Tiheiden Wi-Fi verkkojen optimointi Markov-ketjumallien ja simuloidun jäähdytyksen avulla

Currently, the demand for wireless communication capacity is rising rapidly due to challenging applications such as video streaming and the emerging Internet of things. In meeting these ambitious requirements, the most important factor is predicted to be network densification, which refers to increasing the geographical density of simultaneously communicating devices. A natural choice for implementing dense networks is the wireless local area network technology Wi-Fi, characterized by being cheap and easy to deploy. Network density aggravates the harmful effects of interference and causes scarcity of free transmission bandwidth. To counter this, dense networks need radio resource management algorithms. This thesis presents a Wi-Fi radio resource management algorithm, which jointly optimizes access point channels, user association and transmission power. It estimates future throughput using a continuous time Markov chain based model, and finds solutions maximizing this estimate via a discrete search metaheuristic called simulated annealing. The algorithm is validated through a wide range of simulations where for instance network density is varied. The algorithm is found to be highly versatile, yielding good performance in all scenarios. Moreover, the general design approach places few restrictions on further algorithm improvement and extension. Markov chain modeling, although accurate in an idealized setting, turns out to be inaccurate with real-world Wi-Fi, with a simpler model offering similar accuracy but lighter computational load.Nykyisin vaatimukset langattoman tiedonsiirron kapasiteetille ovat voimakkaassa kasvussa johtuen haastavista sovelluksista kuten videon suoratoistosta ja tulossa olevasta esineiden Internetistä. Näiden vaatimusten täyttämiseksi tärkein keino on langattomien tiedonsiirtoverkkojen tihentäminen, mikä tarkoittaa yht’aikaa samalla maantieteellisellä alueella kommunikoivien laitteiden määrän kasvattamista. Luonnollinen valinta tiheiden verkkojen toteuttamiseen on langattomien lähiverkkojen teknologia Wi-Fi, jonka etuja ovat edullisuus ja asennuksen helppous. Langattoman verkon tiheys lisää haitallista interferenssiä ja aikaansaa pulaa vapaista lähetystaajuuksista. Näiden ongelmien ratkaisemiseksi tarvitaan radioresurssien hallinta-algoritmeja. Tässä työssä suunnitellaan Wi-Fiä varten radioresurssien hallinta-algoritmi, joka optimoi samanaikaisesti tukiasemien kanavia, käyttäjien allokaatiota tukiasemille sekä lähetystehoja. Se estimoi tulevia tiedonsiirtonopeuksia jatkuvan ajan Markov-ketjuihin pohjautuvan mallin avulla ja löytää tämän estimaatin maksimoivia ratkaisuja hyödyntämällä diskreettiä hakumenetelmää nimeltä simuloitu jäähdytys. Algoritmi validoidaan käyttäen monipuolista joukkoa simulaatioita, jossa vaihtelee esimerkiksi verkon tiheys. Algoritmi osoittautuu erittäin monipuoliseksi, sillä sen suorituskyky on hyvä kaikissa simulaatioskenaarioissa. Käytetyn lähestymistavan etuna on myös se, että se asettaa varsin vähän rajoituksia algoritmin jatkokehitykselle. Markov-ketjumallit osoittautuvat todellisen Wi-Fin tapauksessa epätarkoiksi, vaikka ne idealisoidussa ympäristössä ovatkin tarkkoja. Käy ilmi, että yksinkertaisemmalla mallilla saadaan vastaava tarkkuus, mutta laskentatehoa tarvitaan vähemmän

Challenges in implementing Industry 4.0 technologies in manufacturing companies

Industry 4.0 originates from the German wording ”Industrie 4.0” and it was introduced publicly for the first time at the Hannover Fair 2011. The German government produced a report of Germany’s future actions regarding Industry 4.0 and after that, the research and buzz around the fourth Industrial revolution has been substantial. Many areas of the subject remain merely unresearched. This research will cover a service provider's perspective on the different challenges of implementing Industry 4.0 technologies. The Industry 4.0 technologies are divided into base technologies and front-end technologies as in the framework by Frank et al. (2019). The base technologies are: (1) Internet of Things, (2) Cloud, (3) Big Data and (4) Analytics. The base technologies enable the concept of Industry 4.0 and the front-end technologies. These technologies can be used for different kinds of optimization, predictive maintenance etc. The implementation of these technologies includes various challenges, which are in this research, categorized in the following way: • Managerial • Business-related • Technological The primary data for this thesis is interviews with case company X. X is a Finnish startup specializing in end-to-end IoT-systems for the manufacturing industry. They have experience from different kinds of projects such as hydro plants and heavy industry machinery. I interviewed two members of X’s board which are both experienced in their own fields of specialization. New aspects to the existing research will be achieved with a semi-structured interview. Case company X’s successful sales process usually starts from preliminary discussions and leads to a Proof of Concept (PoC). A proof of concept is the best and most common way for the implementation of their solutions, but that is usually where the problems occur¬¬ in the above-mentioned categories. Key challenges of implementation of Industry 4.0 technologies include communication, lack of a clear business case and security issues. New innovative Industry 4.0 solutions mix the digital and physical worlds and enable new business- and revenue models. The implementation process of Industry 4.0 solutions isn’t yet comprehensively researched and there are many interesting research topics for the future in all of the three categories named in this research. In addition to the named challenges, politics and legislation effect the future of Industry 4.0. Global challenges such as sustainability and labour supply can also be more thoroughly handled with the Industry 4.0 framework in the future

Suurpetojen aiheuttama vaihtelu metsäpeuravaadinten (Rangifer tarandus fennicus) säilyvyydessä

Tiivistelmä. Suuret nisäkkäät uhanalaistuvat maailmanlaajuisesti. Pedot ja ihmistoiminta, kuten metsäteollisuus, säätelevät sorkkaeläintiheyksiä. Emosäilyvyys on tärkein hirvieläinten populaation kasvuun vaikuttava tekijä — myös sirkumpolaarisesti esiintyvän peuran (Rangifer tarandus, L. 1758). Tutkimuksen tavoitteena oli tutkia sen alalajin, Länsi-Euroopan boreaalisella vyöhykkeellä elävän metsäpeuran (R. t. fennicus, Lönn. 1909), emosäilyvyydessä esiintyvää vaihtelua 2010–2019 välisenä aikana keskittyen vuosien väliseen sekä elinkierron vaiheiden (talvehtimis-, vasomis-, rykimäkauden sekä syysvaelluksen) aiheuttamaan vuoden sisäiseen vaihteluun. Tarkastelun kohteina olivat kaksi Suomessa esiintyvää metsäpeurapopulaatiota, joista Suomenselän populaatio on kasvava ja Kainuun populaatio tasainen tai hieman vähenevä. Tutkin, johtuvatko em. populaatioiden erilaiset kannankehitykset emosäilyvyydessä havaittavista eroista. Lisäksi tavoitteena oli selvittää suurpetojen vaikutus metsäpeuran säilyvyyden spatiaaliselle ja ajalliselle vaihtelulle. Aineistona käytettiin GPS-pannoitettujen metsäpeuravaadinten (n=230) koottuja havaintohistorioita, joihin sovitettiin known-fate -malleja MARK-ohjelmalla; mallien valinta ja tulosten tulkitseminen tehtiin Akaiken informaatiokriteerin mukaan. Säilyvyydessä havaittiin sekä ajallista että populaatioiden välistä vaihtelua. Säilyvyys vaihteli elinkierron kausien välillä, muttei merkittävästi vuosien välillä eikä tutkimusjakson aikana. Kainuussa emosäilyvyys oli matalinta talvehtimiskaudella, Suomenselällä rykimäkaudella. Suurin osa kuolemista johtui suurpedoista ja niiden aiheuttama emokuolleisuus oli korkeampaa Kainuussa. Pedot aiheuttivat myös vaihtelua elinkierron kausien välillä: emosäilyvyydeltään matalinta aikaa Kainuussa oli talvehtimiskausi, Suomenselällä rykimäkausi, ja molempien populaatioiden korkein emosäilyvyys oli vastoin hypoteesia vasomiskaudella. Sen korkea emosäilyvyys johtunee vaatimen mukana kulkevasta vasasta, joka heikompana ottaa vastaan pedon hyökkäyksen. Kainuun korkea talvikuolleisuus voi olla seurausta muuttuneista lumiolosuhteista ja ihmistoiminnan vähentämistä, yli 120 vuotta vanhoista metsistä: ilmiöt yhdessä ovat altistaneet peuroja petojen saaliiksi. Jatkotutkimukset voisivat selvittää, miten ympäristötekijät, kuten lumiolosuhteet ja talven pituus, habitaattikoostumus ja vanhan metsän määrä sekä hirvitiheys selittävät metsäpeuravaadinten alueellista säilyvyyden vaihtelua yleisesti sekä Kainuun ja Suomenselän populaatioiden välillä.Survival patterns of the endangered wild forest reindeer (Rangifer tarandus fennicus) caused by large carnivores. Abstract. The number of large mammals is globally declining. Densities of ungulate populations are regulated by predators and human activities, such as deforestation. These processes affect ungulate populations primarily through offspring production and survival of reproducing females. In populations of long-lived cervid species, survival of females is the most crucial demographic parameter in terms of population growth and viability. There are two separate populations of the endangered and forest-dwelling wild forest reindeer (Rangifer tarandus fennicus, Lönn. 1909, later ’reindeer’) that lie in the mid-boreal vegetation zone in Finland. The population in Suomenselkä is steadily increasing in numbers while the population in Kainuu is barely stable or even declining slowly. I use data on individual histories of reindeer collected using GPS-radio-collars from these populations to examine adult survival of females during 2010–2019. The aim of this study was to examine whether adult survival of females 1) varies annually and whether survival has declined during the study, 2) examine whether survival differs between the populations and 3) whether there is seasonal variation in survival that follows the annual life history stages of reindeer that are seasons of wintering, calving, rutting and autumn migration. In addition, I investigate the role of large predators compared to other causes of death in causing the spatio-temporal variance of female survival by analyzing survival also in relation to predation. The data consists individual encounter histories of 230 GPS-radio-collared adult female reindeer. I analyzed the data using known-fate models in program MARK. I used Akaike’s information criteria in model selection and in interpreting patterns in survival. I did not find differences between study years or a trend in survival across the study period, but annual seasons of female reindeer’s life cycle varied significantly in survival. When only predation was included as a cause of death, Kainuu had consistently lower survival than Suomenselkä, but when all causes of failure where included, Kainuu ja Suomenselkä showed contrasting patterns of seasonal variation. In the Kainuu population, the wintering season held the lowest survival and in Suomenselkä the rutting season instead. Both populations held their highest survival during calving season, which contradicts previous reindeer studies from both Finland and Canada. High adult female survival during the calving season is probably due to stronger prey preference of predators towards the vulnerable calf. The high winter mortality in the Kainuu population may be a consequence of harder snow conditions and lack of old-growth forests (>120 years) for foraging and these phenomena together expose reindeer to predation. As data accumulate, future studies should examine the roles of winter conditions, habitat composition and amount of old-growth forest as well as changes in density of moose (Alces alces) in creating temporal and spatial survival of female reindeer

Characteristics of Slow Progression to Type 1 Diabetes in Children With Increased HLA-Conferred Disease Risk

Context: Characterization of slow progression to type 1 diabetes (T1D) may reveal novel means for prevention of T1D. Slow progressors might carry natural immunomodulators that delay beta-cell destruction and mediate preservation of beta-cell function. Objective: To identify demographic, genetic, and immunological characteristics of slow progression from seroconversion to clinical T1D. Design: H LA-susceptible children (n = 7410) were observed from birth for islet cell antibody (ICA), insulin autoantibody (IAA), glutamic acid decarboxylase (GADA), and islet antigen-2 autoantibodies (IA-2A), and for clinical T1D. Disease progression that lasted >= 7.26 years (slowest) quartile from initial seroconversion to diagnosis was considered slow. Autoantibody and genetic characteristics including 45 non-HLA single nucleotide polymorphisms (SNPs) predisposing to T1D were analyzed. Results: By the end of 2015, 1528 children (21 %) had tested autoantibody positive and 247 (16%) had progressed to T1D. The median delay from seroconversion to diagnosis was 8.7 years in slow (n = 62, 25%) and 3.0 years in other progressors. Compared with other progressors, slow progressors were less often multipositive, had lower ICA and IAA titers, and lower frequency of IA-2A at seroconversion. Slow progressors were born more frequently in the fall, whereas other progressors were born more often in the spring. Compared with multipositive nonprogressors, slow progressors were younger, had higher ICA titers, and higher frequency of IAA and multiple autoantibodies at seroconversion. We found no differences in the distributions of non-HLA SNPs between progressors. Conclusions: We observed differences in autoantibody characteristics and the season of birth among progressors, but no characteristics present at seroconversion that were specifically predictive for slow progression.Peer reviewe

Suusyöpä

Käypä hoito -suositus. Päivitystiivistelmä. English summar

Nicotinamide riboside improves muscle mitochondrial biogenesis, satellite cell differentiation, and gut microbiota in a twin study

Nicotinamide adenine dinucleotide (NAD(+)) precursor nicotinamide riboside (NR) has emerged as a promising compound to improve obesity-associated mitochondrial dysfunction and metabolic syndrome in mice. However, most short-term clinical trials conducted so far have not reported positive outcomes. Therefore, we aimed to determine whether long-term NR supplementation boosts mitochondrial biogenesis and metabolic health in humans. Twenty body mass index (BMI)- discordant monozygotic twin pairs were supplemented with an escalating dose of NR (250 to 1000 mg/day) for 5 months. NR improved systemic NAD(+) metabolism, muscle mitochondrial number, myoblast differentiation, and gut microbiota composition in both cotwins. NR also showed a capacity to modulate epigenetic control of gene expression in muscle and adipose tissue in both cotwins. However, NR did not ameliorate adiposity or metabolic health. Overall, our results suggest that NR acts as a potent modifier of NAD(+) metabolism, muscle mitochondrial biogenesis and stem cell function, gut microbiota, and DNA methylation in humans irrespective of BMI.Peer reviewe

Perehdyttämiskansio uudelle työntekijälle - Gigantti Kajaani

Opinnäytetyön toimeksiantaja on Kertun kone Oy eli Gigantti Kajaani. Gigantti Kajaani on perustettu vuonna 2008 ja se toimii Kainuun alueella yhtenä johtavimmista kodinelektroniikka-alan liikkeistä. Toiminnallisen opinnäytetyön tavoitteena oli luoda selkeä ja kattava perehdyttämiskansio tukemaan ja helpottamaan perehdyttämisessä. Yrityksellä ei ole käytössään ennestään perehdyttämiskansiota. Työ toteutettiin tiiviissä yhteistyössä toimeksiantajan kanssa. Perehdyttäminen uuteen työhön on lakisääteistä ja se auttaa työntekijää sopeutumaan ja ymmärtämään yrityksen toimintatavat. Suunniteltu perehdyttäminen lyhentää työtehtävien oppimiseen käytettävää aikaa, joten myös yritys hyötyy hyvin toteutetusta perehdytyksestä. Opinnäytetyön teoria koostuu perehdyttämisen, asiakaspalvelun sekä palvelumyynnin ja myyntiprosessien teoriasta. Perehdyttämiskansio koostuu neljästä osasta, joissa käsitellään yrityksen arvoja, töiden aloittamista, yleisiä toimintaohjeita sekä työtehtäviä. Tulokseksi saatiin luotua tavoitteita vastaava perehdyttämiskansio, jonka toimeksiantajayritys saa välittömästi käyttöönsä. Toimeksiantajan palautteen perusteella työ onnistui hyvin.The commissioner of the thesis was Kertun kone Oy, i.e. Gigantti Kajaani. The company was established in the year 2008 and it is one of the leading home electronics stores in Kainuu. The purpose of this functional thesis was to create a clear and comprehensive orientation guide to support and facilitate introduction of a new employee. The company did not have an orientation guide at its disposal before. The work was carried out in close cooperation with the commissioner. Orientation is statutory, and it helps a new employee to adapt to the company and to understand its courses of action. Planned orientation shortens learning time, i.e. the company also benefits from a good orientation. The theory in the thesis consists of orientation, customer service and utility sales. The orientation guide consists of four parts dealing with company values, start of work, general courses of action and assignments. The result was a successful orientation folder, which was immediately available for the commissioner. On the basis of the commissioner’s feedback the work succeeded well

Locally Repairable Codes and Matroid Theory

Locally repairable codes (LRCs) are error correcting codes used in distributed data storage. A traditional approach is to look for codes which simultaneously maximize error tolerance and minimize storage space consumption. However, this tends to yield codes for which error correction requires an unrealistic amount of communication between storage nodes. LRCs solve this problem by allowing errors to be corrected locally. This thesis reviews previous results on the subject presented in [1]. These include that every almost affine LRC induces a matroid such that the essential properties of the code are determined by the matroid. Also, the generalized Singleton bound for LRCs can be extended to matroids as well. Then, matroid theory can be used to find classes of matroids that either achieve the bound, meaning they are optimal in a certain sense, or at least come close to the bound. This thesis presents an improvement to the results of [1] in both of these cases. [1] T. Westerb\"ack, R. Freij, T. Ernvall and C. Hollanti, "On the Combinatorics of Locally Repairable Codes via Matroid Theory", arXiv:1501.00153 [cs.IT], 2014.Comment: Bachelor thesis, Aalto University School of Science, 2015. Instructor Ph.D. Thomas Westerb\"ack, supervisor Prof. Camilla Hollanti. This thesis builds on the article arXiv:1501.00153. Main results: The class of optimal matroids with ceil(k/r)=2 is extended. An improved lower bound for d_max is presented. This bound is proven to be tight for a certain important class of matroid