Parameter-based mechanism for unifying user interaction, applications and communication protocols

In the smart building control industry, creating a platform to integrate different communication protocols and ease the interaction between users and devices is becoming increasingly important. BATMP is a platform designed to achieve this goal. In this paper, the authors describe a novel mechanism for information exchange, which introduces a new concept, Parameter, and uses it as the common object among all the BATMP components: Gateway Manager, Technology Manager, Application Manager, Model Manager and Data Warehouse. Parameter is an object which represents a physical magnitude and contains the information about its presentation, available actions, access type, etc. Each component of BATMP has a copy of the parameters. In the Technology Manager, three drivers for different communication protocols, KNX, CoAP and Modbus, are implemented to convert devices into parameters. In the Gateway Manager, users can control the parameters directly or by defining a scenario. In the Application Manager, the applications can subscribe to parameters and decide the values of parameters by negotiating. Finally, a Negotiator is implemented in the Model Manager to notify other components about the changes taking place in any component. By applying this mechanism, BATMP ensures the simultaneous and concurrent communication among users, applications and devices.

Contribution to the improvement of communication services in nanosatellite constellations using delay and disruption tolerant networking based architectures

Esta tesis se desarrolla dentro del marco de las comunicaciones satelitales en el innovador campo de los pequeños satélites también llamados nanosatélites o cubesats, llamados así por su forma cubica. Estos nanosatélites se caracterizan por su bajo costo debido a que usan componentes comerciales llamados COTS (commercial off-the-shelf) y su pequeño tamaño como los Cubesats 1U (10cm*10 cm*10 cm) con masa aproximada a 1 kg. Este trabajo de tesis tiene como base una iniciativa propuesta por el autor de la tesis para poner en órbita el primer satélite peruano en mi país llamado chasqui I, actualmente puesto en órbita desde la Estación Espacial Internacional. La experiencia de este trabajo de investigación me llevo a proponer una constelación de pequeños satélites llamada Waposat para dar servicio de monitoreo de sensores de calidad de agua a nivel global, escenario que es usado en esta tesis. Es ente entorno y dadas las características limitadas de los pequeños satélites, tanto en potencia como en velocidad de datos, es que propongo investigar una nueva arquitectura de comunicaciones que permita resolver en forma óptima la problemática planteada por los nanosatélites en órbita LEO debido a su carácter disruptivo en sus comunicaciones poniendo énfasis en las capas de enlace y aplicación. Esta tesis presenta y evalúa una nueva arquitectura de comunicaciones para proveer servicio a una red de sensores terrestres usando una solución basada en DTN (Delay/Disruption Tolerant Networking) para comunicaciones espaciales. Adicionalmente, propongo un nuevo protocolo de acceso múltiple que usa una extensión del protocolo ALOHA no ranurado, el cual toma en cuenta la prioridad del trafico del Gateway (ALOHAGP) con un mecanismo de contienda adaptativo. Utiliza la realimentación del satélite para implementar el control de la congestión y adapta dinámicamente el rendimiento efectivo del canal de una manera óptima. Asumimos un modelo de población de sensores finito y una condición de tráfico saturado en el que cada sensor tiene siempre tramas que transmitir. El desempeño de la red se evaluó en términos de rendimiento efectivo, retardo y la equidad del sistema. Además, se ha definido una capa de convergencia DTN (ALOHAGP-CL) como un subconjunto del estándar TCP-CL (Transmission Control Protocol-Convergency Layer). Esta tesis muestra que ALOHAGP/CL soporta adecuadamente el escenario DTN propuesto, sobre todo cuando se utiliza la fragmentación reactiva. Finalmente, esta tesis investiga una transferencia óptima de mensajes DTN (Bundles) utilizando estrategias de fragmentación proactivas para dar servicio a una red de sensores terrestres utilizando un enlace de comunicaciones satelitales que utiliza el mecanismo de acceso múltiple con prioridad en el tráfico de enlace descendente (ALOHAGP). El rendimiento efectivo ha sido optimizado mediante la adaptación de los parámetros del protocolo como una función del número actual de los sensores activos recibidos desde el satélite. También, actualmente no existe un método para advertir o negociar el tamaño máximo de un “bundle” que puede ser aceptado por un agente DTN “bundle” en las comunicaciones por satélite tanto para el almacenamiento y la entrega, por lo que los “bundles” que son demasiado grandes son eliminados o demasiado pequeños son ineficientes. He caracterizado este tipo de escenario obteniendo una distribución de probabilidad de la llegada de tramas al nanosatélite así como una distribución de probabilidad del tiempo de visibilidad del nanosatélite, los cuales proveen una fragmentación proactiva óptima de los DTN “bundles”. He encontrado que el rendimiento efectivo (goodput) de la fragmentación proactiva alcanza un valor ligeramente inferior al de la fragmentación reactiva. Esta contribución permite utilizar la fragmentación activa de forma óptima con todas sus ventajas tales como permitir implantar el modelo de seguridad de DTN y la simplicidad al implementarlo en equipos con muchas limitaciones de CPU y memoria. La implementación de estas contribuciones se han contemplado inicialmente como parte de la carga útil del nanosatélite QBito, que forma parte de la constelación de 50 nanosatélites que se está llevando a cabo dentro del proyecto QB50. ABSTRACT This thesis is developed within the framework of satellite communications in the innovative field of small satellites also known as nanosatellites (<10 kg) or CubeSats, so called from their cubic form. These nanosatellites are characterized by their low cost because they use commercial components called COTS (commercial off-the-shelf), and their small size and mass, such as 1U Cubesats (10cm * 10cm * 10cm) with approximately 1 kg mass. This thesis is based on a proposal made by the author of the thesis to put into orbit the first Peruvian satellite in his country called Chasqui I, which was successfully launched into orbit from the International Space Station in 2014. The experience of this research work led me to propose a constellation of small satellites named Waposat to provide water quality monitoring sensors worldwide, scenario that is used in this thesis. In this scenario and given the limited features of nanosatellites, both power and data rate, I propose to investigate a new communications architecture that allows solving in an optimal manner the problems of nanosatellites in orbit LEO due to the disruptive nature of their communications by putting emphasis on the link and application layers. This thesis presents and evaluates a new communications architecture to provide services to terrestrial sensor networks using a space Delay/Disruption Tolerant Networking (DTN) based solution. In addition, I propose a new multiple access mechanism protocol based on extended unslotted ALOHA that takes into account the priority of gateway traffic, which we call ALOHA multiple access with gateway priority (ALOHAGP) with an adaptive contention mechanism. It uses satellite feedback to implement the congestion control, and to dynamically adapt the channel effective throughput in an optimal way. We assume a finite sensor population model and a saturated traffic condition where every sensor always has frames to transmit. The performance was evaluated in terms of effective throughput, delay and system fairness. In addition, a DTN convergence layer (ALOHAGP-CL) has been defined as a subset of the standard TCP-CL (Transmission Control Protocol-Convergence Layer). This thesis reveals that ALOHAGP/CL adequately supports the proposed DTN scenario, mainly when reactive fragmentation is used. Finally, this thesis investigates an optimal DTN message (bundles) transfer using proactive fragmentation strategies to give service to a ground sensor network using a nanosatellite communications link which uses a multi-access mechanism with priority in downlink traffic (ALOHAGP). The effective throughput has been optimized by adapting the protocol parameters as a function of the current number of active sensors received from satellite. Also, there is currently no method for advertising or negotiating the maximum size of a bundle which can be accepted by a bundle agent in satellite communications for storage and delivery, so that bundles which are too large can be dropped or which are too small are inefficient. We have characterized this kind of scenario obtaining a probability distribution for frame arrivals to nanosatellite and visibility time distribution that provide an optimal proactive fragmentation of DTN bundles. We have found that the proactive effective throughput (goodput) reaches a value slightly lower than reactive fragmentation approach. This contribution allows to use the proactive fragmentation optimally with all its advantages such as the incorporation of the security model of DTN and simplicity in protocol implementation for computers with many CPU and memory limitations. The implementation of these contributions was initially contemplated as part of the payload of the nanosatellite QBito, which is part of the constellation of 50 nanosatellites envisaged under the QB50 project.

Optimizing communication by compression for Multi-GPU Scalable Breadth-First Searches

Debido al creciente aumento del tamaño de los datos en muchos de los actuales sistemas de información, muchos de los algoritmos de recorrido de estas estructuras pierden rendimento para realizar búsquedas en estos. Debido a que la representacion de estos datos en muchos casos se realiza mediante estructuras nodo-vertice (Grafos), en el año 2009 se creó el reto Graph500. Con anterioridad, otros retos como Top500 servían para medir el rendimiento en base a la capacidad de cálculo de los sistemas, mediante tests LINPACK. En caso de Graph500 la medicion se realiza mediante la ejecución de un algoritmo de recorrido en anchura de grafos (BFS en inglés) aplicada a Grafos. El algoritmo BFS es uno de los pilares de otros muchos algoritmos utilizados en grafos como SSSP, shortest path o Betweeness centrality. Una mejora en este ayudaría a la mejora de los otros que lo utilizan. Analisis del Problema El algoritmos BFS utilizado en los sistemas de computación de alto rendimiento (HPC en ingles) es usualmente una version para sistemas distribuidos del algoritmo secuencial original. En esta versión distribuida se inicia la ejecución realizando un particionado del grafo y posteriormente cada uno de los procesadores distribuidos computará una parte y distribuirá sus resultados a los demás sistemas. Debido a que la diferencia de velocidad entre el procesamiento en cada uno de estos nodos y la transfencia de datos por la red de interconexión es muy alta (estando en desventaja la red de interconexion) han sido bastantes las aproximaciones tomadas para reducir la perdida de rendimiento al realizar transferencias. Respecto al particionado inicial del grafo, el enfoque tradicional (llamado 1D-partitioned graph en ingles) consiste en asignar a cada nodo unos vertices fijos que él procesará. Para disminuir el tráfico de datos se propuso otro particionado (2D) en el cual la distribución se haciá en base a las aristas del grafo, en vez de a los vertices. Este particionado reducía el trafico en la red en una proporcion O(NxM) a O(log(N)). Si bien han habido otros enfoques para reducir la transferecnia como: reordemaniento inicial de los vertices para añadir localidad en los nodos, o particionados dinámicos, el enfoque que se va a proponer en este trabajo va a consistir en aplicar técnicas recientes de compression de grandes sistemas de datos como Bases de datos de alto volume o motores de búsqueda en internet para comprimir los datos de las transferencias entre nodos.---ABSTRACT---The Breadth First Search (BFS) algorithm is the foundation and building block of many higher graph-based operations such as spanning trees, shortest paths and betweenness centrality. The importance of this algorithm increases each day due to it is a key requirement for many data structures which are becoming popular nowadays. These data structures turn out to be internally graph structures. When the BFS algorithm is parallelized and the data is distributed into several processors, some research shows a performance limitation introduced by the interconnection network [31]. Hence, improvements on the area of communications may benefit the global performance in this key algorithm. In this work it is presented an alternative compression mechanism. It differs with current existing methods in that it is aware of characteristics of the data which may benefit the compression. Apart from this, we will perform a other test to see how this algorithm (in a dis- tributed scenario) benefits from traditional instruction-based optimizations. Last, we will review the current supercomputing techniques and the related work being done in the area.

Agents et modèles de l'adaptation publicitaire en agence de communication marketing

L’industrie de la publicité doit se renouveler sans cesse pour suivre la réalité en constante évolution des entreprises et de leurs consommateurs, afin de produire des messages qui toucheront, séduiront, puis convaincront les publics visés. Différents facteurs socioéconomiques, politiques mais également technologiques incitent les annonceurs à orchestrer de vastes campagnes multilingues et multiculturelles, où est présentée une idée unique, conforme à l’identité de la marque, qui sera adaptée dans différents marchés. Il s’agit d’une stratégie très différente de celle de la création de campagnes propres à chaque culture, par des agences locales. Le choix de l’adaptation, motivé par des raisons économiques bien sûr, mais également stratégiques, entraîne une évolution de la perception de l’acte traduisant et de ses acteurs au sein du milieu du marketing et de la publicité. Alors que nous assistons à un rapprochement des industries du marketing et de la traduction, principalement dans les marchés secondaires comme le Québec, ce projet doctoral propose une réflexion traductologique sur la place que peut occuper l’adaptation dans une stratégie en publicité marketing, et sur les différentes fonctions que peut remplir un traducteur intégré à une équipe de spécialistes de la communication. Par ailleurs, de la réception du mandat d’adaptation à l’agence de marketing jusqu’à la diffusion du message dans la culture cible, nous explorons dans notre travail les différentes avenues que peut prendre le processus d’adaptation publicitaire. Cette thèse par articles comprend six publications en traductologie, publiées ou acceptées par des comités scientifiques, qui étudient la question de l’adaptation publicitaire sous un angle traductologique, mais ce travail multidisciplinaire s’inspire aussi des contributions des experts des études sur l’adaptation, la culture ainsi que la communication publicitaire. D’abord, le premier chapitre définit les notions de traduction, d’adaptation et d’appropriation auxquelles nous référerons tout au long de la thèse, et les situe dans le contexte de la communication promotionnelle internationale, notamment. Le deuxième chapitre dresse un portrait pratique et théorique de l’adaptation publicitaire, et porte sur les relations de travail entre le traducteur et les autres professionnels de l’agence. Nous y énumérons notamment les raisons de la progression du marché mondial de l’adaptation, comparativement à celui des multiples créations locales. Ensuite, le chapitre 3 définit les défis variés de l’adaptation publicitaire, et en présente une classification inspirée par la taxonomie de la théorie fonctionnaliste en traductologie, formée de quatre problèmes et deux difficultés traductionnels. Le chapitre 4 présente une réflexion sur les mécanismes intellectuels de l’adaptation publicitaire et sur les différentes lectures que le traducteur doit faire du texte source pour produire un message efficace, respectivement la lecture analytique (rationnelle et raisonnée), puis la lecture empathique, où il anticipe la réaction émotive des cibles. Le cinquième chapitre se concentre sur un aspect de la traduction audiovisuelle presque exclusive à l’industrie publicitaire : la double version, où le traducteur traduit non pas des dialogues apposés à l’image originale, mais plutôt le scénario dans son entièreté, afin de produire un nouveau message vidéo avec des acteurs appartenant à la culture cible. Enfin, notre sixième chapitre est une étude de cas menée en agence de publicité, qui analyse la pratique professionnelle de traducteurs dans leur environnement de travail, les mandats qui leur sont confiés ainsi que les ressources dont ils disposent. Ensemble, ces six chapitres visent à mieux faire connaître la démarche intellectuelle de l’adaptation publicitaire, à comprendre comment différents facteurs influencent le rôle du traducteur au sein d’une agence, à déterminer comment mieux préparer les professionnels de demain à exceller dans le marché très prometteur du marketing international, et à contribuer à l’avancement de la réflexion traductologique par l’étude d’un type de traduction spécialisée qui se démarque par ses pratiques et ses défis aussi intéressants qu’uniques.

Agents et modèles de l'adaptation publicitaire en agence de communication marketing

L’industrie de la publicité doit se renouveler sans cesse pour suivre la réalité en constante évolution des entreprises et de leurs consommateurs, afin de produire des messages qui toucheront, séduiront, puis convaincront les publics visés. Différents facteurs socioéconomiques, politiques mais également technologiques incitent les annonceurs à orchestrer de vastes campagnes multilingues et multiculturelles, où est présentée une idée unique, conforme à l’identité de la marque, qui sera adaptée dans différents marchés. Il s’agit d’une stratégie très différente de celle de la création de campagnes propres à chaque culture, par des agences locales. Le choix de l’adaptation, motivé par des raisons économiques bien sûr, mais également stratégiques, entraîne une évolution de la perception de l’acte traduisant et de ses acteurs au sein du milieu du marketing et de la publicité. Alors que nous assistons à un rapprochement des industries du marketing et de la traduction, principalement dans les marchés secondaires comme le Québec, ce projet doctoral propose une réflexion traductologique sur la place que peut occuper l’adaptation dans une stratégie en publicité marketing, et sur les différentes fonctions que peut remplir un traducteur intégré à une équipe de spécialistes de la communication. Par ailleurs, de la réception du mandat d’adaptation à l’agence de marketing jusqu’à la diffusion du message dans la culture cible, nous explorons dans notre travail les différentes avenues que peut prendre le processus d’adaptation publicitaire. Cette thèse par articles comprend six publications en traductologie, publiées ou acceptées par des comités scientifiques, qui étudient la question de l’adaptation publicitaire sous un angle traductologique, mais ce travail multidisciplinaire s’inspire aussi des contributions des experts des études sur l’adaptation, la culture ainsi que la communication publicitaire. D’abord, le premier chapitre définit les notions de traduction, d’adaptation et d’appropriation auxquelles nous référerons tout au long de la thèse, et les situe dans le contexte de la communication promotionnelle internationale, notamment. Le deuxième chapitre dresse un portrait pratique et théorique de l’adaptation publicitaire, et porte sur les relations de travail entre le traducteur et les autres professionnels de l’agence. Nous y énumérons notamment les raisons de la progression du marché mondial de l’adaptation, comparativement à celui des multiples créations locales. Ensuite, le chapitre 3 définit les défis variés de l’adaptation publicitaire, et en présente une classification inspirée par la taxonomie de la théorie fonctionnaliste en traductologie, formée de quatre problèmes et deux difficultés traductionnels. Le chapitre 4 présente une réflexion sur les mécanismes intellectuels de l’adaptation publicitaire et sur les différentes lectures que le traducteur doit faire du texte source pour produire un message efficace, respectivement la lecture analytique (rationnelle et raisonnée), puis la lecture empathique, où il anticipe la réaction émotive des cibles. Le cinquième chapitre se concentre sur un aspect de la traduction audiovisuelle presque exclusive à l’industrie publicitaire : la double version, où le traducteur traduit non pas des dialogues apposés à l’image originale, mais plutôt le scénario dans son entièreté, afin de produire un nouveau message vidéo avec des acteurs appartenant à la culture cible. Enfin, notre sixième chapitre est une étude de cas menée en agence de publicité, qui analyse la pratique professionnelle de traducteurs dans leur environnement de travail, les mandats qui leur sont confiés ainsi que les ressources dont ils disposent. Ensemble, ces six chapitres visent à mieux faire connaître la démarche intellectuelle de l’adaptation publicitaire, à comprendre comment différents facteurs influencent le rôle du traducteur au sein d’une agence, à déterminer comment mieux préparer les professionnels de demain à exceller dans le marché très prometteur du marketing international, et à contribuer à l’avancement de la réflexion traductologique par l’étude d’un type de traduction spécialisée qui se démarque par ses pratiques et ses défis aussi intéressants qu’uniques.

The impact of income and social status on population health: a scenario based simulation for nursing students

The development of critical thinking and communication skills is an essential part of Baccalaureate and Practical Nursing education. Scenario-based simulation, a form of experiential learning, directly engages students in the learning process. This teaching learning method has been shown to increase students’ understanding of the influence of their personal beliefs and values when working with clients and to improve therapeutic communication and critical thinking skills. Students in both the BN (Collaborative) and PN Programs at the Centre for Nursing Studies demonstrate a strong theoretical understanding of the impact of income and social status on population health but often experience difficulty applying this knowledge to the clinical situations involving clients and families. The purpose of the project was to develop a scenario-based simulation activity to provide nursing students with first-hand experiences of the impact of income and social status on health service accessibility. A literature review and stakeholder consultations were conducted to inform the project. The findings of these initiatives and Kolb’s Experiential Learning Theory were used to guide all aspects of the project. This report is an account of how the income and social status simulation and its accompanying materials were developed. This project provided an excellent learning opportunity that demonstrated the use of advanced nursing competencies.

“Digital Diagnostics and Communication (DDC) system” Redesigning the Emergency Ambulance

During the development of a new treatment space for the UK emergency ambulance participatory observations with front-line clinicians revealed the need for an integrated patient monitoring, communication and navigation system. The research identified the different information touch-points and requirements through modes of use analysis, day-in-the-life study and simulation workshops with clinicians. Emergency scenario and role-play with paramedics identified 5 distinct ambulance modes of use. Information flow diagrams were created and checked by paramedics and digital User Interface (UI) wireframes were developed and evaluated by clinicians during clinical evaluations. Feedback from clinicians defined UI design specification further leading to a final design proposal. This research was a further development from the 2007 EPSRC funded “Smart Pods” project. The resulting interactive prototype was co-designed in collaboration with ambulance crews and provides a vision of what could be achieved by integrating well-proven IT technologies and protocols into a package relevant in the emergency medicine field. The system has been reviewed by over 40 ambulance crews and is part of a newly co-designed ambulance treatment space.

Energy Cooperation in Energy Harvesting Communication Systems

In energy harvesting communications, users transmit messages using energy harvested from nature. In such systems, transmission policies of the users need to be carefully designed according to the energy arrival profiles. When the energy management policies are optimized, the resulting performance of the system depends only on the energy arrival profiles. In this dissertation, we introduce and analyze the notion of energy cooperation in energy harvesting communications where users can share a portion of their harvested energy with the other users via wireless energy transfer. This energy cooperation enables us to control and optimize the energy arrivals at users to the extent possible. In the classical setting of cooperation, users help each other in the transmission of their data by exploiting the broadcast nature of wireless communications and the resulting overheard information. In contrast to the usual notion of cooperation, which is at the signal level, energy cooperation we introduce here is at the battery energy level. In a multi-user setting, energy may be abundant in one user in which case the loss incurred by transferring it to another user may be less than the gain it yields for the other user. It is this cooperation that we explore in this dissertation for several multi-user scenarios, where energy can be transferred from one user to another through a separate wireless energy transfer unit. We first consider the offline optimal energy management problem for several basic multi-user network structures with energy harvesting transmitters and one-way wireless energy transfer. In energy harvesting transmitters, energy arrivals in time impose energy causality constraints on the transmission policies of the users. In the presence of wireless energy transfer, energy causality constraints take a new form: energy can flow in time from the past to the future for each user, and from one user to the other at each time. This requires a careful joint management of energy flow in two separate dimensions, and different management policies are required depending on how users share the common wireless medium and interact over it. In this context, we analyze several basic multi-user energy harvesting network structures with wireless energy transfer. To capture the main trade-offs and insights that arise due to wireless energy transfer, we focus our attention on simple two- and three-user communication systems, such as the relay channel, multiple access channel and the two-way channel. Next, we focus on the delay minimization problem for networks. We consider a general network topology of energy harvesting and energy cooperating nodes. Each node harvests energy from nature and all nodes may share a portion of their harvested energies with neighboring nodes through energy cooperation. We consider the joint data routing and capacity assignment problem for this setting under fixed data and energy routing topologies. We determine the joint routing of energy and data in a general multi-user scenario with data and energy transfer. Next, we consider the cooperative energy harvesting diamond channel, where the source and two relays harvest energy from nature and the physical layer is modeled as a concatenation of a broadcast and a multiple access channel. Since the broadcast channel is degraded, one of the relays has the message of the other relay. Therefore, the multiple access channel is an extended multiple access channel with common data. We determine the optimum power and rate allocation policies of the users in order to maximize the end-to-end throughput of this system. Finally, we consider the two-user cooperative multiple access channel with energy harvesting users. The users cooperate at the physical layer (data cooperation) by establishing common messages through overheard signals and then cooperatively sending them. For this channel model, we investigate the effect of intermittent data arrivals to the users. We find the optimal offline transmit power and rate allocation policy that maximize the departure region. When the users can further cooperate at the battery level (energy cooperation), we find the jointly optimal offline transmit power and rate allocation policy together with the energy transfer policy that maximize the departure region.

Communication skills–core of employability skills: Issues & concerns

Based on a case study conducted by the researcher on a sample of 618 UG students, this paper focuses on identifying certain flaws in the present educational communication. The researcher after presenting the data analysis of the survey, attempts to highlight the present ELT scenario and its relevance to the present day needs of the society. It also emphasizes on the need to focus on practical dimensions of learning. It substantiates that inadequate language proficiency, lack of presentation skills knowledge and unawareness about life skills are the main reasons for the educated unemployment. Finally, the researcher concludes this paper with some suggestions and recommendations which will help the learners to enhance their communication skills.