Smart-HOP: a reliable handoff mechanism for mobile wireless sensor networks

Handoff processes, the events where mobile nodes select the best access point available to transfer data, have been well studied in cellular and WiFi networks. However, wireless sensor networks (WSN) pose a new set of challenges due to their simple low-power radio transceivers and constrained resources. This paper proposes smart-HOP, a handoff mechanism tailored for mobile WSN applications. This work provides two important contributions. First, it demonstrates the intrinsic relationship between handoffs and the transitional region. The evaluation shows that handoffs perform the best when operating in the transitional region, as opposed to operating in the more reliable connected region. Second, the results reveal that a proper fine tuning of the parameters, in the transitional region, can reduce handoff delays by two orders of magnitude, from seconds to tens of milliseconds.

Poster abstract: Smart-HOP: a reliable handoff procedure for supporting mobility in wireless sensor networks

This poster abstract presents smart-HOP, a reliable handoff mechanism for mobility support in Wireless Sensor Networks (WSNs). This technique relies on a fuzzy logic approach applied at two levels: the link quality estimation level and the access point selection level. We present the conceptual design of smart-HOP and then we discuss implementation requirements and challenges.

On a reliable handoff procedure for supporting mobility in wireless sensor networks

Wireless sensor network (WSN) applications such as patients’ health monitoring in hospitals, location-aware ambient intelligence, industrial monitoring /maintenance or homeland security require the support of mobile nodes or node groups. In many of these applications, the lack of network connectivity is not admissible or should at least be time bounded, i.e. mobile nodes cannot be disconnected from the rest of the WSN for an undefined period of time. In this context, we aim at reliable and real-time mobility support in WSNs, for which appropriate handoff and rerouting decisions are mandatory. This paper1 drafts a mechanism and correspondent heuristics for taking reliable handoff decisions in WSNs. Fuzzy logic is used to incorporate the inherent imprecision and uncertainty of the physical quantities at stake.

Estudo da qualidade de serviço de uma aplicação VoIP em ambientes wireless com handoff

This work deals with experimental studies about VoIP conections into WiFi 802.11b networks with handoff. Indoor and outdoor network experiments are realised to take measurements for the QoS parameters delay, throughput, jitter and packt loss. The performance parameters are obtained through the use of software tools Ekiga, Iperf and Wimanager that assure, respectvely, VoIP conection simulation, trafic network generator and metric parameters acquisition for, throughput, jitter and packt loss. The avarage delay is obtained from the measured throughput and the concept of packt virtual transmition time. The experimental data are validated based on de QoS level for each metric parameter accepted as adequated by the specialized literature

Handoff de espectro em redes baseadas em rádio cognitivo utilizando redes neurais artificiais

Hoje, o espectro de rádio é um dos mais importantes recursos naturais no mundo. Segundo relatórios da FCC (do inglês, Federal Communications Commission), as bandas licenciadas, apesar de abundantes, são pobremente utilizadas. A tecnologia de rádio cognitivo visa melhorar a eficiência espectral através do acesso oportunista ao espectro. Permite que novas aplicações baseadas em comunicação sem fio sejam suportadas, sem interferir na comunicação licenciada e buscando garantir a qualidade de serviço das aplicações que a utilizam. Neste âmbito, o handoff de espectro é um dos requisitos essenciais e críticos na adoção desta tecnologia. Este trabalho realiza uma discussão da tecnologia de rádio cognitivo, propõe e avalia uma estratégia proativa para handoff de espectro em redes baseadas em rádio cognitivo utilizando Redes Neurais Artificiais. O desempenho da proposta em termos de nível de interferência ao usuário primário, número de handoffs de espectro realizado pelo usuário secundário e utilização espectral, é comparado com o obtido por um esquema reativo. Diferentemente de outras propostas que se baseiam em modelos estocásticos pré-definidos, utilizaram-se medidas reais de sensoriamento disponibilizados pelo IEEE Dyspan 2008 para avaliar a proposta. Resultados numéricos mostram a superioridade do esquema proposto.

Handoff from recombinase to replisome: Insights from transposition

Bacteriophage Mu replicates as a transposable element, exploiting host enzymes to promote initiation of DNA synthesis. The phage-encoded transposase MuA, assembled into an oligomeric transpososome, promotes transfer of Mu ends to target DNA, creating a fork at each end, and then remains tightly bound to both forks. In the transition to DNA synthesis, the molecular chaperone ClpX acts first to weaken the transpososome's interaction with DNA, apparently activating its function as a molecular matchmaker. This activated transpososome promotes formation of a new nucleoprotein complex (prereplisome) by yet unidentified host factors [Mu replication factors (MRFα2)], which displace the transpososome in an ATP-dependent reaction. Primosome assembly proteins PriA, PriB, DnaT, and the DnaB–DnaC complex then promote the binding of the replicative helicase DnaB on the lagging strand template of the Mu fork. PriA helicase plays an important role in opening the DNA duplex for DnaB binding, which leads to assembly of DNA polymerase III holoenzyme to form the replisome. The MRFα2 transition factors, assembled into a prereplisome, not only protect the fork from action by nonspecific host enzymes but also appear to aid in replisome assembly by helping to activate PriA's helicase activity. They consist of at least two separable components, one heat stable and the other heat labile. Although the MRFα2 components are apparently not encoded by currently known homologous recombination genes such as recA, recF, recO, and recR, they may fulfill an important function in assembling replisomes on arrested replication forks and products of homologous strand exchange.

VHITS: Vertical handoff initiation and target selection in a heterogeneous wireless network

Global connectivity, for anyone, at anyplace, at anytime, to provide high-speed, high-quality, and reliable communication channels for mobile devices, is now becoming a reality. The credit mainly goes to the recent technological advances in wireless communications comprised of a wide range of technologies, services, and applications to fulfill the particular needs of end-users in different deployment scenarios (Wi-Fi, WiMAX, and 3G/4G cellular systems). In such a heterogeneous wireless environment, one of the key ingredients to provide efficient ubiquitous computing with guaranteed quality and continuity of service is the design of intelligent handoff algorithms. Traditional single-metric handoff decision algorithms, such as Received Signal Strength (RSS) based, are not efficient and intelligent enough to minimize the number of unnecessary handoffs, decision delays, and call-dropping and/or blocking probabilities. This research presented a novel approach for the design and implementation of a multi-criteria vertical handoff algorithm for heterogeneous wireless networks. Several parallel Fuzzy Logic Controllers were utilized in combination with different types of ranking algorithms and metric weighting schemes to implement two major modules: the first module estimated the necessity of handoff, and the other module was developed to select the best network as the target of handoff. Simulations based on different traffic classes, utilizing various types of wireless networks were carried out by implementing a wireless test-bed inspired by the concept of Rudimentary Network Emulator (RUNE). Simulation results indicated that the proposed scheme provided better performance in terms of minimizing the unnecessary handoffs, call dropping, and call blocking and handoff blocking probabilities. When subjected to Conversational traffic and compared against the RSS-based reference algorithm, the proposed scheme, utilizing the FTOPSIS ranking algorithm, was able to reduce the average outage probability of MSs moving with high speeds by 17%, new call blocking probability by 22%, the handoff blocking probability by 16%, and the average handoff rate by 40%. The significant reduction in the resulted handoff rate provides MS with efficient power consumption, and more available battery life. These percentages indicated a higher probability of guaranteed session continuity and quality of the currently utilized service, resulting in higher user satisfaction levels.

Vertical Handoff Target Selection in a Heterogeneous Wireless Network Using Fuzzy ELECTRE

Global connectivity is on the verge of becoming a reality to provide high-speed, high-quality, and reliable communication channels for mobile devices at anytime, anywhere in the world. In a heterogeneous wireless environment, one of the key ingredients to provide efficient and ubiquitous computing with guaranteed quality and continuity of service is the design of intelligent handoff algorithms. Traditional single-metric handoff decision algorithms, such as Received Signal Strength (RSS), are not efficient and intelligent enough to minimize the number of unnecessary handoffs, decision delays, call-dropping and blocking probabilities. This research presents a novel approach for of a Multi Attribute Decision Making (MADM) model based on an integrated fuzzy approach for target network selection.

Timing analysis of an inter-cell mobility procedure for a wired/wireless PROFIBUS network

Recently, there have been a few research efforts towards extending the capabilities of fieldbus networks to encompass wireless support. In previous works we have proposed a hybrid wired/wireless PROFIBUS network solution where the interconnection between the heterogeneous communication media was accomplished through bridge-like interconnecting devices. The resulting networking architecture embraced a Multiple Logical Ring (MLR) approach, thus with multiple independent tokens, where the communication between different domains was supported by the Inter-Domain Protocol (IDP). The proposed architecture also supports mobility of stations between different wireless cells. To that hybrid wired/wireless networking architecture we have proposed a worst-case response timing analysis of the IDP, without considering inter-cell mobility (or handoff) of stations. In this paper, we advance that previous work by proposing a worst-case timing analysis of the mobility procedure.

Real-time communications over wired/wireless PROFIBUS networks supporting inter-cell mobility

PROFIBUS is an international standard (IEC 61158, EN 50170) for factory-floor communications, with several thousands of installations worldwide. Taking into account the increasing need for mobile devices in industrial environments, one obvious solution is to extend traditional wired PROFIBUS networks with wireless capabilities. In this paper, we outline the major aspects of a hybrid wired/wireless PROFIBUS-based architecture, where most of the design options were made in order to guarantee the real-time behaviour of the overall network. We also introduce the timing unpredictability problems resulting from the co-existence of heterogeneous physical media in the same network. However, the major focus of this paper is on how to guarantee real-time communications in such a hybrid network, where nodes (and whole segments) can move between different radio cells (inter-cell mobility). Assuming a simple mobility management mechanism based on mobile nodes performing periodic radio channel assessment and switching, we propose a methodology to compute values for specific parameters that enable an optimal (minimum) and bounded duration of the handoff procedure.

Gestion adaptative des ressources dans les réseaux maillés sans fil à multiples-radios multiples-canaux

Depuis quelques années, la recherche dans le domaine des réseaux maillés sans fil ("Wireless Mesh Network (WMN)" en anglais) suscite un grand intérêt auprès de la communauté des chercheurs en télécommunications. Ceci est dû aux nombreux avantages que la technologie WMN offre, telles que l'installation facile et peu coûteuse, la connectivité fiable et l'interopérabilité flexible avec d'autres réseaux existants (réseaux Wi-Fi, réseaux WiMax, réseaux cellulaires, réseaux de capteurs, etc.). Cependant, plusieurs problèmes restent encore à résoudre comme le passage à l'échelle, la sécurité, la qualité de service (QdS), la gestion des ressources, etc. Ces problèmes persistent pour les WMNs, d'autant plus que le nombre des utilisateurs va en se multipliant. Il faut donc penser à améliorer les protocoles existants ou à en concevoir de nouveaux. L'objectif de notre recherche est de résoudre certaines des limitations rencontrées à l'heure actuelle dans les WMNs et d'améliorer la QdS des applications multimédia temps-réel (par exemple, la voix). Le travail de recherche de cette thèse sera divisé essentiellement en trois principaux volets: le contrôle d‟admission du trafic, la différentiation du trafic et la réaffectation adaptative des canaux lors de la présence du trafic en relève ("handoff" en anglais). Dans le premier volet, nous proposons un mécanisme distribué de contrôle d'admission se basant sur le concept des cliques (une clique correspond à un sous-ensemble de liens logiques qui interfèrent les uns avec les autres) dans un réseau à multiples-sauts, multiples-radios et multiples-canaux, appelé RCAC. Nous proposons en particulier un modèle analytique qui calcule le ratio approprié d'admission du trafic et qui garantit une probabilité de perte de paquets dans le réseau n'excédant pas un seuil prédéfini. Le mécanisme RCAC permet d‟assurer la QdS requise pour les flux entrants, sans dégrader la QdS des flux existants. Il permet aussi d‟assurer la QdS en termes de longueur du délai de bout en bout pour les divers flux. Le deuxième volet traite de la différentiation de services dans le protocole IEEE 802.11s afin de permettre une meilleure QdS, notamment pour les applications avec des contraintes temporelles (par exemple, voix, visioconférence). À cet égard, nous proposons un mécanisme d'ajustement de tranches de temps ("time-slots"), selon la classe de service, ED-MDA (Enhanced Differentiated-Mesh Deterministic Access), combiné à un algorithme efficace de contrôle d'admission EAC (Efficient Admission Control), afin de permettre une utilisation élevée et efficace des ressources. Le mécanisme EAC prend en compte le trafic en relève et lui attribue une priorité supérieure par rapport au nouveau trafic pour minimiser les interruptions de communications en cours. Dans le troisième volet, nous nous intéressons à minimiser le surcoût et le délai de re-routage des utilisateurs mobiles et/ou des applications multimédia en réaffectant les canaux dans les WMNs à Multiples-Radios (MR-WMNs). En premier lieu, nous proposons un modèle d'optimisation qui maximise le débit, améliore l'équité entre utilisateurs et minimise le surcoût dû à la relève des appels. Ce modèle a été résolu par le logiciel CPLEX pour un nombre limité de noeuds. En second lieu, nous élaborons des heuristiques/méta-heuristiques centralisées pour permettre de résoudre ce modèle pour des réseaux de taille réelle. Finalement, nous proposons un algorithme pour réaffecter en temps-réel et de façon prudente les canaux aux interfaces. Cet algorithme a pour objectif de minimiser le surcoût et le délai du re-routage spécialement du trafic dynamique généré par les appels en relève. Ensuite, ce mécanisme est amélioré en prenant en compte l‟équilibrage de la charge entre cliques.

Gestion des ressources dans les réseaux cellulaires sans fil

L’émergence de nouvelles applications et de nouveaux services (tels que les applications multimédias, la voix-sur-IP, la télévision-sur-IP, la vidéo-sur-demande, etc.) et le besoin croissant de mobilité des utilisateurs entrainent une demande de bande passante de plus en plus croissante et une difficulté dans sa gestion dans les réseaux cellulaires sans fil (WCNs), causant une dégradation de la qualité de service. Ainsi, dans cette thèse, nous nous intéressons à la gestion des ressources, plus précisément à la bande passante, dans les WCNs. Dans une première partie de la thèse, nous nous concentrons sur la prédiction de la mobilité des utilisateurs des WCNs. Dans ce contexte, nous proposons un modèle de prédiction de la mobilité, relativement précis qui permet de prédire la destination finale ou intermédiaire et, par la suite, les chemins des utilisateurs mobiles vers leur destination prédite. Ce modèle se base sur : (a) les habitudes de l’utilisateur en terme de déplacements (filtrées selon le type de jour et le moment de la journée) ; (b) le déplacement courant de l’utilisateur ; (c) la connaissance de l’utilisateur ; (d) la direction vers une destination estimée ; et (e) la structure spatiale de la zone de déplacement. Les résultats de simulation montrent que ce modèle donne une précision largement meilleure aux approches existantes. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous nous intéressons au contrôle d’admission et à la gestion de la bande passante dans les WCNs. En effet, nous proposons une approche de gestion de la bande passante comprenant : (1) une approche d’estimation du temps de transfert intercellulaire prenant en compte la densité de la zone de déplacement en terme d’utilisateurs, les caractéristiques de mobilité des utilisateurs et les feux tricolores ; (2) une approche d’estimation de la bande passante disponible à l’avance dans les cellules prenant en compte les exigences en bande passante et la durée de vie des sessions en cours ; et (3) une approche de réservation passive de bande passante dans les cellules qui seront visitées pour les sessions en cours et de contrôle d’admission des demandes de nouvelles sessions prenant en compte la mobilité des utilisateurs et le comportement des cellules. Les résultats de simulation indiquent que cette approche réduit largement les ruptures abruptes de sessions en cours, offre un taux de refus de nouvelles demandes de connexion acceptable et un taux élevé d’utilisation de la bande passante. Dans la troisième partie de la thèse, nous nous penchons sur la principale limite de la première et deuxième parties de la thèse, à savoir l’évolutivité (selon le nombre d’utilisateurs) et proposons une plateforme qui intègre des modèles de prédiction de mobilité avec des modèles de prédiction de la bande passante disponible. En effet, dans les deux parties précédentes de la thèse, les prédictions de la mobilité sont effectuées pour chaque utilisateur. Ainsi, pour rendre notre proposition de plateforme évolutive, nous proposons des modèles de prédiction de mobilité par groupe d’utilisateurs en nous basant sur : (a) les profils des utilisateurs (c’est-à-dire leur préférence en termes de caractéristiques de route) ; (b) l’état du trafic routier et le comportement des utilisateurs ; et (c) la structure spatiale de la zone de déplacement. Les résultats de simulation montrent que la plateforme proposée améliore la performance du réseau comparée aux plateformes existantes qui proposent des modèles de prédiction de la mobilité par groupe d’utilisateurs pour la réservation de bande passante.

Strategier som kan förbättra sjuksköterskors kommunikation vid överrapportering inom somatisk slutenvård : En litteraturöversikt

Bakgrund: Sjuksköterskor har i sitt dagliga arbete till uppgift att ge och ta emot rapport om patienterna hen vårdar. En god kommunikation krävs för att säkerställa att relevant information förmedlas och inte patientsäkerheten hotas. Syfte: Att beskriva strategier för hur kommunikationen kan förbättras vid överrapportering mellan sjuksköterskor inom den somatiska slutenvården. Metod: Litteraturöversikten är baserad på 15 vetenskapliga artiklar med kvalitativ, kvantitativ och mixad ansats. Artiklarna identifierades via sökningar i databaserna Cinahl, PubMed och Web of Science. Resultat: Tre strategier framkom: personlig överrapportering, användandet av standardiserade formulär och överrapportering vid patientens säng. Strategierna gav en effektivare, säkrare och mer tidssparande överrapportering. Slutsats: En god kommunikation mellan sjuksköterskorna är oerhört viktigt för att bibehålla en trygg och säker vård för patienterna. För att få en förbättrad kommunikation mellan sjuksköterskor vid överrapportering kan olika strategier användas. Då sjuksköterskorna ofta har en hög arbetsbelastning så krävs det att överrapporteringarna är strukturerade för att inte tappa bort viktig information.