异构蜂窝网络是一种具有前途的能够应对当前飞速增长的移动数据流量的网络架构,但其性能会受到网络中异构基站回程链路容量受限的影响。基于此,近年来研究者提出了主动缓存的思想,通过在异构小型基站上主动缓存热门视频文件,能够有效减少用户访问时延,降低基站回程链路流量,因此成为了当前研究的一个热点。现有研究工作大多关注如何根据视频文件热度分布优化缓存放置策略;当视频文件热度分布发生变化后,根据当前热度分布生成新的放置策略并依此进行缓存更新。然而,这种缓存更新方式忽略了小型基站上原有的缓存状态,从而会带来大量的通信开销与能量开销。针对上述问题,本文针对异构蜂窝网络中如何高效进行主动式缓存更新的问题进行了深入的研究,并结合小型基站回程链路接入方式的不同,提出了相应高效的缓存更新策略。论文主要贡献如下:1、针对每个小型基站通过独立的回程链路从文件服务器获取文件的异构蜂窝网,研究了在小型基站通信能量受限的条件下,如何对小型基站进行主动式缓存更新使得系统缓存命中率最大。首先将该问题建模成一个组合优化问题,并证明了该问题是NP难的。进一步地,提出了基于贪心选择与基于局部搜索的两种高效的缓存更新策略。最后,基于优酷网的真实视频访问数据进行了仿真实验,实验结果表明所提更新策略能够以较低的通信成本实现高效的缓存更新,并且可以通过调节更新周期在缓存命中率与更新开销间寻求良好的平衡。2、针对每个小型基站通过无线方式与中心基站进行连接并通过中心基站从文件服务器获取文件的异构蜂窝网,研究了中心基站如何在能量受限的情形下,结合无线多播传输方式,选择合适的发送能量多文件进行多播,以及小基站如何对文件进行替换,以使得系统缓存命中率最大。首先将该问题建模成一个组合优化问题,并证明了该问题是NP难的。其次,针对用户只连接单个基站的情形,提出了一种基于多选择背包的更新策略;针对用户可连接到多个基站的情形,则提出了一种基于命中率增益与能量比的贪心更新策略。最后,基于优酷网的真实视频访问数据对所提的基于多播的更新策略进行了仿真实验。实验结果论证了所提多播更新策略的高效性,并表明基于多播的更新方式比基于单播的更新方式相比,能极大地降低能量消耗。