D2D缓存网络中基于随机几何的成功卸载概率分析

针对所有移动用户均具有缓存能力的终端直传(D2D)缓存网络,将移动用户的位置分布建模为均匀泊松点过程(HPPP),并在此基础上结合内容缓存和内容请求的随机性,对网络干扰进行了精确分析和特定场景下的近似分析。考虑到D2D缓存技术融合了用户终端缓存与D2D通信的双重特点,即内容卸载包括自卸载和D2D卸载两种卸载方式、内容传输需要满足接收端信干比(SIR)和D2D距离的双重约束,利用随机几何理论推导出D2D缓存网络的成功卸载概率(SOP)的闭式表达式。仿真结果表明,结合D2D缓存网络特点的SOP更具有一般性,在特定场景下可以退化成已有研究中的特例。例如,在用户密集分布以及D2D最大通信距离较大的情况下SOP会退化成不考虑D2D距离约束的成功传输概率(STP)。

多缓存容量场景下的D2D内容缓存布设优化方案

在终端直传(D2D)缓存网络中,用户有限且各异的缓存能力是制约缓存效率的一个关键参数,然而现有文献大多考虑不同用户具有相同的缓存能力,针对这一不足有必要进行用户具有不同缓存容量下的D2D内容缓存布设方案优化。首先,鉴于用户终端的移动性和随机分布特性,利用随机几何理论将网络中不同缓存容量的用户节点建模为相互独立的齐次泊松点过程;其次,考虑本地卸载和邻近D2D链路卸载两种内容卸载方式,推导得到网络缓存命中率;最后,将最大化缓存命中率作为优化目标函数,提出了基于坐标梯度的联合缓存布设(JCP)算法,从而得到多用户多缓存容量场景下的内容缓存布设方案。仿真结果表明,与现有的缓存布设方案相比,由JCP得到的缓存布设方案可以有效提高缓存命中率。