Distributed Storage for Proximity Based Services

Mobiilidatan määrä on kasvanut dramaattisesti viime vuosien aikana. Lisäksi mobiililaitteiden tallennuskapasiteetti on kasvanut. Tämän diplomityön päämääränä on suunnitella sellainen hajautettu tiedontallennusjärjestelmä, joka vähentää mobiilijärjestelmän kokonaisenergiankulutusta hyödyntämällä mobiililaitteiden tallennustilaa. Tässä työssä oletetaan, että mobiililaitteiden tallennustilaa voidaan käyttää tiedostojen tai tiedostojen osien tallentamiseen. Samoin tässä työssä oletetaan, että mobiilikäyttäjät voivat ladata dataa toisiltaan, ja että bitin lähettäminen käyttäjältä toiselle on halvempaa (kuluttaa vähemmän energiaa) kuin bitin lähettäminen tukiasemalta käyttäjälle. Tämä on realistinen oletus, jos tukiasema on kaukana käyttäjistä ja käyttäjät ovat lähellä toisiaan. Hajautetussa tiedontallennuksessa tiedosto tallennetaan osina usealle (mieluiten riippumattomalle) tiedontallennuslaitteelle. Regeneroivat koodit ovat koodeja, jotka on suunniteltu nimenomaan hajautettuun tiedontallennukseen. Tässä työssä tutkitaan, miten ja milloin regeneroivia koodeja voidaan käyttää sellaisissa tiedontallennusjärjestelmissä, joissa tietoa voi tallentaa itse käyttäjille. Tässä työssä vertailtiin järjestelmää, joka ei käytä hajautettua tallennusta järjestelmiin, jotka käyttävät koodaamatonta, pariteettikoodattua ja regeneroivilla koodeilla koodattua hajautettua tallennusta. Koodaamattomalla hajautetulla tallennuksella saavutettiin 15 %:n energiansäästö. Pariteettikoodauksella saavutettiin 24 %:n energiansäästö, kun taas regeneroivilla koodeilla saavutettiin 26 %:n säästö. Näin ollen tässä työssä esitelty regeneroiviin koodeihin perustuva tallennusmenetelmä oli valituista menetelmistä energiatehokkain.Over the last couple of years, the amount of mobile data traffic has been drastically increasing. Also, the storage capacity of mobile devices has been increasing. The main focus of this thesis is designing a distributed storage system that takes advantage of the available storage capacity of mobile terminals in order to decrease the expected power consumption of wireless transmission systems. In this thesis, it is assumed that the storage capacity of mobile devices can be used to store data files or fractions of data files. Furthermore, it is assumed that any user can download data from other users and transmitting a bit from one user to another is less expensive (consumes less energy) than transmitting a bit from a base station to a user. This is a realistic assumption if the base station is far away from the users whilst the users are close to each other. Distributed storage is a means of storing data on several (preferably independent) storage devices. Regenerating codes are erasure codes that are specifically designed for distributed storage. In this work, we investigate if and when regenerating codes should be applied to a system where data can be stored on mobile terminals. For a default system setup, the energy consumption of a system that does not take advantage of the available storage capacity of the user terminals was compared with the energy consumption of systems that apply distributed storage techniques: a method with uncoded distributed storage offered a 15% saving, while a method with traditional erasure coding (parity coding) yielded a 24% saving. Ultimately, our distributed storage method with regenerating codes consumed 26% less energy and was, thus, the most energy efficient solution