoknak nevezzük. Az internettel szemben az IPTV hálózatok zárt hálózatok, melyek jelentősen jobb szolgáltatásminőséget biztosítanak, azonban a jobb szolgáltatásminőség folyamatos felügyeletet igényel. A kereskedelemben kapható IPTV hálózat megfigyelő rendszerek csak korlátozott mérések elvégzésére képesek, és bővíthetőségük nehézkes. Célom egy olyan LINUX-os IPTV forgalom megfigyelő program kifejlesztése volt, mely szabadon és könnyen bővíthető, illetve létező IPTV hálózat monitorozó rendszerekbe is integrálható.

A diplomatervemben bemutatok különböző forgalom megfigyelési módszereket, kereskedelemben kapható IPTV hálózat megfigyelő rendszereket, az IPTV hálózatban előforduló hibákat és azok mérésére szolgáló módszereket, illetve részletesen bemutatom a sikeresen kifejlesztett forgalom megfigyelő szoftver felépítését, működését és tesztelésének eredményeit.

Kontextus információk felhasználási lehetőségei proxy szerverekben

admin — Tue, 23 Jun 2009 15:29:10 +0000

Napjainkban a kontextusfüggő alkalmazások egyre nagyobb teret nyernek, hiszen kontextus információk felhasználásával a szoftverek egy adott feladatot helyzetre és személyre szabottan, a felhasználó saját igényeinek megfelelően végezhetnek el. Az említett programok az ember-gép interakciót is magasabb szintre emelik, ugyanis a használat körülményeiről elérhető információk hozzásegítik őket ahhoz, hogy közelebb kerüljenek az általuk végzett feladat valódi értelméhez, és azt összefüggéseiben elemezve hatékonyabb működést valósítsanak meg.

Bár a kontextusinformációkat eddig leginkább végfelhasználói programokban használták, hatalmas lehetőségek rejlenek az ilyen típusú információk proxy szerverekben történő alkalmazásában. A proxy szerver továbbító szerepet játszik a különböző erőforrások elérésében, így helyzetéből adódóan ideális azok felhasználói igényekhez történő alakítására.

Dolgozatomban először meghatározom a kontextus és a kontextusérzékenység fogalmát, bemutatom a kontextuscsoportok egy lehetséges osztályozását, és néhány kontextuscsoportot részletesen is tárgyalok. A későbbiekben a proxy szerverek típusait és funkcióit foglalom össze, néhány konkrét proxy szerver alkalmazás segítségével vázolom a bennük rejlő lehetőségeket, és terveket készítek új, kontextusinformációkat felhasználó megvalósításokra a különböző típusú proxy szerverek és kontextusinformációk lehető legszélesebb körében.

Végül részletesen bemutatok egy kontextusérzékeny adattömörítő HTTP proxyszerver- megoldást és annak integrációját a módosításokat végző ICAP szerverrel. Megtervezem és megvalósítom az ICAP szerver kontextusinformációkat felhasználó tömörítő szolgáltatását, elemzem a felhasznált módszereket és algoritmusokat. Tesztelem a létrehozott rendszer működését, értékelem az elért eredményeket, és összehasonlítom azokat az előzetes várakozásokkal, legvégül pedig a továbbfejlesztés lehetséges irányait is felvázolom.

Bináris kódolás vizsgálata hibatűrő kvantumhálózatban

admin — Tue, 03 Mar 2009 23:28:15 +0000

Ebben a dolgozatban egy igen érdekes és figyelemreméltó tudományterülettel, a kvantum hibajavítás témakörével foglalkozom. A jelenlegi informatikai fejlődés előrejelzései alapján a ma használt technológia végső határa rohamosan közeleg, ami számos problémát vet fel. Egy lehetséges, kedvező megoldásnak tűnik a kvantuminformatika megjelenése, amely a jelenleginél hatékonyabb és alapjaiban eltérő informatikai módszerek segítségével dolgozik. A kvantumszámítógép, a klasszikus társához képest, gyorsabban és eltérő módszerek segítségével old meg számos, a mindennapi életben is feltűnő problémát. Az elméleti kvantuminformatika virágzásának ellenpontozásaképp a kvantumalgoritmusok és protokollok fizikai megvalósításai még gyerekcipőben járnak, a kvantuminformáció környezettel való összefonódása miatt. Ennek ellenére nincs kizáró bizonyíték a kvantumszámítógépek megépítésének elmélete ellen.
A mai modern időkben, az internet szárnyalása réven, megnőtt az igény nagy mennyiségű információ gyors és hibamentes átvitelére. A kvantumhálózatokban az információkat klasszikus bitek helyett kvantumbitekkel reprezentálják, amely révén az elérhető sávszélesség ugrásszerűen megnő. A technika hátrányai közé tartozik a qubitek instabilitása. Az átvitel során a qubitek helyes állapotának megőrzése érdekében hibajavító algoritmusok használhatóak, amelyek megvédik a kódot a külső, káros hatásoktól. Jelen diplomamunka a kvantum hibajavítás témakörével, azon belül is a hibatűrő kvantum hibajavítással foglalkozik. Dolgozatom célja a bináris klasszikus hibatűrő algoritmusok összehasonlítása a kvantum hibatűrő algoritmusokkal. Általánosan használható megoldások keresése céljából minősítem a különböző hibajavítási technikákat a szakirodalom alapján. Olyan klasszikus és vele párbaállítható kvantum hibajavító kódokat választok, amelyek hatékonyan védik az átküldendő információkat, mégis gyorsan, egyszerűen és áttekinthető módon implementálhatóak. A Hamming és Steane-kód egyaránt teljesíti ezeket a kritériumokat, egyszerű felépítésük mellett a blokkon belül egy hibát képesek felismerni és javítani. Az összehasonlítás célja a klasszikus és kvantum hibajavítás párhuzamainak és különbözőségeinek a megismerése, a különböző hibajavítási területek optimális javítókódjainak meghatározása.
A bevezető fejezetben bemutatásra kerül a kvantuminformatika alapgondolata. Ezt követi a kvantuminformatikában
használatos matematikai alapoknak és gondolatoknak az ismertetése, amely a kvantum és klasszikus hibajavítás elméletével folytatódik. A negyedik fejezetben kerülnek előtérbe a dolgozatom témáját adó kvantum hibatűrő kódolási technikák. Az ötödik fejezet foglalkozik a szimulációs környezet kialakításával, a klasszikus (7,4) Hamming-kódolási és a kvantum 7 bites Steane-kódolási technikák implementálásával, a számítási eredmények közzétételével és a tapasztalatok elemzésével. Méréseim bizonyítják, a hibatűrő kvantum számítások segítségével minimalizálni lehet az áramköri meghibásodása miatt fellépő információvesztés valószínűségét.

VPN megoldások heterogén környezetben

admin — Mon, 05 Jan 2009 21:00:18 +0000

Az Internet térhódításával lehetőség nyílt egymástól távol lévő számítógépek összekapcsolására, funkcióik megosztására. Napjainkban már a szélessávú Internet elérése nem ütközik nehézségekbe. Ennek köszönhetően számos helyi hálózati funkciót – földrajzi kötöttségek nélkül – elérhetünk, olyan sebességgel, mintha ténylegesen ahhoz a hálózathoz lennénk kapcsolva.

Céges környezetben fontos lehet, hogy a munkatársak otthonról, vagy a másik telephelyről elérhessék a vállalat helyi hálózatának elemeit, funkcióit. Multinacionális cégeknél ugyancsak fontos lehet az ilyenfajta kapcsolattartás a külföldi ügyfelekkel, az anyacéggel, kiküldetésben lévő kollégákkal stb. Ezeket az igényeket virtuális magánhálózat (VPN) kiépítésével, üzemeltetésével biztosíthatjuk. VPN mellett más lehetőségek is vannak a távoli hozzáférésre, például webes elérés, remote desktop, RAS, de a mai számítógépes teljesítmények maximális kihasználását, teljes körű funkcionalitást és költséghatékony kapcsolatteremtést VPN alkalmazásával célszerű megoldani.

Az ilyen hozzáférés esetén természetesen kiemelten kezelendőek a biztonsági kérdések. Védekezni kell az illetéktelen felhasználók csatlakozása ellen, illetve a csatorna lehallgatás megakadályozása érdekében is tenni kell valamit, hiszen hatalmas károkat lehet okozni egy‑egy bizalmas céges dokumentum illetéktelen kezekbe kerülésével.

Manapság egyre elterjedtebb a vezeték nélküli hálózat használata akár az irodai, akár az otthoni környezetben. Így a virtuális magánhálózat kialakításakor a vezeték nélküli hálózat sajátosságait is figyelembe kell venni. A vezetékes hálózati környezettel szembeni hátránya, hogy rosszindulatú támadások könnyebben véghezvihetők a rendszer ellen, hiszen nem kézzelfogható a közeg, mellyel a hálózatra csatlakozhat valaki, illetve köztudottan nem elegendő a szabványban előírt titkosítás a csatorna védelméhez.
Diplomatervemben az általam megvizsgált VPN megoldásokról adok részletes elméleti áttekintést. Beszámolok a kivitelezéssel kapcsolatos tapasztalataimról, majd a WLAN és a VPN ötvözéséből biztonságos vezeték nélküli elérés lehetőségét mutatom be.

Evaluating retransmission mechanisms for thin stream network traffic

admin — Fri, 24 Oct 2008 19:10:46 +0000

A napjainkban használatos szállítási protokollok tervezése során azzal a feltételezéssel éltek, hogy a küldő oldalon mindig rendelkezésre áll átvivendő adat. Vannak azonban olyan alkalmazások is, amelyek csak ritkán, viszonylag kis mennyiségű adatot küldenek.

Az ilyen, alacsony sávszélességű alkalmazások esetében az átviteli sebességet nem csak a hálózat áteresztő képessége, hanem maga az alkalmazás is korlátozza. A szállítási protokollok kevés adattal nem működnek megfelelően, melynek eredményeképp a csomagok csak nagy késleltetéssel érkeznek meg a fogadó félhez, pedig ez sokszor nem megengedhető. Ezen alkalmazások gyakran olyan típusú adatot is létrehoznak, melyet megérkezési garancia vagy sorrendezés nélkül is el lehetne küldeni a késleltetés csökkentése érdekében. Egyes új szállítási protokollok támogatják a részlegesen megbízható átvitelt, ezt a szolgáltatást azonban egy UDP protokoll feletti middleware réteg segítségével is el lehet érni.

A diplomaterv célja ezen két megoldás összehasonlítása a hagyományos szállítási protokollokkal és azok módosításaival. A tesztek alapjául az alacsony sávszélességű alkalmazások által küldött megbízható adatfolyam szolgál.

Tűz szimulációja gömbszerű plakátok alkalmazásával 3D Studio Max-ban

admin — Fri, 24 Oct 2008 18:24:30 +0000

Napjainkban egyre többen használnak 3D vizualizációs programokat. Amatőr és professzionális szinten is mind nagyobb az elvárás az ilyen megjelenítő eszközökkel szemben, a felhasználók egyszerűen és gyorsan szeretnének minél realisztikusabb képeket alkotni virtuális valóságukról.

A olyan természeti jelenségek, mint tűz, víz, gázok és gőzök, stb. modellezése és életszerű lefényképezése komoly kihívást jelentett a számítógépes grafika szakemberei számára. A tűz offline és realtime megjelenítésével különösen sokan foglalkoznak még ma is, s bár mindkét téren nagyon komoly eredményeket sikerült elérni, a szakma elitje szerint még mindig messze vagyunk a tökéletestől. Az olyan népszerű tervezőszoftverekhez, mint az Autodesk 3D Studio Max-jához léteznek pluginok, melyek – nem valós időben – tüzet, robbanásokat szimulálnak (FumeFX, Phoenix), elérhetőségük azonban meglehetősen nehézkes (drágák, tanulóverziók nem léteznek).

Célom a diplomamunka keretein belül, az Autodesk 3D Studio Max saját fejlesztőeszköze, a MaxScript segítségével egy olyan, plugin összeállítása a Maxhoz, mely eredményesen kezel egy speciális részecskeformátumot, mellyel hatékonyan, gyorsan és szépen lehet tüzet (vagy más térfogati jelenséget) renderelni, ill. maga a szoftver ingyenesen elérhető, és bárki által továbbfejleszthető.