Hogeschool01: Volgende generatie Internet: experimenteel ontwerp

Transcriptie

1 UGent iminds Vakgroep Informatietechnologie/IBCN Gaston Crommenlaan 8 bus Gent Hogeschool01: Volgende generatie Internet: experimenteel ontwerp Doelstellingen: Het Internet wordt vandaag gebruikt voor talrijke diensten waar het originele ontwerp eigenlijk niet op voorzien was. Denk hierbij aan voice-over-ip telefonie, Video on Demand diensten, aanbieden van continue connectiviteit aan zeer mobiele gebruikers, enzovoort. Wereldwijd worden er dan ook grote inspanningen geleverd in het onderzoek naar nieuwe Internet technologieën, zodat de volgende generatie van het Internet efficiënter ondersteuning zal kunnen bieden aan de meest uitdagende of zelfs nog ongekende diensten. Binnen dit onderzoeksdomein kan worden vastgesteld dat onderzoek en ontwikkeling meer en meer gebeurt op basis van experimenten, in plaats van op basis van analyse en theoretische ontwerpen. De dag van vandaag zijn Internet systemen nu eenmaal te complex en te nauw verweven met ons dagdagelijkse leven om volledig op voorhand ontworpen te kunnen worden. Om dit experimentele onderzoek te kunnen ondersteunen werden de voorbije jaren dan ook talrijke proefopstellingen (testbeds) ontwikkeld aan verschillende nationale en internationale universiteiten en onderzoeksinstellingen. Deze maken onderzoek mogelijk binnen verschillende domeinen zoals cloud en grid computing, draadloze netwerken, OpenFlow networking, nieuwe web-gebaseerde diensten, enzovoort. Ook UGent-iMinds heeft op dit gebied de nodige inspanningen geleverd, en beschikt momenteel over zowel een lab voor experimenten met draadloze netwerken inclusief mobiele robots, en een grootschalige infrastructuur voor emulatie van Internet-gebaseerde netwerken en diensten, gekend als de Virtual Wall. (Fout! Verwijzingsbron niet gevonden.). In het algemeen beschikt elk testbed over zijn eigen beheersoftware en gebruikersapplicaties. Wanneer men echter geavanceerde scenario s wil gaan onderzoeken, waarbij infrastructuur uit verschillende proefopstellingen gecombineerd zal worden, dan vormt deze heterogeniteit een duidelijk obstakel. De onderzoeker wordt namelijk verplicht om met elk van deze toepassingen om te leren gaan. Veel efficiënter zou zijn om toe te laten om met één enkele applicatie alle testbeds aan te spreken en een experiment te plannen en uit te voeren. Idealiter kan dit gebruik makende van één account die automatisch toegang geeft tot de verschillende proefopstellingen. Deze aanpak noemt men federatie van testbedden. Binnen dit domein van federatie speelt de IBCN onderzoeksgroep een prominente rol, als coördinator van het gerelateerde Europese vlaggenschip project Fed4FIRE. Tevens onderhoudt de groep nauwe contacten met gelijkaardige initiatieven in de Verenigde Staten. Het doel van deze thesis is het ontwerp en de implementatie van een gebruikersapplicatie welke het uitvoeren van gefedereerde Future Internet experimenten mogelijk maakt. Hierbij kan aan verschillende uitdagingen aandacht worden besteed. De student zal hiervoor ondersteund worden met de nodige expertise die binnen de IBCN groep gedurende de voorbije jaren werd opgebouwd.

2 Testinfrastructuur beschikbaar binnen de onderzoeksgroep: een lab voor experimenten met draadloze netwerken inclusief mobiele robots (links), en een grootschalige infrastructuur voor emulatie van Internetgebaseerde netwerken en diensten (Virtual Wall, rechts) Onderzoek De onderzoeksvragen die in deze thesis aangepakt dienen te worden zijn: Wat voor generieke grafische user interface is geschikt als gemeenschappelijke basis voor het gebruik van bronnen beschikbaar binnen deze grote diversiteit aan proefopstellingen? Kunnen deze bronnen allen voorgesteld worden in 1 gemeenschappelijk informatiemodel op basis van ontologieën? Hoe kunnen applicaties aangepast worden zodat ze op basis van deze ontologie efficiënter bronnen kunnen gaan zoeken en reserveren? Opdracht De opdracht voor de student is binnen het kader van deze thesis drieledig opgevat: Ontwikkelen van een Java-gebaseerde tool voor de experimentator. Hierbij dient de nodige aandacht te worden besteed aan het feit dat de verschillende technologieën verschillende vereisten stellen met betrekking tot de grafische user interface. Zo zal bijvoorbeeld een OpenFlow experiment andere functionaliteiten vereisen van de GUI dan een experiment dat focust op web-services. Ook de configuratie van de verbinding op dataniveau tussen verschillende testbedden die deelnemen aan hetzelfde experiment vereist een specifieke GUI. Ontwikkelen van toepasselijk informatiemodel op basis van een ontologie. Nauw aansluitend hierbij is het ontwikkelen van een tool die voor een bepaald experiment over alle testbeds heen redeneert op die ontologie en zo de mogelijke testbeds en vrije tijdsloten efficiënt kan identificeren.

3 Ontwikkelen van een geavanceerde tool voor experiment controle. Deze zou de uitvoering van geavanceerde experimenten kunnen automatiseren, en aan de hand van een aantal automatische controles vaststellen of het experiment effectief correct wordt uitgevoerd. Indien niet kan deze tool autonoom beslissen om het experiment te herstarten, eventueel gebruik makende van andere resources binnen de proefopstelling die binnen het origineel experiment werden aangewend, of zelfs gebruik makende van andere gelijkaardige proefopstellingen. Het gewicht dat deze drie opdrachten binnen de uitvoering van de thesis zullen krijgen zal in samenspraak met de student en de begeleiders en promotoren worden bepaald tijdens de effectieve uitvoering van de thesis. Tijdsbesteding: 25% onderzoek/design 25% ontwerp code 50% realisatie & test Aantal studenten 3 studenten ICT Modaliteiten Locatie en contactpersoon De masterproef zal uitgewerkt worden te: IBCN Gaston Crommenlaan 8 bus 201, 9050 Ledeberg Promotoren bij UGent: Piet Demeester Begeleiders bij UGent: Wim Vandenberghe, Brecht Vermeulen Contactpersonen bij UGent: Wim Vandenberghe

4 UGent iminds Vakgroep Informatietechnologie/IBCN Gaston Crommenlaan 8 bus Gent Hogeschool02: Baas over je eigen smartphone, speel zelf netwerkoperator en beheer een volledig functioneel real-life LTE-netwerk! Doelstellingen LTE (Long Term Evolution) is de mobiele standaard van de 4e generatie (4G) die momenteel in België uitgerold wordt of uitgerold zal worden door de mobiele netwerkoperatoren (Belgacom, Mobistar, Base) en is de opvolger van GSM/GPRS/EDGE (2G) en UMTS/HSPA (3G). Behalve talloze zendmasten, dienen deze netwerkoperatoren ook een kernnetwerk te hebben, waar alle gesprekken en dataverbindingen correct afgehandeld worden. Gelet op de complexiteit, de zeer hoge kost en het belang van een continue correcte werking van dit kernnetwerk, was het beheer en de configuratie hiervan tot op heden enkel mogelijk door een beperkt aantal gespecialiseerde ingenieurs bij deze netwerkoperatoren. Vandaag kan Universiteit Gent (via iminds, zie echter gebruik maken van het OpenEPC -software pakket (zeer recentelijk aangekocht, zie dat het mogelijk maakt om een dergelijk kernnetwerk (de EPC of Evolved Packet Core) op gewone PCs te draaien. Daarnaast hebben we eveneens enkele 3G en 4G (LTE) femtocellen (te beschouwen als kleine zendmasten) en zullen we beschikken over onze eigen SIM-kaarten en enkele LTE-toestellen (smartphones en LTE-dongle). Hierdoor kunnen we zelf een volledig LTE-netwerk opzetten en zeer vele parameters aanpassen. Het kernnetwerk EPC biedt voor het eerst in de evolutie van cellulaire netwerken volledige IPfunctionaliteit voor communicatie tussen de verschillende entiteiten, waardoor nu het volledige pad tussen mobiele toestellen IP-gebaseerd is. Dit biedt vele mogelijkheden voor de optimalisatie van operatornetwerken, maar de huidige implementaties van EPC en LTE bieden enkel nog maar basisfunctionaliteit aan.

5 De doelstelling van deze thesis is om de aanwezige basisopstelling verder uit te testen en geavanceerde functionaliteit op dit testnetwerk mogelijk te maken (e.g. LTE voice calls, hand over van LTE naar Wi-Fi etc.). Onderzoek Je onderzoekt de verschillende mogelijkheden tot geavanceerd gebruik van het LTE-testnetwerk. Aanpassingen zullen voornamelijk dienen te gebeuren in het core netwerk (vrij uniek! tot nog doe was dit het monopolie van netwerkoperatoren) alsook (maar in mindere mate) op de LTE devices (smartphone, LTE module) zelf. In samenspraak tussen de student, de promotoren en de begeleiders selecteren we enkele interessante pistes. Dit kan een subset van volgende onderwerpen omvatten: Geavanceerde use case scenario s op het LTE-testnetwerk o Verschillende types van voice calls: e.g. Over The Top services (Viber, Skype), native VoLTE (Voice over LTE), CSFB (Circuit Switched FallBack) o SMS over LTE o Hand over van een dataverbindingen van LTE naar Wi-Fi en vice versa o Extensie van de software op het LTE core netwerk o Aanpassen van de protocollen tussen de verschillende core modules o Opdracht Als student met een sterke interesse in telecommunicatienetwerken en de onderliggende communicatieprotocollen onderzoek je enkele van de pistes zoals hierboven beschreven en bouw je de huidige LTE-testopstelling hiermee verder uit. Ten slotte zul je dit duidelijk demonstreren door het gezamenlijk gebruik van dit core netwerk, de femto cellen en de LTE toestelletjes. Tijdsbesteding: 20 % onderzoek/design 10 % ontwerp code 0 % simulatie 70 % realisatie & test Aantal studenten 1-2 studenten ICT Modaliteiten Locatie en contactpersoon De masterproef zal uitgewerkt worden te: UGent-IBCN, Gaston Crommenlaan 8, 9050 Gent Promotoren bij UGent: Ingrid Moerman Begeleiders bij UGent: Dries Naudts, Daan Pareit, Irina Balan Contactpersonen bij UGent: Ingrid Moerman

6 UGent iminds Vakgroep Informatietechnologie/IBCN Gaston Crommenlaan 8 bus Gent Hogeschool03: Ontwikkeling van een smartphone-applicatie voor indoor positionering Doelstellingen De doelstelling van deze masterproef is het ontwerpen en ontwikkelen van een smartphone applicatie dat zal functioneren als een indoor GPS. GPS is de meest traditionele manier om objecten, wagens of personen te traceren. Maar bij GPS is LOS (Line of Sight) een vereiste. Hierdoor is het gebruik van een GPS in gebouwen onmogelijk. Een alternatief voor indoor lokalisatie is het gebruik van draadloze sensor netwerken (WSN of Wireless Sensor Network). Oorspronkelijk werden WSN voornamelijk gebruikt om een omgeving te controleren (met bv. een temperatuur- en/of vochtigheidssensor, etc.). Met de nieuwe generaties smartphones kunnen WSNs ook gebruikt worden voor positionering binnen gebouwen. De applicatie moet dus in staat zijn om een kaart te visualiseren met daarop de positie aangeduid waar de smartphone (en dus ook de persoon in kwestie) zich bevindt. Een eventuele uitbreiding is dat ook indoor punt-tot-punt-navigatie wordt geïmplementeerd.

7 Onderzoek Een eerste belangrijk punt is de architectuur. Er zal onderzocht moeten worden hoe de nodige data op een efficiënte manier tot op de smartphone geraakt. Een tweede punt is de applicatie zelf: er moet gezorgd worden dat de applicatie gebruikersvriendelijk en dus foolproof is. Verder moet deze

8 ook voldoende generiek zijn zodat ze kan toegepast worden in meerdere gebouwen. (Hoe van kaarten wisselen, inladen?) Opdracht De opdracht bestaat dus uit 3 luiken. Het eerste luik is het implementeren van een positioneringsalgoritme op het testbed van iminds zodat de nodige data beschikbaar is. Het tweede luik bestaat erin een raamwerk op te zetten dat de data op een efficiënte wijze wordt opgeslagen en wordt doorgestuurd naar de smartphone. Het laatste luik is het ontwerpen van een applicatie die deze data kan verwerken en op een correcte wijze kan visualiseren. Tijdsbesteding: 20% onderzoek/design 50% ontwerp code 30% realisatie & test Aantal studenten 1 of 2 studenten ICT Modaliteiten Locatie en contactpersoon De masterproef zal uitgewerkt worden te: UGent IBCN, Gaston Crommenlaan 8, 9050 Gent Promotoren bij UGent: Ingrid Moerman Begeleiders bij UGent: Tom Van Haute, Eli De Poorter, Jen Rossey Contactpersonen bij UGent: Tom Van Haute

9 UGent iminds Vakgroep Informatietechnologie/IBCN Gaston Crommenlaan 8 bus Gent Hogeschool04: Dezajno: Een cursusontwerptool voor ubiquitous & mobile learning Doelstellingen Het internet en de mobiele technologie zorgen ervoor dat studenten meer en meer over digitale middelen beschikken die gebruikt kunnen worden om te studeren waar en wanneer men wil op het toestel dat het meest geschikt is. We leven in een mobiele wereld en we gebruiken dagelijks verschillende toestellen met internettoegang om informatie op te zoeken en interacties te hebben met verschillende organisaties. De toepassingen daarvan in het onderwijs, vereist een aanpassing van het bestaande studiemethodes en het studiemateriaal. Studiemateriaal kan zowel bestaan uit teksten (ebooks), presentaties, webpaginas, video en interactieve media. Dezajno wil het voor elke lesgever mogelijk maken om een online ubiquitous ( alomtegenwoordig ) cursus te maken. De ontwerptool vertekt vanuit het standpunt van een mobiele student die zijn studiemateriaal op verschillende digitale toestellen (website, smartphone, tablet,...) zal bekijken en gebruiken in een formaat dat bij dit medium past en dat optimaal gebruik maakt van de interacties die op dat toestel mogelijk zijn. De Dezajno design tool zal een web gebasseerde omgeving zijn die gebruik maakt van de laatste HTML5-standaard. De inhoud van de ontworpen zal beschikbaar zijn voor de studenten via een webbased cross-platform app. Onderzoek Vooraleer er met de ontwikkeling van deze tool kan begonnen worden moet er gekeken worden welke inhoud allemaal kan weergegeven worden in de online boeken en hoe deze op een gebruiksvriendelijke manier kan toegevoegd worden. Hiervoor wordt ook gekeken naar bestaande gelijkaardige tools zoals ibook Author. Daarnaast moet ook een architectuur ontwikkeld worden voor deze tool, al dan niet gebruikmakend van bestaande software zoals een CMS systeem. Opdracht Je ontwikkelt een prototype van de design tool voor lesgevers waarbij deze lesgevers content kunnen slepen op een template en zo hun boek kunnen vormgeven. Je maakt ook een responsive mobiele web app die het online boek zal weergeven. Eventueel kan ook nog een hybrid app ontwikkeld worden. Tijdsbesteding: 20% onderzoek/design 60% ontwerp code

10 20% realisatie & test Aantal studenten 1 of 2 studenten ICT, Multimedia Modaliteiten Locatie en contactpersoon De masterproef zal uitgewerkt worden in de gebouwen van de Zuiderpoort (UGent/INTEC-IBCN) en thuis. Promotoren bij UGent: Frank Gielen Begeleiders bij UGent: Jolien Coenraets Contactpersonen bij UGent: Jolien Coenraets (jolien.coenraets@intec.ugent.be)

11 UGent iminds Vakgroep Informatietechnologie/IBCN Gaston Crommenlaan 8 bus Gent Hogeschool05: Efficiente implementaties van routeringsalgoritmen Doelstellingen Huidige routeplanners zijn te vinden op internet, de GPS in de auto of de smartphone. Zij worden op dagdagelijkse basis gebruikt door miljoenen mensen, en hebben een grote impact op de efficiëntie van verplaatsingen. Routeplanners maken gebruik van wegenkaarten, die op eenvoudige wijze kunnen gemodelleerd worden door grafen of netwerken. De beste route wordt dan berekend door een kortste-pad-algoritme. De beschikbare hardware-infrastructuur bestaat aan de ene kant van het spectrum uit kleine handheld devices zoals smartphones, en aan de andere kant van het spectrum uit grote data- en reken-centers (zoals die van Google Maps of Bing Maps). Daartussenin zit de kleine tot middelgrote ICT-infrastructuur, zoals een PC. Deze 3 hardware-configuraties hebben elk hun eigen voor- en nadelen, waardoor de effectieve implementatie van een welbepaald algoritme er totaal anders kan uitzien op de verschillende platformen Onderzoek De onderzoeksgroep IBCN heeft expertise in het verwerken van grote digitale kaarten, en beschikt over zeer geavanceerde routeringsalgoritmen. Om deze positie te verdedigen, moeten we ons voorbereiden op de nieuwe ontwikkelingen, en onze technieken aanpassen zodat ze klaar zijn om efficiënt gebruik te maken van welbepaalde infrastructuur. Opdracht Concreet zal in deze thesis gewerkt worden aan een efficiënte implementatie van de meest geavanceerde routerings-algoritmen die momenteel bestaan. Daartoe zal de student zich moeten verdiepen in de werking ervan, evenals de architectuur van het doelplatform, bijvoorbeeld de PC. Vervolgens zullen de verschillende datastructuren en algoritmen moeten geïmplementeerd worden, waarbij rekening moet gehouden worden met cache-misses, data-alignatie in het geheugen, en het vermijden van verloren geheugenruimte tussen de verschillende objecten. Vanwege de aard van de benodigde optimalisaties is een goede kennis van/interesse in C of C++ noodzakelijk. Tijdsbesteding: 30% onderzoek/design 30% ontwerp code 40% realisatie & test

12 Aantal studenten 1 student ICT Modaliteiten Locatie en contactpersoon De masterproef zal uitgewerkt worden te: UGent-IBCN, Zuiderpoort, thuis Promotoren bij UGent: Didier Colle, Pieter Audenaert Begeleiders bij UGent: Maarten Houbraken, Thijs Walcarius Contactpersonen bij UGent: Pieter Audenaert

13 UGent iminds Vakgroep Informatietechnologie/IBCN Gaston Crommenlaan 8 bus Gent Hogeschool 06: Slim palletten stockeren in een magazijn Doelstellingen Grote magazijnen stockeren vaak vele duizenden pakketten, al dan niet gegroepeerd op palletten. De doorlooptijd, dus de tijd dat een willekeurig pakket in zo n magazijn staat, is soms kort, bijvoorbeeld enkele dagen. Daardoor is het vaak niet mogelijk om lange berekeningen te maken die een optimale plaatsing bepalen. Goederen kunnen trouwens in groepen toekomen, gesplitst en herverdeeld worden, om tenslotte op verschillende tijdstippen het magazijn weer te verlaten, hetgeen een extra problematiek oplevert bij het verplaatsen van de goederen. Een concreet geval betreft een magazijn van een paar duizend vierkante meter oppervlakte, waar de doorlooptijd ongeveer 3 dagen bedraagt. Een 4-tal vorkheftrucks plaatsen goederen ad hoc op lege plaatsen, verplaatsen goederen om ze te hergroeperen, en laden ze weer in. Het spreekt voor zich dat het optimaal plaatsen van palletten van essentieel belang is. Als goederen misplaatst worden, zodat ze moeilijk terug te vinden zijn, of nadien onbereikbaar zijn vanwege een grote hoeveelheid andere goederen die ervoor staan, is de organisatorische impact niet te onderschatten. In deze thesis wensen we deze problematiek aan te pakken in een vereenvoudigde context. Onderzoek Aan de hand van grondplannen van magazijnen en de lokaties van palletten, zoeken we naar strategieen die efficient de palletten stockeren in het magazijn op de vrije lokaties. Daartoe moet rekening gehouden worden met fysische beperkingen (bv. een verkeerd geplaatste pallet die een doorgang blokkeert). Het probleem zal moeten opgelost worden ahv een aantal heuristieken of vuistregels, die de vorkheftrucker toelaten om een goede volgorde te bepalen bij het plaatsen en verplaatsen van palletten. Opdracht 1. Analyse van het probleem, opstellen van het magazijn-model, implementatie van het model 2. Opstellen en implementatie van stockage-strategieen 3. Evaluatie van de strategieen, eventueel terugkeren naar stap 2 4. Eindrapportering en presentatie

14 Tijdsbesteding: 35% onderzoek/design 35% ontwerp code 30% realisatie & test Aantal studenten 1 student ICT Modaliteiten Locatie en contactpersoon De masterproef zal uitgewerkt worden te: UGent-IBCN, Gaston Crommenlaan 8, 9050 Gent Promotoren bij UGent: Didier Colle, Pieter Audenaert Begeleiders bij UGent: Maarten Houbraken, Thijs Walcarius Contactpersonen bij UGent: Pieter Audenaert

15 UGent iminds Vakgroep Informatietechnologie/IBCN Gaston Crommenlaan 8 bus Gent Hogeschool07: Elektriciteitsverbruik door ICT in residentiële woningen: waar gaat onze energie naartoe en waarop kunnen we besparen? Doelstellingen Informatie- en communicatietechnologie (ICT) wordt vaak gezien als een instrument om energie te besparen (bijvoorbeeld door intelligente verwarmingssystemen of tele-werken mogelijk te maken), maar hierbij mag het verbruik van ICT zelf echter niet uit het oog verloren worden. Naar schatting is zo n 7 procent van het globale elektriciteitsverbruik toe te schrijven aan ICT. Het doel van deze scriptie is het energieverbruik van ICT in huishoudens in kaart te brengen en te onderzoeken waar besparingen mogelijk zijn. Daarnaast zullen een aantal energiebesparende maatregelen voorgesteld worden, die in een finale fase dienen geëvalueerd te worden. Onderzoek In een eerste fase zal het elektriciteitsverbruik van ICT in een aantal referentiegezinnen geëvalueerd worden. De belangrijkste onderzoeksvraag is hier waar het verbruik zich situeert: verbruiken oude apparaten meer dan nieuwe, welk aandeel van de energie wordt verbruikt in stand-by modes, wat is het aandeel van netwerkapparatuur,? Vervolgens zullen op basis van de resultaten uit de eerste fase maatregelen voorgesteld worden om energie te besparen, zoals het installeren van timers die het verbruik van specifieke apparaten beperken tot een aantal uur per dag, het uitschakelen van bepaalde functies die niet gebruikt worden,... In het geval van netwerkapparatuur (of apparaten die in de toekomst een netwerkinterface zullen hebben) kunnen deze maatregelen ondersteund worden door het gebruik van een geschikt netwerkprotocol. In een laatste fase zal een grondige evaluatie uitgevoerd worden om de impact van verschillende energiebesparende maatregelen en bijhorende parameters, op het totale energieverbruik te bepalen. Hieruit kunnen dan specifieke aanbevelingen gedistilleerd worden voor de verschillende types gebruikers. Opdracht Het inschatten van het verbruik kan zowel op basis van metingen als op basis van literatuuronderzoek gebeuren.

16 Voor de energiebepsarende maatregelen zal de student een aantal netwerkprotocollen voor een thuisnetwerk in meer detail bestuderen, en waar mogelijk gepaste verbeteringen voorstellen. De finale evalutie van de voorgestelde maatregelen dient te gebeuren op basis van simulaties (in b.v.. Java, of een andere programmeertaal) voor de verschillende referentiescenarios uit de eerste fase. Tijdsbesteding: Voorbeeld: 40% onderzoek/design 30% ontwerp code 30% simulatie Aantal studenten 1 student ICT Modaliteiten Locatie en contactpersoon De masterproef zal uitgewerkt worden te: UGent-IBCN, Gaston Crommenlaan 8, 9050 Gent Promotoren bij UGent: Didier Colle, Bart Lannoo Begeleiders bij UGent: Sofie Lambert Contactpersonen bij UGent: Sofie Lambert

17 UGent iminds Vakgroep Informatietechnologie/IBCN Gaston Crommenlaan 8 bus Gent Hogeschool 08: Automatisch samenstellen van fietstochten voor wielertoeristen Doelstellingen Het wielertoerisme is in Vlaanderen al jaren met een steile opmars bezig. Het Vlaamse landschap biedt een heleboel mooie en gevarieerde wegen om van te genieten tijdens een fietstocht. Om deze te leren kennen kan je er gewoon op uittrekken en de buurt verkennen, of je kan aan een georganiseerde fietstocht deelnemen. Een andere optie die de laatste jaren aan populariteit wint is het gebruik van een fiets-gps. De wielertoerist kan daar GPX-tracks (GPS exchange Format) op plaatsen, en krijgt via de GPS de nodige instructies om deze te volgen. Deze tracks worden nu manueel aangemaakt, hetzij door het gewenste parcours af te fietsen en de ritinformatie te bewaren, ofwel door het parcours op de computer op een kaart aan te klikken. Dit heeft veel potentieel om geautomatiseerd en verbeterd te worden. Aan de hand van cartografische data, en de analyse van de vele GPX-tracks die nu reeds beschikbaar zijn, kan een routeplanner ontwikkeld worden die een gepersonaliseerde fietstocht kan genereren, afhankelijk van het gewenste start- en eindpunt, de gewenste afstand en moeilijkheidsgraad. Onderzoek Er moet een routeplanner ontwikkeld worden die fietstochten uitstippelt aan de hand van enkele criteria die de gebruiker opgeeft. Mogelijke criteria zijn: start- en eindpunt, afstand, moeilijkheidsgraad, aantal hoogtemeters, etc. Hiervoor moet eerst een netwerk worden opgesteld met alle mogelijke wegen waarop gefietst kan worden. Aan deze wegen moet vervolgens een waardering worden gegeven op verschillende parameters, zoals aantrekkelijkheid, moeilijkheidsgraad, fietsvriendelijkheid, enzovoort. Deze parameters kunnen worden ingevuld door het analyseren van cartografische data, alsook door het analyseren van de vele bestaande GPX-tracks die op het internet te vinden zijn. Daarna moet een routeringsalgoritme worden ontwikkeld dat aan de hand van de opgegeven criteria een verzameling routes zoekt die zo optimaal mogelijk aan het verzoek voldoen. Opdracht 1. Opstellen van een routenetwerk gericht op wielertoeristen a. Bepalen van basisnetwerk om op te routeren b. Classificatie van de wegen in het netwerk op aantrekkelijkheid over verschillende criteria c. Verrijking van het netwerk a.d.h.v. GPX-tracks 2. Onderzoek naar een routeplanner voor het uitstippelen van wielertochten a. Literatuurstudie van de bestaande routeplanningsalgoritmes en routegeneratiealgoritmes.

18 b. Uitwerken van een performant route-generatiealgoritme Tijdsbesteding: 35% onderzoek/design 30% ontwerp code 35% realisatie & test Aantal studenten 1 of 2 studenten ICT Modaliteiten Locatie en contactpersoon De masterproef zal uitgewerkt worden te: UGent-IBCN, Gaston Crommenlaan 8, 9050 Gent Promotoren bij UGent: Didier Colle, Pieter Audenaert Begeleiders bij UGent: Thijs Walcarius, Maarten Houbraken Contactpersonen bij UGent: Thijs Walcarius

19 UGent iminds Vakgroep Informatietechnologie/IBCN Gaston Crommenlaan 8 bus Gent Hogeschool09: Webservice voor automatische adoptievoorspelling van ICTinnovaties Dit thesisvoorstel is tot stand gekomen uit een samenwerking tussen IBCN 1 en MICT 2 met als trefwoorden: JavaEE, databases, data visualisatie, innovatie, productadoptie en -acceptatie, enquêteringsplatform Doelstellingen De telecom-wereld is er een van continue innovaties, waarbij snelheid en applicaties hand over hand toenemen. Deze veranderingen brengen grote kosten met zich mee voor de telecom operatoren bv. Belgacom en bedrijven die telecom apparatuur bouwen bv. Alcatel. Bij het lanceren van een nieuwe technologie, een uitbreiding van de snelheid, een nieuwe applicatie, etc. wordt dan ook een investeringsplan opgesteld om zo een beter zicht te krijgen op de haalbaarheid van deze investering. Het spreekt voor zich dat het gedrag van de klanten (hoeveel klanten, hoe vaak gebruiken,...) in zo n investeringsplan een belangrijke factor is. Binnen een samenwerkingsverband tussen de onderzoeksgroepen MICT en IBCN werd een procedure ontwikkeld voor het voorspellen van de adoptie (ingebruikname) van nieuwe producten en diensten. Concreet wordt de timing en snelheid waarmee een product de markt verovert in kaart gebracht alsook het uiteindelijke marktpotentieel. De procedure die werd ontwikkeld voor een Fiber To The Home (FTTH) uitrol en waarvan we geloven dat ze kan worden geautomatiseerd is drieledig. In een eerste fase worden potentiële eindgebruikers bevraagd in enquêtes. In een tweede fase worden de respondenten van deze enquête gesegmenteerd (onderverdeeld in groepen: innovators, early adopters, early majority, late majority en de laggards ) op basis van de aangegeven interesse voor het product en gevoeligheid voor potentiële prijswijzigingen. In een derde fase worden op basis van de verzamelde data adoptiecurves geschat, één voor elk adoptietype. Deze curves laten ons toe om de verwachte verkoop te modeleren in functie van de tijd. Een specifiek voordeel van onze procedure is dat ze kan worden ingezet vóór de lanceringsdatum van het nieuwe product. Dit is in tegenstelling tot sommige bestaande methodes die voortbouwen op extrapolatie 1 Onderzoeksgroep voor IBCN internet gebaseerde communicatienetwerken en diensten UGent, faculteit ingenieurswetenschappen. Binnen deze telecom-gerichte groep, is het techno-economisch onderzoek een specifieke topic. Hierbij worden economische analyses (bv. Investeringsanalyse) gemaakt voor innovaties binnen de telecom en bredere ICT wereld. 2 Onderzoeksgroep voor Media & ICT (iminds-mict), verbonden aan de UGent, faculteit Politiek en Sociale Wetenschappen, focust op het belang van de gebruiker binnen de acceptatie van nieuwe technologieën en heeft middels diverse projecten expertise verworven inzake het accuraat voorspellen van adoptie- en gebruikspatronen voor nieuwe technologieën.

20 Het doel van deze thesis is het automatiseren van dit drieledig proces: (1) automatisch verzamelen van de data (2) implementatie van methoden voor segmenteren van de data en (3) regressie van de segmenten van deze data op verschillende types adoptiecurves. De informatie die zal worden gegenereerd door de tool is zeer nuttig voor jonge start-ups bij het opstellen van hun businessplan. Zij hebben immers vaak nog geen product op de markt dat kan fungeren als vergelijkings- of extrapolatiebasis, noch hebben ze de tijd en de knowhow om een marktanalyse uit te voeren of het budget om dit uit te besteden. Desalniettemin wordt een inschatting van deze cijfers als belangrijk geacht om potentiële investeerders te kunnen overtuigen om mee het project te financieren. De telecomsector waarbinnen IBCN actief is, is een sector bij uitstek waarvoor dit probleem geldt. De zogeheten upfront kosten zijn immers vaak astronomisch voor telecomprojecten, bv. bij het aanleggen van een glasvezelnetwerk tot aan elk huis. Onderzoek Binnen deze thesis komen de volgende onderzoeksvragen aan bod: 1. Hoe kan de enquete automatisch geoptimaliseerd worden aan de hand van reeds verzamelde en verwerkte data. Dit met als doel de voorspelbaarheid te verhogen en/of de hoeveelheid input van de gebruiker te verkleinen. 2. Hoe kunnen verschillende segmenteringsalgoritmes en regressiecurves over de verzamelde en onvolledige - data uitgevoerd worden op een flexibele, herhaaldelijke en schaalbare manier. Het doel hierbij is om op elk moment 1 of meerdere goede (daarom niet de optimale) inschattingen voor het adoptiepotentieel te bezitten. Opdracht De uiteindelijke opdracht is het bouwen van verschillende samenwerkende webservices. Dit valt uiteen in vier verschillende onderdelen: een enquêteringsmodule, een segmenteringsmodule, een berekeningsmodule en een user interface. Voor de enquêteringsmodule wordt uiteraard vertrokken van een bestaande open source enquêteringsbibliotheek die wordt aangepast aan de noden van de applicatie. Voor de segmenteringsmodule zullen de begeleiders de standaard gebruikte algoritmes uitvoerig documenteren. Voor de berekeningsmodule worden ook een beperkt aantal bestaande curves door de begeleiders aangereikt, waarvoor de student dan het regressie-algoritme kan uitwerken. Aanvullende algoritmes kunnen later in de thesis toegevoegd worden. De user interface, met mogelijkheden voor data-visualisatie en dashboard, zal volledig zelfstandig door de student worden ontwikkeld. Op de frontend na gebeurt alle ontwikkeling in Java. Tijdsbesteding: 15% onderzoek 30% ontwerp code

21 40% implementatie 15% testen a.h.v. een case Aantal studenten 1 of 2 studenten ICT Modaliteiten Locatie en contactpersoon De masterproef zal uitgewerkt worden te: Promotoren bij UGent: Mario Pickavet, Sofie Verbrugge Begeleiders bij Ugent (IBCN): Simon Evenepoel, Koen Casier Externe begeleiders bij UGent (MICT): Tom Evens UGent- IBCN in nauwe samenwerking met MICT Contactpersonen bij UGent: Simon Evenepoel (simon.evenepoel@intec.ugent.be) en Koen Casier (koen.casier@intec.ugent.be) Figure 1 Voorbeelden van adoptiefuncties Figure 2 Voorbeeld van het opsplitsen van de markt

22 UGent iminds Vakgroep Informatietechnologie/IBCN Gaston Crommenlaan 8 bus Gent Hogeschool10: Multi-facet techno-economische modellering van analyse in telecom Doelstellingen - Simuleren van bestaande modellen voor techno-economische analyse van telecommunicatienetwerken op verschillende manieren - Voorstelling van informatie van verschilllende facetten van de modellen - Interpretatie van multi-facet informatie binnen techno-economische analyse Onderzoek Bij het uitwerken van een kostenberekening, een zogeheten techno-economische analyse, worden verschillende abstracte modellen van de realiteit gemaakt. Zo worden er bijvoorbeeld business processen of de structuur van software en/of apparatuur en hun koppelingen uitgetekend. Voor deze modellen bestaan verschillende manieren om hieraan automatisch een kost-inschatting te koppelen. Typisch wordt een statistische analyse uitgevoerd, waarbij de kosten worden ingeschat op basis van gemiddelde waarden. Verschillende andere manieren om dit te simuleren kunnen worden opgesteld, zoals bijvoorbeeld het automatisch detecteren van maxima, bottlenecks, risico s, etc. Eenmaal verschillende facetten van de inschatting opgesteld zijn, moet de gebruiker die op een intuitieve manier voorgesteld krijgen. Het is niet altijd voor de hand liggend om alle informatie op een consistente manier samen te brengen. Hierbij is het voornamelijk belangrijk om de gebruiker actief te helpen bij analyse en interpretatie van de verschillende facetten van de kosteninschattingen. Opdracht In deze thesis wordt vertrokken van bestaande modellen, ontworpen voor de modellering van kosten voor apparatuur (aankoop, installatie en onderhoud) en operationele processen in telecommunicatienetwerken. De opdracht in deze thesis bestaat uit drie delen. Eerst en vooral moet een berekeningsmodule worden geïmplementeerd op de bestaande modellen. Dit stuk van het werk is redelijk straight forward en heeft als voornaamste doelstelling de student vertrouwd te maken met het onderwerp. In een tweede stap wordt de berekening uitgebreid met discrete event simulatie om, naast de statistische uitkomst die bekomen werd in de eerste stap, ook uitspraken te kunnen doen over bijvoorbeeld worst case scenario s. In de derde en laatste stap van de thesis wordt gekeken naar hoe de outputs van beide berekeningen kunnen worden gevisualiseerd (grafieken, tabellen, etc.) en geïnterpreteerd. Tijdsbesteding: 15% onderzoek/design/theorie 40% ontwerp code (in de drie stappen)

23 20% simulatie 25% interpretatie en analyse Aantal studenten 1 of 2 studenten ICT Modaliteiten Locatie en contactpersoon De masterproef zal uitgewerkt worden te: UGent IBCN Gaston Crommenlaan 8, 9050 Gent en/of thuis Promotoren bij UGent: Didier Colle en Sofie Verbrugge Begeleiders bij UGent: Koen Casier en Marlies Van der Wee Contactpersonen bij UGent: Marlies Van der Wee (marlies.vanderwee@intec.ugent.be) en Koen Casier (koen.casier@intec.ugent.be)

24 average std dev Cost cable 2 10% Cost connector % Frequency fault 1/ % Frequency fault HW 20% 8% Frequency fault SW 35% 8% Repair time 0.5 hr 120% Labour cost per hour 45 1% INPUT MODELLEREN op wijzen? OUTPUT genereren en interpreteren

25 UGent iminds Vakgroep Informatietechnologie/IBCN Gaston Crommenlaan 8 bus Gent Hogeschool 11: De recursieve Internetarchitectuur op Android Doelstellingen Door de explosieve groei van het internet kwamen er een heleboel tekortkomingen van de huidige architectuur aan het licht. Oplossingen voor deze tekortkomingen waren steeds incrementeel en tijdelijk. De Recursive InterNet Architecture (RINA) is een nieuwe netwerkarchitectuur die niet verder bouwt op TCP/IP. RINA beschouwt een netwerk als een hiërarchie van lagen die gelijkaardig zijn van functionaliteit (transport, foutcontrole, authenticatie, ) maar verschillen in bereik. Een laag in RINA (een DIF (Distributed IPC (InterProcess Communication) Facility)) groepeert communicerende applicatieprocessen die via een bepaalde policy kunnen geconfigureerd worden. RINA maakt multihoming, QoS, verhoogde veiligheid, mogelijk. Is the Internet an unfinished demo? Meet RINA! Onderzoek Binnen IBCN wordt reeds gewerkt aan een RINA prototype over Ethernet (IEEE 802.1(Q)) op een Linux OS (Debian). Het doel van deze thesis is om deze implementatie uit te breiden naar een andere datalink-technologie, zoals bv. WLAN (802.11) of een hardware platform (NetFPGA). Opdracht In eerste instantie zal de student vertrouwd moeten raken met RINA, alsook met de source code van het huidige prototype. De student zal moeten kijken hoe reeds bestaande standaarden kunnen gebruikt worden om een implementatie van RINA over WLAN of NetFPGA mogelijk te maken. Hierna zal het huidige prototype uitgebreid worden, met de bereikte conclusies. Na ontwerp en implementatie zal de student experimenten uitvoeren, en een vergelijkende studie maken met andere technologieën. Voor het WLAN platform zal vooral het aspect mobiliteit hierbij aan bod komen, voor het hardware platform de performantie van RINA voor applicaties die strengere eisen stellen aan het netwerk, zoals video streaming (bandbreedte) of gaming (latency). Tijdsbesteding: Voorbeeld: 50% onderzoek/design 10% ontwerp code 40% realisatie & test

26 Aantal studenten 1 of 2 student(en) informatica Modaliteiten Locatie en contactpersoon De masterproef zal uitgewerkt worden te: UGent-INTEC IBCN te Zuiderpoort, Gaston Crommenlaan 8, 9050 Gent Promotoren bij UGent: Didier Colle, Mario Pickavet Begeleiders bij UGent: Dimitri Staessens, Sander Vrijders Contactpersonen bij UGent: Dimitri Staessens Figuur 1: Voorbeeld van RINA

27 UGent iminds Vakgroep Informatietechnologie/IBCN Gaston Crommenlaan 8 bus Gent Hogeschool 12: Datamining van grote communicatienetwerken via SNMP Doelstellingen Bestaande (opensource) softwaretools voor het bevragen van netwerkinformatie via SNMP beschikken over weinig intelligentie om dit bruikbaar te maken voor grootschalige netwerken (meer dan 1000 nodes). Op deze manier is het moeilijk om op frequente basis datamining van het netwerk te doen om bvb. de netwerkconnectiviteit of netwerkroutering in kaart te brengen op regelmatige tijdstippen. Het efficiënt nagaan van configuratiefouten van grootschalige Ethernet- en IP-netwerken is nochtans een must voor de netwerkbeheerder. De bedoeling van de thesis bestaat erin om een stuk software te schrijven dat in staat is om grootschalige netwerken van routers en switches op efficiënte manier te bevragen via hun SNMPagent. Onderzoek De uitdaging van de thesis bestaat erin om intelligente, schaalbare en voldoende generieke technieken te ontwerpen om grote netwerken van routers en/of switches te bevragen. Een goed software-ontwerp kan er voor zorgen dat de gebruikte architectuur niet alleen voor een specifiek type van SNMP-clients kan gebruikt worden, schaalbare software kan ervoor zorgen dat het netwerk op regelmatige basis kan bevraagd worden om zo ook een tijdsspecifiek beeld van het netwerk op te bouwen (van bvb. netwerkconnectiviteit, routering, etc.). Men kan hiervoor bvb. steunen op het gebruik van intelligente technieken zodat enkel die netwerkelementen worden ondervraagd waarvan hun toestand het moeilijkst te voorspellen valt.

28 Opdracht Deze thesis gebeurt in samenwerking met het innovatieve bedrijf NetworkMining. Bij het ontwerp en de implementatie van datamining-software voor communicatienetwerken kan men eventueel terugvallen op bestaande opensource software, of op herbruikbare componenten van de software van het begeleidende bedrijf. Het is de bedoeling dat het geschreven stuk software kan ingezet worden om: i) de topologie van zowel de Ethernetlaag als de IP-laag in kaart te brengen (op basis van bvb. LLDP-informatie of van de forwardingtabellen), en ii) na te gaan of er zich configuratiefouten voordoen in de routering van de Ethernet- en/of IP-laag (bvb. lussen). Tot slot krijgt de thesisstudent de gelegenheid om de geschreven software te testen op: i) de virtual wall-infrastructuur van het baanbrekende onderzoekslaboratorium van de IBCN-vakgroep van Universiteit Gent, en indien mogelijk, ii) op een grootschalige operationeel netwerk. Tijdsbesteding: 30% onderzoek/design 40% ontwerp code 30% realisatie & test Aantal studenten 1 of 2 studenten ICT Modaliteiten Locatie en contactpersoon De masterproef zal uitgewerkt worden te: UGent-IBCN, 9050 Gent, Gaston Crommenlaan 8, en/of op de locatie van het ondersteunende bedrijf NetworkMining (Brussel) Promotoren bij UGent: Didier Colle ( didier.colle@intec.ugent.be ) Begeleiders bij UGent: Wouter Tavernier ( wouter.tavernier@intec.ugent.be ), Dimitri Staessens ( dimitri.staessens@intec.ugent.be ) Contactpersonen bij UGent: Didier Colle ( didier.colle@intec.ugent.be ), Wouter Tavernier (wouter.tavernier@intec.ugent.be )

29 UGent iminds Vakgroep Informatietechnologie/IBCN Gaston Crommenlaan 8 bus Gent Hogeschool 13: Uitbreiden van Microsoft Kinect Fusion tot een cloudgebaseerd raamwerk voor het efficiënt in kaart brengen van de 3D-omgeving via head-mounted displays Doelstellingen In deze masterproef vertrekken we van de veronderstelling dat elke gebruiker gemakkelijk en continu 3D video kan opnemen met zijn smartphone of via een head-mounted device zoals Google Glass. Deze informatie wordt gebruikt om in de cloud een up-to-date 3D model van de omgeving bij te houden. Onze omgeving verandert immers voortdurend door het verplaatsen van voorwerpen. Microsoft Kinect Fusion is een nieuwe toepassing waarbij de Kinect-sensor gebruikt wordt om in realtime een 3D map van de omgeving te creëren (zie In deze masterproef wensen we dit raamwerk uit te breiden tot een cloudgebaseerde toepassing die potentieel een 3D model van de ganse wereld kan omvatten. Figuur 2 - Een voorbeeld van een 3D-model van een ruimte, geregistreerd via Kinect Onderzoek Deze masterproef omhelst de volgende onderzoekscomponenten: - het ontwerpen van een streaming mechanisme op een mobiel toestel om 3D informatie naar de cloud te sturen, rekening houdend met energieverbruik en bandbreedte - een gedistribueerde versie maken van Microsoft Kinect Fusion, bestaande uit componenten voor het mobiel toestel en componenten voor de cloud

30 - ontwikkelen van intelligente strategieën voor de compressie van 3D informatie op basis van reeds beschikbare informatie in de cloud. Zo kan de cloud aangeven dat het model van de huidige omgeving voldoende recent is en de gebruiker dus niet hoeft up te loaden. - metingen uitvoeren omtrent de schaalbararheid van het systeem en de optimale distributie van rekenkracht tussen mobiel toestel en server Opdracht - De student zal zich in eerste instantie vertrouwd maken met de huidige broncode voor Microsoft Kinect Fusion en deze werkende krijgen op een traditionele desktop met GPU. - Daarna zal in overleg met de begeleiders een schaalbare architectuur ontworpen worden voor een cloud-based raamwerk - aan de back-end worden de nodige componenten ontworpen voor het aligneren van informatie van verschillende gebruikers tot 1 model. - via metingen de performantie van de ontwikkelde oplossing in kaart brengen. Tijdsbesteding: 15% onderzoek/design 40% ontwerp code 15% simulatie 20% realisatie & test Aantal studenten 1 student Industrieel Ingenieur Informatica Modaliteiten Locatie en contactpersoon De masterproef zal uitgewerkt worden te: UGent-IBCN, Zuiderpoort Gent Promotoren bij UGent: prof. dr. ir. Bart Dhoedt, dr. ir. Pieter Simoens Begeleiders bij UGent: ir. Tim Verbelen Contactpersonen bij UGent: tim.verbelen@intec.ugent.be, pieter.simoens@intec.ugent.be

31 UGent iminds Vakgroep Informatietechnologie/IBCN Gaston Crommenlaan 8 bus Gent Hogeschool 14: Mission Atlantis: Gamification motiveert werknemers om meer te fietsen, wandelen en lopen Doelstellingen Mission Atlantis is een product van G-flux ( dat werknemers motiveert om meer te fietsen, wandelen of lopen. Het product omvat een website en een app die verschillende spelconcepten toepassen op beweging, zoals rangschikkingen, uitdagingen, competitie en badges. G-flux wil onderzoeken welke game/communicatie elementen mensen motiveren om meer te sporten. Er zijn twee thesissen uitgeschreven: deze thesis voor IT studenten en een andere thesis voor communicatiestudenten. Er wordt verwacht dat deze twee studenten samenwerken en dat de IT student de bevindingen van de communicatiestudent mee vertaalt naar een implementatie die kan getest worden bij een bedrijf. Onderzoek Op basis van de huidige functionaliteit van Mission Atlantis kan gekeken worden welke elementen en functionaliteiten de werknemers nu al motiveren om meer te bewegen. Deze reeds bestaande elementen kunnen eventueel verder verfijnd worden zoals bijvoorbeeld de algoritmes die achter de generatie van de persoonlijke uitdagingen zitten of achter de berekeningen van de missies. Het is ook mogelijk om nieuwe motiverende functionaliteiten toe te voegen zoals integratie met sociale media of andere implementaties. Input hiervoor zal deels afhangen van de resultaten van de communicatiestudent. Deze aanpassingen worden telkens uitgetest in de praktijk bij een bedrijf. Opdracht Tijdens het eerste deel (voor de kerstvakantie) doe je onderzoek naar de verschillende aanpassingen die kunnen gedaan worden. Je werkt je ook in in de werking en code van Mission Atlantis. In overleg met de communicatiestudent bepaal je de functionaliteit die jullie willen aanpassen. In het tweede deel van het project worden de verschillende functionaliteiten geïmplementeerd in Mission Atlantis en kunnen de werknemers die uit proberen. Daarna volgt telkens een analyse fase waarbij de invloed van de aanpassingen geanalyseerd wordt. Om dit grondig te kunnen testen zijn er mogelijk nog extra test-gerelateerde aanpassingen nodig. Tijdsbesteding: 25% onderzoek/design 25% ontwerp code 50% realisatie & test Aantal studenten

32 1 student ICT, er zal samengewerkt worden met een student Communicatiewetenschappen Locatie en contactpersoon De masterproef zal uitgewerkt worden in de gebouwen van de Zuiderpoort (IBCN-UGent), thuis en eventueel ook enkele keren ter plaatste bij het bedrijf. Promotoren bij UGent: Begeleiders bij UGent: Contactpersonen bij UGent: