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具有共享缓存的去中心化与在线编码缓存:无编码预取的基本极限

信息论 2021-01-26 v1 math.IT

摘要

由 Maddah-Ali 和 Niesen 提出的去中心化编码缓存方案假设缓存的填充无需协调。本工作在无编码放置的假设下,针对共享缓存网络(每个缓存服务多个用户)确定了一种去中心化编码缓存方案。每个用户仅能访问单一缓存,且缓存数量小于或等于用户数量。对此设定,我们推导了任意用户-缓存关联轮廓下的最优最坏情况交付时间,其中每个轮廓描述了每个缓存所服务的用户数。最优性通过基于索引编码的逆界证明。此外,我们改进了交付方案以适应冗余需求。同时,针对最坏情况需求场景提出了一种最优线性纠错交付方案。接下来,我们考虑最近最少发送(LRS)在线编码缓存方案,其中缓存需要根据用户提出的需求序列进行更新。若任何被请求文件未被用户部分缓存,则发生缓存更新。更新通过将最近最少发送的文件替换为新文件来完成。但最近最少发送的文件未必唯一。此时需要对被部分缓存的文件施加某种排序,否则就须假设存在集中式协调(而实际并不存在)。若每个用户随机移除任一最近最少使用文件,则下一交付阶段将无法达成目的。我们通过对方案引入文件排序的修改来解决该问题。此外,上述所有带共享缓存的结果均扩展至在线设定。

关键词

引用

@article{arxiv.2101.09572,
  title  = {Decentralized and Online Coded Caching with Shared Caches: Fundamental Limits with Uncoded Prefetching},
  author = {Elizabath Peter and B. Sundar Rajan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2101.09572},
  year   = {2021}
}

备注

11 pages and 2 figures