车联网系统中基于MDS码的编码缓存设计与构造研究

发布时间：2021-06-01 20:08

　　编码缓存（Coded Caching）是2014年提出的一种基于网络编码（Network Coding）的缓存配置和发送方案。其通过对用户缓存的数据进行设计,然后根据用户的需求来决定发送的数据,将发送数据通过网络编码的在广播信道进行传输。编码缓存能够在本地缓存增益的基础上进一步获得全局增益,从而能够极大地减少在网络请求高峰时期的数据传输量。考虑到未来车联网中,需要极大的数据传输量,与此同时,车联网信道会随着车辆移动发生时选衰落现象。故此,这给系统的传输性能提出了严峻的挑战。本文将深入研究在车联网系统中编码缓存方案的设计以及恢复在传输过程中的丢失数据。首先,本文对编码缓存的相关理论进行了相应的分析。分别给出了中心化编码缓存和非中心化编码缓存的在缓存配置和发送方法,给出了其对应的可达速率且进行了理论的证明。通过仿真验证了编码缓存相对于传统缓存的性能增益。然后,本文针对异构车联网系统提出了一种基于极大距离可分码（Maximum Distance Separable Code,MDS）码和非中心化编码缓存的数据部署和发送方案。分别就宏基站和路边单元的数据部署和发送方案进行分析,给出了相应的非中... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

中心化编码缓存VS非中心化编码缓存VS非编码缓存

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文联合在一起可以写为()=·(1/)·min1(1/),1,(2-28)至此，定理2.2得证。2.3仿真分析图2-4对比了中心化编码缓存与非中心化编码缓存相应于非编码缓存所带来的性能优势，仿真条件为：=100个文件，=50个用户。可以看到当用户缓存容量较少时，编码缓存相对于非编码缓存的性能提升并不明显，当用户缓存增大到一定程度后编码缓存带来的增益时非常明显的，这是由于全局缓存增益带来的效应，可见，编码缓存能够带来显著降低传输过程的负载。另外，从图中可以看到中心化的编码缓存相对于非中心化编码性能更好。图2-4中心化编码缓存VS非中心化编码缓存VS非编码缓存图2-5不同用户数量下中心化编码缓存与非中心化编码缓存对比-15-

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文完成备选发送集合BΔ后，如果|Γ|>0，则继续第二部分的发送。我们从剩下的RSU集合中，找到满足条件B1∩B2∩···∩B≠B1∩B2∩···∩B∩B+1=的集合{1,2,...,}，且满足{1,2,...,}Γ。分别取两个元素和，满足∈B1∩B2∩···∩B∈B\B1∪B2∪···∪B发送⊕(3-76)验证{1,2,...,}对应的RSU小区是否满足B=，∈{1,2,...,}。重复上述步骤，直到所有RSU小区满足B=。3.4仿真分析图3-2对比了在最佳传输准则的条件下，不同用户数量的RSU小区内所需要传输量的对比。仿真参数设置为：采用了(10,7)-MDS码，MBS存储所有的文件，RSU的存储参数为=4，RSU服务的车辆数在∈[50,100]之间随机地分布。编码后每个文件大小为100MB，文件数量为=100。从仿真中可以看到，在满足最优传输准则的情况下，编码缓存相较于传输的缓存方法有巨大的性能优势。同时当用户缓存增大到一定程度后，不同数量用户的RSU小区所需要的传输相差不大，这是由于全局缓存增益带来的结果。图3-2不同用户数量条件下RSU传输量随着用户缓存变化对比-34-

【参考文献】：
博士论文
[1]面向视频传输的编码缓存技术研究[D]. 闫起发.西南交通大学 2017

硕士论文
[1]基于二部图的多环境编码缓存方案设计[D]. 张巧玲.广西师范大学 2019
[2]无线网络中的去中心化编码缓存研究[D]. 赵梦.西安电子科技大学 2019
[3]非对称编码缓存技术研究[D]. 张德耀.东南大学 2019
[4]放置分发阵列的若干构造[D]. 王萍萍.河北师范大学 2019



本文编号：3210067