Det nya internetprotokollet, IPv6 är annorlunda uppbyggt och har större header jämfört med dess föregångare IPv4. Denna rapport undersöker de två protokollens prestanda, avseende överföringskapacitet, jitter, paketförlust och CPU-belastning i operativsystemen Windows 7 och Ubuntu 10.10. Undersökningen genomfördes med hjälp av experiment och mätningar för att visa vilket protokoll och operativsystem som har bäst prestanda. Mätverktyget som användes är Iperf. Resultatet visar att det äldre protokollet presterar lite bättre än dess ersättare vid flertalet mätningar, såsom överföringskapacitet och paketförlust. Resultatet visar även att Windows fick en högre CPU-belastning än Ubuntu vid flertalet tillfällen. / The new internet protocol, IPv6 is differently structured and has a larger header compared to its predecessor, IPv4. This report examines the two protocols performance, in regard of transfer, jitter, packet loss and CPU-load on the two operating systems, Windows 7 and Ubuntu 10:10. The survey was conducted by means of experiments and measurements to show which protocol and operating system that accomplishes the best performance. The measurement tool used in the experiments was Iperf. The result shows that the earlier protocol, IPv4, performs slightly better than its replacement in most measurements, such as transmission capacity and packet loss. The results also shows that Windows 7 has a higher CPU-load than Ubuntu on several occasions in the experiments.

This thesis project has studied a number of protocols that could be used to communicate between a vehicle and a remote server in the context of Scania’s connected services. While there are many factors that are of interest to Scania (such as response time, transmission speed, and amount of data overhead for each message), this thesis will evaluate each protocol in terms of how much data overhead is introduced and how packet loss affects this overhead. The thesis begins by giving an overview of how a number of alternative protocols work and what they offer with regards to Scania’s needs. Next these protocols are compared based on previous studies and each protocol’s specifications to determine which protocol would be the best choice for realizing Scania’s connected services. Finally, a test framework was set up using a virtual environment to simulate different networking conditions. Each of the candidate protocols were deployed in this environment and setup to send sample data. The behaviour of each protocol during these tests served as the basis for the analysis of all of these protocols. The thesis draws the conclusion that to reduce the data transmission overhead between vehicles and Scania’s servers the most suitable protocol is the UDP based MQTT SN. / I den här rapporten har jag undersökt ett antal protokoll som kan användas för att kommunicera mellan server och lastbil och därmed användas för Scanias Connected Services. Då det är många faktorer som är intressanta när det kommer till kommunikation mellan lastbil och server för Scania som till exempel responstid, överföringshastighet och mängden extra data vid överföring så har jag valt att begränsa mig till att utvärdera protokollen utifrån hur mycket extra data de använder vid överföring och hur detta påverkas av paketförlust. Rapporten börjar med att ge en överblick över vilka tänkbara protokoll som kan användas och vad de kan erbjuda gällande Scanias behov. Efter det så jämförs protokollen baserat på tidigare studier och protokollens specifikationer för att avgöra vilket protokoll som är bäst lämpat att användas i Scanias Connected Services. Sists så skapas ett virtuellt ramverk för att simulera olike nätverksförhållanden. Här testas varje protokoll och får sända olike datamängder för att sedan få sin prestanda utvärderad baserat på hur mycket extra data som sändes. Dessa resultat ligger sedan till grund för den analys och slutsats angående vilket protokoll som är bäst lämpat att användas av Scania. Rapporten drar slutsatsen att baserat på den information som finns tillgänglig och de resultat som ficks av testerna så skulle den UDP baserade MQTT-SN vara bäst lämpad för att minimera mängden extra data som skickas.

Internet of Things(IoT) tillämpningar har ökat under de senaste åren och därför behövs nya kommunikationstekniker som uppfyller kriterierna låg strömförbrukning, lång räckvidd samt låg kostnad, som behövs för att distribuera tekniken i samhället. LoRa (Long Range) är en framstående trådlös kommunikationsteknik som utvecklades av LoRa Alliance för att uppfylla dessa kriterier.  Syftet med arbetet är att utveckla en mätmetod för prestandaanalys av radiosystemet LoRa. Mätmetoden används sedan för att analysera hur olika parametrar som datahastighet, avstånd och olika miljöer påverkar LoRa-nätverksprestandaparametrar dvs. signalstyrka, paketförluster, fördröjningar (latency) och fördröjningsvariationer (jitter).  För att uppnå syftet utvecklades först en mätningsmetod. Därefter genomfördes experiment i två olika miljöer (stadsmiljö och havsmiljö) för prestandaanalys av LoRa. I varje experiment positionerades en IoT-nod på olika avstånd och datapaket skickades med olika datahastigheter från IoT-noden till en gateway. Datahastigheten ändrades genom att ändra på spridningsfaktor (SF) och bandbredd. Passiv mätningsmetod användes för att samla in mätningsdata. Metoden som användes för att analysera resultaten var statistisk dataanalysmetod då de data som samlades in var kvantitativa.  Resultatet visar att signalstyrkan påverkas av miljö, avstånd och bandbredd. Signalstyrkan är starkare i fri sikt jämfört med stadsmiljö. Signalstyrkan är starkare även vid kortare avstånd och större bandbredd. Däremot har datahastigheten (SF) minimal påverkan på signalstyrkan. Att signalstyrkan påverkas av bandbredden är intressant resultat som inte kunde förutses innan. Paketförlusten påverkas av miljö, datahastighet (SF och bandbredd) och avstånd. Fler datapaket förloras vid längre avstånd och i stadsmiljön. Lägre datahastighet leder till att färre datapaket förloras och på så sätt längre kommunikationsräckvidd uppnås. Enligt tidigare arbetens simuleringar förutsågs att högre datahastighet leder till längre kommunikationsräckvidd men i den här studien genomfördes experiment på riktig hårdvara för att undersöka resultaten. Miljö, avstånd och datahastighet påverkar fördröjningen. Fördröjningen är några millisekunder längre i stadsmiljö än havsmiljö vid samma avstånd. Fördröjningen är även några millisekunder längre vid längre avstånd i samma miljö. Däremot har datahastighet största påverkan på fördröjningen. Fördröjningen ändras med några hundra millisekunder när datahastigheten ändras genom SF och/eller bandbredd.  Fördröjningsvariationen påverkas inte av miljö och avstånd. Datahastighet (bandbredd och SF) påverkar fördröjningsvariationen men denna påverkan är låg och man kan bortse från den. / The Internet of Things (IoT) use cases have increased significantly in recent years. Therefore, new wireless communication technologies are needed that meet the criteria such as low power consumption, long range and low cost. LoRa, which stands for "Long Range", is a wireless communication technology developed by the LoRa Alliance to meet these criteria.  The purpose of this paper is to a develop measurement method for performance analysis of the LoRa radio system. The measurement method used to analyze how different parameters such as data rate, distance and different environments affect LoRa network performance parameters i.e. signal strength, packet loss, latency and jitter. To achieve the purpose, a measurement method and prototype were first developed. Then experiments were carried out in two different environments (urban and open space). In each experiment, an IoT node was positioned at different distances and data packets were sent from the IoT node to a gateway with different data rates. The data rate was changed by changing the spreading factor (SF) and bandwidth. Passive measurement method was used to collect measurement data. The method used to analyze the results was the statistical data analysis method since the data collected was quantitative. The result shows that the signal strength is affected by the environment, distance and bandwidth. The signal strength is stronger in free view compared to urban environment. The signal strength is stronger even at shorter distances and greater bandwidth. However, the data rate (SF) has minimal impact on signal strength. The fact that the signal strength is affected by the bandwidth is interesting results that could not be predicted before. The packet loss is affected by the environment, data rate and distance. More data packets go lost at longer distances and in the urban environment. Lower data rate cause to fewer data packets go lost and a longer communication range being achieved. According to earlier work's simulations, it was possible to predict that higher data rates lead to longer communication range, but in this study experiments were carried out on real hardware to investigate the results. Environment, distance and data rate affect the delay. The delay is a few milliseconds longer in urban environment than the free space environment at the same distance. The delay is also a few milliseconds longer at longer distances in the same environment. However, data rate has the greatest impact on the delay. The delay changes by a few hundred milliseconds when the data rate is changed by SF and/or bandwidth. The jitter is not affected by the environment and distance. Data rate (bandwidth and SF) affects the delay variation but this influence is low and can be ignored.

The aim of this thesis is to optimize the design of the Fat-IBC-based communication of a novel neuroprosthetic system in which a brain-machine interface is used to control a prosthetic arm. Fat-based intra-body communication (Fat-IBC) uses the fat tissue inside the body of the bearer as a transmission medium for low-power microwaves. Future projects will use the communication system and investigate ways to control the prosthetic arm directly from the brain. The finished system was able to individually control all movable joints of multiple prosthesis prototypes using information that was received wirelessly through Fat-IBC. Simultaneous transmission in the other direction was possible, with the control data then being replaced by sensor readings from the prosthesis. All data packets were encoded with the COBS/R algorithm and the wireless communication was handled by Digi Xbee 3 radio modules using the IEEE 802.15.4 protocol at a frequency of 2.45 GHz. The Fat-IBC communication was evaluated with the help of so-called "phantoms" which emulated the conditions of the human body fat channel. During said testing, packet loss measurements were performed for various combinations of packet sizes and time intervals between packets. The packet loss measurements showed that the typical amount of transmitted data could be handled well by the fat channel test setup. Although the transmission system was found to be well-functioning in its current state, increasing the packet size to achieve a higher granularity of the movement was perceived to be viable considering the findings from the packet loss measurements.

Syftet med detta examensarbete är att och utvärdera undersöka analysera och utvärdera prestandan hos WebRTC-protokollet, samt att utveckla en webbaserad klient med hjälp av JavaScript för distribuerade system och demonstrera protokollets användbarhet i ett verkligt scenario. Studien inkluderade användning av olika verktyg och bibliotek, såsom Socket.IO, Node.js, Express.js och PeerJS. De viktigaste prestandaindikatorerna som utvärderades var latens/tur- och returtid (RTT), jitter och paketförlust. Implementationen testades både lokalt och på distans. Prestandatestningen av applikationen utfördes med hjälp av webbplatserna "Chrome webrtc-internals" och "TestRTC", vilka erbjöd detaljerade insikter och statistik om WebRTC-prestanda. Resultaten indikerade att WebRTC erbjuder högpresterande och kostnadseffektiv realtidskommunikation som är kompatibel med andra applikationer som stöder protokollet. Protokollet visade sig ha robusta säkerhetsåtgärder, vara kompatibelt med distribuerade system och erbjuda stark prestanda när det gäller latens, jitter och paketförlust. Studien drog slutsatsen att WebRTC, med sin skalbarhet och förmåga att erbjuda kommunikation i realtid, är ett fördelaktigt val för distribuerade system och webbaserade videochattapplikationer. Resultaten uppmanar till ytterligare undersökningar inom områden som end-to-end-kryptering och integration av artificiell intelligens för att förbättra systemets prestanda och säkerhet. / The aim of this thesis is to analyse and evaluate the performance of the WebRTC protocol, develop a web-based client using JavaScript for distributed systems, and demonstrate the utility of the protocol in a real-world scenario. The study involved the use of various tools and libraries, including Socket.IO, Node.js, Express.js, and PeerJS. Key performance indicators evaluated were latency/round-trip time (RTT), jitter, and packet loss. The implementation was tested both locally and remotely. Performance testing of the application was conducted using the "Chrome webrtc-internals" and "TestRTC" websites, which provided detailed insights and statistics on WebRTC performance. The results indicated that WebRTC offers high-performance and cost-effective real-time communication that is compatible with other applications supporting the protocol. The protocol demonstrated robust security measures, compatibility with distributed systems, and strong performance in terms of latency, jitter, and packet loss. The study concluded that WebRTC, with its scalability and ability to provide real-time communication, is a beneficial choice for distributed systems and webbased video chat applications. The findings encourage further investigations in areas such as end-to-end encryption and the integration of artificial intelligence to enhance system performance and security.

Airplanes have different ways to connect to the ground, including satellite air-to-ground communication (SA2GC) and direct air-to-ground communication (DA2GC). Each connection/link offers a different varying amount of transmission capacity over flight time. The traffic generated in the airplane must be forwarded/sent to ground over the available links. It is however not clear how the traffic should be forwarded so that traffic quality of service (QoS) requirements are met. The thesis at hand considers this question, and implements an algorithm handling the forwarding decision with three different forwarding schemes. Those consider traffic parameters in calculating a value assigned to each traffic flow, over a combination of priority, delay requirement and the number of times a traffic flow is dropped. The forwarding algorithm relies on proposed in-flight broadband connectivity (IFBC) network traffic and air-to-ground (A2G) link models, which aim at approximating the network environment of future IFBC networks. It is shown that QoS requirements of traffic flows in terms of packet loss and delay cannot be satisfied with capacities offered by current DA2GC and SA2GC technology. For a future scenario, with higher assumed link capacities, the QoS requirements are met to a higher extent. This is shown in lower packet loss and delay experienced by the respective traffic flows. Further, it is shown that the performance can be improved with specific forwarding schemes used by the forwarding algorithm. It is also investigated how a web cache can be used as a fallback technology. For this a required web cache hit rate is found, which should be high enough to offload the network with content served from the cache. Overall, the thesis aims at proposing an efficient traffic forwarding technique, and at giving insight into an alternative if this technique fails. / Flygplan har olika sätt att ansluta till marken, inklusive satellit-mark-kommunikation (SA2GC) och direkt luft till markkommunikation (DA2GC). Varje anslutning/länk erbjuder en annan varierande mängd överföringskapacitet under flygtid. Den trafik som genereras i flygplanet måste vidarebefordras/skickas till marken över de tillgängliga länkarna. Det är emellertid inte klart hur trafiken ska vidarebefordras så att trafiksäkerhetskvaliteten (QoS) uppfylls. Avhandlingen handlar om denna fråga och implementerar en algoritm som hanterar vidarebefordringsbeslutet med tre olika vidarebefordringssystem. De betraktar trafikparametrar vid beräkning av ett värde som tilldelas varje trafikflöde, över en kombination av prioritet, fördröjningskrav och antalet gånger ett trafikflöde tappas. Vidarebefordringsalgoritmen är beroende av föreslagna bredbandsförbindelser (IFBC) i nätverk och A2G-länkmodeller, som syftar till att approximera nätverksmiljön för framtida IFBC-nätverk. Det visas att QoS-krav på trafikflöden när det gäller paketförlust och fördröjning inte kan tillgodoses med kapacitet som erbjuds av nuvarande DA2GC- och SA2GC-teknik. För ett framtida scenario, med högre antagna länkkapacitet, uppfylls QoS-kraven i högre utsträckning. Detta visas med lägre paketförlust och fördröjning som upplevs av respektive trafikflöden. Vidare är det visat att prestanda kan förbättras med specifika vidarekopplingsscheman som används av vidarebefordringsalgoritmen. Det undersöks också hur en webbcache kan användas som en återgångsteknik. För detta hittas en obligatorisk webbcache-träfffrekvens, som bör vara tillräckligt hög för att ladda upp nätverket med innehåll som serveras från cacheminnet. Sammanfattningsvis syftar uppsatsen till att föreslå en effektiv trafiköverföringsteknik och att ge insikt om ett alternativ om denna teknik misslyckas.