@phdthesis{Binzenhoefer2007,
  author    = {Binzenh{\"o}fer, Andreas},
  title     = {Performance Analysis of Structured Overlay Networks},
  doi       = {10.25972/OPUS-2250},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26291},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Overlay networks establish logical connections between users on top of the physical network. While randomly connected overlay networks provide only a best effort service, a new generation of structured overlay systems based on Distributed Hash Tables (DHTs) was proposed by the research community. However, there is still a lack of understanding the performance of such DHTs. Additionally, those architectures are highly distributed and therefore appear as a black box to the operator. Yet an operator does not want to lose control over his system and needs to be able to continuously observe and examine its current state at runtime. This work addresses both problems and shows how the solutions can be combined into a more self-organizing overlay concept. At first, we evaluate the performance of structured overlay networks under different aspects and thereby illuminate in how far such architectures are able to support carrier-grade applications. Secondly, to enable operators to monitor and understand their deployed system in more detail, we introduce both active as well as passive methods to gather information about the current state of the overlay network.},
  subject      = {Overlay-Netz},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Mitesser2006,
  author    = {Mitesser, Oliver},
  title     = {The evolution of insect life history strategies in a social context},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-22576},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {This thesis extends the classical theoretical work of Macevicz and Oster (1976, expanded by Oster and Wilson, 1978) on adaptive life history strategies in social insects. It focuses on the evolution of dynamic behavioural patterns (reproduction and activity) as a consequence of optimal allocation of energy and time resources. Mathematical modelling is based on detailed empirical observations in the model species Lasioglossum malachurum (Halictidae; Hymenoptera). The main topics are field observations, optimisation models for eusocial life histories, temporal variation in life history decisions, and annual colony cycles of eusocial insects.},
  subject      = {Schmalbienen},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Moldovan2021,
  author    = {Moldovan, Christian},
  title     = {Performance Modeling of Mobile Video Streaming},
  issn      = {1432-8801},
  doi       = {10.25972/OPUS-22871},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-228715},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {In the past two decades, there has been a trend to move from traditional television to Internet-based video services. With video streaming becoming one of the most popular applications in the Internet and the current state of the art in media consumption, quality expectations of consumers are increasing. Low quality videos are no longer considered acceptable in contrast to some years ago due to the increased sizes and resolution of devices. If the high expectations of the users are not met and a video is delivered in poor quality, they often abandon the service. Therefore, Internet Service Providers (ISPs) and video service providers are facing the challenge of providing seamless multimedia delivery in high quality. Currently, during peak hours, video streaming causes almost 58\\% of the downstream traffic on the Internet. With higher mobile bandwidth, mobile video streaming has also become commonplace. According to the 2019 Cisco Visual Networking Index, in 2022 79\% of mobile traffic will be video traffic and, according to Ericsson, by 2025 video is forecasted to make up 76\% of total Internet traffic. Ericsson further predicts that in 2024 over 1.4 billion devices will be subscribed to 5G, which will offer a downlink data rate of 100 Mbit/s in dense urban environments. One of the most important goals of ISPs and video service providers is for their users to have a high Quality of Experience (QoE). The QoE describes the degree of delight or annoyance a user experiences when using a service or application. In video streaming the QoE depends on how seamless a video is played and whether there are stalling events or quality degradations. These characteristics of a transmitted video are described as the application layer Quality of Service (QoS). In general, the QoS is defined as "the totality of characteristics of a telecommunications service that bear on its ability to satisfy stated and implied needs of the user of the service" by the ITU. The network layer QoS describes the performance of the network and is decisive for the application layer QoS. In Internet video, typically a buffer is used to store downloaded video segments to compensate for network fluctuations. If the buffer runs empty, stalling occurs. If the available bandwidth decreases temporarily, the video can still be played out from the buffer without interruption. There are different policies and parameters that determine how large the buffer is, at what buffer level to start the video, and at what buffer level to resume playout after stalling. These have to be finely tuned to achieve the highest QoE for the user. If the bandwidth decreases for a longer time period, a limited buffer will deplete and stalling can not be avoided. An important research question is how to configure the buffer optimally for different users and situations. In this work, we tackle this question using analytic models and measurement studies. With HTTP Adaptive Streaming (HAS), the video players have the capability to adapt the video bit rate at the client side according to the available network capacity. This way the depletion of the video buffer and thus stalling can be avoided. In HAS, the quality in which the video is played and the number of quality switches also has an impact on the QoE. Thus, an important problem is the adaptation of video streaming so that these parameters are optimized. In a shared WiFi multiple video users share a single bottleneck link and compete for bandwidth. In such a scenario, it is important that resources are allocated to users in a way that all can have a similar QoE. In this work, we therefore investigate the possible fairness gain when moving from network fairness towards application-layer QoS fairness. In mobile scenarios, the energy and data consumption of the user device are limited resources and they must be managed besides the QoE. Therefore, it is also necessary, to investigate solutions, that conserve these resources in mobile devices. But how can resources be conserved without sacrificing application layer QoS? As an example for such a solution, this work presents a new probabilistic adaptation algorithm that uses abandonment statistics for ts decision making, aiming at minimizing the resource consumption while maintaining high QoS. With current protocol developments such as 5G, bandwidths are increasing, latencies are decreasing and networks are becoming more stable, leading to higher QoS. This allows for new real time data intensive applications such as cloud gaming, virtual reality and augmented reality applications to become feasible on mobile devices which pose completely new research questions. The high energy consumption of such applications still remains an issue as the energy capacity of devices is currently not increasing as quickly as the available data rates. In this work we compare the optimal performance of different strategies for adaptive 360-degree video streaming.},
  subject      = {Video{\"u}bertragung},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Zenk2018,
  author    = {Zenk, Markus},
  title     = {On Numerical Methods for Astrophysical Applications},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-162669},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {Diese Arbeit befasst sich mit der Approximation der L{\"o}sungen von Modellen zur Beschreibung des Str{\"o}mungsverhaltens in Atmosph{\"a}ren. Im Speziellen umfassen die hier behandelten Modelle die kompressiblen Euler Gleichungen der Gasdynamik mit einem Quellterm bez{\"u}glich der Gravitation und die Flachwassergleichungen mit einem nicht konstanten Bodenprofil. Verschiedene Methoden wurden bereits entwickelt um die L{\"o}sungen dieser Gleichungen zu approximieren. Im Speziellen geht diese Arbeit auf die Approximation von L{\"o}sungen nahe des Gleichgewichts und, im Falle der Euler Gleichungen, bei kleinen Mach Zahlen ein. Die meisten numerischen Methoden haben die Eigenschaft, dass die Qualit{\"a}t der Approximation sich mit der Anzahl der Freiheitsgrade verbessert. In der Praxis werden deswegen diese numerischen Methoden auf großen Computern implementiert um eine m{\"o}glichst hohe Approximationsg{\"u}te zu erreichen. Jedoch sind auch manchmal diese großen Maschinen nicht ausreichend, um die gew{\"u}nschte Qualit{\"a}t zu erreichen. Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit ist darauf gerichtet, die Qualit{\"a}t der Approximation bei gleicher Anzahl von Freiheitsgrade zu verbessern. Diese Arbeit ist im Zusammenhang einer Kollaboration zwischen Prof. Klingenberg des Mathemaitschen Instituts in W{\"u}rzburg und Prof. R{\"o}pke des Astrophysikalischen Instituts in W{\"u}rzburg entstanden. Das Ziel dieser Kollaboration ist es, Methoden zur Berechnung von stellarer Atmosph{\"a}ren zu entwickeln. In dieser Arbeit werden vor allem zwei Problemstellungen behandelt. Die erste Problemstellung bezieht sich auf die akkurate Approximation des Quellterms, was zu den so genannten well-balanced Schemata f{\"u}hrt. Diese erlauben genaue Approximationen von L{\"o}sungen nahe des Gleichgewichts. Die zweite Problemstellung bezieht sich auf die Approximation von Str{\"o}mungen bei kleinen Mach Zahlen. Es ist bekannt, dass L{\"o}sungen der kompressiblen Euler Gleichungen zu L{\"o}sungen der inkompressiblen Euler Gleichungen konvergieren, wenn die Mach Zahl gegen null geht. Klassische numerische Schemata zeigen ein stark diffusives Verhalten bei kleinen Mach Zahlen. Das hier entwickelte Schema f{\"a}llt in die Kategorie der asymptotic preserving Schematas, d.h. das numerische Schema ist auf einem diskrete Level kompatibel mit dem auf dem Kontinuum gezeigten verhalten. Zus{\"a}tzlich wird gezeigt, dass die Diffusion des hier entwickelten Schemas unabh{\"a}ngig von der Mach Zahl ist. In Kapitel 3 wird ein HLL approximativer Riemann L{\"o}ser f{\"u}r die Approximation der L{\"o}sungen der Flachwassergleichungen mit einem nicht konstanten Bodenprofil angewendet und ein well-balanced Schema entwickelt. Die meisten well-balanced Schemata f{\"u}r die Flachwassergleichungen behandeln nur den Fall eines Fluids im Ruhezustand, die so genannten Lake at Rest L{\"o}sungen. Hier wird ein Schema entwickelt, welches sich mit allen Gleichgewichten befasst. Zudem wird eine zweiter Ordnung Methode entwickelt, welche im Gegensatz zu anderen in der Literatur nicht auf einem iterativen Verfahren basiert. Numerische Experimente werden durchgef{\"u}hrt um die Vorteile des neuen Verfahrens zu zeigen. In Kapitel 4 wird ein Suliciu Relaxations L{\"o}ser angepasst um die hydrostatischen Gleichgewichte der Euler Gleichungen mit einem Gravitationspotential aufzul{\"o}sen. Die Gleichungen der hydrostatischen Gleichgewichte sind unterbestimmt und lassen deshalb keine Eindeutigen L{\"o}sungen zu. Es wird jedoch gezeigt, dass das neue Schema f{\"u}r eine große Klasse dieser L{\"o}sungen die well-balanced Eigenschaft besitzt. F{\"u}r bestimmte Klassen werden Quadraturformeln zur Approximation des Quellterms entwickelt. Es wird auch gezeigt, dass das Schema robust, d.h. es erh{\"a}lt die Positivit{\"a}t der Masse und Energie, und stabil bez{\"u}glich der Entropieungleichung ist. Die numerischen Experimente konzentrieren sich vor allem auf den Einfluss der Quadraturformeln auf die well-balanced Eigenschaften. In Kapitel 5 wird ein Suliciu Relaxations Schema angepasst f{\"u}r Simulationen im Bereich kleiner Mach Zahlen. Es wird gezeigt, dass das neue Schema asymptotic preserving und die Diffusion kontrolliert ist. Zudem wird gezeigt, dass das Schema f{\"u}r bestimmte Parameter robust ist. Eine Stabilit{\"a}t wird aus einer Chapman-Enskog Analyse abgeleitet. Resultate numerische Experimente werden gezeigt um die Vorteile des neuen Verfahrens zu zeigen. In Kapitel 6 werden die Schemata aus den Kapiteln 4 und 5 kombiniert um das Verhalten des numerischen Schemas bei Fl{\"u}ssen mit kleiner Mach Zahl in durch die Gravitation geschichteten Atmosph{\"a}ren zu untersuchen. Es wird gezeigt, dass das Schema well-balanced ist. Die Robustheit und die Stabilit{\"a}t werden analog zu Kapitel 5 behandelt. Auch hier werden numerische Tests durchgef{\"u}hrt. Es zeigt sich, dass das neu entwickelte Schema in der Lage ist, die Dynamiken besser Aufzul{\"o}sen als vor der Anpassung. Das Kapitel 7 besch{\"a}ftigt sich mit der Entwicklung eines multidimensionalen Schemas basierend auf der Suliciu Relaxation. Jedoch ist die Arbeit an diesem Ansatz noch nicht beendet und numerische Resultate k{\"o}nnen nicht pr{\"a}sentiert werden. Es wird aufgezeigt, wo sich die Schw{\"a}chen dieses Ansatzes befinden und weiterer Entwicklungsbedarf besteht.},
  subject      = {Str{\"o}mung},
  language  = {en}
}