QoE on media deliveriy in 5G environments

231 p.5G expandirá las redes móviles con un mayor ancho de banda, menor latencia y la capacidad de proveer conectividad de forma masiva y sin fallos. Los usuarios de servicios multimedia esperan una experiencia de reproducción multimedia fluida que se adapte de forma dinámica a los intereses del usuario y a su contexto de movilidad. Sin embargo, la red, adoptando una posición neutral, no ayuda a fortalecer los parámetros que inciden en la calidad de experiencia. En consecuencia, las soluciones diseñadas para realizar un envío de tráfico multimedia de forma dinámica y eficiente cobran un especial interés. Para mejorar la calidad de la experiencia de servicios multimedia en entornos 5G la investigación llevada a cabo en esta tesis ha diseñado un sistema múltiple, basado en cuatro contribuciones.El primer mecanismo, SaW, crea una granja elástica de recursos de computación que ejecutan tareas de análisis multimedia. Los resultados confirman la competitividad de este enfoque respecto a granjas de servidores. El segundo mecanismo, LAMB-DASH, elige la calidad en el reproductor multimedia con un diseño que requiere una baja complejidad de procesamiento. Las pruebas concluyen su habilidad para mejorar la estabilidad, consistencia y uniformidad de la calidad de experiencia entre los clientes que comparten una celda de red. El tercer mecanismo, MEC4FAIR, explota las capacidades 5G de analizar métricas del envío de los diferentes flujos. Los resultados muestran cómo habilita al servicio a coordinar a los diferentes clientes en la celda para mejorar la calidad del servicio. El cuarto mecanismo, CogNet, sirve para provisionar recursos de red y configurar una topología capaz de conmutar una demanda estimada y garantizar unas cotas de calidad del servicio. En este caso, los resultados arrojan una mayor precisión cuando la demanda de un servicio es mayor

Network-aware video streaming for future media Internet

272 p

QoE on media deliveriy in 5G environments

231 p.5G expandirá las redes móviles con un mayor ancho de banda, menor latencia y la capacidad de proveer conectividad de forma masiva y sin fallos. Los usuarios de servicios multimedia esperan una experiencia de reproducción multimedia fluida que se adapte de forma dinámica a los intereses del usuario y a su contexto de movilidad. Sin embargo, la red, adoptando una posición neutral, no ayuda a fortalecer los parámetros que inciden en la calidad de experiencia. En consecuencia, las soluciones diseñadas para realizar un envío de tráfico multimedia de forma dinámica y eficiente cobran un especial interés. Para mejorar la calidad de la experiencia de servicios multimedia en entornos 5G la investigación llevada a cabo en esta tesis ha diseñado un sistema múltiple, basado en cuatro contribuciones.El primer mecanismo, SaW, crea una granja elástica de recursos de computación que ejecutan tareas de análisis multimedia. Los resultados confirman la competitividad de este enfoque respecto a granjas de servidores. El segundo mecanismo, LAMB-DASH, elige la calidad en el reproductor multimedia con un diseño que requiere una baja complejidad de procesamiento. Las pruebas concluyen su habilidad para mejorar la estabilidad, consistencia y uniformidad de la calidad de experiencia entre los clientes que comparten una celda de red. El tercer mecanismo, MEC4FAIR, explota las capacidades 5G de analizar métricas del envío de los diferentes flujos. Los resultados muestran cómo habilita al servicio a coordinar a los diferentes clientes en la celda para mejorar la calidad del servicio. El cuarto mecanismo, CogNet, sirve para provisionar recursos de red y configurar una topología capaz de conmutar una demanda estimada y garantizar unas cotas de calidad del servicio. En este caso, los resultados arrojan una mayor precisión cuando la demanda de un servicio es mayor

Cloud media video encoding:review and challenges

In recent years, Internet traffic patterns have been changing. Most of the traffic demand by end users is multimedia, in particular, video streaming accounts for over 53%. This demand has led to improved network infrastructures and computing architectures to meet the challenges of delivering these multimedia services while maintaining an adequate quality of experience. Focusing on the preparation and adequacy of multimedia content for broadcasting, Cloud and Edge Computing infrastructures have been and will be crucial to offer high and ultra-high definition multimedia content in live, real-time, or video-on-demand scenarios. For these reasons, this review paper presents a detailed study of research papers related to encoding and transcoding techniques in cloud computing environments. It begins by discussing the evolution of streaming and the importance of the encoding process, with a focus on the latest streaming methods and codecs. Then, it examines the role of cloud systems in multimedia environments and provides details on the cloud infrastructure for media scenarios. After doing a systematic literature review, we have been able to find 49 valid papers that meet the requirements specified in the research questions. Each paper has been analyzed and classified according to several criteria, besides to inspect their relevance. To conclude this review, we have identified and elaborated on several challenges and open research issues associated with the development of video codecs optimized for diverse factors within both cloud and edge architectures. Additionally, we have discussed emerging challenges in designing new cloud/edge architectures aimed at more efficient delivery of media traffic. This involves investigating ways to improve the overall performance, reliability, and resource utilization of architectures that support the transmission of multimedia content over both cloud and edge computing environments ensuring a good quality of experience for the final user

Video Caching, Analytics and Delivery at the Wireless Edge: A Survey and Future Directions

Future wireless networks will provide high bandwidth, low-latency, and ultra-reliable Internet connectivity to meet the requirements of different applications, ranging from mobile broadband to the Internet of Things. To this aim, mobile edge caching, computing, and communication (edge-C3) have emerged to bring network resources (i.e., bandwidth, storage, and computing) closer to end users. Edge-C3 allows improving the network resource utilization as well as the quality of experience (QoE) of end users. Recently, several video-oriented mobile applications (e.g., live content sharing, gaming, and augmented reality) have leveraged edge-C3 in diverse scenarios involving video streaming in both the downlink and the uplink. Hence, a large number of recent works have studied the implications of video analysis and streaming through edge-C3. This article presents an in-depth survey on video edge-C3 challenges and state-of-the-art solutions in next-generation wireless and mobile networks. Specifically, it includes: a tutorial on video streaming in mobile networks (e.g., video encoding and adaptive bitrate streaming); an overview of mobile network architectures, enabling technologies, and applications for video edge-C3; video edge computing and analytics in uplink scenarios (e.g., architectures, analytics, and applications); and video edge caching, computing and communication methods in downlink scenarios (e.g., collaborative, popularity-based, and context-aware). A new taxonomy for video edge-C3 is proposed and the major contributions of recent studies are first highlighted and then systematically compared. Finally, several open problems and key challenges for future research are outlined

QoE management of multimedia streaming services in future networks : a tutorial and survey

No embargo require

Optimising Networks For Ultra-High Definition Video

The increase in real-time ultra-high definition video services is a challenging issue for current network infrastructures. The high bitrate traffic generated by ultra-high definition content reduces the effectiveness of current live video distribution systems. Transcoders and application layer multicasting (ALM) can reduce traffic in a video delivery system, but they are limited due to the static nature of their implementations. To overcome the restrictions of current static video delivery systems, an OpenFlow based migration system is proposed. This system enables an almost seamless migration of a transcoder or ALM node, while delivering real-time ultra-high definition content. Further to this, a novel heuristic algorithm is presented to optimise control of the migration events and destination. The combination of the migration system and heuristic algorithm provides an improved video delivery system, capable of migrating resources during operation with minimal disruption to clients. With the rise in popularity of consumer based live streaming, it is necessary to develop and improve architectures that can support these new types of applications. Current architectures introduce a large delay to video streams, which presents issues for certain applications. In order to overcome this, an improved infrastructure for delivering real-time streams is also presented. The proposed system uses OpenFlow within a content delivery network (CDN) architecture, in order to improve several aspects of current CDNs. Aside from the reduction in stream delay, other improvements include switch level multicasting to reduce duplicate traffic and smart load balancing for server resources. Furthermore, a novel max-flow algorithm is also presented. This algorithm aims to optimise traffic within a system such as the proposed OpenFlow CDN, with the focus on distributing traffic across the network, in order to reduce the probability of blocking

Application of service composition mechanisms to Future Networks architectures and Smart Grids

Aquesta tesi gira entorn de la hipòtesi de la metodologia i mecanismes de composició de serveis i com es poden aplicar a diferents camps d'aplicació per a orquestrar de manera eficient comunicacions i processos flexibles i sensibles al context. Més concretament, se centra en dos camps d'aplicació: la distribució eficient i sensible al context de contingut multimèdia i els serveis d'una xarxa elèctrica intel·ligent. En aquest últim camp es centra en la gestió de la infraestructura, cap a la definició d'una Software Defined Utility (SDU), que proposa una nova manera de gestionar la Smart Grid amb un enfocament basat en programari, que permeti un funcionament molt més flexible de la infraestructura de xarxa elèctrica. Per tant, revisa el context, els requisits i els reptes, així com els enfocaments de la composició de serveis per a aquests camps. Fa especial èmfasi en la combinació de la composició de serveis amb arquitectures Future Network (FN), presentant una proposta de FN orientada a serveis per crear comunicacions adaptades i sota demanda. També es presenten metodologies i mecanismes de composició de serveis per operar sobre aquesta arquitectura, i posteriorment, es proposa el seu ús (en conjunció o no amb l'arquitectura FN) en els dos camps d'estudi. Finalment, es presenta la investigació i desenvolupament realitzat en l'àmbit de les xarxes intel·ligents, proposant diverses parts de la infraestructura SDU amb exemples d'aplicació de composició de serveis per dissenyar seguretat dinàmica i flexible o l'orquestració i gestió de serveis i recursos dins la infraestructura de l'empresa elèctrica.Esta tesis gira en torno a la hipótesis de la metodología y mecanismos de composición de servicios y cómo se pueden aplicar a diferentes campos de aplicación para orquestar de manera eficiente comunicaciones y procesos flexibles y sensibles al contexto. Más concretamente, se centra en dos campos de aplicación: la distribución eficiente y sensible al contexto de contenido multimedia y los servicios de una red eléctrica inteligente. En este último campo se centra en la gestión de la infraestructura, hacia la definición de una Software Defined Utility (SDU), que propone una nueva forma de gestionar la Smart Grid con un enfoque basado en software, que permita un funcionamiento mucho más flexible de la infraestructura de red eléctrica. Por lo tanto, revisa el contexto, los requisitos y los retos, así como los enfoques de la composición de servicios para estos campos. Hace especial hincapié en la combinación de la composición de servicios con arquitecturas Future Network (FN), presentando una propuesta de FN orientada a servicios para crear comunicaciones adaptadas y bajo demanda. También se presentan metodologías y mecanismos de composición de servicios para operar sobre esta arquitectura, y posteriormente, se propone su uso (en conjunción o no con la arquitectura FN) en los dos campos de estudio. Por último, se presenta la investigación y desarrollo realizado en el ámbito de las redes inteligentes, proponiendo varias partes de la infraestructura SDU con ejemplos de aplicación de composición de servicios para diseñar seguridad dinámica y flexible o la orquestación y gestión de servicios y recursos dentro de la infraestructura de la empresa eléctrica.This thesis revolves around the hypothesis the service composition methodology and mechanisms and how they can be applied to different fields of application in order to efficiently orchestrate flexible and context-aware communications and processes. More concretely, it focuses on two fields of application that are the context-aware media distribution and smart grid services and infrastructure management, towards a definition of a Software-Defined Utility (SDU), which proposes a new way of managing the Smart Grid following a software-based approach that enable a much more flexible operation of the power infrastructure. Hence, it reviews the context, requirements and challenges of these fields, as well as the service composition approaches. It makes special emphasis on the combination of service composition with Future Network (FN) architectures, presenting a service-oriented FN proposal for creating context-aware on-demand communication services. Service composition methodology and mechanisms are also presented in order to operate over this architecture, and afterwards, proposed for their usage (in conjunction or not with the FN architecture) in the deployment of context-aware media distribution and Smart Grids. Finally, the research and development done in the field of Smart Grids is depicted, proposing several parts of the SDU infrastructure, with examples of service composition application for designing dynamic and flexible security for smart metering or the orchestration and management of services and data resources within the utility infrastructure