基于用户偏好的D2D缓存技术研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jinjiajie
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
移动数据的爆炸式增长,给传统的蜂窝网络带来了前所未有的挑战。为了缓解海量无线流量带来的压力,边缘缓存技术成为了当下研究的热点。边缘缓存把部分网络内容放置在具有缓存能力的边缘节点中,可以在流量高峰时实现快速的内容分发,缓解传统蜂窝网络的流量压力。通常,这些边缘节点可以是基站或者是移动设备等。随着移动设备数量的飞速增加和移动设备中的存储介质成本逐渐降低,D2D(Device-to-Device)通信技术与边缘缓存的结合成为了热门研究方向。D2D通信具有提升系统吞吐量、降低内容获取的时延和提高频谱利用率等优点。为了在边缘缓存中充分利用D2D通信的优势,设计出合理高效的缓存策略是十分必要的。在特定的应用场景下,设计缓存策略通常需要考虑缓存哪些内容以及这些内容的放置位置。而在现实应用中,用户的需求通常是不同的,即用户偏好之间存在差异。考虑用户偏好的差异有助于缓存策略的设计,因此本文将研究如何利用用户偏好设计出合理高效的D2D缓存策略。在集中式D2D缓存系统中,中心基站承担信息处理中心和决策中心的角色。本文考虑动态变化的文件流行度,把用户偏好建模为用户对文件类型的偏好和文件在对应类型内的全局流行度,并且采用EM(Expectation Maximization)算法学习用户偏好,仿真证明该方法具有较高的预测准确度。此外,还采用滑动窗口法预测实时用户活跃程度,联合考虑用户偏好和实时用户活跃程度来预测实时文件流行度。在内容放置阶段,由于使用贪心算法放置缓存内容的时间复杂度较高,本文提出了一种低时间复杂度的内容放置算法。仿真结果显示本文提出的集中式缓存策略可以达到较高的缓存命中率。集中式缓存策略会给中心基站带来大量的计算压力。因此,本文又考虑了分布式D2D缓存。在分布式缓存系统中,每个移动设备都是信息处理中心和决策中心。考虑到每个设备无法获得全局信息,本文采用逻辑回归模型和梯度下降算法来学习用户偏好,并且使用滑动窗口法预测用户活跃程度。每个用户根据自身预测得到的结果,可以有选择的进行缓存更新操作。仿真结果证明本文提出的分布式缓存策略不仅可以保证较高D2D缓存命中率,而且极大减少了缓存更新对中心基站产生的负载。
其他文献
第五代移动通信技术由于其具有满足海量数据的传输的特性,成为了实现万物互联的关键技术之一。而信道编码技术作为其中对抗信道传输干扰的重要手段,编码的性能直接影响了通信领域中的信息传输速率。Polar码作为一种发展时间较短的码字,在第五代移动通信技术的标准制定中成为其增强移动宽带(Enhanced Mobile Broadband,e MBB)应用场景下的短码标准。通过研究发现,虽然Polar码在特定的
随着单无人机向多无人机协同技术的发展,多无人机应对不同需求实现编队控制的应用场景增多。相对单无人机,多无人机能够携带不同设备,完成单无人机无法完成的任务等优点,目前的多无人机编队控制仍有协同能力低,自主能力不足,无法应对突发情况,实时性低等问题,无法满足不同飞行任务对编队队形控制的要求,因而展开关于群体智能控制方向的多无人机编队控制研究迫在眉睫。为解决上述问题,将多无人机协同编队控制问题,分为编队
随着移动终端设备数量的增长和人工智能技术的发展,移动设备对运行实时应用(如人脸识别、AR/VR)的需求大幅增加。然而,资源有限的移动设备通常无法承载此种计算密集、时延敏感的应用,导致用户体验的下降。如果采用传统的云计算解决方案,也存在传输延迟过长、流量拥塞,大量数据处理成本和通信成本高的问题。在此背景下,移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)将计算基础设施从远程云数据中
无人机集群自组网相比于地面MANET网络,在三维空间中具有更大的灵活性,在军事和救灾场景下具有重要的应用意义,与此同时,由于无人机之间距离远,无人机集群网络更加稀疏,无人机飞行速度较大,通信链路容易中断失效,进行三维空间网络拓扑控制要考虑更多的因素,而现有的二维平面网络拓扑控制技术应用在无人机集群自组网具有很大的局限性,因此,研究基于三维空间的有效拓扑控制是有必要的。为了构建具有一定容错性和抗毁能
随着互联网时代的到来,各种信息的数字化在人们的生活中随处可见。比如之前学生上课大多采用纸质书籍作为信息承载媒介,而近年来课件、PPT等电子授课工具越来越流行。甚至出于成本的考虑,电子化书籍也在学生中颇受欢迎。但是与此同时也带来了一系列的问题,比如电子化书籍中的PDF或者图片中的文字无法像文档一样直接编辑,为信息查找、修改或者统计录入带来了诸多不便。针对这些问题,本文提出了一个基于隐马尔可夫模型的文
阿尔茨海默病作为最常见的老年疾病之一,其主要表现为患者认知功能下降并逐渐丧失生活能力。该疾病具有隐匿性和不可逆性,尽早的诊断与干预对延缓病情发展对提高患者生活质量具有重要作用。研究表明阿尔茨海默病会导致患者大脑结构形态畸变,其中最典型的脑部结构是海马体。因此磁共振影像中海马体形态变化研究有助于疾病的早期诊断以及对疾病的发生和进展机理的进一步研究。目前磁共振影像中阿尔茨海默病海马体形态学研究方法仅从
卫星物联网(Satellite-based Internet of Things,S-Io T)能够突破现有地面网络仅覆盖20%左右陆地范围的局限,实现全球立体覆盖下的宽带接入。S-Io T已成为下一代移动通信的重要发展方向之一。本文面向未来S-Io T服务于地面终端的典型业务场景,综合考虑卫星受限的功率资源、星地长距离链路导致的大传播延时以及信号衰落,设计了基于网络编码(Network Codi
伴随着信息时代的发展,人们的数字娱乐生活越来越丰富,智能手机提高人们生活品质的同时也对无线数据业务的提出了新的要求。在第五代移动通信(Fifth-Generation Mobile Communication,5G)时代,移动无线网络不仅仅需要提供几十倍于4G(Fourth-Generation Mobile Communication)的峰值传输速度,更需要保证毫秒级的数据传输时延。当前的商用的
脑肿瘤又称脑胶质瘤、脑癌,是最具侵袭性的肿瘤之一,无论对患者的身体上还是心理上都威胁极大。核磁共振成像技术由于成像质量高,且对人体没有伤害,在临床上被广泛应用于肿瘤图像的采集。然而脑肿瘤图像十分复杂,不同肿瘤亚区的边界具有一定的模糊性,这使得脑肿瘤分割工作变得非常困难。当前主要是依靠医生或专家手动进行分割,不但效率低,而且医生在长期高强度的工作下可能会导致分割精度的下降。另外,为了能帮助医生进行临
多载波系统是当今水声通信的热点研究方向,其利用循环前缀(Cyclic Prefix,CP)拥有了优秀的抗多径性能,但是其采用的矩形窗带外衰减过慢,导致受多普勒效应干扰明显,且CP的使用也降低了系统的信息传输速率。水声信道复杂且变化快速,存在明显的多普勒效应,后者极大限制多载波通信技术在水声通信中的应用。而滤波器组多载波(Filter Bank Multi-Carrier,FBMC)系统既有良好的抗