Design and implementation of simulation tools, protocols and architectures to support service platforms on vehicular networks

Tesis por compendioProducts related with Intelligent Transportation Systems (ITS) are becoming a reality on our roads. All car manufacturers are starting to include Internet access in their vehicles and to integrate smartphones directly from the dashboard, but more and more services will be introduced in the near future. Connectivity through "vehicular networks" will become a cornerstone of every new proposal, and offering an adequate quality of service is obviously desirable. However, a lot of work is needed for vehicular networks to offer performances similar to those of the wired networks. Vehicular networks can be characterized by two main features: high variability due to mobility levels that can reach up to 250 kilometers per hour, and heterogeneity, being that various competing versions from different vendors have and will be released. Therefore, to make the deployment of efficient services possible, an extensive study must be carried out and adequate tools must be proposed and developed. This PhD thesis addresses the service deployment problem in these networks at three different levels: (i) the physical and link layer, showing an exhaustive analysis of the physical channel and models; (ii) the network layer, proposing a forwarding protocol for IP packets; and (iii) the transport layer, where protocols are proposed to improve data delivery. First of all, the two main wireless technologies used in vehicular networks where studied and modeled, namely the 802.11 family of standards, particularly 802.11p, and the cellular networks focusing on LTE. Since 802.11p is a quite mature standard, we defined (i) a propagation and attenuation model capable of replicating the transmission range and the fading behavior of real 802.11p devices, both in line-of-sight conditions and when obstructed by small obstacles, and (ii) a visibility model able to deal with large obstacles, such as buildings and houses, in a realistic manner. Additionally, we proposed a model based on high-level performance indicators (bandwidth and delay) for LTE, which makes application validation and evaluation easier. At the network layer, a hybrid protocol called AVE is proposed for packet forwarding by switching among a set of standard routing strategies. Depending on the specific scenario, AVE selects one out of four different routing solutions: a) two-hop direct delivery, b) Dynamic MANET On-demand (DYMO), c) greedy georouting, and d) store-carry-and-forward technique, to dynamically adapt its behavior to the specific situation. At the transport layer, we proposed a content delivery protocol for reliable and bidirectional unicast communication in lossy links that improves content delivery in situations where the wireless network is the bottleneck. It has been designed, validated, optimized, and its performance has been analyzed in terms of throughput and resource efficiency. Finally, at system level, we propose an edge-assisted computing model that allows reducing the response latency of several queries by placing a computing unit at the network edge. This way, traffic traversal through the Internet is avoided when not needed. This scheme could be used in both 802.11p and cellular networks, and in this thesis we decided to focus on its evaluation using LTE networks. The platform presented in this thesis combines all the individual efforts to create a single efficient platform. This new environment could be used by any provider to improve the quality of the user experience obtainable through the proposed vehicular network-based services.Los productos relacionados con los Sistemas Inteligentes de Transporte (ITS) se están transformando en una realidad en nuestras carreteras. Todos los fabricantes de coches comienzan a incluir acceso a internet en sus vehículos y a facilitar su integración con los teléfonos móviles, pero más y más servicios se introducirán en el futuro. La conectividad usando las "redes vehiculares" se convertirá en la piedra angular de cada nueva propuesta, y ofrecer una calidad de servicio adecuada será, obviamente, deseable. Sin embargo, se necesita una gran cantidad de trabajo para que las redes vehiculares ofrezcan un rendimiento similar al de las redes cableadas. Las redes vehiculares quedan definidas por sus dos características básicas: alto dinamismo, pues los nodos pueden alcanzar una velocidad relativa de más de 250 km/h; y heterogeneidad, por la gran cantidad de propuestas diferentes que los fabricantes están lanzando al mercado. Por ello, para hacer posible el despliegue de servicios sobre ellas, se impone la necesidad de hacer un estudio en profundidad de este entorno, y deben de proponerse y desarrollarse las herramientas adecuadas. Esta tesis ataca la problemática del despliegue de servicios en estas redes a tres niveles diferentes: (i) el nivel físico y de enlace, mostrando varios análisis en profundidad del medio físico y modelos derivados para su simulación; (ii) el nivel de red, proponiendo un protocolo de difusión de la información para los paquetes IP; y (iii) el nivel de transporte, donde otros protocolos son propuestos para mejorar el rendimiento del transporte de datos. En primer lugar, se han estudiado y modelado las dos principales tecnologías inalámbricas que se utilizan para la comunicación en redes vehiculares, la rama de estándares 802.11, en concreto 802.11p; y la comunicación celular, en particular LTE. Dado que el estándar 802.11p es un estándar bastante maduro, nos centramos en crear (i) un modelo de propagación y atenuación capaz de replicar el rango de transmisión de dispositivos 802.11p reales, en condiciones de visión directa y obstrucción por pequeños obstáculos, y (ii) un modelo de visibilidad capaz de simular el efecto de grandes obstáculos, como son los edifcios, de una manera realista. Además, proponemos un modelo basado en indicadores de rendimiento de alto nivel (ancho de banda y retardo) para LTE, que facilita la validación y evaluación de aplicaciones. En el plano de red, se propone un protocolo híbrido, llamado AVE, para el encaminamiento y reenvío de paquetes usando un conjunto de estrategias estándar de enrutamiento. Dependiendo del escenario, AVE elige entre cuatro estrategias diferentes: a) entrega directa a dos saltos, b) Dynamic MANET On-demand (DYMO) c) georouting voraz, y d) una técnica store-carry-and- forward, para adaptar su comportamiento dinámicamente a cada situación. En el plano de transporte, se propone un protocolo bidireccional de distribución de contenidos en canales con pérdidas que mejora la entrega de contenidos en situaciones en las que la red es un cuello de botella, como las redes inalámbricas. Ha sido diseñado, validado, optimizado, y su rendimiento ha sido analizado en términos de productividad y eficiencia en la utilización de recursos. Finalmente, a nivel de sistema, proponemos un modelo de computación asistida que permite reducir la latencia en la respuesta a muchas consultas colocando una unidad de computación en el borde de la red, i.e., la red de acceso. Este esquema podría ser usado en redes basadas en 802.11p y en redes celulares, si bien en esta tesis decidimos centrarnos en su evaluación usando redes LTE. La plataforma presentada en esta tesis combina todos los esfuerzos individuales para crear una plataforma única y eficiente. Este nuevo entorno puede ser usado por cualquier proveedor para mejorar la calidad de la experiencia de usuario en los servicios desplegados sobre redes vehiculares.Els productes relacionats amb els sistemes intel · ligents de transport (ITS) s'estan transformant en una realitat en les nostres carreteres. Tots els fabri- cants de cotxes comencen a incloure accés a internet en els vehicles i a facilitar- ne la integració amb els telèfons mòbils, però en el futur més i més serveis s'hi introduiran. La connectivitat usant les xarxes vehicular esdevindrà la pedra angular de cada nova proposta, i oferir una qualitat de servei adequada serà, òbviament, desitjable. No obstant això, es necessita una gran quantitat de treball perquè les xarxes vehiculars oferisquen un rendiment similar al de les xarxes cablejades. Les xarxes vehiculars queden definides per dues característiques bàsiques: alt dinamisme, ja que els nodes poden arribar a una velocitat relativa de més de 250 km/h; i heterogeneïtat, per la gran quantitat de propostes diferents que els fabricants estan llançant al mercat. Per això, per a fer possible el desplegament de serveis sobre aquestes xarxes, s'imposa la necessitat de fer un estudi en profunditat d'aquest entorn, i cal proposar i desenvolupar les eines adequades. Aquesta tesi ataca la problemàtica del desplegament de serveis en aquestes xarxes a tres nivells diferents: (i) el nivell físic i d'enllaç , mostrant diverses anàlisis en profunditat del medi físic i models derivats per simular-lo; (ii) el nivell de xarxa, proposant un protocol de difusió de la informació per als paquets IP; i (iii) el nivell de transport, on es proposen altres protocols per a millorar el rendiment del transport de dades. En primer lloc, s'han estudiat i modelat les dues principals tecnologies sense fils que s'utilitzen per a la comunicació en xarxes vehiculars, la branca d'estàndards 802.11, en concret 802.11p; i la comunicació cel · lular, en partic- ular LTE. Atès que l'estàndard 802.11p és un estàndard bastant madur, ens centrem a crear (i) un model de propagació i atenuació capaç de replicar el rang de transmissió de dispositius 802.11p reals, en condicions de visió directa i obstrucció per petits obstacles, i (ii) un model de visibilitat capaç de simular l'efecte de grans obstacles, com són els edificis, d'una manera realista. A més, proposem un model basat en indicadors de rendiment d'alt nivell (ample de banda i retard) per a LTE, que facilita la validació i l'avaluació d'aplicacions. En el pla de xarxa, es proposa un protocol híbrid, anomenat AVE, per a l'encaminament i el reenviament de paquets usant un conjunt d'estratègies estàndard d'encaminament. Depenent de l'escenari , AVE tria entre quatre estratègies diferents: a) lliurament directe a dos salts, b) Dynamic MANET On-demand (DYMO) c) georouting voraç, i d) una tècnica store-carry-and- forward, per a adaptar-ne el comportament dinàmicament a cada situació. En el pla de transport, es proposa un protocol bidireccional de distribució de continguts en canals amb pèrdues que millora el lliurament de continguts en situacions en què la xarxa és un coll de botella, com les xarxes sense fils. Ha sigut dissenyat, validat, optimitzat, i el seu rendiment ha sigut analitzat en termes de productivitat i eficiència en la utilització de recursos. Finalment, a nivell de sistema, proposem un model de computació assistida que permet reduir la latència en la resposta a moltes consultes col · locant una unitat de computació a la vora de la xarxa, és a dir, la xarxa d'accés. Aquest esquema podria ser usat en xarxes basades en 802.11p i en xarxes cel · lulars, si bé en aquesta tesi decidim centrar-nos en la seua avaluació usant xarxes LTE. La plataforma presentada en aquesta tesi combina tots els esforços indi- viduals per a crear una plataforma única i eficient. Aquest nou entorn pot ser usat per qualsevol proveïdor per a millorar la qualitat de l'experiència d'usuari en els serveis desplegats sobre xarxes vehiculars.Báguena Albaladejo, M. (2017). Design and implementation of simulation tools, protocols and architectures to support service platforms on vehicular networks [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/85333TESISCompendi

Recent Advances in Wireless Communications and Networks

This book focuses on the current hottest issues from the lowest layers to the upper layers of wireless communication networks and provides "real-time" research progress on these issues. The authors have made every effort to systematically organize the information on these topics to make it easily accessible to readers of any level. This book also maintains the balance between current research results and their theoretical support. In this book, a variety of novel techniques in wireless communications and networks are investigated. The authors attempt to present these topics in detail. Insightful and reader-friendly descriptions are presented to nourish readers of any level, from practicing and knowledgeable communication engineers to beginning or professional researchers. All interested readers can easily find noteworthy materials in much greater detail than in previous publications and in the references cited in these chapters

Video QoS/QoE over IEEE802.11n/ac: A Contemporary Survey

The demand for video applications over wireless networks has tremendously increased, and IEEE 802.11 standards have provided higher support for video transmission. However, providing Quality of Service (QoS) and Quality of Experience (QoE) for video over WLAN is still a challenge due to the error sensitivity of compressed video and dynamic channels. This thesis presents a contemporary survey study on video QoS/QoE over WLAN issues and solutions. The objective of the study is to provide an overview of the issues by conducting a background study on the video codecs and their features and characteristics, followed by studying QoS and QoE support in IEEE 802.11 standards. Since IEEE 802.11n is the current standard that is mostly deployed worldwide and IEEE 802.11ac is the upcoming standard, this survey study aims to investigate the most recent video QoS/QoE solutions based on these two standards. The solutions are divided into two broad categories, academic solutions, and vendor solutions. Academic solutions are mostly based on three main layers, namely Application, Media Access Control (MAC) and Physical (PHY) which are further divided into two major categories, single-layer solutions, and cross-layer solutions. Single-layer solutions are those which focus on a single layer to enhance the video transmission performance over WLAN. Cross-layer solutions involve two or more layers to provide a single QoS solution for video over WLAN. This thesis has also presented and technically analyzed QoS solutions by three popular vendors. This thesis concludes that single-layer solutions are not directly related to video QoS/QoE, and cross-layer solutions are performing better than single-layer solutions, but they are much more complicated and not easy to be implemented. Most vendors rely on their network infrastructure to provide QoS for multimedia applications. They have their techniques and mechanisms, but the concept of providing QoS/QoE for video is almost the same because they are using the same standards and rely on Wi-Fi Multimedia (WMM) to provide QoS

Analysis and evaluation of in-home networks based on HomePlug-AV power line communications

[ESP] No hace mucho tiempo, las redes in-home (también denominadas redes domésticas) únicamente se utilizaban para interconectar los diferentes ordenadores de una vivienda, de manera que pudieran compartir una impresora entre ellos. Hoy en día, sin embargo, esta definición es mucho más amplia debido a la gran cantidad de dispositivos existentes en la vivienda con capacidad de conectarse a una red para transmitir y recibir información. En una red in-home actual, podemos encontrar desde teléfonos móviles equipados con conectividad WI-FI a dispositivos NAS (Network Attached Storage), utilizados para almacenar información, imágenes o videos en red, que a su vez pueden ser transferidos a televisiones de alta definición u ordenadores. A la hora de instalar una red de comunicaciones en una vivienda, se persiguen principalmente dos objetivos, reducir el coste de instalación y conseguir una gran flexibilidad de cara a futuras ampliaciones. Una red basada en tecnología PLC (Power Line Communications) cumple estos requisitos ya que, al utilizar la infraestructura de cableado eléctrico existente en la vivienda, es muy sencilla y económica de instalar y ampliar. Dentro de la tecnología PLC existen diferentes estándares, siendo HomePlug-AV (HomePlug Audio-Video o simplemente HPAV) el más extendido en la actualidad para la instalación de redes domésticas. Este estándar permite alcanzar velocidades de transmisión de hasta 200Mbps a través de los cables de baja tensión de una vivienda convencional. El objetivo principal de esta tesis doctoral es aportar nuevas ideas que mejoren las prestaciones de las redes in-home basadas en la tecnología PLC, utilizando como base el estándar Homeplug-AV. Estas redes utilizan una arquitectura centralizada, en la que la mayor parte de la inteligencia de red está concentrada en un coordinador central (CCo, por sus siglas en inglés). Por lo tanto, la mayor parte de las modificaciones propuestas irán encaminadas a mejorar dicho dispositivo, que podrá llegar a convertirse en un gestor de red capaz de manejar conjuntamente interfaces de diferentes tecnologías. En primer lugar, se presenta un análisis detallado del comportamiento del estándar en diferentes situaciones que se pueden producir de manera común en una red doméstica. Este análisis se realizó tanto con dispositivos reales como mediante simulación. Para el segundo tipo de medidas, se diseñó un simulador de la tecnología HomePlug que implementa el nivel físico y el nivel MAC de la misma, junto con modelos de los servicios más utilizados en entornos domésticos. Este simulador se utilizó tanto para estas medidas iniciales como para evaluar las diferentes modificaciones del estándar propuestas posteriormente en este trabajo. Este análisis proporcionó dos resultados significativos. En primer lugar, se comprobó que al introducir un modelo real de nivel físico al protocolo CSMA/CA utilizado a nivel MAC se producían resultados muy diferentes a los presentados en los modelos publicados hasta ese momento. Por ello, se propuso un modelo matemático que incorporaba dichos efectos. En segundo lugar, se identificaron diferentes áreas de la tecnología que eran susceptibles de mejora. El resto de la tesis se centró entonces en la mejora de dichos puntos débiles. El primero de estos puntos débiles está relacionado con las transmisión de datos unicast. El medio PLC es selectivo en frecuencia y muy dependiente del tiempo y de la localización de las estaciones. Incluso es posible que, en un mismo enlace, la capacidad de los enlaces ascendente y descendente sea distinta. En estos entornos, la utilización del protocolo de transporte TCP presenta serios problemas, ya que define gran parte de sus parámetros en función del Round Trip time (RTT) del enlace. Como alternativa se pensó en los códigos Fountain. Este tipo de codificación de fuente permite realizar transmisiones fiables de datos sin necesidad de utilizar un canal de retorno, evitando de esta forma los problemas derivados de las asimetrías de la red. Se realizaron varios experimentos comparando ambas soluciones, y se comprobó que las prestaciones de este tipo de codificaciones superan al protocolo TCP a la hora de transmitir ficheros de manera fiable a través de las redes PLC. Además, los códigos Fountain también se utilizaron para el diseño de otra aplicación. Es muy común que en un escenario doméstico haya disponible más de una tecnología (Wi-Fi, Ethernet, PLC, etc). Tenemos por tanto que una aplicación capaz de integrar interfaces de diferentes tecnologías podría ser muy útil en estos entornos, ya que se podría conseguir un mayor ancho de banda, mayor tolerancia a errores, balanceo de carga, etc. El kernel de Linux dispone de un módulo denominado Bonding que permite agrupar diferentes interfaces Ethernet. Sin embargo, no está preparado para agrupar interfaces de diferentes tecnologías, y mucho menos para tecnologás de capacidad variable como es el caso de PLC o de las comunicaciones inalámbricas. Por ello, se realizó una modificación de dicho driver utilizando para ello los códigos Fountain, que solucionan los problemas que se pueden producir debido a las variaciones de capacidad. Por otra parte, con la actual versión del estándar HomePlug AV, las comunicaciones multicast presentan unas prestaciones muy pobres. Esto es debido a que, a pesar de que el canal PLC es broadcast, la naturaleza de la modulación OFDM (Ortogonal Frequency Division Multiplexing) que se utiliza a nivel físico es punto a punto. Esto hace que las transmisiones simultáneas a un grupo de receptores se traduzcan automáticamente en sucesivas transmisiones punto a punto a los diferentes miembros del grupo. Con esta técnica, la capacidad efectiva de transmisión multicast disminuye de manera muy importante a medida que aumenta el número de receptores. En este trabajo se han propuesto dos técnicas alternativas. La primera consiste en la utilización de un mapa de tonos común para todos los miembros del grupo multicast, asignado a estas comunicaciones los parámetros de modulación del cliente con las peores condiciones de canal. Este algoritmo ha sido tradicionalmente descartado en los sistemas OFDM por sus bajas prestaciones. Sin embargo, la correlación existente entre los diferentes canales de una red PLC hace que su comportamiento sea mucho mejor. Además, se propuso un segundo algoritmo que utilizaba técnicas de optimización para maximizar la tasa de comunicación multicast, obteniendo un mejor comportamiento cuando el número de clientes es elevado. Por último, en redes de capacidad física variable, como es el caso de las redes PLC, las técnicas cross-layer están despertando un gran interés. Este tipo de algoritmos están basado en la compartición de información entre diferentes capas de la estructura OSI para mejorar el comportamiento del sistema. En este trabajo se ha propuesto un algoritmo que modifica los parámetros del protocolo CSMA/CA de nivel MAC utilizando información de nivel físico y los requerimientos de QoS del servicio de niveles superiores. De esta forma se consigue dar prioridad en el acceso al medio a los clientes con problemas de QoS, mejorando de esta forma del comportamiento de la red. Este algoritmo ha sido evaluado mediante simulación en un escenario doméstico típico, comprobando que ofrece unos resultados muy prometedores. [ENG] Not very long time ago, in-home networks (also called domestic networks) were only used to share a printer between a number of computers. Nowadays, however, due to the huge amount of devices present at home with communication capabilities, this definition has become much wider. In a current in-home network we can find, from mobile phones with wireless connectivity, or NAS (Network Attached Storage) devices sharing multimedia content with high-definition televisions or computers. When installing a communications network in a home, two objectives are mainly pursued: Reducing cost and high flexibility in supporting future network requirements. A network based on Power Line Communications (PLC) technology is able to fulfill these objectives, since as it uses the low voltage wiring already available at home, it is very easy to install and expand, providing a cost-effective solution for home environments. There are different PLC standards, being HomePlug-AV (HomePlug Audio-Video, or simply HPAV) the most widely used nowadays. This standard is able to achieve transmission rates up to 200 Mpbs through the electrical wiring of a typical home. The main objective of this thesis is to provide new ideas to improve the performance of PLC technology based in-home networks, using as starting point the HPAV standard. A network based on this technology uses a centralized architecture, in which the most important part of the network intelligence is concentrated in a single device, the Central Coordinator (CCo). Hence, most of the modifications proposed in this work will try to improve this particular device, which can even become a multi-technology central manager, able to combine interfaces of different technologies to improve the network performance. Initially, it is presented a detailed analysis of HPAV performance in some scenarios typically found in a home environment. It was done through simulation and by experimentation using real devices. To obtain the former results, it was designed a HPAV simulator which implements the physical (PHY) and medium access control (MAC) layers of the standard, together with a traffic modeling module which implements the services most commonly found in a home network. This simulation tool was used both in these initial measurements and to evaluate the standard modifications that are proposed in this work. This analysis provides two main results. Firstly, it was found that when a real PHY model is used together with the CSMA/CA MAC protocol the simulation results were very different to those obtained with previously presented mathematical models of this protocol. Hence, it was proposed a new model that considers these effects. Next, some areas of the technology which could be improved were identified. The rest of the thesis was then centered around proposing solutions to these weaknesses. The first weakness solved is related to unicast data transmission. PLC medium is frequency selective and time variant, and it presents a remarkable variation among locations or depending on the connected loads. Even in a single link, the channel capacities between transmitter and receiver can be very asymmetric. In such environments, the use of TCP as transport protocol presents serious problems, since it defines some of its parameters according to the Round Trip Time (RTT). Alternatively, the use of Fountain codes for reliable data transmission in these environments was proposed. These codes allow to transmit information without a feedback channel, overcoming in this way the problems related to the variability of the channel. Different experiments were performed comparing both solutions, concluding that in PLC based networks the performance achieved by Fountain codes outperforms the results obtained with a TCP-based application. In addition, Fountain codes were also used for another application. In home environments, it is very common to find more than one available technology to deploy a network (Wi-Fi, Ethernet, PLC, etc). Therefore, an application that makes possible the aggregation of different interfaces would be very useful, as it will provide higher bandwidth, fault tolerance and load balancing. The Linux Kernel contains a driver (Bonding) which allows Ethernet interfaces aggregation. However, it is not prepared for asymmetric interfaces aggregation and even less for variable capacity technologies like PLC or Wi-Fi. In this work, it is presented a modification of this driver which uses Fountain codes to solve the problems that may arise when asymmetric interfaces are aggregated. On another note, multicast communications in the actual HPAV standard versions presents serious problems. This is because, although PLC medium is broadcast by nature, the Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) modulation used at PHY layer is always point to point. Therefore, multicast communications are carried out as successive point-to-point transmissions to the different members of the group. This technique clearly degrades the performance of multicast services as the number of receivers increases. In this work, they have been proposed two alternative algorithms. The first one consists of using a common tone map for all the multicast group members. This tone map corresponds to the modulation parameters obtained for the client with the worst channel conditions. This algorithm has been traditionally discarded in OFDM systems because of its poor performance. However, in contrast to other technologies (like wireless for example), channel responses in a given PLC network exhibit significant correlation among them. This reduces the differences among the users, improving the performance of this algorithm. In addition, another technique which uses an optimization algorithm to maximize the multicast bit rate is also evaluated, obtaining that its use can be suitable when the number of multicast clients is high. Finally, due to the properties of PLC medium, cross-layer technique are eliciting a big interest. These algorithms are based in the information sharing between adjacent layers in the OSI model to improve the system behavior. In this work, it has been proposed an extension of the HPAV CSMA/CA algorithm which modifies the protocol parameters using PHY layer information and the QoS requirements of the upper-layer services. In this way, priority access to the channel can be provided to the nodes with QoS problems, improving the whole network performance. This algorithm has been evaluated through simulation in a typical home environment with very promising results.Universidad Politécnica de Cartagen

Mixed streaming of video over wireless networks

In recent years, transmission of video over the Internet has become an important application. As wireless networks are becoming increasingly popular, it is expected that video will be an important application over wireless networks as well. Unlike wired networks, wireless networks have high data loss rates. Streaming video in the presence of high data loss can be a challenge because it results in errors in the video.Video applications produce large amounts of data that need to be compressed for efficient storage and transmission. Video encoders compress data into dependent frames and independent frames. During transmission, the compressed video may lose some data. Depending on where the packet loss occurs in the video, the error can propagate for a long time. If the error occurs on a reference frame at the beginning of the video, all the frames that depend on the reference frame will not be decoded successfully. This thesis presents the concept of mixed streaming, which reduces the impact of video propagation errors in error prone networks. Mixed streaming delivers a video file using two levels of reliability; reliable and unreliable. This allows sensitive parts of the video to be delivered reliably while less sensitive areas of the video are transmitted unreliably. Experiments are conducted that study the behavior of mixed streaming over error prone wireless networks. Results show that mixed streaming makes it possible to reduce the impact of errors by making sure that errors on reference frames are corrected. Correcting errors on reference frames limits the time for which errors can propagate, thereby improving the video quality. Results also show that the delay cost associated with the mixed streaming approach is reasonable for fairly high packet loss rates

A proxy for reliable 5G (and beyond) mmWave communications. Contributions to multi-path scheduling for a reliability focused mmWave proxy

Reliable, consistent and very high data rate mobile communication will become especially important for future services such as, among other things, future emergency communication needs. MmWave technology provides the needed capacity, however, lacks the reliability due to the abrupt capacity changes any one path experiences. Intelligently making use of varying numbers of available mmWave paths, efficiently scheduling data across the paths, perhaps even through multi-operator agreements; and balancing mobile power consumption with path costs and the need for reliable consistent quality will be critical to attaining this aim. In this thesis, the multipath scheduling problem in a mmWave proxy when the paths have dynamically changing path characteristics is considered. To address this problem, a hybrid scheduler is proposed, the performance of which is compared with the Round Robin scheduler, Random scheduler and the Highest Capacity First scheduler. Forward error correction is explored as a means of enhancing the scheduling. Keywords:Multipath Scheduling, mmWave Proxy, Forward Error Correction, beyond 5G