RIS辅助的UAV与用户协同缓存策略

研究了智能反射面(RIS)和缓存辅助的无人机(UAV)中继通信系统方案,通过在UAV与用户之间搭建RIS反射信号,改善信道环境;在UAV与用户设备上部署缓存设备,预先存储热点内容,减轻无线回程链路的压力;以最大化用户服务成功概率为优化目标,建立缓存容量受限约束下的UAV与用户协同缓存放置策略优化模型,针对该非线性连续非凸约束优化问题,提出基于鲸鱼优化算法(WOA)的求解方法.仿真实验结果表明,使用RIS可以有效降低UAV通信中断概率,基于WOA的UAV与用户协同缓存最优放置策略优于现有其他两种缓存策略,能有效提高缓存命中概率,从而提高用户服务成功概率.

基于流行内容感知和跟踪的协同缓存策略

针对内容中心网络(CCN,content centric networking)中沿路径缓存策略存在的问题,设计了一种最大介数节点和边缘节点协同的缓存策略。根据网络拓扑特性,在最大介数节点感知流行内容,边缘节点协同跟踪;依据内容流行度和缓存空间,指定内容在传输路径的存储位置。仿真实验表明,与经典算法相比,该策略有效提高了缓存命中率,同时降低了平均路由跳数比,改善了缓存系统的效率。

GCaching——一种网格协同缓存系统

协同缓存通过多个代理缓存服务器的协同工作 ,可以充分利用各服务器的缓存空间 ,提高缓存命中率 网格技术可以方便地共享和整合异构的服务器资源 结合网格和协同技术 ,提出了一种网格协同缓存系统GCaching ,它将地域上分布的多个代理缓存服务器组成缓存池 ,充分利用缓存资源 ,协同工作 ,为用户提供更好的服务能力 GCaching系统设计并实现了一种缓存放置和替换算法GCPR ,它使用周期缓存更新策略 ,根据用户访问模式自适应地调整缓存数据的分布 仿真实验表明 。

无人机辅助蜂窝网络中的无人机与用户协同缓存算法

针对无人机辅助蜂窝网络中的海量数据内容传输与无人机无线回程带宽受限这一矛盾,提出了一种无人机与用户协同缓存算法。通过在无人机以及用户设备上部署存储设备,将用户请求的热点内容缓存后进行共享分发,以减少无人机回程链路资源与能量开销,减轻业务负载并降低用户时延。以用户内容获取时延最小化为目标建立了无人机与用户缓存联合优化问题,将其分解为无人机缓存子问题与用户缓存子问题,并分别基于交替方向乘子法和全局贪婪算法进行求解,通过迭代获得收敛的优化结果,实现了无人机与用户的协同缓存。仿真结果表明,所提算法能够有效降低用户的内容获取时延,提升系统性能。

基于流行度及最小访问代价的MP2P协同缓存优化策略

为提高移动P2P网络服务质量,针对移动P2P网络特点,提出了一种分布式的移动P2P网络协同缓存优化策略。其主要思想是通过计算数据在网络中的流行度以及数据访问代价,优先缓存那些具有较高流行度并且能够较大幅度降低网络访问代价的数据,从而达到降低服务时延、减少网络通信开销、促进移动节点间的协作、提高网络的可用性及服务效率的目的。仿真实验结果表明,该策略能有效降低网络开销、减小网络延时,获得较好的性能。

基于分布式协同缓存机制的Web Proxy研究

提出了一种基于全局内存对象缓冲池的高性能分布式Web Proxy模型,通过在系统范围内构建类似于分布式共享存储器系统的缓冲池,并将分布式Web Proxy系统中访问最频繁的Web对象置于其中,则Web对象的平均服务时间缩短,提高了系统性能。通过实际Proxy服务器的访问日志进行了系统性能仿真,结果表明,该机制可以提高分布式Web Proxy服务器的性能。

基于协同缓存的分布式数据库更新机制研究

减小数据库事务中的写操作开销对于分布式数据库系统的性能而言很关键。该文提出了一种基于协同缓存技术的分布式数据库更新机制,通过在分布式数据库服务器节点物理内存之上构建全局协同缓冲池,并利用其缓存写入记录,减小了数据库事务中的磁盘访问开销,研究了基于协同缓存的分布式数据库更新机制与其在该机制下事务性能改进。

一种MANET环境下基于兴趣度的协同缓存策略

MANET网络中由于节点移动的随机性和无线链路的断连性,导致网络拓扑变化频繁,从而降低了数据可访问能力.提出一种基于兴趣度的协同缓存策略(IBCC).其主要思想是:针对节点转发的数据请求消息,引入ω-稳定节点集定义和兴趣度概念,定期挖掘ω-稳定节点集中具有相同兴趣度的数据形成预取集;针对回复的数据消息形成数据定位表,通过查找数据定位表将请求发送给同样拥有该数据但路由跳数较少的节点.该策略提高了在出现链路断接时节点对数据的访问能力.仿真实验结果证明该策略的有效性.

分布式视频服务器系统中的协同缓存策略

在分布式视频服务器系统中,利用协同缓存(CooperativeCaching)技术,可以达到充分利用系统中各服务器上的空闲内存,以形成一个更大的、逻辑上完整的协同缓存,提升总体的缓存命中率,进而提升整个系统性能的目的。文章就来对这一背景下的协同缓存技术进行研究,分析采用协同缓存的动因,比较几种传统的协同缓存机制,并提出了一种适合于分布式视频服务器系统的协同缓存策略。

协同式WEB树型缓存结构的设计及仿真性能分析

给出了一种树型WEB缓存结构,并描述了它的基本设计原理。在本结构中,缓存被当作一系列低通滤波器,滤波器的低截止频率等于特征时间的倒数。当文件的访问频率低于该截止频率时,将被替换;相反,将被缓存。仿真研究表明,所提出的结构和传统的非协同式结构相比,节省了缓存资源,降低了缓存的失效比。该结构已被用于作者开发的基于WEB的远程虚拟仪器实验室,明显提高了用户的访问速度。

一种基于协同缓存的内容中心网络能耗优化策略

当前大多内容中心网络(Content-Centric Network,CCN)缓存决策策略研究都没有综合考虑请求热点、网络能耗、内容流行度和节点协同等相关要素。因此提出一种基于内容流行度的协同缓存策略来优化内容中心网络的能耗。该策略将CCN的一个自治区域网络中的所有内容路由器节点当作一个协同缓存组,并把协同缓存组中每个节点的缓存容量分为两部分,一部分用于自身节点和其他节点协同缓存内容;另一部分用于自身节点独立缓存本地最流行的内容,以提高协同缓存组中内容副本种类的多样性,从而减少网络中内容的重复传输,实现网络能耗的优化。建立相关的能耗优化模型,采用一种改进的遗传算法求解出该协同缓存组能耗优化问题的最优解。实验结果表明,与相关文献中的缓存决策策略相比,所提策略可以有效地降低CCN的能耗,提高其可扩展性,进而指导CCN的演化和部署。

一种基于两级缓存的协同缓存机制

信息中心网络(information-centric networking,简称ICN)将网络通信模式从当前的以地址为中心转变为以信息为中心.泛在化缓存是ICN重要特性之一,它通过赋予网络任意节点缓存的能力来缓和服务器的压力,降低用户访问延迟.然而,由于缺少内容热度的分布感知,现有ICN缓存策略仍存在缓存利用率较低、缓存位置缺乏合理规划等问题.为了解决这些问题,提出一种基于两级缓存的协同缓存机制(a cache coordination scheme based on two-level cache,简称CSTC).将每个节点的缓存空间分为热度感知和协作分配两部分,为不同热度的内容提供不同的缓存策略.同时,结合提出的热度筛选机制和路由策略,降低了缓存冗余,实现了缓存位置优化.最后,基于真实网络拓扑的仿真实验表明,CSTC在次热门内容缓存数量上提升了2倍,缓存命中率提升了将近50%,且平均往返跳数在多数情况下优于现有On-path缓存方式.

一种基于Ad-Hoc网络的移动P2P系统协同缓存一致性维护算法

如何保证缓存数据与服务方数据保持一致一直是缓存研究的重要内容,本文针对移动Ad hoc环境的P2P系统的特点,深入分析了缓存产生数据不一致的条件,提出了一种基于Ad-Hoc网络的移动P2P系统协同缓存一致性维护算法。

一种分布式协同缓存系统中缓存调度算法

分布式协同缓存系统可以有效减少用户从源站点直接下载内容的数量;减轻源站点负载;并可以有效减少整个网络的传输流量.随着移动视频业务的快速发展,针对移动视频业务的协同缓存系统有着巨大的市场需求.缓存调度算法对协同缓存系统的性能有着重要的影响.为了利用分布式协同缓存系统最大限度的减少带宽开销并满足用户需求,本文在考虑缓存内容在全局环境中的访问流行度以及内容长度因素的基础之上,提出一种适用于移动视频服务轻量分布式协同缓存系统的缓存替换算法VBG.数值仿真实验表明,在三种不同的预部署的情况下,本文所提出的VBG算法与已有的局部贪心算法相比明显的节省了系统的带宽开销.

一种基于AAE的协同多播主动缓存方案

随着用户终端数量的激增和5G技术的发展,形成了宏基站和小基站并存的网络。同时超高清视频、云VR/AR等应用对时延提出了更高的要求。为了缩短5G网络中的时延,文中结合小基站协同、多播和用户行为可预测的特性,提出了一种基于对抗自动编码(Adversarial Autoencoders, AAE)的协同多播主动缓存方案(Collaborative Multicast Proactive Caching Scheme Based on Adversarial Autoencoders, CMPCAAE)。该方案首先根据用户的特征信息将用户划分成偏好不同的用户组,然后通过AAE预测每个用户组可能请求的内容。为了减少缓存内容的冗余,采用蚁群算法(Ant Colony, ACO)将预测的内容预先部署到各小基站以实现小基站间的协同。在内容分发阶段,若分组中用户请求的是流行度高的内容,则以多播的方式将该内容主动缓存到分组中其他未发送请求的用户,否则以正常的方式进行分发。仿真结果表明,CMPCAAE方案在系统的平均请求时延和丢失率方面均优于经典的缓存方案。

基于Ad hoc网络的移动P2P协同缓存应用研究

协同缓存通过多个代理缓存的协同工作,以提高缓存命中率,均衡网络和服务器负载,提高访问速度。P2P的结构使得网络富有延展性,在分布式计算中也有巨大的潜力。3G网络的部署和更多W IFI手持设备的投放,Ad hoc网络技术将有更关阔的应用空间。本文对基于无线移动网络的协同缓存技术进行了归纳分析,并提出了在基于Ad hoc网络的移动P2P系统协同缓存应用技术面临的问题和解决预期。

移动P2P网络中协同缓存的研究

在移动园区网环境中部署了P2P系统并提出了一种协同缓存策略。接入控制策略利用"阈值"和节点的位置关系选择缓存的数据。缓存替换策略利用价值函数"Cost"选择要替换掉的数据,该函数考虑了数据的被访问频率、大小及区域之间的距离这三个因素。数据一致性策略结合了Plain-Push和Pull-Every-time方案的优点并做了改进。通过两组模拟实验验证了这种协同缓存策略在降低时延、减少网络通信开销、提高缓存命中率方面具有较好的性能。

CoCache：基于文件关联性的协同缓存策略

在大数据查询过程中,有时需要对两个有关联的文件同时进行操作,在这种情况下进行缓存时,可以通过考虑文件的关联性以提高查询效率和缓存命中率。提出一种基于文件关联性的协同缓存策略称为CoCache。利用文件的元信息,提出定义文件关联性的方法,并且给出缓存方案,即在进行缓存和替换的时候,将有关联性的部分绑定操作。实验表明,CoCache可以提高数据缓存效率,减少查询时间。

基于深度强化学习的边缘网络内容协作缓存与传输方案研究

为了应对第五代无线通信网络中数据吞吐量急剧增加的问题,移动边缘缓存成为了一种有效的解决方案。它通过在边缘设备上存储网络内容,减轻回程链路和核心网络的负担,缩短服务时延。到目前为止,大多数边缘缓存研究主要优化协作内容缓存,忽略了内容传输的效率。研究超密集网络的内容协作边缘缓存与无线带宽资源的分配问题,通过余弦相似度和高斯相似度求解基站之间总的相似度,将网络中的小基站根据总相似度进行分组,把缓存和无线带宽分配问题建模成一个长期混合整数的非线性规划问题(LT-MINLP),进而将协作边缘缓存与带宽分配问题转换为一个带约束的马尔可夫决策过程,并利用深度确定性策略梯度DDPG模型,提出了一种基于深度强化学习的内容协作边缘缓存与带宽分配算法CBDDPG。提出的基站分组方案增加了基站之间文件共享的机会,提出的CBDDPG算法的缓存方案利用DDPG双网络机制能更好地捕捉用户的请求规律,优化缓存部署。将CBDDPG算法与三种基线算法(RBDDPG、LCCS和CB-TS)进行了对比实验,实验结果表明所提方案能够有效地提高内容缓存命中率,降低内容传递的时延,提升用户体验。

信息中心网络中的内置缓存技术研究

互联网的应用方式正从以面向主机的点对点通信为主转向以海量内容获取为主.为适应这一转变,研究界提出了多种以信息/内容为中心的新型网络架构.这类网络架构中最重要的特征之一是利用网络内置缓存提高接收者驱动的内容获取的传输效率和网络资源的利用率.与传统的Web缓存、CDN缓存等相比,ICN缓存系统呈现了缓存透明化、泛在化和细粒度化等新特征,对缓存系统的建模、行为理解和优化方法都提出了新的挑战.在介绍了ICN缓存系统的新特征及带来的挑战后,首先从多方面着重阐述和比较了缓存网络的优化方法,之后对缓存网络系统的理论模型研究现状加以阐述,然后分析了仍待解决的关键问题和未来的研究方向.