Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Low latency transmission“

Short-packet transmission has attracted considerable attention due to its potential to achieve ultralow latency in automated driving, telesurgery, the Industrial Internet of Things (IIoT), and other applications emerging in the coming era of the Six-Generation (6G) wireless networks. In 6G systems, a paradigm-shifting infrastructure is anticipated to provide seamless coverage by integrating low-Earth orbit (LEO) satellite networks, which enable long-distance wireless relaying. However, how to efficiently transmit short packets over a sizeable spatial scale remains open. In this paper, we are interested in low-latency short-packet transmissions between two distant nodes, in which neither propagation delay, nor propagation loss can be ignored. Decode-and-forward (DF) relays can be deployed to regenerate packets reliably during their delivery over a long distance, thereby reducing the signal-to-noise ratio (SNR) loss. However, they also cause decoding delay in each hop, the sum of which may become large and cannot be ignored given the stringent latency constraints. This paper presents an optimal relay deployment to minimize the error probability while meeting both the latency and transmission power constraints. Based on an asymptotic analysis, a theoretical performance bound for distant short-packet transmission is also characterized by the optimal distance–latency–reliability tradeoff, which is expected to provide insights into designing integrated LEO satellite communications in 6G.

Low-latency communication is becoming more popular as applications that demand real-time interaction, such as autonomous mobile vehicles and tactile Internet, have recently gained prominence. In this paper, we propose a fast autotuning algorithm to support low-latency communication in the Quick UDP Internet Connection (QUIC) protocol. The transmission rate is adjusted by the fast autotuning based on the quantity of unused buffers. If the buffer has large free space, the receive window is quickly enlarged to increase the transmission rate and reduce the transmission delay. The fast autotuning is evaluated in this paper through extensive simulations, and the results show that the fast autotuning effectively reduces the transmission latency and increases throughput.

As the PCIe 6.0 specification places higher requirements on signal integrity and transmission latency, it becomes especially important to improve signal transmission performance at the physical layer of the transceiver interface. Retimer circuits are a key component of high-speed serial interfaces, and their delay and jitter size directly affect the overall performance of PCIe. For the typical retimer circuit with large-latency and low-jitter performance, this paper proposes a low-latency and low-jitter Retimer circuit based on CDR + PLL architecture for PCIe 6.0, using a jitter-canceling filter circuit to eliminate the frequency difference between the retiming clock and data, reduce the retiming clock jitter, and improve the quality of Retimer output data. The data are sampled using the retiming clock and then output, avoiding the problem of large penetration latency of typical retimer circuits. The circuit is designed using the CMOS 28 nm process. Simulation results show that when 112 Gbps PAM4 data are input to the retimer circuit, the Retimer penetration latency is 27.3 ps, which is 83.5% lower than the typical Retimer structure; the output jitter data are 741 fs, a 31.4% reduction compared to the typical retimer structure.

Low latency video transmission is gaining importance in time-critical applications using real-time cloud-based systems. Cloud-based Virtual Reality (VR), remote control, and AI response systems are emerging use cases that demand low latency and good reliability. Although there are many video transmission schemes that claim low latency, they vary over different network conditions. Therefore, it is necessary to develop methods that can accurately measure end-to-end latency online, continuously, without any content modification. This research brings these applications one step closer to addressing these next generation use cases. This paper analyzes the cause of end-to-end latency within a video transmission system, and then proposes three methods to measure the latency: timecode, remote online, and lossless remote video online. The corresponding equipment was designed and implemented. The actual measurement of the three methods using related equipment proved that our proposed method can accurately and effectively measure the end-to-end latency of the video transmission system.

Intra-vehicular communication is an emerging technology explored spontaneously due to higher wireless sensor-based application demands. To meet the upcoming market demands, the current intra-vehicular communication transmission reliability and latency should be improved significantly to fit with the existing 5G and upcoming 6G communication domains. Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC) can be widely used to enhance the quality of communication and services of 5G and beyond. The 5G URLLC service is highly dependable for transmission reliability and minimizing data transmission latency. In this paper, a multiple-access scheme named Cluster-based Orthogonal Frequency Subcarrier-based Multiple Access (C-OFSMA) is proposed with 5G URLLC’s high requirement adaptation for intra-vehicular data transmission. The URLLC demanded high reliability of approximately 99.999% of the data transmission within the extremely short latency of less than 1 ms. C-OFSMA enhanced the transmission diversity, which secured more successful data transmission to fulfill these high requirements and adapt to such a network environment. In C-OFSMA, the available sensors transmit data over specific frequency channels where frequency selection is random and special sensors (audio and video) transmit data over dedicated frequency channels. The minimum number of subcarrier channels was evaluated for different arrival rates and different packet duplication conditions in order to achieve 99.999% reliability within an air-interface latency of 0.2 ms. For the fixed frequency channel condition, C-OFSMA and OFSMA were compared in terms of reliability response and other packet duplication. Moreover, the optimal number of clusters was also evaluated in the aspects of the reliability response for the C-OFSMA system.

In order to ensure the strong real-time information sharing of Aerial Ad hoc Network, a low-delay information sharing algorithm for multiple-radio-per-platform networking is proposed based on the directional transmission capability of phased-array antenna. The algorithm introduces virtual nodes and virtual links in the process of topology generation first. By extracting topology information and choosing link grouping, it can effectively reduce redundant transmission and transmission latency of information sharing. Then, it is verified through simulation that the algorithm can reduce the latency by up to 49.8% and eliminate transmission redundancy. In addition, a direction selection algorithm is proposed for the variation of antenna beam direction. Simulation results show that the algorithm can further reduce the latency of information sharing and ensure the real time of information sharing, thus further improving the network performance.

The 5G Core Network architecture is modeled to include instruments that can establish networks built on the same physical infrastructure but serve different service categories for communication types with varying characteristics. Relying on virtualization and cloud technologies, these instruments make the 5G system different from previous mobile communication systems, change the user profile, and allow new business models to be included in the system. The subject of this thesis includes the study of Ultra-reliable low latency communication, which is one of the fundamental service categories defined for the 5G system, and the analysis of the techniques presented in 3GPP’s Release 16, which enhance the service parameters by modifying the core network. In the theoretical part, the 5G system and URLLC are introduced with a particular focus on the user plane on the core network. In the implementation part, redundant transmission support on the N3 interface, one of the techniques presented in the technical specification, is modeled using open source software tools (Open5GS and UERANSIM) and network virtualization instruments. As a result of the tests and measurements performed on the model, it was observed that the implemented technique enhanced the system's reliability.

L'émergence de nouveaux cas et d’applications tels que la réalité virtuelle/augmentée, l'automatisation industrielle, les véhicules autonomes, etc. en 5G fait définir au Third Generation Partnership Project (3GPP) Ultra-reliable low-latency communications (URLLC) comme un des trois services. Pour soutenir URLLC avec des exigences strictes de la fiabilité et de la latence, 3GPP Release 15 et 16 ont standardisé des fonctionnalités d’URLLC dans le spectre sous licence. Release 17 en cours agrandit des fonctionnalités d’URLLC au spectre sans licence pour cibler des nouveaux cas dans des scénarios industriels. Dans la première partie de cette thèse du Chapitre 2 au Chapitre 4, nous nous concentrons sur URLLC dans le spectre sous licence. La première étude est confrontée au problème de garantir le nombre des répétitions dans des uplink configured-grant (CG) ressources. Ensuite, nous étudions la collision entre une eMBB UL transmission d'un UE et une URLLC UL transmission d'un autre UE sur des CG ressources. Enfin, nous recherchons la DL transmission où le feedback de la DL semi-persistent scheduling transmission est abandonné à cause du conflit entre des DL/UL symboles. Dans la deuxième partie du Chapitre 5 au Chapitre 8, nous nous focalisons sur URLLC dans le spectre sans licence. Dans le spectre sans licence, un appareil demande d'accéder au canal en utilisant load based equipment (LBE) ou frame based equipment (FBE). L’incertitude d’acquérir un canal par LBE ou FBE pourrait empêcher la URLLC transmission d’atteindre l’exigence de la latence. Par conséquent, l'étude de l'impact de LBE ou FBE sur la URLLC transmission et des améliorations de LBE et de FBE sont nécessaires
The advent of new use cases and new applications such as augmented/virtual reality, industrial automation, autonomous vehicles, etc. in 5G has made the Third Generation Partnership Project (3GPP) specify Ultra-reliable low-latency communications (URLLC) as one of the service categories. To support URLLC with the strict requirements of reliability and latency, 3GPP Release 15 and Release 16 have specified the URLLC features in licensed spectrum. The ongoing 3GPP Release 17 extends the URLLC features to unlicensed spectrum to target the new use cases in the industrial scenario. In the first part of the thesis from Chapter 2 to Chapter 4, we focus on the URLLC in licensed spectrum. The first study deals with the problem of ensuring the configured number of uplink (UL) configured-grant (CG) repetitions of a transport block. Secondly, we study the collisions of an eMBB UL transmission of a user equipment (UE) and an URLLC UL transmission of another UE on the CG resources. Thirdly, the focus of this study is the downlink (DL) transmission where the feedback of the DL semi-persistent scheduling transmission is dropped due to the conflict of the DL/UL symbols. In the second part from Chapter 5 to Chapter 8, we focus on URLLC operation in unlicensed spectrum. In unlicensed spectrum, a 5G device is required to access to a channel by using load based equipment (LBE) or frame based equipment (FBE). The uncertainty of obtaining channel access through LBE or FBE can impede the achievement of the URLLC latency requirements. Therefore, the study of impact of LBE and FBE on URLLC transmission and the enhancements of LBE and FBE are needed

L'acquisition et la diffusion de contenus avec une latence minimale sont devenus essentiel dans plusieurs domaines d'activités tels que la diffusion d'évènements sportifs, la vidéoconférence, la télé-présence, la télé-opération de véhicules ou le contrôle à distance de systèmes. L'industrie de la diffusion en direct a connu une croissance en 2020, et son importance va encore croitre au cours des prochaines années grâce à l'émergence de nouveaux codecs vidéo à haute efficacité reposant sur le standard Versatile Video Coding(VVC)et à la cinquième génération de réseaux mobiles (5G).Les méthodes de streaming de type HTTP Adaptive Streaming (HAS) telles que MPEG-DASH, grâce aux algorithmes d'adaptation du débit de transmission de vidéo compressée, se sont révélées très efficaces pour améliorer la qualité d'expérience (QoE) dans un contexte de vidéo à la demande (VOD).Cependant, dans les applications où la latence est critique, minimiser le délai entre l'acquisition de l'image et son affichage au récepteur est essentiel. La plupart des algorithmes d'adaptation de débit sont développés pour optimiser la transmission vidéo d'un serveur situé dans le cœur de réseau vers des clients mobiles. Dans les applications nécessitant un streaming à faible latence, le rôle du serveur est joué par un terminal mobile qui va acquérir, compresser et transmettre les images via une liaison montante comportant un canal radio vers un ou plusieurs clients. Les approches d'adaptation de débit pilotées par le client sont par conséquent inadaptées. De plus, les HAS, pour lesquelles la prise de décision se fait avec une périodicité de l'ordre de la seconde ne sont pas suffisamment réactives lors d'une mobilité importante du serveur et peuvent engendrer des délais importants. Il est donc essentiel d'utiliser une granularité d'adaptation très fine afin de réduire le délai de bout-en-bout. En effet, la taille réduite des tampons d'émission et de réception afin de minimiser la latence rend plus délicate l'adaptation du débit dans notre cas d'usage. Lorsque la bande passante varie avec une constante de temps plus petite que la période avec laquelle la régulation est faite, les mauvaises décisions de débit de transmission peuvent induire un surcroit de latence important.L'objet de cette thèse est d'apporter des éléments de réponse à la problématique de la transmission vidéo à faible latence depuis des terminaux (émetteurs) mobiles. Nous présentons d'abord un algorithme d'adaptation de débit image-par-image pour la diffusion à faible latence. Une approche de type Model Predictive Control (MPC) est proposée pour déterminer le débit de codage de chaque image à transmettre. Cette approche utilise des informations relatives au niveau de tampon de l'émetteur et aux caractéristiques du canal de transmission. Les images étant codées en direct, un modèle reliant le paramètre de quantification (QP) au débit de sortie du codeur vidéo est nécessaire. Nous avons donc proposé un nouveau modèle reliant le débit au paramètre de quantification et à la distorsion de l'image précédente. Ce modèle fournit de bien meilleurs résultats dans le contexte d'une décision prise image par image du débit de codage que les modèle de référence de la littérature.En complément des techniques précédentes, nous avons également proposé des outils permettant de réduire la complexité de codeurs vidéo tels que VVC. La version actuelle du codeur VVC (VTM10) a un temps d'exécution neuf fois supérieur à celui du codeur HEVC. Par conséquent, le codeur VVC n'est pas adapté aux applications de codage et diffusion en temps réel sur les plateformes actuellement disponibles. Dans ce contexte, nous présentons une méthode systématique, de type branch-and-prune, permettant d'identifier un ensemble d'outils de codage pouvant être désactivés tout en satisfaisant une contrainte sur l'efficacité de codage. Ce travail contribue à la réalisation d'un codeur VVC temps réel
The acquisition and delivery of video content with minimal latency has become essential in several business areas such as sports broadcasting, video conferencing, telepresence, remote vehicle operation, or remote system control. The live streaming industry has grown in 2020 and it will expand further in the next few years with the emergence of new high-efficiency video codecs based on the Versatile Video Coding (VVC) standard and the fifth generation of mobile networks (5G).HTTP Adaptive Streaming (HAS) methods such as MPEG-DASH, using algorithms to adapt the transmission rate of compressed video, have proven to be very effective in improving the quality of experience (QoE) in a video-on-demand (VOD) context.Nevertheless, minimizing the delay between image acquisition and display at the receiver is essential in applications where latency is critical. Most rate adaptation algorithms are developed to optimize video transmission from a server situated in the core network to mobile clients. In applications requiring low-latency streaming, such as remote control of drones or broadcasting of sports events, the role of the server is played by a mobile terminal. The latter will acquire, compress, and transmit the video and transmit the compressed stream via a radio access channel to one or more clients. Therefore, client-driven rate adaptation approaches are unsuitable in this context because of the variability of the channel characteristics. In addition, HAS, for which the decision-making is done with a periodicity of the order of a second, are not sufficiently reactive when the server is moving, which may generate significant delays. It is therefore important to use a very fine adaptation granularity in order to reduce the end-to-end delay. The reduced size of the transmission and reception buffers (to minimize latency) makes it more difficult to adapt the throughput in our use case. When the bandwidth varies with a time constant smaller than the period with which the regulation is made, bad transmission rate decisions can induce a significant latency overhead.The aim of this thesis is to provide some answers to the problem of low-latency delivery of video acquired, compressed, and transmitted by mobile terminals. We first present a frame-by-frame rate adaptation algorithm for low latency broadcasting. A Model Predictive Control (MPC) approach is proposed to determine the coding rate of each frame to be transmitted. This approach uses information about the buffer level of the transmitter and about the characteristics of the transmission channel. Since the frames are coded live, a model relating the quantization parameter (QP) to the output rate of the video encoder is required. Hence, we have proposed a new model linking the rate to the QP of the current frame and to the distortion of the previous frame. This model provides much better results in the context of a frame-by-frame decision on the coding rate than the reference models in the literature.In addition to the above techniques, we have also proposed tools to reduce the complexity of video encoders such as VVC. The current version of the VVC encoder (VTM10) has an execution time nine times higher than that of the HEVC encoder. Therefore, the VVC encoder is not suitable for real-time encoding and streaming applications on currently available platforms. In this context, we present a systematic branch-and-prune method to identify a set of coding tools that can be disabled while satisfying a constraint on coding efficiency. This work contributes to the realization of a real-time VVC coder

Anorexia nervosa is an eating disorder whose onset emerges at an increasingly early age and whose prognosis, even among adolescents, can be grave. Current scientific literature and practice guidelines on the treatment of adolescent patients with anorexia point to the key role that is played by parents and family in influencing the therapeutic possibilities and the outcomes of young patients. The aims of the thesis are to explore the relational and emotional dynamics in families of adolescents with anorexia that may influence the treatment possibilities and the outcome of the young patients. Three different research studies are presented in the thesis, all examined families of adolescents with restricting type anorexia nervosa, and explored aspects of family relations, relating in particular to the internalized parental bonding, emotion regulation and triadic mother-father-daughter interactions. The first study aims to identify any specific pattern of parental bonding and address the intergenerational transmission of these patterns in families of newly diagnosed adolescents with restricting type anorexia. The second study instead deals with emotion regulation in families with an adolescent with anorexia, exploring alexithymia in the daughter, mother and father based on clinical versus self- assessment. Whereas in the third study, a direct observational procedure based on a videotaped play section was used to explore triadic interactions. The results of the studies seem to suggest that both in the research, as well as in treatment of patients with anorexia nervosa, attention needs to be shifted from the exclusive mother-daughter relation to the involvement of the father, of the parental couple and of the family as a whole. Since family functioning is well established as a maintaining factor of anorexia nervosa or vice versa as a facilitating factor in the therapeutic process, studying the family relations may not only help clinicians to select the most suitable treatment for each patient and each family but also to predict the possibility of establishing a therapeutic alliance with the family and thus to improve the possibility of reaching a good outcome.
L’anoressia, patologia eclatante nelle sue manifestazioni eppure sfuggente, paradossale ed inquietante, tentativo di redenzione e rischio di morte allo stesso tempo, pone ai suoi clinici e ai suoi teorici questioni di grande complessità, che si riflettono nella varietà delle teorie differenti e contraddittorie formulate nei diversi ambiti. Patologia di confine fra il somatico e lo psichico, l’anoressia ha da sempre suscitato il dibattito fra i sostenitori delle origini psicologiche della malattia e coloro che invece parteggiano per cause primariamente organiche. L’anoressia nervosa, la più studiata e la più nota fra le forme di disturbo del comportamento alimentare, conserva anche nell'età evolutiva aspetti di prognosi molto grave con un’elevata percentuale di esito mortale. Nonostante l’età di esordio dell’anoressia nervosa sia sempre più precoce e la prevalenza del disturbo in età evolutiva in crescita, sono ancora carenti gli studi in letteratura che riguardano specificamente questa fascia d’età. Eppure ben il 40% dei nuovi casi di anoressia esordisce proprio fra i 15 e i 19 anni, età in cui si rilevano tuttavia anche i più elevati tassi di guarigione. Nelle prime fasi del suo esordio, che avviene di solito in adolescenza, appare perciò cruciale predisporre una presa in carico precoce e tempestiva di questo disturbo dagli esiti potenzialmente molto gravi. L’insorgenza del disturbo, la cui eziologia appare complessa e multifattoriale, sembra precipitata dall'interazione di diversi fattori: biologici, psicologici, ambientali, culturali e sociali. Se i dati riguardanti le componenti genetiche e neurobiologiche sembrano offrire per ora limitate prospettive per un reale progresso nel trattamento di questa complessa patologia, più interessanti sul piano clinico e terapeutico appaiono attualmente i dati della letteratura che indicano il ruolo cardine delle componenti famigliari, sia per quanto riguarda l’evoluzione del disturbo sia per quanto riguarda gli indirizzi terapeutici valutati come più efficaci. Se è noto che i trattamenti familiari si sono dimostrati molto efficaci nel trattamento di questa psicopatologia, i meccanismi di funzionamento di queste terapie e le peculiari dinamiche familiari cui indirizzare più fruttuosamente il trattamento restano campi potenzialmente fertili, da esplorare per la ricerca. E’ convinzione generale che il complesso problema della eziopatogenesi rimanga al di fuori degli obiettivi degli studi volti ad analizzare e fotografare le dinamiche familiari presenti in un determinato momento nelle famiglie delle pazienti con anoressia. Tuttavia - obiettivo forse prioritario rispetto ad ogni altro - cogliere e descrivere il funzionamento delle pazienti con anoressia all'interno delle loro famiglie può essere utile e forse indispensabile per stabilire quali siano le misure terapeutiche più valide da attivare in ogni specifico caso. Una presa in carico tempestiva ed efficace di questa grave psicopatologia, potenzialmente mortale, può essere fondamentale e la ricerca in questo campo può arricchire in maniera sostanziale il ventaglio degli interventi disponibili e l’efficacia della loro applicazione alle diverse situazioni cliniche. Questa tesi si propone di esplorare all'interno delle famiglie di adolescenti con anoressia alcune dinamiche relazionali ed emotive che potrebbero influenzare il decorso e le possibilità di cura delle giovani pazienti. Nella tesi sono presentati tre diversi lavori di ricerca, svolti tutti all'interno di famiglie di adolescenti con anoressia nervosa di tipo restrittivo, volti ad esaminare aspetti delle relazioni familiari, relativi in particolare ai legami genitoriali interiorizzati, alla regolazione emotiva e alle interazioni madre-padre-figlia. Il primo studio esamina il legame genitoriale percepito dalle adolescenti con anoressia e dei loro genitori, nell'intento di cogliere la possibile continuità e influenza degli stili di attaccamento tra le diverse generazioni (genitori verso i propri genitori – figli verso i genitori) all'interno delle famiglie dei pazienti. La ricerca sulla potenziale trasmissione trasgenerazionale dei legami parentali e dell’attaccamento è infatti ancora molto limitata e non vi è inoltre alcuna evidenza che riguardi le famiglie di pazienti adolescenti. Questo studio controllato ha visto la partecipazione di 168 partecipanti, adolescenti e genitori, cui è stato somministrato il Parental Bonding Instrument (PBI) per la valutazione dei legami genitoriali interiorizzati. L’analisi dei legami parentali dei membri della famiglia, svolta a livello latente (Latent Class Analysis), ha permesso di evidenziare alcune peculiarità a livello familiare. Se da una parte i risultati dello studio confermano che gli adolescenti con anoressia restrittiva riferiscono di percepire positivamente il rapporto con i propri genitori, dall'altra i genitori dei pazienti mostrano di ricordare i propri genitori come apprensivi e autoritari ma non particolarmente affettuosi. Tali specificità del legame parentale ricordate dai genitori dei pazienti rispetto ai propri genitori aprono la questione di quanto i modelli di attaccamento genitoriali possano influenzare la relazione stessa con i figli e dunque essere possibili target di un intervento volto a modificare in senso migliorativo le relazioni all'interno delle famiglie dei pazienti con anoressia. Ulteriori ricerche sui modelli di attaccamento nelle famiglie di pazienti con anoressia potrebbero chiarire l’eventuale ruolo di questi modelli come fattore di vulnerabilità rispetto ai disturbi alimentari e soprattutto la loro influenza rispetto al decorso della malattia. D’altra parte il disegno trasversale dello studio non permette di chiarire se le percezioni genitoriali negative rispetto al legame con i propri genitori preesistano alla malattia della figlia o se invece siano conseguenza di quest’ultima. Le relazioni in atto e le esperienze successive possono infatti influenzare i ricordi e le rappresentazioni del passato e ciò specialmente nel caso di esperienze fortemente traumatiche come può essere per i genitori delle pazienti la diagnosi di anoressia delle figlie con il concreto pericolo di vita che spesso essa comporta. Questa considerazione rende conto dell’importanza di studiare le percezioni interne dei genitori e delle figlie, superando la sterile e probabilmente insolubile controversia su quali siano le cause e quali le conseguenze. Dal punto di vista della cura considerare la reciproca e vicendevole connessione tra rappresentazioni interne (per esempio le rappresentazioni del legame con i genitori del passato) e le relazioni e le interazioni attuali offre infatti due importanti punti di accesso al lavoro terapeutico con le famiglie: se da una parte il lavoro sulle rappresentazioni può favorire la modificazione dei comportamenti genitoriali e delle interazioni reali fra genitori e figlie malate, dall'altro è altrettanto vero che lavorare direttamente sulle relazioni concrete in corso fra genitori e figli può giungere a modificare anche le rappresentazioni interne di questi rapporti. Da qui l’interesse di studiare non solo le rappresentazioni interne dei legami familiari ma anche le interazioni in atto fra genitori e figlie (terzo studio di questa tesi) e la regolazione delle emozioni all'interno della famiglia (secondo studio), aspetto quest'ultimo che potrebbe collegare le due dimensioni del mondo interno delle rappresentazioni e della realtà esterna delle interazioni. Le rappresentazioni di sé e dell’altro (modelli operativi interni di attaccamento) sono infatti strettamente connesse alla regolazione, più o meno funzionale, degli affetti ed ai comportamenti parentali messi in atto nel concreto. Il secondo studio, presentato nella tesi, si occupa quindi di esaminare le potenziali peculiarità del funzionamento psichico dei membri delle famiglie di pazienti con anoressia in relazione alla qualità della percezione e del contatto col mondo emozionale interno, utilizzando il costrutto di alessitimia. Molti studi sull'anoressia nervosa si sono concentrati sulla regolazione emotiva, ed in particolare sull'alessitimia, a livello individuale, mentre ci sono solo pochi e contrastanti dati sull'alessitimia a livello famigliare, nonostante le evidenze più recenti segnalino l'importanza delle dinamiche familiari rispetto all'evoluzione del disturbo anoressico, soprattutto nei pazienti adolescenti. Si è ritenuto opportuno in questo secondo studio non limitarsi all'indagine delle percezioni interne di pazienti e genitori rispetto alla qualità dei propri vissuti emotivi attraverso questionari autovalutativi, ricorrendo in aggiunta ad una valutazione clinica svolta attraverso un’intervista strutturata specificamente studiata per valutare l’alessitimia. L'alessitimia rappresenta infatti uno specifico deficit nella regolazione degli affetti che implica proprio una difficoltà nell'identificare, elaborare e descrivere verbalmente le emozioni, che si accompagna di solito ad un limitata capacità immaginativa e fantasmatica. Lo scopo dello studio è stato dunque quello di valutare l’alessitimia nelle pazienti adolescenti anoressiche e nei loro genitori, utilizzando una misurazione multi-metodo al fine di acquisire una conoscenza più diretta e approfondita del problema. A 46 partecipanti, pazienti adolescenti con anoressia e genitori, è stata proposto il noto questionario self-report Toronto Alexithymia Scale (TAS-20), accanto all’intervista strutturata Toronto Structured Interview for Alexithymia (TSIA), che rappresenta la prima intervista clinica strutturata completa per la valutazione dell’alessitimia. L’uso del modello a tratti latenti di Rasch ha permesso di confrontare la sensibilità dei due diversi strumenti, evidenziando una significativa discordanza fra i due: l’intervista clinica infatti permette di riscontrare un grado di alessitimia maggiore sia nei genitori sia nelle figlie con anoressia. Inoltre all’interno delle famiglie ed in particolare della coppia genitoriale è emerso un significativo divario nei livelli di alessitimia. Grazie all’utilizzo dell’intervista clinica, che si è dimostrata in grado di minimizzare le tendenze alla negazione, si è rilevato che i padri delle pazienti si trovano molto più in difficoltà nell’identificare, elaborare e descrivere verbalmente i propri sentimenti rispetto alle madri. Queste ultime si collocano piuttosto su una polarità opposta di grande recettività e capacità di comprendere e analizzare i sentimenti, che potrebbero all’opposto coinvolgerle eccessivamente fino talvolta a travolgerle. I risultati aprono la via a dare maggior spazio, accanto alle caratteristiche individuali di pazienti e genitori, anche all’impatto del funzionamento emotivo familiare (per esempio le antitetiche modalità materne e paterne di gestire e vivere le emozioni all’interno della coppia genitoriale), come aspetto fondamentale rispetto alla possibilità di stabilire un’alleanza terapeutica con paziente e genitori e dunque influenzare in senso positivo l’outcome. Gli studi più recenti e le linee guida per il trattamento di pazienti adolescenti con anoressia nervosa concordano infatti nel sottolineare il ruolo chiave svolto dai genitori per quanto riguarda gli esiti dei trattamenti per le giovani pazienti. Tuttavia il funzionamento familiare è stato per ora studiato quasi esclusivamente con metodi autovalutativi. Eppure, come è emerso nel secondo studio presentato, proprio nelle difficili circostanze vissute dalle famiglie che si trovano ad affrontare la malattia, spesso grave e pericolosa, della figlia che soffre di anoressia, le valutazioni cliniche e i metodi osservativi possono aiutare a riconoscere in maggior misura aspetti delle relazioni familiari e del funzionamento psichico dei membri della famiglia, che essi stessi non sono sempre in grado di cogliere appieno. Il terzo studio, che compone questa tesi, mira infatti ad indagare le interazioni triadiche all’interno delle famiglie di adolescenti con anoressia nervosa attraverso una procedura osservativa semistandardizzata. 120 genitori e figlie adolescenti, consecutivamente giunti all’attenzione di servizi neuropsichiatrici per l’età evolutiva, hanno partecipato allo studio e hanno preso parte ad una seduta di gioco videoregistrata, secondo la procedura del Lausanne Trilogue Play (LTP). In questa innovativa applicazione alle famiglie di pazienti con anoressia restrittiva, il Lausanne Trilogue Play segnala alcune peculiarità nell’interazione, che differenziano queste ultime famiglie da un altro gruppo di famiglie con figlie diagnosticate come sofferenti di disturbi psichiatrici differenti (disturbi dell’umore di tipo depressivo o disturbi d’ansia), le quali hanno preso parte allo studio come gruppo di controllo con altra psicopatologia. I risultati mostrano che nelle famiglie delle pazienti con anoressia i ruoli all’interno della triade madre-padre-figlia non sono sempre chiari e definiti e ciò soprattutto quando è richiesta una rilevante capacità di triangolazione e di coinvolgimento di tutti e tre i protagonisti nell’interazione. Il rapporto sembra infatti più spesso mantenuto a livello diadico attraverso la creazione di coalizioni familiari. I genitori mostrano una notevole difficoltà a ritagliarsi uno spazio relazionale di coppia da cui la figlia malata possa essere momentaneamente esclusa. Il padre è posto o tende a porsi lui stesso ai margini dell’interazione fra madre e figlia, rimanendone spesso escluso. Padre e figlia si collocano inoltre su una polarità di maggior autocontrollo e distacco emotivo, aliena alle madri che mostrano invece una maggiore reattività e un più marcato coinvolgimento. Il presente lavoro, essendo controllato, fornisce indicazioni in linea con la medicina dell'evidenza, anche se con un grado di evidenza inferiore a quello fornito da un trial controllato randomizzato. Ad esempio si dimostra la presenza di caratteristiche di funzionamento famigliare in cui il padre acquisisce un ruolo di primo piano, suggerendo dunque l’opportunità di spostare l'attenzione dall’indagine dalla relazione esclusiva madre-figlia al coinvolgimento del padre, della coppia dei genitori e della famiglia nel suo complesso. Dal momento che proprio il funzionamento familiare può rivelarsi un fattore di rischio o viceversa un fattore di facilitazione del processo di cura, l’utilizzo della metodica LTP può consentire l’osservazione diretta delle dinamiche familiari, aprendo la via ad un eventuale lavoro terapeutico mirato su queste ultime. Lavorare sugli elementi disfunzionali delle interazioni attuali, che siano acquisiti dopo l’esordio della malattia oppure antecedenti, può infatti mobilizzare le relazioni familiari, favorendo un outcome positivo per la giovane paziente. Con la consapevolezza del rischio di operare un’indebita trasformazione dei risultati dell’osservazione diretta in dati di fatto assoluti, interpretati poi a vantaggio di letture eziopatogenetiche dell’anoressia, diviene necessario sottolineare che in un campo di studio così complesso e articolato, come quello della psicopatologia dell’anoressia nervosa e delle relazioni familiari, la ricerca scientifica, e così i dati presentati in questa tesi, non possono che offrire risultati sempre limitati e destinati a ulteriori arricchimenti, conferme e disconferme. I tre studi presentati in questa tesi rappresentano un tentativo di cogliere e analizzare, con metodologie diverse e complementari, alcuni aspetti del funzionamento familiare pressochè inesplorati per quanto riguarda i pazienti adolescenti. I tre studi convergono nell’indicare che la coppia genitoriale e l’ambiente famigliare nel suo complesso possono avere un ruolo chiave rispetto alle possibilità evolutive e di cura delle giovani con anoressia. Non a caso il trattamento familiare, trattamento di prima linea raccomandato dalle linee guida internazionali, è particolarmente efficace proprio per le pazienti nella fascia di età adolescenziale e con recente esordio di malattia. Una miglior comprensione delle dinamiche familiari può essere prioritaria proprio per la cura di pazienti che non hanno ancora concluso il proprio sviluppo, anche dal punto di vista psicologico, e che vivono inoltre ancora all’interno della propria famiglia di origine. In adolescenza infatti il gioco di rimandi fra realtà esterna e realtà interna, fra genitori reali e imago parentali interiorizzate è ancora fluido e aperto. Il processo di soggettivazione stesso, l’evolversi del mondo interno dell’adolescente si gioca in questa complessa articolazione di relazioni ed emozioni, attuali e interiorizzate (Jeammet, 2010).

碩士
國立臺灣大學
資訊工程學研究所
96
With the development of deep submicron chip technology, a chip can pack more than a billion transistors nowadays. This capacity will allow the System-on-Chip (SoC) designs with a large amount of IP cores on a single chip. However, the inter-communication between IP cores becomes a new challenge. In recent years, Network-on-Chip (NoC) has been proposed to provide an on-chip communication infrastructure with better scalability and reliability. The 2D mesh is a very popular topology of previous NoC designs, because of the simplicity with designing its routing algorithm and network scalability. However, mesh has a relatively large average distance between any two nodes; hence some long distance traffic suffers from high transmission latency. In this thesis, we proposed an easy design method for 2D mesh NoC, the concept is letting the long distance traffic traverse on an additional Level-2 mesh. Simulation results demonstrate that it can reduce the transmission latency of long distance traffic. The 2-level 12x12 mesh with 3x3 sub-meshes and 4x4 sub-meshes can reduce the minimum latency of Uniformly Distributed traffic by 32%, and 25% compared to normal mesh architectures, the area overhead of routers are 21.2%, and 11.9%, respectively.

碩士
國立臺灣大學
電子工程學研究所
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In future SoC designs, on-chip-communication (OCC) is a very important issue, unlike traditional on-chip bus architecture, and we adopt on-chip network architecture to solve the problems caused by on-chip bus architecture, for example: wire complexity, crosstalk, data synchronization, can not support multiple clock domain, scalability, etc. Focusing on the issue of supporting multiple clock domains, conventional SoC is supported by a single clock source and the total system performance will degrade when the numbers of IP on a system becomes larger. Thus, we adopt multiple clock sources; the reliable transmission method between multiple clock domains is asynchronous transmission technique. In several asynchronous transmission technologies, globally asynchronous locally synchronous (GALS) is a technique which can achieve transmitting data between different clock phase and different clock rate. In the same way, our research focus on transmitting data reliably between different clock domains, however, it improves the limitation of GALS technique. Compared with conventional asynchronous transmission technique, our proposed asynchronous transmission technique has the characteristics of low latency, high data throughput and low latency. Unlike conventional asynchronous transmission technique, our transmitter has a flow control mechanism and receiver has an adaptive phase mechanism, the flow control mechanism is to control the transmission bandwidth and the adaptive phase mechanism is suitable for high clock rate, its function is to compensate the clock phase error. Based on the simulation results, our proposed asynchronous transmission technique can transfer data reliably between separate clock domains. Making a comparison with conventional GALS technique, our proposed asynchronous technique saves 50%~83% latency timing, improves 2x~6x data throughput and saves 40%~82% energy consumption. We implement a basic OCN system platform, the platform is a 3×3 mesh topology and we integrate our proposed asynchronous technique into this platform, the simulation result shows the reliability and low latency that we expect. Finally, implementation on TSMC 0.18um 1P6M technology, the circuit area is 920×920um2, the maximum operation rate is 500MHz, and power consumption is 8mW.

AbstractIndustrial applications in the era of Industry 4.0 require more flexibility for the integration of new sensors and actuators and also demand high mobility for which wired communication is unsuitable. For the integration of wireless communication systems in an industrial application, guaranteed high Quality of Services (QoSs) is a premise that is not fully covered by wireless systems such as WiFi, Bluetooth, ZigBee or LTE. For the latter, the evolution to 5G systems as private or public networks is a currently ongoing process.This paper examines the legal and technical requirements to operate a private mobile cell in a smart factory and presents measurements on latency and bandwidth performance of current state of the art hardware as well as the integration in an industrial Layer 2 communication system. The system in use is ready for only low demanding industrial real-time applications but, nevertheless, the advantages of a licensed frequency range for private use become visible. Furthermore, some concepts defined by the 3GPP, e.g. mini-slots and grant free transmission, are pointed out that are expected to enhance the QoS guarantees for industrial traffic.

With the development of information technology, more and more people use multimedia conference system to communicate or work across regions. In this article, an ultra-reliable and low-latency solution based on Deep Learning and assisted by Cloud Computing for multimedia conference system, called UCCMCS, is designed and implemented. In UCCMCS, there are two-tiers in its data distribution structure which combines the advantages of cloud computing. And according to the requirements of ultra-reliability and low-latency, a bandwidth optimization model is proposed to improve the transmission efficiency of multimedia data so as to reduce the delay of the system. In order to improve the reliability of data distribution, the help of cloud computing node is used to carry out the retransmission of lost data. the experimental results show UCCMCS could improve the reliability and reduce the latency of the multimedia data distribution in multimedia conference system.

With the advent of the 5G era, the demands for features such as low latency and high concurrency are becoming increasingly significant. These sophisticated new network applications and services require huge gaps in network transmission bandwidth, network transmission latency, and user experience, making cloud computing face many technical challenges in terms of applicability. In response to cloud computing's shortcomings, edge computing has come into its own. However, many factors affect task offloading and resource allocation in the edge computing environment, such as the task offload latency, energy consumption, smart device mobility, end-user power, and other issues. This paper proposes a dynamic multi-winner game model based on incomplete information to solve multi-end users' task offloading and edge resource allocation. First, based on the history of end-users storage in edge data centers, a hidden Markov model can predict other end-users' bid prices at time t. Based on these predicted auction prices, the model determines their bids. A dynamic multi-winner game model is used to solve the offload strategy that minimizes latency, energy consumption, cost, and to maximizes end-user satisfaction at the edge data center. Finally, the authors designed a resource allocation algorithm based on different priorities and task types to implement resource allocation in edge data centers. To ensure the prediction model's accuracy, the authors also use the expectation-maximization algorithm to learn the model parameters. Comparative experimental results show that the proposed model can better results in time delay, energy consumption, and cost.

In order to enhance the interconnection, interworking and interoperability of power utility automation system, IEC 61850 standards have been formulated for system functional architecture, equipment deployment, abstract modeling, data normalization and communication services. It is the only global standard in the field of power utility automation. This standard realizes the standardization of engineering operation of power utility automation system, and makes the engineering implementation standardized and unified. With the sharp increase in the amount of smart grid data, the requirements for low latency and high reliability of control information transmission are increasing. With the expansion of smart grid business types, the demand for IT and OT data fusion is becoming more and more urgent. TSN was born for high bandwidth, low latency, low jitter and integration of IT and OT, which perfectly meets the needs of power utility automation system. This paper mainly carries out key technology modeling of TSN based on IEC 61850, realizes the deep integration of TSN and IEC 61850, puts forward a new idea for improving the service quality of power system, and provides a reference scheme for the follow-up TSN technology pilot and deployment in power utility automation system.

This chapter considers simulation of traffic in the transmission of ADS-B messages with the help of low-orbit satellite complex Іrіdіum. Different models of communication channel “Aircraft-Satellites-Ground Stations” were built using NetCracker Professional 4.1 software. Influence of aircraft and satellites amount on average link utilization and message travel time was studied for telecommunication channels with intersatellite link and bent-pipe architecture. The effect of communication channel “saturation” during simultaneous data transmission through a satellite communication channel from many aircraft was investigated. Influence of protocol type, size of transactions, time between transactions, and channel latency on traffic was studied. A method for estimation of traffic losses was proposed and dependencies of the data loss coefficient on the size of transactions were received.