Secretive Coded Caching from PDAs
具有保密约束的编码缓存问题，用户不应该能够获得关于他们不需要的文件的内容的任何信息，这被称为秘密编码缓存问题。这是Ravindrakumar等人在2018年\emph{ IEEE Transactions on Information Forensics and Security}上发表的题为“私有编码缓存”的论文中提出的，其特征是子分组化水平随着用户数量呈指数级增长。在没有保密的编码缓存的上下文中，编码缓存计划在次指数subpacketization水平是可行的，通过表示的缓存系统的形式的放置交付阵列（PDA）和设计的位置和交付policies从it.Motivated，我们提出了一个秘密的编码缓存计划，低subpacketization使用PDA，为用户提供专用的缓存在集中设置。当我们的计划被应用到一个特殊的类的PDA称为MN PDA，Ravindrakumar等人提出的计划。恢复。
2021-07-01 cs.IT math.IT
Combinatorial Analysis of Coded Caching Schemes
针对现有最优编码缓存方案数据包拆分过多的问题，该研究在数据包数量受限条件下定义了编码缓存方案的优化指标，并给出若干无穷类最优方案的构造方法。
2024-03-07 cs.IT math.IT
On the Gap Between Decentralized and Centralized Coded Caching Schemes
缓存技术是一种很有前途的解决方案，以满足不断爆炸性的需求，多媒体流量。最近，Maddah-Ali和Niesen提出了集中式和分散式编码缓存方案，这些方案能够获得比未编码缓存方案显著的性能增益。特别是，他们的工作表明，分散式编码缓存方案和集中式编码缓存方案之间存在性能差距。在本文中，我们调查了这一差距。因此，我们证明了乘法间隙（即，它们的性能之比）在1和1：5之间。上限收紧了Maddah-Ali和Niesen的12个原始值，而下限验证了集中式编码缓存方案总是优于分散式缓存方案的直觉。值得注意的是，这两个界限在某些情况下都是可以实现的。此外，我们还证明了在用户数足够大的情况下，该间隙可以任意接近于1，这表明在实际应用中使用不太理想但更实用的分散编码缓存方案具有巨大的潜力
2017-08-01 cs.IT math.IT
New coded caching schemes from placement delivery arrays
低子包化和小传输速率的编码缓存方案在实践中是理想的，这是由于低实现复杂度和传输效率的要求。放置交付阵列（简称PDA）可用于生成编码缓存方案。然而，许多已知的编码高速缓存方案具有大的存储器比率。在本文中，我们认识到，一些计划与低的子分组产生的PDA不充分利用用户的缓存内容来创建组播的机会，从而提出克服这一缺点。作为应用，我们得到了两个新的方案与低的子包，这是显着的优势，在存储率和传输速率相比，原来的计划。
2020-08-24 cs.IT math.IT
A Note on the Fundamental Limits of Coded Caching
编码缓存的基本限制调查的情况下，与$N=3$文件和$K=3$用户。一个改进的外边界是通过作者在早期的工作中开发的计算方法。这个结果是“计算信息理论极限的解决方案（SCITL）”在线收集的一部分。
2015-02-27 cs.IT math.IT
Some new Constructions of Coded Caching Schemes with Reduced Subpacketization
研究了基于放置交付阵列（PDA）设计框架的低分组化水平的集中式编码缓存方案的构造问题。PDA设计是构造集中式编码缓存方案的一种有效方法，大多数现有的方案，包括著名的Maddah-Ali-Niesen方案，都可以用PDA来描述。在本文中，我们首先证明了构造PDA等价于构造三个满足一定条件的二元矩阵。从这个角度来看，我们然后提出了一些新的建设编码缓存计划，使用PDA设计的基础上投影几何在有限域，组合配置，和t-设计，分别。我们的构造实现了低的子分组化水平（例如，线性子分组化），具有合理的速率损失，并且包括几个已知的结果作为特殊情况。最后，我们给出了一种方法来构造新的编码缓存方案，从现有的计划的基础上直接积的PDA。我们的研究结果丰富了低子包化级别的编码缓存方案。
2019-10-09 cs.IT math.IT
Decentralized Coded Caching Without File Splitting
编码缓存技术是减少无线网络中冗余业务的一种有效技术。现有的编码高速缓存方案需要将文件分割成可能大量的子文件，即，它们执行编码的子文件高速缓存。在缓存过程中保持文件的完整性实际上是很有吸引力的，因为它的实现更简单。然而，很少有人知道这种编码文件缓存在降低数据传输速率的有效性。在本文中，我们提出了这样一个文件缓存方案，它使用一个分散的算法的内容放置和一个在线集团覆盖或匹配算法的丢失数据的交付。我们使用微分方程方法推导出这两种方案的预期传输率的近似值，并通过浓度分析和计算机模拟证明它们是紧的。我们的数值结果表明，建议的编码文件缓存是显着更有效的比未编码的缓存在降低交付率。此外，我们显示了所提出的方案的性能的额外改进时，其应用程序扩展到子文件缓存与少量的子文件。
2019-01-30 cs.IT math.IT
Coded Caching with Shared Caches from Generalized Placement Delivery Arrays
我们考虑编码缓存问题与共享缓存，几个用户共享一个缓存，但每个用户只能访问一个单一的缓存。对于这个网络，编码缓存的基本限制是已知的集中式和分散式设置下未编码的放置。在集中式的情况下，为了实现编码缓存提供的增益，需要一个子分组化，其随着缓存的数量呈指数级增加。专用高速缓存网络也有类似的问题，并介绍了放置交付阵列（PDA）作为一个解决方案it. Using PDA的框架，我们提出了一个过程，以获得新的编码的共享高速缓存方案具有较低的子分组化要求。这个过程的优点是，我们可以将所有现有的PDA结构转换为共享缓存的编码缓存方案，从而导致低的子分组方案。我们还表明，Parrinello，Unsal和Elia（编码缓存与多个缓存，共享缓存和未编码的预取的基本限制）给出的最佳方案可以使用Maddah-Ali Niesen PDA恢复。
2021-07-01 cs.IT math.IT
State-Adaptive Coded Caching for Symmetric Broadcast Channels
编码缓存交付被认为是在一个对称的嘈杂的广播信道，其状态是未知的在发射机在缓存放置阶段。特别地，递送阶段由状态相关的广播信道来建模，其中状态在每个传输块上保持恒定，并且仅在每个块的开始处由发送器（和接收器）学习。提出了一种状态自适应编码缓存方案，该方案比基于标准编码缓存的两种基线方案提高了速率或解码延迟。
2018-02-01 cs.IT math.IT
Secretive Hotplug Coded Caching
本文研究热插拔编码缓存中的保密约束，针对两类HpPDAs提出两种保密方案，并通过数值实验证明其在特定内存区域优于基于经典PDA的基线方案。
2025-07-18 cs.IT math.IT
Coded Caching for Heterogeneous Wireless Networks
本章概述了异构无线网络环境中的编码缓存。我们首先简要描述编码缓存背后的关键思想，然后详细讨论各个方面的影响，如非统一的内容流行度，多个缓存访问和干扰。
2020-06-01 cs.IT cs.NI math.IT
Novel Decentralized Coded Caching through Coded Prefetching
我们提出了一个新的分散式编码缓存方案的两阶段缓存网络，其中放置在用户缓存中的数据在预取阶段的原始文件的最大距离可分离（MDS）编码版本的随机部分。所提出的方案实现了更好的速率记忆权衡利用MDS码的重构属性，减少了传输的数量，这是有用的，只有一小部分用户在交付阶段。与以前可用的编码预取方案不同，所提出的方案不需要有比文件更多的用户。所提出的方案可以被看作是一个推广的原始未编码的预取为基础的分散编码缓存方案，同样，适用于各种网络拓扑结构。
2018-06-25 cs.IT cs.NI math.IT
Linear Coded Caching Scheme for Centralized Networks
编码缓存系统已经被广泛研究，以减少在高峰流量时间的数据传输。在实践中，应当考虑编码缓存系统的两个重要参数，即，当我们实现编码缓存方案时，速率是峰值业务时间期间的最大数据传输量，以及子分组化级别，每个文件的划分分组的数量。我们倾向于设计一个速率和数据包数尽可能小的方案，因为它们分别反映了缓存方案的传输效率和复杂度。本文首先从线性代数的角度对编码缓存方案进行了刻画，证明了设计线性编码缓存方案等价于构造三类满足一定秩条件的矩阵。然后基于不变线性子空间和组合设计理论，通过构造这三类矩阵，得到了几类新的$\mathbb{F}_2$上的编码缓存方案.事实证明，我们的新速率的速率与Yan等人（IEEE Trans. Inf. Theory 63，5821-5833，2017）构造的方案相同，但分组数量显著减少。一个连接结构，然后用于灵活的用户数量。最后，通过这些矩阵，我们表明，最小存储再生码也可以用来构造编码缓存方案。
2018-10-17 cs.IT math.IT
Coded Caching Does Not Generally Benefit From Selfish Caching
在典型的编码缓存场景中，中央库的内容被假设为所有接收用户都感兴趣。然而，在现实场景中，用户可能具有不同的兴趣，这些兴趣可能在不同程度上相交。例如，如果每个文件都可能对用户的$40\,\%$感兴趣，并且每个用户都可能对库的$40\,\%$感兴趣，会发生什么情况？那么，如果每个用户都自私地只缓存潜在兴趣的内容呢？在这项工作中，我们制定了对称自私编码缓存问题，其中每个用户自然地从库的子集中发出请求，该子集定义了自己的文件需求集（FDS），并自私地仅缓存来自自己的FDS的内容。对于不同的FDS对称重叠在一定程度上的情况下，我们提出了一种新的信息理论的逆揭示，对称FDS结构的一般设置，自私的编码缓存产生的负载性能是严格比标准编码缓存。
2022-02-07 cs.IT math.IT
Dynamic Coded Caching in Wireless Networks
我们认为分布式和动态缓存的编码内容在小型基站（SBS）在一个宏基站（MBS）服务的区域。具体地，内容使用最大距离可分离代码进行编码，并根据生存时间（TTL）缓存驱逐策略进行缓存，该策略允许定期从缓存中移除编码的分组。请求特定内容的移动用户从通信范围内的SBS下载编码分组。如果需要额外的数据包来解码文件，则从MBS下载这些数据包。我们制定了一个优化问题，可以通过数值方法有效解决，提供TTL缓存策略，最大限度地减少整体网络负载。我们证明了分布式编码缓存使用TTL缓存策略可以提供显着减少网络负载时，请求到达突发。我们展示了如何利用TTL缓存策略的分布式编码缓存问题可以作为一个特定的单缓存，凸优化问题进行分析。我们的问题包括静态缓存和单个缓存作为特殊情况。我们证明，有趣的是，静态缓存是最佳的泊松请求过程下，对于一个单一的缓存的优化问题有一个令人惊讶的简单的解决方案。
2020-12-22 cs.IT math.IT
Coded Caching at the Edge of Satellite Networks
在网络边缘缓存多媒体内容是缓解回程链路中流量的关键解决方案。在本文中，我们扩展和分析了编码缓存技术[1]在一个未探索的情况下，即在边缘的两层异构网络与任意数量的用户。我们通过推导出平均回程负载的封闭式表达式来表征这种方案的性能，并与文献中提出的其他基准缓存方案相比，揭示了显着的增益。
2022-05-13 cs.IT math.IT
Coded Caching with Polynomial Subpacketization
考虑一个具有单个服务器和$K$用户的集中式缓存网络。服务器具有$N$文件的数据库，其中每个文件被划分为$F$分组（$F$被称为子分组化），并且每个用户拥有可以存储$N$文件的$\frac{M}{N}$部分的本地高速缓存。我们构建了一个家庭的集中式编码缓存方案与多项式子分组。具体来说，给定$M$，$N$和一个整数$n\geq 0$，我们构建了一个家庭的编码缓存计划的任何$(K,M,N)$缓存系统与$F=O(K^{n+1})$。更一般地，对于任何$t\in\{1,2,\cdots,K-2\}$和任何整数$n$，使得$0\leq n\leq t$，我们构造具有$\frac{M}{N}=\frac{t}{K}$和$F\leq K\binom{\left(1-\frac{M}{N}\right)K+n}{n}$的编码高速缓存方案。
2020-01-20 cs.IT math.IT
A Secretive Coded Caching for Shared Cache Systems using PDAs
本文认为，秘密编码的缓存问题与共享缓存中，没有用户必须访问的文件，它没有要求。在共享缓存网络中，用户由较少数量的助手缓存提供服务，并且每个用户仅连接到一个助手缓存。为了确保共享缓存网络中的保密约束，每个用户都需要有一个至少单位文件大小的个人缓存。对于这种设置，最近在文献中提出了一种秘密编码的高速缓存方案（\enquote{Secretive Coded Caching with Shared Caches}，在\textit{IEEE Communications Letters}，2021年），并且它需要子分组化级别，该子分组化级别是辅助高速缓存数量的指数级。通过利用PDA的建设，我们提出了一个程序，以获得新的秘密编码的共享缓存方案，减少子分组化水平。我们还表明，现有的秘密编码的共享缓存的缓存方案可以使用我们的过程中恢复。此外，我们推导出一个下界的秘密传输速率使用割集参数，并证明了顺序最优的建议秘密编码缓存方案。
2021-10-21 cs.IT math.IT
On Coded Caching in the Overloaded MISO Broadcast Channel
本文研究了多输入单输出（MISO）广播信道（BC）中编码缓存和空间复用的相互作用，即用户数大于发射天线数的系统。一方面，编码缓存使用用户的聚合全局缓存来创建多播机会。另一方面，发射机处的多个天线利用可用的CSIT来同时发送多个流。在本文中，我们介绍了一种新的方案，它结合了来自编码缓存和空间复用的增益，并优于现有的计划在交付时间和CSIT的要求。
2017-06-24 cs.IT math.IT
Subpacketization in Coded Caching with Demand Privacy
编码缓存是一种技术，我们利用多播机会来降低缓存网络中的速率。编码缓存方案的一个局限性是，它们将所有用户的需求透露给了他们的对等体。在这项工作中，我们考虑编码缓存方案，确保隐私的用户需求，特别注重减少子包。对于2用户，2文件的情况下，我们提出了一个新的线性需求的私人计划，尽可能低的子包。这是通过明确提出的计划，并证明不可能的结果下较低的子分组。此外，当只需要部分隐私时，我们表明，当有大量的文件时，可以显着减少分包。
2019-09-23 cs.IT math.IT
A Novel Transformation Approach of Shared-link Coded Caching Schemes for Multiaccess Networks
本文考虑Hachem等人提出的多址编码缓存系统，包括：中央服务器，其包含通过无差错共享链路连接到$K$无高速缓存用户的$N$文件;以及$K$高速缓存节点，每个高速缓存节点配备有$M$文件的高速缓存存储器大小。每个用户都可以访问具有循环环绕拓扑的$L$相邻高速缓存节点。Hachem等人提出的编码缓存方案存在$L$不划分$K$的情况，其中所需的传输次数（也称为load）至多是$L$整除$K$的情况下的load表达式的四倍。我们的主要贡献是提出了一种新的{ \it transformation}的方法，巧妙地扩展计划满足一些条件，众所周知的共享链接缓存系统的多路访问缓存系统。这样，我们就可以得到许多不同的子分组的多址编码缓存系统的编码缓存方案。这些得到的方案具有最大的本地高速缓存增益（即，存储在任何$L$相邻高速缓存节点处的高速缓存内容是不同的，使得每个用户从所连接的高速缓存节点检索分组的数量是最大的）和与原始方案相同的编码高速缓存增益。将变换方法应用于Maddah-Ali和Niesen提出的著名的共享链接编码缓存方案，我们得到了一个新的多路访问编码缓存方案，该方案实现了与Hachem等人的方案相同的负载。但是对于任何系统参数。在这种新的多路访问编码缓存方案中使用的缓存放置的约束下，当$K$足够大时，我们的交付策略是近似最优的。最后，我们还表明，所提出的方案的传输负载可以进一步减少压缩的…
2021-06-05 cs.IT math.IT
A Secure Approach for Caching Contents in Wireless Ad Hoc Networks
缓存的目的是将数据本地存储在网络中的某些节点上，以便能够在较短的时间内检索内容。然而，网络中的缓存并不总是考虑安全存储（由于时间性能和安全性之间的折衷）。本文提出了一种新的分散式安全编码缓存方法。在该方案中，节点只传输编码文件，以避免窃听者窃听和保护用户的内容。在该技术中，随机向量用于使用XOR操作来组合内容。我们模拟建议的编码缓存方案的香农密码系统，以表明编码缓存实现渐近完美保密。建议的编码缓存方案显着简化了缓存网络中的路由协议，同时它减少了过度缓存，并实现了更高的吞吐量相比，未编码的缓存反应式路由。结果表明，与建议的编码缓存方案，任何内容都可以通过选择一个随机的路径，同时实现渐近最优解检索。我们还研究了缓存命中概率，并表明编码缓存命中概率显着高于未编码缓存。提出了一种安全的缓存更新算法。
2017-09-01 cs.IT math.IT
Centralized Coded Caching of Correlated Contents
编码缓存和交付的研究考虑到在图书馆的内容之间的相关性。相关性被建模为多个内容共享的公共部分;也就是说，数据库中的每个文件由一组子文件组成，其中每个子文件由不同的文件子集共享。包含某个子文件的文件数量被定义为该子文件的通用级别。首先，提出了一个相关性感知的未编码的缓存方案，它表明，该方案的最佳位置优先考虑子文件的最高水平的共性。然后提出了一种相关性感知的编码缓存方案，并以最小化交付率为目标，对不同共性级别的子文件分配缓存容量进行了优化。所提出的相关性感知编码缓存方案显着优于国家的最先进的相关性无知的解决方案，利用内容相关性编码缓存和交付网络中的好处。
2017-11-10 cs.IT math.IT
Multiaccess Coded Caching with Private Demands
最近Hachem等人提出了一种多路访问编码缓存模型，该模型由一个通过无差错共享链路连接到$K$用户的中央服务器和$K$缓存节点组成。每个缓存节点配备有本地缓存，并且每个用户可以以循环环绕方式访问$L$相邻缓存节点。在本文中，我们考虑了用户需求的隐私性，即，每个用户只能得到自己需要的文件，而不能得到其他用户的任何需求信息。通过在缓存节点上存储一些私钥，我们提出了一种新的转换方法，将非私有多路访问编码缓存方案转换为私有多路访问编码缓存方案。
2021-06-30 cs.IT math.IT
An Improved Secretive Coded Caching Scheme exploiting Common Demands
具有用户缓存的广播网络上的编码缓存方案有助于通过在非高峰时间期间从服务器向用户预取信息来将流量从高峰时间卸载到非高峰时间，并且因此在高峰时间期间使用编码传输更有效地为用户服务。我们认为最近提出的秘密编码缓存的问题，其中用户不应该能够解码的任何文件，用户没有要求的任何信息。我们提出了一个新的秘密编码缓存方案，具有较低的平均速率相比，现有的国家的最先进的计划，在用户可用的相同的内存。该方案是基于利用多个用户之间的共同需求的存在。
2017-08-26 cs.IT math.IT
Coded Caching with Shared Caches: Fundamental Limits with Uncoded Prefetching
这项工作确定了编码缓存的基本限制时，K个接收用户共享$\leq$ K助手缓存，每个协助任意数量的不同用户。的主要结果是推导出的确切的最佳最坏情况下的交付时间-在未编码的缓存放置的假设下-对于任何用户到缓存的关联配置文件，其中每个这样的配置文件描述了有多少用户被每个缓存的帮助。这是实现了一个新的信息理论的逆，是基于索引编码，并证明了一个简单的XOR收缩和删除编码缓存方案是最佳的，无论用户到缓存关联配置文件。所有结果也直接适用于多个文件请求的编码缓存问题。
2018-10-16 cs.IT math.IT
A Multi-Antenna Coded Caching Scheme with Linear Subpacketization
指数增长的子分组化被认为是编码缓存的实际实现的主要问题，特别是在具有多天线通信设置的网络中。我们提供了一个新的编码缓存方案，这种网络，它需要线性子分组，适用于任何一组网络参数，只要多天线增益$L$大于或等于全局缓存增益$t$。我们的计划包括精心设计的缓存放置和交付算法，这是基于循环移位的两个发电机阵列在垂直方向。它还在任何传输间隔期间实现了$t+L$的最大可能自由度。
2019-10-29 cs.IT math.IT
Proactive Coded Caching Scheme for D2D Networks
Fujian Normal University（福建师范大学）；Guangxi Normal University（广西师范大学）
本文提出一种安全编码缓存方案，用于D2D网络，以保障文件隐私和安全交付，且在文件较大和缓存充足时实现最优性能。
2026-01-20 cs.IT math.IT
Multi-Access Coded Caching with Secure Delivery
多访问变量的编码缓存问题中存在的外部窃听器进行了研究。提出了一种由$K$用户、$K$缓存和$N$文件组成的多路访问编码缓存方案，其中每个用户以循环环绕的方式访问$L$相邻的缓存，该方案对窃听器是安全的.传统的不安全方案中的每个传输现在将由随机密钥加密。该方案使用了一种新的技术，在高速缓存中的关键位置。它还表明，所提出的安全多路访问编码缓存方案是一个恒定的乘法因子从信息理论的最优速率为$L\geq \frac{K}{2}$和$N\geq 2K$。
2021-05-12 cs.IT math.IT
Coded-Caching using Adaptive Transmission
编码缓存是一种很有前途的技术，以减少在高流量期间回程链路的峰值速率要求。在这封信中，我们研究了自适应传输对基于编码缓存的网络性能的影响。特别是，集中在减少回程高峰负荷在高流量期间，我们开发自适应速率和功率分配方案，最大限度地提高网络成功传输的概率，这被定义为事件的概率与所有缓存节点正确解码其预期的信号。此外，我们研究了不同的消息解码和缓冲方案对系统性能的影响。正如我们所展示的，编码缓存网络的性能受到速率/功率分配以及消息解码/缓冲方案的极大影响。
2021-03-12 cs.IT math.IT
On the Optimality of Ali-Niesen Decentralized Coded Caching Scheme With and Without Error Correction
分散编码缓存是在[M.~]中提出的。A. Maddah-Ali和U.~ Niesen，“分散式编码缓存达到顺序最优内存速率权衡"，\emph{IEEE/ACM Trans. Networking}，卷~。23，不。4，pp. 1029- 1040，2015年8月]，其中不需要内容放置的协调。在本文中，与$N$文件和$K$用户，首先它表明，分散编码缓存方案的阿里和Niesen是最佳的$N \geq K$使用索引编码技术。接下来，考虑共享链路容易出错的情况。对于这种情况下，提出了一个最佳的纠错传输方案的编码缓存问题与分散放置。当有有限个传输错误时，得到了最坏情况下的速率表达式。
2019-03-05 cs.IT math.IT
On the Placement Delivery Array Design for Coded Caching Scheme in D2D Networks
编码高速缓存方案是作为在设备到设备（简称D2 D）通信中的峰值时间期间减少无线网络负担的解决方案的有效技术。在编码的高速缓存方案中，每个文件块应该被划分为$F$数据包。设计一种编码缓存方案，使缓存速率和$F$尽可能小，对于D2 D网络的实际应用具有重要意义。在本文中，我们首先通过一个简单的阵列称为D2 D放置交付阵列（DPDA在镜头）的D2 D网络的编码缓存方案的特点。因此，可以借助于适当的DPDA来讨论用于D2 D网络的一些编码缓存方案。其次，我们推导了DPDA的速率和$F$的下界。根据这两个下界，我们证明了先前已知的由Ji等人提出的确定方案，(IEEE Trans.通知。Theory，62（2）：849- 869，2016）达到我们的速率下限，但对于某些参数不满足$F$的下限。最后，对于这些参数，我们构造了三类DPDA，满足我们的两个下界。基于这些DPDA，针对D2 D网络获得了具有低速率和较低$F$的三类编码缓存方案。
2017-12-18 cs.IT math.IT
Coded Caching with Linear Subpacketization is Possible using Ruzsa-Szeméredi Graphs
编码缓存是一个问题，其中编码广播用于满足用户请求流行文件并具有缓存功能。Maddah-Ali和Niesen最近的工作表明，通过利用编码和缓存，可以仅用恒定数量的广播传输来满足缩放数量的用户。不幸的是，所有以前的方案都需要将文件分割成指数数量的数据包，然后才能出现缓存的显著编码增益。通过多项式子分组化（在用户数量方面）可以实现什么的问题一直是该领域的一个核心开放问题。我们解决了这个问题，并提出了第一个编码的缓存方案与多项式（实际上，线性）子分组。我们获得了一些传输，这不是常数，但可以是任何多项式的用户数量与指数任意接近零。我们的核心技术工具是Ruzsa-Szeméredi图和编码缓存之间的新型连接。
2017-01-25 cs.IT math.IT
On the Fundamental Limits of Coded Caching Systems with Restricted Demand Types
缓存是一种通过在非高峰时段预取内容来减少高峰时段通信负载的技术。Maddah-Ali和Niesen在最近的一项工作中介绍了编码缓存的信息理论框架，与未编码缓存相比，可以获得显着的改进。相当大的努力已经投入到确定精确的信息理论的编码缓存系统的基本限制，然而，这项任务的难度也变得清晰。造成这种困难的原因之一是，原始的编码缓存设置允许在交付期间所有可能的多个需求类型，这实际上在编码策略中引入了紧张。在本文中，我们寻求开发一个更好地了解编码缓存的基本限制，通过调查系统有一定的需求类型的限制。我们首先考虑规范的三用户三文件系统，并表明，相反，流行的信念，最坏的需求类型是不是一个在所有三个文件的要求。受这些发现的启发，我们专注于编码缓存系统，其中每个文件必须至少由一个用户请求。提出了一种新的编码方案，它可以提供新的工作点，没有被任何以前已知的计划。
2021-09-04 cs.IT math.IT
Coded Caching via Line Graphs of Bipartite Graphs
我们提出了一个编码的缓存框架，使用线图的二分图。线图的团覆盖描述了用户处未缓存的子文件。线图平方补的团覆盖给出了满足用户需求的传输方案。然后，我们定义了一个特定的类，这样的缓存线图，其中的subpacketization，速率和未缓存的编码缓存问题的分数可以通过其图论参数捕获。我们提出了一个建设这样的缓存线图使用射影几何。所提出的方案具有从上到下由具有子分组化级别$q^{O((log_qK)^2)}$和未缓存分数$Θ(\frac{1}{\sqrt{K}})$的常数限定的速率，其中$K$是用户的数量，并且$q$是素数幂。我们还提出了一个subpacketization相关的下限编码缓存方案的速率为一个给定的广播设置。
2018-05-23 cs.IT math.IT
Modeling, Analysis, and Optimization of Coded Caching in Small-Cell Networks
编码缓存能够利用累积的缓存大小，因此通过将文件的不同部分分布在不同节点中而优于未编码缓存。研究了大规模小基站网络中的编码缓存问题，其中小基站的位置由随机几何建模。我们首先提出了一个内容交付框架，其中多个SBS缓存不同的编码数据包的期望的文件发送并发用户请求和用户解码的信号使用连续干扰消除（SIC）。我们的编码缓存的性能的两个性能指标，平均分数卸载流量（AFOT）和平均遍历速率（AER），推导出一个封闭的形式的表达式和一个易于处理的表达式，分别在高信噪比区域的特点。然后，我们制定的编码缓存放置AFOT最大化的问题作为一个多选择背包问题（MCKP）。利用AFOT的分析性质，提出了一种贪婪但最优的算法。我们还考虑了编码缓存的放置问题AER最大化。通过将该问题转化为一个标准的MCKP问题，提出了一种启发式算法。分析和数值结果揭示了几个设计和性能的见解，编码缓存与SIC接收机在干扰限制的SCN。
2017-03-30 cs.IT math.IT
Multi-access Coded Caching from a New Class of Cross Resolvable Designs
交叉可解析设计（CRD）的多路访问编码缓存方案最近已被报道\cite{KNRarXiv}。为了能够比较编码的缓存方案与不同数量的用户，并可能与不同数量的缓存一个新的度量称为速率每用户的介绍，它表明，在这个新的度量的计划，从CRD执行更好的Maddah-Ali-Niesen计划在大内存制度。在本文中，提出了一类新的CRD，它表明，来自这些CRD的多路访问编码缓存计划执行优于Maddah-Ali-Niesen计划在整个内存制度。与其他已知的多址编码方案的比较。
2021-01-31 cs.IT math.IT
On the Effective Throughput of Coded Caching: A Game Theoretic Perspective
最近编码缓存已成为一种很有前途的手段来处理不断增加的无线流量。然而，编码缓存需要用户合作，以尽量减少整体传输速率。不同偏好的用户如何在编码缓存中进行合作，以及如何计算由此产生的缓存收益仍然是一个悬而未决的问题。在本文中，一个两阶段的缓存辅助网络进行了研究，在该网络中，具有异构偏好的用户通过共享链路由基站提供服务。有效吞吐量被认为是一个性能指标。证明了有效吞吐量的可达域是一个凸集，并可用其边界来刻画。研究了一种特殊类型的缓存机制，即未编码放置绝对公平（UPAF）缓存。对于两个用户的情况下，制定游戏分配有效的吞吐量增益为两个用户。对于一般的多用户情况下，UPAF策略提出了组织用户合作。结果表明，偏好集中的用户可以获得更高的有效吞吐量。
2019-11-29 cs.IT math.IT
Three-user D2D Coded Caching with Two Random Requesters and One Sender
针对三用户D2D网络中仅两用户随机请求、另一用户担任发送者的情形，提出2RR1S最优编码缓存方案，并推广及验证其在多种D2D场景下的性能优势。
2023-08-17 cs.IT math.IT
Fundamental Limits of Cache-Aided Wireless BC: Interplay of Coded-Caching and CSIT Feedback
基于Maddah-Ali和Niesen最近在编码缓存方面的突破，本文研究了具有随机衰落和不完全反馈的$K$ -用户缓存辅助无线多天线（MISO）对称广播信道（BC），分析了反馈统计量和缓存大小对吞吐量性能的影响。在这种情况下，我们的工作确定了最佳的高速缓存辅助度的自由度（DoF）的一个因素4内，通过确定接近最佳的方案，利用编码缓存和延迟CSIT之间的新的协同作用，以及通过利用高速缓存和反馈质量之间的未开发的相互作用。导出的限制有趣地揭示了不完美质量的当前CSIT、延迟CSIT和编码缓存的组合保证了DoF增益具有由当前CSIT的质量定义的初始偏移，然后归因于编码缓存的附加增益是指数的，在这个意义上，所需DoF性能的任何线性降低，允许所需高速缓存大小的指数级减小。
2016-04-25 cs.IT math.IT
An Improved Lower Bound for Multi-Access Coded Caching
被认为是与$N$文件，$K$用户和$K$高速缓存，其中每个用户都可以访问$L$相邻的高速缓存的方式，编码的高速缓存问题的多访问变体。基于割集的最优速率-存储器权衡的多访问编码缓存（MACC）计划的下限。此外，一个改进的下界上的最佳速率存储器权衡的MACC计划推导出使用非割集参数。改进的下界比以前已知的相同设置的下界更紧。
2022-01-22 cs.IT math.IT
Improved Multi-access Coded Caching Schemes from Cross Resolvable Designs
最近的多访问编码缓存计划的用户数不同的高速缓存的数量从一个特殊的情况下，可解析的设计称为交叉可解析设计（CRD）已被报道和一个新的性能指标称为每用户率\cite{KNRarXiv}。在本文中，我们提出了一个概括的工作，从而在多路访问编码缓存方案，提高每用户的速率。
2021-05-15 cs.IT math.IT
Throughput Analysis of Decentralized Coded Content Caching in Cellular Networks
研究了下一代蜂窝网络中的分布式编码内容缓存技术。的内容被线性组合和缓存在未充分利用的用户终端（UT）的缓存和它的吞吐量容量相比，分散的未编码的内容缓存。在这两种情况下，我们考虑多跳设备到设备（D2D）的通信和网络中的毫微微缓存的使用。结果表明，分散式编码内容缓存可以增加网络吞吐量的能力相比，分散式未编码缓存，通过减少所需的跳数提供所需的内容。此外，Zipfian内容请求分发的吞吐量计算和它示出的分散式编码内容缓存放置可以增加蜂窝网络的吞吐量容量的一个因素的$(\log(n))^2$，其中$n$是由femtocache服务的节点的数量。
2016-11-09 cs.IT math.IT
Mobile Communications, Computing and Caching Resources Optimization for Coded Caching with Device Computing
边缘缓存和计算被认为是解决无线频谱紧缩问题的有效方法。在本文中，我们设计了一个通用的编码缓存与设备计算策略的内容计算，例如，虚拟现实（VR）渲染，以在每个移动终端的缓存容量和能量约束以及每个任务的最大可容忍延迟约束的情况下最小化平均传输带宽。关键使能器是因为编码数据和存储数据都可以是计算之前或之后的数据，所以所提出的方案具有对应于不同带宽要求的许多边缘计算和缓存路径。因此，我们制定了一个联合编码缓存和计算优化问题，以决定是否移动设备缓存输入数据或输出数据，哪些任务要编码缓存和哪些任务本地计算。该优化问题是一个0-1非凸非光滑规划问题，可以分解为计算规划和编码缓存规划。利用交替方向乘子法（ADMM）证明了计算规划问题的收敛性，并得到了一个稳定点。对于编码缓存编程，我们设计了一个低复杂度的算法，以获得一个可接受的解决方案。数值结果表明，该方案提供了一个显着的带宽节省充分利用移动设备的缓存和计算能力。
2020-02-14 cs.IT eess.SP math.IT
A New Construction Structure on Coded Caching with Linear Subpacketization: Non-Half-Sum Latin Rectangle
Guangxi Normal University（广西师范大学）；Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；Technische Universität Berlin（柏林工业大学）
本文提出了一种非半和拉丁矩形结构，扩展了线性编码缓存方案的框架，实现了线性可扩展的子包大小并降低了传输负载。
2026-01-15 cs.IT math.IT
Fundamental Rate-Memory Tradeoff for Coded Caching in Presence of User Inactivity
编码缓存利用适当的文件子打包和编码分发，充分利用内容分发中的多播机会，减轻海量内容分发场景中的文件传输负载。大多数现有的工作考虑确定性环境。一个重要的实践主题是描述用户不活动对编码缓存的不确定性的影响。我们考虑一个服务器缓存启用网络下的同构文件和网络设置中存在的用户不活动。不同于随机或概率缓存在文献中研究，确定性编码缓存被认为是，其目标是最大限度地减少最坏情况下的回程负载，通过优化文件子包和缓存策略。首先，使用编码缓存方法，其中每个文件被分割成相同类型的片段标记使用具有固定基数的集合，并证明所选择的基数的最优性。然后讨论了通过将文件拆分为多个基数标记的多个类型的片段来实现最优文件子分组。我们表明，封闭形式的最佳结果是由一个固定的基数-优化用户不活动只影响文件传输，缓存的位置不受影响。还讨论和分析了一个分散的版本，其中每个用户随机独立地填充其存储，而没有集中协调，并且在文件交付中考虑了用户的不活动。仿真结果表明，基于优化的集中式编码缓存方案提供的性能与理想的情况下，假设在放置阶段的用户不活动的充分知识，而分散式缓存对用户不活动的表现略差。
2021-09-29 cs.IT math.IT
Coded Caching for Combinatorial Multi-Access Hotplug Networks from $t$-Designs
Indian Inst. of Sc. Bangalore（印度科学学院班加罗尔分校）；Indian Inst. of Tech. Hyderabad（印度技术学院海德拉巴分校）
基于 t 设计的编码缓存方案在组合多接入网络中实现更高效的缓存性能。
2026-01-15 cs.IT math.IT
Low-Subpacketization Multi-Antenna Coded Caching for Dynamic Networks
多天线编码缓存将与网络中的总缓存大小成比例的全局缓存增益与源于多个发射天线的附加空间复用增益相结合。然而，经典的集中式编码缓存方案不适合动态网络，因为它们需要用户数量的先验知识来指示在放置阶段期间应该在每个用户处缓存什么数据。另一方面，完全分散的方案只有在用户数量非常大的情况下才能提供与集中式方案相当的收益。在本文中，我们提出了一种新的多天线编码的动态网络的缓存方案，而不是定义个人的缓存内容，我们将用户与一组有限的预定义的缓存配置文件。然后，在交付阶段，我们的目标是实现一个组合的缓存和空间复用增益，在很大程度上与完全集中式方案的理想情况下。由此产生的方案施加小的子分组化和波束成形开销，在动态网络条件下是鲁棒的，并且与集中式方案相比，引起小的有限SNR性能损失。
2021-11-15 cs.IT math.IT
Coded Caching with Low Subpacketization Levels
高速缓存是内容分发网络中的流行技术，其允许降低从内容托管服务器到终端用户的传输速率。编码高速缓存是传统高速缓存的推广，它考虑了在高速缓存中编码和从服务器传输编码信号的可能性。这方面的先前结果表明，传输速率的巨大降低是可能的，这使得编码缓存成为下一代内容分发网络的有吸引力的选择。但是，这些结果要求将服务器中托管的每个文件划分为大量（即，子分组化级别）。从实际的角度来看，这是有问题的，因为这意味着先前的方案仅在文件的大小非常大时才适用。在这项工作中，我们提出了一种新的编码缓存方案，享有显着较低的子分组化水平比以前的计划，而只遭受边际增加的传输速率。具体地，对于固定的高速缓存大小，随着用户数量的缩放使得传输速率的增加可以忽略不计，但是子分组化级别的降低是指数的。
2016-07-27 cs.IT math.IT
Wireless Coded Caching Can Overcome the Worst-User Bottleneck by Exploiting Finite File Sizes
我们解决了无线编码缓存的最差用户瓶颈，这是已知的严重减少缓存辅助多播增益，由于基本的最差信道限制的多播传输。我们考虑准静态瑞利衰落广播信道，我们首先表明，有效的编码缓存增益的XOR为基础的标准编码缓存方案完全消失在低信噪比制度。然后，我们发现，这种崩溃是不是固有的编码缓存。我们这样做，提出了一种新的方案，可以完全恢复编码缓存收益的资本化的一个方面，迄今为止仍然未被利用：共享的边信息所带来的有效的不可避免的文件大小约束。因此，最差用户效应被显著改善，因为它被更微妙的最差用户组效应所取代，其中建议的分组是固定的，并且在信道或需求已知之前就决定了。在某些情况下，理论增益完全恢复，并且这是在没有任何用户选择技术的情况下完成的。我们分析了所提出的方案的可实现的速率性能，并得出有见地的性能近似证明是非常精确的。
2021-03-04 cs.IT math.IT
Optimization of Heterogeneous Coded Caching
本文的目的是提供一个优化框架编码缓存，占各种异构方面的实际系统。优化理论的角度来看，高速缓存的基本限制的开创性工作的Maddah阿里和Niesen首先开发，而它被证明，编码的高速缓存方案中提出的工作是一个大的，非平凡的家庭可能的高速缓存方案中的最佳方案。优化框架，然后使用开发一个编码的缓存方案，能够处理同时非统一的文件长度，非统一的文件流行度，和非统一的用户缓存大小。虽然由此产生的完整的优化问题的规模与问题的大小呈指数级，本文表明，易于处理的简化的问题，规模作为一个多项式函数的问题的大小仍然可以表现良好相比，原来的问题。通过单独考虑这些异质性和相互结合，深入了解它们的相互作用和对最佳缓存内容的影响。
2017-08-14 cs.IT math.IT
Secretive Coded Caching with Shared Caches
我们考虑的问题，\emph{secretive coded caching}在一个共享的高速缓存设置，访问一个特定的\emph{helper cache}的用户数是一个以上，每个用户可以访问一个助手缓存。在秘密编码缓存中，必须满足\emph{perfect secrecy}的约束。它要求用户不应该从他们的缓存或传输中获得关于他们没有从服务器请求的文件内容的任何信息。为了适应保密约束，我们的问题设置需要，除了一个助手缓存，一个专用的\emph{user cache}的最小容量为1个单位，每个用户。这就是我们的公式与共享缓存的原始工作不同的地方（E.~的“多个缓存，共享缓存和未编码预取的编码缓存的基本限制”）。Parrinello，A.~ {n}nsal和P.~ Elia in Trans. Inf. Theory，2020）.在这项工作中，我们提出了一个秘密实现的编码缓存计划下集中放置共享缓存。当我们的方案应用于专用缓存设置时，它与Ravindrakumar \emph{et al.}的方案相匹配（"Private Coded Caching“，in Trans. Inf. Forensics and Security，2018）。
2021-07-01 cs.IT math.IT
Exploiting the Unexploited of Coded Caching for Wireless Content Distribution: Detailed Theoretical Proofs
最近的研究表明，编码缓存技术可以促进无线内容分发，通过减轻无线业务速率在高峰流量时间，其中的内容被部分预取到本地缓存的移动设备在非高峰时间。剩余的内容，然后联合编码，并在多播中交付，当许多内容请求在高峰流量时间发起。请求的内容可以从本地预取和多播数据中恢复，请求者经历较少的干扰。然而，编码缓存方案的好处仍然估计不足，其中适当的缓存分布的潜在收益未被充分利用。在本文中，我们提出了一个理论模型，以最大限度地减少编码缓存所需的平均无线流量速率，优化的缓存分布与内容流行度分布考虑在内。为了提高计算效率，以确定适当的缓存分布，我们将目标函数从平均无线流量速率的平均大小的未预取的内容。我们从理论上证明了原始模型和松弛模型所得结果的阶最优性。仿真结果表明，该缓存分布可以进一步提高编码缓存的性能。
2014-07-05 cs.IT cs.NI math.IT
On the Optimality of Coded Caching With Heterogeneous User Profiles
在本文中，我们考虑一个编码缓存的情况下，用户有异构的利益。考虑到系统模型最初提出的王和Peleato，其中最终接收用户被分成组，根据他们的文件偏好，我们开发了一种新的信息理论的最佳最坏情况下的通信负载下未编码的缓存放置。有趣的是，开发的逆界，与王和Peleato提出的编码方案之一，使我们能够表征最佳的最坏情况下的通信负载下未编码的预取在一个恒定的乘法间隙的$2$。虽然我们限制的缓存策略是未编码的，我们的工作提高了以前已知的顺序最优结果所考虑的缓存问题。
2022-10-12 cs.IT math.IT
