《無線主動緩存產(chǎn)生的相關(guān)背景分析1700字》

無線主動緩存產(chǎn)生的相關(guān)背景分析綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u13706無線主動緩存產(chǎn)生的相關(guān)背景分析綜述 1262391.1.1.無線接入緩存技術(shù)發(fā)展 1165481.1.2.無線主動緩存策略 2275411.1.3.MPC緩存策略 2320831.1.4.LCD緩存策略 2在互聯(lián)網(wǎng)交換點或互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商節(jié)點提前部署部分內(nèi)容可大大雖然改善了利用互聯(lián)網(wǎng)"主干"容量，從而減少延遲，提高可靠性；然而4G、5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，使得蜂窩/無線網(wǎng)絡(luò)流量的增長日益加劇，諸如視頻內(nèi)容等一部分高速率的內(nèi)容，都是通過蜂窩/無線網(wǎng)絡(luò)傳遞給用戶的，考慮到用戶對視頻、圖片等內(nèi)容的請求和獲取更加頻繁，研究者就仿照在互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點和服務(wù)提供商節(jié)點處提前部署內(nèi)容的思想，在無線節(jié)點處，布置了容量充裕的存儲設(shè)備，在無線網(wǎng)絡(luò)的非高峰階段，將用戶請求高的文件存放在存儲設(shè)備上面，當(dāng)用戶在終端發(fā)生請求內(nèi)容時候，如果請求的內(nèi)容預(yù)先存儲在無線節(jié)點的設(shè)備上面，該內(nèi)容就可以直接傳輸?shù)接脩粽埱蟮脑O(shè)備上，這樣本身的網(wǎng)絡(luò)請求就變成了“本地請求”，使得流量負(fù)載大大減小。無線接入緩存技術(shù)發(fā)展超密集無線網(wǎng)絡(luò)相比于傳統(tǒng)無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)具有更多優(yōu)勢，但仍有很多問題需要進(jìn)一步的深入探究和探索解決。其中，國內(nèi)外許多學(xué)者提出利用無線網(wǎng)絡(luò)，來緩解由于附近居住區(qū)數(shù)目的增多而對回程鏈路帶來的壓力，利用基站側(cè)或用戶側(cè)的緩存空間來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能[8][9]。通過在小基站側(cè)添加緩存空間，同時在內(nèi)容服務(wù)提供商處提前獲取文件，提前將預(yù)緩存在緩存空間中，當(dāng)用戶向?qū)?yīng)服務(wù)基站發(fā)起請求時，基站可直接將其自身緩存中的文件發(fā)送給用戶，從而縮短了文件與用戶間的距離，這就是本文所說的無線接入側(cè)緩存技術(shù)。超密集無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基站往往部署的更為密集的特點，同時若在超密集無線網(wǎng)絡(luò)中運用無線接入側(cè)技術(shù)可以使得用戶請求的文件，距離用戶終端更近，從而大大降低文件與用戶之間的傳輸距離。無線主動緩存策略在上一節(jié)中介紹了無線主動緩存的背景與定義，本小節(jié)本文來研究一下集中常見的主動緩存策略。這一小節(jié)本文主要介紹常見的緩存策略。為了更清楚地比較不同的緩存策略，本文假設(shè)無線緩存網(wǎng)絡(luò)有三個基站，即基站a、基站b和基站c。每個基站可以存儲的最大文件數(shù)為2。表中的數(shù)字表示基站是否存儲了文件，其中1表示基站是否存儲了文件；0，文件未存儲；小數(shù)表示基站以一定的概率存儲該文件。此外，文件總數(shù)設(shè)置為6。MPC緩存策略如表2-1所示，MPC緩存策略意味著每個基站存儲最受歡迎的文件。首先根據(jù)Zipf（齊夫）定律的公式得到每個文件的受歡迎度，然后根據(jù)受歡迎度的大小對文件進(jìn)行降序排列。最后，根據(jù)基站的緩存容量，根據(jù)文件的受歡迎程度降序?qū)⑽募彺娴交?。?dāng)只有一個基站或多個基站，但每個基站的覆蓋區(qū)域不重疊時，MPC策略是最優(yōu)的緩存策略。LCD緩存策略如表2-2所示，LCD緩存策略是指無線緩存網(wǎng)絡(luò)中每個基站存儲不同的文件。根據(jù)Zipf定律的公式，求出每個文件的受歡迎度，然后按受歡迎度降序排列。最后，根據(jù)基站的緩存容量，根據(jù)文件的受歡迎程度，將不同的文件按降序存儲到基站。LCD緩存策略可以最大化緩存分集增益。對于不同的隨機(jī)緩存網(wǎng)絡(luò)，等概率緩存策略不是最優(yōu)解。本文需要根據(jù)不同的隨機(jī)緩存網(wǎng)絡(luò)來確定每個文件的緩存概率。如表2-3所示,概率緩存策略是指無線緩存網(wǎng)絡(luò)中的每個基站按照一定的概率存儲一個文件。假設(shè)每個基站存儲文件都是相互獨立的。表2-3概率緩存策略MPC緩存策略和LCD緩存策略可視為確定性緩存策略的特例。前者是每個基站存儲最受歡迎的文件，后者是每個基站存儲不同的文件。然而，對于不同的無線緩存網(wǎng)絡(luò)，直接采用MPC緩存策略或LCD緩存策略往往不是最佳的解決方案。本文需要根據(jù)不同的緩存網(wǎng)絡(luò)來確定不同的緩存策略。如表2-4所示，確定性緩存策略是根據(jù)不同的系統(tǒng)性能優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)來確定基站需要存儲哪些文件。與概率緩存策略不同，可以使用0到1之間的數(shù)字來表示文件的存儲概率。在確定性緩存策略中，僅使用1或0來指示文件是否存儲在基站中。為了更具體地描述確定性緩存策略，一些學(xué)者提出了確定性緩存策略的變化規(guī)律。隨著基站a和基站b覆蓋重疊度的變化，緩存策略也隨之變化。一開始，兩個基站的覆蓋區(qū)域重疊很小，最優(yōu)的緩存方案是MPC緩存策略。隨著覆蓋重疊的不斷變化，基站B的緩存策略也在不斷變化。當(dāng)兩個基站幾乎完全重疊時，最優(yōu)的緩存方案成為LCD緩存策略