40 research outputs found

    Cost based optimization for strategic mobile radio access network planning using metaheuristics

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    La evolución experimentada por las comunicaciones móviles a lo largo de las últimas décadas ha sido motivada por dos factores principales: el surgimiento de nuevas aplicaciones y necesidades por parte del usuario, así como los avances tecnológicos. Los servicios ofrecidos para términales móviles han evolucionado desde el clásico servicio de voz y mensajes cortos (SMS), a servicios más atractivos y por lo tanto con una rápida aceptación por parte de usuario final como, video telephony, video streaming, online gaming, and the internet broadband access (MBAS). Todos estos nuevos servicios se han convertido en una realidad gracias a los avances técnologicos, avances tales como nuevas técnicas de acceso al medio compartido, nuevos esquemas de codificiación y modulación de la información intercambiada, sistemas de transmisión y recepción basados en múltiples antenas (MIMO), etc. Un aspecto importante en esta evolución fue la liberación del sector a principios de los años 90, donde la función reguladora llevado a cabo por las autoridades regulatorias nacionales (NRA) se ha antojado fundamental. Uno de los principales problemas tratados por la NRA espcífica de cada nación es la determinación de los costes por servicios mayoristas, esto es los servicios entre operadores de servicios móvilles, entre los que cabe destacar el coste por terminación de llamada o de inteconexión. El servicio de interconexión hace posible la comunicación de usuarios de diferente operadores, así como el acceso a la totalidad de servicios, incluso a aquellos no prestados por un operador en concreto gracias al uso de una red perteneciente a otro operador, por parte de todos los usuarios. El objetivo principal de esta tesis es la minimización de los costes de inversión en equipamiento de red, lo cual repercute en el establecimiento de las tarifas de interconexión como se verá a lo largo de este trabajo. La consecución de dicho objetivo se divide en dos partes: en primer lugar, el desarrollo de un conjunto de algoritmos para el dimesionado óptimo de una red de acceso radio (RAN) para un sistema de comunicaciones móvilles. En segundo lugar, el diseño y aplicación de algoritmos de optimización para la distribución óptima de los servicios sobre el conjunto de tecnologías móviles existentes (OSDP). El modulo de diseño de red proporciona cuatro algoritmos diferenciados encargados del dimensionado y planificación de la red de acceso móvil. Estos algoritmos se aplican en un entorno multi-tecnología, considerando sistemas de segunda (2G), tercera (3G) y cuarta (4G) generación, multi-usuario, teniendo en cuenta diferentes perfiles de usuarios con su respectiva carga de tráfico, y multo-servicio, incluyendo voz, servicios de datos de baja velocidad (64-144 Kbps), y acceso a internet de banda ancha móvil. La segunda parte de la tesis se encarga de distribuir de una manera óptima el conjunto de servicios sobre las tecnologías a desplegar. El objetivo de esta parte es hacer un uso eficiente de las tecnologías existentes reduciendo los costes de inversión en equipamiento de red. Esto es posible gracias a las diferencias tecnológicas existente entre los diferentes sistemas móviles, que hacen que los sistemas de segunda generación sean adecuados para proporcionar el servicio de voz y mensajería corta, mientras que redes de tercera generación muestran un mejor rendimiento en la transmisión de servicios de datos. Por último, el servicio de banda ancha móvil es nativo de redes de última generadón, como High Speed Data Acces (HSPA) y 4G. Ambos módulos han sido aplicados a un extenso conjunto de experimentos para el desarrollo de análisis tecno-económicos tales como el estudio del rendimiento de las tecnologías de HSPA y 4G para la prestación del servicio de banda ancha móvil, así como el análisis de escenarios reales de despliegue para redes 4G que tendrán lugar a partir del próximo año coinicidiendo con la licitación de las frecuencias en la banda de 800 MHz. Así mismo, se ha llevado a cabo un estudio sobre el despliegue de redes de 4G en las bandas de 800 MHz, 1800 MHz y 2600 MHz, comparando los costes de inversión obtenidos tras la optimización. En todos los casos se ha demostrado la mejora, en términos de costes de inversión, obtenida tras la aplicación de ambos módulos, posibilitando una reducción en la determinación de los costes de provisión de servicios. Los estudios realizados en esta tesis se centran en la nación de España, sin embargo todos los algoritmos implementados son aplicables a cualquier otro país europeo, prueba de ello es que los algoritmos de diseño de red han sido utilizados en diversos proyectos de regulación

    Cost based optimization for strategic mobile radio access network planning using metaheuristics

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    La evolución experimentada por las comunicaciones móviles a lo largo de las últimas décadas ha sido motivada por dos factores principales: el surgimiento de nuevas aplicaciones y necesidades por parte del usuario, así como los avances tecnológicos. Los servicios ofrecidos para términales móviles han evolucionado desde el clásico servicio de voz y mensajes cortos (SMS), a servicios más atractivos y por lo tanto con una rápida aceptación por parte de usuario final como, video telephony, video streaming, online gaming, and the internet broadband access (MBAS). Todos estos nuevos servicios se han convertido en una realidad gracias a los avances técnologicos, avances tales como nuevas técnicas de acceso al medio compartido, nuevos esquemas de codificiación y modulación de la información intercambiada, sistemas de transmisión y recepción basados en múltiples antenas (MIMO), etc. Un aspecto importante en esta evolución fue la liberación del sector a principios de los años 90, donde la función reguladora llevado a cabo por las autoridades regulatorias nacionales (NRA) se ha antojado fundamental. Uno de los principales problemas tratados por la NRA espcífica de cada nación es la determinación de los costes por servicios mayoristas, esto es los servicios entre operadores de servicios móvilles, entre los que cabe destacar el coste por terminación de llamada o de inteconexión. El servicio de interconexión hace posible la comunicación de usuarios de diferente operadores, así como el acceso a la totalidad de servicios, incluso a aquellos no prestados por un operador en concreto gracias al uso de una red perteneciente a otro operador, por parte de todos los usuarios. El objetivo principal de esta tesis es la minimización de los costes de inversión en equipamiento de red, lo cual repercute en el establecimiento de las tarifas de interconexión como se verá a lo largo de este trabajo. La consecución de dicho objetivo se divide en dos partes: en primer lugar, el desarrollo de un conjunto de algoritmos para el dimesionado óptimo de una red de acceso radio (RAN) para un sistema de comunicaciones móvilles. En segundo lugar, el diseño y aplicación de algoritmos de optimización para la distribución óptima de los servicios sobre el conjunto de tecnologías móviles existentes (OSDP). El modulo de diseño de red proporciona cuatro algoritmos diferenciados encargados del dimensionado y planificación de la red de acceso móvil. Estos algoritmos se aplican en un entorno multi-tecnología, considerando sistemas de segunda (2G), tercera (3G) y cuarta (4G) generación, multi-usuario, teniendo en cuenta diferentes perfiles de usuarios con su respectiva carga de tráfico, y multo-servicio, incluyendo voz, servicios de datos de baja velocidad (64-144 Kbps), y acceso a internet de banda ancha móvil. La segunda parte de la tesis se encarga de distribuir de una manera óptima el conjunto de servicios sobre las tecnologías a desplegar. El objetivo de esta parte es hacer un uso eficiente de las tecnologías existentes reduciendo los costes de inversión en equipamiento de red. Esto es posible gracias a las diferencias tecnológicas existente entre los diferentes sistemas móviles, que hacen que los sistemas de segunda generación sean adecuados para proporcionar el servicio de voz y mensajería corta, mientras que redes de tercera generación muestran un mejor rendimiento en la transmisión de servicios de datos. Por último, el servicio de banda ancha móvil es nativo de redes de última generadón, como High Speed Data Acces (HSPA) y 4G. Ambos módulos han sido aplicados a un extenso conjunto de experimentos para el desarrollo de análisis tecno-económicos tales como el estudio del rendimiento de las tecnologías de HSPA y 4G para la prestación del servicio de banda ancha móvil, así como el análisis de escenarios reales de despliegue para redes 4G que tendrán lugar a partir del próximo año coinicidiendo con la licitación de las frecuencias en la banda de 800 MHz. Así mismo, se ha llevado a cabo un estudio sobre el despliegue de redes de 4G en las bandas de 800 MHz, 1800 MHz y 2600 MHz, comparando los costes de inversión obtenidos tras la optimización. En todos los casos se ha demostrado la mejora, en términos de costes de inversión, obtenida tras la aplicación de ambos módulos, posibilitando una reducción en la determinación de los costes de provisión de servicios. Los estudios realizados en esta tesis se centran en la nación de España, sin embargo todos los algoritmos implementados son aplicables a cualquier otro país europeo, prueba de ello es que los algoritmos de diseño de red han sido utilizados en diversos proyectos de regulación

    The quality-aware service selection problem: an adaptive evolutionary approach

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    Die Qualität der Serviceerbringung (kurz QoS) ist ein wichtiger Aspekt in verteilten, Service-orientierten Systemen. Wenn mehrere Implementierungen einer Funktionalität koexistieren, kann die Wahl eines konkreten Services aufgrund von QoS-Aspekten getroffen werden. Leistung, Verfügbarkeit und Kosten sind Beispiele für QoS-Attribute eines Services. In der vorliegenden Dissertation werden Aspekte dieses Selektionsproblems anhand eines konkreten, Service-orientieren Systems vertieft. Es handelt sich dabei um das TAG-System in ATLAS, einem Hochenergiephysikexperiment am CERN, der Europäischen Organisation für Kernforschung. Die Daten und Services des TAG-Systems sind weltweit verteilt und müssen auf Anfrage selektiert und zu einem Workflow zusammengesetzt werden. Die Optimierung wird aus zwei unterschiedlichen Blickwinkeln. Die Selektion wird als ein dynamisches Pfadoptimierungsproblem unter Nebenbedingungen modelliert, wodurch QoS-Attribute sowohl der Knoten (Services) als auch der Kanten (Netzwerk) berücksichtigt werden können. Dynamische Aspekte des verteilten sind in der Problemformulierung integriert, da sie eine spezifische Herausforderung und Anforderung an Lösungsalgorithmen stellen. Für die dynamische Pareto-Optimierung von Serviceselektionsproblemen wird im Rahmen dieser Arbeit ein Optimierungsansatz mit einem genetischen Algorithmus präsentiert, der über einen persistenten Speicher von früheren Lösungen sowie eine automatische Adaptierung der Mutationsrate eine effiziente Anpassung an das sich ständig verändernde System gewährleistet. Eine Ontologie der Systemkomponenten sowie deren QoS-Attribute bildet die Basis für die Optimierung. Der Ansatz wird im Rahmen der Dissertation hinsichtlich der Qualität der erzielten Lösungen, der Adaptierung an änderungen sowie der Laufzeit evaluiert. Teile des Ansatzes wurden schließ lich in das TAG-System integriert und darin evaluiert.Quality of Service (QoS) is an important aspect in distributed, service-oriented systems. When several concrete services exist that implement the same functionality, the choice of a service instance among many can be made based on QoS considerations, objectives and constraints. Typically considered properties are performance, availability, and costs. In this thesis, aspects of the QoS-aware service selection problem are studied in the context of a distributed, service-oriented system from ATLAS, a high-energy physics experiment at CERN, the European Organization for Nuclear Research. In this so-called TAG system, data and modular services are distributed world-wide and need to be selected and composed on the fly, as a user starts a request. There are two conflicting optimization viewpoints. The service selection is modeled as a dynamic multi-constrained optimal path problem, which allows considering QoS attributes of service instances and of the network. The dynamic aspects of the system are included in the problem definition, as they represent a specific challenge. To address these issues regarding dynamics and conflicting viewpoints, this work proposes a service selection optimization framework based on a multi-objective genetic algorithm capable of efficiently dealing with changing conditions by using a persistent memory of good solutions, and a stepwise adaptation of the mutation rate. A system and QoS attribute ontology as well as a description of dynamics of distributed systems build the basis of the framework. The presented approach is evaluated in terms of optimization quality, adaptability to changes, runtime performance and scalability

    Advances in Evolutionary Algorithms

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    With the recent trends towards massive data sets and significant computational power, combined with evolutionary algorithmic advances evolutionary computation is becoming much more relevant to practice. Aim of the book is to present recent improvements, innovative ideas and concepts in a part of a huge EA field

    ENERGY EFFICIENT WIRED NETWORKING

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    This research proposes a new dynamic energy management framework for a backbone Internet Protocol over Dense Wavelength Division Multiplexing (IP over DWDM) network. Maintaining the logical IP-layer topology is a key constraint of our architecture whilst saving energy by infrastructure sleeping and virtual router migration. The traffic demand in a Tier 2/3 network typically has a regular diurnal pattern based on people‟s activities, which is high in working hours and much lighter during hours associated with sleep. When the traffic demand is light, virtual router instances can be consolidated to a smaller set of physical platforms and the unneeded physical platforms can be put to sleep to save energy. As the traffic demand increases the sleeping physical platforms can be re-awoken in order to host virtual router instances and so maintain quality of service. Since the IP-layer topology remains unchanged throughout virtual router migration in our framework, there is no network disruption or discontinuities when the physical platforms enter or leave hibernation. However, this migration places extra demands on the optical layer as additional connections are needed to preserve the logical IP-layer topology whilst forwarding traffic to the new virtual router location. Consequently, dynamic optical connection management is needed for the new framework. Two important issues are considered in the framework, i.e. when to trigger the virtual router migration and where to move virtual router instances to? For the first issue, a reactive mechanism is used to trigger the virtual router migration by monitoring the network state. Then, a new evolutionary-based algorithm called VRM_MOEA is proposed for solving the destination physical platform selection problem, which chooses the appropriate location of virtual router instances as traffic demand varies. A novel hybrid simulation platform is developed to measure the performance of new framework, which is able to capture the functionality of the optical layer, the IP layer data-path and the IP/optical control plane. Simulation results show that the performance of network energy saving depends on many factors, such as network topology, quiet and busy thresholds, and traffic load; however, savings of around 30% are possible with typical medium-sized network topologies

    Aerial Vehicles

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    This book contains 35 chapters written by experts in developing techniques for making aerial vehicles more intelligent, more reliable, more flexible in use, and safer in operation.It will also serve as an inspiration for further improvement of the design and application of aeral vehicles. The advanced techniques and research described here may also be applicable to other high-tech areas such as robotics, avionics, vetronics, and space

    Using MapReduce Streaming for Distributed Life Simulation on the Cloud

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    Distributed software simulations are indispensable in the study of large-scale life models but often require the use of technically complex lower-level distributed computing frameworks, such as MPI. We propose to overcome the complexity challenge by applying the emerging MapReduce (MR) model to distributed life simulations and by running such simulations on the cloud. Technically, we design optimized MR streaming algorithms for discrete and continuous versions of Conway’s life according to a general MR streaming pattern. We chose life because it is simple enough as a testbed for MR’s applicability to a-life simulations and general enough to make our results applicable to various lattice-based a-life models. We implement and empirically evaluate our algorithms’ performance on Amazon’s Elastic MR cloud. Our experiments demonstrate that a single MR optimization technique called strip partitioning can reduce the execution time of continuous life simulations by 64%. To the best of our knowledge, we are the first to propose and evaluate MR streaming algorithms for lattice-based simulations. Our algorithms can serve as prototypes in the development of novel MR simulation algorithms for large-scale lattice-based a-life models.https://digitalcommons.chapman.edu/scs_books/1014/thumbnail.jp

    Faculty Publications and Creative Works 2005

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    Faculty Publications & Creative Works is an annual compendium of scholarly and creative activities of University of New Mexico faculty during the noted calendar year. Published by the Office of the Vice President for Research and Economic Development, it serves to illustrate the robust and active intellectual pursuits conducted by the faculty in support of teaching and research at UNM. In 2005, UNM faculty produced over 1,887 works, including 1,887 scholarly papers and articles, 57 books, 127 book chapters, 58 reviews, 68 creative works and 4 patented works. We are proud of the accomplishments of our faculty which are in part reflected in this book, which illustrates the diversity of intellectual pursuits in support of research and education at the University of New Mexico

    Anales del XIII Congreso Argentino de Ciencias de la Computación (CACIC)

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    Contenido: Arquitecturas de computadoras Sistemas embebidos Arquitecturas orientadas a servicios (SOA) Redes de comunicaciones Redes heterogéneas Redes de Avanzada Redes inalámbricas Redes móviles Redes activas Administración y monitoreo de redes y servicios Calidad de Servicio (QoS, SLAs) Seguridad informática y autenticación, privacidad Infraestructura para firma digital y certificados digitales Análisis y detección de vulnerabilidades Sistemas operativos Sistemas P2P Middleware Infraestructura para grid Servicios de integración (Web Services o .Net)Red de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

    Algorithmic tools for data-oriented law enforcement

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    The increase in capabilities of information technology of the last decade has led to a large increase in the creation of raw data. Data mining, a form of computer guided, statistical data analysis, attempts to draw knowledge from these sources that is usable, human understandable and was previously unknown. One of the potential application domains is that of law enforcement. This thesis describes a number of efforts in this direction and reports on the results reached on the application of its resulting algorithms on actual police data. The usage of specifically tailored data mining algorithms is shown to have a great potential in this area, which forebodes a future where algorithmic assistance in "combating" crime will be a valuable asset.NWOUBL - phd migration 201
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