具有多播回传的云无线接入网络基站缓存优化分配
信息论
2018-05-01 v1 math.IT
摘要
云无线接入网络（C-RAN）的性能受限于连接集中处理器（CP）与基站（BS）的回传链路的有限容量，尤其是当回传通过无线介质实现时。本文提出使用无线多播结合 BS 缓存（即 BS 预存热门文件内容）来增强 C-RAN 的回传。对于由单个 BS 簇和无线回传组成的下行 C-RAN，本文研究了 BS 间的最优缓存大小分配策略以及 CP 处的最优多播波束成形传输策略，以最高效的方式将用户请求的消息从 CP 传递至 BS。我们首先给出基于联合缓存-信道编码方案的多播回传速率表达式，该表达式表明应为信道较弱的 BS 分配更大的缓存大小。随后，我们构建了一个双时间尺度的联合缓存大小分配与波束成形设计问题，其中缓存基于长期信道统计信息进行离线优化，而波束成形则在文件交付阶段基于瞬时信道状态信息进行设计。通过利用样本近似方法和交替方向乘子法（ADMM），我们开发了用于优化 BS 间缓存大小分配的高效算法，并量化了应为较弱的 BS 额外分配多少缓存。我们进一步考虑了具有不同流行度的多个文件的情况，并表明首先完整缓存最热门的文件通常并非最优。数值结果表明，优化后的缓存大小分配方案相比均匀分配及其他启发式方案具有显著的性能提升。
引用
@article{arxiv.1804.10730,
title = {Optimized Base-Station Cache Allocation for Cloud Radio Access Network with Multicast Backhaul},
author = {Binbin Dai and Ya-Feng Liu and Wei Yu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.10730},
year = {2018}
}
备注
Accepted and to appear in IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Special Issue on Caching for Communication Systems and Networks