Quality of experience and access network traffic management of HTTP adaptive video streaming

The thesis focuses on Quality of Experience (QoE) of HTTP adaptive video streaming (HAS) and traffic management in access networks to improve the QoE of HAS. First, the QoE impact of adaptation parameters and time on layer was investigated with subjective crowdsourcing studies. The results were used to compute a QoE-optimal adaptation strategy for given video and network conditions. This allows video service providers to develop and benchmark improved adaptation logics for HAS. Furthermore, the thesis investigated concepts to monitor video QoE on application and network layer, which can be used by network providers in the QoE-aware traffic management cycle. Moreover, an analytic and simulative performance evaluation of QoE-aware traffic management on a bottleneck link was conducted. Finally, the thesis investigated socially-aware traffic management for HAS via Wi-Fi offloading of mobile HAS flows. A model for the distribution of public Wi-Fi hotspots and a platform for socially-aware traffic management on private home routers was presented. A simulative performance evaluation investigated the impact of Wi-Fi offloading on the QoE and energy consumption of mobile HAS.Die Doktorarbeit beschäftigt sich mit Quality of Experience (QoE) – der subjektiv empfundenen Dienstgüte – von adaptivem HTTP Videostreaming (HAS) und mit Verkehrsmanagement, das in Zugangsnetzwerken eingesetzt werden kann, um die QoE des adaptiven Videostreamings zu verbessern. Zuerst wurde der Einfluss von Adaptionsparameters und der Zeit pro Qualitätsstufe auf die QoE von adaptivem Videostreaming mittels subjektiver Crowdsourcingstudien untersucht. Die Ergebnisse wurden benutzt, um die QoE-optimale Adaptionsstrategie für gegebene Videos und Netzwerkbedingungen zu berechnen. Dies ermöglicht Dienstanbietern von Videostreaming verbesserte Adaptionsstrategien für adaptives Videostreaming zu entwerfen und zu benchmarken. Weiterhin untersuchte die Arbeit Konzepte zum Überwachen von QoE von Videostreaming in der Applikation und im Netzwerk, die von Netzwerkbetreibern im Kreislauf des QoE-bewussten Verkehrsmanagements eingesetzt werden können. Außerdem wurde eine analytische und simulative Leistungsbewertung von QoE-bewusstem Verkehrsmanagement auf einer Engpassverbindung durchgeführt. Schließlich untersuchte diese Arbeit sozialbewusstes Verkehrsmanagement für adaptives Videostreaming mittels WLAN Offloading, also dem Auslagern von mobilen Videoflüssen über WLAN Netzwerke. Es wurde ein Modell für die Verteilung von öffentlichen WLAN Zugangspunkte und eine Plattform für sozialbewusstes Verkehrsmanagement auf privaten, häuslichen WLAN Routern vorgestellt. Abschließend untersuchte eine simulative Leistungsbewertung den Einfluss von WLAN Offloading auf die QoE und den Energieverbrauch von mobilem adaptivem Videostreaming

HORST -Home Router Sharing based on Trust

Abstract-Today's Internet services are increasingly accessed from mobile devices, thus being responsible for growing load in mobile networks. At the same time, more and more WiFi routers are deployed such that a dense coverage of WiFi is available. Results from different related works suggest that there is a high potential of reducing load on the mobile networks by offloading data to WiFi networks, thereby improving mobile users' quality of experience (QoE) with Internet services. Additionally, the storage of the router could be used for content caching and delivery close to the end user, which is more energy efficient compared to classical content servers, and saves costs for network operators by reducing traffic between autonomous systems. Going one step beyond, we foresee that merging these approaches and augmenting them with social information from online social networks (OSNs) will result both in even less costs for network operators and increased QoE of end users. Therefore, we propose home router sharing based on trust (HORST) -a socially-aware traffic management solution which targets three popular use cases: data offloading to WiFi, content caching/prefetching, and content delivery

Pervasive Communities in the Internet of People

Peer reviewe

Augmenting Home Routers for Socially-Aware Traffic Management

Mobile users’ Quality-of-Experience (QoE) is degrading as network usage increases while Internet Service Providers (ISP) face increased inter-domain traffic. This paper presents a network traffic management mechanism, named RBHORST, addressing these inefficiencies. RB-HORST exploits home routers by using them as caches and forming an overlay network between them to transfer content. To shift traffic from peak hours, RB-HORST employs predictions based on social network properties and based on similarity in the overlay network. To further improve user QoE, home routers allow trusted mobile devices to offload their mobile connection to the local WiFi. Simulation results show that an overlay is imperative for the success of the proposed caching mechanism. Especially ISPs with a large number of customers can benefit if only every thousandth user shares its router, reducing inter-domain traffic by half and superseding an ISP operated cache. The presented implementation proves that the concept is technically feasible and can be deployed and run on constrained devices

A survey of cloud services and potential applications of social awareness

The variety of emerging cloud services and applications manifests in a multitude of network and hardware requirements, but also in different service and traffic characteristics. Due to the popularity of clouds, a set of issues emerges for the different stakeholders involved in providing and delivering cloud services to the end user. Not only pure network layer optimization, but especially the new field of socially-aware traffic management seems promising to overcome these issues. In this paper, the applicability of social awareness to different types of cloud services is discussed. For that purpose, cloud applications are classified according to relevant technical and non-technical characteristics. Based on this novel classification scheme, the benefits and challenges of social awareness are discussed and examples for the optimization of cloud services are given

Quality of Experience und Verkehrsmanagement in Zugangsnetzwerken für adaptives HTTP Videostreaming

The thesis focuses on Quality of Experience (QoE) of HTTP adaptive video streaming (HAS) and traffic management in access networks to improve the QoE of HAS. First, the QoE impact of adaptation parameters and time on layer was investigated with subjective crowdsourcing studies. The results were used to compute a QoE-optimal adaptation strategy for given video and network conditions. This allows video service providers to develop and benchmark improved adaptation logics for HAS. Furthermore, the thesis investigated concepts to monitor video QoE on application and network layer, which can be used by network providers in the QoE-aware traffic management cycle. Moreover, an analytic and simulative performance evaluation of QoE-aware traffic management on a bottleneck link was conducted. Finally, the thesis investigated socially-aware traffic management for HAS via Wi-Fi offloading of mobile HAS flows. A model for the distribution of public Wi-Fi hotspots and a platform for socially-aware traffic management on private home routers was presented. A simulative performance evaluation investigated the impact of Wi-Fi offloading on the QoE and energy consumption of mobile HAS.Die Doktorarbeit beschäftigt sich mit Quality of Experience (QoE) – der subjektiv empfundenen Dienstgüte – von adaptivem HTTP Videostreaming (HAS) und mit Verkehrsmanagement, das in Zugangsnetzwerken eingesetzt werden kann, um die QoE des adaptiven Videostreamings zu verbessern. Zuerst wurde der Einfluss von Adaptionsparameters und der Zeit pro Qualitätsstufe auf die QoE von adaptivem Videostreaming mittels subjektiver Crowdsourcingstudien untersucht. Die Ergebnisse wurden benutzt, um die QoE-optimale Adaptionsstrategie für gegebene Videos und Netzwerkbedingungen zu berechnen. Dies ermöglicht Dienstanbietern von Videostreaming verbesserte Adaptionsstrategien für adaptives Videostreaming zu entwerfen und zu benchmarken. Weiterhin untersuchte die Arbeit Konzepte zum Überwachen von QoE von Videostreaming in der Applikation und im Netzwerk, die von Netzwerkbetreibern im Kreislauf des QoE-bewussten Verkehrsmanagements eingesetzt werden können. Außerdem wurde eine analytische und simulative Leistungsbewertung von QoE-bewusstem Verkehrsmanagement auf einer Engpassverbindung durchgeführt. Schließlich untersuchte diese Arbeit sozialbewusstes Verkehrsmanagement für adaptives Videostreaming mittels WLAN Offloading, also dem Auslagern von mobilen Videoflüssen über WLAN Netzwerke. Es wurde ein Modell für die Verteilung von öffentlichen WLAN Zugangspunkte und eine Plattform für sozialbewusstes Verkehrsmanagement auf privaten, häuslichen WLAN Routern vorgestellt. Abschließend untersuchte eine simulative Leistungsbewertung den Einfluss von WLAN Offloading auf die QoE und den Energieverbrauch von mobilem adaptivem Videostreaming