Energy Efficient Multimedia Communications in IEEE 802.11 Networks

During the last decade wireless mobile communications have progressively become part of the people’s daily lives, leading users to expect to be “alwaysbest-connected” to the Internet, regardless of their location or time of day. This is indeed motivated by the fact that wireless access networks are increasingly ubiquitous, through different types of service providers, together with an outburst of thoroughly portable devices, namely laptops, tablets, mobile phones, among others. The “anytime and anywhere” connectivity criterion raises new challenges regarding the devices’ battery lifetime management, as energy becomes the most noteworthy restriction of the end-users’ satisfaction. This wireless access context has also stimulated the development of novel multimedia applications with high network demands, although lacking in energy-aware design. Therefore, the relationship between energy consumption and the quality of the multimedia applications perceived by end-users should be carefully investigated. This dissertation addresses energy-efficient multimedia communications in the IEEE 802.11 standard, which is the most widely used wireless access technology. It advances the literature by proposing a unique empirical assessment methodology and new power-saving algorithms, always bearing in mind the end-users’ feedback and evaluating quality perception. The new EViTEQ framework proposed in this thesis, for measuring video transmission quality and energy consumption simultaneously, in an integrated way, reveals the importance of having an empirical and high-accuracy methodology to assess the trade-off between quality and energy consumption, raised by the new end-users’ requirements. Extensive evaluations conducted with the EViTEQ framework revealed its flexibility and capability to accurately report both video transmission quality and energy consumption, as well as to be employed in rigorous investigations of network interface energy consumption patterns, regardless of the wireless access technology. Following the need to enhance the trade-off between energy consumption and application quality, this thesis proposes the Optimized Power save Algorithm for continuous Media Applications (OPAMA). By using the end-users’ feedback to establish a proper trade-off between energy consumption and application performance, OPAMA aims at enhancing the energy efficiency of end-users’ devices accessing the network through IEEE 802.11. OPAMA performance has been thoroughly analyzed within different scenarios and application types, including a simulation study and a real deployment in an Android testbed. When compared with the most popular standard power-saving mechanisms defined in the IEEE 802.11 standard, the obtained results revealed OPAMA’s capability to enhance energy efficiency, while keeping end-users’ Quality of Experience within the defined bounds. Furthermore, OPAMA was optimized to enable superior energy savings in multiple station environments, resulting in a new proposal called Enhanced Power Saving Mechanism for Multiple station Environments (OPAMA-EPS4ME). The results of this thesis highlight the relevance of having a highly accurate methodology to assess energy consumption and application quality when aiming to optimize the trade-off between energy and quality. Additionally, the obtained results based both on simulation and testbed evaluations, show clear benefits from employing userdriven power-saving techniques, such as OPAMA, instead of IEEE 802.11 standard power-saving approaches.

Trends in Human-Centric Multimedia Networking Scenarios

The evolution of wireless access technologies and mobile devices, together with the constant demand for video services, has created new Human-Centric Multimedia Networking (HCMN) scenarios. However, HCMN poses several challenges for content creators and network providers to deliver multimedia data with an acceptable quality level based on the user experience. Moreover, human experience and context, as well as network information play an important role in adapting and optimizing video dissemination. In this paper, we discuss trends to provide video dissemination with Quality of Experience (QoE) support by integrating HCMN with cloud computing approaches. We identified five trends coming from such integration, namely Participatory Sensor Networks, Mobile Cloud Computing formation, QoE assessment, QoE management, and video or network adaptation.

WORKLOAD AND PERFORMANCE FACTORS ASSOCIATED WITH MULTIMEDIA JOB AIDS FOR COMMUNITY HEALTH WORKERS

This dissertation focuses on factors of multimedia job aids that modify workload, protocol adherence and clinical errors in community health workers. Literature shows that community health workers performance is not acceptable even with support of paper job aids. There are cognitive theories that try to explain reasons why the performance of community health workers is poor regardless of the access to paper based-job aid. Based on cognitive science and multimedia design theories an intervention was designed to compare alternative representations for the information contained on paper job aids and the capability of this new designed job aids to enhance community health workers performance. The dissertation is divided in 5 main parts: 1. identification and description of the problem, 2. a methodological approach to create and evaluate an intervention, 3. Presentation of results of the intervention evaluation, 4. Discussion of findings and 5. Conclusions

Del Mp3 al Fan Shot Multicam, génesis de nuevos lenguajes multimedia

Esta ponencia analiza la usabilidad, mutación y dominio de una interfaz multimedia determinada con un enfoque tecnológico sociocultural, económico y productivo; partiendo de la utilización, masificación, mercantilización y difusión de contenidos electrónicos que culminan en procesos de domesticación de los mismos para su posterior remediación. La construcción de lenguajes en tanto actividades concretas dentro de interfases de uso común, están presentes en el marco de practicas culturales que sectores de la población mantienen al seno de sus vidas cotidianas. Así, el usuario apropia, consume y reinterpreta lenguajes impuestos mediante la creación de otros nuevos, que destaquen/condicionen la utilización de dispositivos e interfases dadas. Reflexionando entonces, sobre el affordance entre el usuario y la máquina en tanto intercambio comunicativo; esta ponencia toma como ejemplo el registro 'amateur' de la gira Lights In The Sky de la agrupación Nine Inch Nails en 2007 entendiendo que, a partir de la estandarización de formatos de transmisión de datos, particularmente de tecnologías aplicadas a la difusión e intercambio de contenidos musicales, nos ubicamos al frente de un nuevo punto de partida, condicionado y potenciado por un ciclo de experiencias y desarrollo lingüístico que ha corrido de la mano del ciclo tecnológico de la ultima década

Del Mp3 al Fan Shot Multicam, génesis de nuevos lenguajes multimedia

Esta ponencia analiza la usabilidad, mutación y dominio de una interfaz multimedia determinada con un enfoque tecnológico sociocultural, económico y productivo; partiendo de la utilización, masificación, mercantilización y difusión de contenidos electrónicos que culminan en procesos de domesticación de los mismos para su posterior remediación. La construcción de lenguajes en tanto actividades concretas dentro de interfases de uso común, están presentes en el marco de practicas culturales que sectores de la población mantienen al seno de sus vidas cotidianas. Así, el usuario apropia, consume y reinterpreta lenguajes impuestos mediante la creación de otros nuevos, que destaquen/condicionen la utilización de dispositivos e interfases dadas. Reflexionando entonces, sobre el affordance entre el usuario y la máquina en tanto intercambio comunicativo; esta ponencia toma como ejemplo el registro 'amateur' de la gira Lights In The Sky de la agrupación Nine Inch Nails en 2007 entendiendo que, a partir de la estandarización de formatos de transmisión de datos, particularmente de tecnologías aplicadas a la difusión e intercambio de contenidos musicales, nos ubicamos al frente de un nuevo punto de partida, condicionado y potenciado por un ciclo de experiencias y desarrollo lingüístico que ha corrido de la mano del ciclo tecnológico de la ultima década

Del Mp3 al Fan Shot Multicam, génesis de nuevos lenguajes multimedia

Esta ponencia analiza la usabilidad, mutación y dominio de una interfaz multimedia determinada con un enfoque tecnológico sociocultural, económico y productivo; partiendo de la utilización, masificación, mercantilización y difusión de contenidos electrónicos que culminan en procesos de domesticación de los mismos para su posterior remediación. La construcción de lenguajes en tanto actividades concretas dentro de interfases de uso común, están presentes en el marco de practicas culturales que sectores de la población mantienen al seno de sus vidas cotidianas. Así, el usuario apropia, consume y reinterpreta lenguajes impuestos mediante la creación de otros nuevos, que destaquen/condicionen la utilización de dispositivos e interfases dadas. Reflexionando entonces, sobre el affordance entre el usuario y la máquina en tanto intercambio comunicativo; esta ponencia toma como ejemplo el registro 'amateur' de la gira Lights In The Sky de la agrupación Nine Inch Nails en 2007 entendiendo que, a partir de la estandarización de formatos de transmisión de datos, particularmente de tecnologías aplicadas a la difusión e intercambio de contenidos musicales, nos ubicamos al frente de un nuevo punto de partida, condicionado y potenciado por un ciclo de experiencias y desarrollo lingüístico que ha corrido de la mano del ciclo tecnológico de la ultima década

Network convergence and QoS for future multimedia services in the VISION project

The emerging use of real-time 3D-based multimedia applications imposes strict quality of service (QoS) requirements on both access and core networks. These requirements and their impact to provide end-to-end 3D videoconferencing services have been studied within the Spanish-funded VISION project, where different scenarios were implemented showing an agile stereoscopic video call that might be offered to the general public in the near future. In view of the requirements, we designed an integrated access and core converged network architecture which provides the requested QoS to end-to-end IP sessions. Novel functional blocks are proposed to control core optical networks, the functionality of the standard ones is redefined, and the signaling improved to better meet the requirements of future multimedia services. An experimental test-bed to assess the feasibility of the solution was also deployed. In such test-bed, set-up and release of end-to-end sessions meeting specific QoS requirements are shown and the impact of QoS degradation in terms of the user perceived quality degradation is quantified. In addition, scalability results show that the proposed signaling architecture is able to cope with large number of requests introducing almost negligible delay.

Multipedia: Enriching DBpedia with Multimedia Information

Enriching knowledge bases with multimedia information makes it possible to complement textual descriptions with visual and audio information. Such complementary information can help users to understand the meaning of assertions, and in general improve the user experience with the knowledge base. In this paper we address the problem of how to enrich ontology instances with candidate images retrieved from existing Web search engines. DBpedia has evolved into a major hub in the Linked Data cloud, interconnecting millions of entities organized under a consistent ontology. Our approach taps into the Wikipedia corpus to gather context information for DBpedia instances and takes advantage of image tagging information when this is available to calculate semantic relatedness between instances and candidate images. We performed experiments with focus on the particularly challenging problem of highly ambiguous names. Both methods presented in this work outperformed the baseline. Our best method leveraged context words from Wikipedia, tags from Flickr and type information from DBpedia to achieve an average precision of 80%.

Inter-Packet Symbol Approach To Reed-Solomon FEC Codes For RTP-Multimedia Stream Protection

This paper presents an alternative Forward Error Correction scheme, based on Reed-Solomon codes, with the aim of protecting the transmission of RTP-multimedia streams: the inter-packet symbol approach. This scheme is based on an alternative bit structure that allocates each symbol of the Reed-Solomon code in several RTP-media packets. This characteristic permits to exploit better the recovery capability of Reed-Solomon codes against bursty packet losses. The performance of our approach has been studied in terms of encoding/decoding time versus recovery capability, and compared with other proposed schemes in the literature. The theoretical analysis has shown that our approach allows the use of a lower size of the Galois Fields compared to other solutions. This lower size results in a decrease of the required encoding/decoding time while keeping a comparable recovery capability. Finally, experimental results have been carried out to assess the performance of our approach compared to other schemes in a simulated environment, where models for wireless and wireline channels have been considered.

Contribución a los Modelos y Metodologías para la Estimación de la Calidad Percibida por los Usuarios (QoE) a partir de Parámetros de Calidad de Red/Servicio (QoS) en Servicios Convergentes Multimedia (Triple-Play)

Esta Tesis constituye una contribución a los Modelos y Metodologías para la Estimación de la Calidad Percibida por los Usuarios, o Calidad de Experiencia (QoE), a partir de Parámetros de Calidad y/o Rendimiento de Red y/o Servicio (QoS) en Servicios Multimedia, y específicamente en servicios Triple-Play (3P): servicios de Televisión (TV), Telefonía y Datos ofrecidos por un mismo operador como un paquete único. En particular, se centra en los servicios Triple-Play convergentes (desplegados sobre una Red de Transporte común basada en IP, gestionada por un único operador como un Sistema Autónomo (SA)), y la relación entre la Calidad Percibida por los usuarios de dichos servicios y los parámetros de rendimiento de la Red de Transporte IP subyacente. Específicamente, contribuye a la estimación ‘en línea’ (es decir, durante la prestación del servicio, en tiempo real o casi-real) de dicha calidad. La calidad de experiencia de los usuarios es un factor determinante para el éxito o fracaso de estos servicios, y su adecuada gestión resulta por tanto un elemento crucial para el despliegue exitoso de los mismos. La calidad de experiencia resulta fácil de entender, pero compleja de implementar en sistemas reales, debido principalmente a la dificultad de su modelado, evaluación, y traducción en términos de parámetros de calidad de servicio. Mientras que la calidad de servicio puede medirse, monitorizarse y controlarse fácilmente, la calidad de experiencia es todavía muy difícil de gestionar. Una metodología completa de gestión de la calidad de experiencia debe incluir al menos: monitorización de la experiencia de los usuarios durante el consumo del servicio; adaptación de la provisión de contenidos a las condiciones variables del contexto; predicción del nivel de degradación potencial de la calidad de experiencia; y recuperación de la degradación debida a cambios en el sistema. Para conseguir un control completo de la experiencia de los usuarios finales, todas estas tareas deben ser realizadas durante la prestación del servicio y de forma coordinada. Por lo tanto, la capacidad de medir, estimar y monitorizar la calidad percibida en tiempo casi-real, y relacionarla con las condiciones de servicio de la red, resulta crítica para los proveedores de este tipo de servicios, especialmente en el caso de los más exigentes, tales como la difusión de Televisión sobre IP (IPTV). Para ello se ha seleccionado un modelo ya existente, de tipo matricial, para la estimación de la Calidad Global en servicios complejos a partir de los parámetros de funcionamiento interno de los agentes que proporcionan los servicios. Este modelo, definido en términos de servicios y sus componentes, percepciones de los usuarios, capacidades de los agentes, indicadores de rendimiento y funciones de evaluación, permite estimar la calidad global de un conjunto de servicios convergentes, tal como la perciben uno o más grupos de usuarios. Esto se consigue combinando los resultados de múltiples modelos parciales, tales que cada uno de ellos proporciona la valoración de la calidad percibida para uno de los servicios componentes, obtenida a partir de un conjunto de parámetros de rendimiento y/o Calidad de Servicio de la red de transporte IP convergente. El modelo se basa en la evaluación de las percepciones de los usuarios a partir de Factores de Valoración, calculados a partir de Indicadores de Rendimiento, que se derivan a su vez de Parámetros de Funcionamiento Interno correspondientes a las capacidades de los distintos agentes que intervienen en la prestación de los servicios. El trabajo original incluye la aplicación del modelo a un servicio 3P (datos+voz+vídeo). En este trabajo, sin embargo, el servicio de vídeo (Vídeo bajo Demanda, VoD) se considera poco importante y es finalmente ignorado. En el caso de los usuarios residenciales, el servicio de voz (Voz sobre IP, VoIP) se considera asimismo poco importante y es también ignorado, por lo que el servicio global se reduce finalmente a los servicios de datos (Acceso a Internet y juegos interactivos). Esta simplificación era razonable en su momento, pero la evolución del mercado de servicios convergentes ha hecho que en la actualidad las razones que la justificaban no sean ya aplicables. En esta Tesis, por lo tanto, hemos considerado un servicio ‘Triple-Play’ completo, incluyendo servicios de datos, voz y vídeo. Partiendo de dicho modelo, se ha procedido a actualizar los servicios considerados, eliminando los no relevantes e incluyendo otros no considerados, así como a incluir nuevos elementos (percepciones) para la estimación de la calidad de los servicios; actualizar, extender y/o mejorar los modelos de estimación de los servicios ya incluidos; incluir modelos de estimación para los nuevos servicios y elementos añadidos; desarrollar nuevos modelos de estimación para aquellos servicios o elementos para los que no existen modelos adecuados; y por último, extender, actualizar y/o mejorar los modelos para la estimación de la calidad global. Con todo ello se avanza apreciablemente en la modelización y estimación de la Calidad de Experiencia (QoE) en Servicios Multimedia a partir de Parámetros de Calidad de Servicio (QoS) y/o Rendimiento de la Red, y específicamente en la estimación ‘en línea’, en tiempo casi-real, de dicha calidad en servicios Triple-Play convergentes. La presente Tesis Doctoral se enmarca en la línea de investigación sobre Calidad de Servicio del grupo de Redes y Servicios de Telecomunicación e Internet, dentro del Departamento de Ingeniería de Sistemas Telemáticos (DIT) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM).

Habilitadores para aplicación de teleconsulta sobre IP Multimedia Subsystem

En el presente trabajo se presenta el diseño e implementación de un conjunto de habilitadores o servicios genéricos para aplicaciones de teleconsulta sobre redes IMS. A partir de las funcionalidades identificadas en las aplicaciones de teleconsulta se han diseñado los habilitadores a desarrollar, que son los siguientes: una sala de espera virtual, una pizarra virtual y una multiconferencia multimedia. Estos servicios utilizan a su vez otros habilitadores genéricos referidos en el estado del arte de la arquitectura IMS. Tales servicios se han integrado en una arquitectura IMS para garantizar su funcionamiento. Para evaluar el funcionamiento de los habilitadores desarrollados se ha definido e implementado el caso de uso de una aplicación de teleconsulta avanzada.

e-MIS Contents: Multimedia Contents for e-Learning Environments in Minimally Invasive Surgery

This work describes the design and application of multimedia contents for web technologies-based training in minimally invasive surgery (MIS). The chosen strategy allows knowing the deficiencies of the current training methods so new multimedia contents can cover them. This study is concluded with the definition of three different types of multimedia contents accordingly to the development degree and didactic objectives that they present: Didactic resources are basic contents such as videos or documents that can be enhanced with contributions of users. On the other hand, case reports and didactic units have a defined structure. Didactic resources and case reports provide an informal training while didactic units are included in a more regulated training.

Herramienta de autoría de contenidos didácticos multimedia para entorno de formación colaborativo en cirugía de mínima invasión

Dada la gran importancia de los contenidos para el éxito del proceso de formación es necesario desarrollar herramientas que permitan la creación de los mismos de una manera simple, eficaz y motivadora. Actualmente, su proceso de creación es largo y costoso, teniendo que llevarlo a cabo expertos cirujanos docentes en estrecha colaboración con técnicos especialistas en herramientas de edición y creación de contenidos multimedia. El presente trabajo de investigación presenta una nueva herramienta de autoría que permite la creación y edición de contenidos didácticos multimedia que son utilizados en el proceso de formación de los cirujanos. La herramienta incorpora un editor multimedia de vídeos laparoscópicos, capaz de realizar un procesamiento y agregar valor didáctico a los vídeos originales. La herramienta de autoría se incorpora en un entorno de formación web que permite crear, compartir y reutilizar contenidos didácticos basados en la edición de vídeo laparoscópico.

Digital signage application : developing a public venue multimedia touch-screen

La señalización digital o digital signage es una tecnología de comunicaciones digital que se está usando en los últimos años para reemplazar a la antigua publicidad impresa. Esta tecnología mejora la presentación y promoción de los productos anunciados, así como facilita el intercambio de información gracias a su colocación en lugares públicos o al aire libre. Las aplicaciones con las que cuenta este nuevo método de publicidad son muy variadas, ya que pueden variar desde ambientes privados en empresas, hasta lugares públicos como centros comerciales. Aunque la primera y principal utilidad de la señalización digital es la publicidad para que el usuario sienta una necesidad de adquirir productos, también la posibilidad de ofrecer más información sobre determinados artículos a través de las nuevas tecnologías es muy importante en este campo. La aplicación realizada en este proyecto es el desarrollo de un programa en Adobe Flash a través de lenguaje de programación XML. A través de una pantalla táctil, el usuario de un museo puede interactivamente acceder a un menú en el que aparecen los diferentes estilos de arte en un determinado tiempo de la historia. A través de una línea de tiempo se puede acceder a información sobre cada objeto que esté expuesto en la exhibición. Además se pueden observar imágenes de los detalles más importantes del objeto que no pueden ser vistos a simple vista, ya que no está permitido manipularlos. El empleo de la pantalla interactiva sirve para el usuario de la exhibición como una herramienta extra para recabar información sobre lo que está viendo, a través de una tecnología nueva y fácil de usar para todo el mundo, ya que solo se necesita usar las propias manos. La facilidad de manejo en aplicaciones como estas es muy importante, ya que el usuario final puede no tener conocimientos tecnológicos por lo que la información debe darse claramente. Como conclusión, se puede decir que digital signage es un mercado que está en expansión y que las empresas deben invertir en el desarrollo de contenidos, ya que las tecnologías avanzan aunque el digital signage no lo haga, y este sector podría ser muy útil en un futuro no muy lejano, ya que la información que es capaz de transmitir al espectador en todos los lugares es mucho más válida y útil que la proporcionada por un simple póster impreso en una valla publicitaria. Abstract The Digital signage is a digital communications technology being used in recent years to replace the old advertising printed. This technology improves the presentation and promotion of the advertised products, and makes easy the exchange of information with its placement in public places or outdoors. The applications that account this new method of advertising are several; they can range from private rooms in companies, to public places like malls. Although the first major utility of Digital signage is the advertising that makes the user feel and need of purchasing products. In addition, the chance of providing more information about certain items through new technologies is very important in this field. The application made in this project is the development of a program in Adobe Flash via XML programming language. Through a touch-screen, a museum user can interactively access a menu in which different styles of art in a particular time in history appears. Through a timeline you can access to information about each object that is exposed on display. Also you can see pictures of the most important details of the object that can not be seen with the naked eye, since it is not allowed to manipulate it. The use of the interactive screen serves to the user exhibition as an extra tool to gather information about what is seeing through a new technology and easy to use for everyone, since only need to use one’s own hands. The ease of handling in applications such as this is very important as the end user may not have expertise technology so the information should be clearly. As conclusion, one can say digital signage is an expansion market and companies must invest in content development, as although digital technologies advance digital signage does not, and this sector could be very useful in a near future, because information that is able of transmitting the everywhere viewer is much more valid and useful than that provided by a simple printed poster on a billboard.

Estudio de la tecnología IMS y diseño de una solución de telefonía multimedia

El objetivo fundamental del Proyecto Fin de Carrera es ofrecer una visión global de la arquitectura de red IMS (“IP Multimedia Subsystem”) conociendo el comportamiento de los nodos que la forman y las funcionalidades que cada uno de ellos implementa. Durante la realización del proyecto se ha tenido en cuenta que las redes IMS han transformando el sector de las telecomunicaciones debido a la gran convergencia de los servicios que ofrece. Esta tecnología presenta un amplio abanico a las aplicaciones multimedia, tanto en el entorno empresarial como residencial. Como desarrollo práctico se expone un diseño de alto nivel que consiste en la ampliación de la capacidad existente de uno de los nodos de la red IMS para un operador nacional ofreciendo el servicio ‘Business Trunking’ para grandes clientes. El objetivo destinado alcanzar con este caso práctico es el análisis del impacto que supone la inclusión de este nuevo elemento en el resto de nodos que forman la red. Consiguiendo demostrar la facilidad para el operador, a la hora de ampliar la capacidad de su red, sin olvidarnos que esto conlleva numerosos beneficios tanto a nivel de proveedor como de usuario final. The principal objective in this Final Degree Project is to provide an overview of the architect of the IMS Network, considering the behavior of nodes that integrate this network and the main functionalities that each of them implements. During the study of this Project has taken into account that IMS network has turned Telecommunications world, due to the strong convergence of the services offered. This technology shows a wide range of multimedia applications, in enterprise as much as residential environment. As a practical development a high-level design is presented. It involves the expansion of existing capacity for one of IMS network nodes for a national operator offering ‘Business Trunking’ service for enterprises. The goal to achieve in this case is to analyze the impact caused by the inclusion of this new element in the rest of the nodes within the IMS network. To manage to prove the ease of the operator, in expanding the capacity of its network, and considering IMS technology allows to obtain several benefits for both supplier and end user.