Thèse Année : 2024

Cache Orchestration and Optimization in IoT Networks

Orchestration et optimisation du cache dans les réseaux IoT

Sahand Khodaparas Talatapeh
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1509251
  • IdRef : 282256806

Résumé

This thesis explores the enhancement of caching mechanisms across Internet of Things (IoT) and Internet of Vehicles (IoV) networks to mitigate back-haul congestion, prolong IoT node lifespans, and improve overall network service quality. It begins by introducing a clustering method within IoT infrastructures, utilizing multi-criteria decision-making techniques such as TOPSIS and AHP to optimize cache placement among nodes and leveraging Software-Defined Networking (SDN) for efficient routing. The work then delves into IoV networks, differentiating between safety and infotainment content caching strategies. Safety content caching is localized and dynamic, based on incident severity and data freshness, while infotainment caching employs federated learning to forecast content popularity without compromising user privacy. The final aspect of the research addresses network coverage and load distribution challenges through the deployment of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). An optimization model for UAV placement is developed, accounting for energy constraints, user satisfaction, required data rates, and resource efficiency, with reinforcement learning applied to solve this multifaceted problem. Together, these strategies form a cohesive approach aimed at reducing latency and enhancing the Quality of Service in vehicular networks.
Cette thèse explore l'amélioration des mécanismes de mise en cache au sein des réseaux de l'Internet des Objets (IoT) et de l'Internet des Véhicules (IoV) afin d'atténuer la congestion du réseau de backhaul, de prolonger la durée de vie des nœuds IoT et d'améliorer la qualité générale du service réseau. Elle commence par introduire une méthode de clustering au sein des infrastructures IoT, utilisant des techniques de prise de décision multicritères telles que TOPSIS et AHP pour optimiser le placement du cache parmi les nœuds et en s'appuyant sur le Réseau Défini par Logiciel (SDN) pour un routage efficace. Les travaux se penchent ensuite sur les réseaux IoV, différenciant les stratégies de mise en cache de contenu de sécurité et de divertissement. La mise en cache du contenu de sécurité est localisée et dynamique, basée sur la gravité de l'incident et la fraîcheur des données, tandis que la mise en cache du contenu de divertissement emploie l'apprentissage fédéré pour prévoir la popularité du contenu sans compromettre la confidentialité des utilisateurs. Le dernier aspect de la recherche aborde les défis de couverture réseau et de distribution de charge à travers le déploiement de Véhicules Aériens Sans Pilote (UAV). Un modèle d'optimisation pour le placement des UAV est développé, tenant compte des contraintes d'énergie, de la satisfaction des utilisateurs, des débits de données requis et de l'efficacité des ressources, avec l'application de l'apprentissage par renforcement pour résoudre ce problème complexe. Ensemble, ces stratégies forment une approche cohérente visant à réduire la latence et à améliorer la Qualité de Service dans les réseaux véhiculaires.

Domaines

Autre [cs.OH]
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Origine Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04953923 , version 1 (18-02-2025)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04953923 , version 1

Citer

Sahand Khodaparas Talatapeh. Orchestration et optimisation du cache dans les réseaux IoT. Autre [cs.OH]. Université d'Avignon; Université d'Urmia (Iran), 2024. Français. ⟨NNT : 2024AVIG0105⟩. ⟨tel-04953923⟩
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