On the Optimality of Uncoded Cache Placement
缓存是一种有效的方法，以减少高峰时间的网络流量拥塞，通过存储在用户的本地缓存的内容，而不知道以后的需求。Maddah-Ali和Niesen发起了对缓存系统的基础研究;他们提出了一个方案（使用未编码的缓存放置和线性网络编码交付），该方案可证明是最佳的，在12倍之内。在本文中，通过注意到，当缓存内容和需求是固定的，缓存问题可以看作是一个索引编码问题，我们显示了最优的Maddah-Ali和Niesen的计划，假设缓存的位置被限制为未编码和用户的数量不小于文件的数量。此外，这一结果表明，进一步改善Maddah-Ali和Niesen的计划，在这种制度下，只能通过编码缓存的位置。
2015-11-06 cs.IT math.IT
Shared Cache Coded Caching Schemes with known User-to-Cache Association Profile using Placement Delivery Arrays
这项工作认为，编码的缓存问题与共享缓存，用户共享的缓存，每个用户只能访问一个缓存。在放置阶段，假设用户到缓存的关联在服务器上是已知的。我们专注于使用布局交付阵列（PDA）的计划。PDA最初设计用于解决专用缓存设置中编码缓存的子分组化瓶颈。我们观察到，在本文的设置中，排列PDA的列会导致针对同一问题具有不同性能的方案，但子分组化级别保持不变。这与专用高速缓存网络所观察到的情况相反。我们提出了一个程序来确定列的顺序，给出了最好的性能可能为PDA用于给定的问题。此外，一些特定类别的PDA被选择和性能增益实现的列的PDA重新排序示出。
2022-01-27 cs.IT math.IT
Cache Placement in Two-Tier HetNets with Limited Storage Capacity: Cache or Buffer?
在本文中，我们的目标是通过带宽分配和缓存放置在有限的存储容量，其中包括缓存容量和缓冲区容量的两层异构网络中的平均文件传输延迟最小化。对于固定带宽分配的平均时延最小化问题，虽然该问题是非凸的，但通过比较由求解Karush-Kuhn-Tucker条件得到的所有局部最优解，得到了封闭形式的最优解.为了联合优化带宽分配和缓存放置，最优带宽分配首先推导出，然后代入到原来的问题。给出了最优缓存策略的结构，表明缓存流行度高的文件比缓存大小大的文件更优。基于此最优结构，我们提出了一种低复杂度的迭代算法来获得次优解，其中每一步都得到闭型表达式。数值结果表明，我们的解决方案相比，传统的缓存策略，不考虑缓存和缓冲区的延迟权衡的优越性。
2019-07-17 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
On the Optimality of D2D Coded Caching with Uncoded Cache Placement and One-shot Delivery
我们考虑由Ji，Caire和Molisch [1]引入的类型的高速缓存辅助的无线设备到设备（D2D）网络，其中放置阶段由中央服务器编排。我们假设设备的缓存充满了未编码的数据，整个内容数据库包含在缓存的集合中。在缓存放置阶段之后，用户请求的文件通过设备间多播通信提供服务。对于这样的系统设置，我们提供了准确的表征的最佳负载内存权衡的假设下，未编码的位置和一次性交付。特别地，对于每个用户处置的给定的个体高速缓存存储器大小，我们导出D2D传输的最小平均值（在均匀分布的需求下）和最小最坏情况的总负载。此外，我们表明，该方案的性能是在信息理论的最佳因素$4$。利用一次性交付属性，我们还提出了一个扩展所提出的计划，提供对随机用户不活动的鲁棒性。
2021-06-12 cs.IT math.IT
On D2D Caching with Uncoded Cache Placement
我们考虑一个缓存辅助的无线设备到设备（D2D）网络的约束下的一次性交付，其中的放置阶段是由一个中央服务器编排。我们假设设备的缓存中充满了未编码的数据，并且服务器上的整个文件数据库都可以在缓存集合中使用。在此阶段之后，用户请求的文件通过设备间多播通信提供服务。对于这样的系统设置，我们提供了准确的表征负载内存权衡，通过推导出最小平均和最小峰值总和负载的设备之间的链接，对于一个给定的个人内存大小在处置每个用户。
2021-06-11 cs.IT math.IT
A Novel Asymmetric Coded Placement in Combination Networks with end-user Caches
研究了$(H,r,M,N)$组合网络中用户内存大小和最坏情况下下载时间之间的权衡问题，其中中心服务器通过$H$即时中继与$K$用户通信，每个用户都有大小为$M$文件的本地缓存，并连接到不同的$r$中继子集.本文的主要贡献是设计了一个编码缓存方案与非对称的编码布局，利用协调之间的中继，这是没有利用在过去的工作。数学分析和数值结果表明，所提出的方案优于现有的方案。
2018-02-28 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
Cellular Offloading via Downlink Cache Placement
在本文中，在有限的生命周期内的下行文件传输的无线缓存节点的协助下进行了优化。具体来说，一个文件的生命周期内的请求数被建模为泊松点过程。基站向下行用户和选定的缓存节点组播文件，使得缓存节点可以在下一个文件请求中帮助转发文件。因此，我们将下行链路传输公式化为具有随机数目的阶段的马尔可夫决策过程，其中每次传输的传输功率和时间是控制策略。由于文件传输次数是随机的，我们首先提出了一个修正的Bellman方程，其中可以导出最优控制策略。为了解决巨大的状态空间，我们还引入了一个低复杂度的次优解的基础上的值函数的线性近似。近似值函数可以解析计算，从而可以消除常规的数值迭代。此外，近似值函数和实值函数之间的差距是有界的解析。仿真结果表明，采用近似MDP方法，该算法可以显著降低基站的资源消耗。
2017-11-09 cs.IT eess.SP 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
Combination Networks with End-user-caches: Novel Achievable and Converse Bounds under Uncoded Cache Placement
缓存是一种有效的方法，通过在用户的本地缓存中存储一些内容来减少高峰时段的网络流量拥塞。对于具有终端用户缓存的共享链路网络，Maddah-Ali和Niesen提出了一种两阶段编码缓存策略。在实践中，用户可以通过中间中继与服务器通信。本文研究了存储器大小$M$和网络负载$R$之间的权衡，其中一个服务器与$N$文件连接到$H$中继（无缓存），这反过来又连接到$K$用户配备了$M$文件的缓存。当每个用户连接到$r$继电器的不同子集时，即，$K = \binom{H}{r}$，该系统被称为{具有最终用户高速缓存的\it组合网络}。在这项工作中，反向边界推导出实际动机的情况下，{ \it未编码}缓存内容，即，位的各种文件被直接推到用户缓存没有任何编码。在这种情况下，一旦缓存的内容和用户的需求是已知的，这个问题减少到一个一般的索引coding problem.本文表明，依赖于一个著名的“非循环索引编码逆界”的结果在逆界不紧的组合网络与最终用户缓存。提出了一种新的利用网络拓扑结构的逆界，这是迄今为止已知的最紧的逆界。作为独立兴趣的结果，一个不等式，推广了著名的熵的子模。基于Maddah-Ali和Niesen缓存布局，提出了几种新的缓存方案。所提出的计划被证明：（i）是（顺序）最优的一些$(N,M,H,r)$参数制度下的约束下未编码的缓存放置，（ii）在数值计算中优于国家的最先进的计划。
2021-11-05 cs.IT math.IT
Joint Optimization of File Placement and Delivery in Cache-Assisted Wireless Networks with Limited Lifetime and Cache Space
本文研究了在缓存空间有限的情况下，缓存节点辅助下的单小区下行文件传输调度问题。具体地，请求用户随机到达，并且基站（BS）反应性地向请求用户和所选择的缓存节点多播文件。后者可以从BS卸载其覆盖区域中的业务。我们考虑联合优化上述文件的放置和交付在有限的生命周期内的高速缓存空间的约束。在生存期内，在BS处用于每个文件传输的多播功率和符号数的分配被公式化为具有随机阶段数的动态规划问题。请注意，目前还没有解决这个问题的方案。我们开发了一个渐近最优解的框架，通过将原问题转化为一个等价的有限时域马尔可夫决策过程（MDP）与固定的阶段数。提出了一种新的近似方法来解决维数灾难问题，给出了近似价值函数的解析表达式。我们还得到了精确价值函数和逼近误差的解析界。近似价值函数取决于某些系统统计，例如，请求用户分发。一个强化学习算法提出的情况下，这些统计是未知的。
2020-01-08 cs.IT math.IT
A Cyclic Placement Strategy for Multi-access Coded Caching
针对用户循环访问多个缓存的编码缓存问题，提出一种结合编码放置与循环放置的方案，可在多种参数下降低传输速率，并在特定条件下达到最优。
2023-12-08 cs.IT math.IT
An Index Coding Approach to Caching with Uncoded Cache Placement
高速缓存是一种有效的方式，以减少网络流量拥塞在高峰时间，通过存储一些内容在用户的本地缓存存储器，即使不知道用户的后续需求。Maddah-Ali和Niesen提出了一种两阶段（放置阶段和交付阶段）的编码缓存策略，用于具有缓存辅助用户的广播信道。本文探讨了相同的模式下的约束，内容被放置在未编码的缓存，也就是说，当位的文件被简单地复制在缓存。当缓存内容未被编码而用户的需求被揭示时，缓存问题可以被连接到索引编码问题。本文的重点是通过使用工具的索引编码问题，无论是已知的或新开发的这项工作中的缓存问题的基本性能限制。首先，基于“非循环索引编码逆界”，给出了未编码缓存放置约束下缓存问题的逆界。证明了当文件数不小于用户数时，Maddah-Ali和Niesen方案可实现该逆界，否则，新导出的索引编码方案可实现该逆界.所提出的索引编码可实现方案基于分布式信源编码，严格改进了广泛使用的“复合（索引）编码”可实现界及其改进，具有独立的意义。本文的研究结果的一个重要后果是，Maddah-Ali和Niesen提出的编码缓存问题的进步，因此，只有通过考虑与编码放置阶段的战略是可能的。然而，Yu等人最近的一项工作表明，与本文提出的结果相比，编码缓存放置最多可以减少一半的网络负载。
2020-01-14 cs.IT math.IT
Mixed-Timescale Online PHY Caching for Dual-Mode MIMO Cooperative Networks
近来，已经提出物理层（PHY）缓存以利用由基站（BS）处的缓存引起的动态边信息来支持协调多点（CoMP）并实现巨大的自由度（DoF）增益。由于缓存存储容量有限，PHY缓存的性能在很大程度上取决于缓存内容放置算法。在现有的算法中，缓存内容放置是离线方式适应长期的流行度分布。我们提出了一个在线PHY缓存框架，它适应缓存内容的放置微观空间和临时流行的变化，充分利用PHY缓存的好处。具体而言，在线缓存内容放置和内容交付的联合优化被公式化为混合时标漂移最小化问题，以增加CoMP机会并降低缓存内容放置成本。我们提出了一个低复杂度的算法，以获得一个吞吐量最佳的解决方案。此外，我们提供了一个封闭的形式表征的最大总和自由度的稳定区域，并研究了关键系统参数的稳定区域上的影响。仿真结果表明，所提出的在线PHY缓存框架实现了较大的增益超过现有的解决方案。
2018-10-17 cs.IT math.IT
Probabilistic Placement Optimization for Non-coherent and Coherent Joint Transmission in Cache-Enabled Cellular Networks
如何设计适当的内容放置策略是在高速缓存使能蜂窝网络的主要领域之一。本文研究了蜂窝网络下行链路协作传输下基站缓存的概率内容放置优化问题。以布局概率向量为设计参数，根据信道状态信息（CSI）是否可用，研究了非相干联合传输（NC-JT）和相干联合传输（C-JT）方案。利用随机几何的方法，导出了NC-JT方案成功传输概率的积分表达式，并给出了C-JT方案成功传输概率的上界和紧逼近。其次，我们通过优化布局概率向量，分别最大化NC-JT中的STP和C-JT中的STP的近似。提出了一种算法，并应用到这两个优化问题。通过利用STP的一些性质，我们在某些情况下获得全局最优解。利用内点法得到了一般情况下的局部最优解。最后，数值结果表明，优化的布局策略实现了显着的收益在STP在几个比较基线无论是在NC-JT和C-JT。C-JT中的最优STP优于NC-JT中的最优STP，表明在协作传输中知道CSI的益处。
2021-01-21 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom of Interference Networks with Transmitter-Side Caches
本文研究了具有任意数量发射机和接收机的高速缓存辅助干扰网络，其中每个发射机具有有限大小的高速缓存。每个发射器在放置阶段从文件的内容库填充其高速缓冲存储器。在随后的交付阶段，每个接收方请求一个库文件，发送方负责将所请求的文件从其缓存交付给接收方。目标是设计用于放置和递送阶段的方案，以最大化总自由度（sum-DoF），其表示干扰网络在高信噪比状态下的容量。我们的工作主要集中在一个常用的未编码的布局策略。我们提供了一个信息理论界的总和自由度这种布局策略。我们证明了一个例子，推导出的界限是严格的小缓存大小的文献中存在的界限。我们提出了一种新的交付计划，具有更高的可实现的总和自由度比以前在文献中给出的。结果表明，总和自由度的倒数线性下降的发射机缓存大小的增加。因此，增加发射机处的高速缓存大小转化为增加总和DoF，并因此增加干扰网络的容量。
2017-12-16 cs.IT math.IT
Optimal Content Placement for Offloading in Cache-enabled Heterogeneous Wireless Networks
在基站（BS）处进行缓存是一种很有前途的方式来卸载流量并消除异构网络（HetNet）中的回程瓶颈。在本文中，我们研究了最佳的内容放置最大限度地提高成功卸载概率的高速缓存启用HetNet中的一层多天线宏BS（MBS）覆盖一层的助手与高速缓存。基于概率缓存框架，借助随机几何理论推导出成功卸载概率的封闭形式，并建立了缓存概率优化问题，该问题一般不是凹的.在用户-助手密度比高和低的两种极端情况下，得到了最优缓存概率，并分析了两层基站密度、发射功率以及信干噪比（SINR）阈值对缓存概率的影响。在一般情况下，我们得到了最佳的缓存概率，最大化成功卸载概率的下限，并分析了用户密度的影响。仿真和数值结果表明，当MBS与助手密度、MBS与助手发送功率和用户与助手密度之比以及SINR阈值较大时，最优缓存策略倾向于在所有位置缓存最流行的文件。
2016-04-12 cs.IT math.IT
Joint Long-Term Cache Allocation and Short-Term Content Delivery in Green Cloud Small Cell Networks
近年来，移动数据流量呈指数级增长，这可能导致无线网络上的严重流量燃烧和相当大的功率消耗。网络致密化和边缘缓存是解决这些挑战的有效方法。在这项研究中，我们研究了联合长期缓存分配和短期内容交付云小小区网络（C-SCN），其中多个小小区BS（SBS）通过前传连接到中央处理器，可以存储流行的内容，以减少网络中的重复传输。因此，通过在服务质量（QoS）和存储约束下联合优化多播波束成形、BS聚类和高速缓存分配来制定长期功率最小化问题。由此产生的混合时标设计问题是一个anticausal问题，因为最佳的缓存分配取决于未来的文件请求。为了解决这个问题，提出了一种两阶段的优化方案，利用用户的请求和信道状态信息的历史知识。具体地说，在线内容交付的设计与惩罚为基础的方法，并定期缓存更新优化与分布式交替的方法。仿真结果表明，该方案显着优于传统的计划，并表现出非常接近基因辅助的低缓存区的下限。
2019-04-24 cs.IT eess.SP math.IT
Spatial Soft-Core Caching
我们提出了一个分散的空间软核缓存放置（SSCC）的无线网络政策。SSCC通过跨缓存的负相关性产生空间平衡的采样，并且可以被调整以高概率满足缓存大小约束。给定所需的缓存命中概率，我们比较了95%的置信区间所需的缓存大小的独立放置，硬核放置和SSCC政策。我们证明，在所需的高速缓存存储大小方面，SSCC可以提供高达180%以上和100%的收益相对于独立和硬核放置政策，分别。SSCC可以用于实现基于邻近度的应用，例如设备到设备通信和对等网络，因为它促进了节点之间的项目多样性和互惠。
2019-01-30 cs.IT cs.NI math.IT
Low-Complexity Multi-Antenna Coded Caching Using Location-Aware Placement Delivery Arrays
本文提出位置感知放置交付阵列（LAPDA）和加权最大最小预编码，实现低复杂度多天线编码缓存，在非均匀缓存下显著降低平均及95百分位交付时间。
2023-07-09 cs.IT eess.SP math.IT
Placement and Resource Allocation of Wireless-Powered Multiantenna UAV for Energy-Efficient Multiuser NOMA
本文研究了一种新的下行非正交多址接入（NOMA）系统，其中多天线无人机（UAV）由无线功率传输（WPT）供电，并作为多对地面用户（GU）的基站，每对地面用户运行NOMA。能量效率（EE）最大化问题被公式化以联合优化WPT时间和UAV的放置，以及UAV的发射功率在不同NOMA用户对之间和每对内的分配。为了有效地解决这个非凸问题，我们分解成三个子问题，使用块坐标下降。对于每个NOMA用户对内功率分配的子问题，我们构造了一个超模块博弈，并确定收敛到一个纳什均衡。在给定用户对内功率分配的情况下，利用逐次凸逼近方法对WPT时间分配和用户对间功率分配子问题进行凸化求解。最后，利用拉格朗日乘子法求解无人机布局子问题。仿真结果表明，我们的方法可以大大优于它的替代品，不使用NOMA和WPT技术或不优化无人机的位置。
2022-04-20 cs.IT eess.SP math.IT
Content Delivery in Erasure Broadcast Channels with Cache and Feedback
我们研究的内容交付问题，在一个K用户擦除广播信道，内容提供服务器希望提供所请求的文件给用户，每个配备有一个有限的内存缓存。假设发射机具有状态反馈，并且用户缓存可以在非高峰时段通过分散式内容放置可靠地填充，我们将可实现的速率区域表征为存储器大小和擦除概率的函数。基于Wang和Gatzianas等人的广播方案，利用在放置阶段期间建立的接收器侧信息。我们的研究结果可以扩展到集中式内容放置以及多天线广播信道与状态反馈。
2016-02-15 cs.IT math.IT
Optimal Bandwidth Allocation for Multicast-Cache-Aided on-Demand Streaming in Wireless Networks
我们认为一个混合的流媒体内容传输方案，结合缓存启用的正交多点组播（OMPMC）和按需单点单播（SPUC）传输异构网络。OMPMC服务通过整个网络向感兴趣的用户发送缓存的文件，并且将该服务不满意的用户分配给SPUC服务以单独地服务。SPUC从核心网络获取所请求的文件，并使用蜂窝波束成形传输将它们单播到UE。我们优化的交付方案，以最大限度地减少网络中的平均资源消耗。我们制定了一个约束优化问题的缓存放置和资源分配的OMPMC组件，以及多用户波束形成方案的SPUC组件。我们应用路径跟踪方法来找到最佳的流量卸载解决方案。该解决方案描绘了消耗的资源总量和服务中断概率之间的对比。仿真结果表明，该混合方案提供了一个更好的权衡网络范围内消耗的资源量和服务中断概率，从文献中的计划相比。
2022-05-18 cs.IT eess.SP math.IT
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
Device-to-Device Coded Caching with Distinct Cache Sizes
本文考虑了一种缓存辅助的设备到设备（D2D）系统，其中用户配备有不同大小的缓存存储器。在低业务量时间期间，服务器将内容放置在用户的高速缓存存储器中，知道用户在高峰业务量时间期间请求的文件将必须仅通过D2D传输来递送。通过联合设计未编码的高速缓存放置和线性编码的D2D递送，最坏情况的D2D递送负载被最小化。接下来，提出了关于具有未编码放置的D2D递送负载的新的下限，并且用于针对若干感兴趣的情况明确地表征具有未编码放置的最小D2D递送负载（MD2D）。特别是，具有相等的高速缓存大小的MD2的特点，它示出了相同的交付负载可以实现在网络中与不相等的高速缓存大小的用户，只要最小的高速缓存大小大于一定的阈值。MD2 Cache还具有小缓存大小机制、大缓存大小机制和三用户情况的特征。提供了基于服务器的递送负载与D2D递送负载的比较。最后，高速缓存辅助的D2D系统和编码的分布式计算（CDC）系统之间的连接和数学上的相似之处进行了讨论。
2019-03-19 cs.IT math.IT
Fundamentals of Cluster-Centric Content Placement in Cache-Enabled Device-to-Device Networks
本文开发了一个全面的分析框架，在随机几何的基础上，以集群为中心的内容放置在一个缓存启用的设备到设备（D2 D）网络的性能进行表征。与以设备为中心的内容放置不同，以集群为中心的放置侧重于将内容放置在每个集群中，以便优化每个集群中所有设备的整体性能。通过泊松集群过程对设备的位置进行建模，我们定义并分析了三种一般情况下的性能：（i）$k$情况：在集群中随机均匀地选择感兴趣的接收机，并且其感兴趣的内容在离集群中心最近的$k^{th}$设备处可用，（ii）$\ell$ -Rx情况：感兴趣的接收机是离集群中心最近的$\ell^{th}$设备，并且其感兴趣的内容在从同一集群中随机均匀选择的设备处可用，以及（iii）基线情况：感兴趣的接收机在群中被均匀地随机选择，并且其感兴趣的内容在从同一群中独立地且均匀地随机选择的设备处可用。易于使用的表达式的关键性能指标，如覆盖概率和区域频谱效率（ASE）的整个网络，推导出所有三种情况下。我们的分析具体地表明，当内容缓存的设备或从缓存请求内容的设备偏向于更靠近集群中心时，网络性能将得到显着改善。基于这一见解，我们开发和分析了一种新的生成模型，以集群为中心的D2 D网络，允许研究集群内干扰设备的影响，更有可能躺在靠近集群中心。
2016-02-09 cs.IT math.IT
Joint Task Offloading and Cache Placement for Energy-Efficient Mobile Edge Computing Systems
这封信研究了一个支持缓存的多用户移动边缘计算（MEC）系统，该系统具有动态任务到达，并考虑到主动缓存放置对系统整体能耗的影响。我们考虑在\emph{task caching}阶段中，接入点（AP）调度无线设备（WD）在执行有限库的任务的同时卸载计算任务，使得具有稍后到达的相同任务请求的附近WD可以在\emph{task arrival and execution}阶段中直接下载任务结果。我们的目标是最大限度地减少系统的加权和能量在有限的时间范围内，通过联合优化的任务缓存决策和MEC执行的AP，本地计算以及任务卸载的WD在每个时隙，受缓存容量，任务的因果关系，和完成期限的限制。公式化的设计问题是一个混合整数非线性规划。在任务到达完全可预测的假设下，我们首先提出了一种基于分支定界（BnB）的方法来获得最优离线解决方案。接下来，我们提出了两个低复杂度的计划，分别基于凸松弛和任务流行度。最后，数值结果表明，所提出的计划优于现有的基准计划。
2023-01-31 cs.IT math.IT
Multiple-antenna Placement Delivery Array for Cache-aided MISO Systems
我们认为缓存辅助多输入单输出（MISO）广播信道，它由一个服务器与$L$天线和$K$单天线用户，其中服务器包含$N$文件的长度相等，每个用户都配备了本地缓存大小$M$文件。每个用户从库中请求一个任意文件。我们的目标是设计一个编码缓存方案的基础上未编码的布局和一次性线性交付，以实现最大的总和自由度（总和自由度）与低的子包。已有文献表明，在未编码布局和一次性线性投放的约束下，最优的和自由度是$L+\frac{KM}{N}$。然而，先前提出的用于这种设置的方案在$K$中引起指数子分组化顺序，或者在系统参数$L$、$K$、$M$和$N$中要求特定条件。在本文中，我们提出了一种新的组合结构称为多天线布局交付阵列（MAPDA）。第一种方案基于MAPDA和拉丁方，在$\frac{KM}{N}+L=K$时，通过对$K$进行子分组化，实现了最优的和DoF $L+\frac{KM}{N}$。随后，对于一般情况下，我们提出了一种转换方法来构建一个MAPDA从任何$g$ -经常PDA（一类PDA中的数组中的每个整数出现$g$倍）的原始共享链接编码的缓存问题。当原始PDA对应于Maddah-Ali和Niesen编码的缓存方案时，在MAPDA的组合结构下得到的方案可以相对于现有方案以减少的子分组实现最优的和DoF $L+\frac{KM}{N}$。该工作可以扩展到Naderializadeh等人提出的高速缓存…
2022-03-03 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
The Exact Rate Memory Tradeoff for Large Caches with Coded Placement
Maddah-Ali和Niesen提出了内容分发网络的编码缓存思想，他们考虑了规范的$(N, K)$缓存网络，其中具有$N$文件的服务器满足$K$用户的需求（每个用户配备有大小为$M$的独立缓存）。在其他结果中，他们的工作提供了一个表征的确切速率内存权衡的问题时，$M\geq\frac{N}{K}(K-1)$。在本文中，我们改进了这一结果与$M\geq \frac{N}{K}(K-2)$大缓存。对于$\big\lceil\frac{K+1}{2}\big\rceil\leq N \leq K$的情况下，我们提出了一种新的编码缓存方案，并推导出匹配的下界，以表明所提出的方案是最优的。这将精确速率存储器折衷的表征扩展到$M\geq \frac{N}{K}\Big(K-2+\frac{(K-2+1/N)}{(K-1)}\Big)$的情况。对于$1\leq N\leq \big\lceil\frac{K+1}{2}\big\rceil$情形，我们导出了一个新的下界，证明了Yu等人提出的方案是最优的，从而将精确速率记忆折衷的特征推广到$M\geq \frac{N}{K}(K-2)$情形.
2021-01-24 cs.IT math.IT
Placement Delivery Array for Cache-Aided MIMO Systems
Key Lab of Education Blockchain and Intelligent Technology, Ministry of Education（教育部教育区块链与智能技术重点实验室）；Guangxi Key Lab of Multi-source Information Mining & Security, Guangxi Normal University（广西师范大学多源信息挖掘与安全广西壮族自治区重点实验室）；School of Science, Guilin University of Aerospace Technology（桂林航天工业学院理学院）；School of Electronic Information and Communications, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学电子信息与通信学院）
本文提出了一种用于缓存辅助MIMO系统的放置交付阵列，通过两种新构造实现了最大总自由度和低子分包化。
2026-01-15 cs.IT math.IT
Cache Size Allocation in Backhaul Limited Wireless Networks
在基站缓存流行内容是对现有有限回程链路的有力补充，用于适应指数增长的移动数据业务。考虑到有限的缓存预算，我们研究了蜂窝网络中的缓存大小分配问题，以最大限度地提高用户成功概率（USP），考虑无线信道统计，回程容量和文件流行度分布。USP被定义为一个用户可以从本地缓存或通过回程链路成功下载其请求的文件的概率。我们首先考虑一个单细胞的情况下，并得出一个封闭形式的表达式的USP，这有助于揭示各种参数的影响，如文件流行度分布。更具体地，对于高度集中的文件流行度分布，所需的高速缓存大小与文件的总数无关，而对于不太集中的文件流行度分布，所需的高速缓存大小与文件的总数成线性关系。此外，我们研究了多单元场景，并提供了一种二分搜索算法来找到最佳的缓存大小分配。最佳的缓存大小分配通过模拟验证，它被证明发挥更显着的作用时，文件流行度分布不太集中。
2016-02-28 cs.IT math.IT
Optimizing The Spatial Content Caching Distribution for Device-to-Device Communications
我们研究了设备到设备（D2D）网络中的内容流行度遵循Zipf定律的最优地理内容放置问题。我们考虑D2D缓存模型，其中D2D用户（缓存）的位置由泊松点过程（PPP）建模，并且具有有限的通信范围和有限的存储。与大多数相关的工作，假设独立放置的内容，并没有捕捉到的用户的位置，我们模型的空间属性的网络，包括空间相关性的缓存内容。我们提出了两个新的空间相关性模型，可交换的内容模型和Matérn（MHC）的内容放置模型，并分析和优化的\emph{hit probability}，这是一个给定的D2D节点在其通信范围内的另一个节点找到所需的文件的概率。我们将这些结果与独立配售模型进行了对比，发现可交换配售的表现更差。另一方面，MHC放置产生更高的缓存命中概率比独立放置小的缓存大小。
2016-08-28 cs.IT cs.NI math.IT
Optimized Base-Station Cache Allocation for Cloud Radio Access Network with Multicast Backhaul
云无线电接入网络（C-RAN）的性能受到连接集中式处理器（CP）与基站（BS）的回程链路的有限容量的限制，特别是当回程在无线介质中实现时。本文提出了使用无线多播与BS缓存，其中BS预存储流行文件的内容，以增加C-RAN的回程。针对由单个基站集群和无线回程组成的下行链路C-RAN，研究了基站之间的最优缓存分配策略和CP处的最优组播波束赋形传输策略，使得用户请求的消息以最有效的方式从CP传送到基站。我们首先陈述基于联合高速缓存-信道编码方案的多播回程速率表达式，这意味着较大的高速缓存大小应当被分配给具有较弱信道的BS。然后，我们制定了一个两个时标的联合缓存大小分配和波束成形设计问题，其中缓存是离线优化的长期信道统计信息的基础上，而波束成形器的设计在文件传输阶段的基础上的瞬时信道状态信息。通过利用样本近似方法和交替方向乘法器（ADMM）的方法，我们开发了高效的算法优化缓存大小之间的BS分配，并量化多少缓存应该分配给较弱的BS。我们进一步考虑的情况下，多个文件具有不同的流行度，并表明，它通常不是最佳的完全缓存最流行的文件第一。数值结果表明，优化后的缓存大小分配方案的性能显着改善均匀分配和其他启发式计划。
2018-04-28 cs.IT math.IT
Cache-Aided Linear Function Computation
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；Nankai University（南开大学）；Beijing Normal University（北京师范大学）
该研究针对分布式系统的缓存辅助线性计算问题，提出奇偶辅助放置（PAP）方案，在特定内存范围内达到通信速率下界，确定了最优内存-速率权衡。
2026-10-14 cs.IT math.IT
Content Placement in Cache Networks Using Graph-Coloring
小型小区密集化是解决蜂窝网络中对更高容量的需求的有效想法之一。这种网络面临的主要问题是无线回程链路及其有限的容量。将大部分流行文件缓存在小小区基站（SBS）的存储器中是解决这个问题的有效方法。缓存的主要挑战之一是选择要存储在SBS内存中的文件。在本文中，我们描述的缓存问题作为一个图形模型。该图分为四个子图，包括放置图、访问图、SBS图和交付图。通过对SBS图进行一些修改，我们将其转换为可以着色的图。对生成的图进行着色是NP难的，我们采用了一种在图着色领域提出的算法对生成的图进行着色，为了克服上述着色技术的复杂性，我们提出了一种简单的基于Matern核I型和II型两点过程的图着色方法。我们用一个新的加权图来建模我们的网络，这个图可以简单地着色，然后相应地缓存文件。我们通过模拟评估我们提出的方法的性能。我们的研究结果表明，通过采用所提出的方法在一个典型的考虑SBS网络中，宏基站上的负载可以减少约$25 \%$，在文件的流行度的分布参数等于$0.6$，与传统的策略，其中缓存最流行的内容的每一个地方。
2017-12-30 cs.IT math.IT
Cache-Enabled Heterogeneous Cellular Networks: Optimal Tier-Level Content Placement
在异构蜂窝网络（HCN）的基站（BS）处缓存流行内容避免了从内容提供方到网络边缘的频繁信息传递，从而减少了延迟并缓解了回程链路中的业务拥塞。在一般情况下，在HCN的内容放置的最佳策略仍然在很大程度上是未知的，并得出它们形成本文的主题。为此，我们采用流行的随机HCN模型，其中BS的$K$层被建模为分布在具有不同密度的平面上的独立泊松点过程。此外，考虑随机高速缓存方案，其中具有对应流行度度量的给定$M$文件集合中的每一个以对应概率（称为放置概率）被放置在特定层的每个BS处。对于同一层中的所有BS，概率是相同的，但是在层之间变化，从而给出了层级内容放置的名称。我们认为，网络性能指标，命中概率，定义为概率，由典型的用户请求的文件被成功地交付给用户。我们最大限度地提高命中概率的内容放置概率，从而产生最佳的层级放置策略。对于用于不同层中的BS的成功传输的统一接收信号干扰比阈值的情况，策略是封闭形式的，其中特定文件的放置概率与对应流行度测量的平方根成比例，其中偏移取决于BS高速缓存容量。对于非均匀SIR阈值的一般情况下，优化问题是非凸的，并通过近似设计了一个次优的布局策略，它具有类似的结构，在均匀SIR阈值的情况下，并通过仿真显示是接近最优的。
2017-06-17 cs.IT math.IT
The Exact Rate Memory Tradeoff for Small Caches with Coded Placement
编码缓存的概念是由Maddah-Ali和Niesen提出的，他们证明了编码在缓存问题中的优势。为了抓住问题的本质，他们引入了$(N, K)$规范缓存网络，其中具有$M$大小的独立缓存的$K$用户从具有$N$文件的服务器请求文件。在其他结果中，他们提出的高速缓存方案和下限导致的确切速率内存权衡时，$M\geq \frac{N}{K}(K-1)$的表征。这些下限以及Chen等人提出的缓存方案导致了当$M\leq \frac{1}{K}$。在本文中，我们专注于小缓存，其中$M\in \left[0,\frac{N}{K}\right]$，并得出新的下限。对于$\big\lceil\frac{K+1}{2}\big\rceil\leq N \leq K$和$M\in \big[\frac{1}{K},\frac{N}{K(N-1)}\big]$的情况，我们的下限证明了G{<$}mez-Vilardeb{<$}引入的缓存方案是最优的，从而扩展了精确速率内存权衡的表征。对于$1\leq N\leq \big\lceil\frac{K+1}{2}\big\rceil$的情况下，我们表明，新的下界改进后，以前已知的下界。
2021-02-09 cs.IT math.IT
Caching Placement in Stochastic Wireless Caching Helper Networks: Channel Selection Diversity via Caching
无线缓存助手网络中的内容分发成功主要取决于基于缓存的信道选择分集和网络干扰。对于给定的信道衰落和网络几何形状，信道选择多样性和网络干扰都会根据缓存帮助程序在其有限的存储空间中缓存什么以及如何缓存而动态变化。我们研究概率内容放置（或缓存放置），以理想地控制基于缓存的信道选择多样性和网络干扰在一个随机的无线缓存助手网络，与复杂的考虑无线衰落信道，多个用户之间的相互作用，如干扰和负载在缓存助手，和任意的内存大小。使用随机几何，我们推导出最佳的缓存概率在封闭的形式，以最大限度地提高平均成功概率的内容交付，并提出了一个有效的算法，找到解决方案，在噪声限制的网络。在干扰受限的网络中，基于内容分发的平均成功概率的下限，我们找到接近最优的缓存概率在封闭的形式来控制信道选择的多样性和网络干扰。我们数值验证，建议的内容放置是优于其他可比的内容放置策略。
2016-06-29 cs.IT math.IT
Joint Downlink Scheduling for File Placement and Delivery in Cache-Assisted Wireless Networks with Finite File Lifetime
在本文中，流行的文件的下行传输调度优化与无线缓存节点的协助。具体来说，每个文件的请求，这是进一步划分成若干段，建模为泊松点过程在其有限的生命周期。考虑两种下行链路传输模式：（1）基站反应性地向请求用户和所选择的缓存节点多播文件片段;（2）基站主动地向所选择的缓存节点多播一些文件片段而无需请求。具有解码的文件段的高速缓存节点可以帮助经由其他频谱卸载业务。在没有主动多播的情况下，我们将下行链路传输资源最小化表示为具有随机阶段数的动态规划问题，该问题可以通过具有固定阶段数的有限时域马尔可夫决策过程（MDP）来近似。为了解决巨大的状态空间，我们提出了一个低复杂度的调度策略，通过线性近似的价值函数的MDP，其中的近似误差的界限。此外，我们提出了一个基于学习的算法来评估近似的价值函数未知的地理分布的请求用户。最后，在上述反应式多播策略的基础上，提出了一种主动式多播策略来利用阴影效应的时间多样性。仿真结果表明，所提出的低复杂度的反应式组播策略可以显著降低基站的资源消耗，而主动式组播策略可以进一步提高性能。
2019-02-24 cs.IT math.IT
Memory-Rate Tradeoff for Caching with Uncoded Placement under Nonuniform Random Demands
对于一个多用户的缓存系统，我们的目标是表征的内存速率权衡与未编码的缓存放置，根据非统一的文件流行度。关注于最近由Yu等人提出的修改的编码缓存方案（MCCS），我们制定的MCCS的缓存布局优化问题，以最大限度地减少不均匀的文件流行度下的平均交付率，限制到一类流行的第一个位置。然后，我们提出了两个信息理论上的平均速率与未编码的位置，一个一般的缓存位置和其他限制的流行第一的位置缓存的下限。通过比较优化的MCCS的平均速率与下限，我们证明了优化的MCCS达到一般的下限为两个用户的情况下，提供准确的内存速率折衷。此外，它获得了基于流行度第一的情况下，一般K用户的不同文件请求的下限。在这两种情况下，我们的研究结果还表明，流行第一的位置是最佳的MCCS，和零填充编码交付中使用的不会导致最优性的损失。对于K个用户有冗余文件请求的情况，我们的分析表明，由于零填充，优化的MCCS和下限之间可能存在差距。接下来，我们充分表征的最佳流行第一的缓存放置MCCS，这是具有一个简单的文件分组结构，可以通过一个有效的算法，使用封闭形式的表达式计算。最后，我们扩展我们的研究，以适应不均匀的文件的流行程度和大小，在那里我们表明，优化MCCS达到了两个用户的情况下，提供确切的内存速率权衡的下限。数值结果表明，对于一般的设置，优化MCCS之间的差距，下限只存在于有限的情况下，是非常小的。
2022-07-27 cs.IT math.IT
Joint Transmission Scheme and Coded Content Placement in Cluster-centric UAV-aided Cellular Networks
最近，由于COVID-19大流行，远程工作和远程医疗对电信的依赖显著增加。在蜂窝网络中，由于建立视线（LoS）链路的高概率，无人机（UAV）的并入可以导致针对室外用户的增强的连接。然而，UAV有限的电池寿命及其在室内区域中的信号衰减使得在室内环境中管理用户的请求效率低下。被称为以集群为中心和编码的无人机辅助毫微微缓存（CCUF）框架，该网络在室内和室外环境中的覆盖范围通过用于FAP形成和无人机部署的两阶段集群来增加。第一个目标是增加内容多样性。在这种情况下，我们提出了一个编码的内容放置在一个集群为中心的蜂窝网络，这是集成了协调多点（CoMP），以减轻在边缘区域的小区间干扰。然后，我们计算，实验，编码的内容存储在每个缓存节点的数量，以增加缓存命中率，信号干扰噪声比（SINR），和缓存的多样性和减少用户的访问延迟和缓存冗余不同的内容流行度配置文件。利用集群，我们的第二个目标是分配最好的缓存节点，室内/室外用户管理他们的请求。在这方面，我们定义的地面用户的移动速度作为决策度量的传输方案，以服务于室外用户的请求，以避免FAP之间的频繁切换，并增加无人机的电池寿命。仿真结果表明，该CCUF实现方案提高了缓存命中率、SINR和缓存分集，降低了用户访问延迟、缓存冗余和无人机能耗。
2021-07-15 cs.IT cs.MM eess.SP
On Coded Caching Systems with Decentralized Linear Coding Placement
University of Illinois Chicago（伊利诺伊大学芝加哥分校）
本文研究了去中心化编码缓存系统中随机线性编码放置的极限，提出可实现和反向界限，证明在某些条件下这些界限相等。
2026-04-29 cs.IT math.IT
On Decentralized Multi-Transmitter Coded Caching
本文研究了一种由多个发射机组成的设置，通过线性网络为多个启用缓存的客户端提供服务，该网络涵盖有线和无线传输情况。我们调查分散编码缓存的情况下，有没有合作或有限的合作客户端之间的缓存内容放置阶段。对于完全分散的高速缓存情况（即，没有合作），我们根据编码延迟度量来分析系统的性能。此外，我们研究了混合缓存内容放置场景，其中存在具有不同缓存内容放置情况的两组用户（即，有限合作）。此外，我们研究有限的文件大小在上述情况下的效果。
2021-09-14 cs.IT cs.NI math.IT
Learning-Based Optimization of Cache Content in a Small Cell Base Station
研究了回程容量有限的无线小小区基站（sBS）中缓存内容的最优放置问题。sBS具有大的高速缓冲存储器，并且通过将高数据率内容递送到其覆盖区域中的用户来提供内容级选择性卸载。sBS内容控制器（CC）的目标是将最流行的内容存储在sBS高速缓冲存储器中，使得可以直接从sBS获取最大量的数据，而不依赖于峰值业务时段期间的有限回程资源。如果预先知道受欢迎程度，则问题简化为背包问题。然而，在这项工作中，假设CC不知道文件的流行度简档，并且它只能观察对缓存内容的瞬时需求。因此，基于需求历史来优化缓存内容放置。通过以规则的时间间隔刷新高速缓存内容，CC尝试学习流行度简档，同时以可能的最佳方式利用有限的高速缓存容量。三种算法研究这个缓存内容放置问题，导致不同的开发探索权衡。我们提供了大量的数值模拟，以研究这些算法的时间演化，以及系统参数的影响，如文件的数量，用户的数量，缓存的大小，和偏度的流行配置文件，对性能的影响。结果表明，所提出的算法快速学习的流行配置文件的系统参数范围很广。
2014-02-21 cs.IT math.IT
Joint Content Delivery and Caching Placement via Dynamic Programming
在本文中，流行内容的下行链路传输的无线缓存节点的协助下进行了优化。具体而言，将文件请求建模为有限生存期的泊松点过程，考虑两种下行传输模式：（1）基站向请求用户和选定缓存节点多播文件片段;（2）基站主动向选定缓存节点多播文件片段，无需用户请求。因此，具有解码文件的高速缓存节点可以帮助经由其他空中接口（例如WiFi）在下一个文件请求时卸载业务。在没有主动缓存放置的情况下，我们将下行链路流量卸载表示为具有随机阶段数的马尔可夫决策过程，并提出了修正的Bellman方程来获得最优控制策略。为了解决巨大的状态空间，我们还引入了一个低复杂度的次优解的基础上的线性近似的价值函数，近似的价值函数和真正的之间的差距是有界的分析。近似的价值函数可以从给出请求用户的空间分布的解析表达式计算。此外，我们提出了一个基于学习的算法来评估近似的价值函数未知分布的请求用户。最后，一个积极主动的缓存放置算法被引入到利用阴影效应的时间多样性。仿真结果表明，基于近似价值函数的低复杂度算法可以显著降低基站的资源消耗，而主动缓存布局可以进一步提高性能。
2018-01-03 cs.IT math.IT
An Improved Multi-access Coded Caching with Uncoded Placement
在这项工作中，我们考虑一个轻微的变化，众所周知的编码缓存问题，称为多访问编码缓存问题，其中每个用户都可以访问$z$相邻的高速缓存在循环环绕的方式。针对这一问题，我们提出了一种在未编码布局约束下的布局和投递方案。我们的工作是B. Serbetci，E. Parrinello和P. Elia。更准确地说，当我们的计划是专门为$z=\frac{K-1}{K γ}$，对于任何$K γ$，其中$K$是用户的数量和$γ$是归一化的缓存大小，我们表明，我们的结果与他们的结果一致。我们表明，在这项工作中考虑的情况下，我们的方案优于K. S. Reddy和N. Karamchandani，除了该文件中考虑的一些特殊情况。我们还表明，对于$z= K-1$，我们的计划达到了最佳的传输速率。
2021-02-12 cs.IT math.IT
Secure and Energy-Efficient Transmissions in Cache-Enabled Heterogeneous Cellular Networks: Performance Analysis and Optimization
本文研究了由宏基站和多个小基站（SBS）组成的支持缓存的异构蜂窝网络的物理层安全。我们研究了一个联合设计的缓存位置和文件传输实现安全和节能的传输对随机分布的窃听。我们提出了一种新的混合“最流行的内容”和“最大的内容多样性”缓存放置策略来分发不同流行的文件。根据所请求的文件的可用性和位置，我们采用三种合作传输方案，即分布式波束成形，频域正交传输，最佳SBS中继，分别。我们推导出解析表达式的连接中断概率和保密中断概率为每个传输方案。之后，我们设计了最佳的传输速率和缓存分配，以实现最大的整体保密吞吐量和保密能量效率，分别。数值结果验证了理论分析的正确性，并证明了混合缓存策略的优越性.
2018-09-22 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
Spatial Concentration of Caching in Wireless Heterogeneous Networks
我们提出了一个分散的高速缓存策略，使内容放置决策的基础上成对的高速缓存节点之间的相互作用的无线异构网络。我们称我们提出的方案γ-排除缓存放置（GEC），其中参数γ控制排除半径，阻止附近的缓存存储冗余内容。GEC考虑了项目的流行度和节点的缓存优先级，并利用负相关来放松经典的0-1背包问题，以产生空间上平衡的采样跨缓存。我们表明，GEC保证了更好的浓度（降低方差）所需的高速缓存存储的大小比最先进的，高速缓存大小的限制，可以满足高概率。给定一个缓存命中概率目标，我们比较了三种缓存方案所需的缓存大小的95%置信区间：（i）独立放置，（ii）硬排除缓存（HEC），和（iii）建议的GEC方法。对于均匀的空间流量，我们证明，GEC提供了约3倍和2倍的减少所需的缓存大小分别超过（i）和（ii）。对于基于城市场景中实际高峰时间变化的非均匀空间交通，收益甚至更大。
2021-01-06 cs.IT cs.NI math.IT
Placement Delivery Array Design for Combination Networks with Edge Caching
Maddah-Ali-Niesen编码高速缓存技术的主要实际限制是它们的高子分组化水平。Yan \emph{et al.}针对单服务器多用户的简单网络，提出了一种使用所谓的布局交付阵列（PDA）的替代方案。这种方案需要稍高的传输速率，但显著降低了子分组化水平。在本文中，我们扩展了PDA的框架，并提出了三个低子分组化方案的组合网络，即，具有单个服务器、多个中继和连接到中继子集的多个高速缓存辅助用户的网络。其中一种方案在高速缓存存储器足够大时实现了链路速率的割集下限。我们的另外两个方案只适用于\emph{resolvable}组合网络。对于这些网络和广泛的高速缓存大小，新的计划执行接近直接应用Maddah-Ali-Niesen计划的编码缓存计划，同时具有显着降低的子分组化水平。
2020-01-21 cs.IT math.IT
Storage-Latency Trade-off in Cache-Aided Fog Radio Access Networks
研究了雾无线接入网（F-RAN），其中$K_T$边缘节点（EN）通过正交前传链路连接到云服务器，通过无线高斯干扰信道为$K_R$用户提供服务。EN和用户都具有有限容量的高速缓存存储器，在用户需求被揭示之前，这些高速缓存存储器被填满。虽然集中式布局阶段用于模拟静态基站的EN，但是分散式布局用于移动用户。提出了一种可实现的传输方案，该方案在传输阶段采用干扰对齐、迫零和干扰消除技术的组合，并分析了捕获最坏情况延迟的\textit{normalized delivery time}（NDT）。
2018-02-06 cs.IT math.IT
Cache-Enabled Broadcast Packet Erasure Channels with State Feedback
我们考虑启用缓存的K用户广播擦除分组信道，其中具有N个文件的库的服务器希望向配备有有限存储器M的缓存的每个用户递送所请求的文件。假设发射机有状态反馈和用户缓存可以填充在非高峰时段可靠地分散的缓存放置，我们的特征在于最佳速率区域作为一个函数的内存大小，擦除概率。基于Gatzianas等人提出的方案，利用在放置阶段期间建立的接收器侧信息。我们的研究结果使我们能够量化存在擦除的分散编码缓存的净效益。状态反馈的作用被发现是有用的，特别是当擦除概率是大的和/或归一化的内存大小是小的。
2015-09-07 cs.IT math.IT
