User Quality of Experience (QoE) Satisfaction for Video Content Selection (VCS) Framework in Smartphone Devices

يعد جدول الفديو الاكثر انتشارا اليوم. اضافة الى ذلك، وبسبب انتشار الوباء عالميا، كثير من الناس التزموا المنزل واعتمدوا على الخدمات الجدولية للاخبار والتعليم والتسلية. على اية حال، مستعمل تجربة (QoE (غير مقتنع باختيار محتوى الفديو بينما يتدفق في الاجهزة الذكية. ينزعج المستعملون بمسح نوعية الفيديو الغير متوقعة التي تحدث في اجهزتهم الذكية. في هذا البحث، نقترح مخطط لاختيار الفديو الهيكلي الذي يهدف الى زيادة قناعة مستعمل (QoE ). تم استعمال نظام الحلول الحسابية لاختيار محتوى الفديو لانشاء خريطة لاختيار الفديوالتي ترضي مستعمل نوعية الجدول الاكثراعتبارا.  تصنف اختيار محتوى الفديو الى مجاميع صفات الفديو. سينخفض مستوى جدول ( VCS) بالتدريج ليعتبر اقل اختيار الفديو الذي لا يقبلها المستعمل اعتمادا على نوعية الفديو. لتقييم مستوى القناعة ، استعملنا درجة الرأي الوضيع ( MOS) لقياس تكيف قبول المستعمل اتجاه نوعية جدول الفديو.  أظهرت النتائج الاخيرة بأن نظام الحلول الحسابية المقترح توضح بأن المستعمل يقتنع باختيار الفديو بواسطة تغيير صفات الفديو. Video streaming is widely available nowadays. Moreover, since the pandemic hit all across the globe, many people stayed home and used streaming services for news, education,  and entertainment. However,   when streaming in session, user Quality of Experience (QoE) is unsatisfied with the video content selection while streaming on smartphone devices. Users are often irritated by unpredictable video quality format displays on their smartphone devices. In this paper, we proposed a framework video selection scheme that targets to increase QoE user satisfaction. We used a video content selection algorithm to map the video selection that satisfies the user the most regarding streaming quality. Video Content Selection (VCS) are classified into video attributes groups. The level of VCS streaming will gradually decrease to consider the least video selection that users will not accept depending on video quality. To evaluate the satisfaction level, we used the Mean Opinion Score (MOS) to measure the adaptability of user acceptance towards video streaming quality. The final results show that the proposed algorithm shows that the user satisfies the video selection, by altering the video attributes

Teenustele orienteeritud ja tõendite-teadlik mobiilne pilvearvutus

Arvutiteaduses on kaks kõige suuremat jõudu: mobiili- ja pilvearvutus. Kui pilvetehnoloogia pakub kasutajale keerukate ülesannete lahendamiseks salvestus- ning arvutusplatvormi, siis nutitelefon võimaldab lihtsamate ülesannete lahendamist mistahes asukohas ja mistahes ajal. Täpsemalt on mobiilseadmetel võimalik pilve võimalusi ära kasutades energiat säästa ning jagu saada kasvavast jõudluse ja ruumi vajadusest. Sellest tulenevalt on käesoleva töö peamiseks küsimuseks kuidas tuua pilveinfrastruktuur mobiilikasutajale lähemale? Antud töös uurisime kuidas mobiiltelefoni pilveteenust saab mobiilirakendustesse integreerida. Saime teada, et töö delegeerimine pilve eeldab mitmete pilve aspektide kaalumist ja integreerimist, nagu näiteks ressursimahukas töötlemine, asünkroonne suhtlus kliendiga, programmaatiline ressursside varustamine (Web APIs) ja pilvedevaheline kommunikatsioon. Nende puuduste ületamiseks lõime Mobiilse pilve vahevara Mobile Cloud Middleware (Mobile Cloud Middleware - MCM) raamistiku, mis kasutab deklaratiivset teenuste komponeerimist, et delegeerida töid mobiililt mitmetele pilvedele kasutades minimaalset andmeedastust. Teisest küljest on näidatud, et koodi teisaldamine on peamisi strateegiaid seadme energiatarbimise vähendamiseks ning jõudluse suurendamiseks. Sellegipoolest on koodi teisaldamisel miinuseid, mis takistavad selle laialdast kasutuselevõttu. Selles töös uurime lisaks, mis takistab koodi mahalaadimise kasutuselevõttu ja pakume lahendusena välja raamistiku EMCO, mis kogub seadmetelt infot koodi jooksutamise kohta erinevates kontekstides. Neid andmeid analüüsides teeb EMCO kindlaks, mis on sobivad tingimused koodi maha laadimiseks. Võrreldes kogutud andmeid, suudab EMCO järeldada, millal tuleks mahalaadimine teostada. EMCO modelleerib kogutud andmeid jaotuse määra järgi lokaalsete- ning pilvejuhtude korral. Neid jaotusi võrreldes tuletab EMCO täpsed atribuudid, mille korral mobiilirakendus peaks koodi maha laadima. Võrreldes EMCO-t teiste nüüdisaegsete mahalaadimisraamistikega, tõuseb EMCO efektiivsuse poolest esile. Lõpuks uurisime kuidas arvutuste maha laadimist ära kasutada, et täiustada kasutaja kogemust pideval mobiilirakenduse kasutamisel. Meie peamiseks motivatsiooniks, et sellist adaptiivset tööde täitmise kiirendamist pakkuda, on tagada kasutuskvaliteet (QoE), mis muutub vastavalt kasutajale, aidates seeläbi suurendada mobiilirakenduse eluiga.Mobile and cloud computing are two of the biggest forces in computer science. While the cloud provides to the user the ubiquitous computational and storage platform to process any complex tasks, the smartphone grants to the user the mobility features to process simple tasks, anytime and anywhere. Smartphones, driven by their need for processing power, storage space and energy saving are looking towards remote cloud infrastructure in order to solve these problems. As a result, the main research question of this work is how to bring the cloud infrastructure closer to the mobile user? In this thesis, we investigated how mobile cloud services can be integrated within the mobile apps. We found out that outsourcing a task to cloud requires to integrate and consider multiple aspects of the clouds, such as resource-intensive processing, asynchronous communication with the client, programmatically provisioning of resources (Web APIs) and cloud intercommunication. Hence, we proposed a Mobile Cloud Middleware (MCM) framework that uses declarative service composition to outsource tasks from the mobile to multiple clouds with minimal data transfer. On the other hand, it has been demonstrated that computational offloading is a key strategy to extend the battery life of the device and improves the performance of the mobile apps. We also investigated the issues that prevent the adoption of computational offloading, and proposed a framework, namely Evidence-aware Mobile Computational Offloading (EMCO), which uses a community of devices to capture all the possible context of code execution as evidence. By analyzing the evidence, EMCO aims to determine the suitable conditions to offload. EMCO models the evidence in terms of distributions rates for both local and remote cases. By comparing those distributions, EMCO infers the right properties to offload. EMCO shows to be more effective in comparison with other computational offloading frameworks explored in the state of the art. Finally, we investigated how computational offloading can be utilized to enhance the perception that the user has towards an app. Our main motivation behind accelerating the perception at multiple response time levels is to provide adaptive quality-of-experience (QoE), which can be used as mean of engagement strategy that increases the lifetime of a mobile app

Interconnection Architecture of Proximity Smart IoE-Networks with Centralised Management

[ES] La interoperabilidad entre los objetos comunicados es el objetivo principal del internet de las cosas (IoT). Algunos esfuerzos para lograrlo han generado diversas propuestas de arquitecturas, sin embargo, aún no se ha llegado a un conceso. Estas arquitecturas difieren en el tipo de estructura, grado de centralización, algoritmo de enrutamiento, métricas de enrutamiento, técnicas de descubrimiento, algoritmos de búsqueda, segmentación, calidad de servicio y seguridad, entre otros. Algunas son mejores que otras, dependiendo del entorno en el que se desempeñan y del tipo de parámetro que se use. Las más populares son las orientadas a eventos o acciones basadas en reglas, las cuales han permitido que IoT ingrese en el mercado y logre una rápida masificación. Sin embargo, su interoperabilidad se basa en alianzas entre fabricantes para lograr su compatibilidad. Esta solución se logra en la nube con una plataforma que unifica a las diferentes marcas aliadas. Esto permite la introducción de estas tecnologías a la vida común de los usuarios pero no resuelve problemas de autonomía ni de interoperabilidad. Además, no incluye a la nueva generación de redes inteligentes basadas en cosas inteligentes. La arquitectura propuesta en esta tesis toma los aspectos más relevantes de las cuatro arquitecturas IoT más aceptadas y las integra en una, separando la capa IoT (comúnmente presente en estas arquitecturas), en tres capas. Además, está pensada para abarcar redes de proximidad (integrando diferentes tecnologías de interconexión IoT) y basar su funcionamiento en inteligencia artificial (AI). Por lo tanto, esta propuesta aumenta la posibilidad de lograr la interoperabilidad esperada y aumenta la funcionalidad de cada objeto en la red enfocada en prestar un servicio al usuario. Aunque el sistema que se propone incluye el procesamiento de una inteligencia artificial, sigue los mismos aspectos técnicos que sus antecesoras, ya que su operación y comunicación continúan basándose en la capa de aplicación y trasporte de la pila de protocolo TCP/IP. Sin embargo, con el fin de aprovechar los protocolos IoT sin modificar su funcionamiento, se crea un protocolo adicional que se encapsula y adapta a su carga útil. Se trata de un protocolo que se encarga de descubrir las características de un objeto (DFSP) divididas en funciones, servicios, capacidades y recursos, y las extrae para centralizarla en el administrador de la red (IoT-Gateway). Con esta información el IoT-Gateway puede tomar decisiones como crear grupos de trabajo autónomos que presten un servicio al usuario y enrutar a los objetos de este grupo que prestan el servicio, además de medir la calidad de la experiencia (QoE) del servicio; también administra el acceso a internet e integra a otras redes IoT, utilizando inteligencia artificial en la nube. Al basarse esta propuesta en un nuevo sistema jerárquico para interconectar objetos de diferente tipo controlados por AI con una gestión centralizada, se reduce la tolerancia a fallos y seguridad, y se mejora el procesamiento de los datos. Los datos son preprocesados en tres niveles dependiendo del tipo de servicio y enviados a través de una interfaz. Sin embargo, si se trata de datos sobre sus características estos no requieren mucho procesamiento, por lo que cada objeto los preprocesa de forma independiente, los estructura y los envía a la administración central. La red IoT basada en esta arquitectura tiene la capacidad de clasificar un objeto nuevo que llegue a la red en un grupo de trabajo sin la intervención del usuario. Además de tener la capacidad de prestar un servicio que requiera un alto procesamiento (por ejemplo, multimedia), y un seguimiento del usuario en otras redes IoT a través de la nube.[CA] La interoperabilitat entre els objectes comunicats és l'objectiu principal de la internet de les coses (IoT). Alguns esforços per aconseguir-ho han generat diverses propostes d'arquitectures, però, encara no s'arriba a un concens. Aquestes arquitectures difereixen en el tipus d'estructura, grau de centralització, algoritme d'encaminament, mètriques d'enrutament, tècniques de descobriment, algoritmes de cerca, segmentació, qualitat de servei i seguretat entre d'altres. Algunes són millors que altres depenent de l'entorn en què es desenvolupen i de el tipus de paràmetre que es faci servir. Les més populars són les orientades a esdeveniments o accions basades en regles. Les quals li han permès entrar al mercat i aconseguir una ràpida massificació. No obstant això, la seva interoperabilitat es basa en aliances entre fabricants per aconseguir la seva compatibilitat. Aquesta solució s'aconsegueix en el núvol amb una plataforma que unifica les diferents marques aliades. Això permet la introducció d'aquestes tecnologies a la vida comuna dels usuaris però no resol problemes d'autonomia ni d'interoperabilitat. A més, no inclou a la nova generació de xarxes intel·ligents basades en coses intel·ligents. L'arquitectura proposada en aquesta tesi, pren els aspectes més rellevants de les quatre arquitectures IoT mes acceptades i les integra en una, separant la capa IoT (comunament present en aquestes arquitectures), en tres capes. A més aquesta pensada en abastar xarxes de proximitat (integrant diferents tecnologies d'interconnexió IoT) i basar el seu funcionament en intel·ligència artificial. Per tant, aquesta proposta augmenta la possibilitat d'aconseguir la interoperabilitat esperada i augmenta la funcionalitat de cada objecte a la xarxa enfocada a prestar un servei a l'usuari. Tot i que el sistema que es proposa inclou el processament d'una intel·ligència artificial, segueix els mateixos aspectes tècnics que les seves antecessores, ja que, la seva operació i comunicació se segueix basant en la capa d'aplicació i transport de la pila de protocol TCP / IP. No obstant això, per tal d'aprofitar els protocols IoT sense modificar el seu funcionament es crea un protocol addicional que s'encapsula i s'adapta a la seva càrrega útil. Es tracta d'un protocol que s'encarrega de descobrir les característiques d'un objecte (DFSP) dividides en funcions, serveis, capacitats i recursos, i les extreu per centralitzar-la en l'administrador de la xarxa (IoT-Gateway). Amb aquesta informació l'IoT-Gateway pot prendre decisions com crear grups de treball autònoms que prestin un servei a l'usuari i encaminar als objectes d'aquest grup que presten el servei. A més de mesurar la qualitat de l'experiència (QoE) de el servei. També administra l'accés a internet i integra a altres xarxes Iot, utilitzant intel·ligència artificial en el núvol. A l'basar-se aquesta proposta en un nou sistema jeràrquic per interconnectar objectes de diferent tipus controlats per AI amb una gestió centralitzada, es redueix la tolerància a fallades i seguretat, i es millora el processament de les dades. Les dades són processats en tres nivells depenent de el tipus de servei i enviats a través d'una interfície. No obstant això, si es tracta de dades sobre les seves característiques aquests no requereixen molt processament, de manera que cada objecte els processa de forma independent, els estructura i els envia a l'administració central. La xarxa IoT basada en aquesta arquitectura té la capacitat de classificar un objecte nou que arribi a la xarxa en un grup de treball sense la intervenció de l'usuari. A més de tenir la capacitat de prestar un servei que requereixi un alt processament (per exemple multimèdia), i un seguiment de l'usuari en altres xarxes IoT a través del núvol.[EN] Interoperability between communicating objects is the main goal of the Internet of Things (IoT). Efforts to achieve this have generated several architectures' proposals; however, no consensus has yet been reached. These architectures differ in structure, degree of centralisation, routing algorithm, routing metrics, discovery techniques, search algorithms, segmentation, quality of service, and security. Some are better than others depending on the environment in which they perform, and the type of parameter used. The most popular are those oriented to events or actions based on rules, which has allowed them to enter the market and achieve rapid massification. However, their interoperability is based on alliances between manufacturers to achieve compatibility. This solution is achieved in the cloud with a dashboard that unifies the different allied brands, allowing the introduction of these technologies into users' everyday lives but does not solve problems of autonomy or interoperability. Moreover, it does not include the new generation of smart grids based on smart things. The architecture proposed in this thesis takes the most relevant aspects of the four most accepted IoT-Architectures and integrates them into one, separating the IoT layer (commonly present in these architectures) into three layers. It is also intended to cover proximity networks (integrating different IoT interconnection technologies) and base its operation on artificial intelligence (AI). Therefore, this proposal increases the possibility of achieving the expected interoperability and increases the functionality of each object in the network focused on providing a service to the user. Although the proposed system includes artificial intelligence processing, it follows the same technical aspects as its predecessors since its operation and communication is still based on the application and transport layer of the TCP/IP protocol stack. However, in order to take advantage of IoT-Protocols without modifying their operation, an additional protocol is created that encapsulates and adapts to its payload. This protocol discovers the features of an object (DFSP) divided into functions, services, capabilities, and resources, and extracts them to be centralised in the network manager (IoT-Gateway). With this information, the IoT-Gateway can make decisions such as creating autonomous workgroups that provide a service to the user and routing the objects in this group that provide the service. It also measures the quality of experience (QoE) of the service. Moreover, manages internet access and integrates with other IoT-Networks, using artificial intelligence in the cloud. This proposal is based on a new hierarchical system for interconnecting objects of different types controlled by AI with centralised management, reducing the fault tolerance and security, and improving data processing. Data is preprocessed on three levels depending on the type of service and sent through an interface. However, if it is data about its features, it does not require much processing, so each object preprocesses it independently, structures it and sends it to the central administration. The IoT-Network based on this architecture can classify a new object arriving on the network in a workgroup without user intervention. It also can provide a service that requires high processing (e.g., multimedia), and user tracking in other IoT-Networks through the cloud.González Ramírez, PL. (2022). Interconnection Architecture of Proximity Smart IoE-Networks with Centralised Management [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/181892TESI

A methodology for obtaining More Realistic Cross-Layer QoS Measurements in mobile networks: A VoIP over LTE Use Case

Los servicios de voz han sido durante mucho tiempo la primera fuente de ingresos para los operadores móviles. Incluso con el protagonismo creciente del tráfico de datos, los servicios de voz seguirán jugando un papel importante y no desaparecerán con la transición a redes basadas en el protocolo IP. Por otra parte, hace años que los principales actores en la industria móvil detectaron claramente que los usuarios no aceptarían una degradación en la calidad de los servicios de voz. Es por esto que resulta crítico garantizar la experiencia de usuario (QoE) en la transición a redes de nueva generación basadas en conmutación de paquetes. El trabajo realizado durante esta tesis ha buscado analizar el comportamiento y las dependencias de los diferentes servicios de Voz sobre IP (VoIP), así como identificar configuraciones óptimas, mejoras potenciales y metodologías que permitan asegurar niveles de calidad aceptables al mismo tiempo que se trate de minimizar los costes. La caracterización del rendimiento del tráfico de datos en redes móviles desde el punto de vista de los usuarios finales es un proceso costoso que implica la monitorización y análisis de un amplio rango de protocolos y parámetros con complejas dependencias. Para abordar desde la raíz este problema, se requiere realizar medidas que relacionen y correlen el comportamiento de las diferentes capas. La metodología de caracterización propuesta en esta tesis proporciona la posibilidad de recoger información clave para la resolución de problemas en las comunicaciones IP, relaciolándola con efectos asociados a la propagación radio, como cambios de celda o pérdida de enlaces, o con carga de la red y limitaciones de recursos en zonas geográficas específicas. Dicha metodología se sustenta en la utilización de herramientas nativas de monitorización y registro de información en smartphones, y la aplicación de cadenas de herramientas para la experimentación extensiva tanto en redes reales y como en entornos de prueba controlados. Con los resultados proporcionados por esta serie de herramientas, tanto operadores móviles y proveedores de servicio como desarrolladores móviles podrían ganar acceso a información sobre la experiencia real del usuario y sobre cómo mejorar la cobertura, optimizar los servicios y adaptar el funcionamiento de las aplicaciones y el uso de protocolos móviles basados en IP en este contexto. Las principales contribuciones de las herramientas y métodos introducidos en esta tesis son los siguientes: - Una herramienta de monitorización multicapa para smartphones Android, llamada TestelDroid, que permite la captura de indicadores clave de rendimiento desde el propio equipo de usuario. Asimismo proporciona la capacidad de generar tráfico de forma activa y de verificar el estado de alcanzabilidad del terminal, realizando pruebas de conectividad. - Una metodología de post-procesado para correlar la información presente en las diferentes capas de las medidas realizadas. De igual forma, se proporciona la opción a los usuarios de acceder directamente a la información sobre el tráfico IP y las medidas radio y de aplicar metodologías propias para la obtención de métricas. - Se ha realizado la aplicación de la metodología y de las herramientas usando como caso de uso el estudio y evaluación del rendimiento de las comunicaciones basadas en IP a bordo de trenes de alta velocidad. - Se ha contribuido a la creación de un entorno de prueba realista y altamente configurable para la realización de experimentos avanzados sobre LTE. - Se han detectado posibles sinergias en la utilización de instrumentación avanzada de I+D en el campo de las comunicaciones móviles, tanto para la enseñanza como para la investigación en un entorno universitario

Closing the gap: human factors in cross-device media synchronization

The continuing growth in the mobile phone arena, particularly in terms of device capabilities and ownership is having a transformational impact on media consumption. It is now possible to consider orchestrated multi-stream experiences delivered across many devices, rather than the playback of content from a single device. However, there are significant challenges in realising such a vision, particularly around the management of synchronicity between associated media streams. This is compounded by the heterogeneous nature of user devices, the networks upon which they operate, and the perceptions of users. This paper describes IMSync, an open inter-stream synchronisation framework that is QoE-aware. IMSync adopts efficient monitoring and control mechanisms, alongside a QoE perception model that has been derived from a series of subjective user experiments. Based on an observation of lag, IMSync is able to use this model of impact to determine an appropriate strategy to catch-up with playback whilst minimising the potential detrimental impacts on a users QoE. The impact model adopts a balanced approach: trading off the potential impact on QoE of initiating a re-synchronisation process compared with retaining the current levels of non-synchronicity, in order to maintain high levels of QoE. A series of experiments demonstrate the potential of the framework as a basis for enabling new, immersive media experiences