Med framväxten av framtida mobilgenerationer bortom 5G, studeras nya teknologier för att tillgodose de förväntade kraven för framtida tjänster som Ultra-Reliable Low Latency Communications (URLLC) eller Virtual Reality. Bland dessa teknologier uppstår Reconfigurable Intelligent Surfaces (RIS) som en av de mest lovande på grund av deras förmåga att förbättra kanalen samtidigt som de bara ökar nätverkets energiförbrukning måttligt. Men flera utmaningar måste lösas innan de kan distribueras. I denna avhandling studerar vi strategier för att positionera RIS för att uppnå maximal SNR-täckning i en utomhusförökningsmiljö. Vår modell tar hänsyn till effekterna av skuggfading och siktlinje (LoS). En jämförelse mellan centraliserade och distribuerade distributioner övervägs också. Dessutom bedöms den nödvändiga storleken på RIS för att matcha täckningen av en liten cell. Resultaten visar att de bästa positionerna för att distribuera en RIS ligger nära de mobila terminalerna, i närheten av gränsen mellan täckta och utomtäckta områden. Man drar slutsatsen att en centraliserad distribution är bättre än en distribuerad, och en genomförbar storlek på RIS som matchar den lilla celltäckningen erhålls. / With the emergence of future mobile generations beyond 5G, novel technologies are studied to satisfy the envisioned requirements of future services such as Ultra-Reliable Low Latency Communications (URLLC) or Virtual Reality. Among these technologies, Reconfigurable Intelligent Surfaces (RIS) arise as one of the most promising due to their capabilities to improve the channel while only modestly increasing the network energy consumption. However, multiple challenges have to be addressed before they can be deployed. In this thesis, we study strategies for positioning the RIS to achieve maximum SNR coverage in an outdoor propagation environment. Our model takes into account the effects of shadow fading and line-of-sight (LoS). A comparison between centralized and distributed deployments is also considered. Additionally, the required size of RIS to match the coverage of a small cell is assessed. The results show that the best positions to deploy a RIS lie close to the mobile terminals, in the vicinity of the boundary between covered and out-of-coverage areas. It is concluded that a centralized deployment is better than a distributed one, and a feasible size of the RIS which matches the small cell coverage is obtained.

No description available.

Satellite constellation design has been a well-studied problem since the beginning of the space age. In recent years new concepts and approaches tried to solve it with fewer satellites whilst guaranteeing coverage to the areas of interest, whether globally or regionally. This thesis introduces a novel approach based on the repeating ground track concept. It then links and converts the constellation design problem to a Set Cover problem. Although it is NP-hard, the Greedy Algorithm is capable to approximate the solution in a polynomial time with a logarithm ratio. An application of the non-symmetric strategy is illustrated with in 36 different scenarios, where altitude, sensor swath and time requirement are varied. In addition to that, a comparison with the Walker constellation on 6 scenarios is analyzed and discussed. In most cases the non-symmetric strategy produces constellations with significantly less satellites required. / Satellitkonstellationsdesign har varit ett väl studerat problem sedan början av rymdåldern. Under de senaste åren har nya koncept och tillvägagångssätt försökt lösa det med färre satelliter samtidigt som de garanterar täckning till intresseområdena, globalt eller regionalt. Detta examensarbete introducerar ett nytt tillvägagångssätt baserat på konceptet med återkommande markspår. Den länkar sedan och konverterar konstellationsdesignproblemet till ett Set Cover-problem. Även om problemet är NP-hårt, är den giriga algoritmen kapabel att approximera lösningen under polynomtid med ett logaritmförhållande. En tillämpning av den icke-symmetriska strategin illustreras med i 36 olika scenarier, där höjd, sensorsvep och tidsbehov varieras. Utöver det analyseras och diskuteras en jämförelse med Walker-konstellationen på 6 scenarier. I de allra flesta fall producerar den icke-symmetriska strategin konstellationer med betydligt färre satelliter.

With increasing world tensions and improvements of satellites and their sensors, the interest and possibility of using space and satellites for defensive purposes has increased greatly. However, not much research has been conducted into the needs and possibilities of satellite constellations over Sweden, especially using SAR and optical sensors combined with AI object detection. This thesis provides insight in to the needs and requirements to achieve certain coverage and gap times and explores different constellation design methods to do so. This is done by combining large scale tests performed with genetic algorithm and a dual-axis propagator with theoretical and analytical methods. Results show that for micro-satellites under 100 kg based on current commercial technology, it is found that between 24 to 63 satellites are needed for 1 hour gap times depending on what combination of SAR and optical satellites are used. The genetic algorithm was found to not generate optimal constellations as the number of satellites increased beyond 12. It was however useful in mapping out possibilities and finding certain optimal parameters such as the inclination. The dual-axis propagator tested for its low processing load was found to be good for coverage analysis and estimating the shapes of the orbits. It was noted to have large positional errors however, limiting its use to analysis and not full constellation design. / Med ökande världsspänningar och förbättringar av satelliter och deras sensorer har intresset och möjligheterna att använda rymden och satelliter för försvarssyften ökat avsevärt. Dock har inte mycket forskning gjorts om behoven och möjligheterna med satellitkonstellationer över Sverige, särskilt när det gäller användningen av SAR och optiska sensorer i kombination med AI-objektdetektering. Denna avhandling ger insikt i behoven och kraven för att uppnå viss täckning och tidsgap samt utforskar olika metoder för konstellationsdesign för att uppnå detta. Detta görs genom att kombinera storskaliga tester med genetiska algoritmer och en dual-axis propagator med teoretiska och analytiska metoder. Resultaten visar att för mikrosatelliter under 100 kg, baserat på nuvarande kommersiell teknik, krävs mellan 24 och 63 satelliter för att uppnå gapptider på 1 timme, beroende på vilken kombination av SAR- och optiska satelliter som används. Det konstaterades att genetiska algoritmen inte tillförlitligt kunde hitta optimala konstellationer när antalet satelliter ökade bortom 12 st. Dualaxelpropagatorn, som testades för sin låga processbelastning, ansågs vara bra för täckningsanalys och uppskattning av omloppsbanornas former. Den hade dock stora positionsfel, vilket begränsade dess användning till analys och inte fullständig konstellationsdesign.

Choosing the correct angle of electrical tilt in a radio base station is essential when optimizing for coverage and capacity. A reinforcement learning agent can be trained to make this choice. If the training of the agent in the real world is restricted or even impossible, alternative methods can be used. Training in simulation combined with an approximation of the real world is one option that comes with a set of challenges associated with the reality gap. In this thesis, a method based on Bayesian optimization is implemented to tune the environment in which domain randomization is performed to improve the quality of the simulation training. The results show that using Bayesian optimization to find a good subset of parameters works even when access to the real world is constrained. Two off- policy estimators based on inverse propensity scoring and direct method evaluation in combination with an offline dataset of previously collected cell traces were tested. The method manages to find an isolated subspace of the whole domain that optimizes the randomization while still giving good performance in the target domain. / Rätt val av elektrisk antennvinkel för en radiobasstation är avgörande när täckning och kapacitetsoptimering (eng. coverage and capacity optimization) görs för en förstärkningsinlärningsagent. Om träning av agenten i verkligheten är besvärlig eller till och med omöjlig att genomföra kan olika alternativa metoder användas. Simuleringsträning kombinerad med en skattningsmodell av verkligheten är ett alternativ som har olika utmaningar kopplade till klyftan mellan simulering och verkligheten (eng. reality gap). I denna avhandling implementeras en lösning baserad på Bayesiansk Optimering med syftet att anpassa miljön som domänrandomisering sker i för att förbättra kvaliteten på simuleringsträningen. Resultatet visar att Bayesiansk Optimering kan användas för att hitta ett urval av fungerande parametrar även när tillgången till den faktiska verkligheten är begränsad. Två skattningsmodeller baserade på invers propensitetsviktning och direktmetodutvärdering i kombination med ett tidigare insamlat dataset av nätverksdata testades. Den tillämpade metoden lyckas hitta ett isolerat delrum av parameterrymden som optimerar randomiseringen samtidigt som prestationen i verkligheten hålls på en god nivå.

Dependency parsing can be a useful tool to allow computers to parse text. In 2015, Kuhlmann and Jonsson proposed a logical deduction system that parsed to non-crossing dependency graphs with an asymptotic time complexity of O(n3), where “n” is the length of the sentence to parse. This thesis extends the deduction system by Kuhlmann and Jonsson; the extended deduction system introduces certain crossing edges, while maintaining an asymptotic time complexity of O(n4). In order to extend the deduction system by Kuhlmann and Jonsson, fifteen logical item types are added to the five proposed by Kuhlmann and Jonsson. These item types allow the deduction system to intro-duce crossing edges while acyclicity can be guaranteed. The number of inference rules in the deduction system is increased from the 19 proposed by Kuhlmann and Jonsson to 172, mainly because of the larger number of combinations of the 20 item types. The results are a modest increase in coverage on test data (by roughly 10% absolutely, i.e. approx. from 70% to 80%), and a comparable placement to that of Kuhlmann and Jonsson by the SemEval 2015 task 18 metrics. By the method employed to introduce crossing edges, derivational uniqueness is impossible to maintain. It is hard to defien the graph class to which the extended algorithm, QAC, parses, and it is therefore empirically compared to 1-endpoint crossing and graphs with a page number of two or less, compared to which it achieves lower coverage on test data. The QAC graph class is not limited by page number or crossings. The takeaway of the thesis is that extending a very minimal deduction system is not necessarily the best approach, and that it may be better to start off with a strong idea of to which graph class the extended algorithm should parse. Additionally, several alternative ways of extending Kuhlmann and Jonsson are proposed. / Dependensparsning kan vara ett användbart verktyg för att få datorer att kunna läsa text. Kuhlmann och Jonsson kom 2015 fram till ett logiskt deduktionssystem som kan parsa till ickekorsande grafer med en asymptotisk tidskomplexitet O(n3), där "n" är meningens som parsas längd. Detta arbete utökar Kuhlmann och Jonssons deduktionssystem så att det kan introducera vissa korsande bågar, medan en asymptotisk tidskomplexitet O(n4) uppnås. För att tillåta deduktionssystemet att introducera korsande bågar, introduceras 15 nya logiska delgrafstyper, eller item. Dessa item-typer tillåter deduktionssystemet att introducera korsande bågar på ett sådant sätt att acyklicitet bibehålls. Antalet logiska inferensregler tags från Kuhlmanns och Jonssons 19 till 172, på grund av den större mängden kombinationer av de nu 20 item-typerna. Resultatet är en mindre ökning av täckning på testdata (ungefär 10 procentenheter, d v s från cirka 70% till 80%), och jämförbar placering med Kuhlmann och Jonsson enligt måtten från uppgift 18 från SemEval 2015. Härledningsunikhet kan inte garanteras på grund av hur bågar introduceras i det nya deduktionssystemet. Den utökade algoritmen, QAC, parsar till en svårdefinierad grafklass, som jämförs empiriskt med 1-endpoint-crossing-grafer och grafer med pagenumber 2 eller mindre. QAC:s grafklass har lägre täckning än båda dessa, och har ingen högre gräns i pagenumber eller antal korsningar. Slutsatsen är att det inte nödvändigtvis är optimalt att utöka ett mycket minimalt och specifikt deduktionssystem, och att det kan vara bättre att inleda processen med en specifik grafklass i åtanke. Dessutom föreslås flera alternativa metoder för att utöka Kuhlmann och Jonsson.

A regional survey of environmentally harmful substances in fish in autumn 2013 revealed elevated levels of polychlorinated biphenyls (PCBs) in perch from Lake Oxundasjön, north of Upplands Väsby in Stockholm County. Follow-up studies have shown that the quantity of PCBs contained in the lake is unique of its kind in Sweden, and that the area of influence also includes downstream Rosersbergsviken, a bay of Lake Mälaren. The elevated concentrations in fish exceed today's market limits and environmental quality standards for PCBs, as of this, responsible authorities discourage from consumption of fish from Lake Oxundasjön and Rosersbergsviken. The aim has been to use statistical analyses and mass-balance modelling to study the current state of the lake system and how it may evolve in the future under different circumstances. There is a statistically significant correlation between PCB levels in sediment and perch from 21 different sites in the Stockholm-Mälaren region, including Lake Oxundasjön and Rosersbergsviken, this was demonstrated with a linear regression model. With the multivariate analysis method principal component analysis (PCA), it was illustrated how the contaminant levels in fish from Lake Oxundasjön and Rosersbergsviken differed on contaminant levels in fish from other sites. The difference mainly concerned the size and composition of PCBs. Mass-balance modelling of quantities and flows of PCBs in Lake Oxundasjön and Rosersbergsviken was made in the simulation program STELLA®. The modelling indicated that the system currently serves as a secondary distribution source of PCBs to the environment. The recovery of PCB levels is slow in the system, it will take more than 25 years for concentrations in fish to reach today’s market limits and environmental quality standards for PCBs. The model was used to evaluate three different treatment methods for Lake Oxundasjön: dredging, capping and activated carbon treatment. Simulations of these treatments led to a substantial improvement of the PCB situation in Lake Oxundasjön. Moreover, they also had a positive impact on the recovery process in the downstream Rosersbergsviken. Future climate changes, with warmer temperatures and higher run off, led to a slightly faster recovery progress of PCBs in the system.

Model-based testing (MBT) is a black-box software testing technique that focuses on specification of the system-under-test (SUT) and/or its environment. It uses models to automatically generate a large number of tests. To the best of our knowledge, no study has investigated the correlation of model coverage with SUT coverage using more advanced coverage criteria (such as edge-pair coverage) and the correlation of coverage (at model level and SUT level) with test suite effectiveness using non-adequate test suites in the context of MBT despite the prominence of non-adequate test suites in industry. To carry out the investigation, we extend an existing open-source MBT tool called Modbat to measure edge-pair coverage at model level, implement a new tool called PaCovForJbc to measure edge-pair coverage, edge coverage and node coverage at SUT level. Finally, we perform an experiment using these tools applied on three projects: “ArrayList”, and “LinkedList” of Java standard library, and “Apache ZooKeeper”. Overall, the results suggest the following: Edge and edge-pair coverage at model level often have a moderate to high correlation with the same type of coverage at SUT level, while that link between model and SUT for node coverage is weaker. Moreover, coverage criteria at SUT level often have a moderate to high correlation with test suite effectiveness, and a coverage criterion at SUT level has a slightly higher correlation with test suite effectiveness than the same type of coverage at model level. Regarding coverage at model level, edge and edge-pair coverage at model level have a slightly higher correlation with test suite effectiveness than node coverage at model level. Note that the mentioned suggestions need to be taken with discretion, because results vary depending on the project and/or coverage criterion under investigation. / Modellbaserad testning (MBT) är en black-box-testteknik som fokuserar på specifikation av system-under-test (SUT) och/eller dess miljö. MBT använder modeller för att generera ett stort antal tester automatiskt. Såvitt vi vet, finns ingen studie som undersökt korrelationen mellan modelltäckning och täckning av SUT med hjälp av mer avancerade täckningskriterier såsom kantparstäckning. Dessutom finns ingen studie som undersökt korrelationen mellan täckning (på modellnivå och SUT-nivå) och effektivitet av icke- adekvata testsviter som genereras med hjälp av MBT trots betydelsen av icke-adekvata testsviter i industrin. För att utföra undersökningen, utökar vi ett ”open-source” MBT-verktyg som kallas för Modbat för att mäta kantparstäckning på modellnivå. Dessutom implementerar vi ett nytt verktyg som kallas för PaCovForJbc för att mäta kantpars-, kant- och nodtäckning på SUT-nivå. Till slut utför vi experiment genom att applicera Modbat och PaCovForJbc på tre projekt: ”ArrayList” och ”LinkedList” av Javas standardbibliotek samt ”Apache ZooKeeper”. Sammantaget indikerar resultaten följande: Kant- och kantparstäckning på modellnivå har ofta en måttlig till hög korrelation med samma typ av täckning på SUT- nivå, medan länken mellan modell och SUT för nodtäckning är svagare. Dessutom har täckningskriterier på SUT-nivå ofta en måttlig till hög korrelation med testsvitseffektivitet, och ett täckningskriterium på SUT-nivå har en aning högre korrelation med testsvitseffektivitet än samma typ av täckning på modellnivå. Angående täckning på modellnivå har kant- och kantparstäckning på modellnivå en aning högre korrelation med testsvitseffektivitet än nodtäckning på modellnivå. Observera att de nämnda förslagen måste tas med diskretion, eftersom resultaten varierar beroende på projektet och/eller täckningskriteriet som undersöks.

Events such as forest fires or floods are a danger to our Earth’s environment and the people living in it. The sooner they can be detected, the less damage they can cause. An idea arises: use satellites to monitor the Earth and relay information to prevention and rescue organizations in a very short time, regardless of accessibility from ground. PandionAI is a Swedish start-up that aims to create a constellation of satellites that will carry built-in machine learning models that analyze the Earth images and detect early on such environmental catastrophes. The aim of this thesis is to design a constellation for such purpose. In parallel, a target list that includes potential places of interest for such events will be developed and the constellation performance will be evaluated with it by defining Key Performance Indicators (KPIs). The target list has a dynamic nature as weather changes and climate evolves, so events of interest will be at different places in the globe as time passes. Because of this, four different target lists were developed, one per season. The events covered by the target lists are the environmental hazards: fires, floods, deforestation and CO2 footprint from factories. Constellation design is a highly complex problem due to its infinite possible solutions for a given purpose. Nevertheless, one can optimize for specific design parameters and assumptions. This thesis proposes a model in which for a given number of total satellites, multiple constellations are compared, and the search for the optimal design is performed given the defined KPIs. Constellations in the optimization process are designed applying the 2-D Lattice Flower Constellation method and adding the twin satellite concept. / Händelser som skogsbränder eller översvämningar är en fara för vår jords miljö och människorna som lever i den. Ju tidigare de kan upptäckas, desto mindre skada kan de orsaka. En idé uppstår: att använda satelliter för att övervaka jorden och vidarebefordra information till förebyggande och räddningsorganisationer på mycket kort tid, oavsett tillgänglighet från marken. PandionAI är en svensk start-up som vars mål är att skapa en konstellation av satelliter som ska bära inbyggda maskininlärningsmodeller som analyserar analyserar satelliters bilder bilder och tidigt upptäcker sådana miljökatastrofer. Syftet med denna uppsats är att utforma en konstellation för detta ändamål. Parallellt kommer en mållista som inkluderar potentiella platser av intresse för sådana händelser att utvecklas och konstellationens prestanda kommer att utvärderas med den genom att definiera Key Performance Indicator-parametrar (KPI). Mållistan har en dynamisk karaktär, eftersom väder och klimat varierar över året säsonger och händelser, så händelser av intresse kommer att finnas på olika platser i världen med tiden. På grund av detta utvecklades fyra olika mållistor, en per säsong. De händelser som omfattas av mållistorna är miljöriskerna: bränder, översvämningar, avskogning och CO2 fotavtryck från fabriker. Konstellationsdesign är ett mycket komplext problem på grund av dess oändliga många möjliga lösningar för ett givet syfte. Ändå kan man optimera för specifika designparametrar och antaganden. Denna studie syftar till att förslå en modell för ett totalt givet antal satelliter, där flera konstellationer jämförs och finna den optimala designen givet KPIerna. Konstellationer i optimeringsprocessen är designade med tillämpning av 2D Lattice Flower Constellation-metoden och användning av tvilling-satellit-konceptet till tvillingsatellitkonceptet.