Churn-proof Wireless Caching with D2D Communication

Tutkimustuotos

Tutkijat

  • Joonas Pääkkönen

Organisaatiot

Kuvaus

Tulevaisuuden langattomissa verkoissa tietoa tallennetaan entistä lähempänä loppukäyttäjiä. Niin hajautettu tiedontallennus, käyttäjien välinen tietoliikenne kuin langattomat välimuistitkin parantavat verkkojen suorituskykyä perinteiseen palvelinten ja käyttäjien väliseen tietoliikenteeseen verrattuna. Tämä pätee varsinkin silloin, kun mobiilikäyttäjät ovat kerääntyneet suhteellisen pienelle maantieteelliselle alueelle muodostaen paikallisia välimuistiyhteisöjä. Kun nämä yhteisöt tallentavat ja jakavat tietoa keskenään, tukiasemien kuorma pienenee ja energiatehokkuus paranee. Energiatehokkuus on oleellinen nykyaikaisten langattomien verkkojen suorituskyvyn mittari. Nykyisissä langattomissa verkoissa liikkuu valtavat määrät tietoa lukuisten laitteiden välillä. Tässä väitöskirjassa tutkitaan langatonta käyttäjien välistä tietoliikennettä eritoten energiatehokkuuden näkökulmasta. Tavoitteena on verkon kokonaisvaltaisen tehonkulutuksen odotusarvon minimointi. Laitteiden välinen tietoliikenne (Device-to-Device communication, D2D) ja hajautettujen tiedontallennusjärjestelmien (Distributed Storage Systems, DSS) pyyhkiymäkoodauksen on osoitettu suojaavan tietoa mobiilia käyttäjäliikennettä vastaan. Tämä puolestaan lisää järjestelmän energiatehokkuutta, sillä kun tieto pysyy tallennettuna käyttäjäyhteisössä, tukiaseman linkkiä joudutaan kuormittamaan entistä vähemmän. Koodattujen langattomien välimuistien lisäksi tässä väitöskirjassa tutkitaan maksimaalista tavuosumanopeutta järjestysstatiikoiden avulla sekä käyttäjienvälisen tietoliikenteen edelleenvälistystekniikoita. Tässä työssä sekä tiedon suosio että tiedostojen koko otetaan huomioon välimuistien suunnittelussa. Välimuistien tarvittava tallennuskapasiteetti lasketaan siten, että kuormaa siirretään tallennuspalvelimilta välimuisteille mahdollisimman paljon, jolloin runkoverkon kuorma minimoituu. Tiedon edelleenvälityksessä käytetään monihyppytekniikoita, joissa dekoodataan lähetettyjen viestien funktioita siten, että dekoodausvirheen todennäköisyys lähestyy nollaa lähetysnopeuden lähestyessä nollaa. Työn teoreettiset tulokset on vahvistettu numeerisilla simulaatioilla. Sekä teoreettiset laskelmat että simulaatiot osoittavat, että pyyhkiymäkoodauksella on potentiaalia parantamaan langattomien verkkojen energiatehokkuutta huomattavasti silloin, kun koodausmenetelmät on soveliaasti valittu.

Yksityiskohdat

Julkaisun otsikon käännösKäyttäjäliikenteeltä suojatut langattomat D2D-välimuistit
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
Valvoja/neuvonantaja
Kustantaja
  • Aalto University
Painoksen ISBN978-952-60-7798-7
Sähköinen ISBN978-952-60-7799-4
TilaJulkaistu - 2018
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

    Tutkimusalat

  • välimuistit, käyttäjien välinen kommunikointi

ID: 18540749