Design of a low-voltage CMOS RF receiver for energy harvesting sensor node

In this thesis a CMOS low-power and low-voltage RF receiver front-end is presented. The main objective is to design this RF receiver so that it can be powered by a piezoelectric energy harvesting power source, included in a Wireless Sensor Node application. For this type of applications the major requirements are: the low-power and low-voltage operation, the reduced area and cost and the simplicity of the architecture. The system key blocks are the LNA and the mixer, which are studied and optimized with greater detail, achieving a good linearity, a wideband operation and a reduced introduction of noise. A wideband balun LNA with noise and distortion cancelling is designed to work at a 0.6 V supply voltage, in conjunction with a double-balanced passive mixer and subsequent TIA block. The passive mixer operates in current mode, allowing a minimal introduction of voltage noise and a good linearity. The receiver analog front-end has a total voltage conversion gain of 31.5 dB, a 0.1 - 4.3 GHz bandwidth, an IIP3 value of -1.35 dBm, and a noise figure lower than 9 dB. The total power consumption is 1.9 mW and the die area is 305x134.5 m2, using a standard 130 nm CMOS technology.

Strategic design of There App’s business model: From product to multi-sided platform

The following work project illustrates the strategic issues There App, a mobile application, faces regarding the opportunity to expand from its current state as a product to a multisided platform. Initially, a market analysis is performed to identify the ideal customer groups to be integrated in the platform. Strategic design issues are then discussed on how to best match its value proposition with the identified market opportunity. Suggestions on how the company should organize its resources and operational processes to best deliver on its value proposition complete the work.

Information Mobility: Information Dissemination in Mobile Networks

En el nostre projecte, considerem un escenari urbà o interurbà on persones amb dispositius mòbils (smartphones) o vehicles equipats amb interfícies de comunicació, estan interessats en compartir fitxers entre ells o descarregar-los al creuar Punts d’Accés (APs) propers a la carretera. Estudiem la possibilitat d’utilizar la cooperació en les trobades casuals entre nodes per augmentar la velocitat de descàrrega global. Amb aquest objectiu, plantejem algoritmes per a la selecció de quins paquets, per a quins destins i quins transportistes s’escullen en cada moment. Mitjançant extenses simulacions, mostrem com les cooperacions carry&forward dels nodes augmenten significativament la velocitat de descàrrega dels usuaris, i com aquest resultat es manté per a diversos patrons de mobilitat, col•locacions d'AP i càrregues de la xarxa. Per altra banda, aparells com els smartphones, on la targeta de WiFi està encesa contínuament, consumeixen l'energia de la bateria en poques hores. En molts escenaris, una targeta WiFi sempre activa és poc útil, perque sovint no hi ha necessitat de transmissió o recepció. Aquest fet es veu agreujat en les Delay Tolerant Networks (DTN), on els nodes intercanvien dades quan es creuen i en tenen l’oportunitat. Les tècniques de gestió de l’estalvi d’energia permeten extendre la duració de les bateries. El nostre projecte analitza els avantatges i inconvenients que apareixen quan els nodes apaguen períodicament la seva targeta wireless per a estalviar energia en escenaris DTN. Els nostres resultats mostren les condicions en que un node pot desconnectar la bateria sense afectar la probabilitat de contacte amb altres nodes, i les condicions en que aquesta disminueix. Per exemple, es demostra que la vida del node pot ser duplicada mantenint la probabilitat de contacte a 1. I que aquesta disminueix ràpidament en intentar augmentar més la vida útil.

A Comparison of Mobile Scanning to a Total Station Survey at the I-35 and IA 92 Interchange in Warren County, Iowa, August 15, 2012

The purpose of this project was to investigate the potential for collecting and using data from mobile terrestrial laser scanning (MTLS) technology that would reduce the need for traditional survey methods for the development of highway improvement projects at the Iowa Department of Transportation (Iowa DOT). The primary interest in investigating mobile scanning technology is to minimize the exposure of field surveyors to dangerous high volume traffic situations. Issues investigated were cost, timeframe, accuracy, contracting specifications, data capture extents, data extraction capabilities and data storage issues associated with mobile scanning. The project area selected for evaluation was the I-35/IA 92 interchange in Warren County, Iowa. This project covers approximately one mile of I-35, one mile of IA 92, 4 interchange ramps, and bridges within these limits. Delivered LAS and image files for this project totaled almost 31GB. There is nearly a 6-fold increase in the size of the scan data after post-processing. Camera data, when enabled, produced approximately 900MB of imagery data per mile using a 2- camera, 5 megapixel system. A comparison was done between 1823 points on the pavement that were surveyed by Iowa DOT staff using a total station and the same points generated through the MTLS process. The data acquired through the MTLS and data processing met the Iowa DOT specifications for engineering survey. A list of benefits and challenges is included in the detailed report. With the success of this project, it is anticipate[d] that additional projects will be scanned for the Iowa DOT for use in the development of highway improvement projects.

On the use of mobile inflatable hypoxic marquees for sport-specific altitude training in team sports.

BACKGROUND/AIM: With the evolving boundaries of sports science and greater understanding of the driving factors in the human performance physiology, one of the limiting factors has now become the technology. The growing scientific interest on the practical application of hypoxic training for intermittent activities such as team and racket sports legitimises the development of innovative technologies serving athletes in a sport-specific setting. METHODS: Description of a new mobile inflatable simulated hypoxic equipment. RESULTS: The system comprises two inflatable units-that is, a tunnel and a rectangular design, each with a 215 m(3) volume and a hypoxic trailer generating over 3000 Lpm of hypoxic air with FiO₂ between 0.21 and 0.10 (a simulated altitude up to 5100 m). The inflatable units offer a 45 m running lane (width=1.8 m and height=2.5 m) as well as a 8 m × 10 m dome tent. FiO₂ is stable within a range of 0.1% in normal conditions inside the tunnel. The air supplied is very dry-typically 10-15% relative humidity. CONCLUSIONS: This mobile inflatable simulated hypoxic equipment is a promising technological advance within sport sciences. It offers an opportunity for team-sport players to train under hypoxic conditions, both for repeating sprints (tunnel configuration) or small-side games (rectangular configuration).

Remote Control of Mobile Devices in Android Platform

Remote control systems are a very useful element to control and monitor devices quickly and easily. This paper proposes a new architecture for remote control of Android mobile devices, analyzing the different alternatives and seeking the optimal solution in each case. Although the area of remote control, in case of mobile devices, has been little explored, it may provide important advantages for testing software and hardware developments in several real devices. It can also allow an efficient management of various devices of different types, perform forensic security tasks, etc ... The main idea behind the proposed architecture was the design of a system to be used as a platform which provides the services needed to perform remote control of mobile devices. As a result of this research, a proof of concept was implemented. An Android application running a group of server programs on the device, connected to the network or USB interface, depending on availability. This servers can be controlled through a small client written in Java and runnable both on desktop and web systems.

Use of social networks for academic purposes: a case study

Purpose This paper aims to analyse various aspects of an academic social network: the profile of users, the reasons for its use, its perceived benefits and the use of other social media for scholarly purposes. Design/methodology/approach The authors examined the profiles of the users of an academic social network. The users were affiliated with 12 universities. The following were recorded for each user: sex, the number of documents uploaded, the number of followers, and the number of people being followed. In addition, a survey was sent to the individuals who had an email address in their profile. Findings Half of the users of the social network were academics and a third were PhD students. Social sciences scholars accounted for nearly half of all users. Academics used the service to get in touch with other scholars, disseminate research results and follow other scholars. Other widely employed social media included citation indexes, document creation, edition and sharing tools and communication tools. Users complained about the lack of support for the utilisation of these tools. Research limitations/implications The results are based on a single case study. Originality/value This study provides new insights on the impact of social media in academic contexts by analysing the user profiles and benefits of a social network service that is specifically targeted at the academic community.

Design of an Embedded Computer Board for Networking Applications

Tämä diplomityö tehtiin Convergens Oy:lle. Convergens on elektroniikan suunnittelutoimisto, joka on erikoistunut sulautettuihin järjestelmiin sekä tietoliikennetekniikkaan. Diplomityön tavoitteena oli suunnitella tietokonekortti tietoliikennesovelluksia varten asiakkaalle, jolta vaatimusmäärittelyt tulivat. Työ on rajattu koskemaan laitteen prototyypin suunnittelua. Työssä suunnitellaan pääasiassa WLAN-tukiaseman tietokone. Tukiasema onasennettavissa toimistoihin, varastoihin, kauppoihin sekä myös liikkuvaan ajoneuvoon. Suunnittelussa on otettu nämä asiat huomioon, ja laitteen akun pystyy lataamaan muun muassa auton akulla. Langattomat tekniikat ovat voimakkaasti yleistymässä, ja tämän työn tukiasema tarjoaakin varteenotettavan vaihtoehdon lukuisilla ominaisuuksillaan. Mukana on mm. GPS, Bluetooth sekä Ethernet-valmius. Langattomien tekniikoiden lisäksi myös sulautetut järjestelmät ovat voimakkaasti yleistymässä, ja nykyään mikroprosessoreita löytääkin lähesmistä vain. Tässä projektissa käytetty prosessori on nopeutensa puolesta kilpailukykyinen, ja siitä löytyy useita eri rajapintoja. Jatkossa tietokonekortille on myös tulossa WiMAX-tuki, joka lisää tukiaseman tulevaisuuden arvoa asiakkaalle. Projektiin valittu Freescalen MPC8321E-prosessori on PowerPC-arkkitehtuuriin perustuva ja juuri markkinoille ilmestynyt. Tämä toi mukanaan lisähaasteen, sillä kyseisestä prosessorista ei ollut vielä kaikkea tietoa saatavilla. Mekaniikka toi omat haasteensa mukanaan, sillä se rajoitti piirilevyn koonniin, että ylimääräistä piirilevytilaa ei juurikaan jäänyt. Tämän takia esimerkiksi DDR-muistit olivat haastavia reitittää, sillä muistivetojen on oltava melko samanpituisia keskenään. Käyttöjärjestelmänä projektissa käytetään Linuxia. Suunnittelu alkoi keväällä 2007 ja toimiva prototyyppi oli valmis alkusyksystä. Prototyypin testaus osoitti, että tietokonekortti kykenee täyttämään kaikki asiakkaan vaatimukset. Prototyypin testauksessa löytyneet viat ja optimoinnit on tarkoitus korjata tuotantomalliin, joten se antaa hyvän pohjan jatkosuunnittelua varten.

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.

BUSINESS CONCEPTS OF MOBILE VALUE-ADDED SERVICES FROM OPERATOR’S POINT OF VIEW

Tämä diplomityö on tehty Lappeenrannassa Telecom Business Research Centerin 5T-projektiin liittyen. Työssä tutkitaan matkaviestinnän lisäarvopalveluiden liiketoimintakonsepteja operaattoreiden näkökulmasta. Lisäarvopalvelut laajentavat operaattoreiden palveluvalikoimaa. Niiden osuuden telekommunikaatioalan yritysten ja erityisesti operaattoreiden tuotoista on ennustettu kasvavan huomattavasti. Työn tärkeimpänä tavoitteena on tuoda uusia näkökulmia ja lisätä ymmärrystä lisäarvopalveluiden liiketoimintakonseptin rakentamisprosessista. Tätä tietämystä käytetään edesauttamaan työn empiirisessä osuudessa tutkitun Content Gateway -tuotteen liiketoimintaa. Tarjoamalla nopean liitynnän ja laskutuskanavan ulkopuolisten palveluntarjoajien ja operaattorin välille tämä tuote mahdollistaa operaattorille ja palveluntarjoajille lisäarvopalveluiden liiketoiminnan käynnistämisen. Lisäarvopalveluiden arvonluontiprosessi vaatii lukuisia yhteistyötä tekeviä osapuolia, joiden yhteistoiminta on dynaamista ja tiedonvälitys avointa, interaktiivista ja nopeaa. Arvonluontiin liittyy myös monia konvergoituvia kehityssuuntia. Perinteinen arvoketjuajattelu on riittämätön uuteen, verkottuneeseen toimintaympäristöön ja sen tilalle on tullut modernimpi arvoverkostomalli. Arvoverkosto luo kilpailuetunsa muita verkostoja vastaan jakamalla resurssit ja kompetenssit optimaalisesti ja liittämällä strategisen ja operationaalisen johtamisen kulttuurit toisiinsa. Tässä työssä verrataan arvoverkoston teoreettisia tavoitteita kahteen lisäarvopalveluiden liiketoimintakonseptiin. Näistä ensimmäinen, i-mode –niminen konsepti on valittu vertailuun edistyksellisyytensä ja tulevaa kehitystä ennakoivien ominaispiirteidensä vuoksi. Toinen esimerkkikonsepti on rakennettu edellä mainitun Content Gateway -tuotteen ympärille. Tutkimus sisältää mm. liikekumppaneiden hankinnan, ansaintalogiikoiden ja verkostojen johtamisen analysoinnin. Työn tuloksena on saatu ohjeita siihen, miten operaattori voi rakentaa tällaista konseptia ja mitä seikkoja tulee ottaa huomioon erityisesti sanomapalveluihin liittyvässä liiketoiminnassa.

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.

Object-Oriented Modelling of Multilayer Networks

Tämä diplomityökuuluu tietoliikenneverkkojen suunnittelun tutkimukseen ja pohjimmiltaan kohdistuu verkon mallintamiseen. Tietoliikenneverkkojen suunnittelu on monimutkainen ja vaativa ongelma, joka sisältää mutkikkaita ja aikaa vieviä tehtäviä. Tämä diplomityö esittelee ”monikerroksisen verkkomallin”, jonka tarkoitus on auttaa verkon suunnittelijoita selviytymään ongelmien monimutkaisuudesta ja vähentää verkkojen suunnitteluun kuluvaa aikaa. Monikerroksinen verkkomalli perustuu yleisille objekteille, jotka ovat yhteisiä kaikille tietoliikenneverkoille. Tämä tekee mallista soveltuvan mielivaltaisille verkoille, välittämättä verkkokohtaisista ominaisuuksista tai verkon toteutuksessa käytetyistä teknologioista. Malli määrittelee tarkan terminologian ja käyttää kolmea käsitettä: verkon jakaminen tasoihin (plane separation), kerrosten muodostaminen (layering) ja osittaminen (partitioning). Nämä käsitteet kuvataan yksityiskohtaisesti tässä työssä. Monikerroksisen verkkomallin sisäinen rakenne ja toiminnallisuus ovat määritelty käyttäen Unified Modelling Language (UML) -notaatiota. Tämä työ esittelee mallin use case- , paketti- ja luokkakaaviot. Diplomityö esittelee myös tulokset, jotka on saatu vertailemalla monikerroksista verkkomallia muihin verkkomalleihin. Tulokset osoittavat, että monikerroksisella verkkomallilla on etuja muihin malleihin verrattuna.

Use of social networks for academic purposes: a case study

Purpose- This paper aims to analyse various aspects of an academic social network: the profile of users, the reasons for its use, its perceived benefits and the use of other social media for scholarly purposes. Design/methodology/approach- The authors examined the profiles of the users of an academic social network. The users were affiliated with 12 universities. The following were recorded for each user: sex, the number of documents uploaded, the number of followers, and the number of people being followed. In addition, a survey was sent to the individuals who had an email address in their profile. Findings- Half of the users of the social network were academics and a third were PhD students. Social sciences scholars accounted for nearly half of all users. Academics used the service to get in touch with other scholars, disseminate research results and follow other scholars. Other widely employed social media included citation indexes, document creation, edition and sharing tools and communication tools. Users complained about the lack of support for the utilisation of these tools. Research limitations/implications- The results are based on a single case study. Originality/value- This study provides new insights on the impact of social media in academic contexts by analysing the user profiles and benefits of a social network service that is specifically targeted at the academic community.