An IP capable data link layer protocol for narrow band half-duplex packet data radio networks

The wide adaptation of Internet Protocol (IP) as de facto protocol for most communication networks has established a need for developing IP capable data link layer protocol solutions for Machine to machine (M2M) and Internet of Things (IoT) networks. However, the wireless networks used for M2M and IoT applications usually lack the resources commonly associated with modern wireless communication networks. The existing IP capable data link layer solutions for wireless IoT networks provide the necessary overhead minimising and frame optimising features, but are often built to be compatible only with IPv6 and specific radio platforms. The objective of this thesis is to design IPv4 compatible data link layer for Netcontrol Oy's narrow band half-duplex packet data radio system. Based on extensive literature research, system modelling and solution concept testing, this thesis proposes the usage of tunslip protocol as the basis for the system data link layer protocol development. In addition to the functionality of tunslip, this thesis discusses the additional network, routing, compression, security and collision avoidance changes required to be made to the radio platform in order for it to be IP compatible while still being able to maintain the point-to-multipoint and multi-hop network characteristics. The data link layer design consists of the radio application, dynamic Maximum Transmission Unit (MTU) optimisation daemon and the tunslip interface. The proposed design uses tunslip for creating an IP capable data link protocol interface. The radio application receives data from tunslip and compresses the packets and uses the IP addressing information for radio network addressing and routing before forwarding the message to radio network. The dynamic MTU size optimisation daemon controls the tunslip interface maximum MTU size according to the link quality assessment calculated from the radio network diagnostic data received from the radio application. For determining the usability of tunslip as the basis for data link layer protocol, testing of the tunslip interface is conducted with both IEEE 802.15.4 radios and packet data radios. The test cases measure the radio network usability for User Datagram Protocol (UDP) based applications without applying any header or content compression. The test results for the packet data radios reveal that the typical success rate for packet reception through a single-hop link is above 99% with a round-trip-delay of 0.315s for 63B packets.

Optimization and Applications of Large-Scale Biomedical Event Networks

The overwhelming amount and unprecedented speed of publication in the biomedical domain make it difficult for life science researchers to acquire and maintain a broad view of the field and gather all information that would be relevant for their research. As a response to this problem, the BioNLP (Biomedical Natural Language Processing) community of researches has emerged and strives to assist life science researchers by developing modern natural language processing (NLP), information extraction (IE) and information retrieval (IR) methods that can be applied at large-scale, to scan the whole publicly available biomedical literature and extract and aggregate the information found within, while automatically normalizing the variability of natural language statements. Among different tasks, biomedical event extraction has received much attention within BioNLP community recently. Biomedical event extraction constitutes the identification of biological processes and interactions described in biomedical literature, and their representation as a set of recursive event structures. The 2009–2013 series of BioNLP Shared Tasks on Event Extraction have given raise to a number of event extraction systems, several of which have been applied at a large scale (the full set of PubMed abstracts and PubMed Central Open Access full text articles), leading to creation of massive biomedical event databases, each of which containing millions of events. Sinece top-ranking event extraction systems are based on machine-learning approach and are trained on the narrow-domain, carefully selected Shared Task training data, their performance drops when being faced with the topically highly varied PubMed and PubMed Central documents. Specifically, false-positive predictions by these systems lead to generation of incorrect biomolecular events which are spotted by the end-users. This thesis proposes a novel post-processing approach, utilizing a combination of supervised and unsupervised learning techniques, that can automatically identify and filter out a considerable proportion of incorrect events from large-scale event databases, thus increasing the general credibility of those databases. The second part of this thesis is dedicated to a system we developed for hypothesis generation from large-scale event databases, which is able to discover novel biomolecular interactions among genes/gene-products. We cast the hypothesis generation problem as a supervised network topology prediction, i.e predicting new edges in the network, as well as types and directions for these edges, utilizing a set of features that can be extracted from large biomedical event networks. Routine machine learning evaluation results, as well as manual evaluation results suggest that the problem is indeed learnable. This work won the Best Paper Award in The 5th International Symposium on Languages in Biology and Medicine (LBM 2013).

Modelling non-industrial private forest landowners' strategic decision making by using logistic regression and neural networks: case of predicting the choice of forest taxation basis

Summary

Long-term effects of maintaining ditch networks on runoff water quality

Tiivistelmä: Kunnostusojituksen pitkän ajan vaikutus valumaveden ominaisuuksiin

Effects of maintaining ditch networks on the development of Scots pine stands

Tiivistelmä: Kunnostusojituksen vaikutus rämemänniköiden kehitykseen

Discharge water quality from old ditch networks in Finnish peatland forests

Tiivistelmä: Vanhoilta metsäojitusalueilta valuvan veden ominaisuudet

The Possibilities of IP Networks in Strategic Partnership Development

This study focuses on the status of using the Internet in partnership development. The aim is to find out howthe parties in partnership can benefit from the available data networks (the Internet, Intranet and Extranet). The study also explains what the typical practices at the moment are and what features might be exploitable in the future. The research problem is to find out whether there are any possibilities to utilize the web more than is done at the moment. This study is a preliminary study for a more extensive study on the topic 'Information Technology in Business Relationships'.

On the differential evolution algorithm and its appliation to training radial basis function networks

The parameter setting of a differential evolution algorithm must meet several requirements: efficiency, effectiveness, and reliability. Problems vary. The solution of a particular problem can be represented in different ways. An algorithm most efficient in dealing with a particular representation may be less efficient in dealing with other representations. The development of differential evolution-based methods contributes substantially to research on evolutionary computing and global optimization in general. The objective of this study is to investigatethe differential evolution algorithm, the intelligent adjustment of its controlparameters, and its application. In the thesis, the differential evolution algorithm is first examined using different parameter settings and test functions. Fuzzy control is then employed to make control parameters adaptive based on an optimization process and expert knowledge. The developed algorithms are applied to training radial basis function networks for function approximation with possible variables including centers, widths, and weights of basis functions and both having control parameters kept fixed and adjusted by fuzzy controller. After the influence of control variables on the performance of the differential evolution algorithm was explored, an adaptive version of the differential evolution algorithm was developed and the differential evolution-based radial basis function network training approaches were proposed. Experimental results showed that the performance of the differential evolution algorithm is sensitive to parameter setting, and the best setting was found to be problem dependent. The fuzzy adaptive differential evolution algorithm releases the user load of parameter setting and performs better than those using all fixedparameters. Differential evolution-based approaches are effective for training Gaussian radial basis function networks.

Pienen matkailuyrityksen yrittäjän taival : Oppiminen yrittäjyysprosessissa

Tämä tutkimus liittyy keskusteluun yrittäjyydestä, strategisesta prosessista ja kasvunmerkityksestä pienissä yrityksissä ja edelleen keskusteluun yrittäjästä oppijana, tilaisuuteen tarttujana ja toisaalta elämäntapaansa vaalivana yksilönä. Yrittäjän oppiminen on liitettävissä keskusteluun oppimisesta organisaatioissa, mikä tässä ymmärretään yrittäjän, yksilön oppimisena ja mahdollisuutena innovointiin ja uusiutumiseen yrittäjyysprosessissa. Tutkimuksen tavoitteena on etsiä yrittäjän oppimisen tapoja ja tuotoksia, roolia ja merkitystä strategisessa liiketoimintaprosessissa, jossa yrittäjän arvot ja pienen matkailu- ja perheyrityksen kulttuuri ohjaavat yrittäjän toimintatapaa. Edelleen tavoitteena on hahmottaa yrittäjän oppimisen ja kompetenssin ilmenemistä muutoksissa ja sidosryhmäsuhteissa. Työn lähestymistapa on hermeneuttinen. Yrittäjää lähestytään kokonaisvaltaisena yksilönä näkökulmasta, jossa yrittäjyyden prosessi ymmärretään inhimillisenä ja luovana toimintana sekä jatkuvana muutoksena. Yrittäjä nähdään oman prosessinsa määrittäjänä ja parhaana asiantuntijana. Empiirinen aineisto on laadullista. Vanhatyrittäjähaastatteluin vuosina 1998 - 99 kerätyt aineistot tarjosivat kokeilumahdollisuuden aineiston analysoinnin aloittamiseksi. Aineistojen kapean näkökulmanlaajentamiseksi kerättiin lisäaineisto neljältä yrittäjältä keskusteluin vuonna2003. Tämä Itä-Suomessa matkailualan yrittäjiltä kerätty uusi aineisto muodostaa tämän tutkimuksen keskeisen aineiston. Yrittäjyyden aiemmasta tutkimuksesta nousseet näkökulmat ovat suunnanneet tämän työn empiirisen aineiston tarkastelua. Tarkastelun kohteena ovat yrittäjä oppijana yrittäjyysprosessissaan ja yrittäjähistoriansa taitekohdissa sekä oppimisen näkyminen yrittäjän arvomaailmassa, matkailuyrityksen kulttuurissa ja sidosryhmäyhteistyössä. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että yrittäjille jatkuva muutos on arkipäiväistä työtä. Yrittäjät hallitsevat omaa oppimis- ja yrittäjyysprosessiaan. He asettavat itse tavoitteensa liiketoiminnan suhteen, ymmärtävät liiketaloudellisia realiteetteja riittävästi; erityisesti riskien hallinta on ominaista yrittäjille. Yritysten menestystä osoittaa se, että niissä on pystytty kasvattamaan toimintaa määrällisten mittareiden puitteissa tai ainakin yrittäjän omiin tavoitteisiin on päästy. Yrittäjien oppimis- ja uusiutumiskykyä todistaa yritysten olemassaolo sinänsä ja jatkuva olemassaolon kamppailu vaikuttamalla sidosryhmiin. Vaikka näitä yrittäjiä ei anglosaksisen, schumpeterilaisen määrittelytavan mukaan voida määritellä käsitteellä 'entrepreneur', voidaan kuitenkin väittää, että heidät voidaan ymmärtää 'yrittäjyys' yrittäjiksi - rohkeiksi, uteliaiksi, itsenäisiksi, oppiviksi ja jatkuvasti uusiutuviksi yksilöiksi, jotka luovat jatkuvasti uutta arvoa yritystoiminnallaan. Oppiminen ilmenee prosessissa niin, että yrittäjät hakevat uutta tietoa sosiaalisesta suhdeverkostostaan, asiakkaiden käyttäytymisestä ja reaktioista sekä havainnoivatympäristöään tarkasti tehden vertailuja oman yrityksenä näkökulmasta alan muihin yrityksiin ja toimivat yhteistyössä muiden yrittäjien kanssa. He kyseenalaistavat omaa ja yrityksensä toimintaa, laativat suunnitelmia yrityksen laajentamiseksi tai toimintojen lisäämiseksi, mutta myös toiminnoista luopumiseksi. Oppiminenja uusiutuminen näkyvät visioissa, joissa yritystoimintaa varaudutaan muuttamaan siten, että se vastaa kulloisenkin tilanteen vaatimuksia Kuitenkin yrittäjät ovat ymmärrettävissä toimintaa ennakoiviksi, eivät niinkään toimintaa sopeuttaviksi yksilöiksi. Ennakointi voidaan nähdä muutosten työntövoimana, jolloin yrittäjät ovat enemmänkin yritystensä eteenpäin työntäjiä kuin yritystensä vetäjiä. Yrittäjät ovat omissa yrityksissään paras mahdollinen kyvykkyys- ja osaamisresurssi, joka näyttää siirtyvän näissä yrityksissä myös seuraavan sukupolven käyttöön käytännön esimerkkien ja hiljaisen tiedon kautta. Jokaiselle yrittäjälle on muotoutunut oma selviytymisstrategiansa tai toimintamallinsa, jossa on nähtävissä yrittäjän koko yrittäjyyden historian aikana ja yrittäjyysprosessissa tapahtuvan oppimisen muotoutuminen yrittäjän osaamiseksi. Näissä selviytymisstrategioissa on havaittavissa yrittäjän oma arvokäsitys, perheyrityksen kulttuuri, suhtautumistapa ympäristöön ja yrittäjän oma, persoonallinen toimintatapa yrittäjänä.

Mobility Management in Packet Switched Mobile Networks

Nykyisin matkaviestinverkot ovat osa jokapäiväistä elämää. Merkittävimpiä eroja kiinteiden ja matkaviestinverkkojen välillä on käyttäjän liikkuvuus, joka voidaan määritellä mahdollisuudeksi soittaa ja vastaanottaa puheluita missä ja milloin tahansa. Työ selittää termin liikkuvuus ja määrittää ongelmat, jotka täytyy ratkaista liikkuvuuden aikaansaamiseksi sekä tavat, joilla nämä ongelmat on ratkaistu matkaviestinverkoissa. Työ luo yleiskatsauksen liikkuvuuden aikaansaamisessa käytettäviin menetelmiin, joita ovat haku, sijainnin päivitys, sijainnin seuranta ja kanavan vaihto. Työ keskittyy liikkuvuuteen kolmannen sukupolven matkaviestinverkkojen paketti-kytkentäisessä osassa, esimerkkinä liikkuvuuden hallinta UMTS:ssa (Universal Mobile Telecommunications System). Erot paketti- ja piirikytkentäisen osan välillä tuodaan esille ja selitetään. Jotta käyttäjät ja heidän päätteensä voisivat liikkua, tiedon täytyy kulkea verkon eri osien välillä. Merkinanto verkkoelementtien välillä ja liikkuvuuden mahdollistavien toimenpiteiden suoritus tehdään yhteyskäytännön avulla. Työ kuvaa yhteyskäytännöt, jotka ovat osallisena liikkuvuuden tarjontaan. Painopiste on GPRS:n liikkuvuuden-hallintayhteyskäytännössä, GMM:ssä. GMM protokollan prototyypin toteutus on esitetty työn käytännön osassa.

Service Management in IP Networks

IP-verkoissa tarjottavat palvelut ovat lisääntyneet, on tullut uusia kanavia, jotka tarjoavat IP-pohjaisia palveluja. Internet-palvelujen tarjonta on tullut mukaan kaapelitelevisio- ja matkapuhelinverkkoihin. Lisääntynyt palvelujen tarjonta ja kysyntä ovat lisänneet palvelujen hallinnan merkitystä. IP-verkoissa on ilmennyt turvallisuuteen, skaalattavuuteen ja palvelun laatuun liittyviä ongelmia. Palvelun laadun tärkeys painottuu reaaliaikaisuutta ja suurta kapasiteettia vaativissa sovelluksissa. Tulevaisuudessa IP-liikenteen on ennustettu kasvavan yli satakertaiseksi nykyisestä tasosta kolmen vuoden kuluessa. Tämän vuoksi on kehitetty uusi verkon ja palvelun hallintamenetelmiä, joista tässä työssä on tutkittu sääntöpohjaista verkon hallintaa.

Strategic supply lead time management. Case Nokia Networks, Hardware Services

Teollisuuden palveluiden on huomattu olevan potentiaalinen lisätulojen lähde. Teollisuuden palveluiden dynaamisessa maailmassa räätälöinti ja kyky toimia nopeasti ovat kriittisiä asiakastyytyväisyyden ja kilpailuedun luomisprosessin osia. Toimitusketjussa käytetyn ajan lyhentämisellä voidaan saavuttaa sekä paremmat vasteajat, että alhaisemmat kokonaiskustannukset. Tutkielman tavoitteena on kuvata teollisuuden palveluiden dynaamista ympäristöä: asiakastarvetta, sekä mahdollisuuksia kaventaa pyydetyn ja saavutetun toimitusajan välistä eroa. Tämä toteutetaan pääosin strategisen toimitusajan hallinnan keinoin. Langattomien tietoliikenneverkkojen operaattorit haluavat vähentää ydinosaamiseensa kuulumatomiin toimintoihin, kuten ylläpitoon sitoutuneita pääomia. Tutkielman case osiossa varaosapalvelujen toimitusketjun kysyntä-, materiaali- ja informaatiovirtoja analysoidaan niin kvalitatiivisten haastatteluiden, sisäisten dokumenttien, kuin kvantitatiivisten tilastollisten menetelmienkin avulla. Löydöksiä peilataan vallitsevaa toimitusketjun ja ajanhallinnan paradigmaa vasten. Tulokset osoittavat, että vahvan palvelukulttuurin omaksuminen ja kokonaisvaltainen toimitusketjun tehokkuuden mittaaminen ovat ajanhallinnan lähtökohtia teollisuuden palveluissa.

Managing Packet Data (Sessions) in 3G Mobile Networks

Tällä hetkellä kolmannen sukupolven matkapuhelinjärjestelmät ovat siirtyneet kaupalliseen vaiheeseen. Universal Mobile Telecommunication System (UMTS) on eräs kolmannen sukupolven matkapuhelinjärjestelmä, jota tullaan käyttämään Euroopassa. Diplomityön päämääränä on tutkia, kuinka pakettivälitteistä tiedonsiirtoa hallitaan UMTS - verkoissa. Diplomityö antaa yleiskuvan toisen sukupolven matkapuhelinjärjestelmien datapalveluiden kehityksestä kolmannen sukupolven nopeisiin matkapuhelinjärjestelmiin. Pakettivälitteisen verkon verkkoarkkitehtuuri on esitetty sekä sen, diplomityön kannalta, tärkeimpien osien toiminnallisuus on selvitetty. Myös pakettipohjaisten datayhteyksien eli istuntojen muodostaminen ja vapauttaminen sekä aktiivisen yhteyden ominaisuuksien muokkaaminen on esitetty tässä diplomityössä. Yhteydenhallintaprotokolla, Session Management (SM), on yksi protokolla, joka osallistuu pakettidatayhteyden hallintaan. SM -protokolla on käsitelty työssä yksityiskohtaisesti. SM -protokollan SDL toteutus on esitetty diplomityön käytännönosassa

IP Multicast in Future Mobile Networks

Erilaisten IP-pohjaisten palvelujen käyttö lisääntyy jatkuvasti samalla, kun käyttäjistä tulee yhä liikkuvaisempia. Tästä syystä IP- protokolla tulee väistämättä myös mobiiliverkkoihin. Tässä diplomityössä tutkitaan mobiliteetin IP multcastingiin tuomia ongelmia ja simuloidaan niitä Network Simulatoria käyttäen. Pääpaino on ongelmalla, joka aiheutuu multicast- ryhmänmuodostusviiveestä. Tätä ongelmaa simuloidaan, jotta viiveen, mobiilikäyttäjien palveluunsaapumistaajuuden ja Scalable Reliable Multicast (SRM) protokollan ajastinarvojen asetusten vaikutus repair request- pakettien määrään ja sitä kautta suoritettavien uudelleenlähetysten määrään selviäisi. Eri parametrien vaikutuksen tutkimiseksi esitetään simulaatiotuloksia varioiduilla parametreillä käyttäen CDF- käyriä. Tulosten perusteella merkittävin tekijä uudelleenlähetyspyyntöjen kannalta on protokollan ajastimien arvot ja haluttu palvelun taso, viiveen merkityksen jäädessä vähäiseksi. Työn lopuksi tutkitaan SRM- protokollan soveltuvuutta mobiiliverkkoihin ja pohditaan vaihtoehtoja toiminnan parantamiseksi.

Implementing telephony signalling over IP networks using SIGTRAN standards

Diplomityössä tutkitaan yhteiskanavamerkinantoverkon signalointiliikenteen siirtoa IP-pohjaisiin verkkoihin käyttäen IETF:n aliorganisaation, SIGTRAN:in, määrittelemiä standardeja. Tutkimuksen lisäksi työssä suoritetaan myös toteutus, joka mahdollistaa em. verkkojen yhdistymisen. Ensin työssä käsitellään yhteiskanavamerkinantoverkon tulevaisuus ja alan yleiset näkymät, jotka luovat pohjan työn toteutuksen ymmärtämiseen. Toiseksi työssä esitellään toteutuksessa käytetyt teknologiat. Esiteltäviin teknologioihin kuuluvat yhteiskanavamerkinantoverkko, IP-pohjainen verkko, SIGTRAN:in määrittelemät standardit, toteutustyökalut sekä ympäristö, johon toteutus liitetään. Toteutukseen olennaisesti liittyvät asiat ovat painotettuina teknologioiden esittelyssä. Diplomityön loppuosassa kuvataan merkinantoyhdyskäytävän toteutus suunnittelun ja toteutettujen toiminnallisuuksien osalta. Diplomityön tuloksena saatiin uusi testattu merkinantosovellus, joka täyttää yhteiskanavamerkinantoverkolle asetetut vaatimukset. Toteutus toimii osana Intellitel(TM) ONE palvelualustaa. Toteutuksen kehitys tulee jatkumaan.