The Architecture of a Fourth Generation Mobile Network

Neljännen sukupolven mobiiliverkot yhdistävät saumattomasti televerkot, Internetin ja niiden palvelut. Alkuperin Internetiä käytettiin vain paikallaan pysyviltä tietokoneilta perinteisten televerkkojen tarjotessa puhelin- ja datapalveluita. Neljännen sukupolven mobiiliverkkojen käyttäjät voivat käyttää sekä Internetiin perustuvia että perinteisten televerkkojen palveluita liikkuessaankin. Tämä diplomityö esittelee neljännen sukupolven mobiiliverkon yleisen arkkitehtuurin. Arkkitehtuurin perusosat kuvaillaan ja arkkitehtuuria verrataan toisen ja kolmannen sukupolven mobiiliverkkoihin. Aiheeseen liittyvät Internet-standardit esitellään ja niiden soveltuvuutta mobiiliverkkoihin pohditaan. Langattomia, lyhyen kantaman nopeita liitäntäverkkotekniikoita esitellään. Neljännen sukupolven mobiiliverkoissa tarvittavia päätelaitteiden ja käyttäjien liikkuvuuden hallintamenetelmiä esitellään. Esitelty arkkitehtuuri perustuu langattomiin, lyhyen kantaman nopeisiin liitäntäverkkotekniikoihin ja Internet-standardeihin. Arkkitehtuuri mahdollistaa yhteydet toisiin käyttäjiin ilman tietoa heidän senhetkisestä päätelaitteesta tai sijainnista. Internetin palveluitavoidaan käyttää missä tahansa neljännen sukupolven mobiiliverkon alueella. Yleiskäytöistä liikkuvuuden hallintamenetelmää yhden verkon alueelle ehdotetaan. Menetelmää voidaan käyttää yhdessä esitellyn arkkitehtuurin kanssa.

Web Client for Smart Messaging Exchange

TeliaSoneran älykkään viestintäjärjestelmän kehitysluonnoksella (SME) pilotoidaan prototyyppipalveluita, joiden avulla asiakkaat voivat välittää viestejä matkapuhelimilla sekä tietokoneilla. SME:n peruspalveluita voidaan käyttää SIP-standardin mukaisilla asiakasohjelmilla sekä SME:n omilla WAP- ja WWW-käyttöliittymillä. Käyttäjät voivat nähdä toistensa tilatiedon, muuttaa omaa tilatietoaan sekä lähettää SIP-pikaviestejä, sähköpostiviestejä ja tekstiviestejä. Käyttäjät voivat myös ylläpitää listaa yhteyshenkilöistään, vastaanottaa pikaviestejä ja selata vastaanotettuja viestejä. Diplomityössä käsitellään yleisesti SME-järjestelmän rakennetta ja paneudutaan tutkimaan työssä toteutetun SME:n WWW-asiakasohjelman toteutusta. Diplomityössä käydään läpi projektiin liittyviä standardeja, suosituksia, toteustekniikoita sekä palveluita. Lisäksi tarkastellaan työssä hyödynnettyjä ohjelmointirajapintoja, nykyisiä älypuhelimia sekä niiden Internet-selaimia, jotka rajoittavat WWW-asiakaspalvelun toteutuksessa käytettyjä toteutustekniikkavaihtoehtoja. Lopuksi esitellään toteutettujen ohjelmistojen sisäistä rakennetta ja toimintaa.

Design and Implementation of Peer-to-Peer Network over Bluetooth

During the last half decade the popularity of different peer-to-peer applications has grown tremendously. Traditionally only desktop-class computers with fixed line network connections have been powerful enough to utilize peer-to-peer. However, the situation is about to change. The rapid development of wireless terminals will soon enable peer-to-peer applications on these devices as well as on desktops. Possibilities are further enhanced by the upcoming high-bandwidth cellular networks. In this thesis the applicability and implementation alternatives of an existing peer-to-peer system are researched for two target platforms: Linux powered iPaq and Symbian OS based smartphone. The result is a peer-to-peer middleware component suitable for mobile terminals. It works on both platforms and utilizes Bluetooth networking technology. The implemented software platforms are compatible with each other and support for additional network technologies can be added with a minimal effort.

Älykäs viestintäjärjestelmä

TeliaSoneran SME-viestintäjärjestelmän tarkoituksena on toimia demo- ja kehitysalustana uusille viestintäpalveluille. Näitä palveluita ovat esimerkiksi tilatiedon seuraaminen ja muuttaminen sekä pikaviestien lähettäminen ja vastaanottaminen eri alustoilla, kuten matkapuhelimilla, PDA-laitteilla, PC:eillä. Järjestelmän tulee myös toimia helppona yhteysrajapintana mahdollisille tuleville tiedonsiirtoteille. Pikaviestien lähetys- ja puhelujensignalointiprotokollana järjestelmässä toimii SIP. Järjestelmän sisäisenä kommunikaatioprotokollana toimii CORBA. Työn osuus ja tämän dokumentin fokus ovat järjestelmäytimessä eli Core:ssa. Core:n avulla järjestelmän eri komponentit, kuten SIP-, WAP- ja WWW-viestinvälityspalvelimet sidotaan toisiinsa sekä tietokantaan. Ytimen tehtäviin kuuluu myös käyttäjien tilatietojen ylläpito, viestien reititys eri päätelaitteisiin, ryhmäviestintä sekä pikaviestikomentojen toiminnallisuus, eli sanalla sanoen älykkyys. Lisäksi työssä tarkastellaan ytimen käyttämiä rajapintoja ja niiden toteutustekniikoita, projektin toteutukseen käytettyjä työkaluja sekä järjestelmän tarjoamia palveluita yksityiskohtaisemmin ytimen kannalta. Lopuksi luodaan silmäys tulevaisuuden näkymiin ja järjestelmän nykytilaan sekä kokonaisuutena hyvin menneen projektin tavoitteisiin.

Real-time Linux in electric drive systems

Reaaliaikaisten käyttöjärjestelmien käyttö sulautetuissa järjestelmissä on kasvamassa koko ajan. Sulautettuja tietokoneita käytetään yhä useammassa kohteessa kuten sähkökäyttöjen ohjauksessa. Sähkökäyttöjen ohjaus hoidetaan nykyisin yleensä nopealla digitaalisella signaaliprosessorilla (DSP), jolloin ohjelmointi ja päivittäminen on hidasta ja vaikeaa johtuen käytettävästä matalan tason Assembler-kielestä. Ratkaisuna yleiskäyttöisten prosessorien ja reaaliaikakäyttöjärjestelmien käyttö. Kaupalliset reaaliaikakäyttöjärjestelmät ovat kalliita ja lähdekoodin saaminen omaan käyttöön jopa mahdotonta. Linux on ei-kaupallinen avoimen lähdekoodin käyttöjärjestelmä, joten sen käyttö on ilmaista ja sitä voi muokata vapaasti. Linux:iin on saatavana useita laajennuksia, jotka tekevät siitä reaaliaikaisen käyttöjärjestelmän. Vaihtoehtoina joko kova (hard) tai pehmeä (soft) reaaliaikaisuus. Linux:iin on olemassa valmiita kehitysympäristöjä mutta ne kaipaavat parannusta ennen kuin niitä voidaan käyttää suuressa mittakaavassa teollisuudessa. Reaaliaika Linux ei sovellus nopeisiin ohjauslooppeihin (<100 ms) koska nopeus ei riitä vielä mutta nopeus kasvaa samalla kun prosessorit kehittyvät. Linux soveltuu hyvin rajapinnaksi nopean ohjauksen ja käyttäjän välille ja hitaampaan ohjaukseen.

Tasasähköjakelu ja kiinteistöjen tasasähköverkot

Perinteisesti sähkönjakelu on toteutettu vaihtosähköjärjestelmänä, mutta varsinkin tehoelektroniikan kehittymisen ja halpenemisen myötä on paljon keskusteltu tasasähköisistä jakelujärjestelmistä. Tässä työssä on tutkittu ja koetettu tuoda esille tasasähkön hyödyntämismahdollisuuksia sähkönjakelussa, sekä erityisesti kiinteistöjen kuten kotien ja toimistojen sähköverkoissa. DC-verkko parantaa mm. järjestelmän luotettavuutta ja jännitteenlaatua. Myös hajautetun energiantuotannon ja energiavarastojen lisääminen sähkövoimajärjestelmään olisi yksinkertaisempaa tasasähköiseen verkkoon. Monet nykyajan kotien ja toimistojen sähkölaitteista olisi nykyiselläänkin ilman modifikaatioita liitettävissä DC-verkkoon. Monien laitteiden sisäinen käyttöjännite on nykyään tasajännitettä kuten esimerkiksi tietokoneiden ja viihde-elektroniikan. Näiden laitteiden tarvitsemissa lukuisissa tasasuuntaajissa hukataan paljon energiaa. Yhdistämällä laitteet DC-verkkoon voitaisiin suuntauksista luopua, jolloin järjestelmän kokonaishyötysuhde paranisi. Lisäksi kiinteistöissä tasajännitteellä voitaisiin hyödyntää entistä paremmin muun muassa aurinkoenergiaa, polttokennoja ja energiavarastoja eli uusiutuvia ja ympäristöystävällisiä energialähteitä.

Photoelectric Measurements and Modeling of Bacteriorhodopsin

Recent technology has provided us with new information about the internal structures and properties of biomolecules. This has lead to the design of applications based on underlying biological processes. Applications proposed for biomolecules are, for example, the future computers and different types of sensors. One potential biomolecule to be incorporated in the applications is bacteriorhodopsin. Bacteriorhodopsin is a light-sensitive biomolecule, which works in a similar way as the light sensitive cells of the human eye. Bacteriorhodopsin reacts to light by undergoing a complicated series of chemical and thermal transitions. During these transitions, a proton translocation occurs inside the molecule. It is possible to measure the photovoltage caused by the proton translocations when a vast number of molecules is immobilized in a thin film. Also the changes in the light absorption of the film can be measured. This work aimed to develop the electronics needed for the voltage measurements of the bacteriorhodopsin-based optoelectronic sensors. The development of the electronics aimed to get more accurate information about the structure and functionality of these sensors. The sensors used in this work contain a thick film of bacteriorhodopsin immobilized in polyvinylalcohol. This film is placed between two transparent electrodes. The result of this work is an instrumentation amplifier which can be placed in a small space very close to the sensor. By using this amplifier, the original photovoltage can be measured in more detail. The response measured using this amplifier revealed two different components, which could not be distinguished earlier. Another result of this work is the model for the photoelectric response in dry polymer films.

Defining a framework model to determine total costs of managed desktops using ITIL best practices

In modern day organizations there are an increasing number of IT devices such as computers, mobile phones and printers. These devices can be located and maintained by using specialized IT management applications. Costs related to a single device accumulate from various sources and are normally categorized as direct costs like hardware costs and indirect costs such as labor costs. These costs can be saved in a configuration management database and presented to users using web based development tools such as ASP.NET. The overall costs of IT devices during their lifecycle can be ten times higher than the actual purchase price of the product and ability to define and reduce these costs can save organizations noticeable amount of money. This Master’s Thesis introduces the research field of IT management and defines a custom framework model based on Information Technology Infrastructure Library (ITIL) best practices which is designed to be implemented as part of an existing IT management application for defining and presenting IT costs.

Older consumers adopting information and communication technology: Evaluating opportunities for health care applications

The purpose of this dissertation is to analyse older consumers' adoption of information and communication technology innovations, assess the effect of aging related characteristic, and evaluate older consumers' willingness to apply these technologies in health care services. This topic is considered important, because the population in Finland (as in other welfare states) is aging and thus offers a possibility for marketers, but on the other hand threatens society with increasing costs for healthcare. Innovation adoption has been under research from several aspects in both organizational and consumer research. In the consumer behaviour, several theories have been developed to predict consumer responses to innovation. The present dissertation carefully reviews previous research and takes a closer look at the theory of planned behaviour, technology acceptance model and diffusion of innovations perspective. It is here suggested that there is a possibility that these theories can be combined and complemented to predict the adoption of ICT innovations among aging consumers, taking the aging related personal characteristics into account. In fact, there are very few studies that have concentrated on aging consumers in the innovation research, and thus there was a clear indent for the present research. ICT in the health care context has been studied mainly from the organizational point of view. If the technology is thus applied for the communication between the individual end-user and service provider, the end-user cannot be shrugged off. The present dissertation uses empirical evidence from a survey targeted to 55-79 year old people from one city in Southern-Carelia. The empirical analysis of the research model was mainly based on structural equation modelling that has been found very useful on estimating causal relationships. The tested models were targeted to predict the adoption stage of personal computers and mobile phones, and the adoption intention of future health services that apply these devices for communication. The present dissertation succeeded in modelling the adoption behaviour of mobile phones and PCs as well as adoption intentions of future services. Perceived health status and three components behind it (depression, functional ability, and cognitive ability) were found to influence perception of technology anxiety. Better health leads to less anxiety. The effect of age was assessed as a control variable, in order to evaluate its effect compared to health characteristics. Age influenced technology perceptions, but to lesser extent compared to health. The analyses suggest that the major determinant for current technology adoption is perceived behavioural control, and additionally technology anxiety that indirectly inhibit adoption through perceived control. When focusing on future service intentions, the key issue is perceived usefulness that needs to be highlighted when new services are launched. Besides usefulness, the perception of online service reliability is important and affects the intentions indirectly. To conclude older consumers' adoption behaviour is influenced by health status and age, but also by the perceptions of anxiety and behavioural control. On the other hand, launching new types of health services for aging consumers is possible after the service is perceived reliable and useful.

CFD simulation of complex phenomena containing suspensions and flow throughporous media

There is an increasing reliance on computers to solve complex engineering problems. This is because computers, in addition to supporting the development and implementation of adequate and clear models, can especially minimize the financial support required. The ability of computers to perform complex calculations at high speed has enabled the creation of highly complex systems to model real-world phenomena. The complexity of the fluid dynamics problem makes it difficult or impossible to solve equations of an object in a flow exactly. Approximate solutions can be obtained by construction and measurement of prototypes placed in a flow, or by use of a numerical simulation. Since usage of prototypes can be prohibitively time-consuming and expensive, many have turned to simulations to provide insight during the engineering process. In this case the simulation setup and parameters can be altered much more easily than one could with a real-world experiment. The objective of this research work is to develop numerical models for different suspensions (fiber suspensions, blood flow through microvessels and branching geometries, and magnetic fluids), and also fluid flow through porous media. The models will have merit as a scientific tool and will also have practical application in industries. Most of the numerical simulations were done by the commercial software, Fluent, and user defined functions were added to apply a multiscale method and magnetic field. The results from simulation of fiber suspension can elucidate the physics behind the break up of a fiber floc, opening the possibility for developing a meaningful numerical model of the fiber flow. The simulation of blood movement from an arteriole through a venule via a capillary showed that the model based on VOF can successfully predict the deformation and flow of RBCs in an arteriole. Furthermore, the result corresponds to the experimental observation illustrates that the RBC is deformed during the movement. The concluding remarks presented, provide a correct methodology and a mathematical and numerical framework for the simulation of blood flows in branching. Analysis of ferrofluids simulations indicate that the magnetic Soret effect can be even higher than the conventional one and its strength depends on the strength of magnetic field, confirmed experimentally by Völker and Odenbach. It was also shown that when a magnetic field is perpendicular to the temperature gradient, there will be additional increase in the heat transfer compared to the cases where the magnetic field is parallel to the temperature gradient. In addition, the statistical evaluation (Taguchi technique) on magnetic fluids showed that the temperature and initial concentration of the magnetic phase exert the maximum and minimum contribution to the thermodiffusion, respectively. In the simulation of flow through porous media, dimensionless pressure drop was studied at different Reynolds numbers, based on pore permeability and interstitial fluid velocity. The obtained results agreed well with the correlation of Macdonald et al. (1979) for the range of actual flow Reynolds studied. Furthermore, calculated results for the dispersion coefficients in the cylinder geometry were found to be in agreement with those of Seymour and Callaghan.

PeerHood as UMSIC middleware module

The UMSIC project will produce an application for social inclusion of children. This application will run on Nokia N810 internet tablet. PeerHood is an implementation of Peer-to-Peer neighborhood and communication concept, it is going to be used as a part of middleware in the project. PeerHood is responsible for providing neighboring information and connections to nearby devices. This thesis will present the requirements that the project sets to PeerHood including the general state of the art middleware requirements and the requirements set by the target device. These requirements will not be analyzed further. One main focus of this thesis is to analyze PeerHood from the UMSIC project point of view. In this thesis the results of PeerHood analysis are presented, including memory consumption testing, performance testing and testing of networking components of PeerHood. As a result of these tests modifications for PeerHood are introduced. The modifications are related to PeerHood usage in real mobile environment. Based on these requirements a framework was implemented that, when used properly, will enhance the context awareness of PeerHood, especially in mobile devices. The techniques used in framework are presented and instructions about how to use the framework are given. The approaches used in the implemented framework are analysed in this thesis. As an outcome of this thesis the context awareness of PeerHood is improved. As an additional outcome the guidelines for future development of PeerHood are introduced that are based on the results of the analysis of both PeerHood and the implemented framework.

Integration of Real-Time Simulator, Motion Platform and Haptics

This thesis describes the process of the integration of a real-time simulator environment with a motion platform and a haptic device as a part of the Kvalive project. Several programs running on two computers were made to control the different devices of the environment. User tests were made to obtain information of needed improvements to make the simulator more realistic. Also new ideas for improving the simulator and directions of further research were obtained with the help of this research.

Lautanauhaohjeen muodostus tavoitekuviosta geneettisellä algoritmilla

Lautanauhatekniikka on monipuolinen menetelmä esimerkiksi kuvioitujen nauhojen kutomiseen, mutta uusien kuvioaiheiden suunnittelu, tai aloittelijalle jo valmiiden ohjeettomien kuviomallien jäljittely, voi helposti käydä työlääksi menetelmän ominaispiirteiden johdosta. Tämän työn tavoitteena oli kehittää ohjelmallinen työkalu auttamaan näissä ongelmissa automatisoimalla kudontaohjeen etsintä käyttäjän laatimalle tavoitekuviolle. Ratkaisumenetelmän perustaksi valittiin geneettinen algoritmi, minkä johdosta työn keskeisintutkimusongelma oli kartoittaa algoritmin perusoperaatioiden parametrien ja tavoitekuvion kompleksisuuden keskinäisiä riippuvuuksia riittävästi toimivien arvosuositusten antamiseen ohjelman tulevassa käytännön käytössä. Työssä ei kehitetty sovellusalueeseen mukautettuja evoluutiooperaatioita, vaan keskityttiin luomaan hyvin tunnetuista elementeistä perusta, jota voi myöhemmin kehittää eteenpäin.

Sähköinen jakokirja

Varhaisjakelu ja lehdenjakajan työ on muuttumassa yhä monipuolisemmaksi ja vaikeammin hallittavaksi. Uusien haasteiden myötä vanha paperinen jakokirja kaipaa päivitystä. Sähköisen jakokirjan sekä uudenlaisen jakelun osapuolten välisen viestinvälitysjärjestelmän käyttöönotto helpottaisi, ja nopeuttaisi jakajan jokaöistä työtä. Sähköisen jakokirjan kehityksen jarruna on ollut kannettavien päätelaitteiden kehittymättömyys sekä niiden käytön ongelmat. Sanomalehdenjakajan fyysisesti raskas työ ja kuluttava työympäristö asettavat tiukat vaatimukset käytettävälle sähköisen jakokirjan kannettavalle päätelaitteelle. Tässä diplomityössä toteutetaan automaattisesti päivittyvä sekä helposti muokattavissa oleva sähköinen jakokirja. Sen yhteyteen toteutetaan jakajalle ja jakelupäivystäjälle työympäristöt sekä viestinvälitysjärjestelmä. Lisäksi tutkitaan varhaisjakelua ja sen järjestelmiä, lehdenjakajan työtä sekä erilaisia olemassa olevia jakokirjoja. Diplomityön lopussa kartoitetaan kehitetyn sähköisen jakokirjan jatkokehitystä sekä pohditaan vaihtoehtoja tulevaisuuden sähköiseksi jakokirjaksi. Työn tuloksena on kehitetty jakelujärjestelmä, jota sanomalehdenjakaja ja jakelupäivystäjä käyttävät matkapuhelimella, ja tietokoneella Internetin kautta. Tämän jakelujärjestelmän osana toimivan sähköisen jakokirjan testauksen tulokset olivat jatkokehitystä, ja käyttöönottoa ajatellen erittäin positiiviset.

Liferay -portaalin kapasiteetin skaalaaminen

Liferay on avoimen lähdekoodin verkkoportaali, jonka avulla pienet ja keskisuuret yritykset voivat tarjota pilvityyppisiä verkkopalveluita asiakkailleen. Portaalin kapasiteetin eli portaalin ohjelmistoa ajavien tietokoneiden määrän kasvattaminen ja laskeminen ei ole käytännössä helppoa. Tämän diplomityön tarkoituksena on ollut kehittää ratkaisu, jonka avulla portaalin kapasiteettia voidaan monitoroida sekä nostaa ja laskea käytännöllisesti. Työssä on toteutettu verkko-ohjelmisto, joka toimii työkaluna tätä tarkoitusta varten. Tuloksena on ohjelmisto, jonka avulla verkkoportaalin ylläpitäjä kykenee tekemään tarkkoja johtopäätöksiä verkkoportaalia ajavien tietokoneiden kuormituksesta sekä käynnistämään ja sammuttamaan portaalin ohjelmiston etäältä. Tästä hyötynä on tarkempi verkkoportaalin kuormituksen mittaus, jonka pohjalta ylläpitäjä voi tehdä järkeviä johtopäätöksiä portaalin kapasiteetin nostamisesta ja laskemisesta. Mistä tuloksena verkkoportaalin tarjoama palvelu on varautunut käyttäjiensä kulutuksen huippuihin ja laskuihin.