Rapidly IPv6 multimedia management schemes based LTE-A wireless networks

Ensuring the best quality of smart multimedia services becomes an essential goal for modern enterprises so there is always a need for effective IP mobility smart management schemes in order to fulfill the following two main functions: (I) interconnecting the moving terminals around the extended indoor smart services. In addition, (II) providing session continuity for instant data transfer in real-time and multimedia applications with negligible latency, efficient bandwidth utilization, and improved reliability. In this context, it found out that the Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) over LTE-A network that offers many advanced services for large numbers of users with higher bandwidths, better spectrum efficiency, and lower latency. In GMPLS, there is an elimination of the routing searches and choice of routing protocols on every core LTE-A router also it provides the architecture simplicity and increases the scalability. A comparative assessment of three types of IPv6 mobility management schemes over the LTE-A provided by using various types of multimedia. By using OPNET Simulator 17.5, In accordance with these schemes, it was proven that the IPv6-GMPLS scheme is the best choice for the system's operation, in comparison to the IPv6-MPLS and Mobile IPv6 for all multimedia offerings and on the overall network performance

Vesijohtoverkoston tiedonsiirtoprotokollan valinta

Vesilaitokset ovat havahtuneet ikääntyvien verkostojen kohtaamiin haasteisiin, joita ovat mm. putkivuodot ja -rikot. Älyvesisovellukset, kuten digitaalinen mittaaminen ja analytiikka, voivat olla osa ratkaisua näihin haasteisiin. Niiden avulla vuodot voidaan havaita aikaisemmin ja täten vähentää tuottamattoman veden määrää. Vesihuollon toimintaympäristö asettaa omat vaatimuksensa tiedonsiirtoverkolle. Tämän diplomityön tarkoitus on selvittää älyvesiverkoston tiedonsiirtoprotokollan valintaprosessin vaiheet ja vaatimukset ja mitä valintaprosessissa tulee huomioida. Työssä keskitytään erityisesti vesihuollon toimintaympäristöön ja sen asettamiin vaatimuksiin. Tutkimus toteutetaan kirjallisuusselvityksenä, jossa kerätään tutkimustuloksia aikaisemmista tiedonsiirtoprotokollia vertailevista tutkimuksista. Ensin selvitetään suomalaisen vesihuollon toimintaympäristö, johon älyvesimittarit ja tiedonsiirtoprotokolla tuodaan. Tutustutaan myös älykaupungin ja älyveden käsitteisiin ja IoT:n ja ICT:n rooliin vesihuollon digitalisaatiossa. Sen jälkeen tarkastellaan tiedonsiirtoprotokollien yleisiä ominaisuuksia ja niiden sovelluksia. Myöhemmin syvennytään yksittäisten protokollien erityispiirteisiin. Tiedonsiirtoprotokollat, joita tässä työssä tutkitaan tarkemmin, ovat LoRaWAN, Sigfox, NB-IoT, Ingenu RPMA, DASH7, Weightless-P, Symphony Link ja Wireless M-Bus. Tutkimustuloksena on selvitys tiedonsiirtoprotokollan valintaan vaikuttavista kriteereistä ja parametreistä. Tuloksissa osoitetaan erityisesti se, mitä vesihuollon vaatimukset tiedonsiirtoverkolle ovat. Osana tulosten tulkintaa ovat protokollavaihtoehtojen vertailu sekä tulosten pohjalta esitetyn päätöksentekoprosessin kuvaus. Protokollien välillä havaittiin sekä yhtäläisyyksiä että eroavaisuuksia. Tutkimuksen aikana esille nousseita valintaprosessiin vaikuttavia tekijöitä puolestaan ovat energiatehokkuus, kantama, rakenteellinen skaalautuvuus, laitteiden edullisuus, luotettavuus ja suorituskyky niin UL- kuin DL-suuntaan. Tutkimuksen aikana ilmeni, että tiedonsiirtoprotokollan valintaprosessi vaihtelee tapauskohtaisesti, eikä ole olemassa yhtä kaikkiin tilanteisiin sopivaa tiedonsiirtoprotokollaa. Tiedonsiirtoprotokollaa valittaessa tehdään useita pienempiä valintoja. On valittava lisenssivapaan ja lisensoidun kaistan välillä. Tätä seuraa tarkempi taajuuskaistan valinta valitulta alueelta eli määritellään verkon operointitaajuus ja kaistanleveys. Sitten valittavana on modulaatiotekniikka ja kanavan käyttömetodi. On myös valittava, onko tiedonsiirto yksi- vai kaksisuuntaista. Päätettävänä on myös, annetaanko infrastruktuurin käyttöönotto ja ylläpito palveluntarjoajan vastuulle vai halutaanko mahdollisuus rakentaa oma tiedonsiirtoverkko

Development of a Random Time-Frequency Access Protocol for M2M Communication

This thesis focuses on the design and development of the random time-frequency access protocol in Machine-to-Machine (M2M) communication systems and covers different aspects of the data collision problem in these systems. The randomisation algorithm, used to access channels in the frequency domain, represents the key factor that affects data collisions. This thesis presents a new randomisation algorithm for the channel selection process for M2M technologies. The new algorithm is based on a uniform randomisation distribution and is called the Uniform Randomisation Channel Selection Technique (URCST). This new channel selection algorithm improves system performance and provides a low probability of collision with minimum complexity, power consumption, and hardware resources. Also, URCST is a general randomisation technique which can be utilised by different M2M technologies. The analysis presented in this research confirms that using URCST improves system performance for different M2M technologies, such as Weightless-N and Sigfox, with a massive number of devices. The thesis also provides a rigorous and flexible mathematical model for the random time-frequency access protocol which can precisely describe the performance of different M2M technologies. This model covers various scenarios with multiple groups of devices that employ different transmission characteristics like the number of connected devices, the number of message copies, the number of channels, the payload size, and transmission time. In addition, new and robust simulation testbeds have been built and developed in this research to evaluate the performance of different M2M technologies that utilise the random time-frequency access protocol. These testbeds cover the channel histogram, the probability of collisions, and the mathematical model. The testbeds were designed to support the multiple message copies approach with various groups of devices that are connected to the same base station and employ different transmission characteristics. Utilising the newly developed channel selection algorithm, mathematical model, and testbeds, the research offers a detailed and thorough analysis of the performance of Weightless-N and Sigfox in terms of the message lost ratio (MLR) and power consumption. The analysis shows some useful insights into the performance of M2M systems. For instance, while using multiple message copies improves the system performance, it might degrade the reliability of the system as the number of devices increases beyond a specific limit. Therefore, increasing the number of message copies can be disadvantageous to M2M communication performance