Preventing the success of active attacks is of essential importance for network coding since even the infiltration of one single corrupted data packet can jam large parts of the network. The existing approaches for network coding schemes preventing such pollution attacks can be divided into two categories: utilize cryptographic approaches or utilize redundancy similar to error correction coding. Within this paper, we compared both paradigms concerning efficiency of data transmission under various circumstances. Particularly, we considered an attacker of a certain strength as well as the influence of the generation size. The results are helpful for selecting a suitable approach for network coding taking into account both security against pollution attacks and efficiency.

Une solution de gestion de puissance d’un système sur puce peut être définie par une architecture de faible puissance composée de multiples domaines d'alimentation et de leur stratégie de gestion. Si ces deux éléments sont économes en énergie, une solution efficace en énergie peut être obtenue. Cette approche nécessite l’ajout d’éléments structurels de puissance et de leurs comportements. Une stratégie de gestion doit respecter les dépendances structurelles et fonctionnelles dues au placement physique des domaines d'alimentation. Cette relation forte entre l'architecture et sa stratégie de gestion doit être analysée tôt dans le flot de conception pour trouver la solution de gestion de puissance la plus efficace. De récentes normes de conception basse consommation définissent des sémantiques pour la spécification, simulation et vérification d’architecture de faible puissance au niveau transfert de registres (RTL). Mais elles manquent une sémantique d’interface de gestion des domaines d'alimentation réutilisable ce qui alourdit l’exploration. Leurs sémantiques RTL ne sont pas aussi utilisables au niveau transactionnel pour une exploration plus rapide et facile. Pour combler ces lacunes, cette thèse étend ces normes et fournit une étude complète des possibilités d'optimisation de puissance basées sur la composition et la gestion des domaines d'alimentation pour des modèles fonctionnels transactionnels utilisant un environnement commun USLPAF. USLPAF comprend une méthodologie alliant conception et vérification des modèles transactionnels de faible consommation, ainsi qu’une bibliothèque de techniques de modélisation et fonctions prédéfinies pour appliquer cette méthodologie. / A SoC power management solution can be defined by a low-power architecture composed of multiple power domains and a power management strategy for power domains states control. If these two elements are energy-efficient, an energy-efficient solution can be obtained. This approach requires inferring power structural elements and their related behavior in the chip internal logic. A strategy adjusting the power domains states must respect structural and functional dependencies due to the physical power domains composition. This strong relationship between power architecture and its management strategy must be explored at early design stages to find the most energy-efficient solution. Low-power design standards have recently enabled low-power architecture exploration starting from the Register Transfer Level (RTL) by defining semantics to specify power architecture, simulate and check its behavior along with the initial functional one. But, these standards miss semantics for reusable power domain control interface making power management strategies exploration tedious. The RTL-based semantics defined by these standards constrain also their use at Transaction-Level of Modeling (TLM) for fast and easy exploration. This dissertation proposes extensions to low-power standards to fill these gaps. It provides a complete study of power optimization opportunities based on composition and management of power domains in Transaction-Level (TL) functional models within a common USLPAF framework. USLPAF includes a methodology that combines design and verification of TL low-power models. To apply this methodology, USLPAF incorporates a library of modeling techniques and built-in features.

Resultatet av en energikartläggning på tryckeriet VK - Media visade det sig att en stor del av energin gick till den gamla belysningen. Den gamla belysningen med högtrycksnatriumarmaturer och högtrycksnatriumljuskällor byttes då ut mot en ny energieffektiv belysning med två olika LED-armaturer i packsalen på tryckeriet. Det ska nu utföras en utvärdering av belysningsbytet. Utvärderingen av belysningsbytet kommer att baseras på sänkningen i energianvändning, skillnader i belysningsstyrkor och förändring av arbetsmiljön.   Det främsta syftet med belysningsbytet är att sänka energianvändningen och att förbättra arbetsmiljön. Simuleringar på belysningen med högtrycksnatriumljuskällor och LED-armaturer har gjorts i DIALux evo. I DIALux gjordes beräkningar på belysningsstyrkor och energianvändning. Momentana effektmätningar med en multimeter har genomförts på belysningen före och efter bytet. För att sedan beräkna den årliga energianvändningen utifrån de uppmätta effekterna. Belysningsstyrkorna mättes med en luxmeter på plats i packsalen för att sedan beräkna medelbelysningsstyrkan och jämnheten för belysningen för att se om de står sig mot riktvärdena och jämföra dem med värdena från DIALux. Livscykelkostnaden beräknades för belysningen med högtrycksnatriumljuskällor och för belysningen med LED-armaturer. För den nya belysningen beräknades även paybacktiden.   Resultatet av beräkningar på energianvändningen visar att den årliga energianvändningen kommer att sänkas med 70 procent i och med bytet till LED-armaturer. Vid ett belysningsbyte är målet att den årliga energianvändningen ska sänkas med 50 procent. Medelbelysningsstyrkan för den nya LED-belysningen på cirka 680 lx möter kravet för medelbelysningsstyrkan på 300 lx som gäller för packsalen enligt standarden SS-EN 12464-1:2011. Livscykelkostnaden för den gamla belysningen och den nya LED-belysningen beräknades till ungefär 990 000 kronor respektive 330 000 kronor. Den diskonterade paybacktiden för LED-belysningen beräknades till 1,7 år. Gällande arbetsmiljön så har LED-belysningen monterats på en för låg armaturhöjd och kommer att höjas upp för att uppnå en behagligare arbetsmiljö.   Att investera i en ny energieffektiv belysning innebär en stor sänkning av den årliga energianvändningen samtidigt som investeringen har en relativt kort återbetalningstid. Det finns många fördelar med att byta ut den gamla belysningen som en förbättrad arbetsmiljö och sänkta kostnader. Förhoppningsvis kommer fler industrier att byta ut sin gamla belysning till energieffektiv belysning då de står för en stor del av den totala elanvändningen som går till belysning i Sverige. / The result of an energy survey at the printing company VK – Media showed that the energy use of the old lighting was a large part of the total energy use. The old lighting with high-pressure sodium luminaires and high-pressure sodium light sources was then replaced with a new energy-efficient lighting with two different LED luminaires in the packaging room at the printing company. An evaluation of the replacement of the luminaires should now be carried out. The evaluation of the lighting change is based on the reduction of energy use, differences of illuminance and changes in the working environment.   The primary aim of the lighting replacement is to reduce the energy use and to improve the working environment. Simulations on the lighting with high-pressure sodium light sources and LED luminaires have been made in DIALux evo. In DIALux, calculations were made on illuminance and energy use. Momentary power measurements with a multimeter have been carried out on the lighting before and after the replacement. The measured power was then used to calculate the annual energy use for the luminaires. The illuminance were measured with a luxmeter in the packing room and the measured values was then used to calculate the average illuminance and the uniformity of the lighting, to see if they stand against the guideline values and compare them with the values from DIALux. The life cycle cost was calculated for the lighting with high pressure sodium light sources and for the lighting with LED luminaires. The payback time was also calculated for the new lighting with LED luminaires.   The result of the calculations on the energy use showed that the annual energy use will be reduced by 70 per cent with the LED luminaires and the aim with a lighting replacement is to reduce the annual energy use by 50 percent. The average illuminance of the new LED lighting is about 680 lx meets the requirement for the average illuminance of 300 lx that applies to the packing room according to the standard SS-EN 12464-1: 2011. The life cycle cost of the old lighting and the new LED lighting was estimated at approximately 990,000 SEK and 330,000 SEK, respectively. The discounted payback time for the LED lighting was estimated at 1.7 years. Regarding the working environment, the LED lighting has been mounted at a luminaire height that is too low and will be raised to achieve a more comfortable working environment.   Investing in a new energy-efficient lighting means a large reduction in annual energy use, while the investment has a relatively short repayment period. There are many advantages to replacing the old lighting such as an improved work environment and reduced costs for the company. Hopefully, more industries will replace their old lighting for energy-efficient lighting as they account for a large part of the total electricity use when it comes to lighting in Sweden.

Nous présentons les enjeux du management environnemental et soulignons l’importance d’une politique d’économie d’énergie pour les entreprises. Nous proposons un modèle pour déterminer le bilan énergétique de la fabrication en intégrant les différentes phases productives et non-productives. Nous définissons un double objectif pour la minimisation de la durée de production et de la consommation d’énergie. Nous appliquons ce modèle à l’ordonnancement d’ateliers job-shop flexibles. Pour déterminer la solution optimale nous utilisons deux classes de méthodes : - La première relève des algorithmes génétiques. Nous proposons différents types d’algorithmes pour résoudre ce problème multicritère. Nous proposons par exemple de faire évoluer deux populations pour minimiser respectivement l’énergie consommée et la durée de production et de les croiser pour atteindre l’objectif global. - La seconde relève de la programmation sous contrainte. Nous proposons de rechercher la solution optimale en développant une double arborescence pour évaluer l’énergie consommée et la durée de production. Nous construisons notre algorithme en partant des tâches à réaliser sur les machines ou en partant des machines qui réaliseront les tâches. Nous discutons de la construction du front de Pareto pour l’obtention de la meilleure solution.Nous terminons en comparant les différentes approches et en discutant leur pertinence pour traiter des problèmes de différentes tailles. Nous proposons également plusieurs améliorations et quelques pistes pour de futures recherches. / We present the challenges of environmental management and underline the importance of an energy saving policy for companies. We propose a model to determine the energy balance of manufacturing by integrating the different productive and non-productive phases. We define two purposes for minimizing production time and energy consumption. We apply this model to the scheduling of flexible job-shop workshops. To determine the optimal solution we use two types of methods: - The first is genetic algorithms. We propose different types of algorithms to solve this multi-criteria problem. For example, we propose to develop two populations to minimize the energy consumed and the production time, and to cross them to achieve the overall objective. - The second is constraint programming. We propose to find the optimal solution by developing a double tree to evaluate the energy consumed and the production time. We build our algorithm starting from the tasks to be performed on the machines or from the machines that will perform the tasks. We discuss the construction of the Pareto front to get the best solution.We finish by comparing the different approaches and discussing their relevance to deal with problems of different sizes. We also offer several improvements and some leads for future research.

Les progrès réalisés en systèmes micro-électro-mécaniques couplés avec leur convergence vers les systèmes de communication sans fil, ont permis l'émergence des réseaux de capteurs sans fil (RCSF). Les contraintes de ces réseaux font que tous les efforts soient fournis pour proposer des solutions économes en énergie. Avec les récents développements des technologies CMOS, des capteurs d'images à faible coût ont été développés. En conséquence, un nouveau dérivé des RCSF, qui sont les Réseaux de Capteurs Vidéo Sans Fil (RCVSF), a été proposé. La particularité des données vidéo ainsi que les contraintes inhérentes aux nœuds ont introduit de nouveaux défis. Dans cette thèse, nous proposons deux solutions basées sur l'approche inter-couches pour la livraison de la vidéo sur les RCVSF. La première solution propose un nouveau schéma de compression vidéo adaptatif, efficace en énergie et basé sur la norme de compression vidéo H.264/AVC. Le flux vidéo est ensuite géré par une version améliorée du protocole MMSPEED que nous proposons et notons EQBSA-MMSPEED. Les résultats des simulations montrent que la durée de vie du réseau est étendue de 33%, tout en améliorant la qualité du flux vidéo reçu de 12%. Dans la deuxième solution, nous enrichissons le schéma de compression de modèles mathématiques pour prévoir la consommation d'énergie et la distorsion de l'image lors des phases d'encodage et de transmission. Le flux vidéo est géré par un nouveau protocole de routage efficace en énergie et à fiabilité améliorée noté ERMM. Comparée à une approche basique, cette solution réalise une extension de la durée de vie du réseau de 15%, tout en améliorant la qualité du flux vidéo reçu de 35%. / Thanks to the valuable advances in Micro Electro-Mechanical Systems coupled with their convergence to wireless communication systems, the Wireless Sensor Networks (WSN). In the WSN context, all the efforts are made in order to propose energy-efficient solutions. With the recent developments in CMOS technology, low-cost imaging sensors have been developed. As a result, a new derivative of the WSN, which is the Wireless Video Sensor Network (WVSN), has been proposed. The particularities of the video data as well as the inherent constraints of the nodes have introduced new challenges. In this thesis, we propose two cross-layer based solutions for video delivery over the WVSN. The first solution proposes a new energy efficient and adaptive video compression scheme dedicated to the WVSNs, based on the H.264/AVC video compression standard. The video stream is then handled by an enhanced version of MMSPEED protocol, that we propose and note EQBSA-MMSPEED. Performance evaluation shows that the lifetime of the network is extended by 33%, while improving the video quality of the received stream by 12%. In the second solution, we enrich our compression scheme with mathematical models to predict the energy consumption and the video distortion during the encoding and the transmission phases. The video stream is then handled by a novel energy efficient and improved reliability routing protocol, that we note ERMM. Compared to a basic approach, this solution is extending the network lifetime by 15%, while improving the quality of the received video stream by 35%.

Avec le nombre croissant d’appareils intelligents à faible puissance, au cours ces dernières années, la question de l’efficacité énergétique a joué un rôle de plus en plus indispensable dans la conception des systèmes de communication. Cette thèse vise à concevoir des schémas de transmission distribués à faible consommation d’énergie pour les réseaux sans fil, utilisant la théorie des jeux et le codage réseau instantanément décodable (IDNC), qui est une sous-classe prometteuse du codage réseau. En outre, nous étudions le modèle de l'échange coopératif de donnée (CDE) dans lequel tous les périphériques coopèrent en échangeant des paquets codés dans le réseau, jusqu’à ce qu’ils récupèrent tous l’ensemble des informations requises. En effet, la mise en œuvre du CDE basé sur l’IDNC soulève plusieurs défis intéressants, notamment la prolongation de la durée de vie du réseau et la réduction du nombre de transmissions afin de répondre aux besoins des applications temps réel. Par conséquent, contrairement à la plupart des travaux existants concernant l’IDNC, nous nous concentrons non seulement sur le délai, mais également sur l’énergie consommée. En premier lieu, nous étudions le problème de minimisation de l’énergie consommée et du délai au sein d’un petit réseau IDNC coopératif, entièrement connecté et à faible puissance. Nous modélisons le problème en utilisant la théorie des jeux coopératifs de formation de coalitions. Nous proposons un algorithme distribué (appelé “merge and split“) permettant aux nœuds sans fil de s’auto-organiser, de manière distribuée, en coalitions disjointes et indépendantes. L’algorithme proposé garantit une consommation d’énergie réduite et minimise le délai de complétion dans le réseau clustérisé résultant. Par ailleurs, nous ne considérons pas seulement l'énergie de transmission, mais aussi la consommation de l'énergie de calcul des nœuds. De plus, nous nous concentrons sur la question de la mobilité et nous analysons comment, à travers la solution proposée, les nœuds peuvent s’adapter à la topologie dynamique du réseau. Par la suite, nous étudions le même problème au sein d’un réseau large et partiellement connecté. En effet, nous examinons le modèle de CDE multi-sauts. Dans un tel modèle, nous considérons que les nœuds peuvent choisir la puissance d’émission et change ainsi de rayon de transmission et le nombre de voisin avec lesquels il peut entrer en coalition. Pour ce faire, nous modélisons le problème avec un jeu à deux étages; un jeu non-coopératif de contrôle de puissance et un jeu coopératif de formation de coalitions. La solution optimale du premier jeu permet aux joueurs de coopérer à travers des rayons de transmission limités en utilisant la théorie des jeux coopérative. En outre, nous proposons un algorithme distribué “merge and split“ afin de former des coalitions dans lesquelles les joueurs maximisent leurs utilités en termes de délai et de consommation d’énergie. La solution proposée permet la création d’une partition stable avec une interférence réduite et une complexité raisonnable. Nous démontrons que la coopération entre les nœuds au sein du réseau résultant, permet de réduire considérablement la consommation d’énergie par rapport au modèle coopératif optimal qui maintient le rayon de transmission maximal. / With significantly growing number of smart low-power devices during recent years, the issue of energy efficiency has taken an increasingly essential role in the communication systems’ design. This thesis aims at designing distributed and energy efficient transmission schemes for wireless networks using game theory and instantly decodable network coding (IDNC) which is a promising network coding subclass. We study the cooperative data exchange (CDE) scenario in which all devices cooperate with each other by exchanging network coded packets until all of them receive all the required information. In fact, enabling the IDNC-based CDE setting brings several challenges such us how to extend the network lifetime and how to reduce the number of transmissions in order to satisfy urgent delay requirements. Therefore, unlike most of existing works concerning IDNC, we focus not only on the decoding delay, but also the consumed energy. First, we investigate the IDNC-based CDE problem within small fully connected networks across energy-constrained devices and model the problem using the cooperative game theory in partition form. We propose a distributed merge-and-split algorithm to allow the wireless nodes to self-organize into independent disjoint coalitions in a distributed manner. The proposed algorithm guarantees reduced energy consumption and minimizes the delay in the resulting clustered network structure. We do not only consider the transmission energy, but also the computational energy consumption. Furthermore, we focus on the mobility issue and we analyse how, in the proposed framework, nodes can adapt to the dynamic topology of the network. Thereafter, we study the IDNC-based CDE problem within large-scale partially connected networks. We considerate that each player uses no longer his maximum transmission power, rather, he controls his transmission range dynamically. In fact, we investigate multi-hop CDE using the IDNC at decentralized wireless nodes. In such model, we focus on how these wireless nodes can cooperate in limited transmission ranges without increasing the IDNC delay nor their energy consumption. For that purpose, we model the problem using a two-stage game theoretical framework. We first model the power control problem using non-cooperative game theory where users jointly choose their desired transmission power selfishly in order to reduce their energy consumption and their IDNC delay. The optimal solution of this game allows the players at the next stage to cooperate with each other through limited transmission ranges using cooperative game theory in partition form. Thereafter, a distributed multihop merge-and-split algorithm is defined to form coalitions where players maximize their utilities in terms of decoding delays and energy consumption. The solution of the proposed framework determines a stable feasible partition for the wireless nodes with reduced interference and reasonable complexity. We demonstrate that the co-operation between nodes in the multihop cooperative scheme achieves a significant minimization of the energy consumption with respect to the most stable cooperative scheme in maximum transmission range without hurting the IDNC delay.

Window decoding schedules are very attractive for message passing decoding of spatially coupled LDPC codes. They take advantage of the inherent convolutional code structure and allow continuous transmission with low decoding latency and complexity. In this paper we show that the decoding complexity can be further reduced if suitable message passing schedules are applied within the decoding window. An improvement based schedule is presented that easily adapts to different ensemble structures, window sizes, and channel parameters. Its combination with a serial (on-demand) schedule is also considered. Results from a computer search based schedule are shown for comparison.

Growing memory capacities and the increasing number of cores on modern hardware enforces the design of new in-memory indexing structures that reduce the number of memory transfers and minimizes the need for locking to allow massive parallel access. However, most applications depend on hard durability constraints requiring a persistent medium like SSDs, which shorten the latency and throughput gap between main memory and hard disks. In this paper, we present our winning solution of the SIGMOD Programming Contest 2011. It consists of an in-memory indexing structure that provides a balanced read/write performance as well as non-blocking reads and single-lock writes. Complementary to this index, we describe an SSD-optimized logging approach to fit hard durability requirements at a high throughput rate.

The building industry makes up a considerable fraction of world&amp / #8217 / s energy consumption. The adverse effects of a growing energy demand such as depletion in fossil fuel reserves and natural resources hassled the building industry to a search for new technologies that result in less energy consumption together with the maximum utilization of natural resources. Energy- and ecology-conscious European countries incorporated the well-being of occupants while conducting research on innovative technologies. In view of the fact that double-skin fa&ccedil / ades offer a healthy and comfortable milieu for the occupants and use natural resources hence consume less energy they became a promising invention for all concerns. The analysis of the performance of the double-skin fa&ccedil / ades and energy consumption is inconclusive at this time. However, based upon thermal performance analysis have been done so far, a double-skin fa&ccedil / ade perform better and provide some energy reduction, particularly on the heating side cycle, from a standard double glazed unit wall. The aim of this study was to examine the relationship between double-skin fa&ccedil / ades and building management systems in intelligent office buildings as they relate to energy efficiency issues thus to find out whether or not the integration of these systems into intelligent buildings provides optimization in energy performance and comfort conditions. The building for the case study, which is an intelligent office building incorporating a double-skin fa&ccedil / ade was selected as one that promises high comfort conditions for the occupants with low energy consumption. The working principles of integrated fa&ccedil / ade systems, together with their advantages and disadvantages were investigated by means of the case study. It was concluded that due to their high initial costs, these systems offer no real advantages for today. However with the inevitable exhaustion of fossil fuels that is foreseen for the future, these systems would become an innovative solution in terms of energy conservation.

The efficient and flexible management of large datasets is one of the core requirements of modern business applications. Having access to consistent and up-to-date information is the foundation for operational, tactical, and strategic decision making. Within the last few years, the database community sparked a large number of extremely innovative research projects to push the envelope in the context of modern database system architectures. In this paper, we outline requirements and influencing factors to identify some of the hot research topics in database management systems. We argue that—even after 30 years of active database research—the time is right to rethink some of the core architectural principles and come up with novel approaches to meet the requirements of the next decades in data management. The sheer number of diverse and novel (e.g., scientific) application areas, the existence of modern hardware capabilities, and the need of large data centers to become more energy-efficient will be the drivers for database research in the years to come.