Σε μία εποχή όπου η ψηφιοποίηση δεδομένων έχει αυξηθεί ραγδαία η ανάγκη για τη βέλτιστη μετάδοσή τους είναι απαραίτητη. Από τα πλέον σημαντικά μέρη των προτύπων μετάδοσης είναι η κωδικοποίηση του καναλιού μέσω ειδικών αλγορίθμων ώστε να επιτευχθεί η εύρεση και διόρθωση τυχών λαθών. Οι κώδικες Bose, Chaudhuri και Hocquenghem (BCH) είναι τέτοιου είδους κώδικες που χρησιμοποιούνται ευρέως σε εφαρμογές όπως τα CD, DVD, σκληροί δίσκοι, δίσκοι στερεάς κατάστασης (SSD) και το πρότυπο δορυφορικής μετάδοσης τηλεόρασης υψηλής ανάλυσης (HDTV), DVB-S2. Στην παρούσα διπλωματική εργασία σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε κωδικοποιητής και αποκωδικοποιητής BCH για τις 11 περιπτώσεις κανονικού πλαισίου που προσφέρει το πρότυπο DVB-S2. Κύριος στόχος ήταν η όσο το δυνατόν καλύτερη υλοποίηση με γνώμονα το μέγεθος, με τη χρήση κοινών κυκλωμάτων και για τις 11 περιπτώσεις. Αποτέλεσμα αυτής της βελτιστοποίησης μεγέθους, ήταν κάποιες τεχνικές βελτιστοποίησης της ταχύτητας αποκωδικοποίησης, όπως το shortening, να μη χρησιμοποιηθούν καθώς θα είχαν ως αποτέλεσμα την αύξηση της επιφάνειας μερών του αποκωδικοποιητή κατά περίπου 11 φορές. Καθώς σκοπός της διπλωματικής ήταν η μελέτη της απόδοσης των κωδίκων BCH, μελετήθηκε ο ρυθμός λαθών σε διάφορες τιμές της αναλογίας ενέργειας – θορύβου (Eb / N0 ), αφού πρώτα υλοποιήθηκε σε FPGA. / The amount of digital information is growing rapidly the recent decades, making transmission optimization one of the top priorities in digital information systems. One of the main parts of every transmission standard is channel encoding, with the use of algorithms aimed at finding and correcting errors (Forward Error Correction – FEC). Such codes are Bose, Chaudhuri and Hocquenghem (BCH) code, which are widely used in applications like CDs, DVDs, Hard Drives, Solid State Drives (SSDs) and DVB-S2, a satellite transmission standard mostly used for High Definition Television (HDTV). This thesis sets out to account for the design and implementation of a BCH encoder and decoder for all 11 different code rates proposed by the DVB-S2 standard for normal frames. The design was area optimized in order for all 11 code rate encoders and decoders to work on the same FPGA. This lead to some optimization techniques being unused. Even though the codes are shortened, no shortening algorithms which aim at clock cycle optimization were used. Were they used, would lead parts of the decoder to be almost 11 times larger. The main goal of the thesis is to analyze the performance of the codes, so the error rate was measured under different values of the energy to noise ratio (Eb/ N0 ).

Το ερευνητικό αντικείμενο της παρούσας διατριβής υπάγεται στον «Έλεγχο Σφαλμάτων» (Error Control), έναν επιστημονικό χώρο με καθοριστικής σημασίας συνεισφορά στην εξέλιξη των ψηφιακών τηλεπικοινωνιών. Πιο συγκεκριμένα, η παρούσα διατριβή πραγματεύεται την εφαρμογή του «ελέγχου σφαλμάτων» στην οπτική μετάδοση. Κατά τη διάρκεια της τελευταίας δεκαπενταετίας (‘93-‘08), τρεις γενιές «άμεσης διόρθωσης σφαλμάτων» (FEC) έχουν διαδεχθεί η μία την άλλη, σε ανταπόκριση προς τις ολοένα απαιτητικότερες προδιαγραφές των οπτικών ζεύξεων (υψηλότεροι ρυθμοί μετάδοσης και πυκνότερα οπτικά πλέγματα). Κατά κανόνα, οι μέθοδοι FEC κωδικοποιούν τα δεδομένα εισόδου χωρίς να έχουν γνώση γι’ αυτά (π.χ. δομή, πρωτόκολλο) και χωρίς να επεμβαίνουν σ’ αυτά. Η προσέγγιση αυτή καλείται «κωδικοποίηση εκτός ζώνης» (Out-Band Coding – OBC) και συνεπάγεται αύξηση του ρυθμού μετάδοσης στο οπτικό κανάλι σε σχέση με το ρυθμό των δεδομένων εισόδου, ανάλογα με το ποσοστό πλεονασμού του κώδικα. Ωστόσο, ο τελικός ρυθμός μετάδοσης στο κανάλι μπορεί να διατηρηθεί αμετάβλητος, αν το πρωτόκολλο μετάδοσης προβλέπει την ύπαρξη πλεονάσματος και μέρος αυτού μπορεί να διατεθεί για κωδικοποίηση FEC. Η εναλλακτική αυτή προσέγγιση καλείται «κωδικοποίηση εντός ζώνης» (In-Band Coding – IBC). Η «σύγχρονη ψηφιακή ιεραρχία» (SDH) και το «σύγχρονο οπτικό δίκτυο» (SONET) είναι τα πρότυπα, που σήμερα κυριαρχούν στις οπτικές τηλεπικοινωνίες. Με αφθονία πλεονάσματος στα πλαίσια μετάδοσης, τα παραπάνω σύγχρονα δίκτυα προσφέρονται για την IBC. Στα πλαίσια της παρούσας διατριβής, τα SDH & SONET αναλύθηκαν από κοινού για την εύρεση της βέλτιστης μεθόδου IBC με βάση έναν αριθμό από κριτήρια. Καταρχήν εξετάστηκε διεξοδικά το πλεόνασμα μετάδοσης για να εντοπιστούν τα διαθέσιμα bytes και να αιτιολογηθεί η δέσμευσή τους για την IBC. Στη συνέχεια, αναζητήθηκε ο βέλτιστος κώδικας FEC για τα δεδομένα πλαίσια μετάδοσης και με το δεδομένο πλεόνασμα (για την αποθήκευση των bits ισοτιμίας του κώδικα). Η βελτιστοποίηση κάλυψε όλους τους γραμμικούς και συστηματικούς κώδικες ανά κατηγορίες – ο χωρισμός τους σε κατηγορίες έγινε με βάση τις εξής βασικές ιδιότητες: α) την αλφάβητο: «δυαδικοί» έναντι «μη-δυαδικών», και β) τη διορθωτική ικανότητα: κώδικες κατάλληλοι για «τυχαία» (μεμονωμένα) σφάλματα έναντι κατάλληλων για «ομοβροντίες» (ριπές) σφαλμάτων. iii Από την παραπάνω διαδικασία βελτιστοποίησης προέκυψε μία μέθοδος IBC, που βασίζεται στο συρρικνωμένο Reed-Solomon κώδικα RS(240,236,9). Πρόκειται για μία εντελώς νέα μέθοδο και δικαιολογεί τη διάκρισή της ως βέλτιστη, έχοντας σαφή πλεονεκτήματα έναντι των μεθόδων, που είχαν προταθεί στο παρελθόν. Στα πλαίσια της παρούσας διατριβής, η παραπάνω βέλτιστη μέθοδος προτείνεται με το όνομα «FOCUS» για την κωδικοποίηση IBC στα δίκτυα SDH/SONET. Με στόχο την ακριβή πειραματική αξιολόγηση της προτεινόμενης μεθόδου FOCUS, υλοποιήθηκε κατόπιν ένας αριθμός από πρωτότυπα συστήματα, χρησιμοποιώντας τις διαθέσιμες μικροκυματικές κάρτες «10g-Tester». Αναλυτικότερα, η μοντελοποίηση έγινε στη γλώσσα περιγραφής υλικού VHDL και η υλοποίηση με προγραμματιζόμενη λογική (Xilinx® XC2V3000-4 FPGA). Τέλος, η πειραματική αξιολόγηση της προτεινόμενης μεθόδου FOCUS πραγματοποιήθηκε σε δύο διαδοχικές φάσεις: Στην πρώτη φάση, το σύστημα FOCUS αξιολογήθηκε ως μία «ανεξάρτητη» μέθοδος κωδικοποίησης FEC (stand-alone IBC evaluation). Η αξιολόγηση έγινε με ρυθμό μετάδοσης STM-64 σε κατάλληλα διαμορφωμένη, πειραματική οπτική ζεύξη «από-σημείο σε-σημείο» (point-to-point optical link), συνολικού μήκους ~88 χμ. Στην παραπάνω ζεύξη μετρήθηκαν οι επιδόσεις του FOCUS κατά την αντιστάθμιση των κυριότερων ατελειών της οπτικής μετάδοσης: α) της χρωματικής διασποράς (CD), β) της «παρασιτικής» ενίσχυσης του θορύβου από οπτικούς ενισχυτές (ASE) και γ) της μη-γραμμικής συμπεριφοράς (WDM -NL). Στη δεύτερη φάση, το σύστημα FOCUS αξιολογήθηκε ως μία «αναβάθμιση» για οπτικές ζεύξεις, οι οποίες διαθέτουν ήδη κωδικοποίηση OBC (evaluation of IBC and OBC in concatenation). Πιο συγκεκριμένα, το σύστημα FOCUS συνδέθηκε σε σειρά (ως εξωτερικός κώδικας) με το κατά ITU-T G.975 (2000) πρότυπο σύστημα κωδικοποίησης (OBC). Σε αυτή τη συνδεσμολογία, το σύστημα FOCUS αποτελεί τη δικλείδα ασφαλείας, που επεμβαίνει όταν ο εσωτερικός αποκωδικοποιητής (G.975) υπερχειλίζεται από τα σφάλματα του καναλιού. Η αξιολόγηση της υβριδικής αυτής μεθόδου κωδικοποίησης έγινε με ρυθμό μετάδοσης 10.66 Gb/s (SDH STM-64 x 15/14) σε μία καθαρά οπτική διάταξη μετατροπής μήκους κύματος, που αποτελείται από δύο οπτικούς ενισχυτές πυριτίου (SOA-based MZI). Ειδικότερα, μετρήθηκαν: α) η μείωση της ευαισθησίας της οπτικής διάταξης στις (τυχαίες) μεταβολές φάσης των δύο σημάτων εισόδου και β) η καθαρή συνεισφορά του συστήματος FOCUS, όταν αυτό επεμβαίνει ως δικλείδα ασφαλείας. Το FOCUS συγκεντρώνει σημαντική καινοτομία, τόσο στην επινόηση όσο και στην υλοποίηση. Όλα τα συμπεράσματα της αξιολόγησης έχουν δημοσιευτεί σε έγκυρα διεθνή περιοδικά και συνέδρια. / This Ph.D. thesis falls into “Error Control”, a scientific field with key contribution to the evolution of digital telecommunications. In specific, this thesis treats optical transmission in terms of “Error Control”. Noteworthy is the fact that during the last fifteen years (‘93-‘08), three generations of “Forward Error Correction” (FEC) methods for optical transmission have succeeded one another, in response to the increasingly demanding optical link specifications (higher transmission rates, denser wavelength mesh). In general, FEC-methods assume no prior knowledge of the input data (e.g. structure, protocol); in addition, input data are not modified at all (i.e. under normal channel conditions, output-data will be identical to the input data). This approach is called “Out-Band Coding” (OBC) and incurs an increase of the optical channel data-rate relatively to the input data-rate, inversely proportional to the coding-rate. Notwithstanding, the rate of the optical-channel can be kept unchanged, on condition that the transmission protocol provides “overhead” and part of this “overhead” can be allocated for parity-information. This alternative approach is called “In-Band Coding” (IBC). The “Synchronous Digital Hierarchy” (SDH) and the “Synchronous Optical Network” (SONET) are currently the dominant standards in optical communications. The abundance of overhead in transmission-frames renders these synchronous networks suitable for IBC. In this thesis, SDH and SONET were analyzed together to determine the optimum IBC method with respect to a number of criteria. Firstly, SDH/SONET transmission-overhead was scrutinized in order to identify available bytes and justify their commitment to implement IBC. Next, the optimum FEC-code was sought, given the size of the transmission-frames and the availability of overhead (to allocate the parity bits). Optimization spanned all linear and systematic codes. The codes were divided in groups according to the following fundamental properties: a) the underlying alphabet: “binary” versus “non-binary” codes, and b) the corrective power: codes, appropriate for “random” (isolated) errors versus codes, appropriate for “burst-form” errors. Optimization resulted in an IBC-method, which relies on the shortened Reed-Solomon code RS(240,236,9). This IBC-method is completely novel and its optimality can be verified by the clear advantages, it presents over methods that were proposed in the past. In this thesis, the above IBC-method is given the name “FOCUS” and proposed for IBC in SDH/SONET networks. In order to accurately measure the performance of the proposed method “FOCUS”, a number of prototypes were implemented by making use of microwave cards, called “10gv Tester”. More specifically, “FOCUS” was modelled in the “VHDL” hardware description language and its prototypes were implemented by means of a Xilinx® “XC2V3000-4” FPGA. The experimental evaluation of the proposed method was conducted in two successive phases: During the first phase, “FOCUS” was evaluated as an independent (stand-alone) FEC method. This evaluation took place at an STM-64 transmission-rate in a suitable experimental “point-to-point” optical link, whose length was ~88 km. In the above link, the performance of “FOCUS” was measured, in compensating the principal impairments of optical transmission: a) the chromatic dispersion (CD), b) the parasitic amplification of noise by optical amplifiers (ASE), and c) the non-linear behavior (WDM-NL). During the second phase, “FOCUS” was evaluated as an “upgrade” for optical links, which have already been equipped with OBC (evaluation of IBC and OBC in concatenation). Specifically, “FOCUS” was concatenated with the OBC-method, which has been proposed in rec. G.975 (ITU-T, 2000) with “FOCUS” as the outer- and “G.975” as the inner-code. In this arrangement, “FOCUS” plays the role of the “safety-valve”, which prevents the inner decoder (G.975) from deteriorating the error-rate of the optical link, when it is overwhelmed by severe channel-conditions. The evaluation of this hybrid coding-method took place at a transmissionrate of 10.66 Gb/s (SDH STM-64 x 15/14) in a purely optical wavelength conversion device, which consists of two silicon optical amplifiers (SOA-based MZI). In the above wavelengthconversion device, the following measurements were obtained: a) the reduction of sensitivity of the optical wavelength converter to the (random) phase-changes of the two input signals, and b) the net contribution of “FOCUS”, when acting as a “safety valve”. “FOCUS” has many innovative aspects, both in its conception and the implementation of its prototypes. All conclusions of the above two-phased experimental evaluation have been published in international journals and conferences.

Ce travail est consacré à la conception, l'analyse et l'optimisation des codes correcteurs d'effacements de niveau applicatif (AL-FEC). Nous nous intéressons à une famille des codes LDPC généralisés (GLDPC), nommés les codes GLDPC-Staircase, qui sont com- posés d'un code LDPC-Staircase (code de base) ainsi que des codes Reed-Solomon (RS) (codes externes). Dans la première partie de cette thèse, nous commençons par montrer que les codes RS ayant une construction basée sur la matrice "quasi" Hankel sont les codes MDS les plus appropriés pour obtenir la structure des codes GLDPC-Staircase. Ensuite, nous proposons un nouveau type de décodage à ces codes, baptisé le décodage hybride (IT/RS/ML), pour atteindre les caspacités de correction du décodage par maximum de vraisemblance (ML) avec de faible complexité. Afin d'étudier l'impact de la structure des codes GLDPC- Staircase sur le décodage, nous proposons une autre construction : ils se diffèrent sur la nature des symboles de redondance LDPC générés. Puis, pour prédire le seuil de décodage et les écarts par rapport à la limite de Shannon des codes GLDPC-Staircase, nous élaborons une analyse asymptotique en fonction de la technique d'évolution de densité (DE), la technique EXIT (Extrinsic Information Transfer) et le théorème d'air. Finalement, en se basant sur l'analyse à taille finie et l'analyse asymptotique, nous ajustons les différentes paramètres internes de ces codes pour obtenir la configuration optimale sous le décodage hybride (IT/RS/ML). La deuxième partie de la thèse est consacrée à l'étude des codes GLDPC-Staircase dans diverses situations. Tout d'abord, nous montrons que ces codes ont des performances asymptotiquement très proches de la limite de Shannon. En plus, à taille finie, ils permet- tent d'atteindre d'excellentes capacités de correction d'effacements (i.e., très proches de celles des codes MDS) peu importe la taille des objets : très faible overhead de décodage, faible plancher d'erreur, et une zone "waterfall" raide. Nous montrons aussi que les performances de ces codes sont trés proches des codes RaptorQ et surpassent celles des codes Raptor, les codes LDPC-Staircase, et un autre code GLDPC avec une construction différente. Finalement, nous proposons une méthodologie générale pour étudier l'impact de l'ordonnancement des paquets envoyés sur les performances des codes GLDPC-Staircase sur un grand nombre des canaux à effacements (avec des pertes en rafale ou pas). Cette étude montre le meilleur ordonnancement de paquets. Tous les résultats mentionnés ci-dessus montrent que les codes GLDPC-Staircase peuvent considérés comme des codes AL-FEC universels.

Les paradigmes et architectures du pair-à-pair (P2P) sont au centre des réalisations d'applications à grande échelle de tout type. Il est nécessaire d'intégrer un niveau de contrôle sur de telles applications. De telles applications seront ainsi opérées et auront comme maître d'œuvre un opérateur de services. Dans la pratique actuelle les entités pairs partageant des ressources se placent d'une manière aléatoire sur un large réseau physique (IP). Nous proposons la conception d'une architecture globale pour la mise en place de telles applications sur des plateformes de type P2P. Dans ce paradigme il est possible d'isoler trois principales composantes : la première est celle qui concerne le service applicatif, la deuxième est le routage (ou la recherche), la troisième est celle qui traite du transport des données. Ce travail consiste à optimiser chaque composante du modèle P2P. Ces études nous permettent de spécifier des structures pour trois principales contributions. La première a pour objectif de cloisonner le trafic P2P et, après généralisation, d'appliquer un algorithme sensible au contexte où chaque groupe de pairs (appartenant à un même système autonome par exemple) est basé sur une DHT (Distributed Hash Table). La seconde est d'accélérer le transfert des données à l'aide du mécanisme FEC (Forward Error Correction). La troisième est d'intégrer une entité de Contrôle/Gestion. BitTorrent est le protocole choisi au niveau transport sur une architecture intégrant ces contributions. L'architecture SPOP (Service Oriented Provider P2P) a été validée par simulation et grâce à une application de sécurité de défense contre les attaques DDoS

Single-walled carbon nanotubes are naturally-forming nanostructures that have attracted considerable recent research interest due to their unique opto-electronic properties and comparative ease of fabrication. Two-thirds of nanotube species are semiconductors due to symmetry conditions imposed by their pseudo-one-dimensional tubular structure, and exhibit band-gap photoluminescence when isolated from their environment. Despite their elegant structural simplicity, fundamental properties of carbon nanotubes, such as their intrinsic quantum efficiency, non-linear excitonic recombination mechanisms, and the role of environmental effects, continue to be disputed in the literature. The design of an apparatus capable of observing nanotube photoluminescence is presented, along with conclusive proof of the observation of a single (9,8)-chirality nanotube in the form of spectral, spatial, and polarization-dependent measurements. The dependance of the excitation and emission spectra of a single nanotube on the excitation intensity is explored and the emission spectra found to be described by a Gaussian peak function, in contrast to previously-reported results. The unexpected ability to cause redshifts in the emission spectrum via the ambient humidity is discovered, which has consequences on experimental best practices. Photoluminescence quantum efficiencies are measured to be 4±2% and 13±6% for two different nanotubes. This is at the high end of the range for comparable literature results, and supports the validity of a recent literature value for the effective atomic absorption coefficient for carbon, AC=1.6×10^−3nm^2, which is ten times greater than previous literature values. Pulsed power dependence studies show that the PL emission undergoes ‘hard’ saturation at an excitation intensity of 0.5×10^12photons/pulse/cm2, which is at least 100 times lower than previous reports and provides insight into non-linear decay dynamics. A novel theoretical model is developed to explain this saturation process, which yields an absorption co-efficient of AC=1.2±0.3×10^−3nm^2 as a fit parameter. Time-resolved photoluminescence dynamics are explored using femtosecond excitation correlation spectroscopy. Results suggest that the one-body decay processes are bi-exponential, with time constants of 31±4ps and 313±61ps, but also highlight the limitations of this technique in observing the expected very rapid (~1 ps) two-body Auger recombination process. / Thesis (Master, Physics, Engineering Physics and Astronomy) -- Queen's University, 2008-09-26 16:23:40.81

Long Term Evolution (LTE) είναι το όνομα που έδωσε το 3GPP στο πρόγραμμα εξέλιξης των κινητών συστημάτων επικοινωνιών τρίτης γενιάς UMTS, με στόχο την αντιμετώπιση των μελλοντικών απαιτήσεων της αγοράς των κινητών δικτύων. Βασικοί στόχοι του νέου προτύπου LTE αποτελούν η αυξημένη απόδοση, το μικρότερο κόστος υλοποίησης, η μείωση της πολυπλοκότητας λειτουργίας και η παροχή νέων εξελιγμένων υπηρεσιών, κάνοντας χρήση νέων φασμάτων λειτουργίας. Οι προσδοκίες από το LTE είναι ιδιαίτερα υψηλές και βασίζονται στην παροχή υπηρεσιών απαλλαγμένων από τις απώλειες. Συνεπώς, η επιτυχία του LTE θα καθοριστεί από την ικανότητα παροχής κινητών συσκευών και ασύρματης υποδομής που θα ανταποκρίνονται στα πρότυπα του 3GPP και θα είναι ιδιαίτερα ανθεκτικά στις απώλειες της ασύρματης μετάδοσης, ώστε να προσφέρονται βελτιωμένες υπηρεσίες υψηλής απόδοσης. Μία βασική πτυχή των προδιαγραφών του συστήματος LTE είναι η ενίσχυση της υπηρεσίας Multimedia Broadcast/Multicast Services, όπου το ίδιο περιεχόμενο μεταδίδεται σε πολλαπλούς χρήστες που βρίσκονται σε μία συγκεκριμένη περιοχή μετάδοσης της υπηρεσίας. Η υπηρεσία MBMS πρωτοπαρουσιάστηκε σαν ένα νέο χαρακτηριστικό στην έκδοση 6 του 3GPP, ώστε να προσφέρει broadcast και multicast μετάδοση πολυμεσικού περιεχομένου σε κινητούς χρήστες μέσω MBMS ασύρματων φορέων μετάδοσης. Η υπηρεσία MBMS παρέχει δύο διαφορετικές μεθόδους διανομής περιεχομένου, τη μέθοδο download και τη μέθοδο streaming. Για να υποστηρίξει την αποδοτική διανομή MBMS περιεχομένου, το 3GPP συμπεριέλαβε ένα μηχανισμό Forward Error Correction στο επίπεδο εφαρμογών (AL-FEC). Το FEC είναι μία μέθοδος που προσφέρει έλεγχο λαθών κατά τη μετάδοση δεδομένων, η οποία χρησιμοποιείται για να υποστηρίξει ή να αντικαταστήσει άλλες μεθόδους παροχής αξιοπιστίας. Στο FEC, ο αποστολέας εισάγει πλεονάζουσα πληροφορία στη μετάδοση δεδομένων. Αυτή η πληροφορία επιτρέπει στο δέκτη να ανακατασκευάσει τα αρχικά δεδομένα. Τέτοια σχήματα αναπόφευκτα προσθέτουν ένα σταθερό overhead στα μεταδιδόμενα δεδομένα με αποτέλεσμα να είναι υπολογιστικά ακριβά. Παρόλα αυτά στα multicast πρωτόκολλα, η χρήση FEC τεχνικών προσφέρει πολύ ισχυρά κίνητρα. Η κωδικοποίηση μπορεί να εξαλείψει τις ανεξάρτητες απώλειες στους διαφορετικούς δέκτες. Επιπρόσθετα, η δραματική μείωση του ρυθμού απώλειας πακέτων μειώνει κατά ένα μεγάλο μέρος την ανάγκη επαναποστολής των χαμένων πακέτων από τον αποστολέα. Επομένως, οι FEC τεχνικές είναι πολύ εύκολο να εκπληρώσουν έναν πρωταρχικό σκοπό των multicast κινητών υπηρεσιών, που είναι η προσαρμοστικότητα σε εφαρμογές με μεγάλο αριθμό δεκτών. Αυτός είναι ο λόγος που το 3GPP συνιστά τη χρήση του AL-FEC για την υπηρεσία MBMS και πιο συγκεκριμένα, υιοθετεί τη χρήση των συστηματικών κωδίκων Raptor. Λαμβάνοντας υπόψιν τα παραπάνω, στόχος της παρούσας μεταπτυχιακής διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της απόδοσης του AL-FEC πάνω σε υπηρεσίες MBMS, εστιάζοντας στην υπηρεσία της streaming μεθόδου παράδοσης δεδομένων. Προς αυτή την κατεύθυνση, στην παρούσα εργασία μελετάμε την εφαρμογή του μηχανισμού AL-FEC πάνω σε multicast streaming υπηρεσίες των LTE, διερευνώντας πως το ποσό της πλεονάζουσας πληροφορίας ποικίλλει σε πολλαπλούς χρήστες χρησιμοποιώντας ρεαλιστικά περιβάλλοντα προσομοίωσης. Επίσης, εξετάζουμε την απόδοση του AL-FEC για διάφορες διατάξεις του δικτύου ασύρματης πρόσβασης, διάφορα μοντέλα κινητικότητας των χρηστών καθώς και διάφορες παραμέτρους της FEC κωδικοποίησης. / Long Term Evolution (LTE) is the name given to a project within the Third Generation Partnership Project (3GPP) to improve the UMTS 3G mobile system standard to cope with future requirements. Goals include improving efficiency, lowering cost, reducing complexity and improving services, making use of new spectrum opportunities. Expectations are high for LTE and are based on the premise of fault-free performance. Therefore, LTE’s initial success will be determined by the ability of handset and radio infrastructure manufacturers to deliver products that conform to 3GPP standards and are robust enough to allow operators to introduce improved services. A key aspect of LTE specifications is the enhancement of Multimedia Broadcast/Multicast Services (MBMS), where the same content is transmitted to multiple users located in a specific service area. MBMS was firstly standardized as a new feature in 3GPP Release 6, in order to broadcast and multicast multimedia content to mobile terminals via MBMS radio bearer. The MBMS provides two different delivery methods, the download delivery and the streaming delivery method. To support efficient download and streaming delivery, 3GPP has included Application Layer Forward Error Correction (AL-FEC) in the MBMS standard. FEC is a method for error control for data transmission that is used to augment or replace other reliability methods. In FEC, the sender introduces redundant information in the data transmitted. This information allows the receiver to reconstruct the source data. Such schemes inevitably add a constant overhead in the transmitted data and are computationally expensive. In multicast protocols however, the use of FEC techniques has very strong motivations. The encoding eliminates the effect of independent losses at different receivers. This makes these schemes able to scale irrespectively of the actual loss pattern at each receiver. Additionally, the dramatic reduction in the packet loss rate largely reduces the need for retransmission of lost data from the sender. FEC schemes are therefore so simple as to meet a prime objective for mobile multicast services, which is scalability to applications with thousands of receivers. This is the reason why 3GPP recommends the use of AL-FEC for MBMS and, more specifically, adopts the use of systematic Raptor code. After taking into account the above analysis, objective of this master thesis is the study of AL-FEC in MBMS, focusing on the streaming delivery method. To this direction, in this work we study the application of AL-FEC for the streaming delivery method over LTE networks. We investigate how the amount of FEC overhead varies at multiple receivers using realistic simulation scenarios and we investigate the performance of AL-FEC overhead considering different cell deployments, user mobility models and FEC encoding parameters.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2018-07-03T18:09:44Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Viviane Pires Ribeiro - 2018.pdf: 3368479 bytes, checksum: fd3252e9742263060b64c4e3c56313fa (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-07-04T12:30:02Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Viviane Pires Ribeiro - 2018.pdf: 3368479 bytes, checksum: fd3252e9742263060b64c4e3c56313fa (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-04T12:30:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Viviane Pires Ribeiro - 2018.pdf: 3368479 bytes, checksum: fd3252e9742263060b64c4e3c56313fa (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-06-08 / Outro / With the merger of Celg by the Enel group, one of the largest private companies in the Brazilian electric power sector, Enel Distribuição Goias has been facing serious problems related to its indicators of continued power supply, due to the fact that Celg-D has been in recent years, among the worst positions in the national ranking of service continuity and as one of the concessionaires that most compensates its consumers, directly affecting the company's results and generating losses to its shareholders. The requirement of the purchase agreement, defined by Aneel, is that, from 2019, the worsening trends in the SAID and SAIF indicators of Enel-GO will be reversed, under penalty of being intervened by the regulator and even losing the concession. In this scenario is the following question: Does the trend in the indicators of continuity of the Celg have the characteristic of persistence to the shocks, that is, it has long memory? The objective of this study is to analyze the persistence of the series of duration (SAID) and frequency (SAIF) of interruptions of the power supply of the company's electric sets during the periods prior to its privatization, from 2014 to 2016. Specifically, it seeks to test whether the series have long memory, to verify if the presence of structural breaks in the data changes the results and to identify if there is heterogeneity in the behavior of the series in different sets. For this, the methodology used is the method proposed by Robinson (1995) to analyze the persistence of the series and the Andrews and Ploberger (1994) test, with p-value using the approximations of Hansen (1997). The results suggest that there is a difference in the order of integration, depending on the type of series, duration or frequency and the electric set involved. Since the frequency series, in general, present more persistence than those of duration. When considering the potential presence of data breaks, there is a change in the order of integration of some series and in most of the sets the order found is less than 1. Therefore, both fractional integration analysis that considers the presence of break, do not consider, they point out that there are few sets that present persistent series and the majority of those who present are those that receive the highest compensations. However, it is not only the sets that receive large monetary amounts, in the form of compensations, that have series of persistent duration and / or frequency. Therefore, the hypothesis that part of the trend in the indicators has long-term components is partially rejected, in approximately 24% of the sets that received the highest DIC indicator compensations and in 40% of the sets that received the highest FIC compensation. In this way, the present work differs from the previous literature both in the sense of analyzing the behavior of the series of continuity indicators, with a methodology considered more robust, as well as by the database, not yet explored by the academy. Finally, the analysis allows both the direction of public and business policies and can be used by the company in making ex-ante decisions on the adoption of policies to reduce its indicators. / Com a incorporação da Celg pelo grupo Enel, uma das maiores empresas privadas do setor elétrico brasileiro, a Enel Distribuição Goiás vêm enfrentando problemas relacionados aos seus indicadores de continuidade do fornecimento de energia, devido ao fato da Celg-D ter ficado, nos últimos anos, entre as piores posições no ranking nacional da continuidade do serviço e como uma das concessionárias que mais compensa os seus consumidores, afetando diretamente o resultado da empresa e gerando prejuízo aos seus acionistas. A exigência do contrato de compra, definido pela Aneel, é que a partir de 2019, sejam revertidas as tendências de piora nos indicadores de DEC e FEC, sob a pena de sofrer uma intervenção do órgão regulador e até mesmo, perder a concessão. Neste cenário cabe a seguinte pergunta: A tendência nos indicadores de continuidade da Celg tem a característica de persistência aos choques, ou seja, apresenta memória longa? Assim, o presente trabalho tem por objetivo analisar a persistência das séries de duração (DEC) e frequência (FEC) das interrupções do fornecimento de energia dos conjuntos elétricos da companhia, durante os períodos anteriores à sua desestatização, de 2014 a 2016 (ainda Celg-D). Especificamente, busca testar se as séries possuem memória longa, verificar se a presença de quebra estrutural nos dados altera os resultados e identificar se há heterogeneidade no comportamento das séries em diferentes conjuntos. Para tanto, a metodologia empregada é o método proposto por Robinson (1995) para analisar a persistência e o teste de quebra estrutural de Andrews e Ploberger (1994), com p-valor usando as aproximações de Hansen (1997). Os resultados obtidos sugerem que há diferença na ordem de integração, dependendo do tipo de série, duração ou frequência e do conjunto elétrico envolvido. Sendo que as séries de frequência, no geral, apresentam um maior grau de persistência do que as de duração. Quando considera a potencial presença de quebra nos dados, há alteração na ordem de integração de algumas séries e na maioria dos conjuntos a ordem encontrada é inferior a 1. Portanto, tanto a análise de integração fracionária que considera a presença de quebra, quanto a que não considera, apontam que são poucos os conjuntos que apresentam séries persistentes e a maioria dos que apresentam são os que recebem as maiores compensações. Porém, não é somente os conjuntos que recebem grandes valores monetários, em forma de compensações, que possuem séries de duração e/ou frequência persistentes. Logo, a hipótese de que parte da tendência nos indicadores tenha componentes de longo prazo é parcialmente não rejeitada, em aproximadamente 24% dos conjuntos que receberam as maiores compensações do indicador de DIC e em 40% dos conjuntos que receberam as maiores compensações de FIC. Desta forma, o presente trabalho se diferencia da literatura prévia tanto no sentido de analisar o comportamento das séries dos indicadores de continuidade, com uma metodologia considerada mais robusta, como também pela base de dados, ainda não explorada pela academia. Por fim, a análise permite tanto o direcionamento de políticas públicas como empresariais, podendo ser utilizada pela companhia na tomada de decisão ex-ante sobre a adoção de políticas para a redução dos seus indicadores.

No description available.

ITC/USA 2007 Conference Proceedings / The Forty-Third Annual International Telemetering Conference and Technical Exhibition / October 22-25, 2007 / Riviera Hotel & Convention Center, Las Vegas, Nevada / This paper describes the integration activities associated with the instrumentation and telemetry system developed for an F/A-18 Hornet Flight Test program, including bench integration, avionics integration, and aircraft ground and flight checkout. The system is controlled by a Boeing Integrated Defense System (IDS) Flight Test Instrumentation designed Instrumentation Control Unit (ICU), which interfaces to an avionics pilot display and Ground Support Unit (GSU) to set up the instrumentation during preflight and control the instrumentation during flight. The system takes in MIL-STD-1553, analog parameters, Ethernet, Fibre Channel, and video, and records these with onboard recorders. Selected subsets of this data may be routed to the telemetry system, which features two RF streams, each of which contains up to four PCM streams combined into a composite by a data combiner. The RF streams are transmitted by multi-mode digital transmitters capable of PCM-FM or Shaped Offset Quadrature Phase Shift Keying (SOQPSK), with selectable Turbo-Product Code (TPC) Forward Error Correction (FEC). This paper describes integration of the system with the IDS Flight Test Integration Test Bench (ITB), production avionics integration facilities, and final aircraft ground checkout and initial flight tests. It describes results of integration activities and bench evaluation of the telemetry system.

Thesis (MScEng (Electrical and Electronic Engineering))--University of Stellenbosch, 2009. / ENGLISH ABSTRACT: Low earth orbit (LEO) satellite communication presents a unique environment which inherently di ers from most other communication channels. Due to the varying orbital patterns of LEO satellites the link exhibits varying link margins. Limited communication time windows need to be optimised to maximise the volumetric data throughput. Large coding gains can be obtained by the implementation of forward error correction codes. This thesis presents a means for optimising the data throughput of LEO satellite communication through the implementation of a mission speci c error control strategy. Low density parity check (LDPC) codes are versatile and present good error performances at many di erent code rates and block lengths. With power limitations on the space segment and remote ground stations, hardware utilisation e ciency must be optimised to reduce power consumption. In response to this requirement, this thesis evaluates various algorithms for LDPC decoders. An iterative LDPC decoder, implementing an approximation algorithm, is presented as a low complexity solution with good error performance. The proposed solution provides a very good balance between required hardware complexity and coding performance. It was found that many parameters of the decoders and codes can be altered to allow the implementation of these codes in systems with varying memory and processing capabilities. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Kommunikasiekanale van satelliete met lae wentelbane, bied 'n unieke omgewing wat inherent verskil van meeste ander kommunikasiekanale. As gevolg van veranderende wentelbaanpatrone, vertoon die kanaal 'n wisselende foutgedrag. Kommunikasievensters is beperk en moet geoptimeer word om die totale deurset van die stelsel te maksimeer. Groot koderingswinste kan verkry word deur die implementering van foutkorreksie kodes. Hierdie tesis voorsien 'n metode om die datadeurset van satelliete met lae wentelbaan te optimeer, deur middel van implementering van 'n missie-spesi eke foutbeheer strategie. Lae digtheid pariteit toetskodes (LDPC) is veelsydige kodes, bied goeie foutbeheer en is doeltre end vir verskillende kodekoerse en bloklengtes. Met drywingsbeperkinge op die ruimtesegment en afgesonderde grondstasies, moet hardeware komponente doeltreffend gebruik word om drywingsverbruik te verminder. Ten einde aan hierdie ontwerpsvereiste te voldoen, evalueer hierdie tesis verskeie LDPC dekodeerderalgoritmes. Deur 'n iteratiewe LDPC dekodeerder met 'n benaderingsalgoritme te implementeer, word 'n oplossing van lae kompleksiteit aangebied, maar wat steeds goeie foutkorreksie eienskappe toon. Die voorgestelde oplossing bied 'n baie goeie balans tussen benodigde hardeware kompleksiteit en koderingsprestasie. Daar is gevind dat heelwat parameters van die dekodeerders en kodes aangepas kan word, ten einde implementering in stelsels met 'n wye verskeidenheid van geheuespasie en verwerkingsvermoëns moontlik te maak.