Limites fondamentales des systèmes cellulaires assistés par cache

par Homa Nikbakht

Projet de thèse en Réseaux, information et communications

Sous la direction de Michèle Wigger.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Orsay, Essonne) , en partenariat avec Laboratoire de Traitement et Communication de l'Information (laboratoire) , ComNum : Communications Numériques (equipe de recherche) et de Télécom ParisTech (établissement de préparation de la thèse) depuis le 13-09-2017 .


  • Résumé

    Les mémoires de cache sont des éléments infrastructurels importants des futurs réseaux de communication qui permettent de réduire les retards de communication et les trafics de pointe. Plus précisément, l'idée est de prévoir des contenus populaires pendant les périodes de faible trafic avant même que le contenu ne soit réellement exigé par les utilisateurs. En fait, pour une zone géographique donnée, il est possible d'identifier un sous-ensemble relativement petit de fichiers extrêmement susceptible d'être demandé. Les mémoires de cache semblent particulièrement bénéfiques pour la communication d'informations et d'autres contenus aux passagers des trains souterrains et pour la livraison de vidéos en général. En fait, dans ces deux scénarios de communication, les périodes avec des ressources de communication limitées sont précédées de périodes avec des ressources suffisantes. Par exemple, les trains souterrains ont généralement une mauvaise connectivité, sauf lors de leurs arrêts dans les stations ou lorsqu'ils traînent exceptionnellement. De même, les vidéos sont consommées en grande partie pendant les après-midi et les soirées alors que les matins comptent peu de vues. Dans ces scénarios, les caches doivent être remplis d'informations pendant les périodes avec de bonnes ressources réseau afin de réduire la latence et la charge de trafic pendant les périodes avec de mauvaises ressources.

  • Titre traduit

    Fundamental Limits of Cache-Aided Cellular Systems


  • Résumé

    Cache memories are important infrastructural elements of future communication networks that allow reducing communication delays and peak-traffics. More specifically, the idea is to prestore popular contents during low-traffic periods even before the contents are actually demanded by the users. In fact, for a given geographical area, it is possible to identify a relatively small subset of files that is extremely likely to be demanded. Cache memories seem particularly beneficial for communication of news and other contents to passengers in underground trains and for delivery of videos in general. In fact, in both these communication scenarios, periods with scarce communication resources are preceded by periods with sufficient resources. For example, underground trains have generally bad connectivity except during their stops at stations or when they exceptionally run overground. Similarly, videos are consumed in a large part during afternoons and evenings whereas mornings count few views. In these scenarios, the caches should be filled with information during the periods with good network resources so as to reduce latency and traffic load during periods with bad resources. The main goal of this PhD thesis is to design improved communication techniques for cache-aided networks. Recent works have clarified that network coding combined with joint source-channel coding are key elements of high-performance cache-aided communications. The main focus of this PhD project will be on the following tasks: 1) Find improved communication techniques for hierarchical cellular networks with cache memories. 2) Find good caching strategies and communication techniques for scenarios where updates of cache contents take place over a noisy network. 3) Find an improved universal communication technique that performs well on any cache-aided network. Such a coding scheme would be a caching-analogous of network coding and noisy network coding for networks without cache memories.