Requirements analysis of the VoD application using the tools in TRADE

This report contains a specification of requirements for a video-on-demand (VoD) application developed at Belgacom, used as a trial application in the 2RARE project. The specification contains three parts: an informal specification in natural language; a semiformal specification consisting of a number of diagrams intended to illustrate the informal specification; and a formal specification that makes the requiremants on the desired software system precise. The informal specification is structured in such a way that it resembles official specification documents conforming to standards such as that of IEEE or ESA. The semiformal specification uses some of the tools in from a requirements engineering toolkit called TRADE (Toolkit for Requirements And Design Engineering). The purpose of TRADE is to combine the best ideas in current structured and object-oriented analysis and design methods within a traditional systems engineering framework. In the case of the VoD system, the systems engineering framework is useful because it provides techniques for allocation and flowdown of system functions to components. TRADE consists of semiformal techniques taken from structured and object-oriented analysis as well as a formal specification langyage, which provides constructs that correspond to the semiformal constructs. The formal specification used in TRADE is LCM (Language for Conceptual Modeling), which is a syntactically sugared version of order-sorted dynamic logic with equality. The purpose of this report is to illustrate and validate the TRADE/LCM approach in the specification of distributed, communication-intensive systems

Resource management in cable access networks

Een kabelnetwerk is tegenwoordig niet meer alleen een medium waarover analoge TV-signalen vanuit een centraal punt, kopstation genaamd, naar de aangesloten huizen worden gestuurd. Sinds enkele jaren is het mogelijk om thuis data digitaal te versturen en te ontvangen. Deze data gaat via een kabelmodem thuis en het kopstation, dat in verbinding staat met andere netwerken. Op deze wijze zijn kabelnetwerken onderdeel geworden van het wereldwijde Internet en kunnen computers thuis hier mee verbonden worden. Door aan zo’n kopstation een digitaal videosysteem met duizenden films te koppelen, ontstaat er de mogelijkheid een video-op-verzoek dienst aan te bieden: Via de computer of zelfs de TV thuis kunnen films worden besteld en direct bekeken, of worden opgeslagen in de computer. Om dit te bewerkstelligen is meer nodig dan alleen een netwerk: Voor de transmissie van video data dient er zorg voor te worden gedragen dat deze zonder hinderende interrupties kan geschieden, omdat dergelijke gebeurtenissen door de gebruiker direct te zien zijn in de vorm van een stilstaand of zwart beeld. Verder is ook de reactiesnelheid van het systeem van belang voor het ondersteunen van operaties door de gebruiker, zoals het bestellen van een film, maar ook het vooruit- of terugspoelen, pauzeren, enzovoorts. Binnen deze context beschrijven en analyseren we in dit proefschrift zes problemen. Vier daarvan houden verband met de transmissie van data over het kabelnetwerk en de overige twee houden verband met het opslaan van video data op een harde schijf. In twee van de vier problemen uit de eerste categorie analyseren we de vertraging die data ondervindt wanneer die vanuit een modem wordt gestuurd naar het kopstation. Deze vertraging bepaalt met name de reactiesnelheid van het systeem. Karakteristiek voor dataverkeer in deze richting is dat pakketten van verschillende modems tegelijkertijd mogen worden verstuurd en daardoor verloren gaan. Met name de vereiste hertransmissies zorgen voor vertraging. Meer concreet beschouwen we een variant op het bekende ALOHA protocol, waarbij we uitgaan van een kanaalmodel dat afwijkt van het conventionele model. Het afwijkende model is van toepassing wanneer een modem een eerste contact probeert te leggen met het kopstation na te zijn opgestart. Met name na een stroomuitval, wanneer een groot aantal modems tegelijkertijd opnieuw opstart, kunnen de vertragingen aanzienlijk zijn. Daarnaast beschouwen we modems tijdens normale operatie en analyseren wij de verbetering in vertraging wanneer pakketten die vanuit ´e´en modem moeten worden verstuurd, worden verpakt in een groter pakket. In beide studies worden wiskundige resultaten vergeleken met simulaties die re¨ele situaties nabootsen. In de andere twee van de vier problemen richten wij ons op de transmissie van video data in de andere richting, namelijk van het kopstation naar de modems. Hierbij spelen stringente tijdsrestricties een voorname rol, zoals hierboven reeds is beschreven. Meer specifiek presenteren we een planningsalgoritme dat pakketten voor een aantal gebruikers op een kanaal zodanig na elkaar verstuurt dat de variatie in de vertraging die de verschillende pakketten ondervinden, minimaal is. Op deze wijze wordt zo goed mogelijk een continue stroom van data gerealiseerd die van belang is voor het probleemloos kunnen bekijken van een film. Daarnaast analyseren we een bestaand algoritme om een film via een aantal kanalen periodiek naar de aangesloten huizen te versturen. In dit geval ligt de nadruk op de wachttijd die een gebruiker ondervindt na het bestellen van een film. In deze analyse onderbouwen we een in het algoritme gebruikte heuristiek en brengen hierin verdere verbeteringen aan. Daarnaast bewijzen we dat het algoritme asymptotisch optimaal is, iets dat reeds langer werd aangenomen, maar nooit rigoreus bewezen was. Bij de laatste twee problemen, die verband houden met het opslaan van video data op een harde schijf, analyseren we hoe deze data zodanig kan worden opgeslagen dat die er nadien efficient van kan worden teruggelezen. In het ene probleem beschouwen we een bestaand planningsalgoritme om pakketten van verschillende videostromen naar een harde schijf te schrijven en passen dit aan om ervoor te zorgen dat het teruglezen van de stroom met bijvoorbeeld een andere pakketgrootte mogelijk wordt zonder daarbij de schijf onnodig te belasten. In het andere probleem analyseren we hoe we effectief gebruik kunnen maken van het gegeven dat data aan de buitenkant van de schijf sneller gelezen kan worden dan aan de binnenkant. We bewijzen dat het probleem van het zo efficient mogelijk opslaan van een gegeven aantal video files NPlastig is en presenteren een eenvoudige heuristiek die, hoewel voor bijzondere instanties een bewijsbaar slechte prestatie levert, in de praktijk in het algemeen goede prestaties levert. Hierbij maken we met name gebruik van het verschil in populariteit van de verschillende films

ECHO Facts for Users 1/97

ECHO = European Community Humanitarian Offic

An experimental dynamic RAM video cache

As technological advances continue to be made, the demand for more efficient distributed multimedia systems is also affirmed. Current support for end-to-end QoS is still limited; consequently mechanisms are required to provide flexibility in resource loading. One such mechanism, caching, may be introduced both in the end-system and network to facilitate intelligent load balancing and resource management. We introduce new work at Lancaster University investigating the use of transparent network caches for MPEG-2. A novel architecture is proposed, based on router-oriented caching and the employment of large scale dynamic RAM as the sole caching medium. The architecture also proposes the use of the ISO/IEC standardised DSM-CC protocol as a basic control infrastructure and the caching of pre-built transport packets (UDP/IP) in the data plane. Finally, the work discussed is in its infancy and consequently focuses upon the design and implementation of the caching architecture rather than an investigation into performance gains, which we intend to make in a continuation of the work

Cooperating broadcast and cellular conditional access system for digital television

This thesis was submitted for the degree of Doctor of Philosophy and awarded by Brunel University.The lack of interoperability between Pay‐TV service providers and a horizontally integrated business transaction model have compromised the competition in the Pay‐TV market. In addition, the lack of interactivity with customers has resulted in high churn rate and improper security measures have contributed into considerable business loss. These issues are the main cause of high operational costs and subscription fees in the Pay‐TV systems. This paper presents a novel end‐to‐end system architecture for Pay‐TV systems cooperating mobile and broadcasting technologies. It provides a cost‐effective, scalable, dynamic and secure access control mechanism supporting converged services and new business opportunities in Pay‐TV systems. It enhances interactivity, security and potentially reduces customer attrition and operational cost. In this platform, service providers can effectively interact with their customers, personalise their services and adopt appropriate security measures. It breaks up the rigid relationship between a viewer and set‐top box as imposed by traditional conditional access systems, thus, a viewer can fully enjoy his entitlements via an arbitrary set‐top box. Having thoroughly considered state‐of‐the‐art technologies currently being used across the world, the thesis highlights novel use cases and presents the full design and implementation aspects of the system. The design section is enriched by providing possible security structures supported thereby. A business collaboration structure is proposed, followed by a reference model for implementing the system. Finally, the security architectures are analysed to propose the best architecture on the basis of security, complexity and set‐top box production cost criteria

Parsing from RSS feeds to MHP-Television systems

This diploma thesis describes the development of a software capable of parsing an RSS feed to be displayed in a MHP application for interactive TV

Persönliche Wege der Interaktion mit multimedialen Inhalten

Today the world of multimedia is almost completely device- and content-centered. It focuses it’s energy nearly exclusively on technical issues such as computing power, network specifics or content and device characteristics and capabilities. In most multimedia systems, the presentation of multimedia content and the basic controls for playback are main issues. Because of this, a very passive user experience, comparable to that of traditional TV, is most often provided. In the face of recent developments and changes in the realm of multimedia and mass media, this ”traditional” focus seems outdated. The increasing use of multimedia content on mobile devices, along with the continuous growth in the amount and variety of content available, make necessary an urgent re-orientation of this domain. In order to highlight the depth of the increasingly difficult situation faced by users of such systems, it is only logical that these individuals be brought to the center of attention. In this thesis we consider these trends and developments by applying concepts and mechanisms to multimedia systems that were first introduced in the domain of usercentrism. Central to the concept of user-centrism is that devices should provide users with an easy way to access services and applications. Thus, the current challenge is to combine mobility, additional services and easy access in a single and user-centric approach. This thesis presents a framework for introducing and supporting several of the key concepts of user-centrism in multimedia systems. Additionally, a new definition of a user-centric multimedia framework has been developed and implemented. To satisfy the user’s need for mobility and flexibility, our framework makes possible seamless media and service consumption. The main aim of session mobility is to help people cope with the increasing number of different devices in use. Using a mobile agent system, multimedia sessions can be transferred between different devices in a context-sensitive way. The use of the international standard MPEG-21 guarantees extensibility and the integration of content adaptation mechanisms. Furthermore, a concept is presented that will allow for individualized and personalized selection and face the need for finding appropriate content. All of which can be done, using this approach, in an easy and intuitive way. Especially in the realm of television, the demand that such systems cater to the need of the audience is constantly growing. Our approach combines content-filtering methods, state-of-the-art classification techniques and mechanisms well known from the area of information retrieval and text mining. These are all utilized for the generation of recommendations in a promising new way. Additionally, concepts from the area of collaborative tagging systems are also used. An extensive experimental evaluation resulted in several interesting findings and proves the applicability of our approach. In contrast to the ”lean-back” experience of traditional media consumption, interactive media services offer a solution to make possible the active participation of the audience. Thus, we present a concept which enables the use of interactive media services on mobile devices in a personalized way. Finally, a use case for enriching TV with additional content and services demonstrates the feasibility of this concept.Die heutige Welt der Medien und der multimedialen Inhalte ist nahezu ausschließlich inhalts- und geräteorientiert. Im Fokus verschiedener Systeme und Entwicklungen stehen oft primär die Art und Weise der Inhaltspräsentation und technische Spezifika, die meist geräteabhängig sind. Die zunehmende Menge und Vielfalt an multimedialen Inhalten und der verstärkte Einsatz von mobilen Geräten machen ein Umdenken bei der Konzeption von Multimedia Systemen und Frameworks dringend notwendig. Statt an eher starren und passiven Konzepten, wie sie aus dem TV Umfeld bekannt sind, festzuhalten, sollte der Nutzer in den Fokus der multimedialen Konzepte rücken. Um dem Nutzer im Umgang mit dieser immer komplexeren und schwierigen Situation zu helfen, ist ein Umdenken im grundlegenden Paradigma des Medienkonsums notwendig. Durch eine Fokussierung auf den Nutzer kann der beschriebenen Situation entgegengewirkt werden. In der folgenden Arbeit wird auf Konzepte aus dem Bereich Nutzerzentrierung zurückgegriffen, um diese auf den Medienbereich zu übertragen und sie im Sinne einer stärker nutzerspezifischen und nutzerorientierten Ausrichtung einzusetzen. Im Fokus steht hierbei der TV-Bereich, wobei die meisten Konzepte auch auf die allgemeine Mediennutzung übertragbar sind. Im Folgenden wird ein Framework für die Unterstützung der wichtigsten Konzepte der Nutzerzentrierung im Multimedia Bereich vorgestellt. Um dem Trend zur mobilen Mediennutzung Sorge zu tragen, ermöglicht das vorgestellte Framework die Nutzung von multimedialen Diensten und Inhalten auf und über die Grenzen verschiedener Geräte und Netzwerke hinweg (Session mobility). Durch die Nutzung einer mobilen Agentenplattform in Kombination mit dem MPEG-21 Standard konnte ein neuer und flexibel erweiterbarer Ansatz zur Mobilität von Benutzungssitzungen realisiert werden. Im Zusammenhang mit der stetig wachsenden Menge an Inhalten und Diensten stellt diese Arbeit ein Konzept zur einfachen und individualisierten Selektion und dem Auffinden von interessanten Inhalten und Diensten in einer kontextspezifischen Weise vor. Hierbei werden Konzepte und Methoden des inhaltsbasierten Filterns, aktuelle Klassifikationsmechanismen und Methoden aus dem Bereich des ”Textminings” in neuer Art und Weise in einem Multimedia Empfehlungssystem eingesetzt. Zusätzlich sind Methoden des Web 2.0 in eine als Tag-basierte kollaborative Komponente integriert. In einer umfassenden Evaluation wurde sowohl die Umsetzbarkeit als auch der Mehrwert dieser Komponente demonstriert. Eine aktivere Beteiligung im Medienkonsum ermöglicht unsere iTV Komponente. Sie unterstützt das Anbieten und die Nutzung von interaktiven Diensten, begleitend zum Medienkonsum, auf mobilen Geräten. Basierend auf einem Szenario zur Anreicherung von TV Sendungen um interaktive Dienste konnte die Umsetzbarkeit dieses Konzepts demonstriert werden