Analysis of WiFi Traffic Traces for D2D Support

Abstract

The explosive growth of the smartphone users is causing a massive increase in traffic in the cellular network. Recent studies have proposed Device-to-Device (D2D) communications as a key feature of the next-generation mobile networks to cope with this problem. The aim of this thesis is to analyse trafficc traces representing the content items that are requested by mobile users to investigate the capability of D2D to offload the net in a real scenario. This study was conducted at the Politecnico di Torino. This thesis first examines the correlation of the requested content between different users, characterizing such items in terms of popularity, size, type and cacheability. In second stage, it has been studied the time correlation on different days, proving the reliability of the mechanism. Finally, the spatial correlation has been examined, taking in count the distribution of the users through the different APs, exploring the capacities of the mechanism in a more realistic scenario. On the basis of the results of this research, it can be concluded that D2D mechanism is a promising solution to offroad the cellular network, despite remaining technical issues and uncertain business strategies that have to be further investigated.

El crecimiento explosivo de usuarios de teléfonos inteligentes está causando un aumento masivo de tráfico en las redes móviles. Estudios recientes han propuesto las comunicaciones device-to-device (D2D) como la característica clave de las redes móviles de nueva generación para hacer frente a este problema. El objetivo de esta thesis es analizar trazas de tráfico que representan el contenido que es solicitado por usuarios móviles para investigar la capacidad del D2D para descargar la red en un escenario real. Este estudio se realizó en el Politecnico di Torino. Primero examinamos la correlación del contenido solicitado entre distintos usuarios, caracterizando dichos elementos en términos de popularidad, tamaño, tipo y si puede ser "cacheado". En la segunda parte, se ha estudiado la correlación en tiempo entre varios días, demostrando la fiabilidad del mecanismo. Finalmente, se ha examinado la correlación espacial, teniendo en cuneta la distribución de los usuarios entre los distintos APs, explorando la capacidad del mecanismo en un escenario más realista. En base a los resultados de esta investigación, se puede concluir que el mecanismo D2D es una solución prometedora para descargar la red móvil, a pesar de que permanecen incertidumbres respecto a cuestiones técnicas y estrategias de negocio que deberían investigarse más a fondo.

El creixement explosiu d'usuaris de telèfons intel·ligents està causant un augment massiu de trànsit a les xarxes mòbils. Estudis recents han proposat les comunicacions device-to-device (D2D) com la característica clau de les xarxes mòbils de nova generació per fer front a aquest problema. L'objectiu d'aquesta thesis és analitzar traces de trànsit que representen el contingut sol·licitat per usuaris mòbils per investigar la capacitat del D2D per descarregar la xarxa en un escenari real. Aquest estudi es va realitzar al Politecnico di Torino. Primer examinem la correlació del contingut sol·licitat entre diferents usuaris, caracteritzant aquests elements en termes de popularitat, mida, tipus i si pot ser "cached". A la segona part, s'ha estudiat la correlació en temps entre diversos dies, demostrant la fiabilitat del mecanisme. Finalment, s'ha examinat la correlació espacial, tenint en compte la distribució dels usuaris entre els diferents APs, explorant la capacitat del mecanisme en un escenari més realista. En base als resultats d'aquesta investigació, es pot concloure que el mecanisme D2D és una solució prometedora per descarregar la xarxa mòbil, tot i que romanen incerteses respecte a qüestions tècniques i estratègies de negoci que s'haurien d'investigar més a fons.