The social values of wireless technology in the institutional context

Despite growing attention, social values, compared to economic aspects, of information technology (IT) capture substantially less attention in the mainstream IT literature. In the context of mobile technology, social values might be as critical to help justify technology investment as the predominant economics perspective in the existing IT literature. As wireless networks and relevant mobile technologies continue to penetrate the global society and business world, an emerging social phenomenon rapidly reshapes how organizations interact with the technology and reposition themselves in their specific institutional context where organizations often develop networked alliance to compete against one another. This study thus seeks to shed light on how organizations make sense of the social aspects of wireless network implementation. Preliminary understanding derived from two higher education organizations' experiences is summarized. Implications for future research endeavor are suggested.

Random Access over Multi-Packet Reception Channels: A Mean-Field Approach

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06

Joint Optimization for Social Content Delivery in Wireless Networks

Over the last decade, success of social networks has significantly reshaped how people consume information. Recommendation of contents based on user profiles is well-received. However, as users become dominantly mobile, little is done to consider the impacts of the wireless environment, especially the capacity constraints and changing channel. In this dissertation, we investigate a centralized wireless content delivery system, aiming to optimize overall user experience given the capacity constraints of the wireless networks, by deciding what contents to deliver, when and how. We propose a scheduling framework that incorporates content-based reward and deliverability. Our approach utilizes the broadcast nature of wireless communication and social nature of content, by multicasting and precaching. Results indicate this novel joint optimization approach outperforms existing layered systems that separate recommendation and delivery, especially when the wireless network is operating at maximum capacity. Utilizing limited number of transmission modes, we significantly reduce the complexity of the optimization. We also introduce the design of a hybrid system to handle transmissions for both system recommended contents ('push') and active user requests ('pull'). Further, we extend the joint optimization framework to the wireless infrastructure with multiple base stations. The problem becomes much harder in that there are many more system configurations, including but not limited to power allocation and how resources are shared among the base stations ('out-of-band' in which base stations transmit with dedicated spectrum resources, thus no interference; and 'in-band' in which they share the spectrum and need to mitigate interference). We propose a scalable two-phase scheduling framework: 1) each base station obtains delivery decisions and resource allocation individually; 2) the system consolidates the decisions and allocations, reducing redundant transmissions. Additionally, if the social network applications could provide the predictions of how the social contents disseminate, the wireless networks could schedule the transmissions accordingly and significantly improve the dissemination performance by reducing the delivery delay. We propose a novel method utilizing: 1) hybrid systems to handle active disseminating requests; and 2) predictions of dissemination dynamics from the social network applications. This method could mitigate the performance degradation for content dissemination due to wireless delivery delay. Results indicate that our proposed system design is both efficient and easy to implement.

JOINT ENERGY BEAMFORMING AND TIME ASSIGNMENT FOR COOPERATIVE WIRELESS POWERED NETWORKS

Wireless power transfer (WPT) and radio frequency (RF)-based energy har- vesting arouses a new wireless network paradigm termed as wireless powered com- munication network (WPCN), where some energy-constrained nodes are enabled to harvest energy from the RF signals transferred by other energy-sufficient nodes to support the communication operations in the network, which brings a promising approach for future energy-constrained wireless network design. In this paper, we focus on the optimal WPCN design. We consider a net- work composed of two communication groups, where the first group has sufficient power supply but no available bandwidth, and the second group has licensed band- width but very limited power to perform required information transmission. For such a system, we introduce the power and bandwidth cooperation between the two groups so that both group can accomplish their expected information delivering tasks. Multiple antennas are employed at the hybrid access point (H-AP) to en- hance both energy and information transfer efficiency and the cooperative relaying is employed to help the power-limited group to enhance its information transmission throughput. Compared with existing works, cooperative relaying, time assignment, power allocation, and energy beamforming are jointly designed in a single system. Firstly, we propose a cooperative transmission protocol for the considered system, where group 1 transmits some power to group 2 to help group 2 with information transmission and then group 2 gives some bandwidth to group 1 in return. Sec- ondly, to explore the information transmission performance limit of the system, we formulate two optimization problems to maximize the system weighted sum rate by jointly optimizing the time assignment, power allocation, and energy beamforming under two different power constraints, i.e., the fixed power constraint and the aver- age power constraint, respectively. In order to make the cooperation between the two groups meaningful and guarantee the quality of service (QoS) requirements of both groups, the minimal required data rates of the two groups are considered as constraints for the optimal system design. As both problems are non-convex and have no known solutions, we solve it by using proper variable substitutions and the semi-definite relaxation (SDR). We theoretically prove that our proposed solution method can guarantee to find the global optimal solution. Thirdly, consider that the WPCN has promising application potentials in future energy-constrained net- works, e.g., wireless sensor network (WSN), wireless body area network (WBAN) and Internet of Things (IoT), where the power consumption is very critical. We investigate the minimal power consumption optimal design for the considered co- operation WPCN. For this, we formulate an optimization problem to minimize the total consumed power by jointly optimizing the time assignment, power allocation, and energy beamforming under required data rate constraints. As the problem is also non-convex and has no known solutions, we solve it by using some variable substitutions and the SDR method. We also theoretically prove that our proposed solution method for the minimal power consumption design guarantees the global optimal solution. Extensive experimental results are provided to discuss the system performance behaviors, which provide some useful insights for future WPCN design. It shows that the average power constrained system achieves higher weighted sum rate than the fixed power constrained system. Besides, it also shows that in such a WPCN, relay should be placed closer to the multi-antenna H-AP to achieve higher weighted sum rate and consume lower total power.

Measuring QoS in an aeronautical opportunistic network architecture with limited access to a satellite communications backhaul

We measure quality of service (QoS) in a wireless network architecture of transoceanic aircraft. A distinguishing characteristic of the network scheme we analyze is that it mixes the concept of Delay Tolerant Networking (DTN) through the exploitation of opportunistic contacts, together with direct satellite access in a limited number of the nodes. We provide a graph sparsification technique for deriving a network model that satisfies the key properties of a real aeronautical opportunistic network while enabling scalable simulation. This reduced model allows us to analyze the impact regarding QoS of introducing Internet-like traffic in the form of outgoing data from passengers. Promoting QoS in DTNs is usually really challenging due to their long delays and scarce resources. The availability of satellite communication links offers a chance to provide an improved degree of service regarding a pure opportunistic approach, and therefore it needs to be properly measured and quantified. Our analysis focuses on several QoS indicators such as delivery time, delivery ratio, and bandwidth allocation fairness. Obtained results show significant improvements in all metric indicators regarding QoS, not usually achievable on the field of DTNs.

Distribuição de vídeo sobre uma rede IEEE 802.11n

A recente norma IEEE 802.11n oferece um elevado débito em redes locais sem fios sendo por isso esperado uma adopção massiva desta tecnologia substituindo progressivamente as redes 802.11b/g. Devido à sua elevada capacidade esta recente geração de redes sem fios 802.11n permite um crescimento acentuado de serviços audiovisuais. Neste contexto esta dissertação procura estudar a rede 802.11n, caracterizando o desempenho e a qualidade associada a um serviço de transmissão de vídeo, recorrendo para o efeito a uma arquitectura de simulação da rede 802.11n. Desta forma é caracterizado o impacto das novas funcionalidades da camada MAC introduzidas na norma 801.11n, como é o caso da agregação A-MSDU e A-MPDU, bem como o impacto das novas funcionalidades da camada física como é o caso do MIMO; em ambos os casos uma optimização da parametrização é realizada. Também se verifica que as principais técnicas de codificação de vídeo H.264/AVC para optimizar o processo de distribuição de vídeo, permitem optimizar o desempenho global do sistema de transmissão. Aliando a optimização e parametrização da camada MAC, da camada física, e do processo de codificação, é possível propor um conjunto de configurações que permitem obter o melhor desempenho na qualidade de serviço da transmissão de conteúdos de vídeo numa rede 802.11n. A arquitectura de simulação construída nesta dissertação é especificamente adaptada para suportar as técnicas de agregação da camada MAC, bem como para suportar o encapsulamento em protocolos de rede que permitem a transmissão dos pacotes de vídeo RTP, codificados em H.264/AVC.

Estudo e análise de soluções de acessos Wimax partilhados em cenários residenciais

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Inperlys – independente personal location system

O desenvolvimento de sistemas de localização pedestre com recurso a técnicas de dead reckoning tem mostrado ser uma área em expansão no mundo académico e não só. Existem algumas soluções criadas, no entanto, nem todas as soluções serão facilmente implementadas no mercado, quer seja pelo hardware caro, ou pelo sistema em si, que é desenvolvido tendo em conta um cenário em particular. INPERLYS é um sistema que visa apresentar uma solução de localização pedestre, independentemente do cenário, utilizando recursos que poderão ser facilmente usados. Trata-se de um sistema que utiliza uma técnica de dead reckonig para dar a localização do utilizador. Em cenários outdoor, um receptor GPS fornece a posição do utilizador, fornecendo uma posição absoluta ao sistema. Quando não é possível utilizar o GPS, recorre-se a um sensor MEMS e a uma bússola para se obter posições relativas à última posição válida do GPS. Para interligar todos os sensores foi utilizado o protocolo de comunicações sem fios ZigBee™. A escolha recaiu neste protocolo devido a factores como os seus baixos consumos e o seu baixo custo. Assim o sistema torna-se de uso fácil e confortável para o utilizador, ao contrário de sistemas similares desenvolvidos, que utilizam cabos para interligarem os diferentes componentes do sistema. O sensor MEMS do tipo acelerómetro tem a função de ler a aceleração horizontal, ao nível do pé. Esta aceleração será usada por um algoritmo de reconhecimento do padrão das acelerações para se detectar os passos dados. Após a detecção do passo, a aceleração máxima registada nesse passo é fornecida ao coordenador, para se obter o deslocamento efectuado. Foram efectuados alguns testes para se perceber a eficiência do INPERLYS. Os testes decorreram num percurso plano, efectuados a uma velocidade normal e com passadas normais. Verificou-se que, neste momento, o desempenho do sistema poderá ser melhorado, quer seja a nível de gestão das comunicações, quer a nível do reconhecimento do padrão da aceleração horizontal, essencial para se detectar os passos. No entanto o sistema é capaz de fornecer a posição através do GPS, quando é possível a sua utilização, e é capaz de fornecer a orientação do movimento.

Análise e melhoria de processo de pintura e vulcanização na Continental

A indústria automóvel é um dos setores mais exigentes do mercado global, por este motivo empresas como a Continental Mabor S.A, líderes de mercado, necessitam estar na linha da frente no que toca a programas de melhoria contínua e de uma gestão orientada para um crescimento rentável e sustentado. Nesta perspetiva, este estudo de dissertação tem como objetivo encontrar uma solução para a gestão de stock e FiFo (First in First out) de pneus em verde na supracitada empresa, situada em Lousado, Vila Nova de Famalicão. Este projeto de dissertação iniciou-se com uma análise e diagnóstico do processo produtivo do pneu, entre a Construção e a Vulcanização. Nesta análise, foi possível identificar vários problemas, sendo o mais crítico associado à logística interna de transporte do pneu “em curso”, de fabrico entre as fases do mesmo, Construção e Vulcanização. Devido a condicionantes estruturais e de organização, a logística interna de transporte entre estes dois sectores enfrenta estrangulamentos nos fluxos, a falta de espaço para acomodar o material em curso, problemas organizacionais de controlo e monitorização do processo produtivo, dificuldades de regulação do fluxo e localização dos carros de transporte dos pneus em verde. Face aos problemas detetados ao longo do estudo, foram analisadas várias soluções para a resolução ou minimização dos mesmos. Entre as soluções propostas salientam-se: o alargamento do sistema de transporte por tapetes rolantes GTC (Green Tire Conveying) a todos os módulos de construção. Esta solução diminui o fluxo de carros para a área da construção, descongestionando a zona próxima do sistema de carregamento automático GTAL (Green Tire Automatic Loading) na vulcanização. A implementação dum sistema Wi-Fi RFID, que permite identificar e localizar artigos em curso utilizando etiquetas inteligentes numa rede wireless, conseguindo melhorar a programação de produção e o respetivo sequenciamento. Sabendo também que a Continental se encontra numa fase de expansão, designada Projeto Route 17/20, as soluções propostas tomaram em consideração essa nova realidade futura. Assim, foram estudados e propostos novos layouts para esse atual processo. Nestes novos layouts, procurou-se uma reorganização dos processos de fabrico, bem como um redimensionamento dos espaços de parqueamento de carros de pneus verdes adequado aos volumes produtivos. De igual forma, adequou-se os espaços físicos à possível implementação de um sistema de FiFo de pneus em verde na planta fabril, quando concluída a expansão. Este trabalho de dissertação apresenta como vantagens diretas da sua implementação: gerar a menor perturbação no atual método de trabalho seguido na empresa; previsivelmente aumentar a eficiência do processo produtivo; potenciar o crescimento tecnológico programado pela empresa; e oferecer uma boa relação custo/benefício no investimento necessário. Como apreciação final, pode-se concluir que este estudo foi finalizado com sucesso, visto que as soluções propostas foram apreciadas positivamente pela Administração da Continental Mabor S.A. e estão correntemente a ser avaliadas pelo grupo.

Tools for simulation output analysis

This technical report presents a description of the output data files and the tools used to validate and to extract information from the output data files generated by the Repeater-Based Hybrid Wired/Wireless Network Simulator and the Bridge-Based Hybrid Wired/Wireless Network Simulator.

Mobile collaborative cloudless computing

Although the computational power of mobile devices has been increasing, it is still not enough for some classes of applications. In the present, these applications delegate the computing power burden on servers located on the Internet. This model assumes an always-on Internet connectivity and implies a non-negligible latency. The thesis addresses the challenges and contributions posed to the application of a mobile collaborative computing environment concept to wireless networks. The goal is to define a reference architecture for high performance mobile applications. Current work is focused on efficient data dissemination on a highly transitive environment, suitable to many mobile applications and also to the reputation and incentive system available on this mobile collaborative computing environment. For this we are improving our already published reputation/incentive algorithm with knowledge from the usage pattern from the eduroam wireless network in the Lisbon area.

Mining social individuals movements and friends based on mobile devices

Trabalho de Projeto realizado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática e de Computadores

Monitorização e controlo em ambientes industriais através de rede de sensores sem fios

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Telecomunicações e Informática

Sistema de servidores VoIP del proyecto guifi.net

Las redes inalámbricas y la VoIP están revolucionando la manera de comunicarnos debido a la fácil implementación y al bajo coste. En este proyecto se desarrolla un sistema de telefonía interna y externa para la red guifi.net que permite comunicar los servidores y los teléfonos de la red, y realizar llamadas a la red telefónica a través de un proveedor de VoIP. También se comprueban las limitaciones de la red inalámbrica y se muestran soluciones para optimizar los recursos disponibles para obtener mayor rendimiento.

Sistema domòtic basat en sensors inal·làmbrics

L'objectiu d'aquest treball de final de carrera és implementar una aplicació sobre un node de xarxa sense fils equipat amb un microcontrolador, una ràdio i un conjunt de sensors, emprant el llenguatge nesC sobre el sistema operatiu TinyOS. Aquesta proposta consisteix en un sistema domòtic que detecti si un habitacle està ocupat i permeti controlar-ne la temperatura i el nivell de il·luminació per tal de que es mantenguin dins uns valors establerts que poden ser modificats per l'usuari.