We address storage and its applications in wireless networks. Handling exploding mobile traffic is difficult by current mobile resource. Massive MIMO and cell desification are known to be a promising techniques to resolve this, but it also faces physical limitation of cost problem. In this context, we proposed a distributed storage allocation in wireless network considering data storing as well as data recovery. For High and low SNR, maximal symmetric allocation and minimal allocation with complete storage are shown to be optimal respectively. Based on fundamental researches, we also investigated its applications in wireless cellular network. Similarly, optimal file fraction at helper was investigated. Furthermore, to deal with exploding mobile video traffic, multicast transmission with prefix caching is studied for asynchronous requests of the same files. Tight upper and lower bounds for transmission time was given and convexity of transmission time in term of rate is also shown. Due to multicast effect, prefix allocation is counter intuitively changed.
본 학위 논문에서는 무선 네트워크에서의 분산 저장장치 할당 및 이동 통신망에서의 저장장치 활용 기법을 연구하였다. 현재 스마트폰, 태블릿 컴퓨터 등으로 폭발적으로 증가하는 이동 통신 망의 트래픽은 현재의 주파수 자원으로는 감당이 불가능한 것으로 알려지고 있으며 대규모 다중안테나, 스몰셀 등의 차세대 통신 기법으로 해결책을 찾고 있으나 물리적인 한계와 비용문제에 직면하고 있다. 이러한 관점에서 본 논문은 무선 네트워크에서 비교적 저렴하고 활용이 간편한 분산 저장 장치를 활용하는 방법과 그로 인한 성능의 개선점을 탐구하였다. 무선 통신에서의 분산 저장 기법의 경우 신호 대 잡음비에 따라 최적 방법이 결정된다. 신호 대 잡음비가 높은 경우 여러개의 분산 저장 장치가 있을 경우 모든 분산 저장 장치에 동일하게 저장 용량을 할당하는 방법이 유리하며, 반대의 경우는 최대한 적은 저장 장치에 저장될 파일을 온전히 저장하는 것이 유리함을 밝혔다. 이를 바탕으로 애드훅이나 이동 통신망으로의 분산 저장 장치의 활용 가능성을 탐색하였다. 앞선 결과와 마찬가지로 특정 값을 기준으로 분산 저장이 유리한지 혹은 단일 저장이 유리한지를 밝혔으며 해당 환경에서 무선 채널을 고려했을 경우의 최적 파일 분할 알고리즘을 제안하였다. 또한 여러 개의 비동기적인 연구가 들어오는 상황에서의 멀티캐스트 전송 기법의 제안 및 성능 향상, 프리픽스 캐시 할당의 변화 등을 연구하였다. 실제 전송 시간의 상한선과 하한선을 제시 하였으며 신호 대 잡음비가 크거나 작은 경우 상한선과 하한선이 만나 정확히 실제 전송 시간의 평균을 근사할 수 있다. 또한 전송 용량의 볼록함을 보였으며 이를 바탕으로 멀티캐스트 전송에서의 프리픽스 캐시의 변화를 확인하였다.
