【摘 要】
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随着5G和微处理器技术的发展,基站（Base Stations,BSs）作为边缘计算网络中的边缘服务器可以获得了更多的存储和更高效的计算。由于BS靠进用户终端,边缘计算网络显著提高了数据处理速度,降低了传输负载。然而,边缘计算网络中的BSs在网络高峰期仍将承受极大的压力。编码缓存是降低传输负载的有效技术。服务器在非高峰期不知道用户请求的情况下,向用户终端填充部分数据包,并在高峰期广播编码数据包来满
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随着5G和微处理器技术的发展,基站（Base Stations,BSs）作为边缘计算网络中的边缘服务器可以获得了更多的存储和更高效的计算。由于BS靠进用户终端,边缘计算网络显著提高了数据处理速度,降低了传输负载。然而,边缘计算网络中的BSs在网络高峰期仍将承受极大的压力。编码缓存是降低传输负载的有效技术。服务器在非高峰期不知道用户请求的情况下,向用户终端填充部分数据包,并在高峰期广播编码数据包来满足用户的需求。因此,极大提高网络传输效率,减少网络拥塞。本文主要研究中心化编码缓存方案在两种边缘计算网络应用场景下的研究。主要工作如下:首先,在具有动态用户数的边缘计算网络中,通过构造合适的放置分发表（Placement Delivery Array,PDA）来设计一种具有固定分包数和动态用户数的编码缓存方案。基于Maddah-Ali和Niesen（MN）方案对应的PDA,我们从已知共轭PDA的右侧开始删除一些列,以获得具有灵活数量的动态列的新PDA。值得注意的是,当删除的列数在一定范围内时,得到PDA的传输负载是顺序最优的。此外,当删除列数满足一定条件时,通过组合方法可以得到一种改进的方案,以减少传输负载。理论证明和数值结果表明,本文提出的方案在固定分包数的情况下,传输负载接近理论最小值。其次,在多址接入网络场景下,用户可以检索和访问网络中拥有一定缓存大小的缓存节点,如内容分发网络服务器、小蜂窝基站等。本文基于多址接入网络（缓存节点和用户都有缓存）,提出了一种新的编码缓存方案。利用PDA刻画编码缓存方案的思想,定义一个循环多址接入放置分发表（Cycle Multiaccess Placement Delivery Array,CMPDA）,然后提出了两种构造CMPDA的方法。根据这两种构造方法设计用户和缓存节点同时存在的多址接入网络编码缓存方案,即用户和缓存节点的放置阶段、用户检索阶段和传输阶段。首先,在放置阶段,CMPDA保证用户和缓存节点之间,以及缓存节点之间缓存的内容不重复。其次,在用户检索阶段,用户可以充分利用缓存节点的缓存容量来提高请求文件的命中率。此外,在传输阶段,让用户之间尽可能的产生多播增益,可以有效减少服务器与用户之间的传输负载。
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