Molnbaserat spelande är spelande som sker över nätverket. Spelet streamas från servrar till användarens enhet. Detta ger möjligheten att spela på enheter som inte skulle vara tillräckligt kraftfulla för att spela vissa spel på annat sätt. Mobiltelefonen är den nuvarande primära enheten för spel och fortsätter att öka i popularitet. I tidigare forskningsstudier och litteratur finns det ett uttalat behov för mätning av upplevelsekvalitet, även känt som Quality of Experience (QoE) för nylanserade molntjänster. QoE är ett sätt att undersöka användarnöjdhet och nöje för en specifik applikation eller tjänst. Denna studie redogör upplevd QoE för den molnbaserade speltjänsten Google Stadia på mobila enheter. Studien använder en kvalitativ forskningsansats med semistrukturerade intervjuer som metod för datainsamling. Resultatet analyseras med hjälp av ramverket CCA och kvalitativ innehållsanalys. Resultatet visar att upplevd QoE är bra överlag men att det finns förbättringsområden för spelupplevelsen. Denna studie utvecklar kunskapen om hur väl molnbaserade speltjänster fungerar på en mobiltelefon i dagsläget och resultatet visar behovet att liknande forskningsstudier utförs för att fördjupa denna kunskap. / Cloud gaming provides a way to play games over the network. This presents the possibility to play on devices that would not be powerful enough to play certain games otherwise. The mobile phone is the current primary device for gaming and continues to rise in popularity. In previous research studies and literature, there is an expressed necessity for measuring the Quality of Experience (QoE) of the cloud gaming services. QoE is a way to examine user satisfaction and entertainment for a specific application or service. This paper presents a study of perceived QoE for the cloud-based gaming service Google Stadia on mobile devices. The study is using a qualitative research approach with semi-structured interviews as a data collection method. The result is analyzed using the framework CCA and qualitative content analysis. The result shows that the perceived QoE is good overall but that the gaming experience has some minor inconveniences. This study expands the knowledge of how well cloud gaming services work on a mobile phone at this time and the result shows the need for similar research studies to deepen this knowledge.

LTE (Long Term Evolution) a été développé et normalisé par le 3GPP (3rd Generation Partnership Project). C’est un réseau à commutation de paquets. Cela signifie que la voix sur LTE (VoLTE) est un service de VoIP avec les exigences de qualité de service garantis au lieu de transmettre dans un réseau à commutation de circuits tels que les systèmes existants (2G/3G). VoLTE est déployé dans un réseau entièrement IP combinée avec IMS (IP Sous-système Multimédia). De ce fait, le déploiement de VoLTE est assez complexe et comment assurer la qualité de transmission de la voix sur les réseaux LTE est un très grand défi. Ainsi, il faut plusieurs solutions différentes pour renforcer et améliorer la qualité de transmission de la voix sur les réseaux LTE. Dans cette thèse, nous présentons des solutions en vue d’améliorer la qualité de transmission de la voix sur les réseaux LTE pour les services audio à bandes étroites et larges. Pour cela, il nous faudra différents facteurs complets en solutions. L’un d’eux est QoE (Qualité de l’Expérience) qui est une nouvelle tendance. Et afin de déterminer la perception des utilisateurs pour le service en temps réel tel que VoLTE, nous utilisons le E-model étendu et le WB (large bande) E-model pour des services audio à bandes étroites et larges respectivement. Les solutions proposées ici portent principalement sur des éléments clés dans les réseaux LTE, tels que le codage par chaine, MAC (Contrôle d’Accès Moyen) des systèmes de planification et la qualité de voix du moniteur décrits comme suit. Tout d’abord, des algorithmes améliorés pour renforcer le codec de la chaine LTE (codeur et décodeur) ont été proposés. Pour améliorer le codeur de chaine LTE, un algorithme d’adaptation conjointe a été déployé. Le but de cet algorithme est de minimiser la redondance générée par codage en chaine avec une légère réduction de la perception de l’utilisateur. Ensuite, afin d’améliorer le décodeur par chaine LTE, un algorithme amélioré Log-MAP a été présenté. Cet algorithme vise à obtenir la performance BER (Bit Error Rate) qui est le plus proche du Log-MAP avec une complexité de calcul réduite par rapport à l’état de l’art. Deuxièmement, la chaine et les systèmes QoS de planification améliorés de la perception de l’utilisateur et du mode de priorité VoIP ont été proposés. Ces planificateurs sont déployés à la fois pour les utilisateurs d’audio à larges et à étroites bandes. Les résultats numériques montrent qu’ils surpassent plusieurs planificateurs en vedette tels que FLS, M-LWDF et EXP/PF en termes de retard, de taux de perte de paquets, de débit cellulaire, d’indice et de l’équité et d’efficacité spectrale dans presque tous les cas. Enfin, pour assurer la qualité vocale de transmission sur le réseau LTE, la prédiction de la satisfaction des utilisateurs est essentielle. Pour cette raison, nous présentons deux modèles non intrusifs pour mesurer la qualité de la voix sur les réseaux LTE. Ces modèles sont utilisés pour les utilisateurs d’audio à bandes étroites et larges bandes. Les modèles proposés ne se réfèrent pas au signal original. Par conséquent, ils sont très appropriés pour prédire la qualité de l’appel vocal sur les réseaux LTE / LTE (Long Term Evolution) has been developed and standardized by 3GPP (3rd Generation Partnership Project). It is a packet-switched network. This means voice over LTE (VoLTE) is a VoIP service with the guaranteed QoS requirements instead of transmitted in a circuit-switched network such as the legacy system (2G/3G). Since VoLTE is deployed in an All-IP network combined with IMS (IP Multimedia Subsytem), thus, the VoLTE deployment is quite complex and how to ensure voice transmission quality over LTE networks is a very big challenge. Therefore, there needs to be many different solutions to enhance and improve voice transmission quality over LTE networks. In this dissertation, we present solutions to enhance and improve voice transmission quality over LTE networks for both narrowband and wideband audio services. In order to do that, there needs to be many different factors complemented in solutions. One of them is QoE (Quality of Experience) which is a new trend. And in order to determine user perception for real-time service such as VoLTE, we use extended E-model and WB (Wideband) E-model for narrowband and wideband audio services, respectively. The proposed solutions in this thesis mainly focus on key elements in LTE networks such as channel coding, MAC (Medium Access Control) scheduling schemes and monitor voice quality described as follows. First, enhanced/improved algorithms for enhancing LTE channel codec (coder and decoder) have been proposed. In order to enhance LTE channel coder, a joint source-channel code rate adaption algorithm has been deployed. The goal of this algorithm is to minimize redundancy generated by channel coding with a slight reduction of user perception. Next, in order to enhance LTE channel decoder, an improved Log-MAP algorithm has been presented. This algorithm aims at obtaining BER performance that is closest to the LOP-MAP with the computational complexity reduced in comparison with state-of-the-art. Second, channel- and QoS-Aware scheduling schemes with the enhancement of user perception and VoIP priority mode have been proposed. These schedulers are deployed for both narrowband and wideband audio users. The numerical results show that they outperform several featured schedulers such as FLS, M-LWDF, and EXP/PF in terms of delay, packet loss rate, cell throughput, fairness index, and spectral efficiency in almost cases. Last, in order to ensure voice transmission quality over LTE network, prediction of user satisfaction is essential. For this reason, we present two object non-intrusive models for measuring voice quality in LTE networks. These models are used for narrowband and wideband audio users. The proposed models do not refer to the original signal, thus, they are very suitable for predicting voice call quality in LTE networks

Les réseaux de cinquième génération sont en cours de définition et leurs différentes composantes commencent à émerger: nouvelles technologies d'accès à la radio, convergence fixe et mobile des réseaux et virtualization.Le contrôle et la gestion de bout en bout (E2E) du réseau ont une importance particulière pour les performances du réseau. Cela étant, nous segmentons le travail de thèse en deux parties: le réseau d’accès radio (RAN) axé sur la technologie MIMO Massif (M-MIMO) et la connexion E2E du point de vue de la couche transport.Dans la première partie, nous considérons la formation de faisceaux focalisés avec un structure hiérarchique dans les réseaux sans fil. Pour un ensemble de flots donnée, nous proposons des algorithmes efficaces en terme de complexité pour une allocation avec alpha-équité. Nous proposons ensuite des formules exactes pour la performance au niveau du flot, à la fois pour le trafic élastique (avec une équité proportionnelle et équité max-min) et le trafic en continu. Nous validons les résultats analytiques par des simulations.La seconde partie de la thèse vise à développer une fonction de réseau auto-organisant (SON) qui améliore la qualité d'expérience (QoE) des connexions en bout-en-bout. Nous considérons un service de type vidéo streaming et développons une fonctionnalité SON qui adapte la QoE de bout-en-bout entre le serveur vidéo et l'utilisateur. La mémoire-tampon reçoit les données d'un serveur avec une connexion E2E en suivant le protocole TCP. Nous proposons un modèle qui décrit ce comportement et nous comparons les formules analytiques obtenues avec les simulations. Enfin, nous proposons un SON qui donne la qualité vidéo de sorte que la probabilité de famine soit égale à une valeur cible fixée au préalable. / Fifth generation networks are being defined and their different components are beginning to emerge: new technologies for access to radio, fixed and mobile convergence of networks and virtualization.End-to-end (E2E) control and management of the network have a particular importance for network performance. Having this in mind, we segment the work of the thesis in two parts: the radio access network (RAN) with a focus on Massive MIMO (M-MIMO) technology and the E2E connection from a point of view of the transport layer.In the first part, we consider hierarchical beamforming in wireless networks. For a given population of flows, we propose computationally efficient algorithms for fair rate allocation. We next propose closed-form formulas for flow level performance, for both elastic (with either proportional fairness and max-min fairness) and streaming traffic. We further assess the performance of hierarchical beamforming using numerical experiments.In the second part, we identify an application of SON namely the control of the starvation probability of video streaming service. The buffer receives data from a server with an E2E connection following the TCP protocol. We propose a model that describes the behavior of a buffer content and we compare the analytical formulas obtained with simulations. Finally, we propose a SON function that by adjusting the application video rate, achieves a target starvation probability.

Progressive download video services, such as YouTube and podcasts, are responsible for a major part of the transmitted data volume in the Internet and it is expected, that they will also strongly affect mobile networks. Streaming video quality mainly depends on the sustainable throughput achieved during transmission. To ensure acceptable video quality in mobile networks (with limited capacity resources) the perceived quality by the customer (QoE) needs to be monitored by estimation. For that, the streaming video quality needs to be measured and monitored permanently. For TCP based progressive download we propose to extract the the video timestamps which are encoded within the payload of the TCP segments by decoding the video within the payload. The actual estimation is then done by play out buffer fill level calculations based on the TCP segment timestamp and their internal play out timestamp. The perceived quality for the user is derived from the number and duration of video stalls. Algorithms for decoding Flash Video, MP4 and WebM Video have already been implemented. After deriving the play out time it is compared to the timestamp of the respective TCP segment. The result of this comparison is an estimate of the fill level of the play out buffer in terms of play out time within the client. This estimation is done without access to the end device. The same measurement procedure can be applied for any TCP based progressive download Internet service. Video was simply taken as an example because of its current large share in traffic volume in operator networks.

La croissance du réseau Internet, l'émergence de nouveaux besoins par l'avènement des terminaux dits intelligents (smartphones, tablettes tactiles, etc.) et l'apparition de nouvelles applications sous-jacentes induisent de nombreuses mutations dans l'usage de plus en plus massif des technologies de l'information dans notre vie quotidienne et dans tous les secteurs d'activités. Ces nouveaux usages ont nécessité de repenser le fondement même de l'architecture réseau qui a eu pour conséquence l'émergence de nouveaux concepts basés sur une vue "centrée sur l'usage" en lieu et place d'une vue "centrée sur le réseau". De fait, les mécanismes de contrôle du réseau de transport doivent non seulement exploiter les informations relatives aux plans de données, de contrôle et de gestion, mais aussi les connaissances, acquises ou apprises par inférence déductive ou inductive, sur l'état courant du réseau (trafic, ressources, rendu de l'application, etc.) de manière à accélérer la prise de décision par les éléments de contrôle du réseau. Les travaux faits dans le cadre de cette thèse concernent ce dernier aspect et rejoignent plus généralement ceux tournés sur les réseaux autonomiques. Il s'agit dans cette thèse de mettre en oeuvre des méthodes relatives à la gestion, à la distribution et à l'exploitation des connaissances nécessaires au bon fonctionnement du réseau de transport. Le plan de connaissances mis en oeuvre ici se base à la fois sur l'idée de développer une gestion au sein d'une structure hiérarchisée et adaptative où seuls certains noeuds sélectionnés sont en charge de la dissémination des connaissances et l'idée de relier ces noeuds au travers d'un ensemble de réseaux couvrants spécialisés permettant de faciliter l'exploitation de ces connaissances. Comparée aux plateformes traditionnellement utilisées, celle développée dans le cadre de cette thèse montre clairement l'intérêt des algorithmes élaborés au regard des temps d'accès, de distribution et de partage de charge entre les noeuds de contrôle pour la gestion des connaissances. A des fins de validation, cette plateforme a été utilisée dans deux exemples d'application: le Cloud computing et les smartgrids / The growth of the Internet, the emergence of new needs expressed by the advent of smart devices ( smartphones, touchpads , etc. ) and the development of new underlying applications induce many changes in the use of information technology in our everyday life and in all sectors. This new use that match new needs required to rethink the foundation of the network architecture itself, which has resulted in the emergence of new concepts based on a "use-centeric" view instead of a "network-centric" view. In fact, the control mechanisms of the transmission network must not only exploit the information on data, control and management planes, but also the knowledge acquired or learned by inductive or deductive inference on the current state of the network (traffic, resources, the rendering of the application, etc.) to accelerate decision making by the control elements of the network. This thesis is dealing with this latter aspect, which makes it consistent with work done on autonomic networks. It is about conceiving and implementing methods for the management, distribution and exploitation of knowledge necessary for the proper functioning of the transmission network. The knowledge plane that we implemented is based on both the idea of developing a management within an adaptive hierarchical structure where only some selected nodes are responsible for the dissemination of knowledge and the idea of linking these nodes through a spanning set of specialized networks to facilitate the exploitation of this knowledge. Compared to traditionally used platforms, the one developed in this thesis clearly shows the interest of the developed algorithms in terms of access time, distribution and load sharing between the control nodes for knowledge management. For validation purposes, our platform was tested on two application examples : Cloud computing and smart grids

The idea of a Future Internet platform is to deliver reusable and common functionalities to facilitate making wide ranges of software products and services.  The Future Internet platform, introduced by the Future Internet Public Private Partnership (FI-PPP) project, makes the common functionalities available through so-called Enablers to be instantly integrated into software products and services with less cost and complexity rather than a development from scratch. Quality assessment of software products and services and gaining insights into whether the quality fulfills users’ expectations within the platform are challenging. The challenges are due to the propagation of quality in the heterogeneous composite software that uses Enablers and infrastructure developed by third parties. The practical problem is how to assess the quality of such composite software as well as the impacts of the quality on users’ Quality of Experience (QoE). The research objective is to study an analytics-driven Quality-Impact approach identifying how software quality analytics together with their impact on QoE of users can be used for the assessment of software products and services in a Future Internet platform. The research was conducted with one systematic mapping study, two solution proposals, and one empirical study. The systematic mapping study is contributed to produce a map overviewing important analytics for managing a software ecosystem. The thesis also proposes a solution to introduce a holistic software-human analytics approach in a Future Internet platform. As the core of the solution, it proposes a Quality-Impact inquiry approach exemplified with a real practice. In the early validation of the proposals, a mixed qualitative-quantitative empirical research is conducted with the aim of designing a tool for the inquiry of user feedback. This research studies the effect of the instrumented feedback tool on QoE of a software product. The findings of the licentiate thesis show that satisfaction, performance, and freedom from risks analytics are important groups of analytics for assessing software products and services.  The proposed holistic solution takes up the results by describing how to measure the analytics and how to assess them practically using a composition model during the lifecycle of products and services in a Future Internet platform. As the core of the holistic approach, the Quality-Impact assessment approach could elicit relationships between software quality and impacts of the quality on stakeholders. Moreover, the early validation of the Quality-Impact approach parameterized suitable characteristics of a feedback tool. We found that disturbing feedback tools have negligible impacts on the perceived QoE of software products. The Quality-Impact approach is helpful to acquire insight into the success of software products and services contributing to the health and sustainability of the platform. This approach was adopted as a part of the validation of FI-PPP project. Future works will address the validation of the Quality-Impact approach in the FI-PPP or other real practices.

With the development of three-dimensional (3D) technologies, the demand for high-quality 3D content, 3D visualization, and flexible and natural interactions are increasing. As a result, semi-transparent Augmented-Reality (AR) systems are emerging and evolving rapidly. Since there are currently no well-recognized models to evaluate the performance of these systems, we proposed a Quality-of-Experience (QoE) taxonomy for semi-transparent AR systems containing three levels of influential QoE parameters, through analyzing existing QoE models in other related areas and integrating the feedbacks received from our user study. We designed a user study to collect training and testing data for our QoE model, and built a Fuzzy-Inference-System (FIS) model to estimate the QoE evaluation and validate the proposed taxonomy. A case study was also conducted to further explore the relationships between QoE parameters and technical QoS parameters with functional components of Microsoft HoloLens AR system. In this work, we illustrate the experiments in detail and thoroughly explain the results obtained. We also present the conclusion and future work.

Measurement collection is a primary step towards analyzing and optimizing performance of a telecommunication service. With an Mobile Broadband (MBB) network, the measurement process has not only to track the network's Quality of Service (QoS) features but also to asses a user's perspective about its service performance. The later requirement leads to "user-side measurements" which assist in discovery of performance issues that makes a user of a service unsatisfied and finally switch to another network. User-side measurements also serve as first-hand survey of the problem domain. In this thesis, we exhibit the potential in the measurements collected at network edge by considering two well-known approaches namely crowdsourced and distributed testbed-based measurements. Primary focus is on exploiting crowdsourced measurements while dealing with the challenges associated with it. These challenges consist of differences in sampling densities at different parts of the region, skewed and non-uniform measurement layouts, inaccuracy in sampling locations, differences in RSS readings due to device-diversity and other non-ideal measurement sampling characteristics. In presence of heterogeneous characteristics of the user-side measurements we propose how to accurately detect mobile coverage holes, to devise sample selection process so to generate a reliable radio map with reduced sample cost, and to identify cellular infrastructure at places where the information is not public. Finally, the thesis unveils potential of a distributed measurement test-bed in retrieving performance features from domains including user's context, service content and network features, and understanding impact from these features upon the MBB service at the application layer. By taking web-browsing as a case study, it further presents an objective web-browsing Quality of Experience (QoE) model.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Informática e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Pour avoir une idée sur la qualité du réseau, la majorité des acteurs concernés (opérateurs réseau, fournisseurs de service) se basent sur la Qualité de Service (Quality of Service). Cette mesure a montré des limites et beaucoup d'efforts ont été déployés pour mettre en place une nouvelle métrique qui reflète, de façon plus précise, la qualité du service offert. Cette mesure s'appelle la qualité d'expérience (Quality of Experience). La qualité d'expérience reflète la satisfaction de l'utilisateur par rapport au service qu'il utilise. Aujourd'hui, évaluer la qualité d'expérience est devenu primordiale pour les fournisseurs de services et les fournisseurs de contenus. Cette nécessité nous a poussés à innover et concevoir des nouvelles méthodes pour estimer la QoE. Dans cette thèse, nous travaillons sur l'estimation de la QoE (1) dans le cas des communications Voix sur IP et (2) dans le cas des services de diffusion Vidéo sur IP. Nous étudions les performances et la qualité des codecs iLBC, Speex et Silk pour la VoIP et les codecs MPEG-2 et H.264/SVC pour la vidéo sur IP. Nous étudions l'impact que peut avoir la majorité des paramètres réseaux, des paramètres sources (au niveau du codage) et destinations (au niveau du décodage) sur la qualité finale. Afin de mettre en place des outils précis d'estimation de la QoE en temps réel, nous nous basons sur la méthodologie Pseudo-Subjective Quality Assessment. La méthodologie PSQA est basée sur un modèle mathématique appelé les réseaux de neurones artificiels. En plus des réseaux de neurones, nous utilisons la régression polynomiale pour l'estimation de la QoE dans le cas de la VoIP.