Role of Wireless technology in mobile augmented reality system (MARS)

Not availabl

Delivery of 360° videos in edge caching assisted wireless cellular networks

In recent years, 360° videos have become increasingly popular on commercial social platforms, and are a vital part of emerging Virtual Reality (VR) applications. However, the delivery of 360° videos requires significant bandwidth resources, which makes streaming of such data on mobile networks challenging. The bandwidth required for delivering 360° videos can be reduced by exploiting the fact that users are interested in viewing only a part of the video scene, the requested viewport. As different users may request different viewports, some parts of the 360° scenes may be more popular than others. 360° video delivery on mobile networks can be facilitated by caching popular content at edge servers, and delivering it from there to the users. However, existing edge caching schemes do not take full potential of the unequal popularity of different parts of a video, which renders them inefficient for caching 360° videos. Inspired by the above, in this thesis, we investigate how advanced 360° video coding tools, i.e., encoding into multiple quality layers and tiles, can be utilized to build more efficient wireless edge caching schemes for 360° videos. The above encoding allows the caching of only the parts of the 360° videos that are popular in high quality. To understand how edge caching schemes can benefit from 360° video coding, we compare the caching of 360° videos encoded into multiple quality layers and tiles with layer-agnostic and tile-agnostic schemes. To cope with the fact that the content popularity distribution may be unknown, we use machine learning techniques, for both Video on Demand (VoD), and live streaming scenarios. From our findings, it is clear that by taking into account the aforementioned 360° video characteristics leads to an increased performance in terms of the quality of the video delivered to the users, and the usage of the backhaul links

Towards enabling cross-layer information sharing to improve today's content delivery systems

Content is omnipresent and without content the Internet would not be what it is today. End users consume content throughout the day, from checking the latest news on Twitter in the morning, to streaming music in the background (while working), to streaming movies or playing online games in the evening, and to using apps (e.g., sleep trackers) even while we sleep in the night. All of these different kinds of content have very specific and different requirements on a transport—on one end, online gaming often requires a low latency connection but needs little throughput, and, on the other, streaming a video requires high throughput, but it performs quite poorly under packet loss. Yet, all content is transferred opaquely over the same transport, adhering to a strict separation of network layers. Even a modern transport protocol such as Multi-Path TCP, which is capable of utilizing multiple paths, cannot take the (above) requirements or needs of that content into account for its path selection. In this work we challenge the layer separation and show that sharing information across the layers is beneficial for consuming web and video content. To this end, we created an event-based simulator for evaluating how applications can make informed decisions about which interfaces to use delivering different content based on a set of pre-defined policies that encode the (performance) requirements or needs of that content. Our policies achieve speedups of a factor of two in 20% of our cases, have benefits in more than 50%, and create no overhead in any of the cases. For video content we created a full streaming system that allows an even finer grained information sharing between the transport and the application. Our streaming system, called VOXEL, enables applications to select dynamically and on a frame granularity which video data to transfer based on the current network conditions. VOXEL drastically reduces video stalls in the 90th-percentile by up to 97% while not sacrificing the stream's visual fidelity. We confirmed our performance improvements in a real-user study where 84% of the participants clearly preferred watching videos streamed with VOXEL over the state-of-the-art.Inhalte sind allgegenwärtig und ohne Inhalte wäre das Internet nicht das, was es heute ist. Endbenutzer konsumieren Inhalte von früh bis spät - es beginnt am Morgen mit dem Lesen der neusten Nachrichten auf Twitter, dem online hören von Musik während der Arbeit, wird fortgeführt mit dem Schauen von Filmen über Online-Streaming Dienste oder dem spielen von Mehrspieler Online Spielen am Abend, und sogar dem, mit dem Internet synchronisierten, Überwachens des eigenen Schlafes in der Nacht. All diese verschiedenen Arten von Inhalten haben sehr spezifische und unterschiedliche Ansprüche an den Transport über das Internet - auf der einen Seite sind es Online Spiele, die eine sehr geringe Latenz, aber kaum Durchsatz benötigen, auf der Anderen gibt es Video-Streaming Dienste, die einen sehr hohen Datendurchsatz benötigen, aber, sehr nur schlecht mit Paketverlust umgehen können. Jedoch werden all diese Inhalte über den selben, undurchsichtigen, Transportweg übertragen, weil an eine strikte Unterteilung der Netzwerk- und Transportschicht festgehalten wird. Sogar ein modernes Übertragungsprotokoll wie MPTCP, welches es ermöglicht mehrere Netzwerkpfade zu nutzen, kann die (oben genannten) Anforderungen oder Bedürfnisse des Inhaltes, nicht für die Pfadselektierung, in Betracht ziehen. In dieser Arbeit fordern wir die Trennung der Schichten heraus und zeigen, dass ein Informationsaustausch zwischen den Netzwerkschichten von großem Vorteil für das Konsumieren von Webseiten und Video Inhalten sein kann. Hierzu haben wir einen Ereignisorientierten Simulator entwickelt, mit dem wir untersuchten wie Applikationen eine informierte Entscheidung darüber treffen können, welche Netzwerkschnittstellen für verschiedene Inhalte, basierend auf vordefinierten Regeln, welche die Leistungsvorgaben oder Bedürfnisse eines Inhalts kodieren, benutzt werden sollen. Unsere Regeln erreichen eine Verbesserung um einen Faktor von Zwei in 20% unserer Testfälle, haben einen Vorteil in mehr als 50% der Fälle und erzeugen in keinem Fall einen Mehraufwand. Für Video Inhalte haben wir ein komplettes Video-Streaming System entwickelt, welches einen noch feingranulareren Informationsaustausch zwischen der Applikation und des Transportes ermöglicht. Unser, VOXEL genanntes, System ermöglicht es Applikationen dynamisch und auf Videobild Granularität zu bestimmen welche Videodaten, entsprechend der aktuellen Netzwerksituation, übertragen werden sollen. VOXEL kann das stehenbleiben von Videos im 90%-Perzentil drastisch, um bis zu 97%, reduzieren, ohne dabei die visuelle Qualität des übertragenen Videos zu beeinträchtigen. Wir haben unsere Leistungsverbesserung in einer Studie mit echten Benutzern bestätigt, bei der 84% der Befragten es, im vergleich zum aktuellen Stand der Technik, klar bevorzugten Videos zu schauen, die über VOXEL übertragen wurden

Video Caching, Analytics and Delivery at the Wireless Edge: A Survey and Future Directions

Future wireless networks will provide high bandwidth, low-latency, and ultra-reliable Internet connectivity to meet the requirements of different applications, ranging from mobile broadband to the Internet of Things. To this aim, mobile edge caching, computing, and communication (edge-C3) have emerged to bring network resources (i.e., bandwidth, storage, and computing) closer to end users. Edge-C3 allows improving the network resource utilization as well as the quality of experience (QoE) of end users. Recently, several video-oriented mobile applications (e.g., live content sharing, gaming, and augmented reality) have leveraged edge-C3 in diverse scenarios involving video streaming in both the downlink and the uplink. Hence, a large number of recent works have studied the implications of video analysis and streaming through edge-C3. This article presents an in-depth survey on video edge-C3 challenges and state-of-the-art solutions in next-generation wireless and mobile networks. Specifically, it includes: a tutorial on video streaming in mobile networks (e.g., video encoding and adaptive bitrate streaming); an overview of mobile network architectures, enabling technologies, and applications for video edge-C3; video edge computing and analytics in uplink scenarios (e.g., architectures, analytics, and applications); and video edge caching, computing and communication methods in downlink scenarios (e.g., collaborative, popularity-based, and context-aware). A new taxonomy for video edge-C3 is proposed and the major contributions of recent studies are first highlighted and then systematically compared. Finally, several open problems and key challenges for future research are outlined

Applications of 5G Communications in Civil Protection

Τα δίκτυα πέμπτης γενιάς θεωρούνται ευρέως ως μία από τις πιο θεμελιώδεις τεχνολογικές εξελίξεις του τρέχοντος αιώνα, προσφέροντας υψηλή ταχύτητα, χαμηλή καθυστέρηση και κλιμάκωση. Τα επόμενα χρόνια, τα δίκτυα πέμπτης γενιάς αναμένεται να δημιουργήσουν τη χωρητικότητα, την απόδοση και την ευελιξία του ασύρματου δικτύου για να υποστηρίξουν μια εκρηκτική αύξηση στις συνδεδεμένες συσκευές, μαζί με πρωτοποριακές εφαρμογές. Αυτή η καινοτόμος νέα τεχνολογία μπορεί να βελτιώσει όλο το φάσμα της καθημερινής ζωής από την υγεία στην ψυχαγωγία και από τη γεωργία στην πολιτική προστασία. Οι κρίσιμες επικοινωνίες, ο ακρογωνιαίος λίθος της Πολιτικής Προστασίας, θα επωφεληθούν σε μεγάλο βαθμό από το 5G. Η παρούσα εργασία μελετά πώς νέα στοιχεία και τεχνολογίες του 5G όπως η επαυξημένη πραγματικότητα, η ηλεκτρονική υγεία και η βελτιστοποιημένη δρομολόγηση ασθενοφόρων μπορούν να υποστηρίξουν την Πολιτική Προστασία ενισχύοντας παράλληλα το περιβάλλον και την οικονομία.5G networks are widely considered as one of the most fundamental technology developments of our century, providing ultra-high-speed, low-latency and scalability. Over the coming years, 5G is expected to create the wireless network capacity, performance and flexibility to support an explosive increase in connected devices, along with exciting new use cases. This innovative technology can improve the whole spectrum of everyday life from health to entertainment and from agriculture to civil protection. Mission critical Communications, the cornerstone of civil protection, are to be greatly impacted by 5G. This thesis studies how new 5G components and technologies such as augmented reality, ehealth and optimized routing of ambulances are able to support the role of civil protection while enhancing the protection of the environment and the economy