具有动态用户行为的 MISO 网络中的缓存辅助通信：一种通用解决方案

缓存辅助网络实施的一个实际障碍是动态且不可预测的用户行为。在动态设置中，用户可以随时自由离开和进入网络。共享缓存概念有潜力通过为 $K$ 个用户分配 $P$ 个缓存配置文件来处理此问题，其中分配给配置文件 $p$ 的所有 $\eta_{p}$ 个用户存储由该配置文件定义的相同缓存内容。然而，现有方案一般无法应用，并且并非真正意义上的动态，因为它们对发射端空间复用增益 $\alpha$ 施加了约束。具体而言，它们仅在 $\alpha \leq \min_{p} \eta_{p}$ 或 $\alpha \geq \hat{\eta}$ 时有效，其中在后一种情况下，$\gamma$ 为每个用户的归一化缓存大小，$\hat{\eta}$ 为满足 $1 \leq \hat{\eta} \leq \max_{p} \eta_{p}$ 的任意参数，并且还应满足 $\alpha \geq K\gamma$ 的额外条件。在这项工作中，我们提出了一种基于相同共享缓存模型的通用缓存方案，可应用于任何动态设置，将现有方案的工作区域扩展到具有 $\min_{p} \eta_{p} \leq \alpha \leq \hat{\eta}$ 的网络，并去除现有方案的任何其他约束。我们还推导了所提方案的可实现自由度(DoF)的闭式表达式，并表明其在均匀用户分布下实现了最优 DoF。值得注意的是，它是首个在具有均匀用户分布、$\alpha > \hat{\eta}$ 且非整数 $\frac{\alpha}{\hat{\eta}}$ 的网络中实现最优 DoF $K\gamma+\alpha$ 的方案，且不施加任何其他约束。最后，我们使用数值模拟评估非均匀用户分布对 DoF 性能的影响，并说明所提方案相对于单播在不均匀分布下提供了显著改进。