基于随机几何的蜂窝网络缓存性能研究

发布时间：2023-02-10 16:07

　　随着通信技术和移动互联网业务的发展,移动网络中数据流量呈现指数级增长,给网络带来了巨大压力,造成带宽、能量和服务器等资源的浪费,同时也大大降低了用户的体验质量。为了有效应对数据流量增长带来的挑战,蜂窝网络缓存技术备受关注。蜂窝网络缓存技术的核心思想是利用缓存开销换取带宽收益,将内容在非高峰时段预先放置在基站侧甚至是用户终端的存储设备中,通过减小用户与内容间的传送距离缓解蜂窝网络业务负载,减小用户内容获取时延。本文选题于国家自然科学基金。本文探索缓存技术在蜂窝网络中提升网络性能的理论本源,挖掘影响蜂窝网络缓存技术性能增益的关键因素,为不同形式的蜂窝网络缓存部署与优化提供参考依据。围绕实现缓存技术两个阶段,即缓存放置与内容传输,本文针对同构蜂窝网络、异构蜂窝网络和无人机辅助蜂窝网络中的缓存技术展开性能研究,在相应的网络中提出了缓存策略,包括缓存放置策略与内容传输策略,基于随机几何理论推导网络性能表达式并分析不同网络参数对网络性能的影响,进一步以缓存性能提升为目标进行了网络部署与缓存策略优化。论文具体研究内容如下:在同构蜂窝网络缓存研究中,针对用户业务量分布特性对网络性能的影响,提出了满足缓...

【文章页数】：152 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 论文主要研究工作及贡献
    1.3 论文内容安排
第二章 蜂窝网络缓存研究综述
    2.1 蜂窝网络缓存应用场景
        2.1.1 基站缓存
        2.1.2 D2D缓存
        2.1.3 C-RAN缓存
    2.2 蜂窝网络缓存策略研究现状与分析
        2.2.1 蜂窝网络缓存放置策略
        2.2.2 蜂窝网络内容传输策略
    2.3 基于随机几何蜂窝网络缓存性能研究
        2.3.1 随机几何理论基础
        2.3.2 基于随机几何蜂窝网络缓存性能研究现状
        2.3.3 基于随机几何蜂窝网络缓存性能研究问题与挑战
    2.4 本章小结
第三章 同构蜂窝网络缓存性能研究
    3.1 引言
    3.2 回程非受限的同构蜂窝网络缓存性能研究
        3.2.1 系统模型
        3.2.2 缓存策略
        3.2.3 缓存覆盖率性能研究
        3.2.4 仿真与数值结果分析
    3.3 回程受限的同构蜂窝网络缓存性能研究
        3.3.1 系统模型
        3.3.2 缓存策略
        3.3.3 内容成功传输概率与能量效率性能研究
        3.3.4 仿真与数值结果分析
    3.4 本章小结
第四章 异构蜂窝网络缓存性能研究
    4.1 引言
    4.2 回程非受限的异构蜂窝网络缓存性能研究
        4.2.1 系统模型
        4.2.2 缓存策略
        4.2.3 缓存覆盖率性能研究
        4.2.4 仿真与数值结果分析
    4.3 回程受限的异构蜂窝网络缓存性能研究
        4.3.1 系统模型
        4.3.2 缓存策略
        4.3.3 内容成功传输概率与能量效率性能研究
        4.3.4 仿真与数值结果分析
    4.4 本章小结
第五章 无人机辅助蜂窝网络缓存性能研究
    5.1 引言
    5.2 热点覆盖场景的缓存性能研究
        5.2.1 系统模型
        5.2.2 缓存策略
        5.2.3 缓存覆盖率与平均速率性能研究
        5.2.4 仿真与数值结果分析
    5.3 灾难救援场景的缓存性能研究
        5.3.1 系统模型
        5.3.2 缓存策略
        5.3.3 卸载率与平均速率性能研究
        5.3.4 仿真与数值结果分析
    5.4 本章小结
第六章 总结和展望
    6.1 全文研究工作总结
    6.2 未来研究工作展望
参考文献
致谢
附录1: 缩略语中英文对照表
附录2: 作者攻读博士学位期间取得的学术成果



本文编号：3739487