Admission control schemes for TCP elastic traffic in class-based networks

En aquesta tesi proposem dos esquemes de xarxa amb control d'admissió per al trànsit elàstic TCP amb mecanismes senzills. Ambdós esquemes són capaços de proporcionar throughputs diferents i aïllament entre fluxos, on un "flux" es defineix com una seqüència de paquets relacionats dins d'una connexió TCP. Quant a l'arquitectura, ambdós fan servir classes de paquets amb diferents prioritats de descart, i un control d'admissió implícit, edge-to-edge i basat en mesures. En el primer esquema, les mesures són per flux, mentre que en el segon, les mesures són per agregat. El primer esquema aconsegueix un bon rendiment fent servir una modificació especial de les fonts TCP, mentre que el segon aconsegueix un bon rendiment amb fonts TCP estàndard. Ambdós esquemes han estat avaluats satisfactòriament a través de simulació en diferents topologies de xarxa i càrregues de trànsit.

Multi-layer survivability: routing schemes for GMPLS-based networks

En les xarxes IP/MPLS sobre WDM on es transporta gran quantitat d'informacio, la capacitat de garantir que el trafic arriba al node de desti ha esdevingut un problema important, ja que la fallada d'un element de la xarxa pot resultar en una gran quantitat d'informacio perduda. Per garantir que el trafic afectat per una fallada arribi al node desti, s'han definit nous algoritmes d'encaminament que incorporen el coneixement de la proteccio en els dues capes: l'optica (WDM) i la basada en paquets (IP/MPLS). D'aquesta manera s'evita reservar recursos per protegir el trafic a les dues capes. Els nous algoritmes resulten en millor us dels recursos de la xarxa, ofereixen rapid temps de recuperacio, eviten la duplicacio de recursos i disminueixen el numero de conversions del trafic de senyal optica a electrica.

A proposal of a behavior-based control architecture with reinforcement learning for an autonomous underwater robot

Aquesta tesi proposa l'ús d'un seguit de tècniques pel control a alt nivell d'un robot autònom i també per l'aprenentatge automàtic de comportaments. L'objectiu principal de la tesis fou el de dotar d'intel·ligència als robots autònoms que han d'acomplir unes missions determinades en entorns desconeguts i no estructurats. Una de les premisses tingudes en compte en tots els passos d'aquesta tesis va ser la selecció d'aquelles tècniques que poguessin ésser aplicades en temps real, i demostrar-ne el seu funcionament amb experiments reals. El camp d'aplicació de tots els experiments es la robòtica submarina. En una primera part, la tesis es centra en el disseny d'una arquitectura de control que ha de permetre l'assoliment d'una missió prèviament definida. En particular, la tesis proposa l'ús de les arquitectures de control basades en comportaments per a l'assoliment de cada una de les tasques que composen la totalitat de la missió. Una arquitectura d'aquest tipus està formada per un conjunt independent de comportaments, els quals representen diferents intencions del robot (ex.: "anar a una posició", "evitar obstacles",...). Es presenta una recerca bibliogràfica sobre aquest camp i alhora es mostren els resultats d'aplicar quatre de les arquitectures basades en comportaments més representatives a una tasca concreta. De l'anàlisi dels resultats se'n deriva que un dels factors que més influeixen en el rendiment d'aquestes arquitectures, és la metodologia emprada per coordinar les respostes dels comportaments. Per una banda, la coordinació competitiva és aquella en que només un dels comportaments controla el robot. Per altra banda, en la coordinació cooperativa el control del robot és realitza a partir d'una fusió de totes les respostes dels comportaments actius. La tesis, proposa un esquema híbrid d'arquitectura capaç de beneficiar-se dels principals avantatges d'ambdues metodologies. En una segona part, la tesis proposa la utilització de l'aprenentatge per reforç per aprendre l'estructura interna dels comportaments. Aquest tipus d'aprenentatge és adequat per entorns desconeguts i el procés d'aprenentatge es realitza al mateix temps que el robot està explorant l'entorn. La tesis presenta també un estat de l'art d'aquest camp, en el que es detallen els principals problemes que apareixen en utilitzar els algoritmes d'aprenentatge per reforç en aplicacions reals, com la robòtica. El problema de la generalització és un dels que més influeix i consisteix en permetre l'ús de variables continues sense augmentar substancialment el temps de convergència. Després de descriure breument les principals metodologies per generalitzar, la tesis proposa l'ús d'una xarxa neural combinada amb l'algoritme d'aprenentatge per reforç Q_learning. Aquesta combinació proporciona una gran capacitat de generalització i una molt bona disposició per aprendre en tasques de robòtica amb exigències de temps real. No obstant, les xarxes neurals són aproximadors de funcions no-locals, el que significa que en treballar amb un conjunt de dades no homogeni es produeix una interferència: aprendre en un subconjunt de l'espai significa desaprendre en la resta de l'espai. El problema de la interferència afecta de manera directa en robòtica, ja que l'exploració de l'espai es realitza sempre localment. L'algoritme proposat en la tesi té en compte aquest problema i manté una base de dades representativa de totes les zones explorades. Així doncs, totes les mostres de la base de dades s'utilitzen per actualitzar la xarxa neural, i per tant, l'aprenentatge és homogeni. Finalment, la tesi presenta els resultats obtinguts amb la arquitectura de control basada en comportaments i l'algoritme d'aprenentatge per reforç. Els experiments es realitzen amb el robot URIS, desenvolupat a la Universitat de Girona, i el comportament après és el seguiment d'un objecte mitjançant visió per computador. La tesi detalla tots els dispositius desenvolupats pels experiments així com les característiques del propi robot submarí. Els resultats obtinguts demostren la idoneïtat de les propostes en permetre l'aprenentatge del comportament en temps real. En un segon apartat de resultats es demostra la capacitat de generalització de l'algoritme d'aprenentatge mitjançant el "benchmark" del "cotxe i la muntanya". Els resultats obtinguts en aquest problema milloren els resultats d'altres metodologies, demostrant la millor capacitat de generalització de les xarxes neurals.

Reviewing Member States’ Commitment to the European External Action Service. EPIN Working Paper No. 34, 20 November 2012

Based on interviews with diplomats from a representative cross-section of nine member states and members of the EEAS itself, the research findings of this EPIN Working Paper confirm long-standing traditions and member state perceptions of cooperation with European institutions. The paper also reveals new aspects of the intergovernmental method of foreign policy shaping and making in the European Union; in particular how different national positions can positively or negatively affect the consolidation of the EEAS and the role of the EU as an international actor. As such, the Working Paper makes an original contribution to the existing literature on one of most discussed actors in the European Union’s post-Lisbon architecture in the domain of EU external action.

Memory-based Embodied Cognition: a computational architecture

At its most fundamental, cognition as displayed by biological agents (such as humans) may be said to consist of the manipulation and utilisation of memory. Recent discussions in the field of cognitive robotics have emphasised the role of embodiment and the necessity of a value or motivation for autonomous behaviour. This work proposes a computational architecture – the Memory-Based Cognitive (MBC) architecture – based upon these considerations for the autonomous development of control of a simple mobile robot. This novel architecture will permit the exploration of theoretical issues in cognitive robotics and animal cognition. Furthermore, the biological inspiration of the architecture is anticipated to result in a mobile robot controller which displays adaptive behaviour in unknown environments.

A management architecture for active networks

In this paper we present an architecture for network and applications management, which is based on the Active Networks paradigm and shows the advantages of network programmability. The stimulus to develop this architecture arises from an actual need to manage a cluster of active nodes, where it is often required to redeploy network assets and modify nodes connectivity. In our architecture, a remote front-end of the managing entity allows the operator to design new network topologies, to check the status of the nodes and to configure them. Moreover, the proposed framework allows to explore an active network, to monitor the active applications, to query each node and to install programmable traps. In order to take advantage of the Active Networks technology, we introduce active SNMP-like MIBs and agents, which are dynamic and programmable. The programmable management agents make tracing distributed applications a feasible task. We propose a general framework that can inter-operate with any active execution environment. In this framework, both the manager and the monitor front-ends communicate with an active node (the Active Network Access Point) through the XML language. A gateway service performs the translation of the queries from XML to an active packet language and injects the code in the network. We demonstrate the implementation of an active network gateway for PLAN (Packet Language for Active Networks) in a forty active nodes testbed. Finally, we discuss an application of the active management architecture to detect the causes of network failures by tracing network events in time.

A double data rate (DDR) architecture for OFDM based wireless consumer devices

The creation of OFDM based Wireless Personal Area Networks (WPANs) has allowed the development of high bit-rate wireless communication devices suitable for streaming High Definition video between consumer products, as demonstrated in Wireless-USB and Wireless-HDMI. However, these devices need high frequency clock rates, particularly for the OFDM, FFT and symbol processing sections resulting in high silicon cost and high electrical power. The high clock rates make hardware prototyping difficult and verification is therefore very important but costly. Acknowledging that electrical power in wireless consumer devices is more critical than the number of implemented logic gates, this paper presents a Double Data Rate (DDR) architecture for implementation inside a OFDM baseband codec in order to reduce the high frequency clock rates by a complete factor of 2. The presented architecture has been implemented and tested for ECMA-368 (Wireless- USB context) resulting in a maximum clock rate of 264MHz instead of the expected 528MHz clock rate existing anywhere on the baseband codec die.

A double data rate (DDR) architecture for OFDM based wireless consumer devices

The creation of OFDM based Wireless Personal Area Networks (WPANs) has allowed high bit-rate wireless communication devices suitable for streaming High Definition video between consumer products as demonstrated in Wireless- USB. However, these devices need high clock rates, particularly for the OFDM sections resulting in high silicon cost and high electrical power. Acknowledging that electrical power in wireless consumer devices is more critical than the number of implemented logic gates, this paper presents a Double Data Rate (DDR) architecture to reduce the OFDM input and output clock rate by a factor of 2. The architecture has been implemented and tested for Wireless-USB (ECMA-368) resulting in a maximum clock of 264MHz instead of 528MHz existing anywhere on the die.

Towards a developmental memory-based and embodied cognitive architecture

A novel memory-based embodied cognitive architecture is introduced – the MBC architecture. It is founded upon neuropsychological theory, and may be applied to investigating the interplay of embodiment, autonomy, and environmental interaction as related to the development of cognition.

Norms-based simulation for personalised service provision

User interfaces have the primary role of enabling access to information meeting individual users' needs. However, the user-systems interaction is still rigid, especially in support of complex environments where various types of users are involved. Among the approaches for improving user interface agility, we present a normative approach to the design interfaces of web applications, which allow delivering users personalized services according to parameters extracted from the simulation of norms in the social context. A case study in an e-Government context is used to illustrate the implications of the approach.

Queue-based agent architecture for multimodal interfaces

This paper presents a queue-based agent architecture for multimodal interfaces. Using a novel approach to intelligently organise both agents and input data, this system has the potential to outperform current state-of-the-art multimodal systems, while at the same time allowing greater levels of interaction and flexibility. This assertion is supported by simulation test results showing that significant improvements can be obtained over normal sequential agent scheduling architectures. For real usage, this translates into faster, more comprehensive systems, without the limited application domain that restricts current implementations.