Orchestration Procedures for the Network Intelligence Stratum in 6G Networks

Proceeding of: 2023 Joint European Conference on Networks and Communications & 6G Summit (EuCNC/6G Summit), 6-9 June 2023, Gothenburg, Sweden. pp.: 347-352.The quest for autonomous mobile networks introduces the need for fully native support for Network Intelligence (NI) algorithms, typically based on Artificial Intelligence tools like Machine Learning, which shall be gathered into a NI stratum. The NI stratum is responsible for the full automation of the NI operation in the network, including the management of the life-cycle of NI algorithms, in a way that is synergic with traditional network management and orchestration framework. In this regard, the NI stratum must accommodate the unique requirements of NI algorithms, which differ from the ones of, e.g., virtual network functions, and thus plays a critical role in the native integration of NI into current network architectures. In this paper, we leverage the recently proposed concept of Network Intelligence Orchestrator (NIO) to (i) define the specific requirements of NI algorithms, and (ii) discuss the procedures that shall be supported by an NIO sitting in the NI stratum to effectively manage NI algorithms. We then (iii) introduce a reference implementation of the NIO defined above using cloud-native open-source tools.This work has received funding from the European Union's Horizon 2020 research and innovation program under grant agreement no. 101017109 “DAEMON”.Publicad

Towards Massive Connectivity Support for Scalable mMTC Communications in 5G networks

The fifth generation of cellular communication systems is foreseen to enable a multitude of new applications and use cases with very different requirements. A new 5G multiservice air interface needs to enhance broadband performance as well as provide new levels of reliability, latency and supported number of users. In this paper we focus on the massive Machine Type Communications (mMTC) service within a multi-service air interface. Specifically, we present an overview of different physical and medium access techniques to address the problem of a massive number of access attempts in mMTC and discuss the protocol performance of these solutions in a common evaluation framework

Αλγόριθμοι υποστήριξης ποιότητας υπηρεσίας σε δίκτυα πολυμέσων

The main objective of the dissertation is the proposition of new algorithms for the effective and efficient supporting of Quality of Service in multimedia networks. The dissertation initially offers a description of the multimedia delivery environment in the context of which the proposed algorithms/mechanisms were developed. The multimedia delivery environment is ruled by major peculiarities, considering the fact that it is comprised of a number of different underlying networks, while supporting a variety of heterogeneous terminals. Then follows the presentation of the candidate Quality of Service algorithms, which are developed, implemented and simulated in the context of a heterogeneous network. The implementation network, the testbed, the simulation network and the selected parameters for the collection of the results, of the dominant Selection Algorithm are described. The evaluation results of the Selection Algorithm are presented, while the improvements achieved on the most important QoS metrics (packet loss, delay, resources utilization and number of users served) are demonstrated. Next, the dissertation focuses on the broadband access networks and specifically on the passive optical access networks. The multimedia delivery environment is described for the ΑΡΟΝ, EPON and GPON access networks. The fundamental concepts, protocols and mechanisms which govern these networks are presented, in association with their abilities of supporting Quality of Service. Then, a resource reservation algorithm/mechanism for supporting Quality of Service in passive optical networks is proposed and evaluated. The proposed mechanism supports multiple classes of services, dynamic bandwidth allocation for services which present fluctuations of requested bandwidth and guaranties on the QoS parameters for real time services. The dissertation also focuses on the comparison of EPON and GPON network effectiveness and performance, after applying the proposed algorithm to them. The dissertation ends with the presentation of conclusions resulting from the analysis of the proposed algorithms performance results.Αντικείμενο της διατριβής είναι η εισήγηση νέων αλγόριθμων για την αποτελεσματική και αποδοτική υποστήριξη ποιότητας υπηρεσίας σε δίκτυα πολυμέσων. Αρχικά περιγράφεται το περιβάλλον μετάδοσης στο πλαίσιο του οποίου αναπτύχθηκαν οι προτεινόμενοι αλγόριθμοι/μηχανισμοί. Το περιβάλλον μετάδοσης διέπεται από σημαντικές ιδιαιτερότητες, δεδομένου ότι περιλαμβάνει έναν αριθμό από ετερογενή δίκτυα και ταυτόχρονα υποστηρίζει την πρόσβαση ετερογενών τερματικών. Στη συνεχεία παρουσιάζονται οι υποψήφιοι αλγόριθμοι ποιότητας υπηρεσίας που αναπτύχθηκαν, υλοποιήθηκαν και προσομοιώθηκαν στo πλαίσιο ενός ετερογενούς δικτύου. Για τον επικρατέστερο Αλγόριθμο Επιλογής περιγράφεται το περιβάλλον υλοποίησης και δοκιμών, το δίκτυο προσομοίωσης και οι παράμετροι που επιλέχθηκαν για τη συλλογή των αποτελεσμάτων αποτίμησής του. Παρουσιάζονται τα αποτελέσματα αποτίμησης της απόδοσης του Αλγόριθμου Επιλογής και εξηγείται η βελτίωση που επιτυγχάνεται στα σημαντικότερα μεγέθη ποιότητας υπηρεσίας (απώλεια πακέτων, καθυστέρηση, χρησιμοποίηση των πόρων και εξυπηρέτηση χρηστών). Στη συνέχεια η διατριβή εστιάζει στα ευρυζωνικά δίκτυα πρόσβασης και συγκεκριμένα στα παθητικά οπτικά δίκτυα πρόσβασης. Περιγράφεται το περιβάλλον μετάδοσης πολυμέσων στις τεχνολογίες οπτικών παθητικών δικτύων πρόσβασης APON, EPON και GPON. Περιγράφονται οι βασικές αρχές, τα πρωτόκολλα και οι μηχανισμοί που διέπουν τα δίκτυα αυτά σε σχέση με τις δυνατότητές τους για υποστήριξη ποιότητας υπηρεσίας. Στη συνέχεια προτείνεται και αποτιμάται ένας αλγόριθμος/μηχανισμός δέσμευσης πόρων για την υποστήριξη ποιότητας υπηρεσίας σε παθητικά οπτικά δίκτυα τεχνολογίας EPON. Ο προτεινόμενος μηχανισμός υποστηρίζει πολλαπλές κατηγορίες υπηρεσιών, δυναμική δέσμευση εύρους ζώνης για τις υπηρεσίες που παρουσιάζουν μεταβολές ζήτησης εύρους ζώνης μέσα στο χρόνο και εγγυήσεις στις παραμέτρους της ποιότητας υπηρεσίας για τις υπηρεσίες πραγματικού χρόνου. Επίσης, η διατριβή επικεντρώνεται στη σύγκριση της αποτελεσματικότητας και της αποδοτικότητας των τεχνολογιών EPON και GPON κατά την εφαρμογή σε αυτά του προτεινόμενου αλγόριθμου. Στο τέλος της διατριβής παρουσιάζονται τα συμπεράσματα που προκύπτουν από την ανάλυση των αποτελεσμάτων απόδοσης των προτεινόμενων αλγορίθμων

Integrating RFIDs and Smart Objects into a Unified Internet of Things Architecture Abstract

The term Internet of Things refers to the networked interconnection of objects of diverse nature, such as electronic devices, sensors, but also physical objects and beings as well as virtual data and environments. Although the basic concept of the Internet of Things sounds simple, its application is difficult and, so far, the respective existing architectural models are rather monolithic and are dominated by several limitations. The paper introduces a generic Internet of Things architecture trying to resolve the existing restrictions of current architectural models by integrating both RFID and smart object-based infrastructures, while also exploring a third parameter, i.e. the social potentialities of the Internet of Things building blocks towards shaping the “Social Internet of Things”. The proposed architecture is based on a layered lightweight and open middleware solution following the paradigm of Service Oriented Architecture and the Semantic Model Driven Approach, which is realized at both design-time and deployment–time covering the whole service lifecycle for the corresponding services and applications provided