Towards video streaming in IoT environments: vehicular communication perspective

Multimedia oriented Internet of Things (IoT) enables pervasive and real-time communication of video, audio and image data among devices in an immediate surroundings. Today's vehicles have the capability of supporting real time multimedia acquisition. Vehicles with high illuminating infrared cameras and customized sensors can communicate with other on-road devices using dedicated short-range communication (DSRC) and 5G enabled communication technologies. Real time incidence of both urban and highway vehicular traffic environment can be captured and transmitted using vehicle-to-vehicle and vehicle-to-infrastructure communication modes. Video streaming in vehicular IoT (VSV-IoT) environments is in growing stage with several challenges that need to be addressed ranging from limited resources in IoT devices, intermittent connection in vehicular networks, heterogeneous devices, dynamism and scalability in video encoding, bandwidth underutilization in video delivery, and attaining application-precise quality of service in video streaming. In this context, this paper presents a comprehensive review on video streaming in IoT environments focusing on vehicular communication perspective. Specifically, significance of video streaming in vehicular IoT environments is highlighted focusing on integration of vehicular communication with 5G enabled IoT technologies, and smart city oriented application areas for VSV-IoT. A taxonomy is presented for the classification of related literature on video streaming in vehicular network environments. Following the taxonomy, critical review of literature is performed focusing on major functional model, strengths and weaknesses. Metrics for video streaming in vehicular IoT environments are derived and comparatively analyzed in terms of their usage and evaluation capabilities. Open research challenges in VSV-IoT are identified as future directions of research in the area. The survey would benefit both IoT and vehicle industry practitioners and researchers, in terms of augmenting understanding of vehicular video streaming and its IoT related trends and issues

De-ossifying the Internet Transport Layer : A Survey and Future Perspectives

ACKNOWLEDGMENT The authors would like to thank the anonymous reviewers for their useful suggestions and comments.Peer reviewedPublisher PD

Multipath routing and QoS provisioning in mobile ad hoc networks

PhDA Mobile Ad Hoc Networks (MANET) is a collection of mobile nodes that can communicate with each other using multihop wireless links without utilizing any fixed based-station infrastructure and centralized management. Each mobile node in the network acts as both a host generating flows or being destination of flows and a router forwarding flows directed to other nodes. Future applications of MANETs are expected to be based on all-IP architecture and be capable of carrying multitude real-time multimedia applications such as voice and video as well as data. It is very necessary for MANETs to have an efficient routing and quality of service (QoS) mechanism to support diverse applications. This thesis proposes an on-demand Node-Disjoint Multipath Routing protocol (NDMR) with low broadcast redundancy. Multipath routing allows the establishment of multiple paths between a single source and single destination node. It is also beneficial to avoid traffic congestion and frequent link breaks in communication because of the mobility of nodes. The important components of the protocol, such as path accumulation, decreasing routing overhead and selecting node-disjoint paths, are explained. Because the new protocol significantly reduces the total number of Route Request packets, this results in an increased delivery ratio, smaller end-to-end delays for data packets, lower control overhead and fewer collisions of packets. Although NDMR provides node-disjoint multipath routing with low route overhead in MANETs, it is only a best-effort routing approach, which is not enough to support QoS. DiffServ is a standard approach for a more scalable way to achieve QoS in any IP network and could potentially be used to provide QoS in MANETs because it minimises the need for signalling. However, one of the biggest drawbacks of DiffServ is that the QoS provisioning is separate from the routing process. This thesis presents a Multipath QoS Routing protocol for iv supporting DiffServ (MQRD), which combines the advantages of NDMR and DiffServ. The protocol can classify network traffic into different priority levels and apply priority scheduling and queuing management mechanisms to obtain QoS guarantees

Congestion control protocols in wireless sensor networks: A survey

The performance of wireless sensor networks (WSN) is affected by the lossy communication medium, application diversity, dense deployment, limited processing power and storage capacity, frequent topology change. All these limitations provide significant and unique design challenges to data transport control in wireless sensor networks. An effective transport protocol should consider reliable message delivery, energy-efficiency, quality of service and congestion control. The latter is vital for achieving a high throughput and a long network lifetime. Despite the huge number of protocols proposed in the literature, congestion control in WSN remains challenging. A review and taxonomy of the state-of-the-art protocols from the literature up to 2013 is provided in this paper. First, depending on the control policy, the protocols are divided into resource control vs. traffic control. Traffic control protocols are either reactive or preventive (avoiding). Reactive solutions are classified following the reaction scale, while preventive solutions are split up into buffer limitation vs. interference control. Resource control protocols are classified according to the type of resource to be tuned. © 2014 IEEE

Ubiquitous Computing for Remote Cardiac Patient Monitoring: A Survey

New wireless technologies, such as wireless LAN and sensor networks, for telecardiology purposes give new possibilities for monitoring vital parameters with wearable biomedical sensors, and give patients the freedom to be mobile and still be under continuous monitoring and thereby better quality of patient care. This paper will detail the architecture and quality-of-service (QoS) characteristics in integrated wireless telecardiology platforms. It will also discuss the current promising hardware/software platforms for wireless cardiac monitoring. The design methodology and challenges are provided for realistic implementation

MP-CFM: MPTCP-Based communication functional module for next generation ERTMS

184 p. El contenido de los capítulos 4,5,6,7,8 y 9 está sujeto a confidencialidadEl Sistema Europeo de Gestión del Tráfico Ferroviario (ERTMS, por sus siglasen inglés), fue originalmente diseñado para los ferrocarriles europeos. Sinembargo, a lo largo de las dos últimas décadas, este sistema se ha convertidoen el estándar de-facto para los servicios de Alta Velocidad en la mayoría depaíses desarrollados.El sistema ERTMS se compone de tres subsistemas principales: 1) el Sistemade Control Ferroviario Europeo (ETCS, por sus siglas en inglés), que actúacomo aplicación de señalización; 2) el sistema Euroradio, que a su vez estádividido en dos subsistemas, el Módulo de Seguridad Funcional (SFM, porsus siglas en inglés), y el Módulo de Comunicación Funcional (CFM, porsus siglas en inglés); y 3) el sistema de comunicaciones subyacente, GSM-R,que transporta la información intercambiada entre el sistema embarcado enel tren (OBU, por sus siglas en inglés) y el Centro de Bloqueo por Radio(RBC, por sus siglas en inglés). El sistema de señalización ETCS soporta tresniveles dependiendo del nivel de prestaciones soportadas. En el nivel 3 seintroduce la posibilidad de trabajar con bloques móviles en lugar de bloquesfijos definidos en la vía. Esto implica que la distancia de avance entre dos trenesconsecutivos puede ser reducida a una distancia mínima en la que se garanticela seguridad del servicio, aumentando por tanto la capacidad del corredorferroviario. Esta distancia de seguridad viene determinada por la combinaciónde la distancia de frenado del tren y el retraso de las comunicaciones deseñalización. Por lo tanto, se puede afirmar que existe una relación directaentre los retrasos y la confiabilidad de las transmisiones de las aplicaciones deseñalización y la capacidad operacional de un corredor ferroviario. Así pues,el estudio y mejora de los sistemas de comunicaciones utilizados en ERTMSjuegan un papel clave en la evolución del sistema ERTMS. Asimismo, unaoperatividad segura en ERTMS, desde el punto de vista de las comunicacionesimplicadas en la misma, viene determinada por la confiabilidad de lascomunicaciones, la disponibilidad de sus canales de comunicación, el retrasode las comunicaciones y la seguridad de sus mensajes.Unido este hecho, la industria ferroviaria ha venido trabajando en ladigitalización y la transición al protocolo IP de la mayor parte de los sistemasde señalización. Alineado con esta tendencia, el consorcio industrial UNISIGha publicado recientemente un nuevo modelo de comunicaciones para ERTMSque incluye la posibilidad, no solo de operar con el sistema tradicional,basado en tecnología de conmutación de circuitos, sino también con un nuevosistema basado en IP. Esta tesis está alineada con el contexto de migraciónactual y pretende contribuir a mejorar la disponibilidad, confiabilidad yseguridad de las comunicaciones, tomando como eje fundamental los tiemposde transmisión de los mensajes, con el horizonte puesto en la definición deuna próxima generación de ERTMS, definida en esta tesis como NGERTMS.En este contexto, se han detectado tres retos principales para reforzar laresiliencia de la arquitectura de comunicaciones del NGERTMS: 1) mejorarla supervivencia de las comunicaciones ante disrupciones; 2) superar laslimitaciones actuales de ERTMS para enviar mensajes de alta prioridad sobretecnología de conmutación de paquetes, dotando a estos mensajes de un mayorgrado de resiliencia y menor latencia respecto a los mensajes ordinarios; y3) el aumento de la seguridad de las comunicaciones y el incremento de ladisponibilidad sin que esto conlleve un incremento en la latencia.Considerando los desafíos previamente descritos, en esta tesis se proponeuna arquitectura de comunicaciones basada en el protocolo MPTCP, llamadaMP-CFM, que permite superar dichos desafíos, a la par que mantener laretrocompatibilidad con el sistema de comunicaciones basado en conmutaciónde paquetes recientemente propuesto por UNISIG. Hasta el momento, esta esla primera vez que se propone una arquitectura de comunicaciones completacapaz de abordar los desafíos mencionados anteriormente. Esta arquitecturaimplementa cuatro tipos de clase de servicio, los cuales son utilizados porlos paquetes ordinarios y de alta prioridad para dos escenarios distintos; unescenario en el que ambos extremos, el sistema embarcado o OBU y el RBC,disponen de múltiples interfaces de red; y otro escenario transicional en el cualel RBC sí tiene múltiples interfaces de red pero el OBU solo dispone de unaúnica interfaz. La arquitectura de comunicaciones propuesta para el entornoferroviario ha sido validada mediante un entorno de simulación desarrolladopara tal efecto. Es más, dichas simulaciones demuestran que la arquitecturapropuesta, ante disrupciones de canal, supera con creces en términos derobustez el sistema diseñado por UNISIG. Como conclusión, se puede afirmarque en esta tesis se demuestra que una arquitectura de comunicaciones basadade MPTCP cumple con los exigentes requisitos establecidos para el NGERTMSy por tanto dicha propuesta supone un avance en la evolución del sistema deseñalización ferroviario europeo

WIMAX 802.16 PHYSICAL LAYER IMPLEMENTATION AND WIMAX COVERAGE AND PLANNING.

Over the last decade, the impact of wireless communication on the way we live and carry out business has been surpassed only by impact of the internet. But wireless communications is still in its infancy and the next stage of its development will be supplementing or replacing network infrastructure that was traditionally wired. The advent and adoption of the computer and the myriad software packages available for it offered the ability to generate a new wave of communication combining art, pictures, music and words into a targeted multimedia presentation. These presentations are large so that is requires higher bandwidth transmission facilities. Coupling this with the need for mobility, the solution would be wireless data delivery putting in consideration the bandwidth request. WiMAX technology is based on the IEEE 802.16 standard, it was only recently when the first IEEE 802.16 based equipment broadband began to enter the market. The additional spectrum, bandwidth and throughout capabilities of 802.16 will remarkably improve wireless data delivery and should allows even more wireless data service areas to be deployed economically. In this Final Year Project, a study about the IEEE 802.16 standard and mainly concentrate on the 802.16 PHY Layer behaviors was performed. A Simulink based model for the 802.16 PHY Layer was built for simulation and performance evaluation of WiMAX. MATLA