Shared Cache Coded Caching Schemes Using Designs and Circuits of Matrices
在本文中，我们研究了共享缓存编码缓存（SC-CC）：一组缓存服务于一组更大的用户，每个用户访问一个缓存，和缓存可能会为许多用户。对于这个问题，在未编码的放置下，Parrinello，Ünsal和Elia展示了一个最佳的SC-CC方案，其中子分组化级别取决于缓存的数量。我们展示了一个SC-CC方案，其中子分组化水平不直接取决于用户或缓存的数量;任何数量的缓存和用户可以容纳一个固定的子分组化水平。此外，可以添加新的高速缓存，而无需重新放置现有的高速缓存。我们表明，允许的子分组化水平的上限，我们的SC-CC方案可能会实现比其他相关的SC-CC方案的速率较低。我们的方案是使用矩阵和设计构造的。拟阵可以从有限域上的矩阵获得;我们的方案的放置由从矩阵构造的设计决定;从矩阵和设计获得的拟阵的回路用于决定交付。
2022-12-29 cs.IT math.IT
An Optimal Linear Error Correcting Delivery Scheme for Coded Caching with Shared Caches
经典的编码缓存设置有利于每个用户有一个专用的缓存。这被推广到更一般的共享缓存方案，并且在[E. Parrinello，A. Unsal，P. Elia，“Fundamental Limits of Caching in Heterogeneous Networks with Uncoded Prefetching，”available on arXiv：1811.06247 [cs.IT]，Nov. 2018].针对这种情况，提出了一种最优的线性纠错传输方案，并建立了相应的峰值速率表达式。此外，提出了一种新的交付计划，它给出了一个改进的速率的情况下，需求是不明确的。
2019-01-08 cs.IT math.IT
Fundamental Limits of Topology-Aware Shared-Cache Networks
这项工作研究了一个众所周知的共享高速缓存编码的高速缓存场景，其中每个高速缓存可以服务于任意数量的用户，分析的情况下，有一些关于这样的用户数量的知识（即，拓扑）。根据定期放置和累积的缓存大小，可以在不同的缓存进行优化的假设下，我们通过引入一种新的缓存大小的优化和放置方案和一种新的信息理论的逆推导出性能的基本限制。相反，采用新的索引编码技术，绕过传统的一致性要求，从而精细地捕捉问题的异质性，它提供了一种新的方法来处理非对称设置。新的基本限制表明，异构拓扑实际上可以优于同构拓扑，其中每个缓存都与相同数量的用户相关联。这些结果被扩展到捕获的拓扑不确定性的情况下，感知/估计的拓扑不匹配的真实网络拓扑。这种情况下，进一步提升到随机设置的用户到缓存的关联是随机的和未知的，它表明，所提出的方案是强大的，这样的噪声或不精确的知识的拓扑结构。
2023-02-20 cs.IT math.IT
Decentralized and Online Coded Caching with Shared Caches: Fundamental Limits with Uncoded Prefetching
由Maddah-Ali和Niesen提出的分布式编码缓存方案假设缓存中没有协调。这项工作确定了一个分散的编码缓存方案-在未编码的放置的假设下-共享缓存网络，其中每个缓存服务于多个用户。每个用户只能访问一个缓存，并且缓存的数量小于或等于用户的数量。对于此设置，我们推导出任何用户到缓存关联配置文件的最佳最坏情况下的交付时间，其中每个此类配置文件描述了每个缓存服务的用户数量。使用索引编码的逆的最优性。此外，我们还改进了交付计划，以适应多余的需求。此外，提出了一个最佳的线性纠错交付计划的最坏情况下的需求情况。接下来，我们考虑最近最少发送（LRS）的在线编码缓存方案，其中缓存需要更新的基础上，由用户的需求序列。如果任何所需的文件未在用户处部分缓存，则会发生缓存更新。更新是通过用新文件替换最近最少发送的文件来完成的。但是，最近发送的文件不需要是唯一的。在这种情况下，需要对部分缓存的文件进行某种排序，否则必须假设不存在集中式协调。如果每个用户随机删除任何最近最少使用的文件，则下一个交付阶段将无法达到此目的。建议通过合并文件的排序对该方案进行修改。此外，所有上述结果与共享缓存扩展到在线设置。
2021-01-23 cs.IT math.IT
Stochastic Coded Caching with Optimized Shared-Cache Sizes and Reduced Subpacketization
本文研究了具有$Λ$缓存的$K$ -用户广播信道，当用户和缓存之间的关联是随机的，即，对于每个用户可以出现在基于给定概率分布的特定高速缓存的覆盖区域内并且随后由特定高速缓存辅助的情况。缓存受累积内存约束的约束，该约束等于库大小的$t$倍。我们提供了一个计划，包括三个阶段：存储分配阶段，内容放置阶段，和交付阶段，并表明，一个优化的存储分配跨缓存连同修改后的未编码的缓存放置和交付策略，通过显着减少由于随机性的乘法性能恶化的缓存负载不平衡的不利影响。简而言之，我们的工作提供了一个计划，管理，以大大减轻缓存负载不平衡的随机网络的影响，以及--与最著名的现有技术相比--通过显示其在确定性设置中的可应用性（对于该确定性设置，其实现相同的递送时间）--这被证明对于$t$的有界值接近最优--来解决著名的子分组化瓶颈，在子分组化中具有指数减少。
2021-12-28 cs.IT math.IT
Efficient File Delivery for Coded Prefetching in Shared Cache Networks with Multiple Requests Per User
我们考虑一个集中式缓存网络，其中一个服务器服务于几组用户，每个用户都有一个共同的共享同质固定大小的缓存，并请求任意多个文件。采用现有的编码预取方案，其中每个文件被分成多个片段，并且每个高速缓存存储多个编码分组，每个编码分组通过对来自不同文件的片段进行异或而形成。对于这样一个系统，我们提出了一个有效的文件传输方案与明确的结构，由服务器，以满足任意多个请求的所有用户组。具体地，基于编码的文件片段的组成，将每个高速缓存的存储的编码分组分类为四种类型。提出了一种先分别传递每种类型数据包的一部分，然后在最后一级组合传递其余不同类型数据包的传递策略。分析了该方案的传输速率和最坏传输速率。我们表明，我们的缓存模型和交付计划可以将一些现有的编码缓存计划作为特殊情况。此外，对于统一请求和未编码预取的特殊情况，我们与现有的结果进行了比较，并表明我们的方法可以实现较低的交付率。我们还提供了所提出的计划的交付率的数值结果。
2018-08-02 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
Placement Delivery Arrays for Coded Caching with Shared and Private Caches
本文提出共享与私有放置交付阵列（SP-PDA）结构，统一描述辅助缓存、私有缓存和服务器传输，并利用两个 PDA 构造 SP-PDA，通过优化列置换在几乎不损失速率的前提下大幅降低子分包数。
2024-05-04 cs.IT math.IT
Centralized Caching with Unequal Cache Sizes
我们解决一个集中式缓存的问题，不平等的缓存大小。我们考虑一个系统的文件服务器连接通过一个共享的无错误的链接到一组缓存启用的用户，其中一个子组有一个更大的缓存大小比其他。我们提出了一个明确的缓存计划，旨在最大限度地减少负载的最坏情况下的需求，在共享链路的考虑系统。正如数值评估所建议的那样，我们的方案通过具有较低的最坏情况负载来改进现有的最佳显式方案;此外，我们的方案在1.11的乘法因子内执行，该乘法因子可以通过解决参数数量随用户数量呈指数增长的优化问题来获得。
2018-05-15 cs.IT math.IT
On the Benefits of Asymmetric Coded Cache Placement in Combination Networks with End-User Caches
本文研究了（H;r;M;N）组合网络中缓存大小和下载时间之间的基本权衡，其中一个具有N个文件的服务器连接到H个中继（无缓存），而每个K：= \binom{H}{r}用户（具有大小为M的文件缓存）连接到r个中继的不同子集。现有的计划分为两类：要么使用未编码的对称缓存放置最初提出的共享链路模型和设计交付阶段依赖于网络拓扑结构，或有效地划分为H个独立的共享链路网络的组合网络，每个服务\binom{H-1}{r-1}用户，在任何一种情况下，放置阶段是独立的网络拓扑结构。本文提出了一种新的策略，其中编码缓存的放置是依赖于网络拓扑结构。所提出的方案被证明是信息理论上最优的大缓存大小。此外，当不完全最优时，所提出的方案也可以优于现有的方案。
2018-02-28 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom in Cached MIMO Relay Networks With Multiple Base Stations
物理层中继缓存增加单个小区的自由度（DoF）的能力最近被说明。在本文中，我们将这一结果扩展到多个小区的情况下，其中多个非合作基站（BS）之间共享缓存中继。特别是，我们表明，一个大的自由度增益可以通过利用具有共享的中继，与BS合作的好处。我们首先提出了一个缓存辅助中继协议，提高了BS和中继之间的合作机会。接下来，我们考虑缓存内容放置问题，旨在设计在中继缓存内容，使自由度增益最大化。我们提出了一个最优算法和一个接近最优的低复杂度的缓存内容放置问题的算法。仿真结果表明，使用建议的中继缓存协议的自由度增益显着改善。
2017-02-17 cs.IT math.IT
Decentralized Coded Caching with Distinct Cache Capacities
分散式编码缓存研究的内容服务器与$N$文件，每个大小$F$位，服务于$K$活跃用户，每个配备有不同容量的缓存。假设用户的缓存在非高峰流量期间被提前填充，而不知道活跃用户的数量、他们的身份或特定需求。用户需求在流量高峰期显示，并通过无错误的共享链路同时提供服务。一个新的分散编码缓存方案提出了这种情况下，它被证明是改善后的国家的最先进的共享链路上所需的传输速率，当有更多的用户在系统中的文件的数量。数值结果表明，改善变得更加显着的用户的缓存容量变得更加偏斜。
2016-10-12 cs.IT math.IT
Cache-enabled HetNets with Limited Backhaul: A Stochastic Geometry Model
随着移动网络数据量的快速增长，边缘缓存作为一种有效的方法，通过将内容带到用户附近来提高内容分发效率，受到了广泛的关注。在这篇文章中，缓存启用异构网络（HetNets）考虑有限的回程分析的援助的随机几何方法。提出了一种混合缓存策略，将最流行的内容用确定性缓存策略缓存在宏BS层，将不太流行的内容用概率性缓存策略缓存在助手层。相应地，基于接入链路、缓存和回程链路的综合状态，设计了以内容为中心的关联策略。在混合缓存策略下，分别在一般场景、干扰受限场景和平均负载场景下，得到了内容成功分发概率、平均成功分发率和能量效率的新分析结果.仿真结果表明，在回程受限的HetNet中，该缓存策略的性能优于目前最流行的缓存策略。当内容流行度不那么偏斜、缓存容量足够并且帮助器密度相对较大时，性能增益显著提高。此外，它被证实，存在一个最佳的助手密度，以最大限度地提高能源效率的缓存启用的HetNet。
2020-07-29 cs.IT math.IT
Fundamental Limits of Coded Caching: Improved Delivery Rate-Cache Capacity Trade-off
一个集中式编码缓存系统，包括一个服务器提供N个流行的文件，每个大小F位，K个用户通过一个无错误的共享链接，被认为是。假设每个用户都配备有具有容量MF位的本地高速缓存存储器，并且内容可以在低流量时段内主动地高速缓存到这些高速缓存中;然而，无需了解用户需求。在流量高峰期，每个用户从服务器请求单个文件。目标是在所有用户需求组合中，最小化服务器在共享链路上传输的比特数（称为传输速率）。提出了一种新的缓存容量为M=（N-1）/K的编码缓存方案。当K > N >= 3时，该方案比文献中已有的编码缓存方案具有更小的传输速率。此外，我们认为，所提出的方案的交付率是在一个常数乘法因子2的最佳交付率的缓存容量1/K <= M <=（N-1）/K，当K > N >= 3。
2016-12-13 cs.IT math.IT
Cache-Aided Communications in MISO Networks with Dynamic User Behavior
本文针对动态用户行为下的MISO网络缓存辅助通信问题，提出一种无网络参数限制的通用共享缓存方案，推导了可实现自由度的闭式表达式，并设计了无连续干扰消除的快速波束成形优化扩展，在有限信噪比下显著优于单播传输。
2024-05-06 cs.IT math.IT
Delivery-Secrecy Tradeoff for Cache-Enabled Stochastic Networks: Content Placement Optimization
无线缓存技术是一种有效的内容传输技术。在本文中，通过考虑不同的文件保密级别，面向物理层安全的内容放置在一个随机的缓存启用蜂窝网络进行了优化。我们提出了一个分析框架，调查非平凡的文件传输保密权衡。具体来说，我们首先推导出封闭形式的表达式的文件命中和保密概率。全局最优的概率内容放置策略，然后解析推导出的文件保密约束下的命中概率最大化。数值结果证明，以验证我们的分析结果，并表明，有针对性的文件保密级别是至关重要的，在平衡文件传输保密权衡。
2018-09-10 cs.IT math.IT
Improving Achievability of Cache-Aided Private Variable-Length Coding with Zero Leakage
本文针对缓存辅助私有变长编码问题，提出基于最小熵耦合和贪心熵算法的新可达性方案，在零泄漏约束下改进了现有结果，并利用公共信息概念进一步优化了两种特殊情况的界。
2024-09-30 cs.IT math.IT
Fundamental Limits of Caching in Heterogeneous Networks with Uncoded Prefetching
这项工作探讨了编码缓存在异构网络中的基本限制，其中多个（$N_0$）天线/天线，服务于不同的用户相关联（链接）共享缓存，其中每个这样的缓存有助于任意数量的用户。在未编码的缓存放置的假设下，工作得出确切的最佳最坏情况下的延迟和自由度，对于广泛的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。这是通过提出一个信息理论的基础上的索引编码，简洁地捕捉用户到缓存关联的影响，以及通过提出一个编码的缓存方案，最佳地适应的关联配置文件，通过利用编码的好处，共享同一个缓存的用户。这项工作揭示了共享缓存和多个缓存/天线之间强大的相互作用，我们现在可以得出惊人的结论，只要每个缓存至少为$N_0$用户服务，增加一个缓存冗余度可以产生等于$N_0$的DoF增加，而同时-不管简档如何-从1到$N_0$天线将传递时间减少了$N_0$的因子。最后对多文件请求编码缓存的相关问题也得出了一些结论。
2018-11-15 cs.IT math.IT
Cache-Aided Variable-Length Coding with Perfect Privacy
针对数据库与私有属性相关导致缓存分发泄露信息的问题，提出结合隐私感知压缩与编码缓存的无损可变长度方案，并利用最小熵耦合和贪心熵算法改进已有结果。
2025-06-16 cs.IT math.IT
Coded Caching with Nonuniform Demands
我们考虑一个网络，由一个文件服务器通过一个共享链接连接到一些用户，每个用户都配备了一个缓存。知道文件的流行度分布，目标是最佳地填充缓存，例如最小化共享链接的预期负载。对于单个缓存，众所周知，在此设置中存储最流行的文件是最佳的。然而，我们在这里表明，这不再是多个缓存的情况。事实上，只缓存最流行的文件可能是非常不理想的。相反，需要一种根本不同的方法，其中缓存内容用作共享链路上编码通信的辅助信息。我们提出了这样一个编码的缓存方案，并证明它是接近最优的。
2016-12-03 cs.IT cs.NI math.IT
Coded Caching Schemes for Multiaccess Topologies via Combinatorial Design
本文利用t-设计和t-群可分设计构造多接入编码缓存拓扑，突破用户数K与缓存节点数Γ仅呈线性或指数关系的限制，提出两类编码缓存方案，可统一共享链路及多接入网络中的多数现有方案。
2023-10-31 cs.IT math.IT
Reduce Transmission Delay for Cache-Aided Two-Layer Network
在本文中，我们考虑一个缓存辅助中继网络，其中一个单一的服务器组成的N个文件库连接K1中继通过共享的无噪声链路，每个中继连接K2用户通过共享的无噪声链路。每个中继器和用户分别配备有M1和M2文件的高速缓冲存储器。我们提出了一个集中式和分散式的编码缓存方案，利用空闲的传输时间资源，允许两层之间的并发传输。结果表明，这两种缓存方案是近似最优的，并大大减少了传输延迟相比，以前已知的缓存方案。令人惊讶的是，我们表明，当中继的缓存大小等于一个严格小于N的阈值（例如，M1=0.382N下的分散式设置和（K1-1）N/K1下的集中式设置，当K1=2），我们的计划实现了相同的延迟，如果每个中继访问完整的库。据我们所知，这是第一个结果，表明即使缓存大小严格小于库的大小，增加缓存大小在减少传输延迟方面是浪费的。
2020-10-19 cs.IT math.IT
Cloud-Aided Interference Management with Cache-Enabled Edge Nodes and Users
本文考虑了一种云RAN架构，该架构具有启用缓存的多天线边缘节点（EN），这些边缘节点将内容传递给启用缓存的最终用户。EN经由有限容量前传链路连接到中央服务器，并且基于从中央服务器接收的信息和高速缓存的内容，它们在共享无线介质上进行发送以满足用户的请求。通过利用由EN的缓存和前传链路实现的协作传输，以及由用户的缓存提供的多播机会，提出了接近最优的缓存和交付方案。因此，在未编码缓存和前传传输以及一次性线性预编码的假设下，最小归一化传递时间（NDT）（传递延迟的高SNR度量）被表征为在$3/2$的乘法常数间隙内。该结果表明前传链路容量、EN的缓存和最终用户的缓存在最小化内容递送时间方面的相互作用。
2019-01-20 cs.IT math.IT
Probabilistic Caching in Wireless D2D Networks: Cache Hit Optimal vs. Throughput Optimal
从传统的缓存命中优化在启用缓存的无线网络，我们认为一种替代的优化方法的概率缓存放置在随机无线D2D缓存网络考虑到D2D传输的可靠性。使用随机几何的工具，我们提供了一个封闭形式的近似缓存辅助吞吐量，它衡量的密度成功地服务于本地设备缓存的请求，我们得到了最佳的缓存概率与数值优化。与缓存命中最优的情况相比，通过缓存辅助吞吐量优化获得的最优缓存概率在成功服务的用户请求的密度方面显示出显着的增益，特别是在密集的用户环境中。
2016-11-09 cs.IT cs.NI math.IT
Modeling and Analysis for Cache-Enabled Networks with Dynamic Traffic
而不是假设满载细胞在缓存启用网络的分析工具的随机几何，我们专注于动态流量在这封信中。通过对请求到达和离开的流量动态建模，基于流量队列状态详细描述了大规模缓存启用网络中满负载、空闲负载和中等负载单元的概率。此外，我们建议利用在缓存启用的用户缓存的数据包作为边信息，以消除传入的干扰。然后，分组丢失率的缓存启用和缓存不成立的用户进行了研究。仿真结果验证了我们的分析。
2016-09-19 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
Stochastic Content-Centric Multicast Scheduling for Cache-Enabled Heterogeneous Cellular Networks
在小型基站（SBS）处的高速缓存已经证明了在减轻异构蜂窝网络（HetNet）中的回程需求方面的显著益处。虽然许多现有的作品集中在什么内容缓存在每个SBS，一个同样重要的问题是什么内容提供，以满足动态用户的需求给定的缓存状态。在本文中，我们研究了最佳的内容交付缓存启用HetNets考虑到无线介质的固有组播能力。我们考虑随机内容多播调度，共同最小化平均网络延迟和功率成本下的多址接入约束。我们建立了一个以内容为中心的请求队列模型，并将此随机优化问题表示为一个无限时域平均成本马尔可夫决策过程（MDP）。利用\emph{relative value iteration}和请求队列动力学的特殊性质，我们刻画了MDP的价值函数的一些性质。基于这些性质，我们证明了最优多播调度策略是阈值型的。然后，我们提出了一个结构感知的优化算法，以获得最优的政策。我们还提出了一个低复杂度的次优策略，它具有类似的结构属性的最优策略，并开发了一个低复杂度的算法来获得这个政策。
2016-06-17 cs.IT cs.NI math.IT
Mixed-Timescale Precoding and Cache Control in Cached MIMO Interference Network
考虑MIMO干扰网络中的媒体流，其中多个基站（BS）使用固定数据率同时向其相关联的用户递送媒体。性能从根本上受到交叉链路干扰的限制。我们提出了一个缓存引起的机会协作MIMO（CoMP）的干扰缓解。通过缓存媒体文件的一部分，BS机会性地采用CoMP来将交叉链路干扰转换为空间复用增益。研究了在速率约束下，以最小化发射功率为目标的MIMO预编码和缓存控制的混合时间尺度优化问题。缓存控制是为了创造更多的CoMP机会，并适应媒体文件的长期流行。预编码是为了保证速率要求，并且是自适应的信道状态信息和缓存状态在BS。联合随机优化问题被分解为短期预编码和长期缓存控制问题。我们提出了一个预编码算法，收敛到一个稳定点的短期问题。在此基础上，我们利用长期问题的隐藏凸性，并提出了一个低复杂性和鲁棒性的解决方案，使用随机次梯度。该解决方案在各种基线上具有显著的增益，并且不需要媒体流行度的明确知识。
2013-11-08 cs.IT math.IT
Edge Caching in Delay-Constrained Virtualized Cellular Networks: Analysis and Market
在蜂窝基站处缓存流行内容，即，为了消除通过回程的重复传输，边缘高速缓存可以减少$5$ G网络中的数据传递的延迟。然而，由于缓存只能减少回程延迟，因此还需要使用诸如基站密集化之类的技术来减少前传延迟。在本文中，使用随机几何的结果，我们首先模拟基站的致密化和缓存大小对系统的延迟的影响。然后，我们推导出一个紧近似的缓存命中概率。为了优化部署基站和缓存所带来的网络开销，在概率时延约束下，将基站强度与缓存容量乘积的最小化问题转化为几何规划并解析求解.然后使用结果来分析启用缓存的虚拟化蜂窝网络的经济性，其中网络基础设施，即，由基础设施提供商（InP）拥有的BS和高速缓存存储在多个移动网络运营商（MNO）之间共享。对于InP和MNOs之间的定价，我们制定了一个Stackelberg游戏，InP作为领导者和多个MNOs作为追随者。在此虚拟化场景中，租用基础设施的共同成本通过使用Shapely值在MNO之间以公平的方式分摊。提供了一种有效的算法来划分MNO之间的租金。
2018-02-13 cs.IT math.IT
On Cache-Aided Multi-User Private Information Retrieval with Small Caches
在本文中，我们提出了一个计划的缓存辅助多用户私人信息检索与小缓存的问题，其中$K$用户连接到$S$非共谋数据库通过共享链接。每个数据库都包含一组$N$文件，每个用户都有一个大小与$M$文件大小相等的专用缓存。所有用户都希望检索文件而不向数据库透露他们的需求。在非高峰时段，所有的用户将填补他们的缓存，并在需要时，用户将要求他们所需的文件，通过合作产生的查询集，为每个数据库。从数据库接收到传输后，所有用户都应该使用传输的数据及其缓存内容来获取所需的文件。文[X. Zhang，K. Wan，H.孙，M。Ji和G. Caire，\tqt{Fundamental limits of cache-aided multiuser private information retrieval}，IEEE Trans. Commun.，2021年]，其中作者提出了产品设计方案。在本文中，我们提出了一个计划，给出了一个更好的速率为特定值的$M$比产品设计方案。我们考虑一种稍微不同的方法用于放置阶段。不是数据库直接填充所有用户的缓存，而是数据库将在共享链接上为所有用户广播缓存内容，然后用户将统一决定广播内容的哪一部分将存储在每个用户的缓存中。这种变化有助于以降低的速率维持隐私约束。
2023-01-31 cs.CR cs.IR cs.IT
Coded Caching with Heterogeneous Cache Sizes and Link Qualities: The Two-User Case
集中式编码缓存问题研究了两个用户的情况下，考虑异构缓存容量的用户和私人通道从服务器到用户，除了一个共享的通道。最佳的缓存和交付策略，最大限度地减少了最坏情况下的交付延迟的任意数量的文件。相反的证明遵循文件索引对称缓存和交付代码的充分性，而可扩展性是通过一些特殊的内存容量对之间的内存共享。最佳方案是利用私人链路的能力，通过发送相应的用户的请求在一个未编码的方式。当没有私有链接时，这里给出的结果改进了文献中的两个已知结果，即i）相等的缓存容量和任意数量的文件;和ii）不等的缓存容量和$N=2$文件。结果，然后扩展到异构失真要求的缓存问题。
2019-01-04 cs.IT math.IT
An Optimal Decentralized Multi-access Coded Caching System
本文研究分布式预取的多接入编码缓存系统，提出两种线性传输方案并证明其在对应场景下的最优性，推广了现有缓存方案结果，提升了系统适配任意用户数量的灵活性。
2024-06-22 cs.IT math.IT
Fundamental Limits of Caching: Improved Bounds with Coded Prefetching
我们考虑一个高速缓存网络，其中一个单一的服务器连接到多个用户通过共享的错误免费链接。服务器可以访问具有等长$F$的$N$文件的数据库，并为每个$K$用户提供$MF$位的高速缓存。针对用户数大于文件数$N\leq K$且缓存容量满足$\frac{1}{K}\leq M\leq\frac{N}{K}$的情况，提出了一种新的集中式编码缓存方案.所提出的方案优于文献中已知的最佳速率记忆区域，如果$N\leq K\leq\frac{N^{2}+1}{2}$。
2017-05-23 cs.IT math.IT
Coded Caching for Two-Dimensional Multi-Access Networks
本文研究了一种新的二维的【形】拓扑结构下的多址编码缓存（MACC）模型，它是Hachem等人提出的一维MACC模型的推广。二维MACC模型由一个包含$N$文件的服务器、位于$K_1$行和$K_2$列网格上的带有$N$文件的$K_1\times K_2$缓存节点组成，以及$K_1\times K_2$无高速缓存用户，其中每个用户连接到附近的高速缓存节点$L^2$。服务器通过无错误的共享链接连接到用户，而用户可以免费检索连接的缓存节点的缓存内容。我们的目标是最大限度地减少最坏情况下的传输负载在所有可能的用户的需求。在本文中，我们首先提出了一个分组方案的情况下，$K_1$和$K_2$是由$L$整除。通过将缓存节点和用户划分为$L^2$组，使得同一组中的两个用户不共享任何缓存节点，我们为每个组使用由Maddah-Ali和Niesen提出的共享链路编码缓存方案。然后，对满足$\min\{K_1,K_2\}>L$的任意模型参数，提出了一种变换方法，该方法将水平投影和垂直投影下的两类一维MACC格式分别构造成二维MACC格式。因此，我们可以构建2D MACC方案，实现最大的本地缓存增益和改进的编码缓存增益，相比基线方案，从1D MACC方案的直接扩展。
2022-06-23 cs.IT math.CO math.IT
Online Coded Caching
我们考虑一个基本的内容分发的情况下，由一个单一的源服务器通过共享瓶颈链接连接到一些用户，每个配备了一个有限的内存缓存。用户从一组流行文件中发出一系列内容请求，目标是操作缓存和服务器，以便通过共享链接发送的最小位数满足这些请求。假设一个基本的马尔可夫模型更新的一组流行的文件，我们近似的最佳长期平均速率的共享链接的特征。我们进一步证明，最佳的在线方案具有近似相同的性能作为最佳的离线方案，其中缓存内容可以更新的基础上，在每个新的请求之前的整个流行的文件集。为了支持这些理论结果，我们提出了一种在线编码缓存方案，称为编码最近发送（LRS），并模拟它的需求时间序列来自Netflix的Netflix奖提供的数据集。对于这个时间序列，我们表明，建议的编码LRS算法显着优于流行的最近最少使用（LRU）缓存算法。
2013-11-14 cs.IT cs.NI math.IT
Analysis and Optimization of Random Cache in Multi-Antenna HetNets with Interference Nulling
从统计性能的角度出发，提出了一种基于随机缓存的多天线异构网络（HetNets）中基于用户为中心的小区间干扰置零（IN）的单用户吞吐量分析框架.使用随机几何的工具，每个用户的吞吐量的显式表达式。基于分析结果，最大化每用户吞吐量的最佳缓存概率进行了分析。理论分析和数值计算结果表明，干扰置零下的最优随机缓存充分收获了文件分集增益（FDG），并实现了一个有前途的每用户吞吐量。
2019-11-06 cs.IT eess.SP math.IT
Cost-Effective Cache Deployment in Mobile Heterogeneous Networks
本文研究了缓存启用异构网络（HetNets）的基本问题之一：有多少缓存实例应该部署在不同的基站，以提供有保证的服务，在一个具有成本效益的方式。具体来说，我们考虑具有分层缓存的双层HetNet，其中最流行的文件被缓存在小小区基站（SBS）处，而不太流行的文件被缓存在宏基站（MBS）处。对于给定的网络高速缓存部署预算，优化MBS和SBS的高速缓存大小以最大化网络容量，同时满足文件传输速率要求。由于MBS和SBS的高速缓存大小影响业务负载分布，因此层间业务导向也用于负载均衡。基于随机几何分析，在SBS回程约束的网络中，得到了基于阈值的MBS和SBS的最优缓存大小。仿真结果提供了评估所提出的方案，并展示了成本效益的网络部署中的应用。
2017-07-13 cs.IT cs.NI math.IT
