Dissémination de contenus populaires et tolérants au délai dans les réseaux cellulaires

Dissemination of popular and delay-tolerant content in cellular networks

• Auteur / Autrice : Salah-Eddine Belouanas
• Direction : Marcelo Dias De Amorim, Prométhée Spathis
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique, Télécommunications et Électronique
• Date : Soutenance le 13/10/2017
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Informatique, télécommunications et électronique de Paris (1992-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LIP6 (1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Véronique Vèque
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Aline Carneiro Viana, Vania Conan, Kim-Loan Thai
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Mohamed Yacine Ghamri Doudane

Mots clés

Mots clés contrôlés

Analyse de contenu (communication)

Tolérance (technologie)

Mots clés libres

Dissémination de contenu

Transmissions différées

Tolérance aux délais (DTN)

Communications opportunistes (D2D)

Contenu populaire

Économie de ressource cellulaire

Delay tolerance network

Device-to-device communications

Saving cellular ressources

Résumé

Les ressources cellulaires sont précieuses et doivent être préservées dès que possible. Dans cette thèse, nous abordons le problème de la dissémination de contenus dans un réseau cellulaire surchargé. La première partie présente SCoD (Scheduled Content Delivery), une stratégie de dissémination purement cellulaire qui exploite la mobilité des utilisateurs ainsi que leur tolérance aux délais afin d’effectuer des transmissions différées. SCoD attend que les utilisateurs se rassemblent autour d’un minimum de points d’accès afin que le nombre total de transmissions soit réduit. Pour déclencher des transmissions, SCoD repose sur différentes fonctions de décision qui déclenchent aux instants opportuns une transmission en multicast. La deuxième partie de cette thèse traite également le problème d’économie de ressources cellulaires, mais en l’attaquant sous un autre angle. Nous exploitons des communications D2D que nous associons au multicast pour réduire la charge sur l’infrastructure. Nous analysons les avantages des communications opportunistes dans le contexte d’un service de diffusion de contenus basé sur les abonnements des utilisateurs. Nous présentons nos résultats pour deux cas de figure. Tout d’abord, nous illustrons le bénéfice des communications D2D dans le cadre d’un processus de diffusion, où le coût d’une transmission opportuniste est négligeable par rapport à celui d’une transmission cellulaire. Nous considérons ensuite le cas où les utilisateurs doivent être indemnisés pour leur participation au processus de diffusion, et où il y a donc un compromis à trouver. Nous fournissons des lignes directrices dans ce sens et nous montrons la variation d’un tel compromis en fonction de plusieurs paramètres du réseau.

Cellular resources are valuable and must be saved whenever possible. In this thesis, we address the problem of content dissemination within an overloaded cellular network. Firstly, we propose SCoD (Scheduled Content Delivery), a purely cellular dissemination strategy that exploits the mobility of users and their delay tolerance in order to postpone transmissions. SCoD waits for users to gather around a minimum number of access points so that the total number of transmissions is reduced. To trigger transmissions, SCoD relies on different decision functions which launch, if necessary, a multicast transmission. The second part of this thesis deals with the same problem of saving cellular resources, but from another angle. We use D2D (Device-to-Device) communications with multicast to mitigate the traffic load on the infrastructure. We study the benefits of opportunistic communications in the context of a content distribution service based on user subscriptions. We present our results in two ways. First, we illustrate the benefits of D2D communications in a content dissemination process where the cost of opportunistic transmission is negligible compared to that of cellular transmission. Then, we consider the case where users must be compensated for their participation in the dissemination process. Therefore, there is a tradeoff to be found, we thus provide guidelines in this direction and show the variation of such a tradeoff as a function of several network parameters.