Economic analysis of wireless sensor-based services in the framework of the Internet of Things. A game-theoretical approach

Abstract

El mundo de las telecomunicaciones esta cambiando de un escenario donde unicamente las personas estaban conectadas a un modelo donde practicamente todos los dispositivos y sensores se encuentran conectados, tambien conocido como Internet de las cosas (IoT), donde miles de millones de dispositivos se conectaran a Internet a traves de conexiones moviles y redes fijas. En este contexto, hay muchos retos que superar, desde el desarrollo de nuevos estandares de comunicacion al estudio de la viabilidad economica de los posibles escenarios futuros. En esta tesis nos hemos centrado en el estudio de la viabilidad economica de diferentes escenarios mediante el uso de conceptos de microeconomia, teoria de juegos, optimizacion no lineal, economia de redes y redes inalambricas. La tesis analiza la transicion desde redes centradas en el servicio de trafico HTC a redes centradas en trafico MTC desde un punto de vista economico. El primer escenario ha sido disenado para centrarse en las primeras etapas de la transicion, en la que ambos tipos de trafico son servidos bajo la misma infraestructura de red. En el segundo escenario analizamos la siguiente etapa, en la que el servicio a los usuarios MTC se realiza mediante una infraestructura dedicada. Finalmente, el tercer escenario analiza la provision de servicios basados en MTC a usuarios finales, mediante la infraestructura analizada en el escenario anterior. Gracias al analisis de todos los escenarios, hemos observado que la transicion de redes centradas en usuarios HTC a redes MTC es posible y que la provision de servicios en tales escenarios es viable. Ademas, hemos observado que el comportamiento de los usuarios es esencial para determinar la viabilidad de los diferentes modelos de negocio, y por tanto, es necesario estudiar el comportamiento y las preferencias de los usuarios en profundidad en estudios futuros. Especificamente, los factores mas relevantes son la sensibilidad de los usuarios al retardo en los datos recopilados por los sensores y la cantidad de los mismos. Tambien hemos observado que la diferenciacion del trafico en categorias mejora el uso de las redes y permite crear nuevos servicios empleando datos que, de otro modo, no se aprovecharian, lo cual nos permite mejorar la monetizacion de la infraestructura. Tambien hemos demostrado que la provision de capacidad es un mecanismo valido, alternativo a la fijacion de precios, para la optimizacion de los beneficios de los proveedores de servicio. Finalmente, se ha demostrado que es posible crear roles especificos para ofrecer servicios IoT en el mercado de las telecomunicaciones, especificamente, los IoT-SPs, que proporcionan servicios basados en sensores inalambricos utilizando infraestructuras de acceso de terceros y sus propias redes de sensores. En resumen, en esta tesis hemos intentado demostrar la viabilidad economica de modelos de negocio basados en redes futuras IoT, asi como la aparicion de nuevas oportunidades y roles de negocio, lo cual nos permite justificar economicamente el desarrollo y la implementacion…