随着无线通信网络的飞速发展,用户对于高清视频业务的需求日益增加。然而视频质量的不断提升,导致对于无线网络中的传输速率和效率的要求日益提高,同时带宽资源也显得捉襟见肘。为了解决上述问题,在靠近用户侧进行文件缓存成为了可行并有效的方法。因此如何进行文件缓存直接影响到了通信成本和用户体验。我们尝试在无线通信网络中解决这一问题。论文主要研究如何优化缓存放置和路由选择策略,以此来降低运营商成本和通信延迟以提高用户体验。论文的主要工作如下:1.构建模型描述无线通信网络中的缓存放置和路由选择问题,并在时间上分为静态和动态。以真实文件被点击数据作为依据,研究在无线通信网络中的文件流行度问题。2.以真实内容分发网络为参考建立系统模型,以最小化运营商通信成本和用户延迟为双目标,提出了优化缓存放置策略和路由选择策略的联合优化问题,并采用轮换优化算法和交替方向乘子法分别进行求解,并通过与现实中常用的缓存放置和路由选择策略作对比,证实了我们提出算法的有效性,可靠性和鲁棒性。3.通过将预测文件流行度规约为多臂赌博机问题,预测当前时刻整个网络中的文件流行度,并以此流行度为参考,解决一个在时间上连续的以最小化通信成本为目标的优化缓存放置和路由选择策略的联合优化问题。我们提出了两种算法,在第一种算法中运用信心上界算法估计流行度,随后运用交替方向乘子法对优化问题进行求解。在第二种算法中,我们运用汤普森采样估计流行度并决定缓存放置策略,随后运用贪婪算法决定路由选择策略。仿真结果也表明了我们提出的两种算法具有一定的优越性。综上所述,本文在流行度已知和未知两种情况下,研究了在无线通信网络中的缓存放置和路由选择问题,以降低通信成本和延迟为目标分别规约问题并提出算法进行求解。仿真结果也表明了,通过合理的缓存文件和路由安排,可以有效地提高缓存命中率从而达到提高用户体验、降低网络成本的终极目标。