608 research outputs found

    Multicast Mobility in Mobile IP Version 6 (MIPv6) : Problem Statement and Brief Survey

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    Publisher PD

    Exploring traffic and QoS management mechanisms to support mobile cloud computing using service localisation in heterogeneous environments

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    In recent years, mobile devices have evolved to support an amalgam of multimedia applications and content. However, the small size of these devices poses a limit the amount of local computing resources. The emergence of Cloud technology has set the ground for an era of task offloading for mobile devices and we are now seeing the deployment of applications that make more extensive use of Cloud processing as a means of augmenting the capabilities of mobiles. Mobile Cloud Computing is the term used to describe the convergence of these technologies towards applications and mechanisms that offload tasks from mobile devices to the Cloud. In order for mobile devices to access Cloud resources and successfully offload tasks there, a solution for constant and reliable connectivity is required. The proliferation of wireless technology ensures that networks are available almost everywhere in an urban environment and mobile devices can stay connected to a network at all times. However, user mobility is often the cause of intermittent connectivity that affects the performance of applications and ultimately degrades the user experience. 5th Generation Networks are introducing mechanisms that enable constant and reliable connectivity through seamless handovers between networks and provide the foundation for a tighter coupling between Cloud resources and mobiles. This convergence of technologies creates new challenges in the areas of traffic management and QoS provisioning. The constant connectivity to and reliance of mobile devices on Cloud resources have the potential of creating large traffic flows between networks. Furthermore, depending on the type of application generating the traffic flow, very strict QoS may be required from the networks as suboptimal performance may severely degrade an application’s functionality. In this thesis, I propose a new service delivery framework, centred on the convergence of Mobile Cloud Computing and 5G networks for the purpose of optimising service delivery in a mobile environment. The framework is used as a guideline for identifying different aspects of service delivery in a mobile environment and for providing a path for future research in this field. The focus of the thesis is placed on the service delivery mechanisms that are responsible for optimising the QoS and managing network traffic. I present a solution for managing traffic through dynamic service localisation according to user mobility and device connectivity. I implement a prototype of the solution in a virtualised environment as a proof of concept and demonstrate the functionality and results gathered from experimentation. Finally, I present a new approach to modelling network performance by taking into account user mobility. The model considers the overall performance of a persistent connection as the mobile node switches between different networks. Results from the model can be used to determine which networks will negatively affect application performance and what impact they will have for the duration of the user's movement. The proposed model is evaluated using an analytical approac

    MP-CFM: MPTCP-Based communication functional module for next generation ERTMS

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    184 p. El contenido de los capítulos 4,5,6,7,8 y 9 está sujeto a confidencialidadEl Sistema Europeo de Gestión del Tráfico Ferroviario (ERTMS, por sus siglasen inglés), fue originalmente diseñado para los ferrocarriles europeos. Sinembargo, a lo largo de las dos últimas décadas, este sistema se ha convertidoen el estándar de-facto para los servicios de Alta Velocidad en la mayoría depaíses desarrollados.El sistema ERTMS se compone de tres subsistemas principales: 1) el Sistemade Control Ferroviario Europeo (ETCS, por sus siglas en inglés), que actúacomo aplicación de señalización; 2) el sistema Euroradio, que a su vez estádividido en dos subsistemas, el Módulo de Seguridad Funcional (SFM, porsus siglas en inglés), y el Módulo de Comunicación Funcional (CFM, porsus siglas en inglés); y 3) el sistema de comunicaciones subyacente, GSM-R,que transporta la información intercambiada entre el sistema embarcado enel tren (OBU, por sus siglas en inglés) y el Centro de Bloqueo por Radio(RBC, por sus siglas en inglés). El sistema de señalización ETCS soporta tresniveles dependiendo del nivel de prestaciones soportadas. En el nivel 3 seintroduce la posibilidad de trabajar con bloques móviles en lugar de bloquesfijos definidos en la vía. Esto implica que la distancia de avance entre dos trenesconsecutivos puede ser reducida a una distancia mínima en la que se garanticela seguridad del servicio, aumentando por tanto la capacidad del corredorferroviario. Esta distancia de seguridad viene determinada por la combinaciónde la distancia de frenado del tren y el retraso de las comunicaciones deseñalización. Por lo tanto, se puede afirmar que existe una relación directaentre los retrasos y la confiabilidad de las transmisiones de las aplicaciones deseñalización y la capacidad operacional de un corredor ferroviario. Así pues,el estudio y mejora de los sistemas de comunicaciones utilizados en ERTMSjuegan un papel clave en la evolución del sistema ERTMS. Asimismo, unaoperatividad segura en ERTMS, desde el punto de vista de las comunicacionesimplicadas en la misma, viene determinada por la confiabilidad de lascomunicaciones, la disponibilidad de sus canales de comunicación, el retrasode las comunicaciones y la seguridad de sus mensajes.Unido este hecho, la industria ferroviaria ha venido trabajando en ladigitalización y la transición al protocolo IP de la mayor parte de los sistemasde señalización. Alineado con esta tendencia, el consorcio industrial UNISIGha publicado recientemente un nuevo modelo de comunicaciones para ERTMSque incluye la posibilidad, no solo de operar con el sistema tradicional,basado en tecnología de conmutación de circuitos, sino también con un nuevosistema basado en IP. Esta tesis está alineada con el contexto de migraciónactual y pretende contribuir a mejorar la disponibilidad, confiabilidad yseguridad de las comunicaciones, tomando como eje fundamental los tiemposde transmisión de los mensajes, con el horizonte puesto en la definición deuna próxima generación de ERTMS, definida en esta tesis como NGERTMS.En este contexto, se han detectado tres retos principales para reforzar laresiliencia de la arquitectura de comunicaciones del NGERTMS: 1) mejorarla supervivencia de las comunicaciones ante disrupciones; 2) superar laslimitaciones actuales de ERTMS para enviar mensajes de alta prioridad sobretecnología de conmutación de paquetes, dotando a estos mensajes de un mayorgrado de resiliencia y menor latencia respecto a los mensajes ordinarios; y3) el aumento de la seguridad de las comunicaciones y el incremento de ladisponibilidad sin que esto conlleve un incremento en la latencia.Considerando los desafíos previamente descritos, en esta tesis se proponeuna arquitectura de comunicaciones basada en el protocolo MPTCP, llamadaMP-CFM, que permite superar dichos desafíos, a la par que mantener laretrocompatibilidad con el sistema de comunicaciones basado en conmutaciónde paquetes recientemente propuesto por UNISIG. Hasta el momento, esta esla primera vez que se propone una arquitectura de comunicaciones completacapaz de abordar los desafíos mencionados anteriormente. Esta arquitecturaimplementa cuatro tipos de clase de servicio, los cuales son utilizados porlos paquetes ordinarios y de alta prioridad para dos escenarios distintos; unescenario en el que ambos extremos, el sistema embarcado o OBU y el RBC,disponen de múltiples interfaces de red; y otro escenario transicional en el cualel RBC sí tiene múltiples interfaces de red pero el OBU solo dispone de unaúnica interfaz. La arquitectura de comunicaciones propuesta para el entornoferroviario ha sido validada mediante un entorno de simulación desarrolladopara tal efecto. Es más, dichas simulaciones demuestran que la arquitecturapropuesta, ante disrupciones de canal, supera con creces en términos derobustez el sistema diseñado por UNISIG. Como conclusión, se puede afirmarque en esta tesis se demuestra que una arquitectura de comunicaciones basadade MPTCP cumple con los exigentes requisitos establecidos para el NGERTMSy por tanto dicha propuesta supone un avance en la evolución del sistema deseñalización ferroviario europeo

    Radio communication for Communications-Based Train Control (CBTC): A tutorial and survey

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    Vehicular Networks with Infrastructure: Modeling, Simulation and Testbed

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    This thesis focuses on Vehicular Networks with Infrastructure. In the examined scenarios, vehicular nodes (e.g., cars, buses) can communicate with infrastructure roadside units (RSUs) providing continuous or intermittent coverage of an urban road topology. Different aspects related to the design of new applications for Vehicular Networks are investigated through modeling, simulation and testing on real field. In particular, the thesis: i) provides a feasible multi-hop routing solution for maintaining connectivity among RSUs, forming the wireless mesh infrastructure, and moving vehicles; ii) explains how to combine the UHF and the traditional 5-GHz bands to design and implement a new high-capacity high-efficiency Content Downloading using disjoint control and service channels; iii) studies new RSUs deployment strategies for Content Dissemination and Downloading in urban and suburban scenarios with different vehicles mobility models and traffic densities; iv) defines an optimization problem to minimize the average travel delay perceived by the drivers, spreading different traffic flows over the surface roads in a urban scenario; v) exploits the concept of Nash equilibrium in the game-theory approach to efficiently guide electric vehicles drivers' towards the charging stations. Moreover, the thesis emphasizes the importance of using realistic mobility models, as well as reasonable signal propagation models for vehicular networks. Simplistic assumptions drive to trivial mathematical analysis and shorter simulations, but they frequently produce misleading results. Thus, testing the proposed solutions in the real field and collecting measurements is a good way to double-check the correctness of our studie
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