Conformal Beam-steering Antenna Controlled by a Raspberry Pi for Sustained High Throughput Applications

A complete autonomous system consisting of a beam steerable Hemispherical Square Loop Antenna (HSLA) controlled by a Raspberry Pi is presented for optimizing the throughput in a scattered and a poor Signal to Noise Ratio (SNR) environment. A total of four different indoor communication configurations at various distances were analyzed in presence of interferences. In three configurations HSLA performance was also compared to that of a standard monopole antenna link. It was found HSLA can offer up to 1450 % higher throughput and can withstand much higher interference levels before the system breaks. In terms of quality this means sustaining compressed HD communications. In effect, it improves the system throughput for the test 2.4 GHz (802.11b/g/n) WiFi band. The uniqueness about the system is that it only uses single antenna for both sensing and communication. The algorithm works at application layer that controls the RF switch and antenna patterns at physical layer. Thus, the entire middle protocol layers are untouched. The system can easily be retrofitted to existing non-adaptive communication systems

QoE estimation for different adaptive streaming techniques in mobile networks

Video services are becoming more and more popular for mobile network users and require greater and greater resources and provisions from telecommunications service providers. But operators suffer from problems of interoperability between the different adaptive transmissions techniques they employ in an attempt to satisfy the quality of experience (QoE) of the service provided to users and improve network performance. This article presents a comparison of four such streaming techniques - DASH (dynamic adaptive streaming over HTTP), HDS (HTTP dynamic streaming), HLS (HTTP2 live streaming) and HSS (HTTP smooth streaming) - used in a live video playback by a user in different test scenarios on an emulated long-term evolution (LTE) network. Comparison of performance was carried out using the mean opinion score (MOS) metric calculated based on ITU-T Recommendation P.1203. The streaming techniques that performed best in each of the different test scenarios are revealed.El servicio de video es cada vez más popular por parte de los usuarios de redes móviles, además exige mayores recursos y prestaciones por parte de los proveedores de servicios de telecomunicaciones. Para satisfacer la calidad de la experiencia del servicio suministrado a los usuarios - QoE y mejorar el rendimiento de las redes, los operadores utilizan diferentes técnicas de transmisión adaptativa, las cuales presentan inconvenientes de interoperabilidad entre ellas.  En este artículo se presenta una comparación de las técnicas de streaming DASH (dynamic adaptive streaming over HTTP), HDS (HTTP dynamic streaming), HLS (HTTP2 live streaming) and HSS (HTTP smooth streaming) empleadas en la reproducción de vídeo en vivo por parte de un usuario en diferentes escenarios de prueba, en una red LTE emulada. La comparación de desempeño se realiza mediante la métrica de la MOS calculada a partir de la Recomendación ITU-T P.1203. Se presenta para los diferentes escenarios bajo prueba, la técnica de streaming que mejor desempeño obtiene

QoE estimation for different adaptive streaming techniques in mobile networks

Video services are becoming more and more popular for mobile network users and require greater and greater resources and provisions from telecommunications service providers. But operators suffer from problems of interoperability between the different adaptive transmissions techniques they employ in an attempt to satisfy the quality of experience (QoE) of the service provided to users and improve network performance. This article presents a comparison of four such streaming techniques - DASH (dynamic adaptive streaming over HTTP), HDS (HTTP dynamic streaming), HLS (HTTP2 live streaming) and HSS (HTTP smooth streaming) - used in a live video playback by a user in different test scenarios on an emulated long-term evolution (LTE) network. Comparison of performance was carried out using the mean opinion score (MOS) metric calculated based on ITU-T Recommendation P.1203. The streaming techniques that performed best in each of the different test scenarios are revealed.El servicio de video es cada vez más popular por parte de los usuarios de redes móviles, además exige mayores recursos y prestaciones por parte de los proveedores de servicios de telecomunicaciones. Para satisfacer la calidad de la experiencia del servicio suministrado a los usuarios - QoE y mejorar el rendimiento de las redes, los operadores utilizan diferentes técnicas de transmisión adaptativa, las cuales presentan inconvenientes de interoperabilidad entre ellas.  En este artículo se presenta una comparación de las técnicas de streaming DASH (dynamic adaptive streaming over HTTP), HDS (HTTP dynamic streaming), HLS (HTTP2 live streaming) and HSS (HTTP smooth streaming) empleadas en la reproducción de vídeo en vivo por parte de un usuario en diferentes escenarios de prueba, en una red LTE emulada. La comparación de desempeño se realiza mediante la métrica de la MOS calculada a partir de la Recomendación ITU-T P.1203. Se presenta para los diferentes escenarios bajo prueba, la técnica de streaming que mejor desempeño obtiene

QoE estimation for different adaptive streaming techniques in mobile networks

Video services are becoming more and more popular for mobile network users and require greater and greater resources and provisions from telecommunications service providers. But operators suffer from problems of interoperability between the different adaptive transmissions techniques they employ in an attempt to satisfy the quality of experience (QoE) of the service provided to users and improve network performance. This article presents a comparison of four such streaming techniques - DASH (dynamic adaptive streaming over HTTP), HDS (HTTP dynamic streaming), HLS (HTTP2 live streaming) and HSS (HTTP smooth streaming) - used in a live video playback by a user in different test scenarios on an emulated long-term evolution (LTE) network. Comparison of performance was carried out using the mean opinion score (MOS) metric calculated based on ITU-T Recommendation P.1203. The streaming techniques that performed best in each of the different test scenarios are revealed.El servicio de video es cada vez más popular por parte de los usuarios de redes móviles, además exige mayores recursos y prestaciones por parte de los proveedores de servicios de telecomunicaciones. Para satisfacer la calidad de la experiencia del servicio suministrado a los usuarios - QoE y mejorar el rendimiento de las redes, los operadores utilizan diferentes técnicas de transmisión adaptativa, las cuales presentan inconvenientes de interoperabilidad entre ellas.  En este artículo se presenta una comparación de las técnicas de streaming DASH (dynamic adaptive streaming over HTTP), HDS (HTTP dynamic streaming), HLS (HTTP2 live streaming) and HSS (HTTP smooth streaming) empleadas en la reproducción de vídeo en vivo por parte de un usuario en diferentes escenarios de prueba, en una red LTE emulada. La comparación de desempeño se realiza mediante la métrica de la MOS calculada a partir de la Recomendación ITU-T P.1203. Se presenta para los diferentes escenarios bajo prueba, la técnica de streaming que mejor desempeño obtiene

Mitigando Efectos Adversos de Interrupciones del Servicio de Video-vigilancia del Hogar en Clientes WiFi inalámbricos

[ES] Actualmente los sistemas de videovigilancia en el Hogar se pueden combinar con sensores para formar un sistema de muy bajo coste y fácil manejo por parte del usuario final. Un componente importante en este sistema es el servidor de video streaming en tiempo real a clientes Web que usan Wireless Fidelity. El servidor se puede instalar en open hardware como el Raspberry Pi y se puede ayudar de sensores arduino para detectar alarmas de intrusión o condiciones domóticas adversas en el Hogar. Sin embargo, el Wireless Fidelity tiene conocidos problemas que provoca interrupciones esporádicas e impredecibles del servicio de video y de poca duración que provocan la pérdida de frames de video clave para observar el estado del hogar en un momento dado, mientras el cliente se mueve (después de recibir una alarma). Mitigar los efectos adversos de estas interrupciones es una tarea complicada que hemos trabajado durante años. La novedad es que ahora construimos u sistema de open hardware embebida y de bajo coste (con utilidad práctica a los ciudadanos), y software libre íntegramente basado en servicios Web que es interoperable y basado en ontologías (para incluir decisiones sofisticadas, smart, de reconectar el servicio interrumpido). El elevado valor de parámetros de calidad de experiencia de usuario avalan los buenos resutlados alcanzados.This work has been funded by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness/FEDER under project TEC2015-67387- C4-4-R. Agradecer a las personas que se ofrecieron a hacer las encuestas para el MOS.Gualotuña, T.; Macias, E.; Suarez, A.; Fonseca, R.; Rivadenera, A. (2018). Mitigando Efectos Adversos de Interrupciones del Servicio de Video-vigilancia del Hogar en Clientes WiFi inalámbricos. En XIII Jornadas de Ingeniería telemática (JITEL 2017). Libro de actas. Editorial Universitat Politècnica de València. 15-22. https://doi.org/10.4995/JITEL2017.2017.6591OCS152

User centered adaptive streaming of dynamic point clouds with low complexity tiling

In recent years, the development of devices for acquisition and rendering of 3D contents have facilitated the diffusion of immersive virtual reality experiences. In particular, the point cloud representation has emerged as a popular format for volumetric photorealistic reconstructions of dynamic real world objects, due to its simplicity and versatility. To optimize the delivery of the large amount of data needed to provide these experiences, adaptive streaming over HTTP is a promising solution. In order to ensure the best quality of experience within the bandwidth constraints, adaptive streaming is combined with tiling to optimize the quality of what is being visualized by the user at a given moment; as such, it has been successfully used in the past for omnidirectional contents. However, its adoption to the point cloud streaming scenario has only been studied to optimize multi-object delivery. In this paper, we present a low-complexity tiling approach to perform adaptive streaming of point cloud content. Tiles are defined by segmenting each point cloud object in several parts, which are then independently encoded. In order to evaluate the approach, we first collect real navigation paths, obtained through a user study in 6 degrees of freedom with 26 participants. The variation in movements and interaction behaviour among users indicate that a user-centered adaptive delivery could lead to sensible gains in terms of perceived quality. Evaluation of the performance of the proposed tiling approach against state of the art solutions for point cloud compression, performed on the collected navigation paths, confirms that considerable gains can be obtained by exploiting user-adaptive streaming, achieving bitrate gains up to 57% with respect to a non-adaptive approach with the same codec. Moreover, we demonstrate that the selection of navigation data has an impact on the relative objective scores

Модернізація телекомунікаційної системи онлайн-трансляцій, яка працює в режимі реального часу

Об’єкт дослідження: телекомунікаційна система. Мета дипломної роботи: мінімізація затримки передачі відеопотоку при збереженні якості зображення; створення на базі нової платформи для медіасерверу можливості автоматизації деяких процесів і переспрямування потоків на популярні онлайн-платформи, зокрема YouTube і Facebook. Методи дослідження: історичний метод, системний підхід, методи порівняння, структурний аналіз, метод індукції, експеримент. В спеціальній частині обрана, налаштована і протестована програмна платформа для модернізації системи онлайн-трансляцій; затримка передачі відеопотоку мінімізована до 1,5 с при збереженні HD-якості зображення. У роботі досліджено історію розвитку медіасерверних ПЗ, обрана платформа, що відповідає сформованим технічним вимогам. До неї на базі API написане програмне доповнення для автоматизації процесів керування платформою і додатковий функціонал для інтеграції в систему компоненту pay-per-view; організовані онлайн-трансляції з круговим оглядом у 360 градусів. В економічному розділі визначені капітальні витрати на модернізацію системи онлайн-трансляцій, розрахований економічний ефект від зменшення експлуатаційних витрат на утримання системи онлайн-трансляцій. Практичне значення дипломної роботи: за наведеним проектним рішенням модернізовані системи онлайн-трансляцій у великих інформаційних і спортивних мас-медіа-компаніях Дніпропетровщини. Наукова новизна: власне доповнення ПЗ платформи

Estimación del rendimiento de la codificación Dash en la transmisión de video streaming

Propone un método para evaluar el rendimiento de la técnica MPEG-DASH en la entrega del streaming de video. Para ello se mide la similitud del video original, transmitido por el servidor, con el video recepcionado en el cliente. Finalmente, se valida el procedimiento seguido, con un modelo matematico de evaluación de la calidad de experiencia (QoE) del video

QoE estimation for Adaptive Video Streaming over LTE Networks

Η 4η γενιά (4G) κινητών επικοινωνιών, στην οποία ανήκει το σύστημα Long Term Evolution (LTE), παρέχει ευρυζωνική πρόσβαση σε κινητές συσκευές με ποιότητα και ταχύτητα που αγγίζουν τις ενσύρματες επικοινωνίες. Παρόλ’αυτά, η κινητικότητα εκ φύσεως εισάγει αστοχίες/διακυμάνσεις στην ασύρματη διεπαφή, γενόντας έτσι την ανάγκη για αντίστοιχη προσαρμογή της ροής μετάδοσης των δεδομένων. Η ανάγκη αυτή είναι ακόμη πιο έκδηλη για τις ροές δεδομένων βίντεο, που έχουν και τη μερίδα του λέοντος στην διαδικτυακή κίνηση. Καθώς, λοιπόν, η ροή βίντεο μέσω ΗΤΤΡ έχει γίνει ο κανόνας στη διανομήπεριεχομένου, η εφαρμογή ενός πρωτοκόλλου προσαρμογής βασισμένου στο HTTP είναι αναπόφευκτη. Το DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP) επιτρέπει μια ομαλή, αδιάκοπη ροή video εφαρμόζοντας αλγόριθμους προσαρμογής του bitrate στη μεριά του χρήστη αξιοποιώντας πλήρως την υπάρχουσα υποδομή. Έχοντας ως στόχο να τελειοποιήσουν την ποιότητα την οποία προσφέρει στους χρήστες το δίκτυο, οι ερευνητές συνεχώς αναπτύσσουν νέες φόρμουλες για την εκτίμηση της ποιότητας εμπειρίας του τελικού χρήστη, γνωστής υπο τον όρο Quality of Experience (QoE). Η παρούσα πτυχιακή αντιπροσωπεύει την προσπάθεια συγκερασμού των τριών ακόλουθων πυλώνων: της υποκείμενης υποδομής, του ελέγχου της ποιότητας υπηρεσίας με τη χρήση αλγορίθμων προσαρμογής και του επαναπροσδιορισμού του συστήματος με ανάλυση της ποιότητας και ανατροφοδότηση. Ανοίγει τη συζήτηση για τη χρήση προσαρμοζόμενης ροής μετάδοσης πάνω απο δίκτυα LTE και στοχεύει όχι μόνο να προσφέρει μια βαθιά βιβλιογραφική προσέγγιση των επιμέρους, αλλά και να περιγράψει πώς συνδέονται, πώς επικαλύπτονται, ή πώς αλληλεπιδρούν. Περιγράφει τα σημαντικότερα σύγχρονα μοντέλα μέτρησης QoE και πώς αυτά χρησιμεύουν στην αντικειμενική εκτίμηση της ποιότητας. Βασική συνεισφορά της εργασίας, είναι η ανάπτυξη μιάς πλήρης εκτελέσιμης οντότητας (module) για τον προσομοιωτή NS-3 συνδυάζοντας όλες τις έννοιες που αναφέρονται παραπάνω.Ο αναγνώστης μπορεί να βρεί ενα τυπικό παράδειγμα εκτέλεσης της εν λόγω οντότητας, με την συνοδεία μιας βήμα-βήμα εξήγησής του και και κάποιων διαγραμμάτων με αποτελέσματα. Το NS3 module αναπτύχθηκε με την ελπίδα να φανεί χρήσιμο σε κάθε ερευνητή τηλεπικοινωνιών που ασχολείται με θέματα παροχής ποιότητας εμπειρίας και αναζητά ένα εργαλείο προσομειώσεων.The ability to address an increasing need for mobility in work and entertainment has rendered LTE networks critically essential to our everyday environments. The promising 4th Generation (4G) of Long Term Evolution (LTE) provides ubiquitous broadband access to mobile devices matching land communications in speed and quality. However, the nature of mobility introduces a need for adaptivity in multimedia streaming, the largest part of mobile Internet traffic. As HTTP video streaming has become the de facto dominating solution to distribute media content, the implementation of an HTTP-based adaptive streaming protocol is inevitable. Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH) allows for smooth, uninterrupted video streaming by implementing bitrate adaptation algorithms on the client side, with complete utilization of the existing network infrastructure. In order to perfect the current quality served by the network, network researchers constantly develop new metrics to assess the end-user’s Quality of Experience. This thesis represents an attempt to join these three pillars of mobile video streaming: the underlying infrastructure, the over-the-top algorithmic quality control, and the follow-up feedback measurement. It opens a discussion about the use of adaptive streaming in LTE networks, and aims to offer not only a deep down bibliographic approach of each individual concept, but also describe where they overlap, how they connect and interact with each other. It depicts the most important contemporary QoE models and metrics, explains their formulas, and outlines their uses as key performance indicators in objective quality estimation. Furthermore, within this work, we provide a complete, expandable NS-3 model combining all the concepts discussed. An HTTP Server-Client model within the LTE network architecture, with implemented adaptive streaming functionality. The tool was developed in the hope of becoming useful to any telecommunications researcher, supporting their research and introducing them to the NS-3 simulator. In the end, we present a typical execution of our example with a step by step explanation, followed by the plotting of some of the results using a C++ script we developed

XIII Jornadas de ingeniería telemática (JITEL 2017)

Las Jornadas de Ingeniería Telemática (JITEL), organizadas por la Asociación de Telemática (ATEL), constituyen un foro propicio de reunión, debate y divulgación para los grupos que imparten docencia e investigan en temas relacionados con las redes y los servicios telemáticos. Con la organización de este evento se pretende fomentar, por un lado el intercambio de experiencias y resultados, además de la comunicación y cooperación entre los grupos de investigación que trabajan en temas relacionados con la telemática. En paralelo a las tradicionales sesiones que caracterizan los congresos científicos, se desea potenciar actividades más abiertas, que estimulen el intercambio de ideas entre los investigadores experimentados y los noveles, así como la creación de vínculos y puntos de encuentro entre los diferentes grupos o equipos de investigación. Para ello, además de invitar a personas relevantes en los campos correspondientes, se van a incluir sesiones de presentación y debate de las líneas y proyectos activos de los mencionados equiposLloret Mauri, J.; Casares Giner, V. (2018). XIII Jornadas de ingeniería telemática (JITEL 2017). Editorial Universitat Politècnica de València. http://hdl.handle.net/10251/97612EDITORIA