Design of Novel Frequency Generation Circuit with Application to Ultra-Wideband Distributed Oscillators

Given the urgence of a new paradigm in wireless digital trasmission which should allow for higher bit rate, lower latency and tigher delay constaints, it has been proposed to investigate the fundamental building blocks that at the circuital/device level, will boost the change towards a more efficient network architecture, with high capacity, higher bandwidth and a more satisfactory end user experience. At the core of each transciever, there are inherently analog devices capable of providing the carrier signal, the oscillators. It is strongly believed that many limitations in today's communication protocols, could be relieved by permitting high carrier frequency radio transmission, and having some degree of reconfigurability. This led us to studying distributed oscillator architectures which work in the microwave range and possess wideband tuning capability. As microvave oscillators are essentially nonlinear devices, a full nonlinear analyis, synthesis, and optimization had to be considered for their implementation. Consequently, all the most used nonlinear numerical techniques in commercial EDA software had been reviewed. An application of all the aforementioned techniques has been shown, considering a systems of three coupled oscillator ("triple push" oscillator) in which the stability of the various oscillating modes has been studied. Provided that a certain phase distribution is maintained among the oscillating elements, this topology permits a rise in the output power of the third harmonic; nevertheless due to circuit simmetry, "unwanted" oscillating modes coexist with the intenteded one. Starting with the necessary background on distributed amplification and distributed oscillator theory, the design of a four stage reverse mode distributed voltage controlled oscillator (DVCO) using lumped elments has been presented. All the design steps have been reported and for the first time a method for an optimized design with reduced variations in the output power has been presented. Ongoing work is devoted to model a wideband DVCO and to implement a frequency divider.

Resource management research in Passive Optical Networks (PON)

Next Generation Access Networks (NGAN) are the new step forward to deliver broadband services and to facilitate the integration of different technologies. It is plausible to assume that, from a technological standpoint, the Future Internet will be composed of long-range high-speed optical networks; a number of wireless networks at the edge; and, in between, several access technologies, among which, the Passive Optical Networks (xPON) are very likely to succeed, due to their simplicity, low-cost, and increased bandwidth. Among the different PON technologies, the Ethernet-PON (EPON) is the most promising alternative to satisfy operator and user needs, due to its cost, flexibility and interoperability with other technologies. One of the most interesting challenges in such technologies relates to the scheduling and allocation of resources in the upstream (shared) channel. The aim of this research project is to study and evaluate current contributions and propose new efficient solutions to address the resource allocation issues in Next Generation EPON (NG-EPON). Key issues in this context are future end-user needs, integrated quality of service (QoS) support and optimized service provisioning for real time and elastic flows. This project will unveil research opportunities, issue recommendations and propose novel mechanisms associated with the convergence within heterogeneous access networks and will thus serve as a basis for long-term research projects in this direction. The project has served as a platform for the generation of new concepts and solutions that were published in national and international conferences, scientific journals and also in book chapter. We expect some more research publications in addition to the ones mentioned to be generated in a few months.

Tree-based message diffusion for managing replicated data in unreliable and resource-constrained peer-to-peer environment

Abstract This thesis proposes a set of adaptive broadcast solutions and an adaptive data replication solution to support the deployment of P2P applications. P2P applications are an emerging type of distributed applications that are running on top of P2P networks. Typical P2P applications are video streaming, file sharing, etc. While interesting because they are fully distributed, P2P applications suffer from several deployment problems, due to the nature of the environment on which they perform. Indeed, defining an application on top of a P2P network often means defining an application where peers contribute resources in exchange for their ability to use the P2P application. For example, in P2P file sharing application, while the user is downloading some file, the P2P application is in parallel serving that file to other users. Such peers could have limited hardware resources, e.g., CPU, bandwidth and memory or the end-user could decide to limit the resources it dedicates to the P2P application a priori. In addition, a P2P network is typically emerged into an unreliable environment, where communication links and processes are subject to message losses and crashes, respectively. To support P2P applications, this thesis proposes a set of services that address some underlying constraints related to the nature of P2P networks. The proposed services include a set of adaptive broadcast solutions and an adaptive data replication solution that can be used as the basis of several P2P applications. Our data replication solution permits to increase availability and to reduce the communication overhead. The broadcast solutions aim, at providing a communication substrate encapsulating one of the key communication paradigms used by P2P applications: broadcast. Our broadcast solutions typically aim at offering reliability and scalability to some upper layer, be it an end-to-end P2P application or another system-level layer, such as a data replication layer. Our contributions are organized in a protocol stack made of three layers. In each layer, we propose a set of adaptive protocols that address specific constraints imposed by the environment. Each protocol is evaluated through a set of simulations. The adaptiveness aspect of our solutions relies on the fact that they take into account the constraints of the underlying system in a proactive manner. To model these constraints, we define an environment approximation algorithm allowing us to obtain an approximated view about the system or part of it. This approximated view includes the topology and the components reliability expressed in probabilistic terms. To adapt to the underlying system constraints, the proposed broadcast solutions route messages through tree overlays permitting to maximize the broadcast reliability. Here, the broadcast reliability is expressed as a function of the selected paths reliability and of the use of available resources. These resources are modeled in terms of quotas of messages translating the receiving and sending capacities at each node. To allow a deployment in a large-scale system, we take into account the available memory at processes by limiting the view they have to maintain about the system. Using this partial view, we propose three scalable broadcast algorithms, which are based on a propagation overlay that tends to the global tree overlay and adapts to some constraints of the underlying system. At a higher level, this thesis also proposes a data replication solution that is adaptive both in terms of replica placement and in terms of request routing. At the routing level, this solution takes the unreliability of the environment into account, in order to maximize reliable delivery of requests. At the replica placement level, the dynamically changing origin and frequency of read/write requests are analyzed, in order to define a set of replica that minimizes communication cost.

A WiMAX-based implementation of network MIMO for indoor wireless systems

It is well known that multiple-input multiple-output (MIMO) techniques can bring numerous benefits, such as higher spectral efficiency, to point-to-point wireless links. More recently, there has been interest in extending MIMO concepts tomultiuser wireless systems. Our focus in this paper is on network MIMO, a family of techniques whereby each end user in a wireless access network is served through several access points within its range of influence. By tightly coordinating the transmission and reception of signals at multiple access points, network MIMO can transcend the limits on spectral efficiency imposed by cochannel interference. Taking prior information-theoretic analyses of networkMIMO to the next level, we quantify the spectral efficiency gains obtainable under realistic propagation and operational conditions in a typical indoor deployment. Our study relies on detailed simulations and, for specificity, is conducted largely within the physical-layer framework of the IEEE 802.16e Mobile WiMAX system. Furthermore,to facilitate the coordination between access points, we assume that a high-capacity local area network, such as Gigabit Ethernet,connects all the access points. Our results confirm that network MIMO stands to provide a multiple-fold increase in spectralefficiency under these conditions.

Elokuvien levittäminen Internetissä

Movie distribution on the Internet has become more common in recent years along with fast broadband internet connections. The problem so far has been that the greatest part of movie distribution on the Internet has been illegal. This is about to change because the major film distributors are finally starting to rent and sell movies more and more on the Internet due to their growing confidence in new copy protection methods. The importance of movie online distribution to the movie industry is still tiny but it is increasing rapidly as is investing in new business models and distribution methods in the USA and Europe. This thesis examines the basic concepts of online movie distribution, such as distribution techniques and copy protection, the main companies that rent and sell movies on the internet and their business models, the effects of movie piracy and non-commercial distribution channels. The intention was to provide the reader with an overview of different aspects of movie distribution on the Internet and its future. The conclusion was that movie distribution on the Internet will play a bigger financial part in the future although it was still too early to say just how significant that will be. We will probably see many corresponding distribution techniques, like peer-to-peer networks and streaming servers distributing and broadcasting movies to different end-user platforms like television, PC and portable media players. Internet distribution of movies will not revolutionize movie distribution in the next couple of years but it will make possible new efficient and inexpensive ways to distribute movies globally which will in turn increase the possibilities for revenue, especially for small independent movie producers and distributors.

Disseny i elaboració d'un gimnàs on-line

L’evolució que ha experimentat la societat, les grans ciutats, la industrialització i molts altres factors han modificat l’estil de vida de les persones accentuant-ne, irremediablement, el sedentarisme i l’abstinència de realitzar exercici físic. La pràctica esportiva i/o d’exercici físic realitzada sota les condicions recomanades pels professionals, és beneficiosa per millorar el nivell de salut o mantenir-lo en tot el possible, ja que provoca modificacions beneficioses sobre el metabolisme, el sistema cardiovascular i l’aparell locomotor. Lamentablement, l’hàbit de realitzar exercici físic no és comú en totes les persones, ja sigui per l’estil de vida que genera incompatibilitats d’horaris amb la feina, fills i familiars o bé per mandra o desgana d’haver d’aprofitar aquelles estones de temps lliure per dedicar-los al culte del cos i de la salut. Els efectes negatius que suposa una modalitat de vida sedentària per a la salut són notablement elevats, amb la qual cosa, cal buscar sistemes per augmentar l’ interès de la població per la pràctica de l’esport i l’activitat física. La creació d’aquest projecte neix de la idea d’unir el fet d’enginyar un mètode per incrementar l’interès de les persones per l’exercici físic amb els avenços tecnològics que s’han realitzat aquesta última dècada relacionats amb el desenvolupament web i multimèdia. A grans trets, la idea general d’aquest projecte es basa en el cas d’un gimnàs real i en actiu, amb necessitat de crear un portal web que serveixi alhora de pàgina web informativa i d’eina de gestió acadèmica del centre proporcionant certes funcionalitats als clients tot presentant-los una nova modalitat de realitzar exercici físic dirigit: realitzar-lo des de casa. Per desenvolupar tot el sistema informàtic que ho durà a terme, després de realitzar una recerca, anàlisi i elecció de les eines mitjançant les quals poder-ho realitzar, s’ha optat per crear l’entorn web mitjançant els llenguatges HTML i PHP en combinació amb els fulls d’estil CSS. Pel que fa a l’entorn de desenvolupament, s’ha utilitzat Notepad++ i com a entorn de proves, WAMP Server. Per últim, pel que fa a la transmissió del contingut multimèdia (vídeos de les sessions d’activitats) s’ha utilitzat Flash Media Interactive Server en combinació de Flash Media Live Encoder per codificar-ne el contingut. L’usuari final, des de qualsevol punt del planeta, podrà realitzar (sempre i quan disposi del temps i el material necessari i una connexió a Internet) en temps real i en directe les classes dirigides que es realitzen al centre. Tanmateix, també s’ha desenvolupat una botiga virtual on qualsevol persona podrà comprar-hi, entre d’altres coses relacionades amb la pràctica de l’exercici físic, tot el material necessari per realitzar qualsevol de les activitats que s’imparteixen al gimnàs i ho rebrà còmodament a casa. Aprofitar unes circumstàncies econòmiques adverses per generar una nova manera de captar clients proporcionant-los una alternativa econòmica, diferent, nova i original d’anar al gimnàs. Temps de crisis, temps d’oportunitats. Aquesta és la moralitat que pretén donar aquest projecte.

Nanotechnology: balancing benefits and risks to public health and the environment : expert paper

Nanotechnology has been heralded as a "revolution" in science, for two reasons: first, because of its revolutionary view of the way in which chemicals and elements, such as gold and silver, behave, compared to traditional scientific understanding of their properties. Second, the impact of these new discoveries, as applied to commerce, can transform the daily life of consumer products ranging from sun tan lotions and cosmetics, food packaging and paints and coatings for cars, housing and fabrics, medicine and thousands of industrial processes.9 Beneficial consumer use of nanotechnologies, already in the stream of commerce, improves coatings on inks and paints in everything from food packaging to cars. Additionally, "Nanomedicine" offers the promise of diagnosis and treatment at the molecular level in order to detect and treat presymptomatic disease,10 or to rebuild neurons in Alzheimer's and Parkinson's disease. There is a possibility that severe complications such as stroke or heart attack may be avoided by means of prophylactic treatment of people at risk, and bone regeneration may keep many people active who never expected rehabilitation. Miniaturisation of diagnostic equipment can also reduce the amount of sampling materials required for testing and medical surveillance. Miraculous developments, that sound like science fiction to those people who eagerly anticipate these medical products, combined with the emerging commercial impact of nanotechnology applications to consumer products will reshape civil society - permanently. Thus, everyone within the jurisdiction of the Council of Europe is an end-user of nanotechnology, even without realising that nanotechnology has touched daily life.

Appendix: expert paper

Nanotechnology has been heralded as a "revolution" in science, for two reasons: first, because of its revolutionary view of the way in which chemicals and elements, such as gold and silver, behave, compared to traditional scientific understanding of their properties. Second, the impact of these new discoveries, as applied to commerce, can transform the daily life of consumer products ranging from sun tan lotions and cosmetics, food packaging and paints and coatings for cars, housing and fabrics, medicine and thousands of industrial processes.9 Beneficial consumer use of nanotechnologies, already in the stream of commerce, improves coatings on inks and paints in everything from food packaging to cars. Additionally, "Nanomedicine" offers the promise of diagnosis and treatment at the molecular level in order to detect and treat presymptomatic disease,10 or to rebuild neurons in Alzheimer's and Parkinson's disease. There is a possibility that severe complications such as stroke or heart attack may be avoided by means of prophylactic treatment of people at risk, and bone regeneration may keep many people active who never expected rehabilitation. Miniaturisation of diagnostic equipment can also reduce the amount of sampling materials required for testing and medical surveillance. Miraculous developments, that sound like science fiction to those people who eagerly anticipate these medical products, combined with the emerging commercial impact of nanotechnology applications to consumer products will reshape civil society - permanently. Thus, everyone within the jurisdiction of the Council of Europe is an end-user of nanotechnology, even without realising that nanotechnology has touched daily life.

Tietojärjestelmäinvestoinnin jälkitarkkailumalli

Tämän työn ensisijaisena tavoitteena oli kehittää tietojärjestelmähankkeiden investointiprosessia luomalla kohdeyritykseen yhtenäinen toimintatapa hankkeiden jälkitarkkailuun. Tavoiteltu muutos koskee järjestelmäinvestointien arviointiperusteita sekä niiden käyttöönoton jälkeistä seurantaa. Jälkitarkkailumalli on rakennettu tasapainotettujen mittaristojen viitekehyksestä mittaamalla onnistumista johdon, loppukäyttäjän sekä projektin näkökulmasta. Työn tuloksena on Excel -sovellus sekä toimintatapa sovelluksen käytölle. Esimerkki-investoinnista kerätyn kokemuksen perusteella malli tukee investointiin liittyvien sidosryhmien sitoutumista yhteisiin tavoitteisiin sekä selkeyttää roolijakoa IT - vetoisen projektiryhmän ja yrityksen liiketoiminnallisen johdon välillä. Lisäksi mallin koettiin tukevan käyttöönotetun järjestelmän tavoitelähtöistä johtamista. Käytön laajentuessa mallilla uskotaan olevan yksittäistenhankkeiden lisäksi positiivinen vaikutus myös yrityksen tietojärjestelmähankkeiden investointiprosessiin.

Matemaattiset opetusympäristöt ja matemaattisen käyttöliittymän käytettävyys

Tämän diplomityön tarkoituksena on kuvata Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa kehitetyn luentojen tueksi tarkoitetun Matematiikan virtuaalimateriaalin hallintaympäristön kehityskaari. Järjestelmä luotiin parantamaanopetuksen laatua siten, että sen avulla opiskelijat saavat helposti käyttöönsä suomenkielistä, laadukkaalla kirjoitusjäljellä olevaa opiskelumateriaalia 24 tuntia vuorokaudessa. Lisäksi järjestelmän tavoitteena oli helpottaa opettajien työtaakkaa siten, että he pystyvät luomaan viikoittaiset harjoitustehtäväpaketit sekä tentit suoraan tietokannasta. Järjestelmän kehitys alkoi vuonna 2001, jonka jälkeen sitä on jatkuvasti muokattu opettajien ja opiskelijoiden avustuksella yhäkäyttäjäystävällisempään suuntaan. Testausmenetelminä on käytetty asiantuntijatestausta, lomakkeita ja varsinaista loppukäyttäjätestausta. Kehityksen tuloksenaon saatu järjestelmä, joka voidaan ottaa käyttöön kaikessa matematiikan perusopetuksessa.

Service Management for Service Desk

Palvelunhallinnan kehittäminen Service Desk ympäristöön johtaa parempaan työnkulun hallintaan. Service Deskin päätehtävänä on toimia ainoana yhteyspisteenä asiakkaalta tietohallinto-osastolle. Jokainen yhteydenottopitää kirjata ja se pitäisi olla jäljitettävissä. Tapahtumien eli insidenttien kirjaaminen tapahtuu pääasiassa Service Desk -funktiossa, joka omistaa niistä jokaisen. Tapahtumien hallintaprosessin tehtävänä on etsiä loppukäyttäjän tai IT-infrastruktuurin monitorointityökalun ilmoittamalle insidentille mahdollisimman nopea ratkaisu. Insidentit saattavat johtaa ongelmiin, jotka käsitellään erillisessä prosessissa. Ongelmien hallintaprosessi yrittää etsiä vikatilanteen pohjimmaisen syyn. Kun pohjimmaisin syy on löytynyt, prosessi lähettää muutospyynnön muutosten hallintaprosessille. Jotta päästään mahdollisimman hyvään tehokkuuteen, pitää määrittää asiakasrajapinta sekä mittarit. ITIL-malli tarjoaa prosessit IT-palvelunhallinnan kehittämiselle. Kansainvälisesti tunnettuna 'de factO' standardina sitä voidaan soveltaa globaaleissa yrityksissä. Tässä työssä keskitytään erään lääkkeiden jakelussa toimivan yrityksen tietohallinto-osaston Help Deskin nykytilan määrittämiseen. Työssä myös kuvataan tietohallinto-osaston tavoitetila, jossa keskitytään Service Deskin IT palvelunhallinnan kehittämiseen. Muut prosessit ja mittarit on kuvattu niiltä osin, jotka tulee huomioida Service Deskin seuraamisen ja ohjaamisen kannalta.

Paineellisten reaktoreiden projektitoimituksen optimointi

Diplomityössä tavoitteena on saada selvitys, jonka avulla yritys löytää toimitusprojekteistaan parannusta ja huomiota vaativat osa-alueet projektimuotoisten toimitusten kustannusrakennetta ja optimointia tarkastelemalla. Näin yritys voi tulevaisuudessa kehittää projektitoimituksen osa-alueita niin että se voi vastata asiakkaiden asettamiin vaatimuksiin sekä haasteisiin entistä nopeammin ja tarkemmin. Tutkimuksen lähtökohtana ovat projektiajattelu sekä siihen liittyvän toimitusketjun prosessit, joiden avulla lähestytään tutkimuksen ongelmaa ja selvitetään koko toimitusprojektin kehitystä vaativat alueet. Tutkimuksessa vaaditut tiedot saavutettiin vapaamuotoisten haastattelujen, yrityksen dokumentteja tutkimalla sekä yhteistyökumppanien avulla. Projektitoimituksen kokonaisvaltainen kehitys vaatii yhteistyötä ja huomiota toimitusketjun jokaisessa osa-alueessa aina raaka-ainelähteiltä loppukäyttäjälle asti. Näin voidaan saavuttaa tietojen avoimuus ja täsmällisyys, jotta päästään parhaaseen lopputulokseen projektitoimituksen osalta. Erityisesti kustannusrakenteen jakauma tuleehuomioida tulevaisuudessa tarkasti tehtäessä projektitoimitukseen liittyviä ratkaisuja. Esivalmistusasteen tarkastelu asetettiin työn alussa yhdeksi tärkeimmäksi tutkimuskohteeksi. Tarkastelussa havaittiin, että valmistusasteen valinnalla voidaan vaikuttaa lähes puoleen reaktorin kustannusrakenteen mukaisista kustannuksista kuten työ-, kuljetus- ja asennuskustannukseen. Myös materiaalikustannukset ovat suuressa roolissa reaktorinkustannusrakenteessa, joten tähän tulee kiinnittää myös huomiota. Muita tutkittavia tekijöitä, jotka pääasiassa vaikuttivat materiaali- ja asennuskustannuksiin työssä olivat paineastiastandardin ja paineluokan sekä valmistuspaikan valinta. Lisäksi huomioitiin toteutuneiden toimitusten eroavaisuuksia teoreettisiin ratkaisuihin ja etsittiin näistä mahdollisia kehitys- ja kustannussäästökohteita.

Business Intelligence -järjestelmä päätöksentekijöiden tukena asiantuntijayrityksessä

Työn tarkoituksena oli kartoittaa ja tehdä esiselvitys Business Intelligencen(BI) mahdollisuuksista tiedon hallinnassa. Tavoitteena oli selvittää, kuinka yritys voi tietotekniikan avulla paremmin hyödyntää operatiivisten järjestelmien tuottamia tietoja päätöksenteon tukena. Työssä sovellettiin konstruktiivista tutkimusotetta. Business Intelligence -teknologiaan tutustuttiin aluksi kirjallisuuden avulla. Ongelmaa lähestyttiin selvittämällä kohdeyrityksen tiedonhallinnan nykytila ja siihen liittyvät ongelmat. Käyttäjävaatimukset selvitettiin strukturoidulla kyselytutkimuksella. Lisäksi työn empiriaosuudessa tutustuttiin kahteen Business Intelligence -toteutukseen ja arvioitiin teknologian kypsyyttä suhteessa asiakasvaatimuksiin. Tiedonhallinnalta toivottiin joustavuutta ja helppokäyttöisyyttä.Erityisesti tutkimuksessa esiin nousi se, että tiedon jakeluun tarvitaan monipuolisempia vaihtoehtoja. Käyttäjät olivat valmiita hyödyntämään uusia BI-ominaisuuksia varsin laajalti. Haastavinta tutkimuksessa oli liiketoiminnan ymmärtäminen. Suurimmat BI-teknologian puutteet havaittiin loppukäyttäjän sovelluksissa. Tietovarastointiprosessiin liittyvä teknologia todettiin toimivaksi.

Adaptando Metalib al usuario : la experiencia de la UOC

The implementation of Metalib in UOC's Library was framed within a project centred on the end user. For the adaptation of Metalib to the users' needs and search behaviour, we carried out three tests: - One with students, conducted by a consulting company; - A second one with teachers, carried out by the Library; - The third, with teachers and staff, also was carried out by the Library, after having made some changes resulting from the first and second tests. The tests, made with the software Morae, underlined a number of difficulties to understand the concepts related to metasearching. The tests also showed difficulties in navigating and in managing search results. All the information gathered was used to improve navigation through the interface. The presentation tells about the tests' methodology, the conclusions reached through this experience, and the decisions finally taken by the Library to improve the Metalib interface.

Application Size Optimisation in Mobile Environment

Työssä tutkitaan menetelmiä, käytäntöjä ja oliosuunnittelumalleja jotka johtavat ohjelmistojen koon pienentymiseen. Työssä tutkitaan konkreettisia keinoja ohjelmistojen koon optimointiin Symbian-alustalla. Työ keskityy C++ ohjelmistoihin jotka on suunniteltu toimimaan matkapuhelimissa ja muissa langattomissa laitteissa. Työssä esitellään, analysoidaan ja optimoidaan todellinen, loppukäyttäjille suunnattu, langaton sovellus. Käytetyt optimointimenetelmät sekä saadut tulokset esitellään ja analysoidaan. Esimerkkisovelluksen toteuttamisesta kertyvien kokemusten perusteella esitetään suosituksia langattomaan sovelluskehitykseen. Hyvän teknisen arkkitehtuurisuunnitelman todettiin olevan merkittävässä roolissa. C++ -kielen luokkaperinnän huomattiin yllättäen olevan suurin ohjelmatiedostojen kokoon vaikuttava tekijä Symbian-käyttöjärjestelmässä. Pienten ohjelmien tuottamisessa vaaditaan taitoa ja kurinalaisuutta. Ohjelmistokehittäjien asenteet ovat yleensä suurin este sille. Monet ihmiset eivät vain välitä kirjoittaminen ohjelmiensa koosta.