An analytical model for performance evaluation of multimedia applications over EDCA in an IEEE 802.11e WLAN

We extend the modeling heuristic of (Harsha et al. 2006. In IEEE IWQoS 06, pp 178 - 187) to evaluate the performance of an IEEE 802.11e infrastructure network carrying packet telephone calls, streaming video sessions and TCP controlled file downloads, using Enhanced Distributed Channel Access (EDCA). We identify the time boundaries of activities on the channel (called channel slot boundaries) and derive a Markov Renewal Process of the contending nodes on these epochs. This is achieved by the use of attempt probabilities of the contending nodes as those obtained from the saturation fixed point analysis of (Ramaiyan et al. 2005. In Proceedings ACM Sigmetrics, `05. Journal version accepted for publication in IEEE TON). Regenerative analysis on this MRP yields the desired steady state performance measures. We then use the MRP model to develop an effective bandwidth approach for obtaining a bound on the size of the buffer required at the video queue of the AP, such that the streaming video packet loss probability is kept to less than 1%. The results obtained match well with simulations using the network simulator, ns-2. We find that, with the default IEEE 802.11e EDCA parameters for access categories AC 1, AC 2 and AC 3, the voice call capacity decreases if even one streaming video session and one TCP file download are initiated by some wireless station. Subsequently, reducing the voice calls increases the video downlink stream throughput by 0.38 Mbps and file download capacity by 0.14 Mbps, for every voice call (for the 11 Mbps PHY). We find that a buffer size of 75KB is sufficient to ensure that the video packet loss probability at the QAP is within 1%.

An agent based adaptive bandwidth allocation scheme for multimedia applications

Bandwidth allocation for multimedia applications in case of network congestion and failure poses technical challenges due to bursty and delay sensitive nature of the applications. The growth of multimedia services on Internet and the development of agent technology have made us to investigate new techniques for resolving the bandwidth issues in multimedia communications. Agent technology is emerging as a flexible promising solution for network resource management and QoS (Quality of Service) control in a distributed environment. In this paper, we propose an adaptive bandwidth allocation scheme for multimedia applications by deploying the static and mobile agents. It is a run-time allocation scheme that functions at the network nodes. This technique adaptively finds an alternate patchup route for every congested/failed link and reallocates the bandwidth for the affected multimedia applications. The designed method has been tested (analytical and simulation)with various network sizes and conditions. The results are presented to assess the performance and effectiveness of the approach. This work also demonstrates some of the benefits of the agent based schemes in providing flexibility, adaptability, software reusability, and maintainability. (C) 2004 Elsevier Inc. All rights reserved.

An agent based adaptive bandwidth allocation scheme for multimedia applications

Bandwidth allocation for multimedia applications in case of network congestion and failure poses technical challenges due to bursty and delay sensitive nature of the applications. The growth of multimedia services on Internet and the development of agent technology have made us to investigate new techniques for resolving the bandwidth issues in multimedia communications. Agent technology is emerging as a flexible promising solution for network resource management and QoS (Quality of Service) control in a distributed environment. In this paper, we propose an adaptive bandwidth allocation scheme for multimedia applications by deploying the static and mobile agents. It is a run-time allocation scheme that functions at the network nodes. This technique adaptively finds an alternate patchup route for every congested/failed link and reallocates the bandwidth for the affected multimedia applications. The designed method has been tested (analytical and simulation)with various network sizes and conditions. The results are presented to assess the performance and effectiveness of the approach. This work also demonstrates some of the benefits of the agent based schemes in providing flexibility, adaptability, software reusability, and maintainability. (C) 2004 Elsevier Inc. All rights reserved.

Stochastic models of IEEE 802.11e wireless net works with multimedia applications

We provide a survey of some of our recent results ([9], [13], [4], [6], [7]) on the analytical performance modeling of IEEE 802.11 wireless local area networks (WLANs). We first present extensions of the decoupling approach of Bianchi ([1]) to the saturation analysis of IEEE 802.11e networks with multiple traffic classes. We have found that even when analysing WLANs with unsaturated nodes the following state dependent service model works well: when a certain set of nodes is nonempty, their channel attempt behaviour is obtained from the corresponding fixed point analysis of the saturated system. We will present our experiences in using this approximation to model multimedia traffic over an IEEE 802.11e network using the enhanced DCF channel access (EDCA) mechanism. We have found that we can model TCP controlled file transfers, VoIP packet telephony, and streaming video in the IEEE802.11e setting by this simple approximation.

Design issues and caching strategies for CD-ROM based multimedia storage

CD-ROMs have proliferated as a distribution media for desktop machines for a large variety of multimedia applications (targeted for a single-user environment) like encyclopedias, magazines and games. With CD-ROM capacities up to 3 GB being available in the near future, they will form an integral part of Video on Demand (VoD) servers to store full-length movies and multimedia. In the first section of this paper we look at issues related to the single- user desktop environment. Since these multimedia applications are highly interactive in nature, we take a pragmatic approach, and have made a detailed study of the multimedia application behavior in terms of the I/O request patterns generated to the CD-ROM subsystem by tracing these patterns. We discuss prefetch buffer design and seek time characteristics in the context of the analysis of these traces. We also propose an adaptive main-memory hosted cache that receives caching hints from the application to reduce the latency when the user moves from one node of the hyper graph to another. In the second section we look at the use of CD-ROM in a VoD server and discuss the problem of scheduling multiple request streams and buffer management in this scenario. We adapt the C-SCAN (Circular SCAN) algorithm to suit the CD-ROM drive characteristics and prove that it is optimal in terms of buffer size management. We provide computationally inexpensive relations by which this algorithm can be implemented. We then propose an admission control algorithm which admits new request streams without disrupting the continuity of playback of the previous request streams. The algorithm also supports operations such as fast forward and replay. Finally, we discuss the problem of optimal placement of MPEG streams on CD-ROMs in the third section.

Optimizing Multimedia Experience in a Thin Client Environment for a Resource Constrained Processor

In this paper, we study how TCP and UDP flows interact with each other when the end system is a CPU resource constrained thin client. The problem addressed is twofold, 1) the throughput of TCP flows degrades severely in the presence of heavily loaded UDP flows 2) fairness and minimum QoS requirements of UDP are not maintained. First, we identify the factors affecting the TCP throughput by providing an in-depth analysis of end to end delay and packet loss variations. The results obtained from the first part leads us to our second contribution. We propose and study the use of an algorithm that ensures fairness across flows. The algorithm improves the performance of TCP flows in the presence of multiple UDP flows admitted under an admission algorithm and maintains the minimum QoS requirements of the UDP flows. The advantage of the algorithm is that it requires no changes to TCP/IP stack and control is achieved through receiver window control.

A design methodology for selecting and placement of sensors in multimedia surveillance systems

This paper addresses the problem of how to select the optimal number of sensors and how to determine their placement in a given monitored area for multimedia surveillance systems. We propose to solve this problem by obtaining a novel performance metric in terms of a probability measure for accomplishing the task as a function of set of sensors and their placement. This measure is then used to find the optimal set. The same measure can be used to analyze the degradation in system 's performance with respect to the failure of various sensors. We also build a surveillance system using the optimal set of sensors obtained based on the proposed design methodology. Experimental results show the effectiveness of the proposed design methodology in selecting the optimal set of sensors and their placement.

A dynamic bandwidth allocation scheme for interactive multimedia applications over cellular networks

Cellular networks played key role in enabling high level of bandwidth for users by employing traditional methods such as guaranteed QoS based on application category at radio access stratum level for various classes of QoSs. Also, the newer multimode phones (e.g., phones that support LTE (Long Term Evolution standard), UMTS, GSM, WIFI all at once) are capable to use multiple access methods simulta- neously and can perform seamless handover among various supported technologies to remain connected. With various types of applications (including interactive ones) running on these devices, which in turn have different QoS requirements, this work discusses as how QoS (measured in terms of user level response time, delay, jitter and transmission rate) can be achieved for interactive applications using dynamic bandwidth allocation schemes over cellular networks. In this work, we propose a dynamic bandwidth allocation scheme for interactive multimedia applications with/without background load in the cellular networks. The system has been simulated for many application types running in parallel and it has been observed that if interactive applications are to be provided with decent response time, a periodic overhauling of policy at admission control has to be done by taking into account history, criticality of applications. The results demonstrate that interactive appli- cations can be provided with good service if policy database at admission control is reviewed dynamically.

SeaMo plus : a virtual real-time multimedia service framework on handhelds to enable remote real-time patient monitoring for mobile doctors

The key requirements for enabling real-time remote healthcare service on a mobile platform, in the present day heterogeneous wireless access network environment, are uninterrupted and continuous access to the online patient vital medical data, monitor the physical condition of the patient through video streaming, and so on. For an application, this continuity has to be sufficiently transparent both from a performance perspective as well as a Quality of Experience (QoE) perspective. While mobility protocols (MIPv6, HIP, SCTP, DSMIP, PMIP, and SIP) strive to provide both and do so, limited or non-availability (deployment) of these protocols on provider networks and server side infrastructure has impeded adoption of mobility on end user platforms. Add to this, the cumbersome OS configuration procedures required to enable mobility protocol support on end user devices and the user's enthusiasm to add this support is lost. Considering the lack of proper mobility implementations that meet the remote healthcare requirements above, we propose SeaMo+ that comprises a light-weight application layer framework, termed as the Virtual Real-time Multimedia Service (VRMS) for mobile devices to provide an uninterrupted real-time multimedia information access to the mobile user. VRMS is easy to configure, platform independent, and does not require additional network infrastructure unlike other existing schemes. We illustrate the working of SeaMo+ in two realistic remote patient monitoring application scenarios.

Better QOS with W/T SPR codes for the transmission of multimedia signals in Optical CDMA networks

In this paper optical code-division multiple-access (O-CDMA) packet network is considered, which offers inherent security in the access networks. The application of O-CDMA to multimedia transmission (voice, data, and video) is investigated. The simultaneous transmission of various services is achieved by assigning to each user unique multiple code signatures. Thus, by applying a parallel mapping technique, we achieve multi-rate services. A random access protocol is proposed, here, where all distinct codes are used, for packet transmission. The codes, Optical Orthogonal Code (OOC), or 1D codes and Wavelength/Time Single-Pulse-per-Row (W/T SPR), or 2D codes, are analyzed. These 1D and 2D codes with varied weight are used to differentiate the Quality of Service (QoS). The theoretical bit error probability corresponding to the quality of each service is established using 1D and 2D codes in the receiver noiseless case and compared. The results show that, using 2D codes QoS in multimedia transmission is better than using 1D codes.

Análisis de la contribución de los sistemas silvopastoriles a la conservación de la flora y fauna en tres comunidades de la reserva de biósfera Bosawás

El estudio se realizó en tres comunidades del Territorio Miskitu Indian Tasbaika Kum, Reserva de Biósfera BOSAWAS (Shiminka, Boca de Plis y Esperanza), para describir la interacción entre especies de flora y avifauna y su influencia en la conservación de estas especies en las áreas de pastoreo, a partir de tres criterios: 1) cuantificar flora y avifauna, 2) prácticas de manejo tradicional, 3) estimar beneficios económico generado por sistemas de pastoreo. Se establecieron tres puntos de conteo dentro de transeptos para avifauna, se estableció parcelas para muestreo de la vegetación en cada comunidad, se seleccionó una comunidad beneficiada por subproyectos del Proyecto Corazón (MARENA) y dos áreas clasificadas como bosque secundario. Para evaluar el beneficio económi co se aplicó entrevistas abiertas y estructuradas dirigida a propietarios de ganado, para documentar los principales beneficios tangibles e intangibles que la población obtiene de estos agrosistemas. El análisis de resultados se determinó en base a índices de diversidad, dominancia, equidad y similitud; tomando en cuenta la riqueza, abundancia y densidad de especies. Se encontró que para flora Shiminka obtuvo los mayores valores de dominancia lo que indica que se encuentran especies de mayor importancia, Esperanza tiene mayor equidad y diversidad, en Shiminka y Esperanza se necesitan mayores estudios, el análisis de Clúster arrojó que aunque existe alguna concordancia entre Boca de Plis y Shiminka, las tres difieren entre sí y el mismo resultado se encontró para la avifauna; y para fauna mayor equidad en Shiminka y Esperanza, mientras la más diversa resultó Esperanza. La similitud establece que Boca de Plis y Esperanza necesitan mayor intensidad de muestreo.

Análisis de los sistemas de producción agropecuarios de Masaya

El presente documento de trabajo forma parte de las investigaciones en Sistemas de Producción Agropecuarios, impulsados por la Universidad Centroamericana (U.C.A.), a través del Departamento de Desarrollo Agraria. La metodología de trabajo utilizado fue basada en el Análisis del Sistema Agrario. Es decir, se realizó una zonificación agrosocioeconómica en .la cual se tomaron en cuenta !os aspectos edafoclímáticos, socioeconómicos y agronómicos, producto de esto se encontraron cinco zonas, que son: - Zona reformada. - Zona de latifundio. - Zona de minifundio. - Zona de abanico de campesinos con parcelas de cultivos anuales y perennes. -Zona de pequeño capitalismo intensivo en fuerza de trabajo y capital. Se realizó la tipología de productores encontrándose cuatro tipos que son: -Los minifundistas. - Los pequeños campesinos. - Los capitalistas agrarios. -Los beneficiados por reforma agraria. La diferencia entre los cuatro tipos de productores evidenciados es en particular los niveles de ingresos neto por hombre superficie, superficie por trabajador, su integración al mercado,, fuerza de trabajo disponible y las modificaciones y consecuencias en los sistemas de producción a partir del ajuste económico realizado en nuestro país, en el año 1988. Los resultados evidencian que los productores con lógica campesina son .los que obtienen los mayores ingreso neto por manzana ($500 a $1500) y los que permiten el pleno empleo de la fuerza de trabajo y le tierra. Así mismos, son los que más se adaptan a los cambios en el entorno socioeconómico.

Evaluación ex-ante del mejoramiento de los sistemas de producción ganadero de doble propósito a través de inversiones propuestas por los mismos ganaderos en la zona de Muy Muy, Matagalpa

El presente trabajo se realizó con el objetivo de evaluar exante la factibilidad técnica y financiera de inversiones propuestas por los mismos ganaderos en la zona de Muy muy, Matagalpa. El estudio se llevó a cabo en dos fases: Una fase preliminar de diagnóstico, en la que se determinó, la disponibilidad y uso actual de los recursos en las fincas, así como las propuestas planteadas por los productores, comprendiéndose en una sub-fase de ésta etapa preliminar un diagnóstico de las características generales de los canales de comercialización y precios de los productos agropecuarios generados por la actividad ganadera de la zona. La segunda fase comprendió el procesamiento y computación de la información. La información relativa a los recursos, se procesó para cada una de las fincas y en base a ello, se estimaron los diferentes parámetros técnicos y elementos fuentes de ingresos y egresos, elaborándose también las diferentes proyecciones de hato por finca, así mismo de disponibilidades de pastos, mano de obra e insumos. Para efectos de analizar tanto el uso eficiente de las pasturas como de los resultados financieros, las fincas se agruparon en cuatro dominios de recomendación en función de sus áreas. En los aspectos técnicos se determinó que la actividad de las fincas es la ganadería ya que en promedio, el 82.33% de las áreas totales por finca se destina a esta actividad, ocupando los pastos mejorados en promedio el 67.44% y un promedio de 32.56% los pastos naturales. Con el proyecto el área ganadera se incrementa en un promedio de 2.46%, pasando a representar los pastos mejorados un promedio de 92.65% y el natural el 7.35%, reduciéndose éste último en un promedio de 25.21%. Las cargas animales encontradas fluctuaron en un rango de 18.6 U.A./mz. a 268.3 U.A./mz. siendo éste en cinco de las nueve fincas superiores a las disponibilidades que resultan por tanto negativas en un rango de -36.3 a -3.8 U.A., con el proyecto las cargas animales se incrementan a valores comprendidos entre 54.2 y 456.5 U.A., resultando sin embargo las disponibilidades positivas en seis de las nueve fincas para el año décimo del proyecto en un rango comprendido entre +2.5 a +16.2 U.A., a excepción de tres fincas en las cuales los déficit reflejan valores entre -2.6 y -43.1 U.A. En lo que se refiere a los niveles de eficiencia en el aprovechamiento de las pasturas, las fincas La Palma y El Castaño resultaron ser las más eficientes, manteniendo sus niveles de aprovechamiento próximo al nivel óptimo de manera en periodo de años más prolongados. El número de cabezas de ganado encontrado por finca, fluctuó entre 20 y 290, como efecto de los proyectos el hato total tendría un incremento promedio anual de 7.5%, es decir 10.58 cabezas por año. La natalidad encontrada en promedio fue mortalidad de terneros 7.04%, descarte de vacas de 50.8%, 10.72% y relación vaca-toro 19:1. Para el año décimo de los los promedios de estos coeficientes alcanzan: 53.1%, mortalidad de terneros 4.46% y descarte de 19.55%. proyectos natalidad vientres. La edad de incorporación de vaquillas resultó entre 2.5 a 3 años. En la composición racial se encontró que predomina un alto encastamiento con razas europeas. La relación producción total por área en el año base resultó en promedio de 42.53 galones de leche/manzana y 52.68 kilogramos de carne manzana y para el ultimo año de los proyectos alcanzan en promedio los 67.56 galones de leche/manzana y 96.14 kilogramos de carne/manzana. La producción promedio de leche por época correspondió a 4 litros/vaca/día en el verano y 6 litros/vaca/día en invierno. Partiendo del promedio de éstos valores, el incremento anual de ésta producción con el proyecto alcanzarla en promedio el 7.3%. En el aspecto de ingresos en promedio la producción de leche aporta en el año base el 43.44%, la producción de carne 34.09%, la venta de otras categorías 12.5% y la agricultura el 9.95% de los ingresos totales. con el proyecto se presenta una recomposición en éstos, de manera que el aporte de la producción de leche alcanza el 46.99%, el de la carne 46.67% y la parte agrícola el 5.25%. En los gastos, en el año base en promedio, la mano de obra representa el mayor porcentaje con 54.63%, medios circulantes y servicios 37.94%, impuestos 7.4%, variando éstos para el año décimo a promedios de: 48.25%, 42.54% y 9.17% respectivamente, reflejándose un incremento en los gastos de medios circulantes y servicios en un promedio de 4.6% y 1.77% los gastos en impuestos. Los costos de producción por litro de leche en el año base, fluctuaron entre C$1.23 y C$1.61 y en el último año varian ligeramente a un rango entre C$0.87 y C$1.53. En el mercado de aspecto la leche de comercialización, el control del en el municipio está en posesión de los manteros, un segundo siendo la agente de Unión de Cooperativas de Boaco (UCASBO) importancia en la comercialización. En el caso de la carne, los mayores volúmenes de ganado comercializado es controlado por los comerciantes intermediarios, que en los años 1990 y 1992 extrajeron de la zona 6000 y 8000 cabezas respectivamente. En el fluctuaron aspecto de los precios, en el caso de la leche con la estacionalidad de la producción C$0.95 en invierno manteros) tipo A y UCASBO). el peso, con pesos y C$1.00 en el verano (al comercializar con y por calidad de la leche entregada C$1.375 leche tipo A y By C$1.12 para el tipo e (al comercializar con las El ganado en cambio, su precio está determinado por obteniéndose C$1,500.00 y C$1,600.00 por novillos de 380 y 420 kilogramos respectivamente. De las inversiones a realizarse, la adquisición de ganado representa el mayor porcentaje con un 49.67%, las instalaciones y equipos con un 29.02% y mejoramiento de pastizales con 21.31% del monto total propuesto equivalente a C$829,400.00, de los cuales el total solicitado representa el 76.68% equivalente a C$636,000.00. Para el análisis financiero, se utilizó el formato y metodología del Banco Mundial. Los resultados de rentabilidad de éste análisis al interés propuesto del 9% ocupan un rango entre 21.78 y 9.10%, relación inversión­ beneficio neto entre 2.2 y 1.07. Con el interés bancario del 12.5%, los resultados pasan a .ocupar valores de TIR entre 16.2% y 7.85% y la relación inversión-beneficio neto alcanza valores entre 1.93 y 0.98. Con la utilización de recursos propios los resultados son inferiores a los obtenidos con el 9% de interés en siete de las nueve fincas y superiores que los resultados logrados con el interés del 12.5%, siendo los valores extremos de las TIR encontradas de 18.42% y 10.19%. En el aspecto de sensibilidad, al incrementarse los gastos operativos en un 10%, el proyecto de la finca La Perla resulta ser el más sensible con el interés del 9%, alcanzando una TIR de 1.04% y un VAN negativo de C$-21,503.08. En la correlación inversión-rentabilidad, las inversiones en ganado ejercieron la mejor influencia, seguida de las inversiones en pastos, fundamentalmente cuando éstas van acompañadas de una alta tasa de parición. Los flujos de efectivos encontrados, resultaron con fuertes déficit a excepción de la finca San Felipe que presentó una situación menos desfavorable. Los déficit encontrado hacen que los proyectos de éstas fincas aún y cuando sean rentables, no sean factibles, al no tener disponibilidades de efectivo para el sostenimiento de las unidades familiares durante los primeros años de proyecto.

Caracterización de sistemas de producción ganadera en las Comarcas de Copalar y San Pedro del Norte, Municipio de Bocanas de Paiwás, Zelaya Central

El presente trabajo se realizó con el objetivo de contribuir al desarrollo ganadero del micro región por medio de la caracterización de las actividades ganaderas de las Comarcas de Copalar y San Pedro del norte. El estudio se llevó a cabo en dos fases: Una fase preliminar de “diagnóstico, en la que se determinó, la disponibilidad y uso actual de los recursos en las fincas, tecnologías y características generales de los canales de comercialización y precios de los productos pecuarios generados por la actividad ganadera de las Comarcas. La segunda fase comprendió el procesamiento y computación de la información. La información relativa a los recursos pecuarios se procesó para cada uno de los eslabones de la cadena y en base a ello se estimaron los diferentes parámetros técnicos, productivos, reproductivos y elementos fuentes de ingresos y egresos determinándose así la rentabilidad de cada uno de los eslabones de la cadena. En los aspectos técnicos se determinó que la actividad de las fincas es la ganadería; ya que en promedio, el 92% de las áreas totales se destinan a esta actividad; existiendo solamente pastos naturales. Las cargas animales encontradas fluctuaron en un rango de 0.24 u.a/mz a 0.49 u.a/mz, siendo inferiores a las disponibilidades de pastos ; resultando las disponibilidades positivas. Las especies de pastos encontrados en mayor proporción en estas fincas son Asia (Panicum maximum) y Retana (Ischaemun indicum). En cuanto al manejo de potreros; encontramos que presentan un área promedio por potrero entre 27-29 mz. y realizan rotación de potreros cada 15-30 días. En relación al control de maleza se realizan chapeas más rondas dos veces al año y quemas cada dos, tres años.