Comunicação dispositivo-a-dispositivo orientada a atributos para descarregamento de dados em redes celulares

• Autor(a) principal: Vinicius Fonsêca e Silva
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/36671; http://orcid.org/0000-0001-8720-1486
• topic: Redes D2D; Redes Celulares; Descarregamento de Dados; Computação – Teses; Comunicação dispositivo-a-dispositivo – Teses.; Sistemas de comunicação sem fio – Teses; Telefonia celular – Teses

O tráfego de dados de redes celulares mostra um crescimento exponencial ano após ano. O descarregamento oportunístico de dados móveis ameniza o problema movendo o tráfego para outras redes, podendo ser empregada para tal a comunicação Dispositivo-a-Dispositivo (Device-To-Device - D2D). Dessa forma, usuários que requisitam o mesmo dado podem compartilhá-lo entre si por meio de um enlace direto, eliminando a necessidade de múltiplas requisições na rede celular. Historicamente, grande parte das propostas de infraestruturas D2D/celular não considera a relação entre a mobilidade dos dispositivos e o conteúdo transmitido. Outra desvantagem é que tais propostas dependem de soluções de pré-carregamento de conteúdo. Isso faz com que o cache dos dispositivos receba conteúdo que pode não ser de interesse deles, mas somente de seus vizinhos, dessa forma aumentando o tráfego na rede celular. Visando aumentar o emprego de comunicação D2D oportunística e do cache, e com isso reduzir o tráfego na rede celular, o presente trabalho propõe dois modelos de prioridade para substituição de conteúdo no cache dos dispositivos, que computam valores de prioridade para cada conteúdo armazenado. A substituição tem como base um monitoramento da mobilidade de cada dispositivo, bem como do perfil do conteúdo requisitado por cada um. Tal processo ocorre de forma distribuída e independente por cada dispositivo, ocorrendo sempre que ele recebe um novo conteúdo e seu respectivo cache está sobrecarregado. Os modelos propostos consideram apenas os conteúdos que o respectivo dispositivo consumiu e tem armazenado no cache, eliminando o pré-carregamento de conteúdo. O primeiro modelo, denominado Modelo de Prioridade de Propósito Geral (MP-PG), considera cenários em que o conteúdo é indivisível e de qualidade fixa. Já o segundo modelo, denominado Modelo de Prioridade Ciente de Qualidade (MP-CQ), foca em cenários em que o conteúdo se divide em segmentos (chunks) de qualidade variável (por exemplo, vídeo adaptativo). O MP-CQ ainda otimiza a qualidade do conteúdo recebido pelos dispositivos. A avaliação do desempenho do MP-PG e do MP-CQ ocorreu por meio de simulações, variando-se parâmetros como o número de conteúdos e usuários na rede. Os modelos foram comparados com uma solução clássica que remove os conteúdos mais antigos, desconsiderando a relação conjunta entre atributos de mobilidade e conteúdo. Os modelos também foram comparados com uma solução do estado da arte que considera esses atributos sob uma abordagem distinta. Os resultados comprovam a eficiência dos modelos em termos do emprego de comunicação D2D e do cache, além do custo sobre as mensagens de controle enviadas.