退化广播信道上缓存分配的收益

本文研究了接收端配备缓存存储器的退化 K 用户广播信道。推导了容量-存储折中（即可靠通信速率作为接收端缓存大小函数的最大值）的上下界，并证明在某些特殊情况下二者匹配。下界通过两种受益于非均匀缓存分配的新编码方案实现。本文还建立了全局容量-存储折中的上下界，即在总缓存存储预算约束下，通过优化接收端缓存大小所能达到的最大容量-存储折中。当总缓存存储预算足够小或足够大时（以 BC 统计量表征），上下界重合。对于小缓存，将所有缓存存储分配给最弱接收端是最优的。在此情形下，全局容量-存储折中随总缓存存储预算除以系统中文件数而增长。换言之，该情形下可实现完美的全局缓存增益，其性能相当于网络中所有缓存内容对所有接收端可用的系统。对于大缓存，为每个接收端分配正的缓存存储是最优的，且较弱接收端比较强接收端分配到更大的缓存存储。在此情形下，全局容量-存储折中的增长率进一步除以用户数，对应于局部缓存增益。数值结果表明，除非 BC 完全对称，在所有情形下总缓存存储的均匀缓存分配均为次优。对于擦除 BC，在小缓存情形下解析证明了这一结论。