随着智能移动终端的增长,传统的蜂窝网络架构越来越难以满足日益增长的基于内容的用户业务需求和移动数据流量需求。云无线接入网络结合雾计算,通过将处理单元集中化,大大提高了无线接入网络资源的使用效率,降低了运营商的部署成本和运营成本;此外,由于网络中存在着大量对流行度较高内容的多次请求,在无线接入网络中针对内容信息的缓存进行优化部署成为解决内容业务数据流压力的有效方案。因此,本文研究了基于内容缓存的云无线接入网络架构及其性能优化,所做的主要研究工作包括以下三个方面:第一,本文研究了云无线接入网络架构的演进以及缓存技术,详细阐述了云接入无线网络技术的发展以及几种云接入无线网络的优缺点;然后,介绍了缓存技术在几种典型的现有网络中的应用,并说明了其主要特点和存在的问题;最后概述了基于内容缓存的网络的主要性能评价指标。第二,本文针对基于缓存部署的无线接入网络架构,通过引入缓存接入点(C-AP)网元,研究了基于云基站和内容分片的协作内容缓存优化问题,提出了一种在不同C-AP间缓存分片内容信息的方案,该方案以最大化用户设备的平均命中率为优化目标;接着,针对该方案,本文将问题转化为一个有约束的凸优化问题,并基于对偶理论求解了其等价问题,给出了一种低复杂度的二分搜索算法;最后,针对该方案进行了仿真评估,与概率缓存、随机缓存等缓存方案相比,基于云基站和内容分片的内容缓存方案在内容请求平均命中率方面具有优势。第三,本文提出了基于用户兴趣度的用户设备间的协作内容缓存方案。通过定义用户设备的兴趣矩阵和兴趣相似度,本文给出了基于用户兴趣度的用户设备间协作内容缓存方案的工作流程;其次,本文对所提方案的用户设备的平均命中率进行了数学建模;最后,本文仿真验证了系统中的用户设备密度、用户设备缓存大小和兴趣相似度阈值等参数对该内容缓存方案性能的影响。