Δίκτυα επικοινωνιών και υπηρεσίες με επίγνωση κοινωνικού περιβάλλοντος χρήστη

Abstract

The constant evolution of social networks offers high potential in using them for the purpose of designing and offering advanced services not just to the end user but to the whole technological infrastructure. The specific services can adjust their decisions and functionalities based on the natural, social, and computing environment that are exposed to, which satisfies with the best way the end user requirements and preferences, while they are improving the efficiency of the technological infrastructure. In this thesis, two research interests are studied a) how the social information contributes to the development of social network applications, specifically for recommendation systems and b) how we can use the social information to improve the performance of network services and operations, by emphasizing on routing protocols and vehicular networks.During the last decade, there are two types of social networks that have become very popular: a) the online networks, where users, get connected, create relationships, share content, exchange opinions and experiences and b) the offline social networks, that exist in the real physical world, which are using occasional contacts and connections without proper infrastructure between devices (e.g., mobile phones, vehicles). Has been proven that people that are socially closer tend to interact more often and for a longer period in comparison with other users.Advanced applications, that combine geographical data, mobile information, social relationships, and information deriving from user profiles are being suggested, with main goal to provide service delivery with improved quality. In this thesis, recommendation systems are proposed, where based on the social relationships of the users, that are relying on trust and have an impact on a social network, providing customized rankings and recommendations for each user. Both the positive and negative relationships of the users are integrated, by considering the time dimension, while the problem of the cold start of the recommendation systems is efficiently addressed. Moreover, in contrast with previous studies that had been using just the global influence coming from the users to provide appropriate recommendations, in this thesis the user’s local influence is introduced as a metric for the proposed ranking algorithm. It is proved that the combination of the social information with the local influence, contributes to the ability to provide higher quality customized recommendations. The social information is being capitalized to design network services using VANET (Vehicular Ad-Hoc NETworks – VANET). Considering the characteristics of the VANET networks along with the possible selfish or/and malicious behaviour of the nodes on this kind of networks, metrics are suggested that would help to calculate the social proximity between users both on the online and the physical world. Additionally, taking into account the social metrics mentioned above, efficient routing protocols are proposed. Concluding, incorporating the social information in the design of routing protocols improves the performance of the routing in this type of networks, and at the same moment overcomes cases where nodes might behave selfish or/and malicious.

Η συνεχής εξέλιξη των ψηφιακών κοινωνικών δικτύων προσφέρει σημαντικές δυνατότητες εκμετάλλευσής τους στη σχεδίαση και παροχή προηγμένων υπηρεσιών, τόσο προς τον τελικό χρήστη, όσο και προς την ίδια την τεχνολογική υποδομή. Οι υπηρεσίες αυτές μπορούν να προσαρμόζουν τις αποφάσεις και τη λειτουργία τους με βάση το μεταβαλλόμενο φυσικό, κοινωνικό και υπολογιστικό τους περιβάλλον, ικανοποιώντας με βέλτιστο τρόπο τις απαιτήσεις και προτιμήσεις των τελικών χρηστών, αυξάνοντας ταυτόχρονα την αποτελεσματικότητα της τεχνολογικής υποδομής.Στα πλαίσια της παρούσας διδακτορικής διατριβής μελετώνται α) η συνεισφορά της κοινωνικής πληροφορίας στην ανάπτυξη εφαρμογών κοινωνικής δικτύωσης και ειδικότερα συστημάτων παροχής συστάσεων (recommendation systems) και β) η χρήση της κοινωνικής πληροφορίας στη βελτίωση της απόδοσης δικτυακών υπηρεσιών και λειτουργιών με έμφαση στα πρωτόκολλα δρομολόγησης σε δίκτυα οχημάτων.Κατά την τελευταία δεκαετία δύο γενικές μορφές κοινωνικών δικτύων έχουν αποκτήσει δημοτικότητα: α) τα διαδικτυακά δίκτυα, όπου οι άνθρωποι συνδέονται, συνάπτουν σχέσεις, μοιράζονται περιεχόμενο, ανταλλάσσουν απόψεις και εμπειρίες σε διαδικτυακά κοινωνικά δίκτυα (online) και β) τα ευκαιριακά κοινωνικά δίκτυα στον φυσικό κόσμο (offline), τα οποία αξιοποιούν ευκαιριακές επαφές και σύνδεση χωρίς υποδομή μεταξύ συσκευών (π.χ. κινητά τηλέφωνα, οχήματα). Έχει αποδειχτεί πως τα άτομα που είναι κοινωνικά εγγύτερα, τείνουν να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους συχνότερα και για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα σε σχέση με άλλους χρήστες.Προηγμένες εφαρμογές, οι οποίες συνδυάζουν γεωγραφικά στοιχεία, πληροφορίες κινητικότητας, κοινωνικές σχέσεις και πληροφορίες από το προφίλ των χρηστών, προτείνονται με στόχο την ποιοτικότερη παροχή υπηρεσιών. Στην παρούσα διατριβή, προτείνονται συστήματα συστάσεων, όπου με βάση τις κοινωνικές σχέσεις μεταξύ των χρηστών, οι οποίες είναι συνυφασμένες με τις έννοιες της εμπιστοσύνης και της επιρροής σε ένα κοινωνικό δίκτυο, παρέχουν εξατομικευμένες κατατάξεις και συστάσεις προς τους χρήστες. Ενσωματώνονται τόσο θετικές όσο και αρνητικές σχέσεις των χρηστών, λαμβάνεται υπόψη η χρονική διάσταση και αντιμετωπίζεται αποδοτικά το πρόβλημα της ψυχρής εκκίνησης. Επιπλέον, σε αντιδιαστολή με προηγούμενες εργασίες που χρησιμοποιούν την καθολική επιρροή των χρηστών για την εύρεση κατάλληλων συστάσεων, εισάγεται η έννοια της τοπικής επιρροής των χρηστών στον αλγόριθμο κατάταξης. Αποδεικνύεται πως η ενσωμάτωση της κοινωνικής πληροφορίας και της τοπικής επιρροής συμβάλλουν στην παροχή ποιοτικότερων εξατομικευμένων συστάσεων.Η κοινωνική πληροφορία αξιοποιείται επίσης στο σχεδιασμό δικτυακών υπηρεσιών σε δίκτυα VANET (Vehicular Ad-Hoc NETworks – VANET). Λαμβάνοντας υπόψη τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά των VANET, καθώς και την ενδεχόμενη εγωιστική ή/και κακόβουλη συμπεριφορά των κόμβων σε τέτοιου είδους συστήματα, προτείνονται μετρικές για τον υπολογισμό της κοινωνικής εγγύτητας μεταξύ των χρηστών τόσο στον διαδικτυακό όσο και στον φυσικό κόσμο. Επιπρόσθετα, λαμβάνοντας υπόψη τις ανωτέρω κοινωνικές μετρικές, προτείνονται αποδοτικά πρωτόκολλα δρομολόγησης. Συμπερασματικά, η ενσωμάτωση της κοινωνικής πληροφορίας στη σχεδίαση πρωτοκόλλων δρομολόγησης βελτιώνει την απόδοση της δρομολόγησης σε τέτοιου είδους δίκτυα, αντιμετωπίζοντας παράλληλα την ύπαρξη κόμβων που επιδεικνύουν εγωιστική ή/και κακόβουλη συμπεριφορά.