Flow-level performance analysis of data networks using processor sharing models

Most telecommunication systems are dynamic in nature. The state of the network changes constantly as new transmissions appear and depart. In order to capture the behavior of such systems and to realistically evaluate their performance, it is essential to use dynamic models in the analysis. In this thesis, we model and analyze networks carrying elastic data traffic at flow level using stochastic queueing systems. We develop performance analysis methodology, as well as model and analyze example systems. The exact analysis of stochastic models is difficult and usually becomes computationally intractable when the size of the network increases, and hence efficient approximative methods are needed. In this thesis, we use two performance approximation methods. Value extrapolation is a novel approximative method developed during this work and based on the theory of Markov decision processes. It can be used to approximate the performance measures of Markov processes. When applied to queueing systems, value extrapolation makes possible heavy state space truncation while providing accurate results without significant computational penalties. Balanced fairness is a capacity allocation scheme recently introduced by Bonald and Proutière that simplifies performance analysis and requires less restrictive assumptions about the traffic than other capacity allocation schemes. We introduce an approximation method based on balanced fairness and the Monte Carlo method for evaluating large sums that can be used to estimate the performance of systems of moderate size with low or medium loads. The performance analysis methods are applied in two settings: load balancing in fixed networks and the analysis of wireless networks. The aim of load balancing is to divide the traffic load efficiently between the network resources in order to improve the performance. On the basis of the insensitivity results of Bonald and Proutière, we study both packet- and flow-level balancing in fixed data networks. We also study load balancing between multiple parallel discriminatory processor sharing queues and compare different balancing policies. In the final part of the thesis, we analyze the performance of wireless networks carrying elastic data traffic. Wireless networks are gaining more and more popularity, as their advantages, such as easier deployment and mobility, outweigh their downsides. First, we discuss a simple cellular network with link adaptation consisting of two base stations and customers located on a line between them. We model the system and analyze the performance using different capacity allocation policies. Wireless multihop networks are analyzed using two different MAC schemes. On the basis of earlier work by Penttinen et al., we analyze the performance of networks using the STDMA MAC protocol. We also study multihop networks with random access, assuming that the transmission probabilities can be adapted upon flow arrivals and departures. We compare the throughput behavior of flow-optimized random access against the throughput obtained by optimal scheduling assuming balanced fairness capacity allocation

Does In-Group Consolidation Polarize Attitudes Toward Immigrants?

Scholars have identified a host of individual-level and contextual factors associated with variation in people's attitudes toward immigrants. In this article, we argue that individual traits that are conducive to a positive or negative attitude toward immigrants tend to be more strongly connected to attitudes the larger the share of people with similar traits in the individual's immediate living environment. This is because interacting with like-minded people is likely to strengthen one's pre-existing views. We test this reasoning using data on more than 3000 individuals nested within more than 100 neighborhoods in the city of Turku, Finland. We find that the attitudes of young adults tend to be more positive the more people with characteristics predicting a positive attitude there are in their neighborhood, while their attitudes tend to be more negative the more people there are with a low level of education, a strong predictor of negative attitudes

A Survey on Web 2.0

Today’s Internet is a far cry from the network of academic sharing as which it began. From the ruins of the dot-com bubble has risen a brave new Internet that O’Reilly has named Web 2.0 while others prefer such names as social net. We were interested in what characterizes today’s Internet services and set out to study eleven Web 2.0 sites that encapsulated the new breed of Internet services. We found that O’Reilly’s definition of Web 2.0 describes well what is happening on the Internet today. Today’s Internet is indeed about harnessing collective intelligence and about user-contributed content. Huge numbers of items require us to use social navigation with its recommender systems to find items of interest and users have advanced from being simple consumers of content to being a major source of the Web 2.0 content as well. Users contribute content directly by uploading text (in blogs, forums, and reviews), photos, and video clips, and in addition to such intentionally contributed content, the systems generate content by tracking user activities. Moreover, today’s Internet services are characterized by sociability. While some services merely provide means for communal discourse, many others, such as MySpace, LinkedIn, and Facebook, are based on building and maintaining social networks. Regrettably, the social aspects and user-contributed content of the services have also lead to multi-faceted privacy concerns and even such criminal activities as identity theft and child molestation. Furthermore, copyright violations have become an everyday phenomenon. This survey offers examples of modern, state-of-the-art interface features in today’s net and descriptions of the services from the user’s viewpoint. The main goal of the presentation is to outline the current state of Internet services together with recent research findings about them. However, we have not shied away from using many blog posts and other writings on the Internet as source material because it is on the Internet where the web of the future is currently being woven

Expert hearings in mini-publics: How does the field of expertise influence deliberation and its outcomes?

One of key goals of deliberative mini-publics is to counteract expert domination in policymaking. Mini-publics can be expected to democratize expertise by providing citizens with good opportunities for weighing expert information. Yet, there are concerns about undue influence of experts even within mini-publics. We test these expectations by analysing data from an online mini-public organized in Finland in March 2021. The topic of deliberation was measures taken to contain the COVID-19 pandemic. We examine whether experts’ field of specialization and the order of expert hearings had an impact on how participants’ views developed. We find that neither the field of expertise nor the order of hearings had systematic effects on participants’ perceptions on containment measures. The results suggest that interactive modes of expert hearings in mini-publics seem not to be prone to domination by experts. </p

Puntaroiva kansalaiskeskustelu koronatoimien hyväksyttävyydestä: Kansalaiskeskustelun loppuraportti

Tämä kansalaiskeskustelun loppuraportti käsittelee sitä, miten asiantuntijatiedon saaminen sekä puntaroiva kansalaiskeskustelu vaikuttavat kansalaisten näkemyksiin koronatoimien hyväksyttävyydestä. Raportti pohjautuu Turun yliopiston tutkijoiden toteuttamaan kansalaiskeskusteluun ja sitä koskeviin kyselyaineistoihin. Maaliskuussa 2021 verkossa järjestettyyn kaksipäiväiseen kansalaiskeskusteluun osallistui 70 kansalaista, jotka ilmoittautuivat vapaaehtoisiksi keskusteluun 6 000 henkilön satunnaisotokselle lähetetyn rekrytointikyselyn kautta. Osallistujat kuulivat ohjatussa keskustelussa asiantuntijoita ja puntaroivat pienryhmissä koronatoimien hyväksyttävyyttä saamansa tiedon pohjalta. Tulosten mukaan keskustelun osallistujat suhtautuivat koronan torjumiseksi annettuihin suosituksiin rajoituksia myönteisemmin. Viidestä tarkastellusta suosituksesta kansalaiset pitivät hyväksyttävimpinä kasvomaskisuositusta ja matkustamisen välttämistä, kun taas vähemmän hyväksyttävinä pidettiin omaehtoista karanteenia, yksityisten tilaisuuksien osallistujamäärän rajoittamista sekä erityisesti suositusta ikääntyneiden omaehtoisesta eristäytymisestä. Viidestä velvoittavasta rajoituksesta hyväksyttävimpinä pidettiin julkisten tilaisuuksien osallistujamäärien rajoittamista ja ravintolarajoituksia, kun taas julkisten tilojen sulkeminen, Uudenmaan sulku sekä oppilaitosten sulkeminen ja etäopetus koettiin vähemmän hyväksyttävinä. Raportissa tarkastellaan lisäksi sitä, miten keskustelu koronatoimista ja sen aikana saatu asiantuntijatieto vaikuttivat kansalaisten suhtautumiseen. Keskustelu ja asiantuntijatiedon saaminen eivät muuttaneet merkittävästi suhtautumista koronatoimiin. Selvin poikkeus oli keväällä 2020 annettu suositus ikääntyneiden omaehtoisesta eristäytymisestä, jonka hyväksyttävyys oli vähäistä ennen keskustelua ja väheni edelleen keskustelun päätteeksi. Keskustelun yhteydessä toteutettiin myös koeasetelma, jossa tutkittiin eri alojen asiantuntijoiden kuulemisen järjestyksen vaikutuksia mielipiteisiin. Tulosten perusteella järjestyksellä ei ollut merkittävää vaikutusta osallistujien mielipiteisiin. Keskustelijat kuitenkin suhtautuivat asiantuntijatietoon kaiken kaikkiaan myönteisemmin jälkimmäisenä päivänä. Tämä viittaa siihen, että kansalaisten ja asiantuntijoiden välinen vuorovaikutus parani keskustelun kuluessa

Luonnonvaratiedon hyödyntäminen politiikan ja päätöksenteon tukena : Aineistot, tiedontuotanto, tiedon löydettävyys ja yhteinen palvelumalli

Esiselvitys kuuluu sektoritutkimuksen neuvottelukunnan tutkimusagendojen kestävän kehityksen aihepiiriin teemalla ‘Luonnonvaratiedon hyödyntäminen politiikan ja päätöksenteon tukena’. Esiselvityksen toteutti Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) johtama konsortio, johon kuuluivat GTK:n ohella Metsäntutkimuslaitos (Metla), Geodeettinen laitos (GL), Tieteen tietotekniikan keskus (CSC) ja Maanmittauslaitos (MML). Esiselvitys toteutettiin osallistavina ja laajaa sektorien välistä yhteistyötä edistävinä työpajoina, kyselyinä sekä olemassa olevaa ja hankkeessa tuotettua aineistoa analysoimalla. Tämä raportti tuotettiin esiselvitysprojektin osatehtävien tuottamista väliraporteista ja muusta kootusta projektiaineistosta. Tiiviin yhteistyön tuloksena Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) johtaman toisen luonnonvaraesiselvityskonsortion kanssa syntyi konsortioiden yhteinen tutkimusohjelmaehdotus. Tämä raportti täydentää tutkimusohjelmaehdotusta ja kokoaa yhteen GTK-konsortion osatehtävien tulokset, niihin perustuvat kehittämisehdotukset, analyysin ja alustavat ehdotukset koskien tarvittavia uusia kehittämishanke- ja tutkimushankekokonaisuuksia eri hallinnonalojen luonnonvaratutkimuksen tietoinfrastruktuurien kehittämiseksi ja luonnonvaratiedon poliittisen hyödynnettävyyden parantamiseksi. Tämä raportti muodostaa luonnonvara-aineistot tuntevien asiantuntijoiden laatiman kokonaisselvityksen luonnonvaroja koskevista tietoaineistoista, tiedon tuotannosta ja tiedon käytettävyydestä. Hankkeen tuloksia hyödynnetään mm. Sitran käynnistämässä kansallisen luonnonvarastrategian laadintaprosessissa, jonka lähtökohtia huomioitiin esiselvityksen painotuksia laadittaessa. Sektoritutkimuslaitosten yhtenä tehtävänä on ylläpitää ja kehittää alansa pitkäaikaista, ohjelmallista tiedonkeruuta ja vastata alan tietopalvelusta. Näiden sektorikohtaisten tehtävien jatkuvuus on turvattava myös tulevaisuudessa. Toisaalta tiedontuottajien tulee kehittää sektorirajat ylittäviä tiedontuotannon sisältöjä ja menetelmiä yhteistyönä. Myös ohjelmallista perustiedonkeruuta (seurantaohjelmat, kartoitusohjelmat) kehitetään sisällöllisesti parhaiten luonnonvarojen hyödyntämisen ja hyödyntämisen vaikutusten samanaikaisissa tarkasteluissa. Eri organisaatioille hajautetun tiedonkeruun järjestämisessä voidaan soveltaa ja kehittää informaatioteknologiaa siten, että tutkijat ja luonnonvarojen hyödyntäjät tuottavat laadullisesti korkeatasoista ja valvottua tietoa hajautettuihin, keskitetysti ylläpidettäviin ja yhteisesti käytettäviin tietokantoihin. Esiselvityksen jälkeen koko sektoritutkimuksen luonnonvarayhteisön yhteisten työmuotojen luominen ja vakiinnuttaminen on erityisen tärkeää, jotta tunnistettujen kehittämiskohteiden vaatimat toimet saadaan käyntiin tarkoituksenmukaisesti. Luonnonvaratietojen palvelumallin toteuttaminen tulee aloittaa laaja-alaisena yhteistyönä, parasta osaamista ja teknologiaa yhdistäen sekä käynnissä olevat kansalliset ja EU:n tutkimus- ja kehittämisprosessit täysimääräisesti hyödyntäen

Standoff UV-C imaging of alpha particle emitters

Alpha particles are proven to be very useful in many areas of medicine, technology and science. Yet, they represent the biggest risk to soft biological tissues compared to all nuclear decay products when ingested or inhaled, implying thus stringent radiation protection measures in the management and monitoring of samples that emit them. In this paper we present a standoff optical imaging approach that enables sensing of a radiological threat items at facilities where alpha-emitting material is manufactured, handled, used and stored, at safe distances without putting personnel at risk or contaminating equipment. The optical imaging of alpha-emitting samples is based on the radiation induced air luminescence (radioluminescence) in the UV-C (solar-blind) spectral region which enables detection of alpha particles even under bright light conditions. We show that by adding trace amounts of nitric oxide into the nitrogen atmosphere surrounding the sample, alpha sources with specific activities as low as 1.5 Bq/cm(2) can be remotely imaged. This work provides a proof-of-concept implementation of a novel imaging approach that not only enhances capabilities of a state to take actions which effectively mitigate consequences of an radiological emergency for the society, health, environment and economy, but also benefits nuclear industry in decommissioning efforts.Peer reviewe

Multicenter cohort study on duration of antiarrhythmic medication for supraventricular tachycardia in infants

Antiarrhythmic medication (AM) is commonly used to prevent supraventricular tachycardia (SVT) recurrence in infants. Our aim was to determine whether a shorter duration of AM is sufficient to prevent atrioventricular reentrant tachycardia (AVRT) recurrence and evaluate risk factors for recurrence of SVT after discontinued AM.This multicenter cohort study included all infants diagnosed with SVT in the five university hospitals in Finland between 2005 and 2017. Those diagnosed between 2005 and 2012 received AM for 12 months (group 1), and those diagnosed between 2013 and 2017 received AM for 6 months (group 2). A total of 278 infants presented with AVRT (group 1, n = 181; group 2, n = 97), and the median AM duration was 12.0 months (interquartile range [IQR] 11.4-13.4) and 7.0 months (IQR 6.0-10.2), respectively. Propranolol was the most frequently used first-line AM (92% and 95%). Recurrence-free survival rates were over 88% until 12 months after AM prophylaxis in both groups, without any statistically significant difference between them. Independent risk factors for recurrence of SVT after discontinuation of AM were need of combination AM (HR 2.2, 95% CI 1.14-4.20), Wolff-Parkinson White (WPW) syndrome (HR 2.4, 95% CI 1.25-4.59), and age over 1 month at admission (HR 2.2, 95% CI 1.12-4.48). Conclusion: Shortening AM duration in infants from 12 to 6 months does not seem to lead to more frequent SVT recurrence. The risk factors for recurrence of SVT were WPW syndrome, need of combination AM, and age over 1 month.Peer reviewe