Use of high-flow nasal cannula in patients with COVID-19: A retrospective study

Abstract Background: During COVID-19 pandemia, the healthcare systems all over the world had to confront many different and complicated issues. One of them was the way to support the patients’ respiratory system. Generally, the HFNC therapy was applied in the past for respiratory support, but we did not have studies to establish its efficiency. Therefore, with the recent study, despite the small number of patients, an effort was made to apply the HFNC therapy so as to avoid intubation and invasive mechanical ventilation. Methods: This current study is a retrospective. Patients’ medical data admitted in the Covid – 19 ward from Agios Pavlos General hospital in Thessaloniki from October 25, 2020 to May 25, 2021 were reviewed. General clinical outcomes, the success of HFNC therapy, and related respiratory support methods were evaluated. Results: The present study included 39 patients (27 men and 12 women), whose mean age was 64,5±10,3 years old, 44% of the population had a clear medical history, and 56,4% had some comorbidities. After applying HFNC therapy, 66,7% withdrew successfully, and 33,3% were intubated. The mean time of HFNC therapy is 3,3±2,4 days, while the mean total length of hospitalization was 18,3±10,9. Conclusions: This current study describes the application of HFNC during the COVID-19 pandemia, and the conclusion is that the use of HFNC is an effective way to treat COVID-19 infected patients but under close monitoring. It had been shown that the application of HFNC can reduce the rate of intubation and mortality. Nevertheless, the conclusions of this particular study cannot be generalized

System architecture and deployment scenarios for SESAME: small cEllS coordinAtion for Multi-tenancy and Edge services

The surge of the Internet traffic with exabytes of data flowing over operators’ mobile networks has created the need to rethink the paradigms behind the design of the mobile network architecture. The inadequacy of the 4G UMTS Long term Evolution (LTE) and even of its advanced version LTE-A is evident, considering that the traffic will be extremely heterogeneous in the near future and ranging from 4K resolution TV to machine-type communications. To keep up with these changes, academia, industries and EU institutions have now engaged in the quest for new 5G technology. In this paper we present the innovative system design, concepts and visions developed by the 5G PPP H2020 project SESAME (Small cEllS coordinAtion for Multi-tenancy and Edge services). The innovation of SESAME is manifold: i) combine the key 5G small cells with cloud technology, ii) promote and develop the concept of Small Cells-as-a-Service (SCaaS), iii) bring computing and storage power at the mobile network edge through the development of non-x86 ARM technology enabled micro-servers, and iv) address a large number of scenarios and use cases applying mobile edge computing

Introducing mobile edge computing capabilities through distributed 5G Cloud Enabled Small Cells

Current trends in broadband mobile networks are addressed towards the placement of different capabilities at the edge of the mobile network in a centralised way. On one hand, the split of the eNB between baseband processing units and remote radio headers makes it possible to process some of the protocols in centralised premises, likely with virtualised resources. On the other hand, mobile edge computing makes use of processing and storage capabilities close to the air interface in order to deploy optimised services with minimum delay. The confluence of both trends is a hot topic in the definition of future 5G networks. The full centralisation of both technologies in cloud data centres imposes stringent requirements to the fronthaul connections in terms of throughput and latency. Therefore, all those cells with limited network access would not be able to offer these types of services. This paper proposes a solution for these cases, based on the placement of processing and storage capabilities close to the remote units, which is especially well suited for the deployment of clusters of small cells. The proposed cloud-enabled small cells include a highly efficient microserver with a limited set of virtualised resources offered to the cluster of small cells. As a result, a light data centre is created and commonly used for deploying centralised eNB and mobile edge computing functionalities. The paper covers the proposed architecture, with special focus on the integration of both aspects, and possible scenarios of application.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

A cloud-enabled small cell architecture in 5G networks for broadcast/multicast services

© 2019 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other uses, in any current or future media, including reprinting/republishing this material for advertising or promotional purposes,creating new collective works, for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted component of this work in other works.The evolution of 5G suggests that communication networks become sufficiently flexible to handle a wide variety of network services from various domains. The virtualization of small cells as envisaged by 5G, allows enhanced mobile edge computing capabilities, thus enabling network service deployment and management near the end user. This paper presents a cloud-enabled small cell architecture for 5G networks developed within the 5G-ESSENCE project. This paper also presents the conformity of the proposed architecture to the evolving 5G radio resource management architecture. Furthermore, it examines the inclusion of an edge enabler to support a variety of virtual network functions in 5G networks. Next, the improvement of specific key performance indicators in a public safety use case is evaluated. Finally, the performance of a 5G enabled evolved multimedia broadcast multicast services service is evaluated.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Technology pillars in the architecture of future 5G mobile networks: NFV, MEC and SDN

This paper analyzes current standardization situation of 5G and the role network softwarization plays in order to address the challenges the new generation of mobile networks must face. This paper surveys recent documentation from the main stakeholders to pick out the use cases, scenarios and emerging vertical sectors that will be enabled by 5G technologies, and to identify future high-level service requirements. Driven by those service requirements 5G systems will support diverse radio access technology scenarios, meet end-to-end user experienced requirements and provide capability of flexible network deployment and efficient operations. Then, based on the identified requirements, the paper overviews the main 5G technology trends and design principles to address them. In particular, the paper emphasizes the role played by three main technologies, namely SDN, NFV and MEC, and analyzes the main open issues of these technologies in relation to 5G.Preprin

Analysis and comparison of opportunistic sheduling algorithms in wireless data networks: analytical methodologies and results of comparative evaluation

Wireless communication networks develop rapidly, featuring excessive demand for performance improvements. This thesis studies performance and fairness issues of opportunistic schedulers, widely used in modern wireless standards like HSDPA and HDR. Opportunistic schedulers take into account the condition of the wireless link in order to select a terminal for service during a timeslot, by allocating to it all the available network resources. The main attribute of this type of scheduling is that the average transmission rate does depend on the number of active terminals, in the form of a multiuser diversity gain which acts as a multiplicative factor on the average rate. The above characteristics yield to a State Dependent Processor Sharing (SDPS) model, which in its general form considered here, features separate classes of terminals and a generic form of the state space, as a result of the admission control scheme. From a mathematical point of view, we manage to provide the distribution of the sojourn time for an SDPS system, which is expressed through the exponential of an appropriate M-matrix. The form allows the characterization of the asymptotic decay rate of the sojourn time’s distribution tail and provides easily computable upper and lower bounds. Furthermore, the conducted research studies time-scale separation phenomena, by separating the classes of terminals into a slow and a fast group, according to their average transmission rate. By leveraging on the nearly completely decomposable structure of the full system, we arrive in accurate approximations that offer conceptual and computational simplicity. Additionally, we consider some special important cases of the service rate function and/or the admission control scheme, which allow to determine the effect of the presence of slow class terminals on the performance of the terminals belonging in the fast group of classes. The results and conclusions of the generalized problem have been applied in the practical case of a channel-aware wireless network. A comparison of two basic opportunistic schedulers with respect to performance and fairness issues follows. We result in several conclusions regarding the value and the suitability of each scheduler, the appropriate form of the service pool and the specification of the worst case scenario related to the fast class terminals. Moreover, a new scheduling scheme is proposed, combining the nice properties oh the previous two schedulers. The theoretical findings are compared and verified numerically.Τα δίκτυα ασύρματων επικοινωνιών γνωρίζουν ιδιαίτερη ανάπτυξη και χαρακτηρίζονται από τη συνεχώς αυξανόμενη ανάγκη για βελτιωμένες επιδόσεις και υψηλούς ρυθμούς μετάδοσης. Η διατριβή ασχολείται με τη μελέτη της επίδοσης σε συστήματα τηλεπικοινωνιών όπως το HSDPA και το HDR που βασίζονται σε αλγορίθμους ευκαιριακού χρονοπρογραμματισμού για την επιλογή του τερματικού που θα εξυπηρετηθεί σε κάθε χρονοσχισμή, λαμβάνοντας υπόψη την κατάσταση της ασύρματης ζεύξης. Βασικό γνώρισμα αυτού του τύπου χρονοπρογραμματισμού αποτελεί το γεγονός ότι ο μέσος ρυθμός εξυπηρέτησης δεν παραμένει σταθερός αλλά μεταβάλλεται ανάλογα με το πλήθος των ενεργών τερματικών. Ένα δίκτυο με τα παραπάνω χαρακτηριστικά αντιστοιχείται στο μοντέλο μερισμού του εξυπηρετητή με εξάρτηση από την κατάσταση, το οποίο στην πιο γενική μορφή που θεωρούμε εδώ, διαθέτει ξεχωριστές κλάσεις τερματικών ανάλογα με το μέσο επιτεύξιμο ρυθμό εξυπηρέτησης και γενική μορφή χώρου καταστάσεων ως αποτέλεσμα του ελέγχου αποδοχής κλήσεων. Στα πλαίσια της διδακτορικής διατριβής, για το συγκεκριμένο σύστημα υπολογίζεται η κατανομή του χρόνου απόκρισης κάποιου τερματικού δεδομένης κλάσης, η οποία εκφράζεται μέσω του εκθετικού ενός κατάλληλου πίνακα τύπου M. Η μορφή αυτή επιτρέπει τον χαρακτηρισμό του ασυμπτωτικού ρυθμού φθίσης ουράς της κατανομής με τη βοήθεια της ελάχιστης ιδιοτιμής του συγκεκριμένου πίνακα και ταυτόχρονα παρέχει εύκολα υπολογίσιμα άνω και κάτω φράγματα για την τιμή της. Επίσης, η διατριβή ασχολείται με τα φαινόμενα που προκύπτουν σε περιβάλλον διαχωρισμού χρονικής κλίμακας, διαχωρίζοντας τα τερματικά σε αργές και γρήγορες κλάσεις σύμφωνα με το μέσο ρυθμό μετάδοσης. Με εκμετάλλευση της σχεδόν πλήρως αποσυζεύξιμης δομής του πλήρους συστήματος, λαμβάνουμε ικανοποιητικές προσεγγίσεις για την επίδοση των αργών και των γρήγορων κλάσεων, οι οποίες προσφέρουν μεγαλύτερη ευκολία στην κατανόηση και υπολογιστική απλότητα. Παράλληλα, θεωρώντας ειδικότερες περιπτώσεις για τους ρυθμούς μετάδοσης των κλάσεων ή/και της μορφής του ελέγχου αποδοχής κλήσεων, καταλήγουμε σε χρήσιμα συμπεράσματα σχετικά με την επίδραση των αργών τερματικών στην κατανομή του χρόνου απόκρισης των γρήγορων τερματικών. Τα παραπάνω αποτελέσματα του γενικότερου προβλήματος εφαρμόζονται για την περίπτωση των υπό μελέτη συστημάτων τηλεπικοινωνιών και ακολουθεί η σύγκριση δύο βασικών αλγορίθμων ευκαιριακού χρονοπρογραμματισμού, όσον άφορα θέματα επίδοσης και δικαιοσύνης. Παρατίθενται χρήσιμα συμπεράσματα σχετικά με την αξία και την καταλληλότητα του καθενός, την επίδραση της μορφής του ελέγχου αποδοχής κλήσεων και τον προσδιορισμό της χειρότερης δυνατής περίπτωσης για τα τερματικά των γρήγορων κλάσεων. Επιπρόσθετα, προτείνεται ένας νέος αλγόριθμος ευκαιριακού χρονοπρογραμματισμού που συνδυάζει τα ευνοϊκά χαρακτηριστικά από τα ήδη μελετηθέντα σχήματα. Η διατριβή ολοκληρώνεται με την αριθμητική σύγκριση των θεωρητικών ευρημάτων

Ανάλυση και σύγκριση αλγορίθμων ευκαιριακού χρονοπρογραμματισμού σε ασύρματα δίκτυα επικοινωνιών: Μεθοδολογίες ανάλυσης και αποτελέσματα συγκριτικής αξιολόγησης

156 σ.Τα δίκτυα ασύρματων επικοινωνιών γνωρίζουν ιδιαίτερη ανάπτυξη και χαρακτηρίζονται από τη συνεχώς αυξανόμενη ανάγκη για βελτιωμένες επιδόσεις και υψηλούς ρυθμούς μετάδοσης. Η διατριβή ασχολείται με τη μελέτη της επίδοσης σε συστήματα τηλεπικοινωνιών όπως το HSDPA και το HDR που βασίζονται σε αλγορίθμους ευκαιριακού χρονοπρογραμματισμού για την επι- λογή του τερματικού που θα εξυπηρετηθεί σε κάθε χρονοσχισμή, λαμβάνοντας υπόψη την κατάσταση της ασύρματης ζεύξης. Βασικό γνώρισμα αυτού του τύ- που χρονοπρογραμματισμού αποτελεί το γεγονός ότι ο μέσος ρυθμός εξυπηρέ- τησης δεν παραμένει σταθερός αλλά μεταβάλλεται ανάλογα με το πλήθος των ενεργών τερματικών. Ένα δίκτυο με τα παραπάνω χαρακτηριστικά αντιστοιχείται στο μοντέλο μερισμού του εξυπηρετητή με εξάρτηση από την κατάσταση, το οποίο στην πιο γενική μορφή που θεωρούμε εδώ, διαθέτει ξεχωριστές κλάσεις τερματικών ανάλογα με το μέσο επιτεύξιμο ρυθμό εξυπηρέτησης και γενική μορφή χώρου καταστάσεων ως αποτέλεσμα του ελέγχου αποδοχής κλήσεων. Στα πλαίσια της διδακτορικής διατριβής, για το συγκεκριμένο σύστημα υπολογίζεται η κατανομή του χρόνου απόκρισης κάποιου τερματικού δεδομένης κλάσης, η οποία εκφράζεται μέσω του εκθετικού ενός κατάλληλου πίνακα τύπου M. Η μορφή αυτή επιτρέπει τον χαρακτηρισμό του ασυμπτωτικού ρυθμού φθίσης ουράς της κατανομής με τη βοήθεια της ελάχιστης ιδιοτιμής του συγκεκριμένου πίνακα και ταυτόχρονα παρέχει εύκολα υπολογίσιμα άνω και κάτω φράγματα για την τιμή της. Επίσης, η διατριβή ασχολείται με τα φαινόμενα που προκύπτουν σε περιβάλλον διαχωρισμού χρονικής κλίμακας, διαχωρίζοντας τα τερματικά σε αργές και γρήγορες κλάσεις σύμφωνα με το μέσο ρυθμό μετάδοσης. Με εκμετάλλευση της σχεδόν πλήρως αποσυζεύξιμης δομής του πλήρους συστήματος, λαμβάνουμε ικανοποιητικές προσεγγίσεις για την επίδοση των αργών και των γρήγορων κλάσεων, οι οποίες προσφέρουν μεγαλύτερη ευκολία στην κατανόηση και υπολογιστική απλότητα. Παράλληλα, θεωρώντας ειδικότερες περιπτώσεις για τους ρυθμούς μετάδοσης των κλάσεων ή/και της μορφής του ελέγχου αποδοχής κλήσεων, καταλήγουμε σε χρήσιμα συμπεράσματα σχετικά με την επίδραση των αργών τερματικών στην κατανομή του χρόνου απόκρισης των γρήγορων τερματικών. Τα παραπάνω αποτελέσματα του γενικότερου προβλήματος εφαρμόζονται για την περίπτωση των υπό μελέτη συστημάτων τηλεπικοινωνιών και ακολουθεί η σύγκριση δύο βασικών αλγορίθμων ευκαιριακού χρονοπρογραμματισμού, όσον άφορα θέματα επίδοσης και δικαιοσύνης. Παρατίθενται χρήσιμα συμπεράσματα σχετικά με την αξία και την καταλληλότητα του καθενός, την επίδραση της μορφής του ελέγχου αποδοχής κλήσεων και τον προσδιορισμό της χειρότερης δυνατής περίπτωσης για τα τερματικά των γρήγορων κλάσεων. Επιπρόσθετα, προτείνεται ένας νέος αλγόριθμος ευκαιριακού χρονοπρογραμματισμού που συνδυάζει τα ευνοϊκά χαρακτηριστικά από τα ήδη μελετηθέντα σχήματα. Η διατριβή ολοκληρώνεται με την αριθμητική σύγκριση των θεωρητικών ευρημάτων.Wireless communication networks develop rapidly, featuring excessive demand for performance improvements. This thesis studies performance and fairness issues of opportunistic schedulers, widely used in modern wireless standards like HSDPA and HDR. Opportunistic schedulers take into account the condition of the wireless link in order to select a terminal for service during a timeslot, by allocating to it all the available network resources. The main attribute of this type of scheduling is that the average transmission rate does depend on the number of active terminals, in the form of a multiuser diversity gain which acts as a multiplicative factor on the average rate. The above characteristics yield to a State Dependent Processor Sharing (SDPS) model, which in its general form considered here, features separate classes of terminals and a generic form of the state space, as a result of the admission control scheme. From a mathematical point of view, we manage to provide the distribution of the sojourn time for an SDPS system, which is expressed through the exponential of an appropriate M-matrix. The form allows the characterization of the asymptotic decay rate of the sojourn time’s distribution tail and provides easily computable upper and lower bounds. Furthermore, the conducted research studies time-scale separation phenomena, by separating the classes of terminals into a slow and a fast group, according to their average transmission rate. By leveraging on the nearly completely decomposable structure of the full system, we arrive in accurate approximations that offer conceptual and computational simplicity. Additionally, we consider some special important cases of the service rate function and/or the admission control scheme, which allow to determine the effect of the presence of slow class terminals on the performance of the terminals belonging in the fast group of classes. The results and conclusions of the generalized problem have been applied in the practical case of a channel-aware wireless network. A comparison of two basic opportunistic schedulers with respect to performance and fairness issues follows. We result in several conclusions regarding the value and the suitability of each scheduler, the appropriate form of the service pool and the specification of the worst case scenario related to the fast class terminals. Moreover, a new scheduling scheme is proposed, combining the nice properties oh the previous two schedulers. The theoretical findings are compared and verified numerically.Ιωάννης Ν. Γιαννουλάκη

The emergence of operator-neutral small cells as a strong case for cloud computing at the mobile edge

Small cells have emerged as a useful tool for supporting increased network capacity through network densification, but they can also be used to support edge cloud computing services. In this paper, we provide a preview of an innovative concept that tackles the consolidation of multi‐tenancy in such type communications infrastructures, as well as the placement of network intelligence and applications in the network edge. After surveing the challenges and the enabling technologies, we present the envisaged architecture to manage and control the Cloud‐Enabled Small Cell infrastructure. Also, at the operation level, we explain the potential advantages of adopting the proposed solutions on the long‐term evolution access networks. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd

SDEC: A Platform for Software Defined Mobile Edge Computing Research and Experimentation

In recent times, mobile broadband networks are focused on bringing different capabilities to the edge of the mobile network. Mobile Edge Computing (MEC) addresses this issue by placing the compute and storage resources closer to the Radio Access Network (RAN), with an aim to reduce end-to-end latency, ensure better service delivery, and offer improved user experience. In this work, we propose SDEC - a Software Defined mobile Edge Computing platform, that provides mobile edge services to be consumed by authorized mobile edge applications and thus enabling the delivery of mission-critical applications over the mobile network. In this demonstration, we will illustrate the feasibility of SDEC platform by using video caching (static content) MEC application as an example use case

A Practical Architecture for Mobile Edge Computing

Recently, mobile broadband networks are focused on bringing additional capabilities to the network edge. For instance, Mobile Edge Computing (MEC) brings storage and processing capabilities closer to the mobile user i.e., at the radio access network, in order to deploy services with minimum delay. In this paper, we propose a resource constrained cloud-enabled small cell that includes a MEC server for deploying mobile edge computing functionalities. We present the architecture with special focus on realizing the proper forwarding of data packets between the mobile data path and the MEC applications, based on the principles of SDN, without requiring any changes to the functionality of existing mobile network nodes both in the access and the core network segments. The significant benefits of adopting the proposed architecture are analysed based on a proof-of-concept demonstration for content caching application use case