Cette thèse consiste à développer des mécanismes distribués pour la gestion de ressources dans les réseaux cellulaires futurs. Dans la première partie de cette thèse, les défis techniques et économiques pour la mise en œuvre des politiques de stockage distribuées dans les réseaux à petites cellules sont traités. En particulier, un mécanisme de stockage proactif est proposé permettant aux stations de base d'exploiter les informations extraites des réseaux sociaux afin d'estimer la popularité locale des fichiers avant de le stocker. Une autre approche de stockage optimisée est proposée pour les réseaux cellulaires ultra-denses tout en prenant en compte les variations instantanées de l'état des unités de stockage. Pour faciliter le déploiement de ces solutions de stockage, de nouveaux mécanismes économiques sont développés pour motiver les fournisseurs de contenu à coopérer avec les opérateurs réseaux et stocker leurs fichiers au sein des petites stations de base. Dans la deuxième partie de cette thèse, le problème de gestion du spectre est étudié dans des réseaux contenant des stations de base munies de capacités de stockage ainsi que dans les systèmes LTE-U. En particulier, une approche de gestion de backhaul distribuée est proposée pour des réseaux cellulaire ayant des capacités de stockage et des liens de backhaul hétérogènes. D'autre part, un modèle multi-jeux est proposé comme un nouvel outil de la théorie des jeux pour faire face aux nouveaux problèmes d'allocation de ressources qui émergent avec l'introduction de la technologie LTE-U dans les réseaux sans fil. A cet égard, un multi-jeux composé de deux sous-jeux de types différents est formulé pour optimiser la coexistence des stations de base LTE-U et utilisateurs WiFi sur les bandes non-licenciés, tout en empêchant les stations de base LTE-U de dégrader la performance du réseau WiFi. / This thesis consists in developing distributed mechanisms for resource allocation in next-generation cellular networks. In the first part of this thesis, the technical and economic challenges for the implementation of distributed storage policies in small cell networks are addressed. In particular, a proactive storage approach is proposed enabling the small base stations to exploit the information extracted from online social networks to estimate the local popularity of the files. Another optimized storage approach is proposed for ultra-dense cellular networks while accounting for the instantaneous variations of the state of the storage units. To facilitate the deployment of these storage solutions, new economic mechanisms are developed to motivate content providers to cooperate with network operators and store their files within the operators' small base stations. In the second part of this thesis, the problem of spectrum management is studied in cache-enabled small cell networks as well as LTE-U systems. In particular, a distributed backhaul management approach is proposed for cellular networks with heterogeneous backhaul links. On the other hand, a multi-game framework is proposed as a new game theoretic tool to cope with the new resource allocation problems that emerge with the introduction of LTEU technology in wireless networks. In this regard, a multi-game composed of two subgames of different types is formulated to optimize the coexistence of LTE-U base stations and WiFi users over unlicensed bands, while preventing LTE-U base stations from jeopardizing the WiFi users.

Today's Internet usage is changing from host-to-host communication to user-to-content interaction which proves a challenge for Internet Service Providers (ISPs). Repeated requests lead to transfers of large amounts of traffic containing the same content often over costly inter-ISP connections. Content Distribution Networks (CDNs) contribute to solving this issue, but do not directly address the problem. This thesis project explores how content based addressing could minimize inter-ISP traffic due to repeated requests for content by caching content within the ISP's network. We implemented CCNx 0.6.0 in a network testbed in order to simulate scenarios with multiple ISPs interconnected to each other. This testbed is used to illustrate how caching of popular content minimizes inter-ISP traffic as well as how content independence minimizes the effect of other network problems such as link failures and congestion. These tests shows that the large overhead of the CCNx implementation due to the additional headers brings a 16% performance reduction compared to Hypertext Transfer Protocol (HTTP) transfers. However, these tests also shows that the cost from the inter-ISP traffic of CCNx transfers are constant regardless of the number of repeated requests, due to content caching in the ISP's network. As soon as there is more than one request for the same content there is a gain in using CCNx rather than HTTP for content transfer. / Dagens användning av internet ändrar form från dator-till-dator kommunikation till användaretill- innehålls interaktion vilket innebär nya utmaningar för internetleverantörer vilka måste överföra stora mängder upprepade förfrågningar av innehåll via kostsamma länkar mellan internetleverantörer. Lösningar som innehållsdistribuerande nätverk (Content Distribution Network) hjälper idag till men addresserar inte kärnan av problemet. Det här examensarbetet undersöker hur innehållsbaserad addressering kan minimera mängden trafik mellan internetleverantörer genom att cachning, att lagra kopior av innehåll, i internetleverantörers nätverket. I det här examensarbetet implementerade vi CCNx 0.6.0 i en testbädd för att simulera scenarion med nätverk mellan internetleverantörer. Denna testbädd används för att illustrera hur cachning av populärt innehåll kan minimera trafik mellan internetleverantörer samt hur innehållets oberoende av plats även hjälper till med andra problem i nätverket såsom länkfel och stockning. Dessa test visar att CCNx implementationen har stor overhead information på grund av ytterligare, extra headers vilket medför en 16% reducering i prestanda jämfört med överföringar som använder Hypertext Transfer Protocol (HTTP). Vidare visar dessa tester även att kostnaden från trafik mellan internetleverantörer är konstant oberoende av antalet upprepade förfrågningar, på grund av cachning av innehåll i internetleverantörens nätverk. Så snart det finns fler än en begäran för samma innehåll finns det en vinst i att använda CCNx istället för HTTP för överföringar av innehåll.

No description available.

The ADtree, a data structure useful for caching sufficient statistics, has been successfully adapted to grow lazily when memory is limited and to update sequentially with an incrementally updated dataset. However, even these modified forms of the ADtree still exhibit inefficiencies in terms of both space usage and query time, particularly on datasets with very high dimensionality and with high arity features. We propose five modifications to the ADtree, each of which can be used to improve size and query time under specific types of datasets and features. These modifications also provide an increased ability to precisely control how an ADtree is built and to tune its size given external memory or speed requirements.

This project was done for a company called Anchr that develops a location based mobile application for listing nearby hangouts in a specified area. For this, they integrate a number of services which they send requests to in order to see if there are any nearby locations listed for these services. One of these services is Meetup, which is an application where users can create social events and gatherings. The problem this project aims to solve is that a large number of requests are sent to Meetup’s service in order to get information about the events, so that they then can be displayed in the application. This is a problem since only a limited number of requests can be sent within a specified time period before the service is locked. This means that Meetup’s service cannot be integrated into the application as it is now implemented, as the feature will become useless if no requests can be sent. The purpose of this project is therefore to find an alternative way of collecting the events from the service without it locking. This would enable the service to be integrated into the application. The hypothesis is that instead of using the current method of sending requests to get events, implement a listener that listens for incoming events from Meetup’s stream, to directly get updates whenever an event is created or updated. The result of the project is that there now exists a system which listens for events instead of repeatedly sending requests. The issue with the locking of the service does not exist anymore since no requests are sent to Meetup’s service. / Detta projekt genomfördes för ett företag som heter Anchr som utvecklar en platsbaserad mobilapplikation för att lista närliggande sociala platser inom ett specificerat område. För detta integrerade de ett antal tjänster som de skickar förfrågningar till för att se om det finns några närliggande platser listade för dessa tjänster. En av dessa tjänster är Meetup som är en applikation där användare kan skapa sociala evenemang. Problemet detta examensarbete syftar till att lösa är att ett stort antal förfrågningar skickas till Meetups tjänst för att få information om evenemangen så att de kan visas i applikationen. Detta är ett problem då endast ett begränsat antal förfrågningar kan skickas till deras tjänst inom ett visst tidsintervall innan tjänsten spärras. Detta betyder att Meetups tjänst inte kan integreras in i applikationen såsom den är implementerad i nuläget, eftersom funktionen kommer bli oanvändbar om inga förfrågningar kan skickas. Syftet med detta projekt är därför att hitta ett alternativt sätt att samla in evenemang från tjänsten utan att den spärras. Detta skulle göra så tjänsten kan integreras in i applikationen. Hypotesen är att istället för att använda den nuvarande metoden som går ut på att skicka förfrågningar för att få nya händelser, implementera en lyssnare som lyssnar efter inkommande händelser från Meetups stream, för att direkt få uppdateringar när ett evenemang skapas eller uppdateras. Resultatet av detta är att det nu finns ett system som lyssnar efter evenemang istället för att upprepningsvis skicka förfrågningar. Problemet med låsningen av tjänsten existerar inte längre då inga förfrågningar skickas till Meetup’s tjänst.

No description available.

Over the years, the Internet of Things has grown significantly and integrated into many fields such as medicine, agriculture, smart homes, etc. This growth has resulted in a significant increase in the amount of data generated. IoT devices are constrained by various factors, including transient data properties, limited memory, energy consumption, and computation power. Edge caching has been used as a solution to alleviate the problem caused by the increase while also improving service quality. Because of IoT constraints, cutting-edge caching policies have proven inefficient due to the file’s limited lifetime. Several caching methods have been proposed over the years to address ephemeral IoT data because data freshness plays a significant role in caching policy for IoT. It is not only essential to develop innovative technologies and solutions; we must also consider the long-term impact on the environment. This paper proposes a collaborative edge caching method to optimise transmission latency, traffic cost, and carbon footprint, thereby improving sustainability issues. A deep reinforcement learning approach is used where each edge learns its best caching policy. It is compared with a state-of-the-art cache replacement policy LRU, a DRL model proposed in another paper, and a model that doesn’t utilise caching policies. The simulation result proves that our proposed DRL-based IoT data caching policy outperforms other baseline policies.

No description available.

No description available.

No description available.