A heuristic approach to the application of bandwidth-oriented signal coordination is proposed based on a system partition technique. The proposed approach divides a large signalized arterial into subsystems based on clustering results considering factors such as block distance and turning movements. Each subsystem is optimized to achieve the maximum bandwidth efficiency. Evaluation of the system includes two parts, THOS (through opportunity) comparison and simulation evaluation. Two case studies are presented to illustrate how the proposed approach can be applied, and the influence of clustering method on signal coordination is presented with comparison of three scenarios, no partition, 2 clusters and 3 clusters. Evaluation of the case study shows that clustering method is beneficial in improving progression bandwidth, bandwidth efficiency, bandwidth attainability and THOS. Clustering is good for signal coordination in that either 2 clusters or 3 clusters will result in better performance measures that no partition. However, clustering is not always good for signal coordination in certain conditions. Though bandwidth and bandwidth efficiency of each sub-system can be improved after partition, control delay or number of stops for the corridor might be increased instead for certain conditions of the entire corridor. Whether or not clustering method can be used to partition a signalized system for the purpose of better signal coordination depends on specific traffic and geometric conditions of the corridor. When bandwidth capacity is exceeded by demand, bandwidth optimization should better give way to delay-based optimization strategies.

In our technological society, the growth of applications is not always followed by the growth of network capacity. There is an increasing demand of bandwidth which cannot always be answered properly. It is especially true in wireless networks such as 3G. Mobile devices can store and use more and more applications which are all using the bandwidth without any control. The Internet experience for the end user can thus be quickly degraded. In this respect, my objective in this thesis is to fill the gap on this matter by implementing a traffic shaping software working on Android devices. In order to get the necessary knowledge to create such an application, series of tests are conducted on similar software based on Windows 7. The outcome of this research is my own solution to shape the traffic on Android mobile devices. The software allows the end user to choose which of his applications should get a higher priority to improve his overall experience with them.

Medizinische Volumenvisualisierung ist ein wertvolles Werkzeug zur Betrachtung von Volumen- daten in der medizinischen Praxis und Lehre. Eine interaktive, stereoskopische und kollaborative Darstellung in Echtzeit ist notwendig, um die Daten vollständig und im Detail verstehen zu können. Solche Visualisierung von hochauflösenden Daten ist jedoch wegen hoher Hardware- Anforderungen fast nur an speziellen Visualisierungssystemen möglich. Remote-Visualisierung wird verwendet, um solche Visualisierung peripher nutzen zu können. Dies benötigt jedoch fast immer komplexe Software-Deployments, wodurch eine universelle ad-hoc Nutzbarkeit erschwert wird. Aus diesem Sachverhalt ergibt sich folgende Hypothese: Ein hoch performantes Remote- Visualisierungssystem, welches für Stereoskopie und einfache Benutzbarkeit spezialisiert ist, kann für interaktive, stereoskopische und kollaborative medizinische Volumenvisualisierung genutzt werden. Die neueste Literatur über Remote-Visualisierung beschreibt Anwendungen, welche nur reine Webbrowser benötigen. Allerdings wird bei diesen kein besonderer Schwerpunkt auf die perfor- mante Nutzbarkeit von jedem Teilnehmer gesetzt, noch die notwendige Funktion bereitgestellt, um mehrere stereoskopische Präsentationssysteme zu bedienen. Durch die Bekanntheit von Web- browsern, deren einfach Nutzbarkeit und weite Verbreitung hat sich folgende spezifische Frage ergeben: Können wir ein System entwickeln, welches alle Aspekte unterstützt, aber nur einen reinen Webbrowser ohne zusätzliche Software als Client benötigt? Ein Proof of Concept wurde durchgeführt um die Hypothese zu verifizieren. Dazu gehörte eine Prototyp-Entwicklung, deren praktische Anwendung, deren Performanzmessung und -vergleich. Der resultierende Prototyp (CoWebViz) ist eines der ersten Webbrowser basierten Systeme, welches flüssige und interaktive Remote-Visualisierung in Realzeit und ohne zusätzliche Soft- ware ermöglicht. Tests und Vergleiche zeigen, dass der Ansatz eine bessere Performanz hat als andere ähnliche getestete Systeme. Die simultane Nutzung verschiedener stereoskopischer Präsen- tationssysteme mit so einem einfachen Remote-Visualisierungssystem ist zur Zeit einzigartig. Die Nutzung für die normalerweise sehr ressourcen-intensive stereoskopische und kollaborative Anatomieausbildung, gemeinsam mit interkontinentalen Teilnehmern, zeigt die Machbarkeit und den vereinfachenden Charakter des Ansatzes. Die Machbarkeit des Ansatzes wurde auch durch die erfolgreiche Nutzung für andere Anwendungsfälle gezeigt, wie z.B. im Grid-computing und in der Chirurgie.

Recent leaps in eye tracking technology have made it possible to enable eye tracking as a cheap, reliable and efficient addition to the human computer interaction technologies. This thesis looks into the possibility of utilizing it for client aware video streaming. Increasingly people are consuming high quality video content on wireless network devices, thus there is need to optimize bandwidth consumption for efficient delivery of such high resolution content, both for 2D and 360°videos.This work proposes SEEN (Smart Eye-tracking Enabled Networking), a novel approach to streaming video content using real time eye tracking information. This uses HEVC video tiling techniques to display high and low qualities in the same video frame depending on where the user is looking. The viability of proposed approach is validated using extensive user testing conducted on a Quality of Experience (QoE) testbed which was also developed as part of this thesis. Test results show significant bandwidth savings of up to 71% for 2D videos on standard 4K screens, and up to 83% for 360°videos on Virtual Reality (VR) headsets for acceptable QoE ratings. A comparative study on viewport tracking and eye tracking for VR headsets is also included in the thesis in order to further advocate the necessity of eye tracking.This research was conducted in collaboration with Ericsson, Tobii and KTH under the umbrella project SEEN: Smart Eye-tracking Enabled Networking. / Nya framsteg inom ögonstyrningsteknologi har möjliggjort att betrakta ögonstyrning (o.k.s. eyetracking) som ett billigt, pålitligt och effektivt tillägg till teknologier för människa-dator interaktion. Det här examensarbetet utforskar möjligheten att använda ögonstyrning för klientmedveten videoströmning. Allt fler personer förbrukar videoinnehåll av hög kvalitet genom trådlösa nätverk, därmed finns det ett behov av att optimera bandbreddskonsumtionen för effektiv leverans av ett sådant högkvalitativt innehåll, både för 2Doch 360°-videor.Det här arbetet introducerar SEEN (Smart Eye-tracking Enabled Networking), en ny approach för att strömma videoinnehåll, som bygger på realtidsinformation från ögonstyrning. Den använder HEVC-metoder för rutindelning av video för att visa högkvalitativt och lågkvalitativt innehåll i samma videoram, beroende på vart användaren tittar. Lönsamheten av den föreslagna approachen validerades med hjälp av omfattande användartester utförda på en testbädd för upplevelsekvalité (Quality of Experience, QoE) som också utvecklades som en del av det här examensarbetet. Testresultaten visar betydande bandbreddsbesparingar på upp till 71% för 2D-videor på vanliga 4K-skärmar samt upp till 83% för 360°-videor på VR-headset för acceptabla QoE-betyg. En komparativ studie om viewport tracking och ögonstyrning i VR-headset är också inkluderad i det här examensarbetet för att ytterligare förespråka behovet av ögonstyrning.Denna forskning genomfördes i samarbete med Ericsson, Tobii och KTH under paraplyprojektet SEEN: Smart Eye-tracking Enabled Networking.

Fifth Generation (5G) introduces technologies that expedite the adoption of mobile networks, such as densely connected devices, ultra-fast data rate, low latency and more. With those visions in 5G and 6G in the next step, the need for a higher transmission rate and lower latency is more demanding, possibly breaking Moore’s law. With Artificial Intelligence (AI) techniques becoming mature in the past decade, optimizing resource allocation in the network has become a highly demanding problem for Mobile Network Operators (MNOs) to provide better Quality of Service (QoS) with less cost. This thesis proposes a Reinforcement Learning (RL) solution on bandwidth allocation for network slicing integration in disaggregated Open Radio Access Network (O-RAN) architecture. O-RAN redefines traditional Radio Access Network (RAN) elements into smaller components with detailed functional specifications. The concept of open modularization leads to greater potential for managing resources of different network slices. In 5G mobile networks, there are three major types of network slices, Enhanced Mobile Broadband (eMBB), Ultra-Reliable Low Latency Communications (URLLC), and Massive Machine Type Communications (mMTC). Each network slice has different features in the 5G network; therefore, the resources can be relocated depending on different needs. The virtualization of O-RAN divides the RAN into smaller function groups. This helps the network slices to divide the shared resources further down. Compared to traditional sequential signal processing, allocating dedicated resources for each network slice can improve the performance individually. In addition, shared resources can be customized statically based on the feature requirement of each slice. To further enhance the bandwidth utilization on the disaggregated O-RAN, a RL algorithm is proposed in this thesis on midhaul bandwidth allocation shared between Centralized Unit (CU) and Distributed Unit (DU). A Python-based simulator has been implemented considering several types of mobile User Equipment (UE)s for this thesis. The simulator is later integrated with the proposed Q-learning model. The RL model finds the optimization on bandwidth allocation in midhaul between Edge Open Cloud (O-Cloud)s (DUs) and Regional O-Cloud (CU). The results show up to 50% improvement in the throughput of the targeted slice, fairness to other slices, and overall bandwidth utilization on the O-Clouds. In addition, the UE QoS has a significant improvement in terms of transmission time.

No description available.

Detta arbete undersöker synkroniseringstekniken dead reckoning i racingspel. Mer specifikt hur en variant, där objekts avstånd från varandra dynamiskt kontrollerar hur ofta de synkroniseras över nätverket, presterar gällande bandbreddsåtgång och konsistens jämfört med vanlig dead reckoning som alltid synkroniserar lika ofta. Det undersöks också hur banornas karaktär och egenskaper påverkar resultatet. Det visar sig att denna dynamiska dead reckoning har god potential att ge förbättringar gällande bandbreddsåtgång och att banornas utformning har stor inverkan över hur stor denna potential är.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:37:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 David Steinberg.pdf: 1201176 bytes, checksum: 38de6b0554611de53adf67ca19a556a1 (MD5) Previous issue date: 2011-01-28 / In this work, the O-band discrete Raman amplifier gain bandwidth optimization using genetic algorithm of a commercial simulator is carried out. The main objective of the study was to optimize the wide Raman amplifier gain bandwidth obtaining values of gain variation less than 0.5 dB. Using a fiber DCF (Dispersion Compensating Fiber) as Raman amplifier medium, the pump number was varied and the gain variation for each pump configuration has been verified. For a fixed 70 nm (1275-1345 nm) bandwidth consisting of 62 signal frequencies points, the results were generated for one, two, three, four, five, six, seven and eight backward pumps, which with the last one it was obtained the best result of 0.35 dB gain variation. In addition to this analysis, it was also found the Raman amplifier noise figure for this band and made a brief comparison with the conventional profile bands. / Neste trabalho a otimização da largura de banda de ganho de um amplificador Raman discreto na banda "O" utilizando algoritmo genético de um simulador comercial foi realizada. O objetivo principal do trabalho foi otimizar a maior largura de banda de ganho do amplificador Raman obtendo valores de variação de ganho menores que 0.5 dB. Utilizando uma fibra DCF (Dispersion Compensating Fiber) como meio de ganho do amplificador Raman, o número de bombeio foi variado e a variação de ganho para cada configuração de bombeio foi verificada. Para uma largura de banda fixa em 70 nm (1275-1345 nm) compreendendo 62 pontos de freqüências de sinal, foram gerados resultados para um, dois, três, quatro, cinco, seis, sete e oito bombeios contrapropagantes sendo que com esta última configuração foi obtido o melhor resultado de variação de ganho de 0.35 dB. Além desta análise, também foi verificado o perfil da figura de ruído do amplificador Raman nesta banda e feita uma breve comparação com o perfil em bandas convencionais.

Το αντικείµενο αυτής της διδακτορικής διατριβής είναι η σχεδίαση και η ανάλυση νέων αλγορίθµων υπολογισµού των κατανοµών ισχύος και πληροφορίας σε πολυκαναλικά συστήµατα τεχνολογίας ψηφιακών συνδροµητικών γραµµών DSL. Η αρχή λειτουργίας των πολυκαναλικών συστηµάτων βασίζεται στη διαίρεση του συνολικού φάσµατος σε επιµέρους υποκανάλια χαµηλού ρυθµού µετάδοσης, τα οποία µεταφέρουν τη συνολική πληροφορία µέσω ειδικών τεχνικών διαµόρφωσης. Ο υπολογισµός των κατανοµών της ισχύος εκποµπής και της πληροφορίας στα υποκανάλια του συστήµατος βασίζεται σε αλγορίθµους που είναι γνωστοί µε τον όρο αλγόριθµοι bit-loading. Η πλειοψηφία των αλγορίθµων bit-loading που χρησιµοποιούνται σήµερα είναι αλγόριθµοι ενός χρήστη, δηλαδή εκτελούνται στο δέκτη της γραµµής ενδιαφέροντος, χωρίς να λαµβάνουν υπόψη τα χαρακτηριστικά των πηγών θορύβου (π.χ. παρεµβολή διαφωνίας από γειτονικά συστήµατα στην ίδια δέσµη), παρά µόνο το αποτέλεσµα αυτών (µείωση του λόγου σήµατος-προς- θόρυβο). Για τα πολυκαναλικά συστήµατα ορίζονται δύο βασικές κατηγορίες προβληµάτων bitloading: το πρόβληµα µεγιστοποίησης του ρυθµού µετάδοσης για δεδοµένη ισχύ εκποµπής και το πρόβληµα ελαχιστοποίησης της συνολικής ισχύος για δεδοµένο ρυθµό µετάδοσης. Σε κάθε περίπτωση ένα σύνολο από περιορισµούς (π.χ. µέγιστη ισχύς ανά υποκανάλι, ακέραιες τιµές στην κατανοµή της πληροφορίας) ορίζουν τη βέλτιστη λύση, η οποία ικανοποιεί όλες τις συνθήκες. Οι αλγόριθµοι που έχουν προταθεί βασίζονται σε µεθόδους τύπου greedy bit-filling, οι οποίες υπολογίζουν τη βέλτιστη λύση µε ακέραιες τιµές στην κατανοµή πληροφορίας, και σε µεθόδους τύπου water-filling, οι οποίες οδηγούν σε λύση µε πραγµατικές τιµές στην κατανοµή πληροφορίας, οπότε η τελική “ηµι-βέλτιστη” λύση προκύπτει µε κατάλληλη διακριτοποίηση. Η ραγδαία εξάπλωση των συνδέσεων DSL, καθώς και η ανάγκη για παροχή υψηλότερων ρυθµών µετάδοσης έχει οδηγήσει την επιστηµονική και βιοµηχανική κοινότητα στη διερεύνηση µεθόδων για τη διαχείριση ολόκληρου του φάσµατος µιας δέσµης αγωγών µε στόχο τη βελτιστοποίηση της απόδοσης του συνολικού δικτύου. Ο σηµαντικότερος παράγοντας που περιορίζει τον προσφερόµενο ρυθµό µετάδοσης στα συστήµατα DSL είναι ο θόρυβος διαφωνίας µεταξύ γειτονικών συστηµάτων που λειτουργούν στην ίδια δέσµη. Στα πλαίσια αυτά ανήκει και η σχεδίαση κεντρικών αλγορίθµων bit-loading πολλών χρηστών, µε στόχο τον υπολογισµό των βέλτιστων κατανοµών όλων των συνδέσεων της δέσµης, ώστε να ελαχιστοποιούνται οι συνολικές παρεµβολές διαφωνίας. Σε αντίθεση µε τους αλγορίθµους ενός χρήστη, η διατύπωση του προβλήµατος bit-loading της δέσµης απαιτεί τη γνώση των συναρτήσεων διαφωνίας, ώστε να ορισθεί η αλληλεπίδραση µεταξύ των σηµάτων στις επιµέρους γραµµές. Οι αλγόριθµοι bit-loading πολλών χρηστών που έχουν παρουσιαστεί µέχρι σήµερα βασίζονται στις αρχές λειτουργίας των µεθόδων ενός χρηστή και θεωρούν ότι οι συναρτήσεις διαφωνίας είναι γνωστές. Για τον υπολογισµό των τελευταίων οι τεχνικές που συναντώνται στη βιβλιογραφία δεν εκτελούνται στις διατάξεις µετάδοσης, αλλά βασίζονται στη συλλογή και επεξεργασία σηµάτων σε εξωτερικά συστήµατα. Στα πλαίσια της διδακτορικής διατριβής έγινε ανάλυση των πολυκαναλικών συστηµάτων δέσµης ψηφιακών συνδροµητικών γραµµών (τεχνολογίας ADSL) και προτάθηκαν νέοι αλγόριθµοι bit-loading ενός χρήστη και πολλών χρηστών. Ειδικότερα, παρουσιάζονται λύσεις που αφορούν τα παρακάτω θέµατα: 􀂃 Ανάπτυξη νέου ταχύ αλγόριθµου bit-loading ενός χρήστη. Ο νέος αλγόριθµος επιλύει το πρόβληµα ελαχιστοποίησης της συνολικής ισχύος εκποµπής για δεδοµένο ρυθµό µετάδοσης και ανήκει στην κατηγορία των βέλτιστων αλγορίθµων. 􀂃 ∆ιερεύνηση της απόδοσης συστηµάτων δέσµης συνδροµητικών γραµµών, ως προς την εκµετάλλευση της συνολικής χωρητικότητας της δέσµης, όταν εφαρµόζεται αυτόνοµη διαχείριση του φάσµατος σε κάθε σύνδεση µέσω αλγορίθµων bit-loading ενός χρήστη. 􀂃 Ανάπτυξη νέου κεντρικού αλγόριθµου bit-loading πολλών χρηστών. Ο νέος αλγόριθµος αντιµετωπίζει το πρόβληµα της ανισοκατανοµής των ρυθµών µετάδοσης µεταξύ των συνδέσεων µιας δέσµης, εξ αιτίας της µη κεντρικής διαχείρισης του φάσµατος. 􀂃 Ανάπτυξη νέας µεθόδου για την αναγνώριση των συναρτήσεων διαφωνίας µεταξύ των αγωγών µιας δέσµης συνδροµητικών γραµµών. Η νέα µέθοδος εκτελείται στις διατάξεις µετάδοσης και βασίζεται σε κυκλώµατα επεξεργασίας πραγµατικού χρόνου. Οι νέοι αλγόριθµοι που προτείνονται αποτελούν πρωτότυπες λύσεις στην περιοχή των ψηφιακών επικοινωνιών για πολυκαναλικά συστήµατα µετάδοσης και βασίζονται σε µεθόδους, οι οποίες παρουσιάζουν συγκριτικά πλεονεκτήµατα µε άλλες υφιστάµενες λύσεις. Ειδικότερα: 􀂃 Ο νέος αλγόριθµος bit-loading ενός χρήστη υπολογίζει τη βέλτιστη λύση µε όλους τους περιορισµούς του συστήµατος επικοινωνίας, σε αντίθεση µε άλλους αλγορίθµους που υποστηρίζουν µόνο µέρος των περιορισµών. Επιπλέον, εµφανίζει µικρή πολυπλοκότητα και µεγάλη ταχύτητα εκτέλεσης συγκριτικά µε άλλες µεθόδους. 􀂃 Η διερεύνηση των συστηµάτων δέσµης, ως προς τη µεγιστοποίηση των ρυθµών µετάδοσης όταν δεν εφαρµόζεται κεντρική διαχείριση του φάσµατος, αναδεικνύει το πρόβληµα της ανισοκατανοµής της συνολικής χωρητικότητας στις επιµέρους συνδέσεις. 􀂃 Ο νέος κεντρικός αλγόριθµος bit-loading πολλών χρηστών αντιµετωπίζει το πρόβληµα της µη δίκαιης κατανοµής των ρυθµών µετάδοσης και ταυτόχρονα εξασφαλίζει ένα ελάχιστο περιθώριο µείωσης του λόγου σήµατος-προς-θόρυβο σε κάθε σύνδεση. 􀂃 Η νέα µέθοδος αναγνώρισης των συναρτήσεων διαφωνίας εκτελείται στις συσκευές µετάδοσης σε πραγµατικό χρόνο σε αντίθεση µε άλλες µεθόδους, οι οποίες εκτελούνται σε εξωτερικά συστήµατα µετρήσεων, και βασίζεται σε µια νέα µέθοδο εκτίµησης και αναγνώρισης των σηµάτων παρεµβολής. / The objective of this dissertation is the development of new algorithms for the calculation of the power and rate distributions in multicarrier systems with application in the Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) technology. In multicarrier systems the spectrum is divided into narrowband subchannels and the total data-load is transmitted by modulating a set of independent subcarriers. The allocation of the total rate and power into the subchannels is based on bit-loading algorithms. The bit-loading algorithms used in multicarrier modems are mainly single-user algorithms: they do not take into account the decisions of the neighboring lines in the binder. In multicarrier systems two bit-loading problems are of main interest: rate-maximization subject to a total power constraint and margin-maximization subject to a given data rate. In both cases, a number of system constraints (e.g. power spectral density mask, integer bit values) determine the unique optimum solution. The bit-loading algorithms presented in the literature are based either on greedy methods, which provide the optimum discrete bit-allocation, or on water-filling methods, which in general provide non-integer bit-allocation. In this case, a final sub-optimum solution is provided using bit rounding. The rapid growth of the DSL users as well as the increasing demand for higher speed services has led the research and industry community in the investigation of methods for dynamic spectrum control of the modems operating in the same binder. In DSL systems, crosstalk interference induced by adjacent lines is one of the largest noise impairments that reduce the performance of services supported by the same binder. Therefore dynamic management incorporates methods for modem coordination and multi-user bit-loading in order to calculate the rate and power allocations of all activated lines, so that the total interference is reduced for a common global-binder benefit. In contrast to the single-user case, the formulation of the multi-user bit-loading problem requires the knowledge of the crosstalk transfer functions between the lines of the binder. The multi-user bitloading algorithms presented in the literature assume that the crosstalk transfer functions are known. In addition, the methods presented for crosstalk identification in DSL systems are based on data collection and processing in third-party systems. In this dissertation, the multicarrier system of an ADSL binder is studied and new single-user and multi-user bit-loading algorithms are developed. In particular, this dissertation presents solutions in the following problems: .. Development of a new computationally efficient single-user bit-loading algorithm. The proposed algorithm provides the optimum discrete solution to the margin-maximization problem. .. Investigation of the capacity and rate-region performance of ADSL binder systems when no overall spectrum control and no modem coordination are used (each modem performs single-user bit-loading). .. Development of a new multi-user bit-loading algorithm. The proposed algorithm resolves the problem of the non-uniform distribution of the achievable data rates experienced for a region of target-rate values, as a result of the no modem-coordination strategy. .. Development of a new crosstalk identification method for DSL binder systems. The proposed method is executed in the operating modems and is based on real time signal processing. This dissertation presents new algorithms which provide advantages compared to other solutions in the multicarrier DSL technology. In particular: .. The new single-user bit-loading algorithm provides the optimum discrete solution under the complete set of system constraints, in contrast to other solutions that consider only a subset of constraints. Moreover, the new algorithm is of low computational complexity compared with other methods. .. The investigation of the rate-region performance of ADSL binder systems under no overall spectrum control reports the problem of the non-uniform distribution of the achievable data rates. This “unfairness” is experienced as a result of the no modemcoordination strategy. .. The new multi-user bit-loading algorithm resolves the problem of the non-uniform distribution of the achievable data rates and guarantees a minimum SNR margin for each activated link in the binder. .. The new crosstalk identification method is based on a new technique for estimating the interference signals and is executed in the operating modems using real-time signal processing, in contrast to other methods which are executed in third-party systems.