2,344 research outputs found

    AI Solutions for MDS: Artificial Intelligence Techniques for Misuse Detection and Localisation in Telecommunication Environments

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    This report considers the application of Articial Intelligence (AI) techniques to the problem of misuse detection and misuse localisation within telecommunications environments. A broad survey of techniques is provided, that covers inter alia rule based systems, model-based systems, case based reasoning, pattern matching, clustering and feature extraction, articial neural networks, genetic algorithms, arti cial immune systems, agent based systems, data mining and a variety of hybrid approaches. The report then considers the central issue of event correlation, that is at the heart of many misuse detection and localisation systems. The notion of being able to infer misuse by the correlation of individual temporally distributed events within a multiple data stream environment is explored, and a range of techniques, covering model based approaches, `programmed' AI and machine learning paradigms. It is found that, in general, correlation is best achieved via rule based approaches, but that these suffer from a number of drawbacks, such as the difculty of developing and maintaining an appropriate knowledge base, and the lack of ability to generalise from known misuses to new unseen misuses. Two distinct approaches are evident. One attempts to encode knowledge of known misuses, typically within rules, and use this to screen events. This approach cannot generally detect misuses for which it has not been programmed, i.e. it is prone to issuing false negatives. The other attempts to `learn' the features of event patterns that constitute normal behaviour, and, by observing patterns that do not match expected behaviour, detect when a misuse has occurred. This approach is prone to issuing false positives, i.e. inferring misuse from innocent patterns of behaviour that the system was not trained to recognise. Contemporary approaches are seen to favour hybridisation, often combining detection or localisation mechanisms for both abnormal and normal behaviour, the former to capture known cases of misuse, the latter to capture unknown cases. In some systems, these mechanisms even work together to update each other to increase detection rates and lower false positive rates. It is concluded that hybridisation offers the most promising future direction, but that a rule or state based component is likely to remain, being the most natural approach to the correlation of complex events. The challenge, then, is to mitigate the weaknesses of canonical programmed systems such that learning, generalisation and adaptation are more readily facilitated

    Cell fault management using machine learning techniques

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    This paper surveys the literature relating to the application of machine learning to fault management in cellular networks from an operational perspective. We summarise the main issues as 5G networks evolve, and their implications for fault management. We describe the relevant machine learning techniques through to deep learning, and survey the progress which has been made in their application, based on the building blocks of a typical fault management system. We review recent work to develop the abilities of deep learning systems to explain and justify their recommendations to network operators. We discuss forthcoming changes in network architecture which are likely to impact fault management and offer a vision of how fault management systems can exploit deep learning in the future. We identify a series of research topics for further study in order to achieve this

    Data Analytics and Knowledge Discovery for Root Cause Analysis in LTE Self-Organizing Networks.

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    En las últimas décadas, las redes móviles han cobrado cada vez más importancia en el mundo de las telecomunicaciones. Lo que empezó con el objetivo de dar un servicio de voz a nivel global, ha tomado recientemente la direcci\'on de convertirse en un servicio casi exclusivo de datos en banda ancha, dando lugar a la red LTE. Como consecuencia de la continua aparición de nuevos servicios, los usuarios demandan cada vez redes con mayor capacidad, mejor calidad de servicio y a precios menores. Esto provoca una dura competición entre los operadores, que necesitan reducir costes y cortes en el servicio causados por trabajos de mejora o problemas. Para este fin, las redes autoorganizadas SON (Self-Organizing Network) proporcionan herramientas para la automatización de las tareas de operación y mantenimiento, haciéndolas más rápidas y mantenibles por pequeños equipos de expertos. Las funcionalidades SON se dividen en tres grupos principales: autoconfiguración (Self-configuration, los elementos nuevos se configuran de forma automática), autooptimización (Self-optimization, los parámetros de la red se actualizan de forma automática para dar el mejor servicio posible) y autocuración (Self-healing, la red se recupera automáticamente de problemas). En el ambiente competitivo de las redes móviles, los cortes de servicio provocados por problemas en la red causan un gran coste de oportunidad, dado que afectan a la experiencia de usuario. Self-healing es la función SON que se encarga de la automatización de la resolución de problemas. El objetivo principal de Self-healing es reducir el tiempo que dura la resolución de un problema y liberar a los expertos de tareas repetitivas. Self-healing tiene cuatro procesos principales: detección (identificar que los usuarios tienen problemas en una celda), compensación (redirigir los recursos de la red para cubrir a los usuarios afectados), diagnosis (encontrar la causa de dichos problemas) y recuperación (realizar las acciones necesarias para devolver los elementos afectados a su operación normal). De todas las funcionalidades SON, Self-healing (especialmente la función de diagnosis) es la que constituye el mayor desafío, dada su complejidad, y por tanto, es la que menos se ha desarrollado. No hay sistemas comerciales que hagan una diagnosis automática con la suficiente fiabilidad para convencer a los operadores de red. Esta falta de desarrollo se debe a la ausencia de información necesaria para el diseño de sistemas de diagnosis automática. No hay bases de datos que recojan datos de rendimiento de la red en casos problemáticos y los etiqueten con la causa del problema que puedan ser estudiados para encontrar los mejores algoritmos de tratamiento de datos. A pesar de esto, se han propuesto soluciones basadas en la Inteligencia Artificial (IA) para la diagnosis, tomando como punto de partida la limitada información disponible. Estos algoritmos a su vez necesitan ser entrenados con datos realistas. Nuevamente, dado que no hay bases de datos de problemas reales, los datos de entrenamiento suelen ser extraídos de simulaciones, lo cual les quita realismo. La causa de la falta de datos es que los expertos en resolución de problemas no registran los casos conforme los van solucionando. En el ambiente competitivo en el que trabajan, su tiempo es un recurso limitado que debe ser utilizado para resolver problemas y no para registrarlos. En el caso en que tales bases de datos fueran recogidas, un aspecto importante a tener en cuenta es que el volumen, variabilidad y velocidad de generación de los datos hacen que éste sea considerado un problema Big Data. El problema principal de los sistemas de diagnosis automática es la falta de conocimiento experto. Para resolver esto, el conocimiento experto debe convertirse a un formato utilizable. Este proceso se conoce como adquisición del conocimiento. Hay dos aproximaciones a la adquisición del conocimiento: manual(a través de entrevistas o con la implicación de los expertos en el desarrollo) o a través de la analítica de datos (minería de datos en bases de datos que contienen el resultado del trabajo de los expertos). Esta tesis estudia la aproximación de la analítica de datos, utilizando las técnicas KDD (Knowledge Discovery and Datamining). Para que esta aproximación pueda ser utilizada, se requiere la existencia de una base de datos de casos reales de fallo, lo cual es un gran desafío. La visión general de esta tesis es una plataforma en la que cada vez que un experto diagnostica un problema en la red, éste puede reportarlo con un esfuerzo mínimo y almacenarlo en el sistema. La parte central de este sistema es un algoritmo de diagnosis (en esta tesis un controlador de lógica borrosa) que evoluciona y mejora aprendiendo de cada nuevo ejemplo, hasta llegar al punto en el que los expertos pueden confiar en su precisión para los problemas más comunes. Cada vez que surja un nuevo problema, se añadirá a la base de datos del sistema, incrementando así aún más su potencia. El fin es liberar a los expertos de tareas repetitivas, de modo que puedan dedicar su tiempo a desafíos cuya resolución sea más gratificante. Por tanto, el primer objetivo de esta tesis es la colección de una base de datos de casos reales de fallos. Para ello, se diseña una interfaz de usuario para la recolección de datos teniendo en cuenta como requisito prioritario la facilidad de uso. Una vez que se dispone de datos recogidos, se analizarán para comprender mejor sus propiedades y obtener la información necesaria para el diseño de los algoritmos de analítica de datos. Otro objetivo de esta tesis es la creación de un modelo de fallos de LTE, encontrando las relaciones entre el rendimiento de la red y la ocurrencia de los problemas. La adquisición del conocimiento se realiza mediante la aplicación de algoritmos de analítica sobre los datos recogidos. Se diseña un proceso KDD que extrae los parámetros de un controlador de lógica borrosa y se aplica sobre la base de datos recogida. Finalmente, esta tesis también tiene como objetivo realizar un análisis de los aspectos Big Data de las funciones Self-healing, y tenerlos en cuenta a la hora de diseñar los algoritmos

    Modelling of reliable service based operations support system (MORSBOSS)

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    Philosophiae Doctor - PhDThe underlying theme of this thesis is identification, classification, detection and prediction of cellular network faults using state of the art technologies, methods and algorithms

    The 1995 Goddard Conference on Space Applications of Artificial Intelligence and Emerging Information Technologies

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    This publication comprises the papers presented at the 1995 Goddard Conference on Space Applications of Artificial Intelligence and Emerging Information Technologies held at the NASA/Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland, on May 9-11, 1995. The purpose of this annual conference is to provide a forum in which current research and development directed at space applications of artificial intelligence can be presented and discussed

    A personalised and adaptive insulin dosing decision support system for type 1 diabetes

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    People with type 1 diabetes (T1D) rely on exogenous insulin to maintain stable glucose levels. Despite the advent of diabetes technologies such as continuous glucose monitors and insulin infusion pumps, the majority of people with T1D do not manage to bring back glucose levels into a healthy target after meals. In addition to patient compliance, this is due to the complexity of the decision-making on how much insulin is required. Commercial insulin bolus calculators exist that help with the calculation of insulin for meals but these lack fine-tuning and adaptability. This thesis presents a novel insulin dosing decision support system for people with T1D that is able to provide individualised insulin dosing advice. The proposed research utilises Case-Based Reasoning (CBR), an artificial intelligence methodology, that is able to learn over time based on the behaviour of the patient and optimises the insulin therapy for various diabetes scenarios. The decision support system has been implemented into a user-friendly smartphone-based patient platform and communicates with a clinical platform for remote supervision. In-silico studies are presented demonstrating the overall performance of CBR as well as metrics used to adapt the insulin therapy. Safety and feasibility of the developed system have been assessed incrementally in clinical trials; initially during an eight-hour study in hospital settings followed by a six-week study in the home environment of the user. Human factors play an important role in the clinical adoption of technologies such as the one proposed. System usability and acceptability were evaluated during the second study phase based on feedback obtained from study participants. Results from in-silico tests show the potential of the proposed research to safely automate the process of optimising the insulin therapy for people with T1D. In the six-week study, the system demonstrated safety in maintaining glycemic control with a trend suggesting improvement in postprandial glucose outcomes. Feedback from participants showed favourable outcomes when assessing device satisfaction and usability. A six-month large-scale randomised controlled study to evaluate the efficacy of the system is currently ongoing.Open Acces

    The 1st International Conference on Computational Engineering and Intelligent Systems

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    Computational engineering, artificial intelligence and smart systems constitute a hot multidisciplinary topic contrasting computer science, engineering and applied mathematics that created a variety of fascinating intelligent systems. Computational engineering encloses fundamental engineering and science blended with the advanced knowledge of mathematics, algorithms and computer languages. It is concerned with the modeling and simulation of complex systems and data processing methods. Computing and artificial intelligence lead to smart systems that are advanced machines designed to fulfill certain specifications. This proceedings book is a collection of papers presented at the first International Conference on Computational Engineering and Intelligent Systems (ICCEIS2021), held online in the period December 10-12, 2021. The collection offers a wide scope of engineering topics, including smart grids, intelligent control, artificial intelligence, optimization, microelectronics and telecommunication systems. The contributions included in this book are of high quality, present details concerning the topics in a succinct way, and can be used as excellent reference and support for readers regarding the field of computational engineering, artificial intelligence and smart system
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